黑龍江東部地區(qū)早元古代高

黑龍江東部地區(qū)早元古代高

在研究熱液礦床的成因方面，氧氫同位素起到了重要作用。除此之外,利用蝕變體系礦物和巖石氫氧同位素組成在空間上的系統(tǒng)變化規(guī)律探索其與礦體產(chǎn)出位置的關(guān)系,已成一種重要的找礦研究方法。通常,探討氫氧同位素組成變化規(guī)律與礦體之間的關(guān)系是利用大氣降水特征的低18O和低D同位素組成進(jìn)行研究的,結(jié)果表明低18O中心和低D中心常常與礦體位置有重合關(guān)系。本文報(bào)道的高18O平面蝕變中心,系指蝕變巖石氧同位素組成大大高于新鮮原巖并具有一個(gè)高值中心域。高18O蝕變巖石的成因機(jī)制是什么?它與礦床(礦體)之間又是怎樣的一種關(guān)系?本文對(duì)這一特征現(xiàn)象及其有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了討論。1礦區(qū)地質(zhì)特征團(tuán)結(jié)溝金礦是我國(guó)東北一特大型低品位浸染狀-細(xì)脈浸染狀斑巖型礦床,地處黑龍江嘉陰縣烏拉嘎,小興安嶺山脈東段北坡。大地構(gòu)造位置在早元古代鶴崗隆起太平溝復(fù)背斜西緣與中生代烏拉嘎拗陷帶接壤處。區(qū)內(nèi)出露的地層主要有下元古界黑龍江群,分布于礦區(qū)南部(圖1),該群可細(xì)分為三段,即下段太平溝組白云石英片巖、云母片巖等;中段金滿屯組片麻巖和上段老溝組片巖、大理巖等。其中下段太平溝組是礦體的重要圍巖。下侏羅統(tǒng)火山巖系(K1)廣泛出露于礦區(qū)西北部及北部,主要為凝灰質(zhì)砂巖、礫巖等。礦區(qū)東北部出露有上侏羅統(tǒng)英安巖,它不整合覆蓋于下元古界結(jié)晶片巖之上。與礦化密切相關(guān)的中生代花崗閃長(zhǎng)斑巖一花崗斑巖出現(xiàn)于礦區(qū)中南部,呈近東西向展布,沿烏拉嘎斷裂及次級(jí)構(gòu)造侵入到下元古界結(jié)晶片巖與下侏羅統(tǒng)火山巖的不整合接觸帶中,巖體東西長(zhǎng)約4000m,最寬750m,地表出露面積為0.66km2?；◢忛W長(zhǎng)斑巖一花崗斑巖為巖相過(guò)渡變化,花崗斑巖分布于巖體頂部,斑晶主要為斜長(zhǎng)石、石英、黑云母等,含量占20%左右。斑巖體為主要賦礦巖石,巖體破碎強(qiáng)烈,賦礦地段破碎尤為突出。區(qū)域內(nèi)發(fā)育NE及NW向兩組斷裂構(gòu)造,其中NE向?yàn)趵律顢嗔褳槟档そ顢嗔训谋毖硬?是中生代火山-巖漿活動(dòng)的主要控制構(gòu)造。兩組斷裂構(gòu)造(次級(jí))的復(fù)合部位破碎帶控制了礦體的產(chǎn)出。NE向南溝-北溝大斷裂位于礦區(qū)西南面,沿該斷裂見有燕山期花崗斑巖株分布。巖石以中低溫?zé)嵋何g變?yōu)橹?從斑巖體中心向外,大致可分出①硅化-黃鐵礦化帶(包括次生石英和玉髓狀石英脈);②高嶺土化(水云母化)帶;③碳酸鹽化帶。另可見絹云母化、綠泥石化、白云巖化等蝕變類型。金礦與硅化、黃鐵礦化和碳酸鹽化關(guān)系密切。團(tuán)結(jié)溝礦分為東、西兩個(gè)礦段。