湘中秋旺沖金礦區(qū)脈巖巖石學(xué)與地球化學(xué)特征及其地質(zhì)意義

周 溪，彭建堂，魯玉龍，徐軍偉，謝 帥，謝 青

(1.湖南省有色地質(zhì)勘查局 二總隊(duì)，湖南 湘潭 411102；2.中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院 有色金屬成礦預(yù)測(cè)與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410083；3.中國(guó)科學(xué)院 地球化學(xué)研究所 礦床地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴州 貴陽(yáng) 550002)

湘中地區(qū)以盛產(chǎn)金、銻礦聞名，且在多個(gè)礦區(qū)發(fā)現(xiàn)有脈巖與金、銻礦化相伴生的現(xiàn)象(劉繼順，1996；鮑振襄等，2002；趙軍紅等，2005；魯玉龍等，2017a)，如龍山金銻礦、符竹溪金礦、板溪銻礦、廖家坪金銻鎢礦、包金山金礦等。前人對(duì)湘中地區(qū)部分礦區(qū)中脈巖與金、銻成礦的關(guān)系進(jìn)行過初步探討，并認(rèn)為這些脈巖中長(zhǎng)英質(zhì)脈巖與金、銻礦化存在緊密的時(shí)空和成因聯(lián)系；長(zhǎng)英質(zhì)脈巖主要形成于印支晚期，其侵位時(shí)間大多與成礦時(shí)間相近，它們?yōu)楸緟^(qū)金、銻成礦有的提供重要熱源和成礦流體，有的直接作為成礦母巖，其侵入作用本身就是成礦作用(劉繼順，1996；鮑振襄等，2002；魯玉龍等，2017a)。但總體上對(duì)該區(qū)脈巖研究不多，缺乏系統(tǒng)性的研究，這些脈巖的巖石成因、形成的構(gòu)造環(huán)境等方面的資料仍相當(dāng)少(趙軍紅等，2005；魯玉龍等，2017a)。

秋旺沖金礦區(qū)位于湘中EW向白馬山-紫云山成礦帶東端、紫云山花崗巖體的北東側(cè)。前人在該礦區(qū)及其周邊地區(qū)，對(duì)紫云山巖體及該礦區(qū)西側(cè)的包金山金礦中的脈巖進(jìn)行了少量年代學(xué)和地球化學(xué)研究(劉凱等，2014；魯玉龍等，2017a，2017b)，結(jié)果顯示，紫云山花崗巖體與包金山金礦中的花崗閃長(zhǎng)斑巖脈侵位時(shí)間都在印支晚期，且在包金山金礦區(qū)，花崗閃長(zhǎng)斑巖脈與金成礦時(shí)間相近，空間上相互穿插，為成礦期脈巖(魯玉龍等，2017a)。2015～2016年，筆者項(xiàng)目組在秋旺沖金礦區(qū)開展地質(zhì)填圖、鉆探等地質(zhì)勘查工作時(shí)，新發(fā)現(xiàn)了較多的長(zhǎng)英質(zhì)脈巖(周溪等，2017)(1)周 溪，黃建偉，曾曉霞，等.2017.湖南省湘鄉(xiāng)市秋旺沖礦區(qū)金礦預(yù)查報(bào)告.湖南省有色地質(zhì)勘查局二總隊(duì).，且這些脈巖可能與金成礦有關(guān)，但因發(fā)現(xiàn)較晚，且礦區(qū)地質(zhì)工作程度偏低，目前尚未引起學(xué)者的關(guān)注，其巖石類型和地球化學(xué)特征如何，是否與金成礦關(guān)系密切，均不清楚。因此，本文擬對(duì)該礦區(qū)脈巖進(jìn)行巖石學(xué)和全巖地球化學(xué)研究，并結(jié)合區(qū)域上前人的研究成果，初步探討這些脈巖的成因、形成的構(gòu)造環(huán)境及其與金礦化在空間上的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以期為進(jìn)一步深入認(rèn)識(shí)整個(gè)湘中地區(qū)脈巖的成因及其與金、銻成礦的關(guān)系提供資料。

