王傲雷， 劉興平

(1.長(zhǎng)安大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710054； 2.湖北省地質(zhì)局 第六地質(zhì)大隊(duì),湖北 孝感 432000)

大別山南部蘄春太陽(yáng)腦巖體地質(zhì)特征

王傲雷1， 劉興平2

(1.長(zhǎng)安大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710054； 2.湖北省地質(zhì)局 第六地質(zhì)大隊(duì),湖北 孝感 432000)

大別山南部蘄春太陽(yáng)腦巖體在化學(xué)組成上以富硅、富鋁為特征，屬亞堿性的堿鈣性系列，類(lèi)似于S型花崗巖。其產(chǎn)出的構(gòu)造背景為火山弧，屬于地殼熔融—同碰撞S型花崗巖，可能形成于加里東末期，揚(yáng)子板塊與華北板塊碰撞，邊緣海閉合階段。通過(guò)巖體和含金石英脈之間稀土、微量元素對(duì)比，討論巖體與穿插其中的含金石英脈的關(guān)系，認(rèn)為形成含金石英脈部分礦物質(zhì)源于黑云二長(zhǎng)花崗巖，特別是韌性構(gòu)造發(fā)育、蝕變強(qiáng)烈的地段，巖體中穿插的石英脈含金量較高。

太陽(yáng)腦巖體；片麻狀黑云二長(zhǎng)花崗巖；巖石地球化學(xué)；含金石英脈

蘄春一帶地處華北地塊與揚(yáng)子地塊之間復(fù)合碰撞帶(桐柏—大別造山帶)的南緣。區(qū)域出露地層主要為前寒武系變質(zhì)巖系，斷裂構(gòu)造、韌性—脆性剪切構(gòu)造發(fā)育，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈。區(qū)域上巖體中發(fā)育大量石英脈，局部形成金礦床(石人寨金礦)。前人對(duì)前寒武系大量的花崗質(zhì)片麻巖(大別山巖群)和燕山期花崗巖進(jìn)行了研究，但是對(duì)大別山南部蘄春太陽(yáng)腦一帶的片麻狀花崗巖的研究工作較少。本文對(duì)蘄春一帶太陽(yáng)腦巖體進(jìn)行了初步研究，論述其地質(zhì)特征和形成的大地構(gòu)造環(huán)境；通過(guò)稀土和微量元素的對(duì)比分析，討論巖體與含金石英脈形成的物質(zhì)來(lái)源關(guān)系。

1 地質(zhì)背景和巖相學(xué)特征

大別山南部蘄春太陽(yáng)腦巖體1∶5萬(wàn)劉河幅區(qū)調(diào)劃歸為太平寨超單元的太陽(yáng)腦單元(O1βηγ)，為一套片麻狀黑云二長(zhǎng)花崗巖，向西延至浠水一帶，大地構(gòu)造位置處于郯廬斷裂與襄樊—廣濟(jì)斷裂所組成的三角地帶，出露面積約60 km2(圖1)。李石等對(duì)太陽(yáng)腦單元的研究認(rèn)為，其形成時(shí)間為515 Ma[1],屬早奧陶世。巖體大部分與大別山巖群呈構(gòu)造接觸關(guān)系，局部不整合于前寒武系變質(zhì)巖系之上。

太陽(yáng)腦巖體巖石具有中細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)(圖2-A,圖2-C )，組成巖石的主要礦物有鉀長(zhǎng)石(30%～38%)、斜長(zhǎng)石(20%～25%)及石英(33%～36%)、絹云母(0.5%～2%)和黑云母(0.5%～1%)等。斜長(zhǎng)石為半自形板柱狀，粒徑主要在0.5～1.0 mm，晶體內(nèi)有較多的絹云母和少量的綠簾石蝕變礦物，少數(shù)晶體可見(jiàn)細(xì)密的鈉長(zhǎng)雙晶及在晶體邊緣出現(xiàn)不完整的鈉長(zhǎng)石凈邊。石英為他形粒狀，粒徑主要在0.2～1.0 mm，個(gè)別晶體粒徑稍大。鉀長(zhǎng)石亦主要為他形粒狀，粒徑在0.6～2.0 mm，但有的為細(xì)粒狀集合體，具顯微條紋構(gòu)造。副礦物主要有鋯石、磁鐵礦等，實(shí)際礦物定名為片麻狀黑云二長(zhǎng)花崗巖。

