陜西雙王金礦床鈉長石化與鈉長石角礫巖特征

范玉須 方維萱 付于真

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2.北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院，北京 100012)

陜西雙王金礦床鈉長石化與鈉長石角礫巖特征

范玉須1,2方維萱1,2付于真1

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2.北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院，北京 100012)

通過礦相學(xué)、電子探針、巖石化學(xué)分析等方法研究了雙王金礦床礦石的造巖礦物特征及蝕變分帶特征。發(fā)現(xiàn)鈉長石中Na2O含量為7.39%～12.22%，鈉長石化學(xué)成分與鈉長石端元成分基本一致，為比較純的鈉長石，且具有多期成因，但其成分變化不大，鈉質(zhì)流體可能為同源流體。含鐵白云石中鐵的含量較高，樣品中除兩個(gè)樣品MnO含量小于0.15%外，其余樣品中的MnO含量均大于0.15%，具有與白云鄂博火成碳酸巖相似特征，且與鎂電氣石共伴生，顯示具有巖漿氣液成因特征，雙王金礦鈉長鐵白云石角礫巖可能為碳酸巖巖漿熱液侵入隱爆成因。雙王金礦床鈉化蝕變與鐵白云石蝕變?yōu)橹行膶ΨQ型，角礫巖體蝕變最強(qiáng)，向兩側(cè)減弱。角礫巖中Na2O含量為8.25%～9.84%，達(dá)到了鈉長石礦的工業(yè)品位，鈉長石純度較高，因此，在雙王金礦床及尾礦中，鈉長石具有綜合利用價(jià)值。

鈉長石化 鐵白云石 蝕變分帶 隱爆角礫巖

秦嶺造山帶是我國重要的貴金屬、有色金屬成礦帶，雙王金礦是秦嶺金礦帶上一個(gè)典型金礦床。在雙王金礦床中，金礦石賦存于鈉長石鐵白云石角礫巖中，前人對含礦角礫巖的成因、成礦流體特征及金的賦存狀態(tài)等進(jìn)行了詳細(xì)的研究[1-3]，一些研究認(rèn)為該礦床屬于卡林型或類卡林型金礦床[3]。雙王金礦床是堿性熱流體形成的成礦系統(tǒng)，但對其蝕變特征研究不夠深入，因此，本次通過野外系統(tǒng)采樣，對雙王金礦的蝕變特征、蝕變與金礦化的關(guān)系等進(jìn)行了研究，進(jìn)一步完善雙王金礦礦床成礦模式，同時(shí)為礦山綜合開發(fā)利用及找礦預(yù)測提供依據(jù)。

1 礦床地質(zhì)概況

雙王金礦床位于西秦嶺鳳—太晚古生代拉分盆地，挾持于商丹深大斷裂和鳳縣—山陽大斷裂之間。含金熱液角礫巖帶全長11.5 km，由8個(gè)大小不等的熱液角礫巖體組成。平面上，含金熱液角礫巖體多為透鏡狀，個(gè)別不規(guī)則狀；縱剖面上，淺部金礦體呈不規(guī)則透鏡狀或囊狀體，深部為似厚板狀金礦體，金礦體產(chǎn)于熱液角礫巖體中。

2 蝕變類型及特征

2.1 鈉長石化蝕變與鈉長石角礫巖類

鈉長石化是礦區(qū)最普遍、范圍最大的圍巖蝕變類型。在熱液角礫巖體內(nèi)部及其兩側(cè)較為發(fā)育，且鈉化強(qiáng)度由熱液角礫巖體向兩側(cè)逐漸減弱，宏觀表現(xiàn)為發(fā)生褪色現(xiàn)象，隨著蝕變強(qiáng)度的增強(qiáng)，顏色由灰黑色砂泥質(zhì)板巖(圍巖)逐漸過渡到黃白至黃棕色鈉化板巖。鈉化蝕變從熱液活動的早期到晚期都有，持續(xù)時(shí)間比較長。其礦物組合為鈉長石-石英-黃鐵礦、鈉長石-黃鐵礦、鈉長石-含鐵白云石。

