阜蒙縣二道嶺金礦區(qū)花崗巖研究

劉 帥，曹煜昊，徐 聳

（遼寧省礦產(chǎn)勘查院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110032）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

二道嶺金礦區(qū)行政隸屬遼寧省阜蒙縣國華鄉(xiāng)所轄。大地構(gòu)造位置為燕山臺褶帶遼西臺陷北鎮(zhèn)凸起中段。區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，但主要是近東西向韌性剪切構(gòu)造，脆性斷裂構(gòu)造不發(fā)育。區(qū)內(nèi)巖漿巖十分發(fā)育，除第四系以外，區(qū)內(nèi)95%出露為巖漿巖，其中太古宙變質(zhì)深成巖廣泛分布在礦區(qū)中部和西部，約占70%，印支期黑云母二長花崗巖約占20%，其它巖脈約占5%。

礦區(qū)地層、構(gòu)造、巖漿巖及成礦作用與礦區(qū)以北相鄰的排山樓大型金礦床和新民中型金礦床均都比較相似。區(qū)內(nèi)地層走向近東西，其中下部層位為呈扁豆狀包體分布在太古宙變質(zhì)深成巖（小牽馬嶺片麻雜巖體）中的變質(zhì)上殼巖；上部為呈構(gòu)造殘片和飛來峰分布在太古宙小牽馬嶺片麻巖之上的中元古界長城系大紅峪組和高于莊組淺變質(zhì)表殼巖[1]。

2 二道嶺花崗巖地質(zhì)特征

阜蒙縣二道嶺金礦區(qū)Au②號金礦體有二套圍巖，一是金礦體與蝕變石英閃長巖質(zhì)糜棱巖金礦帶完全吻合一致時，礦體頂?shù)装鍑鷰r均為印支期黑云母二長花崗巖，該種現(xiàn)象有21個見礦單工程，占70%。當(dāng)Au②號金礦體與蝕變石英閃長巖質(zhì)糜棱巖金礦帶完全吻合時，礦體頂?shù)装鍑鷰r均為印支期黑云母二長花崗巖及少量花崗片麻巖。該種現(xiàn)象在30個見礦工程中有7個槽探和14個鉆孔計21個見礦工程。本文對印支期黑云母二長花崗巖進行研究，分析成因[2]。

花崗巖樣品采自探槽TC443（4636534,399075）、鉆孔ZK736（609.10m）、十家子4376地質(zhì)點（4636391,401921）、鉆孔ZK576（402.1m）。巖石呈灰色，半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。其主要礦物為巖石主要由石英（30%）、黑云母（5%）、白云母（少量）、斜長石（40%）、微斜長石（10%）及條紋長石（15%），其鏡下命名為中粒二云二長花崗巖。

3 二道嶺花崗巖巖石地球化學(xué)特征

3.1 主量元素特征

對二道嶺二長花崗巖樣品主微量元素分析。從樣品主量元素分析結(jié)果來看，高硅（SiO2=69.04%～73.52%）、富鈉（3.31%～4.61%）和高鉀（K2O=3.54%～4.13%）是二道嶺二長花崗巖最顯著的巖石化學(xué)特征，因而在SiO2-K2O圖上樣品集中分布于高鉀鈣堿系列區(qū)域。樣品的里特曼指數(shù)介于2.05～2.55，屬于鈣堿性巖石，這與SiO2-K2O圖解得到的結(jié)果一致。在TAS圖解中樣品ZK736—QY1、D4376-QY1落于花崗巖區(qū)，TC443-QY2、ZK576-QY6落于花崗巖區(qū)與花崗閃長巖交界處。巖石的Al2O3介于14.01%～15.52%，A/CNK介于1～1.17，為過鋁質(zhì)巖石，由于缺少Rb、Sr等元素數(shù)據(jù)無法做出準確定量分析，通過野外產(chǎn)狀、礦物和巖石組合定性分析為CPGs類過鋁質(zhì)花崗巖，此類過鋁質(zhì)花崗巖是由熾熱的幔源巖漿底侵或注入引起地殼巖石“干”的深熔作用形成。巖石的MgO、CaO、P2O5、TiO2含量分別為0.44%～4.04%、0.4%～2.18%、0.07%～0.14%、0.17%～0.38%，均屬花崗巖類正常取值范圍。綜合考慮上述巖石化學(xué)判別圖解、野外特征與鏡下巖相學(xué)特點，認為將其定為黑云二長花崗巖最為合適。

