巖漿巖演化及其與金礦成礦的關(guān)系

第一章緒論1.1選題來源及意義論文選題來源于導(dǎo)師張金陽教授國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目課題《東昆侖造山帶東部典型高鎂中酸性侵入巖成因機(jī)制及構(gòu)造意義研究》（41572048）。全世界大約30%的黃金來自造山型金礦床[1]，且在巨型金礦床中，已知的造山型金礦就有17個，如澳大利亞Goldenmile金礦床和西非克拉通內(nèi)的Ashanti金礦床等。造山型金礦是造山帶內(nèi)較常見的礦床類型[2]，也是當(dāng)今金的重要來源之一[3]。東昆侖造山帶位于青海省中西部，青藏高原北緣，其北為塔里木盆地，其南為松潘-甘孜地塊，東側(cè)與秦嶺造山帶相接，西側(cè)被阿爾金斷裂所截，與西昆侖共同構(gòu)成昆侖造山帶，屬中國大陸中央造山帶西段，是典型的復(fù)合造山帶。東昆侖地區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，礦床（點(diǎn)）數(shù)量眾多，如五龍溝礦床、鴨子溝礦床、熱水礦床等，礦種多樣，是我國重要的產(chǎn)礦地（圖1.1）。自上世紀(jì)八十年代起，該地區(qū)的科研工作越來越深入，礦產(chǎn)普查、勘探工作越來越細(xì)致，如今各種礦床成礦規(guī)律的研究以及礦床的勘探、增產(chǎn)等方面已取得了驚人的成果。但對于巖漿演化過程中，花崗閃長巖的形成過程、巖漿作用對成礦的貢獻(xiàn)以及礦質(zhì)元素在巖漿演化過程中的含量變化等重要問題，目前研究明顯欠缺，且存在的科學(xué)問題較多，很難達(dá)成一致的看法，因此這些懸而未決的問題很大程度的制約了對該區(qū)域內(nèi)礦床成因和成礦規(guī)律的總結(jié)。圖1.1東昆侖礦床分布（改自許慶林，2014）目前大量的研究已經(jīng)證實(shí)，造山型銅金礦床的成礦物質(zhì)可主要來自于巖漿體系[5-8]，然而金的成礦溫度約為300℃，巖漿溫度介于700-1200℃之間，從巖漿形成到最終金礦形成，經(jīng)歷了漫長而復(fù)雜的地質(zhì)過程。在巖漿作用過程中，成礦物質(zhì)的含量也將受到影響。一般認(rèn)為富金巖漿的形成對與斑巖相關(guān)的金礦的形成起一定的制約作用，而富金巖漿的形成機(jī)制暫時還處于熱議之中。關(guān)于巖漿中成礦物質(zhì)的富集究竟是由于巖漿分離結(jié)晶作用導(dǎo)致的，還是周期性注入酸性巖漿房的鎂鐵質(zhì)巖漿帶入的（即巖漿混合作用），還沒有很好地解決。巖漿演化過程中橄欖石及斜方輝石的結(jié)晶分離作用、殼源硫的加入可能是促進(jìn)巖漿體系硫達(dá)到飽和的重要機(jī)制。如王冠等（2014）認(rèn)為巖漿演化過程中，斜方輝石和橄欖石的分離結(jié)晶作用及地殼中硫的加入可能是促使巖漿體系硫元素達(dá)到飽和的主要機(jī)制，并且最終導(dǎo)致硫化物的熔離[9]；而Cao等（2018）認(rèn)為鎂鐵質(zhì)巖漿注入長英質(zhì)巖漿房中有利于礦質(zhì)富集[10]。針對以上科學(xué)問題，將巖漿演化與成礦過程相聯(lián)系，緊扣含礦巖漿的形成是由于巖漿混合作用還是分離結(jié)晶作用這一科學(xué)問題，通過野外的觀察及礦物學(xué)的研究，運(yùn)用電子探針顯微分析、激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測量斜長石、角閃石中主、微量元素含量，研究巖漿中一些元素的變化情況，進(jìn)而對該地區(qū)造山型金礦床成礦中存在的關(guān)鍵問題進(jìn)行深入細(xì)致的研究，反演巖漿演化過程及該過程中成礦元素的豐度變化情況，探究巖漿演化對成礦元素的富集作用，探討金礦形成的機(jī)理和關(guān)鍵的成礦機(jī)制。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在問題1.2.1造山型金礦床研究現(xiàn)狀造山型金礦最早是由Groves等(1998)提出，后經(jīng)過一系列的補(bǔ)充和完善，最終形成的一個相對系統(tǒng)的概念[11]。在板塊匯聚背景下，板塊碰撞并伴隨著增生造山作用，金礦床在該背景下形成，則為造山型金礦床。造山型金礦床指出了造山作用和金礦床的聯(lián)系，在形成的時間、空間上，與造山作用有著及其密切的關(guān)系。造山型金礦成礦時間較廣，從太古宙到顯生宙均有分布。礦體多受次級逆沖脆-韌性剪切帶控制，主要產(chǎn)于逆掩推覆帶、高角度斜向走滑帶和橫向斷裂，也可產(chǎn)于變質(zhì)火山-深成巖體的構(gòu)造界面附近，金的沉淀直接與構(gòu)造變形作用同步。礦床主要分布于變質(zhì)程度較低的次綠片巖相-綠片巖相中，少數(shù)造山型金礦床存在高級變質(zhì)相（如角閃巖相）。造山型金礦以低鹽度（6-12wt%NaCl）、富CO2（CO2摩爾百分?jǐn)?shù)在10%-50%之間）的流體包裹體為特征[12]。圍巖蝕變一般存在水平分帶特征，但無明顯的垂直分帶特征[13]，典型的圍巖蝕變類型包括綠泥石化、絹云母化、硅化、碳酸鹽化等。礦化類型主要有交代含鐵圍巖型、方解石脈型和石英脈型。金主要賦存于毒砂、黃鐵礦等硫化物中，元素共生組合為Au-Ag±As±Bi±B±Te±Sb±W，但通常僅金能成礦。造山型金礦成礦流體來源一直存在爭議，目前示蹤手段主要用氫氧同位素、鹵素(Cl–Br–I)比值和稀有氣體(He–Ne–Ar等)同位素比值等方法來限定成礦流體源區(qū)。成礦流體來源主要觀點(diǎn)有：（1）以脫變質(zhì)流體為主[14,15]，（2）以長英質(zhì)巖漿出融的流體為主[16,17]，（3）以地幔來源的流體為主[6]，（4）以大氣降水為主[18]。根據(jù)載金礦物（如毒砂、黃鐵礦等）微量元素的研究，大多數(shù)學(xué)者更支持變質(zhì)來源和巖漿來源，金成礦時間的長短被作為變質(zhì)或巖漿來源的支撐條件之一[19]。對于金的運(yùn)輸形式，Crede等（2019）證實(shí)在富硫的有機(jī)質(zhì)流體中，金主要以Au(RS)2-的形式運(yùn)移（RS指含去甲硫醇基的有機(jī)物）[20]；Pokrovski等（2009）從硫原子與金原子組成的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性上分析，支持Au(HS)2-是溶液中主要的含金絡(luò)合物[21]。值得注意的是，H2S-H2O混合氣體也能溶解金[22]，但在造山型金礦中，金是否能在氣相中遷移尚待論證。現(xiàn)在大多學(xué)者支持金以硫氫絡(luò)合物的形式運(yùn)移在熱液中運(yùn)移，但以何種硫氫絡(luò)合物為主體仍存在一定爭議，主流觀點(diǎn)認(rèn)為金以Au(HS)2-絡(luò)合物的形式運(yùn)移為主。對于造山型金礦中金的沉淀機(jī)制，目前主要有以下觀點(diǎn)：壓力降低導(dǎo)致相分離、水-巖相互作用、流體混合[23]。由于Au元素活動性極弱，Au同位素分析無法實(shí)現(xiàn)[24]，現(xiàn)階段示蹤成礦物質(zhì)的研究方法主要為間接示蹤成礦物質(zhì)源區(qū)。在熱液中，金通常以硫氫絡(luò)合物的形式運(yùn)移[25]，硫同位素成為示蹤成礦物質(zhì)來源的手段之一[26]；此外，作為載金礦物的硫化物，其鉛同位素也被用以指示成礦物質(zhì)的來源[27]。無論是硫同位素還是鉛同位素，造山型金礦成礦物質(zhì)來源現(xiàn)缺乏直接的研究方式，且間接的研究方法需要解決金是否和硫、鉛同源這一關(guān)鍵問題。在中國，造山型金礦床主要分布在新疆北部地區(qū)(如阿爾泰山和準(zhǔn)噶爾西部)、華北克拉通北緣、膠東半島、小秦嶺地區(qū)、秦嶺地區(qū)、以及揚(yáng)子克拉通與華夏地塊的碰撞拼合形成的褶皺帶，此外西南三江地區(qū)和中部的祁連山褶皺帶也發(fā)育一些造山型金礦床[28]。1.2.2巖漿巖演化及其與金礦成礦的關(guān)系噴發(fā)或侵位形成的固態(tài)火山巖與原生巖漿在成分上存在巨大的差異，因此在巖漿上升、侵位過程中，必然存在一些巖漿作用使其成分發(fā)生改變，如分離結(jié)晶作用、巖漿混合作用和同化混染作用等。從宏觀上研究巖漿混合，不足以準(zhǔn)確厘清巖漿混合的情況；地球化學(xué)特征更多揭示了巖漿混合作用的結(jié)果，很難說明巖漿混合過程中一系列復(fù)雜的變化。巖漿混合過程中，不同物理、化學(xué)性質(zhì)端元組分的相互作用，導(dǎo)致化學(xué)平衡被破壞，從而影響礦物的成核和生長，形成一系列成分不同、形態(tài)各異、內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同的礦物晶體。因此，巖漿混合是否發(fā)生可以從地球化學(xué)證據(jù)中探討，巖漿混合的過程則可以從礦物不平衡結(jié)構(gòu)研究[29-32]。從手標(biāo)本上，能一定程度的反映巖漿分離結(jié)晶作用，但也無法反映巖漿演化的細(xì)致過程。一些礦物（如角閃石，斜長石），尤其是礦物的結(jié)構(gòu)以及成分的變化，完全可以反映巖漿的物理化學(xué)特征變化情況，從而實(shí)現(xiàn)巖漿演化的反演。斜長石的形態(tài)以及生長環(huán)帶受巖漿的物理化學(xué)條件影響極大，且形式多種多樣，不僅能探究其結(jié)晶時巖漿的物理化學(xué)條件，還可以反映多期巖漿注入、巖漿對流、地殼混染以及去氣作用等巖漿過程。根據(jù)物質(zhì)平衡計算的約束，大型-中型造山型金礦深部需要足夠的巖漿提供成礦物質(zhì)，但大部分成礦斑巖出露面積都較小[33]。如阿根廷Alumbrera銅金鉬礦床，銅金屬量為4Mt左右，根據(jù)物質(zhì)平衡計算可知，提供礦質(zhì)元素的成礦斑巖之下需要規(guī)模至少100km3的巖漿房[34]。