广东河台金矿硫化物地球化学特征及地质意义

河台金矿是广东省最大的金矿,被认为是典型的剪切带型金矿。尽管矿床产于云开群变质岩中,但是在产出时间和空间展布上又与云楼岗和伍村岩体有密切关系,再加上成矿的多阶段性,导致对成矿流体及物质来源一直存在争议。河台金矿的金主要以自然金形式产出,与黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿等矿石矿物紧密共生。本文对河台金矿田热液成矿期金-硫化物阶段的黄铁矿、磁黄铁矿进行了微量元素和Sr-Nd同位素分析,以进一步示踪成矿流体及物质来源。两种硫化物Co/Ni比值为0.36~3.33,显示主要为热液成因。Hf/Sm、Nb/La、Th/La值<1,暗示成矿热液是以富Cl–的流体为主;Y/Ho比值为12.0~33.0,与糜棱岩有明显区别;(^(87)Sr/^(86)Sr)i值为0.707078~0.713545,εNd(t)为–19.36~–15.12,位于华夏板块元古代基底和EM1富集地幔之间。这些特征暗示成矿流体的多源性。黄铁矿ΣLREE/ΣHREE值介于5.53~15.4,在球粒陨石标准化图中呈明显右倾,δEu值为0.48~0.75,具有明显的Eu负异常,与糜棱岩特征相似,暗示成矿物质主要来自围岩。结合前人年代学研究结果,推测印支期在混合岩化和韧性剪切作用下,变质流体将云开群中的成矿物质运移到剪切带中,使Au初步富集;燕山期地壳深部华夏板块中—古元古代基底重熔产生的岩浆流体混入少量地幔流体,为剪切带中成矿物质发生活化迁移提供载体和动力,并在局部再次富集形成工业矿体。

广东河台金矿田糜棱岩磁组构对剪切带变形与成矿的约束

河台金矿田是广东省内规模最大的金矿,由于金矿床都产于糜棱岩带中,因而被认为是典型的与剪切带有关的金矿。然而,对于Au矿化与剪切带变形条件之间的关系目前仍不十分清楚。高村和云西是河台金矿田两个代表性的金矿床,分别受ML11和ML9两条剪切带的控制。本文在对两条剪切带中的含矿和无矿糜棱岩的变形特征进行野外调查和室内岩(矿)相学观察的基础上,分别开展岩石磁学和磁化率各向异性(AMS)特征研究。糜棱岩x-T曲线显示了磁黄铁矿的居里温度,结合磁滞回线、等温剩磁(IRM)以及矿相学特征,表明河台金矿田糜棱岩几乎不含磁铁矿,载磁矿物主要为黑云母和磁黄铁矿,但是磁黄铁矿的贡献要远大于黑云母。两条糜棱岩带中不含矿糜棱岩的平均磁化率K_(m)<500×10^(-6)(SI)、磁化率各向异性度P_(j)、椭球体形状参数T、磁面理F和磁线理L没有明显差别。并且形成两条剪切带的主应力方向也近于一致,最大主应力方向σ_(1)(K_(3))为近水平NNW-SSE向,最小主应力σ_(3)(K_(1))为NEE-SWW向,倾伏角较缓。运动学涡度W_(k)值也近似,在0.12~0.65之间,小于0.71。上述特征暗示两条含金剪切带都是在印支期NNW-SSE向近水平的强烈挤压作用下形成的,其中发育的糜棱岩为S型和SL型构造岩,具有强烈压扁的特征,并且在剪切变形过程中纯剪切作用所占的比重要明显大于简单剪切。然而,两条剪切带中含矿糜棱岩与无矿糜棱岩的AMS特征有明显的区别。含矿糜棱岩的K_(1)近于直立,且K_(m)>500×10^(-6)(SI)和P_(j)值都明显大于无矿糜棱岩。因此,糜棱岩的变形强度与含矿性具有一定的正相关关系,而在燕山期叠加的脆韧性变形使得最大磁化率主轴(即最小主应力轴)变陡,更有利于热液的运移和最终成矿。

