大場金礦熱液鋯石特征研究

魏安軍,邊 飛,馬 曄 宋子升,王海桐 王 軍，張 站，王高強(qiáng)

(大陸動力學(xué)國家重點實驗室，西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西 西安 710069) (中石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏 銀川 750000)

大場金礦熱液鋯石特征研究

魏安軍,邊 飛,馬 曄 宋子升,王海桐 王 軍，張 站，王高強(qiáng)

(大陸動力學(xué)國家重點實驗室，西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西 西安 710069) (中石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏 銀川 750000)

大場金礦位于北巴顏喀拉造山帶中段，其成礦作用與熱液活動有密切關(guān)系。大場金礦含金石英脈中的鋯石可分為巖漿鋯石和熱液鋯石2大類。準(zhǔn)確的區(qū)別出不同成因的鋯石對進(jìn)一步準(zhǔn)確確定該礦床的成礦年齡的研究具有重要的意義。通過在掃描電鏡下2類鋯石的陰極發(fā)光圖像特征對比以及鋯石微區(qū)測試的微量元素特征進(jìn)行對比，在陰極發(fā)光圖像下熱液鋯石形態(tài)呈局部溶蝕狀，無環(huán)帶或弱環(huán)帶，呈半透明到不透明；巖漿鋯石陰極發(fā)光顯示較強(qiáng)的發(fā)光性和清晰的環(huán)帶，陰極發(fā)光圖像為灰色、灰黑色。巖漿鋯石的稀土表現(xiàn)為輕稀土虧損，重稀土強(qiáng)烈富集型。稀土配分曲線為左傾式，具有較高的Ce正異常和適度的Eu負(fù)異常。熱液鋯石相對巖漿鋯石富集輕稀土，其稀土配分模式比較平坦，輕重稀土分異強(qiáng)度較巖漿鋯石弱。Th/U比值以及Th和U含量明顯高且變化范圍很大。具有弱的Ce正異常，適度Eu負(fù)異常。

大場金礦;熱液鋯石;巖漿鋯石特征

北巴顏喀拉造山帶是青海重要的貴金屬成礦帶,其中大場金礦是近年來發(fā)現(xiàn)的一個超大型金礦。礦床賦存于三疊紀(jì)巴顏喀拉山群淺變質(zhì)濁積巖系中，其中礦石中含大量的石英細(xì)脈為其最明顯的特征，且認(rèn)為硅質(zhì)來源于熱液作用。對于礦區(qū)的成礦時代已有學(xué)者做過相關(guān)方面的研究。用含絹云母石英脈Ar-Ar法測得成礦年齡為(218.6 ±3.2)Ma［1］，用含黃鐵礦、方鉛礦、具孔雀石化的石英脈Pb-Pb法測得成礦年齡為187Ma［2］。近年來鋯石定年的準(zhǔn)確性已得到公認(rèn)，尤其是通過熱液鋯石定年能很好地確定熱液作用相關(guān)的礦床的成礦年齡，而解決這一問題的關(guān)鍵就在能夠準(zhǔn)確識別不同成因類型的鋯石。為此，筆者對大場金礦熱液鋯石特征進(jìn)行了研究。

1 區(qū)域地質(zhì)概括

大場金(銻)礦床發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)90年代，位于東昆侖東段中南部。在大地構(gòu)造環(huán)境上屬于東昆侖南部北巴顏喀拉造山帶內(nèi)，與甘德-瑪多斷裂帶相鄰。區(qū)內(nèi)構(gòu)造演化歷史最早始于海西期，區(qū)內(nèi)三疊紀(jì)濁積巖盆地基底是由海西期形成的上二疊統(tǒng)馬爾爭組(P2m)火山巖、碳酸巖夾碎屑巖地層構(gòu)成的；印支期形成的三疊紀(jì)濁積巖盆地為區(qū)內(nèi)主體地層，盆地中有大面積的巴顏喀拉山群砂巖、板巖沉積地層［3］。礦區(qū)主體構(gòu)造為北西-南東向，瑪多-甘德深大斷裂在礦區(qū)北東部通過，受其影響，兩側(cè)地層中次級羽毛狀斷裂構(gòu)造及褶皺構(gòu)造比較發(fā)育。主斷裂以及由其衍生的次級斷裂走向為北西-南東，為脆韌性逆斷裂，走向110～290°，多傾向南西，傾角40～60°，是礦區(qū)主要的控礦構(gòu)造。含礦破碎蝕變帶寬1～20m，在走向和傾向上表現(xiàn)為舒緩波狀，構(gòu)造帶內(nèi)碎裂巖化粉砂質(zhì)板巖、碎裂巖化泥質(zhì)板巖、碎裂巖、斷層泥等發(fā)育，并分布有大量石英，呈透鏡狀、細(xì)脈狀及網(wǎng)脈狀，破碎程度從斷裂中心向兩側(cè)逐漸減弱。金礦化出現(xiàn)在具較強(qiáng)硅化、黃鐵礦化和毒砂礦化部位。礦區(qū)內(nèi)的北東-南西向平移斷層，屬成礦后斷裂，對礦體起破壞作用。

