金礦床圍巖蝕變特征及地質(zhì)意義分析

杜 盛 華

(山西省第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)，山西 太原 030024)

0 引言

圍巖蝕變屬于熱液成礦作用的關(guān)鍵部分，其記錄了成礦物理化學(xué)條件、成礦熱液的成分、熱液的性質(zhì)及演化過程等信息，對闡明金礦床成因具有非常重要的意義。同時，圍巖蝕變與金屬礦床的成因和空間關(guān)系密切，其分布規(guī)模通常超過礦體范圍，是地質(zhì)找礦的直接標(biāo)志。通過對圍巖蝕變類型和特征進(jìn)行研究，可以為預(yù)測金礦床賦存位置及礦化富集程度提供一定的指導(dǎo)和借鑒。

1 金礦床圍巖蝕變概述

圍巖蝕變通常是指在熱液成礦階段，熱液與近礦圍巖發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)后所產(chǎn)生的構(gòu)造、結(jié)構(gòu)和物質(zhì)成分的變化。由于圍巖蝕變通常與礦體相伴生，因此可以作為重要的找礦標(biāo)志。通常情況下，在沉淀之前、之中和之后均可能發(fā)生圍巖蝕變，其會導(dǎo)致圍巖的化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等出現(xiàn)不同程度的改變，甚至完全改變。圍巖蝕變范圍相對比較大，有的圍繞礦體可以達(dá)到數(shù)10 m寬的暈圈，而有的在礦脈兩側(cè)僅有幾厘米寬。大多數(shù)的蝕變暈圈都可以反映出礦物集合體的分帶特點(diǎn)，主要是因?yàn)樵谕ㄟ^圍巖時熱液出現(xiàn)改變而引起的。影響圍巖蝕變的因素比較多，如溫度、壓力、滲透率、巖石類型、流體組分和活度等。流體的逸度，活度，溫度，壓力，pH,Eh等物理化學(xué)性質(zhì)，將會直接決定圍巖交代蝕變的強(qiáng)度。圍巖與流體所存在的化學(xué)性質(zhì)差異越大，所引發(fā)的圍巖交代蝕變越明顯。

圍巖蝕變既可以呈體型、面型分布，也可呈線型分布。在空間上，不同溫度壓力條件下所產(chǎn)生的蝕變巖可以形成不同的暈圈；在時間的推移下，圍巖蝕變會隨流體性質(zhì)的變化而產(chǎn)生共生疊加現(xiàn)象，如低溫、中溫、高溫交代蝕變巖融合在一起，可以為金礦床提供良好的成礦條件。

2 金礦床圍巖蝕變的類型及特征

2.1 矽卡巖化

其一般是由透輝石—鈣鐵輝石、鐵鋁石榴子石—鈣鋁石榴子石及其他鐵、鎂、鈣等鋁硅酸鹽礦物構(gòu)成的巖石，其發(fā)育于碳酸鹽類巖石與中酸性侵入體的接觸帶。在中等深度下，通過氣水熱液高溫交代作用生成。矽卡巖中常見螢石、斧石、方柱石、電氣石等含揮發(fā)分的礦物，有的也含有熱液礦物，如綠簾石、綠泥石、滑石、蛇紋石以及各類石英、云母等，金屬礦物包括白鎢礦、磁鐵礦、錫石及鉛、鋅、銅等組成的硫化物等。與矽卡巖有關(guān)的礦產(chǎn)有:鐵、銅、鉛—鋅、鎢、錫、鉬等。

2.2 鈉長石化

其原巖主要為基性、中性、酸性、堿性火成巖，并與石英、方柱石、綠泥石、淺色云母、霓石等組合在一起中蝕變巖中的鈉長石。在金礦床圍巖蝕變過程中，一般在鉀長石化之后發(fā)生鈉長石化，在其之后繼續(xù)發(fā)育云英巖化。同時，在一些鐵、銅矽卡巖礦床的內(nèi)接觸帶位置，也經(jīng)常發(fā)育有鈉長石化。

2.3 鉀長石化

在金礦床圍巖蝕變中，鉀長石化發(fā)生后，可以在蝕變巖石中形成透長石、正長石、微斜長石、冰長石等礦物。而酸性火成巖是其主要的原巖，其次為較富長英質(zhì)的沉積巖、中性火成巖。鉀長石化一般是在高溫的條件下形成，冰長石除外，其一般在低溫條件下形成，多發(fā)生在弱酸性、中性火山巖中。在與花崗巖有關(guān)的鈹、鈮、鉭、鎢、錫及鉬礦床、斑巖銅等的下部，通常存在大規(guī)模的鉀長石化帶。與鉀長石化有關(guān)的礦產(chǎn)主要為金屬礦床。

2.4 云英巖化

云英巖化通常是指在高溫汽水熱液作用下，硅鋁質(zhì)巖石反應(yīng)的產(chǎn)物，如花崗巖的云英巖化。在高溫汽水熱液交代蝕變過程中，酸性侵入巖所發(fā)生的云英巖化過程常有金屬元素和硼、氟、水等揮發(fā)組分參加。云英巖化過程中，石英和白云母是主要特征礦物，除此之外還有黃玉、螢石、綠柱石、鋰云母、黑鎢礦、錫石、電氣石以及輝鉬礦等。云英巖化和鈉長石化、鉀長石化具有非常密切的成因關(guān)系，它們往往在蝕變巖體中共生。云英巖化常與鉬、鉍、鈹、鋰、鎢、錫、鈮、鉭等礦化有關(guān)。