3.2 稀土元素特征

對二道嶺金礦區(qū)金礦體和空間上相關(guān)巖漿巖采集了稀土樣品進行分析測試，目的是研究其相關(guān)性，進行礦床成因探討。所采樣品包括：含金石英脈礦體（Au②）1個；與金礦帶空間和成因最為密切的印支后期蝕變石英閃長巖（δ）3個，其中有二個采于礦體中，另一個采自遠礦厚大蝕變石英閃長巖脈；印支期黑云母二長花崗巖（γ51）2個，其中二道嶺金礦區(qū)鉆孔中和礦區(qū)之外十家子4376地質(zhì)點各采1個；太古宙小牽馬嶺片麻巖中采集2個，其中小牽馬嶺片麻巖一層（Xgn1）花崗質(zhì)糜棱巖和二層（Xgn2）黑云二長片麻巖質(zhì)糜棱巖各采集1個。

稀土元素樣品分析表明，該區(qū)所有巖石的稀土配分曲線表現(xiàn)為輕稀土富集、重稀土虧損的右傾配分模式。其中，蝕變石英閃長巖為ΣREE=58.95×10-6～105.83×10-6，稀土總量較低，其他巖類ΣREE=136.27×10-6～ 284.52×10-6，稀土總量中等。黑云母二長花崗巖和小牽馬嶺片麻巖（LREE/HREE）介于16.54～ 28.45，（La/Yb）N比值為22.73～ 66.06，表明輕重稀土分餾作用較強，該現(xiàn)象在十家子花崗巖（T3SH）和兩家子花崗質(zhì)糜棱巖（Xgn1）處最為明顯。含金石英脈和蝕變石英閃 長 巖（LREE/HREE）介 于5.53～ 8.32，（La/Yb）N比 值 為5.61～10.20，輕重稀土分餾作用相對較弱。蝕變石英閃長巖δEu為1.15～1.65，具有弱到中等的Eu正異常，其他巖類δEu介于0.65～0.82，具有弱到中等的Eu負異常，表明蝕變石英閃長巖具斜長石的穩(wěn)定殘余，其他巖類中有一定的斜長石分離結(jié)晶作用。含金石英脈稀土元素曲線和蝕變石英閃長巖稀土元素曲線頗為相似，成因關(guān)系密切，其中TC121閃長巖受較強蝕變作用，導(dǎo)致稀土總量較低。稀土曲線總體趨勢相近，推測所有巖體與金礦體在成因上有一定聯(lián)系[3]。

稀土元素特征表明，所采集含金石英脈礦體和與成礦床密切相關(guān)的印支后期蝕變石英閃長巖，礦體頂板圍巖黑云母二長花崗巖以及太古宙小牽馬嶺片麻巖，其稀土元素球粒隕石標準化分布型式均比較一致，只不過在熱液蝕變強烈部位，稀土元素總量有所減少。因此推測二道嶺金礦與上述三類巖漿巖可能有某種成因聯(lián)系。