鈉長石化具有多期疊加特征。根據(jù)礦物穿插關(guān)系及鏡下鑒定，鈉長石大致可以分為3期。早期以細(xì)粒鈉長石為主，形成鈉長石巖，局部可見紋層狀，鈉長石粒徑較小，粒徑約20～30 μm，呈粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu)。第2期主要以脈狀形式充填角礫裂隙之中，形成鈉長石細(xì)脈，使鈉長石巖發(fā)生碎裂巖化，鈉長石粒徑較大(0.1～0.3 mm)。第3期為鈉長石碳酸鹽礦物等形成的熱液膠結(jié)物，與粗晶含鐵白云石共伴生，這種鈉長石粒徑一般都很大(約1 mm)，鈉長石常見雙晶。

通過電子探針分析可以看出，Na2O的含量為7.39%～12.22%，K2O和CaO含量極低，鈉長石的化學(xué)成分與標(biāo)準(zhǔn)鈉長石的化學(xué)成分基本一致，接近鈉長石端元，幾乎不含鈣長石和鉀長石，鈉長石的純度比較高，見表1。鈉長石的有序度為0.924～0.984，為有序度較高的低溫鈉長石[4]，說明雙王金礦床中鈉長石不是巖漿結(jié)晶成因的碎屑顆粒，而是沉積成巖期及后期與熱液活動有關(guān)的自生礦物。各期鈉長石的化學(xué)成分變化不大，說明形成鈉長石的鈉質(zhì)流體可能為同源流體，且鈉化蝕變持續(xù)時(shí)間比較長。

表1 雙王金礦床鈉長石化學(xué)成分

Table 1 Chemical component of albitite in Shuangwang gold deposit %

樣品編號產(chǎn) 狀Na2OMgOAl2O3K2OCaOSiO2P2O5FeOTiO2MnOTotal來 源BIV18-4-2b層 狀9.900.0020.080.040.2069.740.010.060.010.02100.07BIV18-6-2b層 狀11.190.0020.340.020.0567.300.010.090.000.0099.00BⅢ32-3-1b脈 狀10.850.0018.940.090.0269.330.000.000.000.0099.24BIV18-9-1e塊狀細(xì)粒7.390.0217.790.060.1465.850.010.100.050.0091.41BIV18-1-2脈 狀12.220.0119.870.080.0468.770.300.040.01101.32BT2-2-2膠結(jié)物11.990.0019.350.030.0268.110.000.020.0099.511鈉長石巖11.840.0020.440.030.0267.730.100.060.04100.262鈉長石巖11.660.0020.570.000.0566.980.000.000.0099.26A3鈉化蝕變巖11.480.1518.690.050.0467.480.410.150.0098.45A4鈉化蝕變巖11.100.0019.010.210.0568.100.000.000.0698.53A5鈉化蝕變巖10.770.4318.500.110.4568.540.1798.97本 文炎金才[4]石準(zhǔn)立[1]

注：本文電子探針分析由中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所電子探針室JXA-8230完成。試驗(yàn)條件為加速電壓為15 kV，束斑直徑為5 μm，分析精度為0.01%。

