河南省庙岭金矿床地球化学特征
庞振山1,2,赵春和2,付法凯2,白世平2,瞿伦全2
(1.中国地质大学,北京 100083;2.河南省地质矿产勘查开发局,河南郑州 450007)
摘要:熊耳山地区庙岭金矿床是大型构造蚀变岩型金矿,在该区发育有与金矿关系密切的地球化学异常,Au及相关元素的丰度由区域→矿区→构造岩→矿体呈几何级数递增,示矿元素主要有Au、Ag、Hg、A s、Sb、V、S、Se、Te、W、
B、Pb、Zn、Cu等,Hg、A s、Sb、Ag等为中、低温远程指示元素。
关键词:区域地球化学特征;矿床地球化学特征;庙岭金矿;河南省嵩县
中图分类号:P632 文献标识码:A 文章编号:1000-18(2005)05-0388-05
庙岭金矿位于河南省嵩县,为大型构造蚀变岩型金矿。该矿是河南省地矿局第一地质调查队于1987年在该区进行1∶5万水系沉积物异常查证时发现的,经过10余年来的系统勘查评价,至2003年累计探明金资源量××吨,达大型规模。系统总结庙岭金矿床的地球化学特征,对该区金矿找矿具有重要指导意义。
1 矿床地质概况
庙岭金矿区位于华北陆块南缘贵金属2有色金属成矿带的东段、中生代合峪花岗岩基北部,区域性近东西向马超营断裂带与北东向旧县断裂带交汇处北东侧;区域构造线方向以近东西向和北东向为主;出露地层为中元古界熊耳群鸡蛋坪组,主要岩性为流纹斑岩、英安岩、安山岩;岩浆活动频繁,以燕山期中酸性岩浆侵入为特征,形成合峪花岗岩基及众多中酸性岩株(脉),与金矿成矿关系密切;地层呈东倾的单斜层状分布,断裂构造发育,按走向可分为近东西向、近南北向和北东向3组,以近南北向断裂为主,是最主要的储矿构造。
区内发现含金构造蚀变带10余条,其中F8、F22规模较大,为主要含金构造蚀变带。F8和F22呈近南北向平行分布,平面相距约1500m,出露长度均大于4500m,宽10～30m,最宽达50m。F8控制了5个矿体,F22控制了3个矿体。矿体长200～2300m,斜深290～500m,矿体形态呈层状、似层状,矿体产状与断裂产状基本一致,单矿体平均厚度1.59～13.m,平均品位1.01～5.90g/t。矿石矿物成分复杂,多达40余种,主要矿石矿物为黄铁矿、褐铁矿、赤铁矿、黄铜矿、自然金、自然银、方铅矿等。主要脉石矿物为石英、钾长石、斜长石、绢云母、黑云母、绿泥石、白云石、方解石、重晶石等,脉石矿物占矿物总量的92%以上。主要围岩蚀变有硅化、钾化、绢云母化、高岭石化、绿泥石化等,金属矿化有黄铁矿化、方铅矿化、黄铜矿化等。
2 区域地球化学特征
2.1 金的区域丰度
根据熊耳山地区1∶5万水系沉积物测量成果,Au的背景值为1.91×10-9,变异系数98,高于一些学者推荐的克拉克值(谢学锦,19年,1.0×10-9;马东升,1990年,1.80×10-9;戴向天,1991年,1.0×10-9～1.5×10-9),也高于河南省Au的背景值(王志坤,1.49×10-9);其中,太华群为2.3×10-9,熊耳群为1.26×10-9,因此,本区为Au的高背景区[1-3]。
岩石中Au元素丰度低于水系沉积物,如Au的区域背景为1.0×10-9,变异系数为155。太华群为1.1×10-9,熊耳群为0.9×10-9,说明Au在水系沉积物中有富集现象。Au在地层中的分配特征说明, Au在各地层中的含量和变异系数自下而上均由高变低,反映古老地层富Au;同时,地层界面对Au的富集具控制作用[3]。
区内Au异常明显受燕山期花岗岩和断裂构造控制,据统计,70%以上的断裂具有不同程度的蚀变,58%以上的断裂出现矿化。
2.2 区域地球化学异常
矿床位于北岭—店房以金为主的地球化学异常
收稿日期:2004-04-09 5期庞振山等:河南省庙岭金矿床地球化学特征
浓集中心边沿梯度带上。北岭—店房异常面积大于200km2,呈椭圆形分布。以Au为主,Au含量一般大于3.0×10-9,中心可达(10～100)×10-9,相伴产出的异常元素有Ag、Pb、Zn、Hg、Sb等,多数元素具有明显的浓度梯度变化。另外,以合峪花岗岩基为中心向北,异常元素存在侧向分带现象,在岩体内及近岩体一侧以W、Mo等偏高温元素的异常为主,向北依次递变为以Cu、Pb、Zn和Au、Ag为主的地球化学异常,Hg、A s、Sb异常通常不发育,面积不大、强度较低、多呈零星分布,这种特征显示了成矿元素从高温到中、低温的温度递变系列。北岭—店房异常向北与分布于花山岩体南侧的以金为主的牛头沟异常相连,从而构成了豫西地区规模最大的金异常。3 矿区地球化学特征
3.1 元素含量对比