1 脈巖的分布與巖石學(xué)特征

湘中地區(qū)大地構(gòu)造上處于揚(yáng)子陸塊與華夏陸塊匯聚帶的北側(cè)(圖1)，區(qū)域構(gòu)造較復(fù)雜，整體表現(xiàn)為穹盆構(gòu)造，巖漿活動(dòng)也較頻繁，花崗巖分布非常廣泛(魯玉龍等，2017b)。受構(gòu)造-巖漿活動(dòng)的影響，該地區(qū)形成了豐富的金、銻、鎢、鉛鋅等礦產(chǎn)，是湖南重要的貴金屬、有色金屬成礦區(qū)(劉繼順，1996；趙軍紅等，2005；魯玉龍等，2017b)。秋旺沖金礦區(qū)位于湘中盆地東緣，礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要為新元古界板溪群馬底驛組(Pt3bnm)，為一套淺變質(zhì)巖，主要為砂質(zhì)板巖、含鈣質(zhì)粉砂質(zhì)板巖和變質(zhì)砂巖。區(qū)內(nèi)斷裂較發(fā)育，以EW-NWW向?yàn)橹?，NE向和SN向次之，其中EW-NWW向斷裂構(gòu)造是本區(qū)金礦的容礦構(gòu)造。礦區(qū)西南部為湘中地區(qū)規(guī)模較大的紫云山巖體(圖1)，出露面積達(dá)280 km2，巖性主要為似斑狀花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖、黑云母花崗巖(劉凱等，2014；魯玉龍等，2017b)。礦區(qū)脈巖主要出露在南部靠近紫云山花崗巖體界線約500 m范圍內(nèi)，目前發(fā)現(xiàn)有5條脈巖出露地表，另?yè)?jù)礦區(qū)鉆孔資料反映深部還有多條隱伏脈巖，規(guī)模都不大，以花崗巖脈(Mγ)為主。

該礦區(qū)脈巖較發(fā)育，均為淺色的長(zhǎng)英質(zhì)脈巖，出露于金礦化帶附近的脈巖，大體可分為似斑狀花崗巖、含電氣石花崗巖和文象花崗巖3類(圖2)。這些脈巖的巖石學(xué)特征分述如下：

似斑狀花崗巖，巖石呈灰白色，似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖2a)，斑晶含量一般為10%～20%。主要礦物為石英(35%～40%)、鉀長(zhǎng)石(30%～40%)和斜長(zhǎng)石(An=2～8，鈉長(zhǎng)石，20%～25%)，副礦物有磷灰石、磁鐵礦等，斑晶主要由斜長(zhǎng)石和石英組成。石英為他形粒狀，與長(zhǎng)石互嵌、互為伸入，并交代長(zhǎng)石。鉀長(zhǎng)石以半自形-他形為主，與石英互嵌、互為伸入。斜長(zhǎng)石呈半自形-自形板條狀，弱絹云母化，邊緣常被熔蝕，發(fā)育聚片雙晶(圖2b、2c)。

圖1 湘中秋旺沖金礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Geological sketch map of the Qiuwangchong gold deposit,central Hunan

含電氣石花崗巖，巖石呈灰白色，中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖2d)。主要礦物為石英(30%～35%)、鉀長(zhǎng)石(35%～40%)和斜長(zhǎng)石(An=5～11，鈉長(zhǎng)石-更長(zhǎng)石，15%～20%)，次要礦物為電氣石(5%～10%)、白云母(1%～3%)和少量石榴子石，副礦物有磷灰石、鋯石、磁鐵礦等。石英為他形粒狀，與鉀長(zhǎng)石互嵌、互為伸入，并交代斜長(zhǎng)石。鉀長(zhǎng)石以他形為主，少量具格子雙晶，可見卡氏雙晶，表面泥化顯混濁，與石英互嵌、互為伸入(圖2e、2f)。斜長(zhǎng)石呈半自形-自形板條狀，弱絹云母化，邊緣常被熔蝕，發(fā)育聚片雙晶(圖2e)。電氣石多呈短柱-長(zhǎng)柱狀(圖2e)，偶見楔狀，橫切面呈不規(guī)則狀(圖2f)，橫向裂理發(fā)育，具強(qiáng)的吸收性、多色性，見彩色環(huán)帶，在正交偏光下其干涉色常被掩蓋，總體呈較均勻分散分布在長(zhǎng)石、石英粒間。白云母呈片狀，具鮮艷的干涉色，零散分布，部分碳酸鹽化。石榴子石顆粒極小，呈圓形顆粒分布于石英中，單偏光鏡下無(wú)色，突起較高，正交偏光下全消光。

