大场金矿热液锆石特征研究

魏安军,边 飞,马 晔 宋子升,王海桐 王 军，张 站，王高强

(大陆动力学国家重点实验室，西北大学地质学系，陕西 西安 710069) (中石油长庆油田分公司第三采油厂，宁夏 银川 750000)

大场金矿热液锆石特征研究

魏安军,边 飞,马 晔 宋子升,王海桐 王 军，张 站，王高强

(大陆动力学国家重点实验室，西北大学地质学系，陕西 西安 710069) (中石油长庆油田分公司第三采油厂，宁夏 银川 750000)

大场金矿位于北巴颜喀拉造山带中段，其成矿作用与热液活动有密切关系。大场金矿含金石英脉中的锆石可分为岩浆锆石和热液锆石2大类。准确的区别出不同成因的锆石对进一步准确确定该矿床的成矿年龄的研究具有重要的意义。通过在扫描电镜下2类锆石的阴极发光图像特征对比以及锆石微区测试的微量元素特征进行对比，在阴极发光图像下热液锆石形态呈局部溶蚀状，无环带或弱环带，呈半透明到不透明；岩浆锆石阴极发光显示较强的发光性和清晰的环带，阴极发光图像为灰色、灰黑色。岩浆锆石的稀土表现为轻稀土亏损，重稀土强烈富集型。稀土配分曲线为左倾式，具有较高的Ce正异常和适度的Eu负异常。热液锆石相对岩浆锆石富集轻稀土，其稀土配分模式比较平坦，轻重稀土分异强度较岩浆锆石弱。Th/U比值以及Th和U含量明显高且变化范围很大。具有弱的Ce正异常，适度Eu负异常。

大场金矿;热液锆石;岩浆锆石特征

北巴颜喀拉造山带是青海重要的贵金属成矿带,其中大场金矿是近年来发现的一个超大型金矿。矿床赋存于三叠纪巴颜喀拉山群浅变质浊积岩系中，其中矿石中含大量的石英细脉为其最明显的特征，且认为硅质来源于热液作用。对于矿区的成矿时代已有学者做过相关方面的研究。用含绢云母石英脉Ar-Ar法测得成矿年龄为(218.6 ±3.2)Ma［1］，用含黄铁矿、方铅矿、具孔雀石化的石英脉Pb-Pb法测得成矿年龄为187Ma［2］。近年来锆石定年的准确性已得到公认，尤其是通过热液锆石定年能很好地确定热液作用相关的矿床的成矿年龄，而解决这一问题的关键就在能够准确识别不同成因类型的锆石。为此，笔者对大场金矿热液锆石特征进行了研究。

1 区域地质概括

大场金(锑)矿床发现于20世纪90年代，位于东昆仑东段中南部。在大地构造环境上属于东昆仑南部北巴颜喀拉造山带内，与甘德-玛多断裂带相邻。区内构造演化历史最早始于海西期，区内三叠纪浊积岩盆地基底是由海西期形成的上二叠统马尔争组(P2m)火山岩、碳酸岩夹碎屑岩地层构成的；印支期形成的三叠纪浊积岩盆地为区内主体地层，盆地中有大面积的巴颜喀拉山群砂岩、板岩沉积地层［3］。矿区主体构造为北西-南东向，玛多-甘德深大断裂在矿区北东部通过，受其影响，两侧地层中次级羽毛状断裂构造及褶皱构造比较发育。主断裂以及由其衍生的次级断裂走向为北西-南东，为脆韧性逆断裂，走向110～290°，多倾向南西，倾角40～60°，是矿区主要的控矿构造。含矿破碎蚀变带宽1～20m，在走向和倾向上表现为舒缓波状，构造带内碎裂岩化粉砂质板岩、碎裂岩化泥质板岩、碎裂岩、断层泥等发育，并分布有大量石英，呈透镜状、细脉状及网脉状，破碎程度从断裂中心向两侧逐渐减弱。金矿化出现在具较强硅化、黄铁矿化和毒砂矿化部位。矿区内的北东-南西向平移断层，属成矿后断裂，对矿体起破坏作用。