因此，成礦物質(zhì)必須從規(guī)模較大的巖漿體系向規(guī)模較小的巖漿體系中富集[35]。源區(qū)直接形成的并非最終的成礦巖漿，富礦巖漿的形成可能與結(jié)晶分異、巖漿混合、同化混染等作用相關(guān)。深部巖漿上侵，帶來演化程度較低的巖漿及成礦物質(zhì)，在巖漿房中，不斷分離結(jié)晶硅酸鹽礦物，使成礦物質(zhì)在殘余巖漿中富集，重力作用下，中-酸性巖漿聚集于巖體頂部，從而富集成礦物質(zhì)（分離結(jié)晶作用）。如Morelli等（2007）使用錸-鋨同位素定年的方法及鋨同位素、氦同位素數(shù)據(jù)，認(rèn)為花崗質(zhì)巖漿形成時，幔源巖漿的加入可能帶來成礦物質(zhì)（巖漿混合作用），使成礦物質(zhì)發(fā)生富集[7]；侯增謙（2004）認(rèn)為俯沖洋殼釋放Fe3+，F(xiàn)e3+與上地幔相互作用，活化、釋放并萃取地層中成礦物質(zhì)，帶走Cu和Au（同化混染作用），從而富集巖漿[36]；Sillitoe（1997）認(rèn)為在一定條件下，軟流圈上涌使富集地幔熔融，鉀質(zhì)-超鉀質(zhì)巖漿注入下地殼，帶來成礦物質(zhì)（巖漿混合作用）[37]?？偠灾?，巖漿作用將影響巖漿中成礦物質(zhì)含量變化。1.2.3斜長石微量元素地球化學(xué)及成因判別常見長石是三種端元組分以不同比例混合而成，三種端元組分為鈉長石端元，鉀長石端元和鈣長石端元。斜長石為鈉長石和鈣長石的固溶體，主要包括鉀、鈉、鈣、鋁、硅、氧等元素。由于廣泛類質(zhì)同象置換以及特殊晶格的存在，使斜長石含有豐富的微量元素，包括鐵、鍶、鈦、錳等。這些主、微量元素的有無及其含量主要取決于斜長石形成環(huán)境，如熔體化學(xué)成分、含水量、溫度、壓力等。因此，對斜長石主微量元素的分析、研究可以很好地揭示斜長石及相關(guān)巖漿的成因和演化。斜長石是一種主要造巖礦物，廣泛存在于巖漿巖、變質(zhì)巖中，值得注意的是，巖漿演化過程中幾乎均有斜長石的結(jié)晶，因此對于研究巖漿成因及演化過程中成礦元素的含量變化，斜長石成為一種有效的工具。近年來，通過國內(nèi)外學(xué)者開展的一系列研究，巖漿成因及巖漿作用對成礦物質(zhì)的貢獻(xiàn)方面取得了豐碩的成果。在恒定壓力和含水量條件下，隨著巖漿分異程度的增加和溫度的下降，鈣長石含量會減少，斜長石牌號降低。在給定溫度條件下，若水不飽和，壓力升高會使斜長石更加穩(wěn)定，產(chǎn)生富鈉斜長石。巖漿含水量降低極大增加了斜長石穩(wěn)定性，而水的溶解度取決于壓力：壓力越大，水的溶解度越大。由于巖漿成分變化、溫度、壓力等條件發(fā)生改變，斜長石發(fā)育一系列結(jié)構(gòu)復(fù)雜的環(huán)帶，包括振蕩環(huán)帶、正環(huán)帶、補(bǔ)丁狀環(huán)帶、塵狀環(huán)帶等，通過對這些斜長石環(huán)帶的研究，必然深化我們對含礦巖漿演化過程的理解，有利于我們更好的了解成礦條件。正環(huán)帶(從中心到邊緣牌號減小)反映從巖漿中分離的晶體，可能與巖漿分離結(jié)晶作用（如晶體下沉或分離機(jī)制）有關(guān)。斜長石牌號變化大于10%的振蕩環(huán)帶多是疊加的正環(huán)帶。補(bǔ)丁狀環(huán)帶內(nèi)部不規(guī)則部位的外圍生長著富鈣斜長石，之后在不同的壓力、溫度和水含量條件下，富鈉斜長石可能再次生長，即形成了核部高、低牌號斜長石復(fù)雜生長，外部為正常結(jié)晶環(huán)帶的斜長石。補(bǔ)丁狀環(huán)帶往往含有熔融包裹體，其成因與篩狀環(huán)帶類似。震蕩環(huán)帶、補(bǔ)丁狀環(huán)帶這些復(fù)雜環(huán)帶記錄了斜長石與熔體不平衡的過程，這可能與巖漿注入和巖漿混合引起的溫度上升相關(guān)。在水不飽和條件下，巖漿減壓作用也會形成這種環(huán)帶[38]，巖漿含水量的上升也會產(chǎn)生補(bǔ)丁狀環(huán)帶。斜長石環(huán)帶能夠記錄巖漿混合作用與分離結(jié)晶作用等不同的巖漿演化方式。如Williamson等(2015)通過測定斜長石中鋁、鍶、釔與銅等元素的含量，證實(shí)較高牌號的斜長石環(huán)帶同時具有較高的銅含量與Sr/Y比值，進(jìn)而指出，較深巖漿房中斜長石富鋁元素與銅元素，在較淺巖漿房中，演化程度較低的深部巖漿注入帶入銅元素[39]；又如Chiaradia等（2012）指出含礦斑巖斜長石斑晶中往往可以觀察到硫化物礦物包裹體，指示在巖漿演化過程中存在硫化物的出溶[40]。1.2.4五龍溝金礦研究現(xiàn)狀對于五龍溝區(qū)域地質(zhì)，前人對本區(qū)已進(jìn)行了詳細(xì)的礦產(chǎn)普查、詳查、水系沉積物測量和地球化學(xué)掃面工作；對于該地區(qū)找礦、探礦工作，前人也做了大量工作，經(jīng)過多方努力，現(xiàn)已找到大量礦山、礦點(diǎn)（圖1.3），實(shí)現(xiàn)了礦山增產(chǎn)，目前五龍溝探獲的金資源量已達(dá)到128.63噸[41]。圖1.3五龍溝巖體及金礦床時代(改自夏銳，2017)關(guān)于五龍溝金礦床成因，現(xiàn)今大多學(xué)者支持造山型金礦，他們認(rèn)為礦床形成于后碰撞造山階段，此時地體拼接已基本完成，進(jìn)而擠壓造山[43,44]；五龍溝金礦成礦具多階段性，前人運(yùn)用不同的定年方法，對成礦年齡現(xiàn)已完成了諸多限定，如李艷軍等（2017）對紅旗溝-深水潭金礦床不同礦段的黃鐵礦進(jìn)行Rb-Sr同位素測年，定年結(jié)果為238±5Ma[45]，張德全等（2005）對五龍溝金礦床Ⅲ-1礦體的蝕變絹云母進(jìn)行Ar-Ar定年，結(jié)果為236.5±0.5MaADDINNE.Ref.{FE0C89B3-28EA-4BE2-9C79-10A90781AD10}[46]，Zhang等（2017）對絹云母進(jìn)行Ar-Ar定年，定年結(jié)果為230.0±1.7Ma、237.0±2.Ma，且根據(jù)巖體、礦化、蝕變之間的關(guān)系，指出220Ma左右還存在一期礦化事件[44]。前人對五龍溝地區(qū)巖體時代也進(jìn)行了一定的研究，巖體形成時代主要集中于早古生代-晚古生代（圖1.3）。如王藝龍等（2017）對紅旗溝正長花崗巖運(yùn)用鋯石U-Pb定年，定年結(jié)果為420±3Ma[47]；國顯正等（2018）對五龍溝出露的多種侵入巖開展了詳細(xì)的年代學(xué)研究，運(yùn)用鋯石U-Pb定年，測定黑石山花崗閃長巖體、紅旗溝東南處英云閃長巖體、苦水泉石英閃長玢巖脈年齡，測年結(jié)果分別為244.1±2.0Ma、241.9±0.5Ma、211.5±0.4Ma[48]；羅明非等（2015）對巖金溝采場東北處花崗閃長巖體運(yùn)用鋯石U-Pb定年，定年結(jié)果為260.1±1.8Ma[49]；栗亞芝等（2015）對月亮灣斜長花崗巖運(yùn)用鋯石U-Pb法定年，定年結(jié)果為244.3±1.1Ma[50]；王濤等（2016）針對紅旗溝二長花崗巖進(jìn)行鋯石U-Pb定年，定年結(jié)果為438±2.8Ma[51]，陸露（2011）對深水潭礦化流紋斑巖進(jìn)行鋯石U-Pb定年，得到三個年齡結(jié)果分別為253.2±4.2Ma、210.0±1.2Ma、210.0±1.2Ma[52]。成礦流體方面，前人對五龍溝地區(qū)礦床進(jìn)行了大量流體包裹體實(shí)驗(yàn)分析，得出成礦流體為中低溫、低鹽度、高CO2的特點(diǎn)[43,53,54]，基于流體包裹體的這一特點(diǎn)，一些學(xué)者支持脫變質(zhì)流體來源，但隨著研究的深入，一些學(xué)者近年來也提出流體為巖漿來源，如張金陽等(2017)、李艷軍等（2017）根據(jù)同位素地球化學(xué)數(shù)據(jù)，指出成礦流體為巖漿來源[44,45]，夏銳（2017）也指出巖漿活動產(chǎn)生成礦熱液[42]；對五龍溝金礦床成礦物質(zhì)來源、礦物學(xué)等方面，大量學(xué)者也做出了工作[44,55-58]；然而該地巖漿演化、巖石成因方面工作較少，該地花崗閃長巖的形成與金成礦之間的關(guān)系更是少之又少。針對五龍溝礦區(qū)內(nèi)出露的花崗閃長斑巖體，結(jié)合前人研究成果，對該地花崗閃長斑巖進(jìn)行了巖相學(xué)觀察和地球化學(xué)分析，試探討巖漿演化過程中巖漿混合、分離結(jié)晶情況、及在該過程中銅（金）元素豐度的變化?？偠灾?，雖然前人對五龍溝礦區(qū)構(gòu)造、成礦流體性質(zhì)和來源、成礦物質(zhì)來源、成礦年齡、巖石成因、礦床成因等方面做了大量的研究，但五龍溝礦床的花崗閃長斑巖成因及其對金成礦的貢獻(xiàn)等關(guān)鍵問題仍存在較大的爭議，需要進(jìn)一步的深入研究。1.3研究內(nèi)容及研究方案1.3.1研究內(nèi)容本文選取東昆侖五龍溝金礦床作為研究對象，對該礦床進(jìn)行了區(qū)域地質(zhì)考察、鏡下斜長石環(huán)帶結(jié)構(gòu)觀察以及斜長石、角閃石主微量成分特征分析，以求對五龍溝花崗閃長斑巖的形成過程及巖漿中成礦物質(zhì)的富集機(jī)制有更深的認(rèn)識，具體研究內(nèi)容如下：（1）區(qū)域地質(zhì)研究：對研究區(qū)的探槽以及典型的剖面進(jìn)行系統(tǒng)觀察、編錄、采樣，對典型剖面的巖體侵位特征、礦化蝕變分布特點(diǎn)及構(gòu)造變形情況進(jìn)行詳細(xì)的野外觀察，結(jié)合前人的研究資料，了解礦區(qū)地質(zhì)背景。