根據(jù)鈉長石期次劃分及構(gòu)造特征，鈉長巖可以分為:沉積鈉長巖、隱爆角礫巖兩類。鈉化板巖和鈉長石呈紋層狀結(jié)構(gòu)顯示熱水同生沉積特征，且層狀鈉長石巖的礦物共生組合和我國其他地區(qū)與熱水沉積礦床共生鈉長石巖基本相同[5]。熱水沉積鈉長巖中鈉長石粒徑較小，鈉長石巖相對砂泥質(zhì)板巖富金，熱水沉積鈉長巖為金的初始預(yù)富集。成巖后，鈉質(zhì)流體繼續(xù)上涌，沿早期鈉長巖及圍巖的裂隙蝕變交代、充填，最后隱爆形成鈉長石角礫巖[6-7]。鈉長石角礫巖為熱液角礫巖的主要巖石類型。鈉長石熱液角礫巖中角礫成分為鈉長石巖，黃棕色，角礫粒徑約(1×2)～(8×15) cm，角礫巖體邊部可見巨型角礫；膠結(jié)物主要為鐵白云石，其次為鈉長石、黃鐵礦、石英和少量鎂電氣石，呈灰白色。從表3可知，YIV18-7、YIV8-8和YIV8-2樣品中Na2O含量為9.10%～9.84%，鈉長石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為77.12%～83.39%，說明這些熱液角礫巖屬鈉長石主要賦存的巖石類型。鈉長石角礫巖中，w(Na2O)大于8.00%，已達(dá)到鈉長石礦的工業(yè)品位，也是鈉長石礦床的主要含礦巖石類型。

2.2 鐵白云石化與鐵白云石角礫巖

鐵白云石化主要分布在東部熱液角礫巖體內(nèi)，表現(xiàn)為含鐵白云石膠結(jié)鈉長石巖角礫。鐵白云石主要有兩種產(chǎn)狀，一種呈灰白色團(tuán)塊狀或團(tuán)斑狀膠結(jié)物膠結(jié)鈉長石巖角礫，其體積分?jǐn)?shù)為40%～70%，鏡下可見中粒半自形含鐵白云石，晶粒的大小一般為0.5～1 mm，最大可達(dá)1.5 mm，菱形解理發(fā)育，單偏光下為無色透明，少數(shù)為淺褐色，正交偏光下干涉色為二級藍(lán)綠，聚片雙晶紋發(fā)育；另一種是以細(xì)脈狀分布于鈉長石巖角礫中，脈寬為1～2 mm，與鈉長石共伴生，含量較少；從鐵白云石產(chǎn)狀可以判斷熱流體活動比較強(qiáng)烈，結(jié)晶空間較大。礦物組合形式主要為含鐵白云石-鈉長石-黃鐵礦-電氣石。

鐵白云石化學(xué)成分見表2。在水平方向上，由弱蝕變到強(qiáng)蝕變到角礫巖體內(nèi)存在如下規(guī)律：含鐵白云石內(nèi)MgO含量逐漸增高，含量為14.41%～21.71%，F(xiàn)eO含量逐漸減少，含量為4.43%～8.04%，w(Fe2+)/w(Mg2+)<1，F(xiàn)eO與MgO變化規(guī)律相反。楊學(xué)明通過研究白云鄂博碳酸巖后認(rèn)為，w(MnO)>0.15%可以作為火成碳酸巖的標(biāo)型特征[8]。樣品中除BⅣ18-5中MnO的含量為0.14%外，其余樣品中的MnO含量均大于0.15%，這與白云鄂博火成碳酸巖中白云石的MnO含量特征相似，具有火成碳酸巖的特征。根據(jù)前人研究[4]，雙王金礦含鐵白云石的有序度低，平均約0.515，比正常沉積的白云石有序度低很多；主成礦階段的含鐵白云石中包裹體的均一溫度主要為220～340 ℃，最高達(dá)449 ℃，為沸騰包裹體群[2]，且與鎂電氣石伴生[9]，說明含鐵白云石可能來自于深部(地幔)，可能為堿性碳酸巖巖漿分異形成。

表2 雙王金礦含鐵白云石化學(xué)成分

Table 2 Chemical component of ankerite in Shuangwang gold deposit %

編 號Na2OMgOAl2O3K2OCaOSiO2P2O5FeOTiO2MnOTotalBⅣ18-4-1b0.0017.000.030.0329.710.080.037.340.000.1954.40BⅣ18-5-1a0.0015.040.030.0027.670.030.029.060.000.1452.00BⅣ18-6-2a0.0017.240.010.0029.670.030.028.670.000.2055.84BⅣ18-9-1d0.0118.540.040.0030.540.030.007.620.000.2156.98BⅢ32-2-2-1b0.0020.430.010.0131.890.010.005.690.030.9859.03