广东河台金矿方解石地球化学特征与地质意义

广东河台金矿田位于钦州湾—杭州湾(钦—杭)结合带南段的云开地区,是华南地区规模最大的金产地之一。矿区内已发现的金矿床都产于韧性剪切带中,被认为是典型的剪切带型金矿。方解石是河台金矿常见的脉石矿物之一,矿相学观察发现矿石中矿物具有明显的分带特征,硫化物向外依次为方解石、绢云母和石英。为了阐明成矿热液的来源及演化过程,本文对河台金矿田2类方解石(矿石中方解石和成矿后节理裂隙中方解石)和围岩糜棱岩进行了微量元素和Sr-Nd同位素分析。结果显示,方解石相对于PAAS的REE配分曲线都呈明显的左倾特征,而糜棱岩则呈右倾,暗示流体并非来自围岩。矿石中的方解石ΣLREE/ΣHREE>1,具有明显的Eu正异常(δEu_(SN)为1.32~1.88),Y/Ho值为32.08~40.33,(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)初始比值为0.72593~0.73293,ε_(Nd(t))为-14.90~-12.40,具有中-古元古代变质基底特征。因此,推测成矿流体主要为燕山期重熔型花岗岩浆流体(伍村岩体)且明显混入浅表部大气降水,而与围岩之间的水-岩反应相对有限。随着深度增加,矿石中方解石δEu_(SN)及REE含量均明显增高,即深度越大成矿环境越偏还原;而后期无矿节理裂隙中方解石具明显的δEuSN负异常(0.53和0.58),且Sr、Ba、Y和Yb含量明显高于矿石中的方解石,可能是在相对开放的氧化环境下结晶形成的。

广东河台金矿糜棱岩化过程构造-流体成矿研究

为了探讨糜棱岩化过程中的成矿作用,文章对广东河台金矿进行了构造流体过程的数值模拟研究。根据力的分解、显微构造及运动学涡度分析以及与模拟结果的对比,提出108°方向的双向挤压作用可能是本区糜棱岩化带形成时的力学环境。数值模拟结果结合前人研究成果表明,体积应变增量异常带有利于糜棱岩化和流体的聚集以及糜棱岩化过程中成矿作用的进行,并为后期的热液成矿作用提供容矿构造。结合前人研究成果,限定糜棱岩化带形成时的温度为300～500℃,形成时代为212～168Ma,糜棱岩化过程中的成矿温度主要集中于300～340℃,成矿时代主要集中于197～168Ma。糜棱岩化作用可能形成未达到工业品位的含矿糜棱岩化带,在此基础上叠加后期热液成矿作用,形成了河台金矿床。

河台金矿矿山土壤-植物系统微量元素地球化学和生物地球化学特征

在广东省河台金矿矿山采取土壤、植物样品,并对其中的微量元素含量采用ICP-MS法测定,研究了金矿矿山土壤、植物的根、茎、叶微量元素地球化学和生物地球化学特征。结果表明:在成矿和表生地球化学过程中金矿土壤各层的微量元素发生迁移和分异,在表土层和心土层含量高于底土层;土壤各剖面层中Au及Au的伴生元素As、Hg、Cu、Pb明显高于背景对照区和中国土壤背景值;植物体内微量元素的含量特征受所处土壤环境影响,同时表现出每种植物独特的生物地球化学特征和对金矿环境的耐性机制;运用微量元素的生物吸收系数和生物转移系数表征植物对微量元素的吸收富集能力以及在各个器官的迁移状况。

综合找矿方法在河台金矿找矿预测中的应用

河台金矿是一个典型的与韧性剪切带有关的金矿床,也是目前粤西、桂东南已发现的最大的金矿床。为了给深边部的找矿提供科学依据,本文应用伽马能谱、地电化学及数值模拟产生的体积应变异常带对本区进行了找矿预测实验研究。伽马能谱K异常带指示了本区糜棱岩化及热液蚀变过程中引起的钾化蚀变作用,金矿体与糜棱岩化带主要分布在K异常带中;地电化学异常带可能代表了本区不同深度矿体在地表的垂直投影;体积应变异常带及其附近有利于发展为本区的含矿糜棱岩化带。在同一构造成矿体系中,根据相似类比原则,表明以上三种方法在本区进行找矿预测可行。综合以上三种方法,圈定了3个可能的含矿带,建议对其进行验证。