該巖體遭受了強(qiáng)烈的韌—脆性變形，巖石普遍發(fā)育片麻理(圖2-B)，走向290°～300°，傾向20°～30°，傾角19°～52°，其中多數(shù)在30°左右，具明顯的碎裂—糜棱結(jié)構(gòu)，伴隨有片麻狀構(gòu)造或流狀構(gòu)造，巖石定名為片麻狀黑云二長(zhǎng)花崗巖或二長(zhǎng)花崗質(zhì)初糜棱巖。其中二長(zhǎng)花崗質(zhì)初糜棱巖主要礦物有微斜條紋長(zhǎng)石(36%)，更長(zhǎng)石(28%)，石英(30%)，白云母(5%)，磷灰石(0.3%)，黑云母(0.3%)，磁鐵礦(0.4%)。碎基為長(zhǎng)英質(zhì)和少量的云母，占30%左右的，粒徑<0.01～0.1 mm，具定向分布，云母呈細(xì)鱗片狀集合體，晶體大小在0.02～0.1 mm，集合體具定向分布。碎斑為長(zhǎng)石、石英，粒徑在0.2～2.0 mm，較大碎斑邊緣具碎粒化，內(nèi)部具裂隙，見(jiàn)在一鉀長(zhǎng)石碎斑內(nèi)包有斜長(zhǎng)石(具二長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn))(圖2-D)，斜長(zhǎng)石具裂隙，鈉長(zhǎng)雙晶具變形。偶見(jiàn)鋯石，自形小柱狀，粒徑0.01 mm×0.03 mm，包于鉀長(zhǎng)石內(nèi)。巖體見(jiàn)硅化、鉀化、黃鐵礦化、綠泥石化和絹云母化等蝕變。

圖1 太陽(yáng)腦地區(qū)巖體分布地質(zhì)略圖Fig.1 Schematic geological map of distribution of rock mass in Taiyangnao area1.第四系;2.武當(dāng)巖群;3.紅安巖群;4.大別山巖群;5.早白堊世黑云二長(zhǎng)花崗巖;6.早奧陶世片麻狀黑云二長(zhǎng)花崗巖;7.寒武紀(jì)閃長(zhǎng)巖;8.寒武紀(jì)石英閃長(zhǎng)巖；9.寒武紀(jì)輝長(zhǎng)巖;10.寒武紀(jì)角閃巖;11.中元古代片麻狀黑云二長(zhǎng)花崗巖;12.中元古代片麻狀斑狀黑云二長(zhǎng)花崗巖;13.晚太古代—早元古代超基性巖;14.晚太古代—早元古代花崗閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖;15.晚太古代—早元古代二長(zhǎng)花崗質(zhì)片麻巖;16.石英脈;17.花崗巖脈;18.正長(zhǎng)斑巖脈;19.基性巖脈;20.金礦床點(diǎn);21.銀礦床點(diǎn);22.滑石礦床點(diǎn);23.斷層;24.推覆斷層;25.采樣位置及編號(hào)。