与熊耳山地区鸡蛋坪组火山岩及世界同类岩石中元素含量进行对比(表1)[4],庙岭矿区具有如下特点:①与金矿成矿作用有关的成矿及伴生元素含量明显偏高,包括Au、Ag、Pb、S、A s、Sb、Te、W等,其中Au的背景含量明显偏高,但低于世界同类岩石中元素含量,Pb的背景含量略偏低或相当;②与成岩作用关系密切的元素如Cr、Co、N i、Ti、B、Sn等,含量大多低于熊耳山地区及世界同类岩石的平均值。亲铁元素偏低是庙岭矿区火山岩的典型地球化学特征之一,Hg含量特点与该组元素相似;③Cu、Mo、Se
表1 庙岭地区与熊耳山地区及世界同类岩石中元素含量对比
参数Au Ag Pb Zn Cu Mo S Hg A s Sb Se 庙岭地区鸡蛋坪组平均值53.460.3837.8486.1016.83 1.27588824.11.72 2.030.043庙岭地区鸡蛋坪组背景值 2.770.08205015 1.35005 1.6 1.00.03熊耳山地区鸡蛋坪组平均值 1.230.06222.61126.1812.50 1.2683.760.0.51
世界同类岩石平均值(维拉多夫,1962) 4.500.05206020140080 1.500.260.05参数Te Cr Co N i V Mn Ti B W Sn 庙岭地区鸡蛋坪组平均值0.087 4.76 2.70 2.7418.0740327298.7510.74 2.17
庙岭地区鸡蛋坪组背景值0.035 2.5 2.5560030005 2.52
熊耳山地区鸡蛋坪组平均值27.9917.9614.2960.556345081
世界同类岩石平均值(维拉多夫,1962)0.001255840600230015 1.53
注:表中样品引自《河南省通峪沟地区金矿成矿地质条件研究报告》,河南省第一地质调查队、天津地质矿产研究所,1998;样品由河南省第一地质调查队化验;Au、Ag的质量分数为10-9,其余为-6。以下各表同。
等含量与区域和世界同类岩石相当,其中Se的背景含量相对偏低,Mo的背景含量相对偏高。
3.2 元素主离散序列
一个地区或地质体中元素含量离差通常反映元素空间分布的均匀程度
,而均匀程度的高低与多重因素有关,分布极不均匀的元素往往意味着有后期矿化热液作用的叠加[4]。根据庙岭地区岩石中元素含量对数离差大小所得到的元素离散序列为Au、A s、Hg、Te、Ag、V、W、S、Sb、Zn、Se、Pb、Mo、N i、Sn、Ti、Co、Cu、Cr;其中Au与Ag的离差值大于0.6,为强离散元素;V与Pb的离差值为0.6～0.4,为中等离散元素;Mo、B、Mn的离差值为0.4～0.2,为弱离散元素;N i与Cr的离差值小于0.2,为均匀分布元素。
上述元素中,强离散和中等离散程度的元素为庙岭地区主要的成矿及矿化剂组分。
3.3 元素组合
根据元素的相关系数,制作了元素相关图谱(图1)。由图可知在信度为0.01条件下,所有元素分为8个簇团,其中由多元素组成的簇团为3个。第1簇团包括V、N i、Sn、Mo和Sb、S、Au、A s、W、Te
图1 庙岭地区火山岩中元素R型聚类分析谱系
两个亚簇,后者由与本区金矿成矿作用关系密切的元素组成,初步表明硫化物是Au的主要载体,A s、Sb是与含金黄铁矿有关的重要伴生组分,该簇团在较低程度上与Pb有关;第2簇团有Mn、Zn等,与Cr 关系密切,该簇团反映岩石中基性组分的特点;第3簇团为Ti、Sn、Ag,多与岩石中酸性组分有关。
・
9
8
3
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物 探 与 化 探29卷
4 矿床地球化学特征
4.1 围岩地球化学特征
庙岭金矿床的赋矿围岩主要为流纹岩和英安岩,其元素含量见表2。由表可知,两类岩石中多数
元素含量无明显差异,这类元素包括Cu 、Hg 、B 、Sn 、Mn 、Co 、Se 、S 、W 、N i 、Cr 、Sb 、Pb 等,其含量相对偏差均在20%以下;含量偏差大于40%的元素有Au 、Ag 、Mo 、Te 、Zn 等,以Au 的相对偏差为最大,达127。通过上述对比可认为,上述两类岩石之间除部分明显受矿化影响而富集的元素外,绝大多数元素含量
无明显差异。与世界同类岩石相比,本区流纹岩和英安岩之间元素含量具有相似性(图2),图中反映出以维氏(1962)岩石中元素丰度1
作为标准,庙岭地区两类火山岩富集的元素为Au 、Ag 、S 、A s 、Sb 、Te 、W ,其富集度≥2,以Fe 、Au 、S 高度富集为特征,