矿体统计分析预测在粤西河台金矿的应用

矿体统计分析预测以空间上有一定分布规律的找矿信息为研究对象,通过对其进行结合地质实际的统计分析,并将统计分析的结果合理地应用于已知矿体向未知矿体的找矿预测。预测的区域是地质上可靠、统计学上发生概率高的有利区域。其预测思路可分为:(1)研究并发现有一定规律的找矿信息;(2)结合地质成矿过程的统计分析;(3)结合地质实际的高概率预测。本文以粤西河台金矿为例,论述了矿体统计分析预测的的思路与方法。由矿体统计分析预测获得的预测区域与钻孔的见矿位置一致,说明其预测是有效的。该方法可能对矿体在空间分布上有一定规律的矿床都有一定的预测意义。最后,总结了矿体统计分析预测的优点、不足、注意事项及应用前景。

广东河台金矿假玄武玻璃地球化学和年代学特征及其地质意义

前人对河台金矿中的假玄武玻璃早有报道,但是因为未认识到其与成矿的关系而被忽视。在前人发现的糜棱岩中假玄武玻璃的基础上,本次研究又发现了三种其他岩性中的假玄武玻璃。河台金矿中的假玄武玻璃呈黑色脉状、网脉状和树枝状贯穿于糜棱岩化片岩、糜棱岩、混合岩和矿体中。本研究结合野外宏观特征和室内的岩相学微观特征,运用粉晶X射线衍射、全岩地球化学和Ar-Ar同位素等实验分析手段,比较了河台金矿不同地质体中假玄武玻璃岩脉的特征。研究发现假玄武玻璃脉体中存在树枝状微晶结构和碎屑颗粒的港湾结构,同时也含有碎裂成因的石英、长石,表明其成因以同震断层的摩擦熔融为主,并伴随有少量碎裂化。通过计算得出假玄武玻璃样品中结晶态的各类矿物含量为石英53.3%、伊利石20.5%、高岭石17.3%、钾长石8.9%。假玄武玻璃与围岩都具有富SiO_2和Al_2O_3,富K_2O贫Na_2O,低MgO和Fe_2O_3~T的地球化学特征。两者的稀土元素配分型式也非常相似,都显示轻稀土富集和中等程度的负Eu异常(δEu=0.51～0.71)。假玄武玻璃的显微构造和地球化学特征指示其主要是由围岩原地熔融形成的,形成深度在6～18 km。我们认为河台金矿的假玄武玻璃可以指示云开大山抬升过程中伴随着地震的发生,同时,假玄武玻璃脉体在空间上切穿矿体,因此假玄武玻璃的^(40)Ar/^(39)Ar年龄123.3±1.0 Ma可以作为河台金矿的成矿年龄上限。

广东河台金矿围岩磁组构特征、年代学及与金矿化关系

河台金矿田是目前粤西、桂东南已发现最大的金矿田,大部分矿体产出在剪切带糜棱岩中,是典型的与剪切带有关的金矿床。在构造研究上,前人只注重糜棱岩的构造分析工作,而忽视了同样作为矿体围岩的混合花岗岩和片岩的研究。目前为止,矿体围岩的形成时代、变质变形特征以及与成矿之间的关系尚不清楚。我们在野外观测、显微构造分析的基础上,对河台金矿的混合花岗岩和片岩展开了磁组构分析工作。岩石磁组构分析结果显示:样品的平均磁化率Κm值总体较小,顺磁性矿物主导了样品的磁组构;磁化率各向异性度P值均>1.04,范围在1.044~1.648之间;磁化率椭球体形状参数T总体>0;扁率E值多>1,或接近于1;在弗林图解中,数据主要集中在压扁区,少部分有剪切特征;混合花岗岩最小磁化率轴的方位表明岩石受到的主压应力呈NNW-SSE或近S-N向;片岩的磁面理呈NE向,磁线理呈NW或NNW向近水平,反映岩石受到左行走滑导致的挤压或者韧性拉长变形的特征。磁组构特征总体反映出河台地区的岩石磁化率椭球体以压扁型为主,磁面理较磁线理发育,经历了较强烈的近SN向弥散性的挤压作用和局部韧性剪切变形。此外,河台金矿的混合花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为251.7±1.7 Ma。在成矿过程中,岩石校正后的磁各向异性度Pj值与金属元素Au、Cu含量呈弱的负相关关系,说明岩石矿化蚀变作用晚于构造变形作用。结合各岩石的宏观片理、显微构造和前人的年代学工作,推测河台地区地质事件的早晚顺序依次是混合岩化→剪切变形→金矿形成。