2 巖石地球化學(xué)特征

太陽(yáng)腦巖體全巖樣品的主量和微量元素分析結(jié)果見(jiàn)表1。在TAS分類(lèi)圖解[2]上(圖3-A)，所有樣品都落入花崗巖范圍內(nèi)。整體而言，巖石的SiO2含量較高(75.19%～76.35%)，具有較低的MgO(0.16%～0.32%)、TiO2(0.11%～0.17%)、P2O5(0.022%～0.028%)含量。SiO2與TiO2、MgO、P2O5和FeO呈明顯負(fù)相關(guān)性。富堿(K2O+Na2O,7.38%～8.5%)，K2O和Na2O無(wú)明顯相關(guān)性，大多數(shù)樣品K2O含量略高于Na2O(K2O/Na2O=0.32～1.46)。在SiO2-(K2O+Na2O-CaO )圖解[3]中(圖3-B)，樣品點(diǎn)大部分落入亞堿性的堿鈣性系列范圍內(nèi)。巖石的Al2O3含量較高(12.89%～13.37%)，A/CNK為1.107～1.134，平均1.122>1.1，為弱過(guò)鋁質(zhì)(圖3-C,A/NK-A/CNK圖解[4])。A/CNK-ZNCY(Zr+Nb+Ce+Y)圖解[5](圖3-D)表明，所有的樣品有較高的A/CNK和較低的ZNCY值，均落在S型花崗巖區(qū)。

表1 太陽(yáng)腦巖體主量元素?cái)?shù)據(jù)表Table 1 Data sheet of major element of Taiyangnao rock mass 單位：%

測(cè)試單位：湖北省地礦局鄂東北實(shí)驗(yàn)室。

圖2 黑云二長(zhǎng)花崗巖野外(A,B)及鏡下(C,D,正交偏光d=4.0 mm )巖相圖Fig.2 Lithofacies map of biotite adamellite in field or under microscope

分析太陽(yáng)腦巖體的稀土、微量數(shù)據(jù)元素(見(jiàn)表2)可知，稀土總量變化不大(∑REE=(163.82×10-6～223.94×10-6)，輕稀土較重稀土相對(duì)富集，∑LREE/∑HREE為3.96～7.78(平均為5.50)，(La/Yb)N=15.26～40.20，平均為25.73 ，輕重稀土分餾程度較強(qiáng)。(La/Sm)N=8.49～12.15，(Gd/Yb)N=2.23～4.10，說(shuō)明輕稀土較重稀土分異明顯。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的稀土元素配分圖解上(圖4-A)，總體呈右傾型式，左陡右緩。Eu異常變化較小，δEu=0.08～0.22，表現(xiàn)明顯的Eu負(fù)異常，表明源區(qū)繼承了原巖特征，源巖物質(zhì)大多為前寒武紀(jì)的中基性火山巖和太古代變質(zhì)巖[6]，且源區(qū)殘留相中富含斜長(zhǎng)石，并且?guī)r漿體系經(jīng)歷了強(qiáng)烈的斜長(zhǎng)石分異。δCe=2.74～3.41，顯示Ce正異常。

在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素圖解上(圖4-B)，巖體一致表現(xiàn)出大離子親石元素相對(duì)富集和Ba、Nb、Ta、Sr等高場(chǎng)強(qiáng)元素虧損的特征。Nb虧損和Ti的貧化表明巖漿物質(zhì)來(lái)源和地殼有著緊密聯(lián)系[7-8]。這些特征暗示巖漿源區(qū)巖石主要為陸殼組分或受殼源組分重熔混染。

3 成巖大地構(gòu)造環(huán)境

從稀土元素配分圖(見(jiàn)圖4-A)可知，太陽(yáng)腦巖體均具有明顯的Eu負(fù)異常，具有較高的稀土總量和較強(qiáng)的分餾，反映出它們可能屬于大陸邊緣的構(gòu)造環(huán)境[9]。在Rb-(Y+Nb)構(gòu)造環(huán)境判別圖解中，所有樣品都落入火山弧花崗巖區(qū)(VAG)，但地理位置上離古生代俯沖帶較遠(yuǎn)，表明其形成于由大陸和大洋板塊相互作用產(chǎn)生的火山弧盆地環(huán)境[10]。依據(jù)R1-R2花崗巖形成環(huán)境圖解判別，太陽(yáng)腦巖體都落入同碰撞花崗巖區(qū)(S型)(圖5)。

圖3 太陽(yáng)腦巖體TAS圖解(A)、SiO2-(Na2O+K2O-CaO)圖解(B)、A/NK-A/CNK圖解(C)、A/CNK-ZNCY圖解(D)Fig.3 TAS diagram,SiO2-(Na2O+K2O-CaO) diagram,A/NK-A/CNK diagram and A/CNK-ZNCY of Taiyangnao rock mass