2 大场金矿热液锆石特征识别

2.1锆石形态及阴极发光图像特征

大场金矿含矿石英脉中的锆石分热液锆石和岩浆锆石。

1)岩浆锆石 根据阴极发光图像显示，岩浆锆石大多粒径在60～100μm。所有岩浆锆石均可见岩浆振荡环带，其中未被热液改造的岩浆锆石的环带清晰，棱角分明，阴极发光图像亮度比较大。大多数岩浆锆石虽环带依旧可见但不太清晰，阴极发光强度较弱，阴极发光图像呈灰白色、灰色，极个别为暗灰色，这些锆石应是受热液作用影响并遭受了较低程度热液改造的岩浆锆石。从阴极发光图像特征来看，大场金矿中的岩浆锆石都经历一定的热液改造，但改造程度并不深，依然表现出岩浆锆石的特征。

2)热液锆石 该地区的热液锆石在形成年代上与岩浆锆石有明显的区别。热液锆石仅个别为完整的颗粒，多数为锆石碎片，颗粒大小多在100μm以内，颜色为米黄色或黄褐色，半透明至不透明。根据阴极发光图像特征及锆石形态将其分为3组：第1组为一颗粒度较小的晶形良好的暗黑色无岩浆环带锆石；第2组锆石由具发光有环带的核部和暗黑色不发光的边部组成，晶棱较锋锐；第3组锆石磨圆度较高，无岩浆振荡环带，有的整体不发光呈黑色，有的则具不规则的不发光区域和发光的亮色区域。该部分锆石阴极发光图像具典型热液锆石特点［4-7］。

2.2微量元素特征

1)岩浆锆石 ①稀土含量。岩浆锆石所有测点的稀土含量在(225～5034)×10-6之间，大多数锆石的稀土含量在2000×10-6以内，其中3个点稀土含量在(2857～3180)×10-6，整体反映稀土含量较高的特征。轻稀土含量总体较低，重稀土含量总体相对较高(所有测试点重稀土平均含量为1186×10-6)。轻/重稀土比值范围为0.004～0.131，大多数均小于0.077，平均值为0.045；(Ce/Yb)N的比值范围为0.001～0.067，大部分测试点的(Ce/Yb)N均在0.22以内，(Ce/Yb)N的平均值为0.017，表现出轻稀土亏损，重稀土强烈富集的特征。(Sm/La)N比值范围为1～435，平均值为52，具有较高(Sm/La)N比值，表明其稀土配分曲线特征为左倾式。(Lu /Gd)N的比值范围为6.2～62.9，平均值为27.75，具较高的(Lu/Gd)N比值，指示其球粒陨石标准化配分曲线具有陡立的重稀土富集模型。稀土含量从La至Lu之间急速增加，稀土配分曲线呈明显的左倾式，具典型的岩浆锆石特征(见图1)，并且整体具有较高的Ce正异常和适度的Eu负异常。②Th/U比值以及Th和U含量。Th 的含量在(23.8～834)×10-6，平均为231.2×10-6；U的含量为(52.5～2299)×10-6，平均504.8×10-6，表现出较高的Th、U含量，并且Th/U比值大于0.1，比值分布在0.121～0.85，集中分布在0.35～0.7，平均值0.515，表明这些锆石并不是变质锆石而是岩浆锆石［8］。