其中Te 的富集度分别为82和117,Au 的富集度分别为11和25,S 分别为15和16。与维氏酸性岩含量相近的元素有Pb 、Zn 、Cu 、Mo 、Se 、B 、Sn 、Mn 、Ti,其富集度多为0.5～2,其中Pb 、Zn 略偏高,B 、Mn 略偏低。本区火山岩中含量明显偏低的元素有Hg 、Cr 、Co 、V 等,以Cr 最低。
表2 庙岭金矿床赋矿围岩岩石元素含量对比
岩 性
样数
Au Ag Pb Zn Cu Mo S Hg A s Sb Se 流纹岩13249.990.61633.90.8314.09 1.32587121.7511.59 2.040.040英安岩
15
113.240.36733.0463.3916.900.84659225.7014.35 1.910.045酸性岩(维氏,1962)
4.500.05206020140080 1.500.260.05
岩 性样数
Te Cr Co N i V Mn Ti B W Sn 流纹岩1320.082 4.50 2.68 2.6217.853*******.6910.81 2.15英安岩
15
0.117 4.80 2.33 2.4314.35332345110.1612.05 2.49酸性岩(维氏,1962)
0.001
25
5
8
40
600
2300
15
1.5
3
图2 流纹岩和英安岩元素含量富集度变化
4.2 不同蚀变类型岩石地球化学特征
庙岭金矿床的赋矿围岩在成矿作用过程中普遍
遭受了程度不同的热液蚀变,蚀变类型主要有硅化、钾化和高岭土化、绢云母化、绿泥石化等。在地球化学特征及与金矿成矿作用的关系等方面,以不同程
度蚀变类型为主的岩石都存在一定差异(表3),主
要表现在以下几个方面。
(1)在以不同蚀变作用类型为主的岩石之间,元素含量存在明显差异。硅化样品中Au 、Ag 、Cu 、Hg 、A s 、Sb 、Te 、W 均相对偏高,钾化、高岭土化及绢
表3 庙岭金矿床不同蚀变类型岩石元素含量对比
蚀变类型
样数
Au Ag Pb Zn Cu Mo S Hg A s Sb Se 硅化6065.010.50840.105.4417.02 1.46557229.7919.95 2.46 1.253钾化6340.470.451.56119.0015.80 1.46287623.8712.71 2.010.047绿泥石化14
34.040.21127.1675.8613.12 1.07598413.21 6.92 1.150.026
蚀变类型样数
Te Cr Co N i V Mn Ti B W Sn 硅化600.117 4.76 2.71 2.7123.6043825829.2314.29 2.12钾化630.085 5.06 3.10 3.4023.634572712.4510.55 2.04绿泥石化
14
0.044
4.57
2.73
2.53
11.72
394
3199
10.12
6.70
2.30
注:钾化包括钾化、高岭土化和绢云母化。
・093・
5期庞振山等:河南省庙岭金矿床地球化学特征云母化样品次之,绿泥石化样品偏低。前二者中Pb 、Zn 、Mo 、V 高于后者。
(2)不同蚀变类型的样品具有相似的元素含量离散序列(对数离差值大于0.4者)。硅化:Au 、A s 、Ag 、Hg 、Te 、S 、V 、W 、Sb 、Zn 、Pb 。钾化、高岭土化及绢
云母化:Au 、A s 、V 、Hg 、Te 、Ag 、Se 、W 、Mo 、S 。绿泥石化:Au 、A s 、V 、Hg 、Ag 、S 、Te 、Zn 、Sb 、W 。Au 、A s 在不同蚀变类型岩石中均呈强离散型分布,其离差值大于等于0.8,离差值在0.5～0.8的元素以绿泥石化岩石中为最少,仅有V 、Hg 组分,硅化和钾化、高岭土化及绢云母化样品中离散程度较高的元素有七八种,且均以矿化剂组分为主,包括Hg 、Te 、Ag 、V 、Zn 、Pb 、W 等。在各序列中,Cu 、Cr 、N i 、Mn 、Ti 、Sn 等呈均一分布,与该组元素具有单一母体分布特点是一致的。
(3)不同蚀变类型岩石中,与Au 有关的元素组
合存在明显差异,在以硅化为主的岩石中,Au 与