2 大場金礦熱液鋯石特征識別

2.1鋯石形態(tài)及陰極發(fā)光圖像特征

大場金礦含礦石英脈中的鋯石分熱液鋯石和巖漿鋯石。

1)巖漿鋯石 根據(jù)陰極發(fā)光圖像顯示，巖漿鋯石大多粒徑在60～100μm。所有巖漿鋯石均可見巖漿振蕩環(huán)帶，其中未被熱液改造的巖漿鋯石的環(huán)帶清晰，棱角分明，陰極發(fā)光圖像亮度比較大。大多數(shù)巖漿鋯石雖環(huán)帶依舊可見但不太清晰，陰極發(fā)光強(qiáng)度較弱，陰極發(fā)光圖像呈灰白色、灰色，極個別為暗灰色，這些鋯石應(yīng)是受熱液作用影響并遭受了較低程度熱液改造的巖漿鋯石。從陰極發(fā)光圖像特征來看，大場金礦中的巖漿鋯石都經(jīng)歷一定的熱液改造，但改造程度并不深，依然表現(xiàn)出巖漿鋯石的特征。

2)熱液鋯石 該地區(qū)的熱液鋯石在形成年代上與巖漿鋯石有明顯的區(qū)別。熱液鋯石僅個別為完整的顆粒，多數(shù)為鋯石碎片，顆粒大小多在100μm以內(nèi)，顏色為米黃色或黃褐色，半透明至不透明。根據(jù)陰極發(fā)光圖像特征及鋯石形態(tài)將其分為3組：第1組為一顆粒度較小的晶形良好的暗黑色無巖漿環(huán)帶鋯石；第2組鋯石由具發(fā)光有環(huán)帶的核部和暗黑色不發(fā)光的邊部組成，晶棱較鋒銳；第3組鋯石磨圓度較高，無巖漿振蕩環(huán)帶，有的整體不發(fā)光呈黑色，有的則具不規(guī)則的不發(fā)光區(qū)域和發(fā)光的亮色區(qū)域。該部分鋯石陰極發(fā)光圖像具典型熱液鋯石特點［4-7］。

2.2微量元素特征

1)巖漿鋯石 ①稀土含量。巖漿鋯石所有測點的稀土含量在(225～5034)×10-6之間，大多數(shù)鋯石的稀土含量在2000×10-6以內(nèi)，其中3個點稀土含量在(2857～3180)×10-6，整體反映稀土含量較高的特征。輕稀土含量總體較低，重稀土含量總體相對較高(所有測試點重稀土平均含量為1186×10-6)。輕/重稀土比值范圍為0.004～0.131，大多數(shù)均小于0.077，平均值為0.045；(Ce/Yb)N的比值范圍為0.001～0.067，大部分測試點的(Ce/Yb)N均在0.22以內(nèi)，(Ce/Yb)N的平均值為0.017，表現(xiàn)出輕稀土虧損，重稀土強(qiáng)烈富集的特征。(Sm/La)N比值范圍為1～435，平均值為52，具有較高(Sm/La)N比值，表明其稀土配分曲線特征為左傾式。(Lu /Gd)N的比值范圍為6.2～62.9，平均值為27.75，具較高的(Lu/Gd)N比值，指示其球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線具有陡立的重稀土富集模型。稀土含量從La至Lu之間急速增加，稀土配分曲線呈明顯的左傾式，具典型的巖漿鋯石特征(見圖1)，并且整體具有較高的Ce正異常和適度的Eu負(fù)異常。②Th/U比值以及Th和U含量。Th 的含量在(23.8～834)×10-6，平均為231.2×10-6；U的含量為(52.5～2299)×10-6，平均504.8×10-6，表現(xiàn)出較高的Th、U含量，并且Th/U比值大于0.1，比值分布在0.121～0.85，集中分布在0.35～0.7，平均值0.515，表明這些鋯石并不是變質(zhì)鋯石而是巖漿鋯石［8］。