文象花崗巖，巖石呈灰白-肉紅色，石英在鉀長(zhǎng)石中呈有規(guī)則象形文字產(chǎn)出，構(gòu)成顯微文象結(jié)構(gòu)(圖2h、2i)，塊狀構(gòu)造。主要礦物為鉀長(zhǎng)石(60%～65%)、石英(25%～35%)，次要礦物有斜長(zhǎng)石(An=4～15，鈉長(zhǎng)石-更長(zhǎng)石，3%～5%)，少量黑云母和白云母，副礦物有磷灰石、鋯石、磁鐵礦等。鉀長(zhǎng)石顆粒粗大，具條紋結(jié)構(gòu)，在其中石英呈象形文字狀嵌布，表面泥化混濁狀。石英為它形，呈象形文字狀嵌布在鉀長(zhǎng)石中，在正交偏光鏡下同時(shí)消光。斜長(zhǎng)石呈半自形板條狀，見聚片雙晶發(fā)育，邊緣常被熔蝕呈不規(guī)則狀，見絹云母化。黑云母和白云母分布不均勻，局部位置可見少量；前者呈自形、半自形板狀、片狀，后者呈片狀，具鮮艷的干涉色。

2 樣品及測(cè)試

從秋旺沖金礦區(qū)V14金礦化帶附近發(fā)現(xiàn)的3類脈巖中采集了3組共10個(gè)脈巖樣品(采樣位置見圖1)，來(lái)進(jìn)行巖石地球化學(xué)分析，樣品均采自鉆孔巖芯，新鮮，無(wú)風(fēng)化現(xiàn)象。

主量元素分析采用X射線熒光光譜法(XRF)，在廣州澳實(shí)礦物實(shí)驗(yàn)室完成?？傃趸锓治稣`差為1%～3%。實(shí)驗(yàn)流程為：稱取適量樣品→加入適量硼酸鋰-硝酸鋰高溫熔融成玻璃片→在XRF上用外標(biāo)法測(cè)定氧化物含量。

圖2 秋旺沖金礦區(qū)脈巖手標(biāo)本和顯微照片(礦物縮寫符號(hào)據(jù)沈其韓，2009)Fig.2 Hand specimens and microscopic photographs of felsic dykes in the Qiuwangchong gold deposit (mineral abbreviation after Shen Qihan,2009)a—似斑狀花崗巖手標(biāo)本；b—斜長(zhǎng)石聚片雙晶(+)；c—斜長(zhǎng)石聚片雙晶、它形粒狀石英(+)；d—含電氣石花崗巖手標(biāo)本；e—斜長(zhǎng)石聚片雙晶、短柱狀電氣石(+)；f—電氣石彩色環(huán)帶(+)；g—文象花崗巖手標(biāo)本；h—石英、鉀長(zhǎng)石文象結(jié)構(gòu)(+)；i—石英、鉀長(zhǎng)石文象結(jié)構(gòu) (+)；Pl—斜長(zhǎng)石；Kfs—鉀長(zhǎng)石；Qtz—石英；Tur—電氣石a—hand specimens of porphyritic granite；b—polysynthetic twin of plagioclase (+)；c—polysynthetic twin of plagioclase and xenomorphic granular quartz (+)；d—hand specimens of tourmaline-bearing granite；e—polysynthetic twin of plagioclase and prismatic tourmaline (+)；f—colored band of tourmaline (+)；g—hand specimens of hebraic granite；h—graphic texture formed by quartz and potassium feldspar (+)；i—graphic texture formed by quartz and potassium feldspar (+)；Pl—plagioclase；Kfs—potassium feldspar；Qtz—quartz；Tur—tourmaline