Sb 、A s 、S 、W 、V 、Te 构成组合;在钾化、高岭土化及绢云母化岩石中,Au 与Hg 、S 形成组合;仅有绢云母化的岩石和具绿泥石化的岩石Au 的相关元素组合较复杂,前者为Au 、Cr 、N i 、Pb 、Co 、Te 、Ag 、Mo 、Sb 、A s 、Zn,后者为Au 、S 、Ag 、Te 、V 、Se 、N i 、Pb 、Zn 、Cu 、Hg 、Sb 、Mo 。无论何种蚀变类型,与Au 相关的元素组合均有一个共同点,即S 、Te 、A s 、Sb 与Au 的关系较密切。4.3 不同矿化类型岩石地球化学特征
庙岭金矿床金属矿化主要有2种:黄铁矿化(以原生矿石中为主)和褐铁矿化(多分布在氧化矿石中)。在以2种矿化为主的岩石之间,某些地球化学特征存在较明显差异或相似性(表4),表现为:
表4 庙岭金矿床不同矿化类型岩石元素含量对比
矿化类型
样数
Au Ag Pb Zn Cu Mo S Hg A s Sb Se 黄铁矿化21406.440.74554.06.3815.28 1.581853540.0972.44 5.150.0褐铁矿化61.780.5042.95115.817.18 1.43315523.3312.68 2.060.054无明显矿化
35.480.2229.5161.0917.02 1.04767422.70 5.94 1.470.030
矿化类型样数
Te Cr Co N i V Mn Ti B W Sn 黄铁矿化210.230 5.09 2.72 3.12.0747524497.0824. 2.28褐铁矿化660.078 4.81 2.87 3.1222.183********.1912.68 2.22无明显矿化
0.072
4.61
2.55
2.28
11.09
400
2600
8.05
6.85
2.09
①以黄铁矿化为主的岩石Au 含量较高,比褐铁矿化岩石含量高的元素还有S 、A s 、Te 、Sb 、W 、V 、Hg 等,与无明显矿化岩石相比,褐铁矿化岩石中含量偏高的元素与黄铁矿化岩石相似,然而富集程度略低。S 在表生作用过程中大量带出,使得褐铁矿化的岩
石发生S 的贫化,贫化率为0.41;②强离散元素序
列相同,以Au 、A s 为主,在离差值大于0.4的元素中除S 外,2种矿化岩石中的元素也是相同的,黄铁
矿化岩石为Au 、A s 、Ag 、Hg 、Sb 、Se 、Pb 、S 、V 、Te 、W 、Zn,褐铁矿化的岩石为Au 、A s 、Te 、Ag 、Hg 、V 、Zn 、W 、Se 、Pb 、Sb 。
4.4不同矿化强度岩石地球化学特征
根据矿石(围岩)中Au 的含量,划分为5级金矿化强度区间,分别代表了背景、弱异常、强异常、矿化和强矿化,其微量元素含量见表5。从表中可看出随着Au 的矿化强度增加,多数元素如Ag 、Hg 、
表5 庙岭金矿床不同矿化强度岩石元素含量对比
金含量
样数
Au Ag Pb Zn Cu Mo S Hg A s Sb Se w (Au )≤521 2.770.0919.5040.0914.66 1.2073968.47 2.000.910.0265 153639.2 2.050.3837.8486.10 2.0724099182.3197.711.0.142全区平均151 53.460.3837.8486.1016.83 1.27588824.11.72 2.030.043 金含量样数 Te Cr Co N i V Mn Ti B W Sn w (Au )≤5210.032 4.55 2.56 1.71 5.754112084 5.86 3.42 1.925 150.419 6.37 2.99 4.1678.7043325 6.7340.83 2.22全区平均 151 0.087 4.76 2.70 2.74 18.07 403 2729 8.75 10.74 2.17 ・ 193・ 物 探 与 化 探29卷 A s 、Sb 、Se 、Te 、Cr 、V 、W 等表现了同步增高的趋势。 与世界同类岩石相比(维氏,1962):S 、Te 在几乎所 有不同Au 含量组别中均呈显著富集,以Te 的富集 程度最高,在Au 的背景含量样品中w (Te )=32×10-6,异常样品中w (Te )=(44～197)×10-6,Au 的矿化样品中Te 高达400×10-6 以上。Sb 相应比Te 低约1个数量级。Au 、Ag 、S 、A s 、W 在w (Au )≤5×10-9 组的样品中的含量与克拉克值相近或略有偏 高,在Au 含量为(5～80)×10-9 样品组中,上述元素产生明显富集,富集度达3～8,在w (Au )≥80×10-9 样品组中则富集度呈显著增高达10以上,Au 的矿化样品组中富集可达40～60,最高A s 可达132。 