（2）斜長石的礦物學(xué)研究：利用偏光顯微鏡、掃描電鏡、電子探針顯微分析和激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀分析斜長石環(huán)帶結(jié)構(gòu)構(gòu)造及主、微量組成，通過不同牌號斜長石的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和主、微量元素特征，討論巖漿演化過程及該過程中銅元素含量的變化情況。（3）角閃石的礦物學(xué)研究：利用電子探針顯微分析儀、激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜分析角閃石主、微量元素組成，根據(jù)角閃石與斜長石之間的關(guān)系，利用角閃石溫壓計，探究角閃石形成時的溫壓條件、含水量、氧逸度等物理、化學(xué)條件，進(jìn)而更好的還原巖漿演化過程。1.3.2技術(shù)路線（1）在野外對重要剖面、探槽進(jìn)行觀察、記錄、采樣，并繪制剖面圖，了解新鮮巖漿巖、蝕變巖漿巖、礦化巖體、礦體、礦石及構(gòu)造變形特征。（2）將所采樣品切片、磨片，進(jìn)行偏光顯微鏡觀察，對斜長石的不同類型環(huán)帶進(jìn)行精細(xì)的結(jié)構(gòu)的觀察，通過電子探針顯微分析儀和激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀分析斜長石的主、微量元素組成，這一工作在中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）完成。（3）對與斜長石有一定成因聯(lián)系的角閃石進(jìn)行觀察，利用電子探針及激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜儀分析角閃石主、微量元素組成，這一工作在中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）完成。（4）由于斜長石中金元素含量較低，在現(xiàn)有技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件下測量金元素含量較難，而銅的地球化學(xué)性質(zhì)與金相似，在巖漿階段表現(xiàn)出較一致的地球化學(xué)行為，故以銅在巖漿中的含量來指示金在巖漿中的含量。如Jenner等（2010）指出當(dāng)磁鐵礦分離結(jié)晶時，硫化物飽和，富含銅金的流體出融。而磁鐵礦大量分離結(jié)晶時，會使巖漿中原先溶解的硫酸根形式的硫轉(zhuǎn)化為硫離子，使銅飽和而富集于硫化物中，形成Cu5FeS4，該硫化物相排斥Au、Ag，銅金才發(fā)生分離[59]。Park等（2015）也指出在巖漿演化過程中，Cu與Au表現(xiàn)出較一致的地球化學(xué)行為（圖1.4）。因此，在巖漿演化階段銅金含量保持著一定的相關(guān)性[60]。圖1.4MgO-Cu、MgO-Au二元圖解(數(shù)據(jù)來自Parketal.，2015)1.4論文工作量作者自2018年以來，于2018年暑假前往東昆侖地區(qū)五龍溝礦集區(qū)開展詳細(xì)的野外地質(zhì)工作，對研究區(qū)的多個礦床進(jìn)行了細(xì)致的考察，尤其對五龍溝礦床地質(zhì)特征，及多種礦化、蝕變進(jìn)行了反復(fù)的觀察及細(xì)致的取樣。關(guān)于室內(nèi)研究工作，導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)及作者利用國內(nèi)一些知名實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，順利完成了一系列實(shí)驗(yàn)分析測試工作，工作量如下。圖1.5論文工作量第二章區(qū)域地質(zhì)概況2.1大地構(gòu)造背景位于中央造山帶西部的昆侖造山帶被阿爾金斷裂所截，東、西兩段分別為東昆侖造山帶、西昆侖造山帶。東昆侖造山帶以北為柴達(dá)木盆地，以南為巴顏喀拉地體，東與秦嶺造山帶相鄰，西以阿爾金斷裂為界（圖2.1）。東昆侖由多個造山帶及眾多微陸塊組成，經(jīng)歷了復(fù)雜構(gòu)造旋回，形成的地質(zhì)體均經(jīng)歷了漫長而復(fù)雜的地質(zhì)演化，為該區(qū)成礦提供了良好的前提。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，是我國重要的金礦產(chǎn)地之一。圖2.1五龍溝區(qū)域地質(zhì)圖（改自zhangetal.，2017）東昆侖地區(qū)由北向南發(fā)育有三條基本平形的斷裂，分別為昆北斷裂、昆中斷裂、昆南斷裂。昆北斷裂北側(cè)即東昆侖北帶，地層主要出露于東昆侖造山帶西北部，為早古生代褶皺帶，主要由低品位變質(zhì)巖和奧陶系海相沉積物組成，火成巖時代在早奧陶世到晚三疊世之間[61,62]，巖性主要為拉斑玄武巖、流紋巖及酸性火山碎屑巖，含有少量中性巖漿巖。昆北斷裂與昆中斷裂之間為東昆侖中帶，主要由寒武紀(jì)巖石組成，火成巖形成時代、地理分布較廣?；鸪蓭r的時代主要在早寒武世-早泥盆世和早二疊世-晚三疊世之間，巖性主要為花崗閃長巖、二長花崗巖，部分地區(qū)可見堿長花崗巖、正長花崗巖，還存在極少量基性、超基性巖，還出現(xiàn)少量的泥盆世陸相砂巖、礫巖和石炭紀(jì)海相灰?guī)r和碎屑沉積巖ADDINNE.Ref.{6B928E19-9FAC-4E5E-BD68-DECF279B768A}[55]。昆中斷裂與昆南斷裂之間為東昆侖南帶，主要為中-下元古界深變質(zhì)巖系、中-上元古界萬保溝群淺變質(zhì)火山-沉積巖系組成，還發(fā)現(xiàn)少量早古生代和中-晚三疊世花崗巖ADDINNE.Ref.{6B928E19-9FAC-4E5E-BD68-DECF279B768A}[63]。圖2.2東昆侖地層圖（地層描述改自田承盛，2012）2.2地層在空間上，東昆侖地區(qū)地層橫向、縱向變化都較大，巖性分布不均一；在時間上，東昆侖地層時間跨度也較大，但形成時間主要分布于早古生代、晚古生代、三疊紀(jì)這些時間段內(nèi)。東昆侖出露的地層主要有金水口群、小廟組、丘吉東溝組、冰溝組等，此外，還含有少量古生界、中生界、新生界地層（圖2.1）。其中與五龍溝礦床成礦密切相關(guān)的地層描述如下：下元古界金水口群為東昆侖地區(qū)出露較廣地層單元，主要包含片麻巖組和火山巖夾碎屑巖組，為一套中、高級變質(zhì)巖系，其中片麻巖組巖性主要為黑云斜長片麻巖、片巖、大理巖和變粒巖，火山巖夾碎屑巖組巖性主要為安山巖、凝灰?guī)r、大理巖和含礫石英質(zhì)長石砂巖夾礫巖。整套巖系以變質(zhì)巖為主，是區(qū)域動力熱流變質(zhì)作用的產(chǎn)物。中元古界小廟組可分為上下兩段，上端巖性主要為石英巖和大理巖，以石英質(zhì)巖石為主，為中、低級變質(zhì)巖系；下段巖性主要為片麻巖，還存在較多的大理巖出露，總體上為中、高級變質(zhì)巖系。整個巖系發(fā)育有碎屑巖夾碳酸鹽巖建造，屬中、高級變質(zhì)巖系。上元古界丘吉東溝組主要包含各類板巖，變質(zhì)礫巖、硅質(zhì)白云巖和砂巖等，在原始巖層上沉積火山角礫而成，整個巖系為火山巖建造，屬中低級變質(zhì)巖系。上元古界冰溝群主要包含灰?guī)r、大理巖、板巖和千枚巖，其變質(zhì)程度較低，以動力變質(zhì)為主，屬中低級變質(zhì)巖系。早古生代納赤臺群主要包含海相中-基性火山巖、片巖、砂巖，及碳酸鹽巖和硅質(zhì)巖。碎屑巖整體表現(xiàn)了深水濁流沉積的特征，巖石片理較發(fā)育，屬中低級變質(zhì)巖系。2.3構(gòu)造東昆侖造山帶位于中央造山帶西段，其構(gòu)造演化十分復(fù)雜，主要經(jīng)歷了加里東期造山運(yùn)動和海西期-印支期特提斯洋演化[42]。在加里東期，于寒武紀(jì)板塊擴(kuò)張，特提斯洋形成并持續(xù)擴(kuò)張，由于板片擴(kuò)張使板片向北運(yùn)動進(jìn)而發(fā)生擠壓，隨后板塊進(jìn)入俯沖階段，晚奧陶板片俯沖停止。在海西期-印支期，于石炭紀(jì)阿尼瑪卿洋盆再次打開，板片再次向北俯沖。其中，板片大規(guī)模俯沖時間在二疊紀(jì)-三疊紀(jì)之間，之后在晚三疊紀(jì)轉(zhuǎn)為碰撞后造山階段。區(qū)內(nèi)的構(gòu)造形式主要有斷裂構(gòu)造和褶皺構(gòu)造，還存在少量韌性剪切帶。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，昆中斷裂和昆南斷裂位于該區(qū)中部、南部，為區(qū)內(nèi)較大的斷裂構(gòu)造，橫貫整個研究區(qū)；昆北斷裂相對較小，主要位于研究區(qū)東部，三條斷裂大致控制了東昆侖巖漿巖和地層的分布。在東昆侖地區(qū)，褶皺構(gòu)造相對發(fā)育較差，多被后期構(gòu)造破壞，保存下來的褶皺構(gòu)造較少。韌性剪切帶主要分布于昆中斷裂附近，與昆中斷裂基本平行，走向?yàn)榻鼥|西向。2.4巖漿巖2.3.1巖漿巖分布特征東昆侖地區(qū)構(gòu)造演化復(fù)雜、時間跨度大，決定了該地區(qū)巖漿活動多期次、成分不均一（圖2.1）。在時間上，從早古生代到早中生代，該地區(qū)構(gòu)造旋回明顯，巖漿活動存在明顯的多期疊加；在空間上，東昆侖地區(qū)巖漿巖分布十分廣泛，東昆侖北帶、東昆侖中帶分布有大面積的巖漿巖，東昆侖南帶部分地區(qū)也有較多的巖漿巖出露；在成分上，出露的巖體主要有花崗閃長斑巖、石英閃長玢巖、英云閃長巖和二長花崗巖、輝長巖等，包含了基性巖漿巖-酸性巖漿巖，其中以中酸性侵入巖為主，僅有少量侵入巖為基性巖體。2.3.2巖漿巖的侵入階段及期次劃分區(qū)內(nèi)巖漿活動存在明顯的多期疊加現(xiàn)象，為了厘清巖體與成礦之間的關(guān)系，巖漿巖形成時代也受到眾多學(xué)者的關(guān)注。前人大量定年結(jié)果表明該地區(qū)巖體年齡主要集中在438-210Ma之間，跨越了加里東期、海西期、印支期。