2.5 絹云母化

其多發(fā)生于酸性和中性板巖及火成巖等富鋁巖石中的中—低溫?zé)嵋何g變。絹云母化過程中，經(jīng)常會伴隨有黃鐵礦和石英的產(chǎn)生，又被稱之為絹英巖化，如果黃鐵礦含量大于5%時，可以稱之為黃鐵絹英巖化。實(shí)際上，絹英巖化形成溫度較低，并且與云英巖化存在著過渡關(guān)系，最常見的是云英——絹英巖化。絹云母化現(xiàn)象多發(fā)生于金、銅、鉬、鉍、鉛、鋅及紅柱石、剛玉、螢石等礦床中，尤其是鉬礦床、斑巖型銅、黃鐵礦型銅礦床和多金屬礦床。

2.6 綠泥石化

在金礦床圍巖蝕變中，綠泥石化屬于重要的中、低溫蝕變，而中性—基性的火成巖是綠泥石化過程中最主要的原巖，其他的原巖如泥質(zhì)巖石和酸性火成巖也可發(fā)生綠泥石化。在金礦床圍巖蝕變過程中，主要由富含鎂和鐵的硅酸鹽礦物通過一系列的熱液交代蝕變而成，有的時候也可能由鋁硅酸鹽礦物與熱液帶來鎂和鐵組分發(fā)生交代反應(yīng)而形成。與綠泥石化有關(guān)的礦產(chǎn)主要有金、銀、鉛、銅、鋅、錫和黃鐵礦等。

2.7 硅化

硅化作用可以使金礦床圍巖中的隱晶質(zhì)二氧化硅或石英含量增加，從而形成硅化的二氧化硅。該過程中的二氧化硅通常是由熱液帶入，有的時候也由原巖中二氧化硅相對富集而成。在任何巖石中硅化都可以發(fā)育，從低溫到高溫均可進(jìn)行。硅化蝕變一般會與其他蝕變，如碳酸鹽化、絹云母化、云英巖化、長石化、綠泥石化、泥化等相伴而生。在硅化條件下賦存的礦床有金、鉛、鋅、銅、銻、明礬石、汞、鉬、鎢、重晶石礦床等。

3 金礦床圍巖蝕變的地質(zhì)意義

3.1 研究礦床成因條件

在地質(zhì)礦床中，圍巖蝕變屬于熱液成礦體系中比較關(guān)鍵的組成部分，通過對圍巖蝕變特征進(jìn)行研究可以更好的了解和掌握金礦床形成時的熱液性質(zhì)和演化規(guī)律，物理化學(xué)條件，成礦元素的富集、遷移和沉淀等。因此，通過對金礦床圍巖蝕變進(jìn)行研究，可以更好的了解和掌握金礦床成因條件，為金礦床的后續(xù)研究及開發(fā)奠定良好的基礎(chǔ)。

3.2 判斷礦床類型

通常情況下，礦床類型與圍巖蝕變類型具有密切的相關(guān)性，因此可以通過對金礦床圍巖蝕變的類型進(jìn)行研究，來推斷礦床的類型，如金礦化與云英巖化有關(guān)，因此可以把云英巖化作為金礦床的找礦重要標(biāo)志。此外，還有一些圍巖蝕變本身就屬于礦體，最常見的明礬石化，其不僅是金、銅礦床的找礦依據(jù)，而且所形成的明礬石是比較重要的礦床，具有非常大的工業(yè)價值。

3.3 建立蝕變成礦模式

通過對金礦床圍巖蝕變進(jìn)行全面、系統(tǒng)的分析和研究，可以更好的掌握圍巖蝕變的分帶現(xiàn)象，從而為交代蝕變成礦模式的構(gòu)建奠定良好的基礎(chǔ)，為金礦床的研究及開采提供參考依據(jù)。

3.4 找礦標(biāo)志

在地質(zhì)找礦過程中，圍巖蝕變與伴生礦體在成因和空間上具有密切的聯(lián)系，圍巖蝕變的范圍一般大于礦體分布范圍，而且很容易被勘探，因此可以將其作為找礦的重要標(biāo)志之一。圍巖蝕變不僅可以作為盲礦體的找礦標(biāo)志，而且還可以根據(jù)蝕變巖石的特征、類型，來對礦產(chǎn)的種類、礦化富集程度及礦體賦存位置進(jìn)行預(yù)測。

4 結(jié)語

圍巖蝕變是熱液礦床的關(guān)鍵特征，通過對圍巖蝕變中蝕變帶流體包裹體、蝕變巖巖石學(xué)特征、微量元素、稀土等進(jìn)行研究，能夠?qū)鷰r蝕變進(jìn)行準(zhǔn)確的分帶，從而確定圍巖蝕變的類型，為金礦床的勘探、研究與開采提供有效的依據(jù)，同時還可以對礦區(qū)深部及邊部找礦工作的開展起到指導(dǎo)作用。

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