表2 太陽(yáng)腦巖體及礦化石英脈稀土、微量元素?cái)?shù)據(jù)表Table 2 Data sheet of quartz vein of rare earth and trace elements of Taiyangnao rock mass and mineralized rock 單位:μg/g

測(cè)試單位：湖北省地礦局鄂東北實(shí)驗(yàn)室；Primitilve Mamtle,據(jù)Sun,1989；*樣品為太陽(yáng)腦巖體片麻狀黑云二長(zhǎng)花崗巖。

圖4 太陽(yáng)腦巖體稀土元素配分圖(A)、微量元素蛛網(wǎng)圖(B)及礦化石英脈稀土元素配分圖(C)、微量元素蛛網(wǎng)圖(D)(Primitive Mantle(原始地幔),據(jù)Sun,1989)Fig.4 Partition graph of rare earth element and spider diagram of trace element in Taiyangnao rock mass,partition graph of rare earth element and spider diagram of trace element of mineralized quartz

4 含金石英脈地球化學(xué)特征

加里東期花崗巖巖性為片麻狀黑云二長(zhǎng)花崗巖，區(qū)內(nèi)分布范圍廣，侵入于古老的片麻巖中。經(jīng)歷了加里東—海西期和燕山期構(gòu)造—熱事件影響，構(gòu)造發(fā)育，以北北東、北北西和南西向?yàn)橹?，局部蝕變強(qiáng)烈，以硅化、鉀化為主。在脆性構(gòu)造發(fā)育地段，石英脈沿裂隙充填(圖6)，其中北北東和北北西向石英脈脈體規(guī)模小，含金量較低；南西向石英脈規(guī)模較大，含金量較高，在太陽(yáng)腦巖體西北端發(fā)育含金石英脈(石人寨金礦床)。研究認(rèn)為，印支期區(qū)域上由北向南的大型韌脆性逆沖推覆事件有利于金的活化和預(yù)富集，含金石英脈的形成發(fā)生在大別山陸內(nèi)造山作用之后的應(yīng)力松弛階段。本文試圖通過(guò)分析和對(duì)比含金石英脈與其圍巖(太陽(yáng)腦巖體)的稀土、微量元素的特征，確定太陽(yáng)腦巖體與含金石英脈形成的關(guān)系。

圖5 Rb-(Y+Nb)圖解(據(jù)Pearce等，1984年)和R1-R2圖解[11](R1=4Si-11(K+Na)-2(ΣFe+Ti),R2=6Ca+2Mg+Al)Fig.5 Rb-(Y+Nb) diagram and R1-R2 diagram

圖6 石英脈穿插于花崗巖中Fig.6 Quartz vein in granite

石英脈單樣品一般從含礦的礦石中獲取，從表2可知，石英脈稀土總量在1.52～5.88之間，其中WH15、WH16(采于老張灣)含量較低，WH17、WH18(采于石人寨)含量較高，從樣品所對(duì)應(yīng)的礦石特征看，稀土總量大致與礦石品位呈正相關(guān)性。δEu含量的高低與含鈣礦物的聚集和遷移有關(guān)，所采樣品中δEu幾乎都<1，顯示負(fù)異常。δCe表示表生條件下地質(zhì)體的稀土元素分布特征，所采樣品中δCe都>1，反映了含金石英脈的形成基本不受表生作用影響。