注：礦物化學(xué)成分分析由中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所電子探針室JXA-8230完成，試驗(yàn)條件為加速電壓為15 kV，束斑直徑為5 μm，分析精度為0.01%。

角礫巖體中部，局部形成鐵白云石角礫巖，主要成分為鐵白云石，呈團(tuán)塊狀，熱液鐵白云石的體積約占角礫巖的70%，按照地球化學(xué)巖相學(xué)定名為鐵白云石角礫巖。鐵白云石角礫巖主要集中在角礫巖體的中心部位，為熱流體隱爆中心，堿性熱流體引爆后，溫壓急劇下降，碳酸鹽氣液流體沉淀結(jié)晶形成。

3 蝕變帶的組分變化規(guī)律

雙王金礦1100中段18線剖面的巖石化學(xué)數(shù)據(jù)見表3。由表3可知，從砂泥質(zhì)板巖到鈉長角礫巖，Na2O的含量為2.02%～9.84%，且由兩側(cè)向中心逐漸增加；K2O的含量為0.44%～5.05%，由砂泥質(zhì)板巖至鈉長角礫巖K的含量逐漸減少。在角礫巖體兩側(cè)向中心部位，Na2O的含量增加，呈向上凸的曲線；而K2O的含量變化與Na2O相反，由兩側(cè)圍巖向角礫巖體中部，K2O的含量減少，見圖1。K2O與Na2O呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，反映在蝕變過程中，有鈉的大量帶入和鉀的帶出，可能是流體中的鈉交代了圍巖中的鉀。

表3 雙王金礦18線巖相剖面巖石主量元素含量

Table 3 The composition of major elements at 18 prospecting line in Shuangwang gold deposit %

樣品號主量元素含量SiO2Al2O3Fe2O3FeOMgOCaONa2OK2OMnOTiO2P2O5CO2H2OAuYⅣ18-559.6918.815.303.833.141.352.234.120.020.790.131.642.01<0.10YⅣ18-658.7314.952.421.782.605.017.181.000.030.660.146.570.45<0.10YⅣ18-757.3617.142.721.052.304.039.840.440.040.750.124.550.430.68YⅣ18-858.5419.611.820.931.692.549.341.620.020.850.153.020.530.19YⅣ18-261.3115.712.660.931.973.759.100.250.030.710.143.730.450.21YⅣ18-961.5713.662.581.382.384.488.250.080.040.710.145.450.440.12YⅣ18-10-162.3312.924.082.933.364.173.242.190.050.670.145.561.05<0.10YⅣ18-10-256.5421.536.454.283.570.292.025.050.010.920.120.592.60<0.10

注：Au含量單位為10-6。

圖1中,w(CaO+MgO+FeO+CO2)的曲線(鐵白云石化)與代表的w(Na2O)曲線(鈉長石化)在兩側(cè)向下彎曲，含量都低，在角礫巖中有所增加，但呈現(xiàn)波浪狀，此消彼長，是由于角礫巖中鐵白云石與鈉長石含量不均勻造成的，鈉長石化與鐵白云石化在角礫巖中互相疊加。

通過上述剖面可以看出，鈉化蝕變與鐵白云石化蝕變?yōu)橹行膶ΨQ型，鈉化蝕變與鐵白云石化在角礫巖體中具有疊加。在含金熱液角礫巖中，鈉長石與鐵白云石呈此消彼長的關(guān)系。