根據(jù)前文中提及的定年結(jié)果以及野外巖體間的穿插關(guān)系，巖體侵位大致可以分為三期：第一期侵巖體主要有紅旗溝正長花崗巖、紅旗溝二長花崗巖、黃龍溝中粒正長花崗巖等；第二期巖體主要有黑石山花崗閃長巖體、紅旗溝東南處英云閃長巖體、月亮灣斜長花崗巖、五龍溝溝口的花崗閃長巖、巖金溝采場東北處花崗閃長巖體、深水潭礦化流紋斑巖等；第三期巖體主要有五龍溝溝口超基性巖、花崗閃長斑巖、苦水泉石英閃長玢巖脈，深水潭流紋斑巖等?？傮w而言，華力西期火山巖主要呈中酸性，還有少量基性-超基性侵入巖。印支期巖體主要為中酸性侵入巖，有鎂鐵－超鎂鐵質(zhì)巖石出露。印支-燕山期巖體主要為中酸性侵入巖。2.4礦產(chǎn)東昆侖地區(qū)主要有金、銀、銅、鉛、鋅、鐵、鎢等礦產(chǎn)資源，其中造山型金礦床具有十分重要經(jīng)濟(jì)意義，該地區(qū)是我國重要金礦產(chǎn)地之一。造山活動晚期，構(gòu)造背景由碰撞階段轉(zhuǎn)為后碰撞伸展階段，板片間壓力下降，中酸性巖漿在重力作用下沿構(gòu)造、裂隙上侵，在脆-韌性轉(zhuǎn)換部位物理?xiàng)l件發(fā)生較大的改變，進(jìn)而使礦質(zhì)元素沉淀，形成造山型金礦床。東昆侖造山帶內(nèi)礦床/點(diǎn)數(shù)量眾多，礦產(chǎn)資源及種類都十分豐富，區(qū)內(nèi)礦床包括五龍溝金礦床、黑山金礦床、那更康切爾溝銀多金屬礦、扎麻山南坡銀多金屬床、賽什塘銅礦床、鴨子溝銅多金屬礦床、末縣卡特里西銅鋅礦、云霧嶺銅礦點(diǎn)、黃羊嶺銻礦床、哈日扎銀鉛鋅金多金屬礦等，部分為大型礦床，具有巨大的礦產(chǎn)資源儲量及找礦前景。區(qū)內(nèi)礦床類型多樣，包括造山型、斑巖型、海相火山巖型、沉積變質(zhì)型、接觸交代型等，顯示了本區(qū)成礦作用多樣的特點(diǎn)。該地區(qū)從元古代到古近紀(jì)均有成礦作用，成礦具明顯多期性，成礦峰期主要集中于三疊紀(jì)和寒武紀(jì)。綜上所述，東昆侖地區(qū)具有礦床/點(diǎn)眾多、礦種多樣、礦床類型復(fù)雜的特點(diǎn)。袁萬明等（2017）在東昆侖進(jìn)行多年野外工作后，對東昆侖北東向斑巖帶、成礦帶特征進(jìn)行了總結(jié)：東昆侖地區(qū)斑巖體主要受北東向斷裂及其配套系統(tǒng)控制，形成北東向的斑巖帶，且多個斑巖帶近平行分布；東昆侖有較多斑巖體發(fā)生不同程度、不同范圍的礦化，礦床主要發(fā)育在斑巖體內(nèi)、多種構(gòu)造疊加部位及北東向斷裂附近的伴生構(gòu)造內(nèi)，形成多個北東向斑巖型成礦帶。斑巖體和斑巖礦床的產(chǎn)出均受構(gòu)造控制，便形成了北東向斑巖帶和與之平行共生的多條礦產(chǎn)帶，并稱之為斑巖型構(gòu)造－巖漿－成礦帶（圖2.2）。此外，印支期火山巖與東昆侖地區(qū)成礦作用存在密切空間關(guān)系[65]。在東昆侖地區(qū)，斑巖帶和斑巖礦床帶在空間上緊密共存的關(guān)系也說明斑巖與成礦存在一定程度的聯(lián)系。上升到東昆侖整個研究區(qū)，印支期斑巖與斑巖礦床在空間上緊密的空間關(guān)系，推測該區(qū)域廣泛發(fā)育的斑巖體系對該區(qū)域成礦起著至關(guān)重要的作用。圖7.1東昆侖斑巖型礦床分布圖（改自袁萬明，2017）1.烏蘭烏珠爾銅礦；2.鴨子溝鉬銅礦；3.莫河下拉銀多金屬礦；4.長山銅鉬礦；5.卡而卻卡野拉賽銅礦；6.拉陵灶火銅鉬礦；7.五龍溝金礦；8.清水河?xùn)|溝銅鉬礦；9.托克妥銅金礦；10.熱水鉬礦；11.哈日扎銅礦；12.哈隴休瑪鉬礦；13.賽什塘銅多金屬礦；14.加當(dāng)根銅鉬礦；15.東山根多金屬礦；16.賽欽南銅鉬礦；17.下得波利銅鉬礦；18.?？拥吕账固劂f（銅）礦；19.達(dá)里吉格塘金礦；20.小南川銅礦；21.克停哈爾銅鉬多金屬礦床；22.鄂拉山北段牦牛溝銅金礦；23.小圓山鐵多金屬礦；24.洪水河?xùn)|地區(qū)銅鉬礦；25.日吉普頂金銅礦。五龍溝金礦床位于東昆侖造山帶中東段，位于東昆侖中帶。該礦床是東昆侖造山帶內(nèi)最重要的金礦床之一，區(qū)內(nèi)包含黃龍溝—水閘東溝、紅旗溝、淡水溝、石灰溝、中支溝等多個礦段，現(xiàn)今金總儲量已達(dá)128.63噸[41]。第三章五龍溝金礦床地質(zhì)特征3.1礦區(qū)地層五龍溝地區(qū)地層從古元古代到第四紀(jì)均有出露，時間范圍較廣，各地區(qū)巖性也有區(qū)別（圖3.1），分布的主要地層有：圖3.1五龍溝礦床地質(zhì)簡圖(改自Zhangetal.，2017)早元古界白沙河組主體由變質(zhì)巖，主要包括黑云母斜長片巖、大理巖，及變質(zhì)程度稍高的黑云母斜長片麻巖、斜長角閃巖等，地層發(fā)生明顯變形、變質(zhì)作用，為中高級變質(zhì)巖相，該地層主要分布于礦集區(qū)東北部，主要分布于黑石山-巖金溝一帶，其間出露部分二疊紀(jì)、三疊紀(jì)、新元古代等時期的花崗質(zhì)巖體，部分地區(qū)存在混合巖化現(xiàn)象。該地層是重要的含金層位。中元古界小廟組主要由中低級變質(zhì)巖組成，主要包括角閃斜長片麻巖、斜長角閃片巖、黑云石英片巖及少量大理巖等，該地層主要分布于礦集區(qū)西南部，從西北至東南沿打柴溝-三道梁-中支溝一帶展布，部分地區(qū)出現(xiàn)巖脈和寒武紀(jì)花崗巖、二疊紀(jì)閃長巖，該地層與鉛、銻、鐵、金礦化有一定關(guān)系。新元古代丘吉東溝組由下至上主要由變質(zhì)礫巖、砂礫巖、千枚巖，以及層狀分布的碳酸巖組成，該套地層出露面積較小，主要分布于石灰溝-螢石溝-紅旗溝一帶，其間含有新元古代花崗巖及少量脈巖，該地層與鉛、銻、鐵、金礦化有一定關(guān)系。早古生代奧陶紀(jì)祁曼塔格群變火山巖組主要由火山角礫巖、淺變質(zhì)碎屑巖、安山巖、白云質(zhì)大理巖等組成，該套地層主要分布于水閘東溝-石灰溝-黑石溝-紅旗溝一帶。3.2礦區(qū)構(gòu)造圖3.2五龍溝構(gòu)造圖（改自王銅，2014；zhangetal.，2017）五龍溝地區(qū)主要經(jīng)歷了特提斯洋板片俯沖（278-240Ma）到同碰撞（240-228Ma）及后碰撞伸展（228-210Ma）等造山演化過程[42]，區(qū)內(nèi)構(gòu)造極為復(fù)雜，主要發(fā)育有多級斷裂、大量脆-韌性剪切帶和少量褶皺（圖3.2）。五龍溝礦田南方、北方一級構(gòu)造分別為近WE向的昆中斷裂和昆北斷裂，其間發(fā)育眾多次級斷裂，根據(jù)這些斷裂的空間展布方向，將斷裂可大體分為NW向斷裂、SN向斷裂和近EW向斷裂。其中，NW向斷裂主要分布于五龍溝地區(qū)的中部和東部，分布較為集中，是該區(qū)內(nèi)最發(fā)育的一組斷裂，斷裂延伸較遠(yuǎn)，部分?jǐn)嗔蜒由炜蛇_(dá)10km，對地層沒有選擇型，即可產(chǎn)與變質(zhì)地層中，也可產(chǎn)于該地廣泛發(fā)育的巖漿巖中，NW向斷裂對礦床的分布及礦體展布的控制最為明顯。近SN向斷裂分布較為分散，主要分布于五龍溝地區(qū)南部，中部和西部也存在少量近SN向斷裂。該斷裂規(guī)模較小，延伸不遠(yuǎn)，明顯切割NW向斷裂，說明其形成晚于NW向斷裂。近EW向斷裂主要分布于東昆侖北部，在北東區(qū)域內(nèi)分布相對集中，北西區(qū)域分布相對較少，EW向斷裂被NE向斷裂切割，說明EW向斷裂形成早于NW向斷裂。綜上所述，該區(qū)三組斷裂形成由早到晚的順序?yàn)榻麰W向斷裂、NE向斷裂、近SN向斷裂。五龍溝礦區(qū)內(nèi)還發(fā)育有大量韌性剪切帶，總體呈NW向、近平形展布，極少量韌性剪切帶為近EW向和NE向。其中，NW向韌性剪切帶最為發(fā)育，主要分布于打柴溝-三道梁-中支溝、螢石溝-水閘東溝-紅旗溝及巖金溝一帶。打柴溝-三道梁-中支溝韌性剪切帶，主要分布于五龍溝西南部，其分布的地體主要為小廟組地層和變火山巖。螢石溝-水閘東溝-紅旗溝韌性剪切帶，主要分布于研究區(qū)中部，其分布的地體較為復(fù)雜，總體上位于正長花崗巖中，還存在部分韌性剪切帶位于超美質(zhì)巖石、丘吉東溝組和第四紀(jì)巖層中。巖金溝韌性剪切帶主要分布于五龍溝地區(qū)東北部，主要分布于白沙河組地層中，韌性剪切帶在花崗閃長巖和正常花崗巖中也有分布。五龍溝褶皺構(gòu)造主要由三個復(fù)式向斜和一個復(fù)式背斜構(gòu)成，由北向南包括黑石山復(fù)式向斜、螢石溝-紅旗溝倒轉(zhuǎn)復(fù)式向斜、猴頭山復(fù)背斜和三道梁復(fù)式向斜。黑石山復(fù)式向斜位于研究區(qū)東北部，褶皺的主體由下元古界白沙河組構(gòu)成，周圍部分地區(qū)存在巖漿巖侵位。其軸向?yàn)镋W向延伸，延伸長度較短。兩翼產(chǎn)狀內(nèi)傾，傾角在50°-80°之間，核部地貌為山脊或山峰。螢石溝-紅旗溝倒轉(zhuǎn)復(fù)向斜位于研究區(qū)中部，褶皺軸部由上元古界丘吉東溝組構(gòu)成，東北翼由下元古界白沙河巖組構(gòu)成，西南翼主體由中元古界小廟組構(gòu)成，部分地區(qū)出露有巖漿巖。其中，東北翼為正常翼，西南翼為倒轉(zhuǎn)翼，二者產(chǎn)狀相近，傾角在40°-70°之間，復(fù)向斜軸面向NE傾斜，樞紐向NW仰起，向SE傾伏。猴頭山復(fù)式背斜位于研究區(qū)中部，在螢石溝-紅旗溝倒轉(zhuǎn)復(fù)向斜西南。褶皺由小廟組、丘吉東溝組等構(gòu)成，延伸長度較短，兩翼產(chǎn)狀相近，在40°-75°之間。三道梁復(fù)式向斜分布于五龍溝西南部，軸部主要由冰溝組巖石組成，兩翼均由小廟組構(gòu)成。軸向NW，兩翼均向傾斜，傾角在50°-75°之間。此外，五龍溝地區(qū)存在多階段的構(gòu)造演化，使該地區(qū)存在明顯的構(gòu)造疊加現(xiàn)象。這些褶皺內(nèi)部構(gòu)造均較復(fù)雜，內(nèi)部發(fā)育有較多的次級褶皺[57]。此外，基于對野外現(xiàn)象的觀察，我們發(fā)現(xiàn)早期發(fā)育的逆斷層被晚期的走滑斷層切割，正斷層又切割了走滑斷層；角閃巖侵入花崗閃長巖，與花崗閃長巖的接觸帶有一定的變形，而礦化區(qū)域僅存在于一側(cè)且有分帶特征。