圖1 熱液鋯石與非熱液鋯石稀土配分圖

2)熱液鋯石 ①稀土含量。熱液鋯石的稀土含量在(1132～5094)×10-6，平均值含量2769×10-6，稀土含量是石英脈中非熱液鋯石的1～2倍。稀土球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線位于巖漿鋯石曲線之上(見圖1)。輕稀土含量在(215～1088)×10-6之間，平均含量為478×10-6，輕/重稀土比值為0.085～0.449，平均比值為0.209。熱液鋯石中稀土含量幾乎高出石英脈中巖漿鋯石中稀土含量一個數(shù)量級，輕/重稀土比值約是巖漿鋯石中輕/重稀土比值的3～5倍，說明熱液鋯石相對巖漿鋯石強(qiáng)烈富集輕稀土。La的含量為(16.05～280.7)×10-6，平均含量79.36×10-6，高出巖漿鋯石幾十倍甚至百倍。(Sm/La)N的比值為0.55～1.64，平均0.99，(Lu/Gd)N的比值為9.24～37.9，平均為19.6，(Sm/La)N比值比前述巖漿鋯石小10倍以上，而(Lu/Gd)N比值則比巖漿鋯石小1.5～2倍，表明熱液鋯石與巖漿鋯石相比，其稀土球粒隕石配分曲線的傾斜度遠(yuǎn)小于前者，其稀土分配模式比較平坦，輕重稀土分異強(qiáng)度較巖漿鋯石弱(見圖1)。②Th/U比值以及Th和U含量。熱液鋯石的Th/U比值以及Th和U含量明顯高與石英脈中的巖漿鋯石，并且變化范圍很大，U含量最高可達(dá)2222×10-6，多數(shù)集中在(869～1500)×10-6，平均含量為1427×10-6；Th含量可達(dá)2005×10-6，主要集中在(743～1088)×10-6，平均值為1091×10-6；Th/U比值在0.383～1.241，平均值為0.8。Nd、Ta元素含量是石英脈中非熱液鋯石的數(shù)十倍。δCe在1.22～1.77，平均值為1.49，其與巖漿鋯石相比小20～30倍，具熱液鋯石的特點［9］；δEu在0.175～0.659，平均值為0.334，表現(xiàn)出弱的Ce正異常和適度Eu負(fù)異常?？梢娫摕嵋轰喪c前述巖漿鋯石非同一期熱流體中形成，而是形成于完全不同的流體環(huán)境中。

2.3不同成因鋯石［w(Sm)/w(La)］N-w(La)及δ(Ce)-［w(Sm)/w(La)］N相關(guān)圖解

熱液鋯石與巖漿鋯石的［w(Sm)/w(La)］N-w(La)和［w(Ce)/w(Ce*)］-［w(Sm)/w(La)］N圖解如圖2所示。從圖2可以看出，熱液鋯石的11個測試點均落在熱液鋯石區(qū)。而巖漿鋯石的36個測試點中，有的落在巖漿鋯石區(qū)，有的落在兩者的過渡區(qū)，其中落在巖漿鋯石區(qū)的應(yīng)為巖漿振蕩環(huán)帶清晰、未受熱液改造的巖漿鋯石；落入過渡區(qū)的則是環(huán)帶不太清晰、遭受輕度熱液改造的巖漿鋯石。此外，熱液鋯石具有低的(Sm/La)N比值，弱的Ce正異常，同時熱液鋯石中La含量遠(yuǎn)大于巖漿鋯石及發(fā)生輕微改造的巖漿鋯石中的La含量。

圖2 不同成因鋯石［w(Sm)/w(La)］N-w(La)及δ(Ce)-［w(Sm)/w(La)］N相關(guān)圖解

3 結(jié) 論

1)陰極發(fā)光圖像下，熱液鋯石形態(tài)呈局部溶蝕狀，無環(huán)帶或弱環(huán)帶，呈半透明到不透明；巖漿鋯石陰極發(fā)光顯示較強(qiáng)的發(fā)光性和清晰的環(huán)帶，陰極發(fā)光圖像為灰色、灰黑色。

2)巖漿鋯石的稀土表現(xiàn)為輕稀土虧損，重稀土強(qiáng)烈富集型。稀土配分曲線為左傾式，具有較高的Ce正異常和適度的Eu負(fù)異常。熱液鋯石相對巖漿鋯石富集輕稀土，其稀土配分模式比較平坦，輕重稀土分異強(qiáng)度較巖漿鋯石弱，其Th/U比值以及Th和U含量明顯高且變化范圍很大，且表現(xiàn)出弱的Ce正異常和適度Eu負(fù)異常。

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10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.07.013

P616.5

A

1673-1409(2012)07-N038-03

2012-04-16

魏安軍(1988-)，男，2011年大學(xué)畢業(yè)，碩士生，現(xiàn)主要從事礦床學(xué)和礦床地球化學(xué)方面的研究工作。

［編輯］ 李啟棟