趙泉溝金礦稀土及微量元素地球化學特征及成因探討

包德軍

（遼寧省化工地質勘查院）

摘 要：趙泉溝金礦礦體主要賦存于大古代建平群大營子組片麻巖中，礦體類型為糜棱巖型及含金石英脈型。本文針對礦區內14件礦與非礦樣品的稀土、微量元素進行了系統研究，認為礦區各類巖石具有相同的物質來源及相似的成礦作用過程，礦床成因為中高溫富Cl流體的變質分異型礦床。

關鍵詞：趙泉溝金礦；稀土元素；微量元素；中高溫；變質分異型礦床

1 區域成礦地質背景

本區位于哈爾套-錦州金成礦帶南端（圖1），醫巫閭山大型伸展構造的西測南段。王滿溝金礦化集中區[2]。區域巖石地層單位有太古宙建平群、中元古界長城系、早元古代二長花崗巖及中新生代巖漿巖等。經歷了中元古代至古生代長期的穩定沉積，形成了巨厚沉積巖系[3]。由于該區基底各類片麻巖、花崗巖中的金豐度值較高[2]，至中生代強烈的構造巖漿活動，它們空間上相互交切，構成了本區典型的菱形格狀構造樣式。

2 礦體地質特征

2.1 含金石英脈（圖2）：為灰白色，油脂光澤，一般呈致密塊狀，局部可見蜂窩狀構造，地表常見蜂窩中被黃鐵礦風化后的褐鐵礦充填，節理裂隙發育。

脈體的延伸及寬度較小，多呈透鏡狀、扁豆狀分布，產狀與圍巖大營子組片麻巖片麻理、糜棱面理基本一致。

2.2 含金硅化糜棱巖：主要表現為硅化和黃鐵礦化等的糜棱巖型礦化蝕變帶。他們多沿糜棱面理分布，其中黃鐵礦化可進一步分為三期：剪切期前的黃鐵礦化多具有明顯的壓力影，粒度粗大；同剪切期黃鐵礦化粒度較細，斷續沿剪切面理分布；剪切期后黃鐵礦化粒度較粗，晶形好，其生長不受面理限制，這類金礦化品位普遍較低。礦石結構呈條帶狀、浸染狀。

3 稀土元素地球化學特征

3.1 樣品采集及測試

樣品主要采集于礦區鉆孔中具代表性的樣品14件，其中含礦樣品Au>0.5g/t，非礦樣品Au<0.1g/t，含礦糜棱巖Au 0.5～1.0g/t，含金石英脈Au>1.0g/t），所采樣每樣重約2kg，每種類型樣品不少于2個，以保證分析結果的可靠性。所采樣品均由化工地質礦山第三實驗室進行加工和測試，元素分析采用LA-ICPMS方法完成，圖解制作采用GeoKitPro軟件（路遠發，2015）完成。

3.3 稀土元素特征

稀土元素分析結果和數據特征見表1，球粒隕石標準化圖解見圖3。樣品分析數據表明，本區不含礦糜棱巖ΣREE變化范圍為206.35～223.77×10-6，平均值215.06×10-6；含礦糜棱巖ΣREE變化范圍為154.04～168.41×10-6，平均值161.22×10-6；不含礦石英脈ΣREE變化范圍為188.26～207.11×10-6，平均值197.69。稀土元素配分模式圖中，與中國東部片麻巖（遲清華，2015）相比，顯示富集LREE，虧損HREE。均顯示出右傾的輕稀土富集，輕重稀土分餾明顯的特征，（La/Yb）N 均大于1，變化于17.09～70.29之間，也說明了這一點。δEu值均小于1，顯示出銪的弱負異常。礦與非礦糜棱巖REE配分模式圖在區域尺度上顯示出相似的物質來源。而礦與非礦石英脈其稀土元素與礦與非礦糜棱巖大體一致的曲線變化模式，可能是由于此類石英脈是在本區韌性剪切變形過程中從圍巖或基底巖石經變質分異作用分離出來的硅質熱液的重新聚集，順剪切面理貫入過程中形成的[2]。礦與非礦糜棱巖稀土元素含量變化趨勢大體一致，表明其原巖化學成分大體一致，可能為同種巖石，含礦樣品總體顯示出輕稀土更為富集，重稀土則更為虧損的特征；同樣礦與非礦石英脈相比，此特征更為明顯。