根據(jù)野外地質(zhì)現(xiàn)象的觀察，結(jié)合前文中提及的定年數(shù)據(jù)以及前人對該地巖漿巖進(jìn)行的元素地球化學(xué)分析，我們得到如下認(rèn)識：五龍溝地區(qū)表現(xiàn)出多期構(gòu)造作用疊生的特點(diǎn)。早印支期（240Ma左右）主要為韌性變形，晚印支期-早燕山期（235-197Ma）主要為韌性變形，而五龍溝金成礦時間（210-237Ma）大致與韌脆性變形一致，但略晚于韌性變形?？偠灾摰貐^(qū)構(gòu)造變形發(fā)生最早，之后巖體發(fā)生侵位，在巖漿作用下，最終礦化成礦，且最晚的礦化時間約220Ma，略晚于花崗閃長斑巖形成時間[44]。3.3礦區(qū)巖漿巖五龍溝地區(qū)巖漿巖以中酸性侵入巖為主，中基性脈巖分布也較為普遍，局部可見超鎂鐵質(zhì)巖脈。時間上，巖漿侵位時間主要分布于早奧陶-晚三疊，包括晚二疊的變質(zhì)火山巖，晚二疊-晚三疊的閃長巖、花崗巖及輝長閃長巖，晚志留的閃長巖，晚志留-早泥盆的正長花崗巖、花崗閃長巖，早奧陶的超基性巖漿巖。根據(jù)野外地質(zhì)現(xiàn)象，以及對前人研究成果的總結(jié)，對五龍溝地區(qū)巖漿巖侵位先后進(jìn)行了總結(jié)：早期侵位巖體以花崗閃長巖、石英閃長巖為主，二者變形明顯，相間分布，部位區(qū)域內(nèi)二者相互包裹，存在梭狀巖體。晚期侵位巖體以石英閃長斑巖、花崗閃長斑巖為主。此外，早期火山巖中存在大量暗色包體（圖3.3），包體無明顯菱角，直徑在10-30cm左右，大多為橢圓狀，為輝長質(zhì)巖石，反映了該研究區(qū)存在巖漿混合事件。圖3.3五龍溝溝口暗色包體值得注意的是，在空間上，東昆侖地區(qū)斑巖體系與成礦存在密切的關(guān)系[65]；在時間上，花崗閃長斑巖與與礦化存在一致的時間[44]。此外，對于五龍溝礦床的成礦流體和硫的來源，前人使用穩(wěn)定同位素也做出了一定的限定，認(rèn)為成礦流體和載金礦物中的硫主要來自巖漿體系[44,45]。結(jié)合熱液蝕變、成礦樣式、成礦作用以及野外的地質(zhì)現(xiàn)象，認(rèn)為晚三疊世的花崗閃長斑巖與五龍溝金礦床的形成有密切的關(guān)系[44]。3.4礦體特征五龍溝礦床劃分了多個礦段，從平面上看，礦產(chǎn)總體上呈近平行的三條帶狀展布，與五龍溝地區(qū)三條脆-韌性剪切帶相對應(yīng)（圖3.1）。礦體主要沿斷裂和褶皺帶分布，部分礦體的形態(tài)受斷裂產(chǎn)狀控制明顯。其中，黑石山金及多金屬礦床，巖金溝礦床產(chǎn)于巖金溝-石灰溝-黑風(fēng)口一帶，位于斷裂與褶皺帶交匯部位，金礦體嚴(yán)格受斷裂控制，產(chǎn)于斷裂帶之中。淡水溝金礦-紅旗溝金礦位于石灰溝-淡水溝-紅旗溝一帶，礦體主產(chǎn)于褶皺帶與斷裂之間，大體平行展布，少量礦體受斷裂控制明顯。水閘東溝金礦，黃龍溝金礦，黑石溝金礦位于水閘東溝-黃龍溝-黑石溝一帶，礦體主要產(chǎn)于斷裂帶之中，受斷裂控制明顯。打柴溝金礦、中支溝金礦礦體主要產(chǎn)于斷裂帶之中，少量礦體產(chǎn)于巖性交界部位，位于兩褶皺帶之間。僅以水閘東溝-黃龍溝-黑石溝礦段為代表，介紹該區(qū)礦體分布特征（圖3.4）。黃龍溝礦段由80多個礦體組成，礦體規(guī)模大小不一，多呈透鏡狀、條帶狀、脈狀產(chǎn)出，主要產(chǎn)于蝕變斜長花崗巖中，少量礦體產(chǎn)于蝕變片巖、蝕變片麻巖中之中；礦體與接觸帶傾向一致、傾角相近，傾向北東，傾角在45°-85°之間；礦體厚度極不均一，在1.4m-103.4m之間，沿傾向和走向常見分枝復(fù)合、膨大狹縮、尖滅再現(xiàn)和波狀彎曲等現(xiàn)象（據(jù)青海省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院資料）。其中，11號勘查線剖面圖如圖3.5，對礦體特征進(jìn)行描述如下：圖3.4水閘東溝-黃龍溝礦體分布特征（改自zhangetal.，2017）LM8礦體：該礦體延伸長度約300m，平均厚度約15m，礦體斜深位于3350m-3550m之間，傾向在20°-30°之間，傾角約67°，金平均品位為3.29g/t（據(jù)青海省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院資料）?？傮w上礦體為順斷裂構(gòu)造、呈厚度相對均一的板狀產(chǎn)出。礦體主要產(chǎn)于糜棱巖、斜長花崗巖和糜棱化斜長花崗巖中，黃鐵礦化是重要礦化類型之一，巖石蝕變主要有綠泥石化、絹云母化和硅化等。礦體沿走向存在尖滅再現(xiàn)，分支等現(xiàn)象（圖3.5）。LM3礦體：該礦體延伸長度約600m，平均厚度約20m，礦體斜深位于3100m-3550m之間，傾向在30°-42°之間，傾角變化較大，在50°-83°之間，金平均品位為3.88g/t（據(jù)青海省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院資料）。總體上礦體順斷裂構(gòu)造、呈板狀產(chǎn)出，礦體各部位厚度變化較大，厚度基本處于10m-30m之間。礦體主要產(chǎn)于斜長花崗巖中，少量礦體存在于碳質(zhì)糜棱巖、凝灰質(zhì)板巖中，礦化類型主要為黃鐵礦化。礦體沿走向存在波狀彎曲，分支復(fù)合、尖滅再現(xiàn)等現(xiàn)象（圖3.5）。LM6礦體：該礦體延伸長度約400m，平均厚度約40m，礦體斜深位于3250m-3600m之間，傾向在20°-30°之間，傾角約67°，金平均品位為3.29g/t（據(jù)青海省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院資料）。總體上礦體為平行、順斷裂構(gòu)造、呈厚度不一的板狀產(chǎn)出。礦體主要產(chǎn)于斜長花崗巖中，礦化類型主要為黃鐵礦化。礦體沿走向存在尖滅再現(xiàn)，分支等現(xiàn)象（圖3.5）。圖3.5黃龍溝11號勘查線剖面圖（改自劉飛，2017）3.5礦石類型及特征基于野外現(xiàn)象的觀察、礦石標(biāo)本的觀察和描述，以及對礦石薄片的鏡下觀察，對五龍溝礦石類型進(jìn)行歸納總結(jié)，礦石類型主要為蝕變巖型金礦石（圖3.6a），還出現(xiàn)少量石英-硫化物脈型金礦石（圖3.6b）。蝕變巖型金礦石是五龍溝礦床中最為常見的一類金礦石，主要為稀疏浸染狀構(gòu)造，寄主巖石主要為蝕變的花崗巖和碎裂的碳質(zhì)板巖。浸染狀硫化物顆粒較大，無需放大鏡便能觀察、分辨部分硫化物，在部分位置還存在形狀不規(guī)則的硫化物集合體。在巖石的裂隙中，礦化猶為明顯，順裂隙出現(xiàn)大量浸染狀硫化物，硫化物以黃鐵礦為主，還存在少量毒砂、斜方砷鐵礦等。石英-硫化物脈狀金礦石的脈體寬度在0.1cm-7cm之間，寬度變化較大，寄主巖石主要為花崗巖和碎裂板巖。碎裂板巖中石英脈體寬度不穩(wěn)定，常呈梭狀產(chǎn)出。花崗巖中脈體較細(xì)，脈體寬度變化不明顯。石英-硫化物脈狀金礦石較少，一般于脈體周圍常存在大面積浸染狀硫化物，形成浸染狀-脈狀金礦石，硫化物分布較為分散，產(chǎn)出無明顯規(guī)律。礦石結(jié)構(gòu)主要為半自形-它形粒狀（圖3.8a）、交代溶蝕結(jié)構(gòu)（圖3.8b）、港灣結(jié)構(gòu)（圖3.8c）、固溶體出溶結(jié)構(gòu)（圖3.8d）等。礦石構(gòu)造主要有網(wǎng)脈狀構(gòu)造（圖3.8e）、脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造（圖3.6a）等。礦石礦物主要有斜方砷鐵礦，毒砂、黃鐵礦、磁黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等，脈石礦物主要有石英、方解石、螢石等。值得注意的是，黃鐵礦化、絹云母化、綠泥石化、硅化等蝕變在花崗閃長斑巖中也有發(fā)育。圖3.6礦石手標(biāo)本照片a.蝕變巖型金礦石；b.浸染狀-脈狀金礦石，礦石以浸染狀硫化物為主，存在少量硫化物-石英脈。Py-黃鐵礦。QQ圖3.7礦石礦物鏡下照片a.包裹有石英、黃銅礦的粒狀黃鐵礦Py1；b.石英-黃鐵礦脈Py2；c.與閃鋅礦共生的黃鐵礦Py3；d.呈細(xì)脈產(chǎn)出的黃鐵礦Py4；e.浸染狀毒砂Apy1；f.與較粗的石英黃鐵礦脈近平行產(chǎn)出的毒砂Apy2。Cpy-黃鐵礦；Py-黃鐵礦；Q-石英；Sph-閃鋅礦；Cal-方解石。黃鐵礦：在金礦石中，黃鐵礦是較常見的一種金屬硫化物。在五龍溝礦區(qū)內(nèi)，根據(jù)黃鐵礦的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及礦物共生關(guān)系，我們將其分為四期，分別為Py1，Py2，Py3，Py4。第一期為粒狀黃鐵礦（Py1），圖3.7a為浸染狀礦石手標(biāo)本W(wǎng)L28-2的鏡下照片，圖中黃鐵礦顆粒較大，自形程度較好，其內(nèi)部包裹有大量石英以及少量黃銅礦，黃銅礦粒度在5u左右。第二期黃鐵礦為脈狀（Py2），自形程度差，與石英密切共生，形成較粗的石英-黃鐵礦脈，如圖3.7b。圖3.7b為光薄片WL13-4中較粗石英-黃鐵礦脈的鏡下照片，總體上看黃鐵礦產(chǎn)于石英脈體中，同時粗粒黃鐵礦又包裹有大量大小不一的它形石英顆粒，于黃鐵礦尖角處發(fā)育有粒度約3um左右的黃銅礦顆粒。第三期黃鐵礦為浸染狀（Py3），自形程度較差，主要產(chǎn)于方解石脈中，與方鉛礦-閃鋅礦密切共生，如圖3.7b。圖3.7c中黃鐵礦與閃鋅礦直接接觸，閃鋅礦前突呈短柱狀，向黃鐵礦生長；黃鐵礦又存在尖角，向閃鋅礦方向突出。因此，判斷二者形成時間大致相同，為共生關(guān)系。第四期黃鐵礦為細(xì)脈狀脈狀（Py4），脈體較細(xì)（圖3.7d），硫化物以黃鐵礦為主，存在黃銅礦、毒砂等，脈石礦物主要為方解石、石英，以方解石為主。