微量元素分析采用電感耦合等離子質(zhì)譜法(ICP-MS)，在貴州同微測(cè)試科技有限公司完成。測(cè)試所使用儀器型號(hào)為德國(guó)熱電(Thermo Fisher)ICP-MS X2，稀釋后的上機(jī)溶液含4個(gè)內(nèi)標(biāo)，原始數(shù)據(jù)用昆士蘭大學(xué)俸月星博士編寫的程序計(jì)算含量，每個(gè)樣品每個(gè)元素均測(cè)試4位，RSD值為0.12%～8.66%。

3 地球化學(xué)特征

3.1 主量元素特征

主量元素測(cè)試分析結(jié)果(表1)顯示，3種長(zhǎng)英質(zhì)脈巖的SiO2含量介于72.45%～84.52%之間(平均為76.88%)，屬酸性-超酸性巖；在全堿-硅(TAS)分類圖解(圖3a)中所有樣品都落到花崗巖區(qū)域。脈巖的Al2O3含量介于8.37%～14.92%之間，均值為12.58%；A/CNK值介于0.94～1.18之間，除一個(gè)樣品略大于1.1外，其它均小于1.1；A/NK值為1.05～1.26，在A/NK-A/CNK圖解中(圖3b)，所有樣品均落入準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)區(qū)域，因此，秋旺沖金礦區(qū)的脈巖應(yīng)為準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)系列。脈巖的全堿(K2O+Na2O)介于5.18%～11.11%之間，均值為8.25%；K2O/Na2O值變化較大，為0.32～3.41。樣品里特曼組合指數(shù) 值為0.65～4.14，大多小于3.3，均值為2.18，總體屬于鈣堿性系列；該區(qū)脈巖在MALI-SiO2(堿鈣指數(shù))圖解(圖4)中也大多落入鈣堿性區(qū)域，與里特曼組合指數(shù)所反映的特征一致。該區(qū)脈巖的分異指數(shù)(DI)普遍高，為93.66～98.12，顯示巖漿分異演化程度高。

表1 秋旺沖金礦區(qū)脈巖主量元素分析結(jié)果 wB/%Table 1 Major element compositions of felsic dykes in the Qiuwangchong gold deposit

圖3 秋旺沖金礦區(qū)脈巖TAS圖解(a,據(jù)Middlemost,1994)和A/NK-A/CNK圖解(b,據(jù)Maniar and Piccoli,1989)Fig.3 TAS diagram (a,after Middlemost,1994) and A/NK-A/CNK diagram (b,after Maniar and Piccoli,1989) of felsic dykes in the Qiuwangchong gold deposit

圖4 秋旺沖金礦區(qū)脈巖MALI-SiO2圖解(據(jù)Frost et al.,2001)Fig.4 MALI-SiO2 diagram of felsic dykes in the Qiuwangchong gold deposit (after Frost et al.,2001)

在主量元素Harker圖解中(圖5)，該區(qū)脈巖SiO2與Al2O3呈明顯負(fù)相關(guān)性，與K2O也存在一定程度的負(fù)相關(guān)，與其他主量元素相關(guān)性不明顯，表明在巖漿結(jié)晶過程中有富鋁、富鉀礦物的結(jié)晶分離(劉凱等，2014)，且在巖漿演化過程中可能存在斜長(zhǎng)石的分餾結(jié)晶作用(趙軍紅等，2005)。脈巖樣品中TiO2、MnO、P2O5含量都很低，部分樣品含量甚至低于0.01%，說(shuō)明可能在脈巖結(jié)晶過程的早中期大部分鈦礦物、磷灰石等礦物就已發(fā)生結(jié)晶分離。脈巖中SiO2含量高而CaO、MgO、Fe2O3含量較低，整體表現(xiàn)出酸度高、相對(duì)貧鈣、貧鎂、貧鐵的特點(diǎn)。3組樣品主量元素之間這些相同的特點(diǎn)，也反映了該礦區(qū)這3種類型的脈巖應(yīng)為同一母巖分異演化形成的。