从以上可得出不同金矿化强度样品的富集元素(表6)。在背景火山岩石中,仅出现Te 、S (Sb )的富集,反映火山岩地球化学的特点,而在出现异常和矿化的火山岩中,则增加了Ag 、W 、Au 、A s 和Pb,显然是受晚期矿化叠加所致。 表6 不同金矿化强度样品的富集元素组合特征 矿化强度分组 地质意义富集元素组合 w (Au )≤5 背景Te 、S (Sb ) 5 强矿化 Au 、Te 、A s 、S 、Sb 、Ag 、Se 、W (Pb ) 5 结论 庙岭金矿区发育有与金矿关系密切的地球化学 异常,这些异常的存在对于金矿找矿具有重要的指示意义。具有指示意义的异常元素主要有Au 、Ag 、Hg 、A s 、Sb 、V 、S 、Se 、Te 、W 、B 、Pb 、Zn 、Cu 等。Au 是成矿及找矿最直接的指示元素。在正常岩石中,Au 含量均小于5×10-9 ,受热液蚀变作用叠加,Au 含 量显著增高,可达数十至数百×10-9 ,并具有明显的浓度梯度分带。Au 除以分散状态形成异常外,更多的是以自然金形式存在于蚀变带或矿体内的硫化物中,随蚀变矿化增强而形成以硫化物为主的金矿体,与之密切相伴产出的异常元素还有Hg 、A s 、Sb 、Ag 等,多为中、低温远程指示元素。S 的异常由于受不同硫化物阶段的影响,因而对指示金矿化的意义有所差异,应结合相伴产生的其它元素予以评价。参考文献: [1] 韩存强,张学智,李大勇.河南省桐柏县老湾—鸿仪河金矿带 地球化学模式及预测评价[J ].物探与化探,1994,19(4). [2] 赵荣军.河南卢氏县杜关地区地球化学异常及找矿效果[J ]. 物探与化探,2001,26(4),447-452. [3] 黄守民,崔燮祥.熊耳山地区金矿地球化学异常特征[J ].河南 地质,1999(1),1-8. [4] 任富根,李维明.熊耳山—崤山地区金矿成矿地质条件和找矿 综合评价模型[M ].北京:地质出版社,1996. GEOCHE M I CAL CHARACTER I ST I CS O F THE M I AOL I NG GOLD D EPO S I T I N HENAN PRO V I NCE P ANG Zhen 2shan 1,2 ,Z HAO Chun 2he 2,F U Fa 2kai 2,BA I Shi 2p ing 2,QU Lun 2quan 2 (1.China University of Geosciences,B eijing 100083,China;2.Henan B ureau of Geology and M iner al Exploration and Develop m ent,Zhengzhou 450007,China ) Abstract:The M iaoling gold deposit in Xi ongershan area is a large 2size tect onic altered r ock type deposit,and there exist in this area geoche m ical anomalies cl osely related t o the gold deposit .The abundances of Au and related ele ments increase in geometric p r ogressi on fr om the regi onal backgr ound thr ough the ore district and tect onic r ocks t o the orebody .The ore 2indicating elements are mainly Au,Ag,Hg,A s,Sb,V,S,Se,W ,B,Pb and Cu,and the mes other mal 2ep ither mal re mote indicat or ele ments are Hg,A s,Sb and Ag . Key words:regi onal geoche m ical characteristics;geoche m ical characteristics of the ore deposit;M iaoling gold deposit;Songxian County in Henan Pr ovince 作者简介:庞振山(1968-),男,高级工程师,中国地质大学(北京)在读博士,从事区域地质调查及矿产资源评价工作。 ・293・下载本文