東礦段為露采區(qū),礦體賦存標(biāo)高為+50m至+250m;西礦段為隱伏礦體,賦存于0～160m標(biāo)高范圍內(nèi),尚未動(dòng)工開采。金礦石類型以浸染狀-細(xì)脈浸染狀含金玉髓狀石英黃鐵礦型和脈狀網(wǎng)脈狀-細(xì)脈浸染狀碳酸鹽-黃鐵礦型礦石為主。2段內(nèi)碳酸鈣硫廢水表1為團(tuán)結(jié)溝金礦成礦熱液水氫氧同位素組成。據(jù)團(tuán)結(jié)溝烏拉嘎金礦局的資料,第Ⅰ階段玉髓狀石英脈的形成溫度為230℃;第Ⅱ階段為170～180℃;碳酸鹽硫化物脈為90～100℃。由此計(jì)算得到成礦熱液水δ18O=0.4‰～-4.4‰。,基本上為負(fù)值。五件包裹體水氫表l團(tuán)結(jié)溝金礦成礦熱液水氫氧同位素組成同位素組成實(shí)測(cè)值為δD=-85‰～一115‰,平均一98‰。這些極低的熱液水氫氧同位素組成表明團(tuán)結(jié)溝金礦成礦熱液水主要是大氣降水來(lái)源。圖2示意出團(tuán)結(jié)溝金礦成礦熱液水同位素組成值域。3巖質(zhì)氧化開采系統(tǒng)3.1成礦熱液水同位素組成對(duì)金礦東露天采場(chǎng)1992年7月末160m至240m的不同標(biāo)高采剝平臺(tái)進(jìn)行大范圍氧同位素采樣與分析,結(jié)果示于表2。我們看到,蝕變花崗斑巖δ18O值變化值域很大,δ18O=8.9‰～16.3‰,多在10.0‰以上。對(duì)該區(qū)淺成花崗斑巖而言,它與中生界火山碎屑巖很可能具淵源關(guān)系,斑巖體的初始氧同位素組成無(wú)論怎樣不會(huì)超過(guò)10.0‰。東露采區(qū)蝕變巖石δ18O值的大幅度升高,不是巖漿熱液水蝕變所能夠達(dá)到的。巖漿熱液水蝕變成因巖石σ18O值的升高通常低于1‰。熱液體系蝕變巖石δ18O值大幅度升高是中一中低溫小W/R值大氣降水熱液礦床蝕變體系的一個(gè)重要特征。我們?cè)O(shè)定花崗斑巖初始同位素組成為δ18O=10.0‰,δD=-90‰。由于金礦成礦熱液水δD值最低達(dá)-115‰,說(shuō)明成礦時(shí)期該區(qū)大氣降水δD值在一110‰左右,則大氣降水δl8O值相應(yīng)為一15‰。圖2中作出在200℃(代表Ⅰ、Ⅱ成礦階段)和100℃(代表第Ⅲ成礦階段)條件下大氣降水與花崗斑巖分兩階段連續(xù)交換后成礦熱液水的同位素組成理想演化線。即大氣降水在第I、Ⅱ成礦階段先以200℃與花崗斑巖發(fā)生同位素交換,在較小的有效W/R值條件下(0.05～0.15),大氣降水氧同位素組成顯著“漂移”;之后在更低的溫度(100℃)和晚階段成礦過(guò)程中,原先已發(fā)生氧同位素顯著“漂移”的大氣降水又繼續(xù)與花崗斑巖交換,結(jié)果出現(xiàn)反“漂移”(見圖2中100℃交換演化線)。反“漂移”導(dǎo)致二個(gè)結(jié)果:其一,熱液水δ18O值在經(jīng)歷了200℃時(shí)的顯著升高后又有所降低,但δD值不降低,甚至還略有升高;而如果是W/R值大的情況,即在晚階段大氣降水?dāng)?shù)量增加,則晚階段不但δ18O值降低,δD值也不應(yīng)該升高,而是向大氣降水線、向δD=-110‰靠近;其二,大氣降水在第二交換階段出現(xiàn)δ18O值降低,則與之交換形成的蝕變巖石δ18O值就應(yīng)該升高,這就可以定性解釋團(tuán)結(jié)溝金礦露采區(qū)(代表淺部的情況)蝕變巖石δ18O值大幅度升高的現(xiàn)象。