從太陽(yáng)腦巖體與含金石英脈的稀土(圖4-C)、微量元素配分圖(圖4-D)可知，后半段有相近的隆起特征，暗示含金石英脈的組分可能有部分來(lái)自其圍巖(片麻狀黑云二長(zhǎng)花崗巖)。結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化特征，晉寧運(yùn)動(dòng)之后，華南洋殼與古大別地體南緣碰撞，向北俯沖[12-13]，并發(fā)生地幔對(duì)流，形成大陸邊緣、邊緣海和島弧的古地理—古構(gòu)造格局[14]；早古生代洋殼俯沖加劇，邊緣海擴(kuò)張，形成過(guò)渡洋殼[15]；晚加里東時(shí)期，洋殼巖石圈俯沖消減完畢，揚(yáng)子板塊與古島弧和大陸邊緣發(fā)生碰撞[16]，太陽(yáng)腦巖體形成；印支期區(qū)域上發(fā)育由北向南逆沖作用，太陽(yáng)腦巖體被推移[17]，形成一系列北北東向片麻理，并發(fā)生變質(zhì)作用，使分散的含礦物質(zhì)進(jìn)行了初步富集。在壓性、壓扭性環(huán)境下，不利于含礦物質(zhì)的遷移[18]。隨著造山運(yùn)動(dòng)進(jìn)行，后期發(fā)生應(yīng)力松弛，產(chǎn)生張性、張扭性裂隙，熱液流體萃取片麻狀黑云二長(zhǎng)花崗巖中的有利成礦元素，為含金石英脈的形成提供了一定的物質(zhì)來(lái)源。

5 結(jié)論

(1) 太陽(yáng)腦巖體在化學(xué)組成上以富硅、富堿(K2O+Na2O,7.38%～8.5%)為特征，屬亞堿性的堿鈣性系列范圍，富鋁(A/CNK略>1.1)的地球化學(xué)特征，與S型花崗巖類(lèi)似。

(2) Rb-(Nb+Y)圖解顯示巖體產(chǎn)出的構(gòu)造背景為火山弧，R1-R2圖解反映巖體屬于地殼熔融—同碰撞S型花崗巖，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化，推斷其形成于晚加里東揚(yáng)子板塊與古島弧和古大別地體邊緣碰撞形成碰撞造山帶的時(shí)代。

(3) 巖體經(jīng)歷了后期的構(gòu)造—熱事件，發(fā)生輕度變質(zhì)，構(gòu)造、蝕變發(fā)育。通過(guò)巖體和含金石英脈稀土、微量元素對(duì)比，結(jié)合區(qū)域大地構(gòu)造演化，認(rèn)為太陽(yáng)腦巖體在韌脆性構(gòu)造環(huán)境下，金元素進(jìn)行預(yù)富集，為后期充填在裂隙中的含金石英脈提供了成礦物質(zhì)來(lái)源。

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(責(zé)任編輯：陳姣霞)

WANG Aolei1, LIU Xingping2
(1.SchoolofEarthScienceandResources,Chang’anUniversity,Xi’an,Shaanxi710054; 2.SixthGeologicalBrigadeofHubeiGeologicalBureau,Xiaogan,Hubei432000)

Geological Characteristics of Taiyangnao Rock Mass in Southern Dabie Mountain,Qichun County

Taiyangnao rock mass in southern Dabie mountain,Qichun county on the chemical composition is characterized by rich silicon,rich aluminum,belongs to sub-alkaline alkali-calcic series range.It is similar to the S type granite.Its output of tectonic background of volcanic arc,belongs to crustal melting-syn-collision with S type granite,probably formed in the late Caledonian,Yangtze plate and north China plates,marginal sea closing phase.Through comparative study of trace elements and rare earth in rock mass and gold-bearing quartz vein,the authors discusses the relationship between rock mass and gold-bearing quartz vein,thinks that part mineral of gold-bearing quartz vein originate from biotite adamellite.

Taiyangnao rock mass;gneissic biotite adamellite; rock geochemistry; gold-bearing quartz vein

2015-01-12;改回日期:2015-02-01

王傲雷(1990-)，男，在讀碩士，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專(zhuān)業(yè)，從事金屬礦產(chǎn)勘查和礦床地質(zhì)研究工作。E-mail：wangaolei369@126.com

劉興平(1967-)，男，高級(jí)工程師，礦產(chǎn)勘查專(zhuān)業(yè)，從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作。E-mail:573828119@qq.com

P588.12+1

A

1671-1211(2015)02-0140-06

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20150407.1116.001.html 數(shù)字出版日期:2015-04-07 11:16