图1 热液锆石与非热液锆石稀土配分图

2)热液锆石 ①稀土含量。热液锆石的稀土含量在(1132～5094)×10-6，平均值含量2769×10-6，稀土含量是石英脉中非热液锆石的1～2倍。稀土球粒陨石标准化配分曲线位于岩浆锆石曲线之上(见图1)。轻稀土含量在(215～1088)×10-6之间，平均含量为478×10-6，轻/重稀土比值为0.085～0.449，平均比值为0.209。热液锆石中稀土含量几乎高出石英脉中岩浆锆石中稀土含量一个数量级，轻/重稀土比值约是岩浆锆石中轻/重稀土比值的3～5倍，说明热液锆石相对岩浆锆石强烈富集轻稀土。La的含量为(16.05～280.7)×10-6，平均含量79.36×10-6，高出岩浆锆石几十倍甚至百倍。(Sm/La)N的比值为0.55～1.64，平均0.99，(Lu/Gd)N的比值为9.24～37.9，平均为19.6，(Sm/La)N比值比前述岩浆锆石小10倍以上，而(Lu/Gd)N比值则比岩浆锆石小1.5～2倍，表明热液锆石与岩浆锆石相比，其稀土球粒陨石配分曲线的倾斜度远小于前者，其稀土分配模式比较平坦，轻重稀土分异强度较岩浆锆石弱(见图1)。②Th/U比值以及Th和U含量。热液锆石的Th/U比值以及Th和U含量明显高与石英脉中的岩浆锆石，并且变化范围很大，U含量最高可达2222×10-6，多数集中在(869～1500)×10-6，平均含量为1427×10-6；Th含量可达2005×10-6，主要集中在(743～1088)×10-6，平均值为1091×10-6；Th/U比值在0.383～1.241，平均值为0.8。Nd、Ta元素含量是石英脉中非热液锆石的数十倍。δCe在1.22～1.77，平均值为1.49，其与岩浆锆石相比小20～30倍，具热液锆石的特点［9］；δEu在0.175～0.659，平均值为0.334，表现出弱的Ce正异常和适度Eu负异常。可见该热液锆石与前述岩浆锆石非同一期热流体中形成，而是形成于完全不同的流体环境中。

2.3不同成因锆石［w(Sm)/w(La)］N-w(La)及δ(Ce)-［w(Sm)/w(La)］N相关图解

热液锆石与岩浆锆石的［w(Sm)/w(La)］N-w(La)和［w(Ce)/w(Ce*)］-［w(Sm)/w(La)］N图解如图2所示。从图2可以看出，热液锆石的11个测试点均落在热液锆石区。而岩浆锆石的36个测试点中，有的落在岩浆锆石区，有的落在两者的过渡区，其中落在岩浆锆石区的应为岩浆振荡环带清晰、未受热液改造的岩浆锆石；落入过渡区的则是环带不太清晰、遭受轻度热液改造的岩浆锆石。此外，热液锆石具有低的(Sm/La)N比值，弱的Ce正异常，同时热液锆石中La含量远大于岩浆锆石及发生轻微改造的岩浆锆石中的La含量。

图2 不同成因锆石［w(Sm)/w(La)］N-w(La)及δ(Ce)-［w(Sm)/w(La)］N相关图解

3 结 论

1)阴极发光图像下，热液锆石形态呈局部溶蚀状，无环带或弱环带，呈半透明到不透明；岩浆锆石阴极发光显示较强的发光性和清晰的环带，阴极发光图像为灰色、灰黑色。

2)岩浆锆石的稀土表现为轻稀土亏损，重稀土强烈富集型。稀土配分曲线为左倾式，具有较高的Ce正异常和适度的Eu负异常。热液锆石相对岩浆锆石富集轻稀土，其稀土配分模式比较平坦，轻重稀土分异强度较岩浆锆石弱，其Th/U比值以及Th和U含量明显高且变化范围很大，且表现出弱的Ce正异常和适度Eu负异常。

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10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.07.013

P616.5

A

1673-1409(2012)07-N038-03

2012-04-16

魏安军(1988-)，男，2011年大学毕业，硕士生，现主要从事矿床学和矿床地球化学方面的研究工作。

［编辑］ 李启栋