毒砂在金礦床中，是礦石中重要的載金礦物之一，在五龍溝礦區(qū)內(nèi)可見金主要分布于毒砂或與其共生的礦物邊界中。在五龍溝礦區(qū)內(nèi)，根據(jù)毒砂的形態(tài)、結(jié)構(gòu)，我們將毒砂分為劃分為兩類，分別為Apy1，Apy2。Apy1為浸染狀毒砂（圖3.7e），與其共生的硫化物主要有斜方砷鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等，浸染狀毒砂顆粒粒度大小不一，其中較大的顆?？蛇_(dá)100um以上，較小的毒砂僅1-2um左右。Apy2為脈狀毒砂（圖3.7f），脈體相對較細(xì)，脈體中共生的硫化物主要有黃鐵礦、斜方砷鐵礦、閃鋅礦等，脈石礦物以方解石為主，存在少量石英-毒砂脈。圖3.8礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造a.半自形-它形黃鐵礦；b.黃鐵礦被閃鋅礦交代，且包裹有較多石英顆粒；c.黃鐵礦被溶蝕，呈骸晶結(jié)構(gòu)；d.表面光滑的閃鋅礦中出溶方鉛礦顆粒和脈狀分布的黃銅礦；d.石英網(wǎng)脈；e.網(wǎng)脈狀黃鐵礦。Q-石英；Py-黃鐵礦；Sph-閃鋅礦；Gn-方鉛礦；Cpy-黃銅礦。3.6圍巖蝕變研究區(qū)內(nèi)圍巖蝕變強(qiáng)烈，圍巖蝕變無明顯分帶，蝕變相對復(fù)雜，且存在多種蝕變共生、多期蝕變疊加的現(xiàn)象。蝕變類型主要有絹云母化、硅化、綠泥石化、碳酸鹽化等。其中密切共生的蝕變組合主要的有：絹云母化-硅化-碳酸鹽化（圖3.9a-b）；綠泥石化-絹云母化-碳酸鹽化。以下為圍巖蝕變的基本特征：絹云母化主要為熱液蝕變的產(chǎn)物，也存在韌性剪切階段層間由于構(gòu)造運(yùn)動產(chǎn)生絹云母化，絹云母化與綠泥石化、硅化存在密切關(guān)系，被蝕變的礦物主要為長石、黑云母、角閃石等。圖3.9a-b斜長石斑晶發(fā)生絹云母化蝕變，形成大量顆粒較小的鱗片狀絹云母，還存在部分斜長石未發(fā)生明顯蝕變，蝕變程度相對較大，但總體上保留了斜長石的晶型。圖3.9c中基質(zhì)發(fā)生絹云母化，形成大量具弱定向的絹云母，絹云母粒度較細(xì)。硅化主要為熱液蝕變的產(chǎn)物，與綠泥石化密切共生，主要有兩種產(chǎn)狀產(chǎn)出，第一種硅化為熱液交代之前形成的礦物形成石英顆粒，即產(chǎn)生硅化蝕變（圖3.9b）；第二種硅化為熱液充填裂隙產(chǎn)生石英-硫化物脈或石英脈（圖3.10a）。蝕變產(chǎn)生的石英脈寬度與蝕變強(qiáng)度成正相關(guān)，蝕變越強(qiáng)烈，產(chǎn)生的脈體越寬。圖3.9a-b中基質(zhì)角閃石發(fā)生硅化、綠泥石化蝕變疊加，該角閃石蝕變較嚴(yán)重，對原始礦物的辨認(rèn)相對較難，角閃石蝕變產(chǎn)生的綠泥石包裹著石英顆粒，石英顆粒較小，且邊部不平整。碳酸鹽化為晚期熱液蝕變的產(chǎn)物，主要有三種產(chǎn)出方式，第一種產(chǎn)出形式為形成較細(xì)的方解石脈，與其共生的硫化物主要為黃鐵礦。在手標(biāo)本可見方解石脈切割硫化物-石英脈，說明方解石脈形成時間晚于黃鐵礦-石英脈（圖3.10e）；第二種方解石大規(guī)模產(chǎn)出，與方鉛礦-閃鋅礦-黃鐵礦密切共生，作為膠結(jié)礦物產(chǎn)出（圖3.10c）；第三種方解石為粒狀產(chǎn)出，顆粒較小，一般小于50um，自形程度較差（圖3.9c）。綠泥石化主要為熱液蝕變的產(chǎn)物，與硅化，絹云母化的產(chǎn)出存在密切關(guān)系，其表現(xiàn)形式為先前生成的礦物被交代而形成綠泥石，被交代的礦物主要有角閃石、斜長石、黑云母等。圖3.9a-b中斜長石發(fā)生綠泥石化，形成大量綠泥石。部分斜長石被完全交代為綠泥石，保留了斜長石的晶型；部分還殘留少量斜長石。圖3.9d中斜長石斑晶發(fā)生綠泥石化，蝕變程度較小，斜長石顏色變化不明顯?；|(zhì)中黑云母邊部發(fā)生明顯綠泥石化，形成綠泥石，蝕變程度相對較大，但核部仍保留少量黑云母未發(fā)生明顯蝕變。圖3.9e中角閃石斑晶發(fā)生綠泥石化，形成大量綠泥石，蝕變程度較大，內(nèi)部僅存在少量未完全蝕變的角閃石。圖3.9f中斜長石發(fā)生綠泥石化，蝕變較為嚴(yán)重，內(nèi)部極不均一。圖3.9蝕變巖石照片a-b.斜長石斑晶絹云母化，基質(zhì)較小的斜長石硅化、綠泥石化蝕變疊加；c.發(fā)育有碳酸鹽化，蝕變方解石顆粒較小，與脈狀硫化物密切共生；d.斜長石斑晶發(fā)生綠泥石化，基質(zhì)中黑云母邊部發(fā)生綠泥石化，中心存在少量的黑云母未發(fā)生明顯蝕變；e.角閃石斑晶發(fā)生綠泥石化，基質(zhì)中大量礦物發(fā)生綠泥石化，原生礦物識別相對困難；f.長石發(fā)生強(qiáng)烈的綠泥石化。Ser-絹云母化；Chl-綠泥石化；Q-硅化；Cal-碳酸鹽化；Mus-黑云母；Pl-斜長石。3.7成礦階段五龍溝礦床成礦期次較為復(fù)雜，根據(jù)脈體間的穿插關(guān)系、礦石結(jié)構(gòu)和礦物組合，可將礦化分為兩期：金礦化熱液期、表生氧化期。金礦化熱液期又可分為四個階段：浸染狀黃鐵礦-毒砂-自然金礦化階段、脈狀石英-黃鐵礦礦化階段、脈狀碳酸鹽-方鉛礦-閃鋅礦多金屬礦化階段、細(xì)脈石英-碳酸鹽-黃鐵礦礦化階段（圖3.11）。圖3.10a為薄片WL13-4的照片，圖中石英-黃鐵礦粗脈無明顯絹云母化，也未發(fā)現(xiàn)浸染狀黃鐵礦分布其中，石英-黃鐵礦粗脈切割了黃色的絹云母線理和浸染狀黃鐵礦，說明石英-黃鐵礦粗脈形成時間晚于浸染狀黃鐵礦。圖3.10b中碳酸鹽脈切割了早期形成的石英硫化物脈，說明碳酸鹽脈形成時間相對較晚。圖3.10e中碳酸鹽脈切割了石英-硫化物脈，說明碳酸鹽脈形成晚于石英-硫化物脈。圖3.10c中方解石膠結(jié)了方鉛礦-閃鋅礦，說明碳酸鹽-方鉛礦-閃鋅礦形成時間大致相同，此階段還生成了大量浸染狀黃鐵礦。圖3.10d中方鉛礦-閃鋅礦被較細(xì)的黃鐵礦脈所截，說明較細(xì)的黃鐵礦脈形成時間晚于方鉛礦-閃鋅礦，且晚期還存在一期黃鐵礦化，該階段黃鐵礦脈脈體寬度明顯小于石英-黃鐵礦階段脈體寬度。綜上所述，最早形成的為順面理的絹云母，第一個礦化階段形成浸染狀的黃鐵礦；第二個礦化階段形成石英-黃鐵礦粗脈；第三個礦化階段形成方鉛礦-閃鋅礦-黃鐵礦-方解石；第四個礦化階段形成方石英-方解石-黃鐵礦細(xì)脈。在表生氧化階段，黃鐵礦等硫化物在地表發(fā)生氧化，形成較多的褐鐵礦和黃鐵鉀礬等表生氧化礦物，氧化物為土狀，疏松多孔。這一階段以斷層泥含金為主要特征，為金的淋蝕聚合階段，金含量很高，是主要開采對象[57]。圖3.10五龍溝金礦床成礦期次劃分依據(jù)a.較粗的石英-黃鐵礦脈切割浸染狀黃鐵礦-毒砂，石英黃鐵礦脈未蝕變；b.石英-黃鐵礦脈被碳酸鹽脈切割；c.黃鐵礦-閃鋅礦-方鉛礦-方解石共生；d.黃鐵礦脈切割方鉛礦-閃鋅礦；e.硫化物細(xì)脈切割巖石面理，方解石脈切割硫化物脈；f.表面形成大量赤鐵礦、黃鐵鉀礬。Py-黃鐵礦；Q（Qz）-石英；Cal-方解石；Gn-方鉛礦；Sph-閃鋅礦；Ser-絹云母；Lim-赤鐵礦；Jar-黃鐵鉀礬。圖3.11五龍溝金礦床成礦階段劃分第四章分析測試方法4.1電子探針實(shí)驗(yàn)于中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室用電子探針顯微分析儀完成，儀器型號為JEOLJXA-8100。電子探針實(shí)驗(yàn)用于查明花崗閃長斑巖中斜長石、角閃石的主微量元素組成。樣品制成標(biāo)準(zhǔn)光薄片，利用光學(xué)顯微鏡觀察礦物的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，選擇方便分析測試且能說明問題的薄片噴碳，使樣品鍍上盡量均勻的厚度約20nm的碳膜，用于電子探針分析。儀器工作條件：束斑直徑10μm，加速電壓、電流分別為15Kv、20nA。測試數(shù)據(jù)經(jīng)過了ZAF校正處理。斜長石電子探針微區(qū)成分分析：Mn，Ti元素特征峰測量時間為20s，Na，Mg，Al，Si，K，Ca，F(xiàn)e，P，Sr，Ba元素特征峰測量時間為10s，上下背景測量時間分別為元素特征峰測量時間的一半。標(biāo)樣如下：硬玉（Na），透輝石（Ca，Mg），透長石（K，Al），橄欖石（Si），磷灰石（P），薔薇輝石（Mn），鐵鋁榴石（Fe），金紅石（Ti），天青石（Sr），重晶石（Ba）。角閃石和云母電子探針微區(qū)成分分析：Mn，Ti元素特征峰的測量時間為20s，Na，Mg，Al，Si，K，Ca，F(xiàn)e，F(xiàn)，Cl元素特征峰的測量時間為10s，上下背景的測量時間分別是峰測量時間的一半。所使用的標(biāo)樣如下：螢石（F），硬玉（Na），橄透輝石（Ca，Mg），鎂鋁榴石（Al），橄欖石（Si），石鹽（Cl），透長石（K），金紅石（Ti），鐵鋁榴石（Fe），薔薇輝石（Mn）。4.2LA-ICP-MS礦物微量元素分析斜長石、角閃石的微區(qū)原位微量元素分析于中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室利用激光剝蝕完成。激光剝蝕系統(tǒng)是GeoLas2005，質(zhì)譜系統(tǒng)為Agilent7500a。LA-ICP-MS礦物微量元素分析儀用于查明五龍溝金礦床中斜長石、角閃石中主要微量元素的含量。斜長石、角閃石樣品分析的束斑大小為32um或16um，激光能量為5J/cm2，激光剝蝕頻率為6Hz。每進(jìn)行5次樣品分析，測定一次NISTSRM610標(biāo)樣，以校正靈敏度、監(jiān)控儀器運(yùn)行狀態(tài)。激光剝蝕過程中以氦氣作載氣、氬氣作補(bǔ)償氣以調(diào)節(jié)靈敏度，二者通過T型接頭混合后進(jìn)入ICP。