膠東招平斷裂帶圍巖蝕變地球化學特征

張志航，胡寶群，王 璽，申玉科，郭 濤，呂古賢

(1.東華理工大學地球科學學院，江西撫州344000;2.中國地質科學院地質力學研究所，北京100081)

膠東地區(qū)是我國重要的產(chǎn)金基地，以約0.3%的國土面積占有了約25%的中國黃金儲量。其中招平斷裂帶是重要的金成礦帶之一，集中了玲瓏、臺上、大尹格莊等大中型礦床，前人對此做了大量的工作［1～10］。本文通過收集、消化前人研究成果和工作資料，結合野外實地勘查，并選取招平斷裂帶破頭青斷裂進行地表地球化學剖面測量、取樣分析，對斷裂帶兩側圍巖蝕變的地球化學特征進行研究，對比不同蝕變強度的蝕變巖石地球化學特征，找出異同，以期為進一步研究招平斷裂帶提供科學線索。

1 招平斷裂帶地質概況

招平斷裂帶位于華北板塊東部，郯廬斷裂帶東側，膠西北隆起區(qū)內［7］。斷裂帶跨度100 km，大致走向為北東，傾向南東，北起龍口，經(jīng)招遠、萊西至平度境內 (見圖1)。本文研究的區(qū)域主要是招平斷裂北段 (破頭青斷裂)，該段走向為NEE 50°—70°，傾向SE，傾角40°左右，斷裂帶一般寬40～300 m，最寬達800 m，其主裂面上盤 (南東側)為灤家河巖體，下盤 (北西側)為玲瓏巖體，控制著玲瓏、東山、西山、臺上、東風等大型特大金礦床 (玲瓏金礦田)。沿招平斷裂帶出露的主要地層為太古代膠東群、荊山群等變質巖系，分布于招平斷裂上盤。巖漿巖主要出露于招平斷裂帶下盤，為玲瓏型花崗巖，而灤家河型花崗巖主要出露于招平斷裂帶上盤。區(qū)內構造以斷裂為主，主要有東西、北東和北西向3組斷裂構造。其中北東向構造最為發(fā)育，是重要的控礦斷裂。招平斷裂為最大的北東向斷裂之一，控制著區(qū)內大量金礦床產(chǎn)出。

圖1 膠東西北部金礦區(qū)域地質圖［8］Fig.1 The regional geological map of the Jiaodong northwestern gold deposit

2 圍巖蝕變特征

招平斷裂帶兩側的圍巖蝕變特別發(fā)育，主要以不同程度的鉀長石化、絹英巖化、碳酸鹽化、硅化和黃鐵礦化為主，其中鉀長石化、絹英巖化最為發(fā)育，且與金成礦作用密切相關?？拷鲾嗝嬉酝砥谖g變礦化 (碳酸鹽化、硅化、絹英巖化、黃鐵礦化)為主，遠離主斷面則以早期蝕變礦化 (鉀長石化)為主。蝕變巖均發(fā)育在構造帶內，構造破碎強烈的部位蝕變作用也強烈。

鉀長石化主要表現(xiàn)為花崗質巖石中的斜長石被鉀質所交代，形成大量的鉀長石，多呈面狀分布，局部呈脈狀沿裂隙兩側產(chǎn)出。鉀長石化巖石主要為朱紅色或淡紅色，可作為含礦構造蝕變帶的野外識別標志［10］。

絹英巖化在蝕變巖型金礦中極為發(fā)育，為近礦蝕變，常沿斷裂和裂隙發(fā)育，在主斷面下盤尤為明顯。主要表現(xiàn)為巖石中的長石、角閃石、黑云母等逐漸消失，絹云母和石英逐漸增多。絹英巖化與金礦化有密切的關系。

硅化是與礦化關系最直接的蝕變，表現(xiàn)特征為:白色，花崗巖中云母較少或基本消失，巖石較堅硬，局部解理發(fā)育處可見菱形格子狀解理等間距密集發(fā)育。