4 圍巖蝕變與金成礦關(guān)系

金在蝕變巖石中含量隨(CaO+MgO+FeO+CO2)和Na2O含量變化而變化，說明鈉質(zhì)和鐵碳酸鹽質(zhì)熱液作用參與金的富集成礦。主要特征為金在蝕變巖中曲線變化形式與(CaO+MgO+FeO+CO2)曲線的變化基本一致，說明金礦化與鐵碳酸鹽化關(guān)系更為密切，見圖2。本次研究發(fā)現(xiàn)金礦體主要賦存在鈉長鐵碳酸鹽質(zhì)角礫巖體內(nèi)，周圍鈉化板巖中金的含量也較高，說明金礦化與鈉長石化和鐵碳酸鹽化蝕變巖有關(guān)，這與自然金富集在含鐵白云石中[3]有內(nèi)在的巖石、礦物、地球化學(xué)關(guān)系，主要原因是鈉長石化和鐵碳酸鹽化蝕變巖由含鐵白云石和鈉長石等礦物組成。

圖1 雙王金礦18勘探線巖石化學(xué)主要元素變化趨勢

圖2 雙王金礦32勘探線Na2O、(CaO+MgO+ FeO+CO2)和Au的含量變化曲線

5 結(jié) 論

(1)雙王金礦鈉長石純度較高，且鈉長石具有多期疊加成因，鈉長石角礫巖為熱液角礫巖主要巖石類型，鐵白云石為后期巖漿熱液隱爆成因。

(2)雙王金礦的鈉化蝕變與鐵白云石化蝕變?yōu)橹行膶ΨQ型，鈉化蝕變與鐵白云石化在角礫巖體中具有疊加。鈉化與鐵白云石化與金礦化有關(guān)，參與了金的遷移，但鐵白云石化與金礦化的關(guān)系更為密切。

(3)雙王金礦也是一個(gè)大型的鈉長石礦床。角礫巖中富含鈉長石，巖石化學(xué)分析w(Na2O) 含量為8.25%～9.84%，已達(dá)到鈉長石礦的工業(yè)品位。鈉長石在陶瓷坯料和釉料中均有重要作用,且選礦后的尾礦還可以做墻地磚，礦石中鈉長石含量高，純度高，具有工業(yè)利用價(jià)值。雙王金礦可以作為一個(gè)大型鈉長石礦綜合開采利用，利用對象為雙王金礦床中鈉長石角礫巖或?qū)鹞驳V進(jìn)行再選利用鈉長石。

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(責(zé)任編輯 鄧永前)

Characteristics of Albitization and Albite Breccia in Shuangwang Gold Deposit，Shaanxi Province

Fan Yuxu1,2Fang Weixuan1,2Fu Yuzhen1

(1.School of Earth Sciences and Resources，China University of Geosciences(Beijing)，Beijing 100083，China;2.Beijing Institute of Geology for Mineral Resources，Beijing 100012，China)

The characteristics of rock-forming minerals and the zoning characteristics of alteration in Shuangwang Gold Deposit are studied by mineralograpy，electron probe micro analysis and rock chemical analysis method.The study results show that，the content of Na2O in albite is between 7.39% and 12.22%.The chemical composition of Albite is consistent with its end-member component，so it is relatively pure albite with feature of multi-phase mineralization.Due to little change in its composition，sodic fluids may be homologous.Iron content is higher in ankerite，and the components of MnO are more than 0.15% in almost all the samples except for two samples.The characteristics of ankerite are similar to that of carbonatites in Bayan′obo.Associated with dravite，ankerite has characteristics of gas-liquid magma.The albite ankerite breccia may be the factor for magmatic hydrothermal cryptoexplosion in Shuangwang deposit.Albitization in Shuangwang gold deposit has a central symmetry with ankerite alteration.Breccia alteration is maximum，and its intensity is gradually weakened to the sides.The content of Na2O in breccia varies between 9.84% and 8.25%，which has reached industrial grade of albite with high purity.Therefore，albitite existing in Shuangwang gold deposit and tailings has a value for comprehensive utilization.

Albitization，Ankerite，Alteration zoning，Cryptoexplosion breccia

2014-07-01

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號：41030243)。

范玉須(1987—)，男，碩士研究生。通訊作者 方維萱(1961—)，男，研究員，博士生導(dǎo)師。

P618.51

A

1001-1250(2014)-11-109-04