3.2 微量元素特征

微量元素測(cè)試分析結(jié)果見表2。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖中(圖6a)，10件樣品微量元素配分型式基本一致，有2個(gè)樣品略有差異(富鉀，與主量元素特征一致)，均屬于右傾型。3種脈巖樣品都具有較高的Rb含量及Rb/Sr值，強(qiáng)不相容元素Rb高度富集，表明巖漿分異作用進(jìn)行得比較充分(王永磊等，2007；尹光候等，2010)，花崗巖在形成過程中經(jīng)歷了較高程度的演化。巖石中強(qiáng)烈虧損Ba、Sr、P、Ti元素，呈明顯的V型谷，其中P、Ti元素虧損說(shuō)明在巖漿分異過程中可能存在磷灰石和鈦鐵礦的分離結(jié)晶作用，Ba、Sr元素虧損可能是與斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶作用有關(guān)(趙軍紅等，2005)，Sr的負(fù)異常可能還與巖漿分異或巖漿中鈣含量偏低有關(guān)。巖石中富集Rb、K等大離子親石元素(LILE)，Th、U、Ce、Nd、Zr、Hf這些高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)也都表現(xiàn)出一定程度的富集。該區(qū)脈巖的巖石微量元素正負(fù)異常(峰、谷)都比較突出，反映了其較強(qiáng)的分異演化特點(diǎn)(張利軍，2015)。

該區(qū)脈巖的K/Rb、Zr/Hf、Nb/Ta值均較小，暗示其巖漿分異演化過程中有流體的參與(Shaw，1968)，并發(fā)生了殼、幔之間流體和熔體的相互作用，同時(shí)說(shuō)明本區(qū)長(zhǎng)英質(zhì)脈巖的巖漿分異演化程度相對(duì)較高(Irber,1999；劉朕語(yǔ)，2018)。其微量元素特征與紫云山巖體相比，相對(duì)富集或虧損的元素基本相同，曲線分布型式大體相似，但K/Rb、Nb/Ta值都明顯降低(劉凱等，2014；魯玉龍等，2017b)，具有更高的演化程度。

3.3 稀土元素特征

稀土元素測(cè)試分析結(jié)果(表2)顯示，該區(qū)脈巖的稀土元素總量相當(dāng)?shù)停橛?0.4×10-6～94.8×10-6之間，均值為51.1×10-6。在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分型式圖(圖6b)中，所有樣品的稀土元素配分型式基本相同，類似海鷗型，說(shuō)明秋旺沖礦區(qū)3種脈巖的巖漿應(yīng)是由同一母巖漿演化而來(lái)(張舒等，2009)；輕稀土元素較為平坦，重稀土元素趨勢(shì)總體平坦略微左傾，且輕、重稀土元素分餾都不明顯。輕稀土元素總量為4.2×10-6～29.9×10-6，均值11.5×10-6，重稀土元素總量為6.2×10-6～83.0×10-6，均值39.6×10-6；輕、重稀土元素比值為0.14～0.85(平均為0.35)，(La/Yb)N值介于0.17～1.04間，大多小于1.0，表明重稀土元素相對(duì)較富集，而輕稀土元素相對(duì)虧損。