將表2數(shù)據(jù)定點(diǎn)在圖3(露采平面圖)中,比較礦體產(chǎn)出位置與斑巖δ18O值,不難看出,氧同位素組成顯著升高的蝕變巖石均位于礦體邊界品位范圍以內(nèi)或近旁,這個(gè)區(qū)域蝕變巖石δ18O值在12.3‰～16.3‰之間。而北面遠(yuǎn)離礦體的十件蝕變巖石,它們的δ180值為8.9‰～12.5‰,集中在12.0‰以下,明顯低于礦化蝕變巖石的氧同位素組成。這說(shuō)明在團(tuán)結(jié)溝礦區(qū),與礦化對(duì)應(yīng)的是高18O蝕變花崗斑巖,δ18O值大于12.0‰,較之原巖升高2‰以上。在圖3中粗略勾劃出10‰、12‰和14‰三條全巖氧同位素等值線,可以使我們更清晰地了解高18O蝕變巖與礦體產(chǎn)出位置區(qū)大致重合。這說(shuō)明,對(duì)大氣降水熱液成因礦床,除了眾所周知的低18O中心和δD低值中心成礦外,還存在截然相反的蝕變巖石高18O中心成礦的情況。3.2o與強(qiáng)型劑質(zhì)地層充填的對(duì)比對(duì)金礦104線241孔采集了部分巖心樣品。該孔是從170m平臺(tái)礦體與非礦體的過(guò)渡部位非礦體一側(cè)下鉆的一個(gè)62m深的新打淺孔(參見圖3)。表3列出該孔蝕變巖石氧同位素分析數(shù)據(jù)。顯然,隨著鉆孔深度的增加,蝕變花崗斑巖的氧同位素組成明顯升高,最高達(dá)17‰,反映在圖4上,蝕變巖石δ18O值與標(biāo)高之間呈負(fù)相關(guān)。由于高18O蝕變巖石與礦體之間存在的位置對(duì)應(yīng)關(guān)系,說(shuō)明該孔的下部出現(xiàn)礦體,且繼續(xù)往下具有很好的前景,因?yàn)棣?8O值高于12.0‰都是有利的賦礦部位。圖4反映出的負(fù)相關(guān)同時(shí)說(shuō)明這種中一低溫?zé)嵋何g變成因高18O蝕變巖石并非由地表低溫風(fēng)化作用引起。不過(guò)在淺鉆以下的更深部位<+100m標(biāo)高以下)的蝕變巖石不太可能繼續(xù)大幅度升高,而在很大程度上將出現(xiàn)δ18O值逐漸降低,直至低于原巖,因?yàn)樯畈繎?yīng)該是一個(gè)大氣降水淋濾蝕變體系,該體系的特點(diǎn)是淋濾出金屬成礦物質(zhì)。淋濾蝕變體系出現(xiàn)在越深部,則上部高18O礦化蝕變帶空間跨度越大,礦石量也就越多。團(tuán)結(jié)溝斑巖體破碎程度很高,有利于形成空間范圍很大的淋濾蝕變帶和礦化蝕變帶。241孔淺部,從+140m至+170m標(biāo)高,四件全巖δ18O值穩(wěn)定在12.5‰～13.0‰的狹小范圍內(nèi),說(shuō)明在斑巖體淺部蝕變巖石δ18O值隨標(biāo)高的不同變化不明顯。因此在圖3的平面圖中(160m至210m),蝕變巖石δ18O值可以不進(jìn)行校正而近似代表平面δ18O值等值線趨勢(shì)圖。4蝕變巖石特征(1)熱液水氫氧同位素研究表明,團(tuán)結(jié)溝金礦為中低溫斑巖型大氣降水熱液礦床。(2)團(tuán)結(jié)溝金礦成礦有效W/R值較小,為0.05～0.15。(3)東