每個樣品點(diǎn)的分析包括25s左右的空白信號區(qū)，50s樣品信號。實(shí)驗(yàn)以BHVO-2G、BCR-2G及BIR-1G作為標(biāo)樣，使用軟件ICPMSDataCal10.1對數(shù)據(jù)進(jìn)行離線處理[67,68]。數(shù)據(jù)處理過程中，利用分析信號的呈現(xiàn)的特征，觀察單元素分析信號的穩(wěn)定程度，判斷分析過程中是否有包裹體的混染，排除可能存在的包裹體。第五章斜長石礦物學(xué)、微量元素組成及其礦床學(xué)意義本章第一節(jié)通過對五龍溝地區(qū)花崗閃長巖中斜長石進(jìn)行細(xì)致的結(jié)構(gòu)和主、微量元素分析，識別了三種不同成因的斜長石環(huán)帶。本章第二節(jié)以五龍溝花崗閃長斑巖中斜長石為研究對象，對不同成因斜長石斑晶進(jìn)行主、微量元素測試分析，根據(jù)斜長石不同的環(huán)帶特征，結(jié)合前人的研究成果和本次研究的數(shù)據(jù)，嘗試分析斜長石環(huán)帶的成因，進(jìn)而反演巖漿演化過程。5.1斜長石結(jié)構(gòu)、成分5.1.1研究樣品無明顯蝕變的花崗閃長斑巖樣品取自五龍溝地區(qū)水閘東溝3450m平硐上方山頂處的花崗閃長斑巖體。結(jié)合手標(biāo)本和鏡下的仔細(xì)觀察，對花崗閃長斑巖進(jìn)行具體描述如下：花崗閃長斑巖呈灰白色，為典型的斑狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造。本次實(shí)驗(yàn)中選取的斜長石、角閃石均無明顯蝕變(圖5.1a)。斑晶總體含量約30%，斑晶礦物主要為斜長石（80-85%）、角閃石（8-10%）、黑云母（2-4%）。斜長石顆粒粒度在0.2-0.3cm之間，部分斜長石斑晶中發(fā)育有磷灰石（5.1b）、磁鐵礦和極少量浸染狀黃鐵礦；角閃石顆粒粒度在0.2-0.8cm之間，角閃石中包裹有大小不一的斜長石晶體、磁鐵礦，還存在少量磷灰石、黃鐵礦發(fā)育其中，磁鐵礦生長于角閃石斑晶內(nèi)部及其邊部，邊部生長的磁鐵礦較大、晶形較好（圖5.1c）；黑云母，粒度小于0.1cm，邊部生長有少量磁鐵礦?；|(zhì)總體含量約70%，呈細(xì)粒結(jié)構(gòu)，基質(zhì)礦物主要為長石、石英、角閃石、黑云母，副礦物主要有榍石、磷灰石、磁鐵礦、鋯石等。此外，還存在少量花崗閃長斑巖發(fā)生礦化蝕變，其中，蝕變的花崗巖基質(zhì)及斜長石、角閃石斑晶中存在少量硫化物，粒度相對較大，存在明顯溶蝕交代現(xiàn)象，為熱液變質(zhì)的產(chǎn)物，成分以黃銅礦、黃鐵礦為主（圖5.1e）。此外，在斜長石、角閃石斑晶中還存在極少量粒度較小的黃鐵礦，黃銅礦晶體，粒度一般小于30um，為早期巖漿中出融的產(chǎn)物（圖5.1f）。圖5.1花崗閃長斑巖手標(biāo)本及鏡下照片a.灰白色花崗閃長斑巖手標(biāo)本；b.斜長石斑晶包裹磷灰石；c.角閃石斑晶包內(nèi)部生長有細(xì)粒磁鐵礦和較小的它形斜長石，邊部生長有較大的磁鐵礦；d.較大的磁鐵礦內(nèi)部生長著大小不一分布不均勻的石英顆粒，邊部包圍著黑云母；e.熱液蝕變產(chǎn)生的硫化物；f.早期巖漿中出溶產(chǎn)生的硫化物（寄主斜長石牌號在68-24之間）。Ap-磷灰石；Pl-斜長石；Hb-角閃石；Mag-磁鐵礦；Q-石英；Cpy-黃鐵礦。5.1.2斜長石巖相學(xué)根據(jù)環(huán)帶類型，我們將五龍溝花崗閃長斑巖中斜長石斑晶分為三類，分別為結(jié)晶環(huán)帶、塵狀環(huán)帶和補(bǔ)丁環(huán)帶。圖5.2花崗閃長斑巖中三類不同環(huán)帶特征的斜長石a.斜長石結(jié)晶環(huán)帶；b.斜長石塵狀環(huán)帶；c.斜長石補(bǔ)丁環(huán)帶；d.斜長石補(bǔ)丁環(huán)帶。90-斜長石牌號。圖5.2a中具結(jié)晶環(huán)帶的斜長石，晶型較好，為自形。粒度較小，長約800um，寬約300um。其邊部生長有硫化物，共生透明礦物主要有石英、角閃石等。在背散射照片中顯示，該斜長石具明顯的結(jié)晶環(huán)帶，由內(nèi)向外至少有6個環(huán)帶。內(nèi)部的斜長石核發(fā)育較多裂隙，與之相鄰的邊部生長有較大的磁鐵礦晶體，粒度約80um。核部牌號較高，斜長石牌號為93和90。總體而言，由內(nèi)向外斜長石牌號呈降低的趨勢，但在第三、第五環(huán)帶明顯較亮，斜長石牌號相對較高。該斜長石環(huán)帶寬度變化趨勢不明顯，其中，第四環(huán)帶及最外圍環(huán)帶較寬。此外，斜長石內(nèi)部環(huán)帶形狀為棱形，形狀較不規(guī)則，而外部環(huán)帶為近長方形。圖5.2b中具篩狀環(huán)帶的斜長石晶型較好，為自形。粒度中等，長約1400um，寬約900um。在背散射照片中顯示，該斜長石具較典型的篩狀環(huán)帶。由內(nèi)向外至少有3個較暗的斜長石環(huán)帶。內(nèi)部總體上斜長石牌號較高，裂隙較少，外部斜長石發(fā)育有較多的裂隙，且裂隙切穿外部斜長石牌號的斜長石環(huán)帶。該斜長石由內(nèi)向外發(fā)育有明顯溶蝕現(xiàn)象。內(nèi)部較暗的寬度約15um的斜長石環(huán)帶，較寬一側(cè)生長不規(guī)則，與牌號較高的斜長石交錯生長，存在港灣結(jié)構(gòu)，為被溶蝕對象；于右上方方斜長石牌號較高的的斜長石環(huán)帶內(nèi)，發(fā)育有較暗的，基本平行排列的斜長石條帶，交帶現(xiàn)象明顯；最外圍較暗的斜長石環(huán)帶發(fā)育有較多孔洞，且部分區(qū)域生長有牌號較高的斜長石，為牌號較高的斜長石溶蝕較低牌號斜長石的結(jié)果。內(nèi)部的不透明礦物較小，為粒狀或短柱狀，基本分布于較暗的斜長石環(huán)帶中，光性不明顯，未鑒定出礦物類型，這些礦物長軸方向與環(huán)帶延伸方向相近。該斜長石核部牌號較高，但整體無明顯差別，三個數(shù)據(jù)分別為67、72、70，外部較暗的環(huán)帶斜長石牌號較小，為47。其長邊可見斜長石破碎，破碎斜長石無明顯棱角。圖5.2c和圖5.2d中斜長石具有相似的結(jié)構(gòu)特征，圖5.2c既顯示斜長石的核部結(jié)構(gòu)，又顯示了斜長石的邊部結(jié)構(gòu)；而圖5.2d則僅顯示了該斜長石核部結(jié)構(gòu)。這兩顆具補(bǔ)丁環(huán)帶的斜長石晶型均較好，為自形，下面僅以圖5.2c中斜長石介紹斜長石補(bǔ)丁狀環(huán)帶的一些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。圖5.2c中斜長石粒度較大，視域范圍僅顯示了該斜長石的一部分。其邊部生長有較多磁鐵礦，磁鐵礦自形程度較差，以集合體的形式出現(xiàn)，內(nèi)部生長的磁鐵礦為粒狀，多為渾圓狀，無明顯棱角，少量為長條狀，共生透明礦物主要有石英、角閃石等。在背散射照片中顯示該斜長石具明顯的補(bǔ)丁環(huán)帶，環(huán)帶內(nèi)部具有明顯溶蝕現(xiàn)象，較暗的斜長石牌號為44的斜長石與較亮的斜長石牌號為64的斜長石交錯分布，極不規(guī)則，外部可見較窄的斜長石結(jié)晶環(huán)帶，其中較亮的斜長石環(huán)帶較寬，在10-30um之間，較暗的斜長石環(huán)帶較窄，在3-6um之間，最外圍可見牌號較低的，具明顯篩狀環(huán)帶特征的溶蝕結(jié)構(gòu)，該環(huán)帶寬度變化較大，分布不規(guī)則。該斜長石發(fā)育有較多裂隙，其中兩條較大的裂隙匯聚，且裂隙出斜長石牌號較低，有較小的包裹體分布，該裂隙未明顯貫穿斜長石晶體；該斜長石還有一些列延伸方向較一致的小裂，該裂隙內(nèi)部未充填。因此，推測這些較粗的裂隙為斜長石形成過程中受應(yīng)擠壓形成，其后演化程度較高的巖漿充填，并帶入一些包裹體。較細(xì)的裂隙為斜長石形成后受應(yīng)力作用形成的，因此細(xì)脈也貫穿了斜長石晚期的環(huán)帶。5.1.3斜長石化學(xué)成分我們對三類具不同的環(huán)帶結(jié)構(gòu)的斜長石進(jìn)行主微量元素分析，得到三類斜長石主微量元素分析結(jié)果如下：具結(jié)晶環(huán)帶的斜長石主量元素分析結(jié)果：46.61-64.55wt%SiO2、21.78-33.68wt%Al2O3、0.16-0.41wt%Fe2O3、4.11-17.63wt%CaO、0.76-8.61wt%Na2O、0.04-0.68wt%K2O、0.35-0.52wt%SrO。牌號最高為92，牌號最低為20。具補(bǔ)丁環(huán)帶的斜長石主量元素分析結(jié)果：48.76-62.78wt%SiO2、23.30-32.09wt%Al2O3、0.21-0.41wt%Fe2O3、4.96-15.62wt%CaO、1.53-8.31wt%Na2O、0.10-0.54wt%K2O、0.37-0.51wt%SrO。牌號最高為84，牌號最低為24。具補(bǔ)丁環(huán)帶的斜長石主量元素分析結(jié)果：48.72-64.02wt%SiO2、22.23-32.77wt%Al2O3、0.19-0.67wt%Fe2O3、4.54-16.27wt%CaO、2.12-8.41wt%Na2O、0.05-0.72wt%K2O、0.35-0.47wt%SrO。牌號最高為81，牌號最低為22。三類斜長石主量元素分析結(jié)果：46.61-62.13wt%SiO2、22.82-33.69wt%Al2O3、0.16-0.41wt%Fe2O3、4.79-17.63wt%CaO、0.76-8.32wt%Na2O、0.04-0.55wt%K2O、0.35-0.50wt%SrO。三類斜長石具有相似的SiO2、Al2O3、CaO、K2O、SrO含量，其中補(bǔ)丁環(huán)帶具有相對較高的全鐵、Na2O含量。.結(jié)晶環(huán)帶牌號分布范圍最廣，高牌號達(dá)92，低牌號僅20。