脈巖δEu值為0.01～0.15，均值為0.07，強(qiáng)烈虧損Eu，稀土元素配分型式圖上呈明顯V型谷，說(shuō)明巖漿演化過程中有大量的斜長(zhǎng)石分離結(jié)晶，暗示該區(qū)脈巖的巖漿經(jīng)歷了強(qiáng)烈結(jié)晶分異作用，分異演化程度很高，這與其主量、微量元素所反映的地球化學(xué)特征相吻合；Ce異常不明顯，δ Ce值大都在1.0附近。與鄰近的紫云山巖體相比，該區(qū)脈巖的LREE及LREE/HREE明顯降低(劉凱等，2014；張利軍，2015；魯玉龍等，2017b)，應(yīng)是巖漿分異作用進(jìn)行得更加充分。

圖5 秋旺沖金礦區(qū)脈巖Harker圖解Fig.5 Harker diagrams of felsic dykes in the Qiuwangchong gold deposit

4 討論

4.1 脈巖成因類型的探討

花崗巖分類方案有多種，其中I、S、M、A分類方案較為常用。前述已對(duì)秋旺沖金礦區(qū)脈巖做了巖石學(xué)與地球化學(xué)特征分析，其主量元素具有富Si、Na、K而貧Al、Ca、Mg的特點(diǎn)；微量元素具有富集Rb、Th、U、Ce、Nd、Zr、Hf而虧損Ba、Sr、P、Ti的特點(diǎn)；全堿(K2O+Na2O)含量較高，里特曼指數(shù)大多小于3.3，總體屬于鈣堿性花崗巖；礦區(qū)脈巖的A/CNK值大多小于1.1，絕大部分樣品落入準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)區(qū)域(圖3b)，總體上具有I型花崗巖的特征(Chappell,1999)，與紫云山巖體基本一致(劉凱等，2014；魯玉龍等，2017b)。在Y-Ga/Al及Zr-Ga/Al判別圖解(圖7a、7b)中，該區(qū)脈巖的樣品主要落入I &S型花崗區(qū)域，只有個(gè)別樣品落入A型花崗巖范圍；在Ce-SiO2判別圖解(圖7c)中，所有樣品點(diǎn)均落入I型花崗巖范圍；在(K2O+Na2O)/CaO- (Zr+Nb+Ce+Y)判別圖解(圖7d)中，樣品點(diǎn)則主要落入高分異I型花崗區(qū)域，表明本區(qū)脈巖可能兼具I型和A型花崗巖的部分特征。但礦區(qū)脈巖中并未見有堿性暗色礦物，且10 000 Ga/Al值介于1.44～2.73之間，除一個(gè)樣品值略大于2.6外，其它均小于2.6，故該區(qū)脈巖不應(yīng)是A型花崗巖，其部分與A型花崗巖相似的特征，很可能是脈巖巖漿高度分異(圖8)所致因此，根據(jù)秋旺沖金礦區(qū)脈巖的地質(zhì)和地球化學(xué)特征以及成因類型判別研究可知，該區(qū)花崗巖脈應(yīng)屬于高分異的Ⅰ型花崗巖，應(yīng)是其母巖紫云山花崗巖體進(jìn)一步高度分異演化的產(chǎn)物。

表2 秋旺沖金礦區(qū)脈巖微量及稀土元素分析結(jié)果 wB/10-6Table 2 Trace element and REE compositions of felsic dykes in the Qiuwangchong gold deposit

圖6 秋旺沖金礦區(qū)脈巖微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(a)和稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分型式圖(b)(原始地幔和球粒隕石數(shù)據(jù)據(jù)Sun and McDonough,1989)Fig.6 Spidergrams of the primitive mantle-normalized trace elements (a) and chondrite-normalized REE patterns (b) of felsic dykes in the Qiuwangchong gold deposit (primitive mantle-normalized values and chondrite-normalized values after Sun and McDon- ough,1989)

圖7 秋旺沖金礦區(qū)脈巖Y-Ga/Al、Zr-Ga/Al、Ce-SiO2和(K2O+Na2O)/CaO-(Zr+Nb+Ce+Y)成因類型判別圖解(a、b 據(jù)Whalen et al.,1987；c 據(jù)Collins et al.,1982；d 據(jù)Eby,1992)Fig.7 Y-Ga/Al,Zr-Ga/Al,Ce-SiO2 and (K2O+Na2O)/CaO-(Zr+Nb+Ce+Y) genetic discrimination diagrams of felsic dykes in the Qiuwangchong gold deposit (a,b after Whalen et al.,1987;c after Collins et al.,1982;d after Eby,1992)