黃鐵礦化晚于金礦形成，或與金礦化同期形成，黃鐵礦化蝕變常呈星點狀零星散布于巖石中，局部成團簇狀密集發(fā)育，多與絹英巖化相伴生。

碳酸鹽化為晚期蝕變，常呈方解石脈充填于圍巖裂隙中。

3 蝕變帶巖石地球化學分析

在招平斷裂帶破頭青斷裂經(jīng)過處選擇代表性的剖面，由于研究區(qū)內大部分地區(qū)花崗巖均發(fā)生不同程度的蝕變，很少見真正未蝕變的巖石樣品，因此分別對弱鉀化花崗巖、強鉀化花崗巖及絹英巖進行取樣。樣品破碎之后送澳實分析檢測集團 (廣州)澳實礦物實驗室測試，其中常量元素采用“ME-XRF06”檢測 (偏硼酸鋰熔融，X熒光光譜分析);而微量元素則采用“ME-MS81”檢測。

3.1 常量元素分析

招平斷裂帶破頭青斷裂構造蝕變帶常量元素分析結果見表1。從表1可見，各蝕變帶中SiO2和Al2O3含量較多，兩者合計可達全部成分的86%以上，其次為Na2O和K2O，含量最低的是TiO2、P2O5和MnO2。從弱鉀化花崗巖帶到強鉀化花崗巖帶，SiO2含量增加，可能是發(fā)育的后期石英細脈所致，MgO、P2O5、燒失量等組分亦有增加，Al2O3、Fe2O3、MnO、Na2O含量降低。從強鉀化花崗巖帶到絹英巖帶，含量變高的有CaO和燒失量，表明絹英巖化蝕變帶中同時也發(fā)生了碳酸鹽化;絹英巖化過程中含量升高的組分還有Al2O3、K2O、MnO、Na2O，含量相對降低的組分有Fe2O3、MgO、P2O5?；◢弾r中的Ti大多數(shù)賦存于黑云母中，而在各蝕變帶中黑云母礦物含量很少，這和Ti在各蝕變帶均表現(xiàn)為貧化相符合［11］。

表1 招平斷裂帶破頭青斷裂常量元素成分 (%)Table 1 The major element constituents of Potouqing fault in Zhaoping fault zone

3.2 稀土元素分析

稀土元素在巖漿分異及地質作用過程中表現(xiàn)得相對穩(wěn)定，因此已被作為研究巖漿演化和判別成巖成礦物質來源的重要工具［12］。招平斷裂帶破頭青斷裂稀土元素含量及其特征參數(shù)見表2，樣品的稀土元素經(jīng)球粒隕石 (球粒隕石標準值引自Boynton W V，1984)標準化后得出其REE配分曲線 (見圖2)。

表2 招平斷裂帶破頭青斷裂稀土元素含量 (μg/g)及其特征參數(shù)Table 2 The content of REE and characteristic parameters of Potouqing fault in Zhaoping fault zone

圖2 招平斷裂帶破頭青斷裂樣品稀土元素配分曲線圖解Fig.2 Match points curve diagram of REE in samples of Potouqing fault in Zhaoping fault zone

從表2及圖2中可以看出，招平斷裂帶破頭青斷裂樣品的稀土元素具有以下幾個地球化學特征:

①稀土元素總含量很高，為74.40×10-6～129.11×10-6，平均值為91.65×10-6;輕、重稀土總量分別為68.34×10-6～119.12 ×10-6、3.79 ×10-6～8.25 ×10-6，平均值分別為85.24 ×10-6、5.38×10-6，LREE/HREE 比值 11.28 ～17.46，所以輕、重稀土具有較好的分餾。強鉀化花崗巖 (1015-4)中輕、重稀土分餾最大，總體上輕稀土富集，配分曲線右傾。稀土元素的 (La/Yb)N值也反映輕、重稀土的分餾情況，(La/Yb)N值為13.82×10-6～28.10×10-6，也反映了輕、重稀土具有較大的分餾。