4 微量元素地球化學特征

趙泉溝金礦各類樣品微量元素組成及特征參數列于表2。

研究發現，富F的熱液亦可遷移大量的LREE（Flynn et al.，1978；Alderton et al.，1980；Haas et al.，1995）。富Cl的熱液富集LREE，Hf/Sm、Nb/La和Th/La值一般小于1，而富F的熱液富集LREE和HFSE，Hf/Sm、Nb/La和Th/La值一般大于1（Oreskes et al.，1990；畢獻武等，2004）。由上表1、2可已看出，本區各類樣品富集LREE元素，Hf/Sm（除含礦糜棱巖外）、Nb/La和Th/La值均小于1。因此我們可以認為本區金礦床中與金礦成礦作用關系密切的成礦熱液應該是Cl多于F的。眾所周知，礦石中微量元素的含量在一定程度上反映礦石的形成條件，對礦床成因具有一定的指示意義，一般來說Co/Ni比值越大，礦物的形成溫度越高（盛繼福等，1999）。從表2可知本區各類巖石中Co/Ni比值變化范圍在0.72～1.25之間，由此說明本區金礦成礦溫度較高，應為中高溫礦床。

Y和Ho元素具有相同的價態和離子半徑，常常具有相似的地球化學性質，在許多地質作用過程中Y/Ho比值并不發生改變。地球上大多巖漿巖和碎屑沉積物都保持著球粒隕石的Y/Ho比值28±（Bau et al.，1995）。由表2可以看出，本區各類樣品中的Y/Ho比值變化范圍為21.00～26.88，比值變化不大，由此可以表明本區金礦成礦熱液流體的來源與圍巖關系密切，與前人認為本區石英脈型金礦體是在本區韌性剪切變形過程中從圍巖或基底巖石經變質分異作用分離出來的硅質熱液的重新聚集，順剪切面理貫入過程中形成的觀點得到了很好的印證。

5 結論

5.1 本區各類樣品較中國東部片麻巖相比，LREE含量相對偏高，HREE含量較為虧損，各類樣品均顯示出銪弱負異常的特征。

5.2 各樣品輕重稀土分餾明顯，變化趨勢大體一致，表明本區各類巖石相似的源區特征及相近的成礦作用過程。含金石英脈的稀土元素總量相對偏高，可能由于富含Au含礦熱液或外來流體的疊加和改造作用影響的結果 （含金石英脈礦石樣品金品位均高于含金糜棱巖樣品）。

5.3 含礦樣品總體顯示出輕稀土更為富集，重稀土則更為虧損的特征；含金石英脈此特征更為明顯，表明成礦元素含量的變化與稀土元素的分布有一定的關系。

5.4 Y/Ho比值21.00～26.88，變化不大，表明本區金礦成礦流體為變質流體；Co/Ni比值變化范圍在0.72～1.25之間，表明為中高溫礦床；各類樣品富集LREE元素，Hf/Sm（除含礦糜棱巖外）、Nb/La和Th/La值均小于1，表明礦床熱液為流體為富Cl流體，在區域韌性剪切過程中形成的糜棱巖型礦體有外來富F流體的參與。

綜上所述，本區礦床成因類型應屬于在構造體制轉換過程中基底片麻巖類經區域變質作用及動力變質作用形成的中高溫富Cl流體的變質分異型礦床。

參考文獻

[1]賈三石，王恩德，付建飛，等.冀東-遼西主要金礦礦集區地質特征的差異性與成礦作用的統一性探析[J].地質學報，2011.

[2]遼寧省第八地質大隊.遼寧省凌海市、錦州市、雙羊店、杏山四幅區域地質調查報告[R].1995.

[3]遼寧省地質礦產調查院.錦州市幅1：25萬區域地質調查報告[R].2003.