圖8 秋旺沖金礦區(qū)脈巖Rb-Ba-Sr三元圖解(據(jù)謝磊等，2013)Fig.8 Rb-Ba-Sr diagrams of the felsic dykes in the Qiuwangchong gold deposit (after Xie Lei et al.,2013)

4.2 脈巖形成的構(gòu)造環(huán)境探討

秋旺沖金礦區(qū)脈巖大都出露在距紫云山花崗巖體500 m的范圍內(nèi)，因而對(duì)其形成的構(gòu)造環(huán)境的探討應(yīng)與紫云山巖體相結(jié)合。以往的研究顯示，紫云山巖體屬于華南印支晚期(鋯石U-Pb SIMS年齡為227～222 Ma)花崗巖，為碰撞晚期或碰撞后構(gòu)造背景的產(chǎn)物(劉凱等，2014；魯玉龍等，2017b)。

在微量元素Nb-Y、Rb-(Yb+Ta)構(gòu)造環(huán)境判別圖解(圖9a、9b)中，所有樣品點(diǎn)均落入同碰撞花崗巖(Syn-COLG)或火山弧花崗巖(VAG)區(qū)域內(nèi)；在Rb-(Y+Nb)判別圖解(圖9c)中，樣品點(diǎn)主要落入碰撞后花崗巖(Post-collision)區(qū)域內(nèi)。在TFeO/(TFeO+MgO)-SiO2判別圖解(圖9d)中，礦區(qū)脈巖樣品點(diǎn)主要落入造山后花崗巖(POG)區(qū)域。上述構(gòu)造環(huán)境判別圖解表明，秋旺沖礦區(qū)脈巖的總體上屬于碰撞后花崗巖，同時(shí)也與造山作用有關(guān)。

華南陸塊位于秦嶺-大別山和Song Ma兩條印支期縫合帶之間，而本區(qū)在大地構(gòu)造上則位于華南陸塊內(nèi)部的揚(yáng)子陸塊與華夏陸塊的拼合的邊緣薄弱地帶(圖1)。在印支運(yùn)動(dòng)中，印支陸塊與華南陸塊南緣發(fā)生碰撞拼合，所產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力由南向北傳遞(劉凱等，2014)，華南陸塊內(nèi)部的薄弱地帶隨之發(fā)生地殼加厚而產(chǎn)生造山作用(劉凱等，2014；張利軍，2015)，并由此伴隨著強(qiáng)烈的構(gòu)造-巖漿作用，而該區(qū)脈巖很可能就形成于此時(shí)的造山后伸展環(huán)境中。

4.3 脈巖與金礦化的關(guān)系

在秋旺沖金礦區(qū)，已發(fā)現(xiàn)的金礦(化)體主要賦存于EW-NWW向的斷裂構(gòu)造中(圖1)，在該組斷裂構(gòu)造中，附近有脈巖密集發(fā)育并在空間上與之相互穿插的地段也是金礦化較強(qiáng)之處(V14中段)。礦區(qū)地質(zhì)勘查資料顯示，本文所研究的3類脈巖其鉆孔原生暈數(shù)據(jù)中Au含量為4.5×10-9～14.7×10-9(石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定)(周溪等，2017)(2)周 溪，黃建偉，曾曉霞，等.2017.湖南省湘鄉(xiāng)市秋旺沖礦區(qū)金礦預(yù)查報(bào)告.湖南省有色地質(zhì)勘查局二總隊(duì).，是中國(guó)陸殼Au豐度(2.25×10-9)(黎彤，1994)的2.0～6.5倍；鉆孔一般巖礦分析數(shù)據(jù)中脈巖的Au含量為0.03×10-6～0.20×10-6(泡沫塑料富集火焰法測(cè)定)(周溪等，2017)(3)周 溪，黃建偉，曾曉霞，等.2017.湖南省湘鄉(xiāng)市秋旺沖礦區(qū)金礦預(yù)查報(bào)告.湖南省有色地質(zhì)勘查局二總隊(duì).，且這兩種方法測(cè)定的數(shù)據(jù)都顯示，越靠近金礦(化)體的脈巖其金含量越高，在空間上與金礦(化)體相互穿插的脈巖本身就是弱金礦化體?？傊?，該區(qū)脈巖在空間上與金礦化存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)研究金礦的成因及下一步的找礦勘查，均具有一定指示意義。