②弱鉀化花崗巖、強鉀化花崗巖及絹英巖均有較明顯的Eu負異常，δEu變化范圍為0.31 ～0.68，平均值0.53。Ce在幾種蝕變巖中也呈負異常，δCe值 0.86 ～1.00，平均值為0.92。稀土元素具有較明顯的Eu及Ce異常可能與金礦成礦物理化學條件有關［13］。

③斷裂帶弱蝕變至強蝕變過程中，ΣREE、LREE和HREE均有明顯降低，且相應特征值表現(xiàn)出規(guī)律性的變化。造成上述稀土元素變化的原因可能是斷裂的分異作用使稀土元素遷移而含量降低［14］。

3.3 微量元素分析

含礦地質體中微量元素的含量及其變化是深入認識成礦演化與礦床成因的重要依據(jù)，也是進行成礦預測的基礎［15］。為揭示成礦元素Au及其伴生元素之間的相關性，對招平斷裂帶破頭青斷裂中成礦微量元素進行了相關性分析。招平斷裂破頭青斷裂帶微量元素分析結果見表3，微量元素地球化學相關系數(shù)矩陣見表4。

表3 招平斷裂帶破頭青斷裂微量元素含量 (μg/g)Table 3 Trace element constituents of Potouqing fault in Zhaoping fault zone

在構造斷裂蝕變帶中，絹英巖帶中Au、Ag、Bi、Mo、Pb等元素平均質量分數(shù)均高于鉀化花崗巖帶，這與招平斷裂中礦體的賦存部位相吻合，同時也證明了蝕變與礦化的關系，即蝕變越強，礦化越明顯。從不同元素的相關系數(shù)看:Au與Ag、Bi、Co的相關系數(shù)較高，分別為 0.75、0.61 和0.66。同時 Au 元素與 Ag、Bi、Co、Cu、Mo、Ni、Pb、Zn 等元素具有明顯的正相關關系，說明Au-Ag-Bi-Co-Cu-Mo-Ni-Pb-Zn是金成礦密切相關的指示元素組合。而與As、Sn、W元素呈負相關關系，說明這幾種元素是在金的不同成礦階段富集。

4 結論

招平斷裂帶兩側的圍巖蝕變特別發(fā)育，主要以不同程度的鉀長石化、絹英巖化、碳酸鹽化、硅化和黃鐵礦化為主，靠近主斷面以晚期蝕變礦化 (碳酸鹽化、硅化、絹英巖化、黃鐵礦化)為主，遠離主斷面則以早期蝕變礦化 (鉀長石化)為主。其中鉀長石化、絹英巖化最為發(fā)育，且與金成礦作用密切相關，可作為找礦標志。

表4 招平斷裂帶破頭青斷裂微量元素相關系數(shù)矩陣Table 4 Trace elements correlation matrix of Potouqing fault in Zhaoping fault zone

招平斷裂破頭青斷裂帶不同蝕變強度的蝕變巖中常量元素遷移規(guī)律明顯，說明了蝕變與礦化作用導致常量元素向礦體遷移富集。REE總量很高，輕、重稀土具有較好的分餾，總體上輕稀土富集，配分曲線右傾。Eu、Ce均有較明顯的負異常。從斷裂帶弱蝕變至強蝕變過程中，ΣREE、LREE和HREE均有明顯降低，且相應特征值表現(xiàn)出規(guī)律性的變化。

在構造斷裂蝕變帶中，Au與Ag、Bi、Co的相關系數(shù)較高，且Au元素與Ag、Bi、Co、Cu、Mo、Ni、Pb、Zn等元素具有明顯的正相關關系，說明Au-Ag-Bi-Co-Cu-Mo-Ni-Pb-Zn是金成礦密切相關的指示元素組合。

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