五龍溝花崗閃長斑巖中斜長石斑晶主微量元素二元圖解（圖5.3）：斜長石中Eu含量變化趨勢較為簡單，總體而言，隨斜長石牌號降低，斜長石Eu含量逐漸升高，Eu含量最高值約1.25wt%，Eu含量最低值約0.65wt%；斜長石的Sr含量變化較大，Sr含量最大值約1350ppm，出現(xiàn)在斜長石牌號為50-60的斜長石中，Sr含量最小值約850ppm。整個巖漿演化過程中，斜長石中Sr含量先逐漸升高，在牌號約55時達(dá)到最大值，之后斜長石中Sr含量逐漸下降，巖漿演化晚期Sr含量達(dá)到最低值。斜長石中Sr含量先升高，而后逐漸降低，指示了早期斜長石結(jié)晶受到抑制，而角閃石、單斜輝石等富鈣礦物的早于斜長石達(dá)到飽和，而早于斜長石結(jié)晶，斜長石早期結(jié)晶受到抑制可能是巖漿中高含水量導(dǎo)致的[69]。圖5.3斜長石主微量元素二元圖解5.2討論在巖漿演化歷史，可能發(fā)生多次巖漿混合事件，巖漿上升過程中與地殼同化混染、均一等過程，也會改變巖漿成分，單從全巖地球化學(xué)特征來研究，不足以反映巖漿演化的過程，而結(jié)合斜長石成分環(huán)帶的特征，從礦物結(jié)構(gòu)出發(fā)，才能更好地反演巖漿演化過程中發(fā)生的分離結(jié)晶、同化混染、巖漿混合等事件。5.2.1斜長石類型及成因文中給出的三種不同類型的斜長石環(huán)帶具有明顯不同的結(jié)構(gòu)和一定的成分差異，這些都暗示著這三類斜長石可能經(jīng)歷了不同的巖漿作用過程。本次研究中具結(jié)晶環(huán)帶的斜長石牌號從高到低均有發(fā)育，其中部分高牌號甚至高達(dá)93，低牌號低至23。具結(jié)晶環(huán)帶的斜長石核部斜長石牌號較高，并由內(nèi)向外牌號呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢；但降低的過程中可能在局部出現(xiàn)反?，F(xiàn)象，其牌號呈現(xiàn)出突然升高的趨勢，即反環(huán)帶。巖漿演化過程中，由于早期高鎂鐵礦物的結(jié)晶分離，如橄欖石、輝石、角閃石等，使巖漿成分逐漸向長英質(zhì)轉(zhuǎn)變，斜長石成分逐漸富鈉，斜長石牌號逐漸降低。因此，結(jié)晶環(huán)帶表明巖漿的正常結(jié)晶過程，且在巖漿階段的大部分時間均存在結(jié)晶作用的發(fā)生。具塵狀環(huán)帶的斜長石牌號較高可達(dá)80，低牌號可達(dá)22，其分布也較為廣泛。塵狀環(huán)帶邊部發(fā)育大量的微小孔洞，這些微小孔洞是典型的溶蝕結(jié)構(gòu)特征；部分區(qū)域出現(xiàn)牌號較高的斜長石，其成因與補(bǔ)丁環(huán)帶相似。在巖漿混合過程中，長英質(zhì)巖漿中早期形成的牌號較低的鈉長石與溫度較高的演化程度較低的巖漿發(fā)生反應(yīng)，牌號較低的富鈉斜長石部分熔融，形成邊部成篩狀的表面粗糙的斜長石環(huán)帶，一般粗糙的幔緣具較高的斜長石牌號。因此，塵狀環(huán)帶表明演化程度較低的、溫度較高的巖漿注入，并與演化成的較高的巖漿發(fā)生了物質(zhì)和熱量的交換。具補(bǔ)丁環(huán)帶的斜長石與具塵狀環(huán)帶的斜長石在成分上相差不大，牌號較高可達(dá)84，低牌號可達(dá)24，其分布較廣泛。補(bǔ)丁環(huán)帶在核部存在廣泛的吸收區(qū)，牌號較高的斜長石與牌號較低的斜長石交錯分布，部分牌號較高的鈣長石補(bǔ)丁明顯跨越多個環(huán)帶，顯示較晚結(jié)晶的特征。幔部斜長石環(huán)帶明顯，顯示出震蕩環(huán)帶的特征，可能存在巖漿混合過程，也可能是巖漿小范圍擾動造成。因此，補(bǔ)丁環(huán)帶顯示了演化程度較低的、溫度較高的巖漿注入巖漿房，巖漿混合使演化程度較高的巖漿溫度升高，牌號較低的斜長石發(fā)生重熔，并伴隨著牌號較高斜長石再生長，則形成了高、低牌號斜長石斑駁交錯生長的核部。之后在不同溫壓、含水量的環(huán)境下，斜長石再次生長，在邊部形成正環(huán)帶或震蕩環(huán)帶。5.2.2對斜長石成因判別的啟示不同條件下形成的斜長石通常具有不同的環(huán)帶結(jié)構(gòu)和主、微量元素特征，且產(chǎn)生這些變化的根本原因包括巖漿體系化學(xué)組成、溫度、壓力等的改變。如Ginibre等（2007）指出在恒定的壓力、含水量條件下，隨著巖漿的分離結(jié)晶、壓力下降，斜長石的牌號逐漸降低。在溫度恒定、水不飽和的條件下，壓力升高會使斜長石富鈉[67]?；谶@些物理、化學(xué)性質(zhì)的改變會影響斜長石的成分，結(jié)合鏡下精細(xì)的巖相學(xué)觀察，識別三類環(huán)帶的基本結(jié)構(gòu)特征，結(jié)合斜長石各環(huán)帶的主、微量元素變化情況，進(jìn)而識別巖漿演化過程中巖漿物理、化學(xué)性質(zhì)的改變，并對這些物理化學(xué)條件變化提出合理的解釋。巖漿混合時，主導(dǎo)機(jī)制為機(jī)械混合，伴隨著不同速率、不同程度的化學(xué)成分的交換。然而混合后的不均一熔體到均一，可能只需要幾小時或幾天，而巖漿從形成到侵位可能持續(xù)千年到萬年，相較巖漿演化過程的時間尺度而言，巖漿可視為始終保持著一個相對均一、平衡的狀態(tài)。此外，斜長石密度在2.62-2.76g/cm3之間，玄武質(zhì)巖漿密度通常在2.6-3.3g/cm3之間，二者密度相近，斜長石并未因重力作用而從巖漿中發(fā)生分離形成堆晶。因此，斜長石環(huán)帶能較好地反映斜長石結(jié)晶時的巖漿物質(zhì)組成。結(jié)晶環(huán)帶顯示為由核部到邊部斜長石牌號逐漸降低，指示了斜長石的正常結(jié)晶過程，而斜長石結(jié)晶后并未分離形成堆晶，而是保留在巖漿體系中，其成分也反映了巖漿的結(jié)晶過程。巖漿體系溫度、壓力逐漸下降，斜長石成分由富鈣逐漸向富鈉演變的一個過程，暗示了巖漿正常的分離結(jié)晶作用。塵狀環(huán)帶和補(bǔ)丁環(huán)帶結(jié)構(gòu)反映了早期形成的斜長石在后期巖漿演化過程中被熔蝕，其中，補(bǔ)丁狀環(huán)帶還伴隨著富鈣斜長石的結(jié)晶。巖漿演化過程中，隨著侵位深度變淺，溫壓逐漸下降。而斜長石熔蝕指示了巖漿體系溫度的升高，形成富鈣的長石則指示了巖漿成分向富鈣方向轉(zhuǎn)變的過程，暗示了富鈣的、演化程度較低的巖漿混入，巖漿的化學(xué)成分之間的平衡破壞，且已結(jié)晶的斜長石在較高溫的混合巖漿中被熔蝕，可能伴隨著較高牌號斜長石的形成，構(gòu)成復(fù)雜的環(huán)帶結(jié)構(gòu)。震蕩環(huán)帶可視為多個疊加的結(jié)晶環(huán)帶，為多個正環(huán)帶疊加形成的較復(fù)雜的環(huán)帶，其成因爭議較大，可能是多次巖漿混合或巖漿小范圍擾動的結(jié)果。本研究中，震蕩環(huán)帶的斜長石成分變化較大，斜長石牌號變化幅度大于10%，因此認(rèn)為是巖漿混合作用導(dǎo)致的[70]。第六章角閃石礦物學(xué)、微量元素組成及其礦床學(xué)意義6.1角閃石結(jié)構(gòu)、成分及礦床成因意義本章通過對五龍溝地區(qū)花崗閃長巖中角閃石進(jìn)行主、微量元素分析，根據(jù)角閃石中主、微量元素含量及其變化情況，計算巖漿演化過程中體系的溫度、壓力、氧逸度及含水量變化情況，識別一些礦物的結(jié)晶分離，進(jìn)而對巖漿演化過程做出一定的限制。6.1.1樣品分析測試的角閃石與斜長石來自同一批薄片，其產(chǎn)出形式主要包括花崗閃長斑巖中的斑晶及作為包裹體的細(xì)粒角閃石。圖6.1花崗閃長斑巖中角閃石a.無包裹礦物的角閃石具雙晶結(jié)構(gòu)；b.較小的長石、磁鐵礦顆粒被半自形角閃石包裹；c.自形角閃石包裹較多的斜長石、黑云母、磁鐵礦顆粒；d.具核邊結(jié)構(gòu)的角閃石，核部、邊部氧化鋁含量相差較大。Pl-斜長石；Hb-角閃石；Mag-磁鐵礦；Mus-黑云母；12.2-角閃石中氧化鋁質(zhì)量百分含量。本次研究中角閃石形態(tài)相對復(fù)雜。有多種產(chǎn)出形式，包括斑晶和基質(zhì)形式；從自形到半自形到它形也均有產(chǎn)出；角閃石包裹體種類也較多，主要包括斜長石、角閃石、黑云母和磁鐵礦等。根據(jù)角閃石的形態(tài)、結(jié)構(gòu)及包裹體樣式，我們將角閃石分為三類，分別為Hb1、Hb2、Hb3。Hb1晶形較差，多為它形，部分具有明顯的核邊結(jié)構(gòu)，少量無明顯核邊結(jié)構(gòu)。Hb1包裹體較少，表面相對光滑干凈，且解理較為清晰。值得注意的是，該類角閃石核部無磁鐵礦、黑云母、斜長石等包裹體，其邊邊部生長的斜長石、黑云母存在突出邊，說明斜長石、黑云母的形成時間略晚于Hb1。該角閃石內(nèi)部裂隙較為明顯，且部分被充填（圖6.1a）。Hb2晶型相對較好，為半自形-它形，無明顯核邊結(jié)構(gòu)特征，內(nèi)部存在較多的包裹體，包裹體種類主要有斜長石、磁鐵礦，但無黑云母包裹體。斜長石顆粒長約200um，寬約100um，粒度相對均一；較大的磁鐵礦顆粒粒度約70um（圖6.1b）。根據(jù)包裹關(guān)系，說明斜長石、磁鐵礦形成時間早于Hb2。Hb3晶型較好，主要為自形-半自形晶體，無明顯核邊結(jié)構(gòu)，內(nèi)部存在較多包裹體，包裹體種類較多，包括斜長石、磁鐵礦和黑云母，邊部存在斜長石交代角閃石，較大的磁鐵礦顆粒粒度約100um；斜長石包裹體顆粒粒度較小，明顯小于100um；黑云母包裹體相對較大，顆粒粒度約200u。正交偏光下可見內(nèi)部部分位置發(fā)育有脈狀的、順裂隙分布的充填物（圖6.1c）。根據(jù)包裹關(guān)系，說明斜長石、磁鐵礦和黑云母形成時間早于Hb3，且晚期存在斜長石的結(jié)晶。6.1.2分析結(jié)果結(jié)合角閃石主、微量元素特征，我們發(fā)現(xiàn)三類角閃石鋁含量存在較大的差別，Hb1中氧化鋁含量大于1