秋旺沖金礦區(qū)鄰近的包金山金礦區(qū)，長(zhǎng)英質(zhì)的脈巖也相當(dāng)發(fā)育，且礦體與脈巖存在相互切穿關(guān)系，脈巖與金成礦關(guān)系密切(魯玉龍等，2017a)。最近的定年結(jié)果亦顯示，包金山金礦形成于印支期，其成礦年齡與長(zhǎng)英質(zhì)脈巖及紫云山巖體的侵位年齡相當(dāng)吻合(魯玉龍等，2017a，2017b)。因此，可以推斷，包括秋旺沖、包金山等礦區(qū)在內(nèi)的湘中地區(qū)的長(zhǎng)英質(zhì)脈巖，在成因上，與該區(qū)的金成礦也應(yīng)存在密切聯(lián)系。

5 結(jié)論

(1) 秋旺沖金礦區(qū)脈巖巖性主要有似斑狀花崗巖、含電氣石花崗巖和文象花崗巖，都為淺色長(zhǎng)英質(zhì)脈巖。

(2) 該區(qū)脈巖為準(zhǔn)鋁-弱過鋁質(zhì)、鈣堿性花崗巖；富硅、富堿，富集Rb、Th、U、K 、Ce、Nd、Zr和Hf元素，強(qiáng)虧損Ba、Sr、P和Ti元素；稀土元素總量低，輕重稀土元素分餾均不明顯，重稀土元素相對(duì)較富集，Eu負(fù)異常極為明顯；分異指數(shù)高，顯示巖漿分異演化程度高。

(3) 該區(qū)脈巖成因類型屬于高分異的Ⅰ型花崗巖，應(yīng)是其母巖紫云山花崗巖體進(jìn)一步高度分異結(jié)晶的產(chǎn)物。

圖9 秋旺沖金礦區(qū)脈巖的構(gòu)造環(huán)境判別圖解(a、b 據(jù)Pearce et al.,1984；c 據(jù)Pearce,1996；d 據(jù)Maniar and Piccoli,1989)Fig.9 Tectonic discrimination diagram of felsic dykes in the Qiuwangchong gold deposit (a,b after Pearce et al.,1984;c after Pearce,1996;d after Maniar and Piccoli,1989)ORG—洋中脊花崗巖；WPG—板內(nèi)花崗巖；VAG—火山弧花崗巖；Syn-COLG—同碰撞花崗巖；Post-collision—碰撞后花崗巖；IAG—島弧花崗巖；CAG—大陸弧花崗巖；CCG—大陸碰撞帶花崗巖；POG—造山后花崗巖;RRG—裂谷花崗巖；CEUG—大陸造陸隆起花崗巖ORG—ocean ridge granites；WPG—within plate granites；VAG—volcanic arc granites；Syn-COLG—syn-collision granites；Post-collision—post-collision granites；IAG—island arc granites；CAG—continental arc granites；CCG—continental collision granites；POG—post orogeny granites；RRG—related granites;CEUG—continental epeirogenic uplift granites

(4) 該區(qū)脈巖是在碰撞造山后伸展構(gòu)造環(huán)境中形成的，屬于碰撞后花崗巖。

(5) 該區(qū)脈巖與金礦化存在空間對(duì)應(yīng)關(guān)系，在成因上也可能關(guān)系密切，這些脈巖對(duì)金礦床的成因及找礦勘查均有一定的指示意義。

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