在稀土元素方面，二道嶺二長花崗巖的重稀土元素（包括Y）極度虧損（∑HREE=16.54～28.45）與發(fā)育較弱的負銪異常（δEu=0.65～0.68），是其又一獨特的地球化學(xué)特征。這一特點與其輕稀土元素富集（∑LREE=135.00×10-6～274.86×10-6）的耦合作用，使得標準化稀土元素配分的形態(tài)表現(xiàn)為強烈的右傾樣式。由于重稀土元素（包括Y）在巖漿過程中大多寄主于石榴子石中，其次寄主于角閃石或一些副礦物中，因此推測在二道嶺黑云二長花崗巖漿的起源與演化過程中，石榴子石在源區(qū)殘余固相礦物組合中應(yīng)該是一種重要的穩(wěn)定礦物組份，這就要求巖漿源區(qū)壓力大于1.2GPa。在中酸性巖漿體系中，Eu2+的捕獲者主要為斜長石及一些副礦物相（如榍石、鋯石、金紅石和褐簾石等）。由于在該體系中長石比那些副礦物相在數(shù)量上占有絕對的優(yōu)勢，因此人們普遍將中酸性巖石的Eu2+異常主要歸因于長石的貢獻，而副礦物對于全巖的Eu2+異常貢獻并不重要。從二道嶺黑云二長花崗巖發(fā)育較弱的負銪異常這一地球化學(xué)特征可以推論：在源巖部分熔融生成花崗質(zhì)熔體時的殘留固相組合中沒有或很少有長石的存在，且這種部分熔體從源區(qū)抽取進入巖漿房的演化過程中沒有發(fā)生過明顯的長石分離結(jié)晶作用。否則只要有一種情況曾經(jīng)發(fā)生，最終形成的花崗質(zhì)巖石必然出現(xiàn)明顯的負銪異常。REE圖譜的右半部出現(xiàn)不同程度的輕度下凹，這一現(xiàn)象通常被人們解釋為源巖部分熔融或巖漿分異過程有角閃石參與的緣故，對于花崗巖類而言，用源巖部分熔融時殘留固相中存在角閃石來解釋MREE虧損最為接近事實。

4 成因探討

二道嶺黑云二長花崗巖在地質(zhì)特征、巖相學(xué)、巖石化學(xué)、地球化學(xué)以及侵位時代等方面，均與華北克拉通北緣廣泛發(fā)育的中生代高鍶花崗巖類十分相似。其均屬酸性巖，擁有富鈉、高鉀特征，且高鍶花崗巖中高硅巖石大多屬于高鉀鈣堿系列。高鋁是北克拉通北緣高鍶花崗巖類的又一巖石化學(xué)特點，所有樣品的Al2O3含量變化于13.99%～20.39%,平均為16%,這一數(shù)值明顯高于非高鍶的中酸性巖石（一般＜15%），二道嶺黑云二長花崗巖Al2O3介于14.01%～15.52%，同屬高鋁特征。在稀土化學(xué)特征方面，高鍶花崗巖類同樣具有HREE（包括Y）的極度虧損、MREE有一定量虧損的獨特地球化學(xué)特征，稀土元素球粒隕石標準化分布型式圖呈強烈的右傾樣式，且右半部出現(xiàn)不同程度的輕度下凹，二道嶺二長花崗巖具有相同特征。高鍶花崗巖類還具有另一個重要特征,那就是不發(fā)育明顯的負Eu異常，甚至出現(xiàn)明顯的正Eu異常，與二道嶺黑云二長花崗巖弱負銪特征一致。綜合研究對比發(fā)現(xiàn)，二道嶺黑云二長花崗巖具有區(qū)別于鈣堿或高鉀鈣堿系列巖石的高鍶花崗巖獨特地球化學(xué)特征，在無微量元素鍶及其它不相容微量元素的情況下，推測二道嶺黑云二長花崗巖屬于高鍶花崗巖類。進而推測二道嶺黑云二長花崗巖與華北克拉通北緣廣泛發(fā)育的中生代高鍶花崗巖類有相似的成因：源巖主要是中酸性火成巖類（下地殼角閃巖類），花崗質(zhì)熔體總體上應(yīng)在較大壓力（P≥1.0～1.2GPa）和較高溫度（T≥925～1100℃）下通過源巖的部分熔融而生成。花崗質(zhì)熔體可能是高壓、高溫、貧水、分離結(jié)晶作用不明顯的較為原始的熔體，黑云母等含水礦物為高鍶花崗巖漿結(jié)晶晚期出現(xiàn)。