青海東昆侖中段五龍溝金礦床地質(zhì)地球化學(xué)特征與成因研究

緒論1.1選題依據(jù)及研究意義青海東昆侖中段五龍溝地區(qū)有豐富的礦產(chǎn)資源,是非常重要的找金區(qū)域,一直以來都有著"金腰帶"的美名。五龍溝金礦地理位置位于整個東昆侖地區(qū)的中北區(qū)域,是青海省發(fā)現(xiàn)較早且開采程度較高,地質(zhì)找礦工作多其次開展累計長達30余年,多次評價、審批、開采使得五龍溝礦區(qū)具備了相對完善的開采系統(tǒng),找礦潛力評價非常高。（2）總結(jié)五龍溝集礦區(qū)金礦成因及成礦模式為東昆侖中段地區(qū)的找礦工作提供新思路，為地質(zhì)背景相似區(qū)域的礦產(chǎn)勘查研究思路和研究方法提供示范意義。1.2研究區(qū)交通位置和自然地理條件五龍溝金礦區(qū)位于青海省都蘭縣境內(nèi)，礦區(qū)整體地貌特征地貌上高山聳立，山勢陡峭，林木覆蓋率高，海拔高度相對較高約在3000--5000m范圍內(nèi)，相對高差平均在750米以上；礦區(qū)內(nèi)氣候干燥、空氣質(zhì)量良好。礦區(qū)氣候歸屬高原大陸性型氣候，也是國內(nèi)典型的干旱荒漠區(qū)域。年平均氣溫4-5℃；氣溫最高達到34℃，最低氣溫是-22℃。降雨量達到每年40mm，主要降水期為每年的6到8月份。研究區(qū)內(nèi)主要產(chǎn)業(yè)以開發(fā)礦產(chǎn)為主，幾乎沒有農(nóng)牧業(yè)。現(xiàn)將具體交通位置圖展示如下圖1.1。圖1.1交通位置圖Figure1.1trafficlocationmap1.市區(qū)；2.鄉(xiāng)鎮(zhèn)；3.鐵路；4.國道；5.水系；6.工作區(qū)；7.湖泊；8.縣界1.3五龍溝地區(qū)工作科研研究現(xiàn)狀表1.1五龍溝以往工作表匯總 Table1.1SummaryofpreviousworksheetsinWulonggou表1.2五龍溝以往科研工作匯總表Table1.2SummaryofpreviousscientificresearchworkinWulonggou1.4研究內(nèi)容及研究方法1.4.1研究內(nèi)容1.搜集相關(guān)文獻資料進行分析、研究、總結(jié)資料的收集與整理：主要收集關(guān)于五龍溝金礦區(qū)域地質(zhì)資料，典型礦山的生產(chǎn)報告、科研報告、相關(guān)的學(xué)位論文以及科研著作等資料,查閱大量關(guān)于該區(qū)內(nèi)巖石礦物的脈巖特征、地球化學(xué)特征、圍巖礦化特征、成礦聯(lián)系等多方面的文獻資料,為本次工作提供殷實依據(jù)。2.脈巖礦化成因分析在對研究區(qū)內(nèi)所采脈巖樣品進行野外描述、室內(nèi)鑒定、鏡下處理及必要的化學(xué)分析與數(shù)據(jù)處理,通過分析結(jié)果結(jié)合前人研究成果探討脈巖地質(zhì)特征、地球化學(xué)特征和成因研究。3.成因類型以及成礦類型探討通過數(shù)據(jù)分析結(jié)果結(jié)合已有成礦類型特征進行淺析探討。1.4.2研究方法以成礦系列理論為前提，結(jié)合四年所學(xué)專業(yè)知識，本著產(chǎn)、學(xué)、研實用原則，嘗試開展綜合性研究淺析。在充分了解研究區(qū)概況，搜集理解前人研究成果的基礎(chǔ)上，有選擇性、有目的性地進行野外實地調(diào)查采樣和室內(nèi)測試分析，通過對五龍溝金礦地質(zhì)特征、地球化學(xué)特征、成巖成礦構(gòu)造背景研究，分析數(shù)據(jù)概括特征，確定礦床成因機制。2區(qū)域地質(zhì)特征2.1區(qū)域地質(zhì)背景五龍溝金礦區(qū)位于青海省都蘭縣境內(nèi)，更具體的位置在柴達木盆地南部邊緣的東昆侖北部斷塊山區(qū)，五龍溝金礦區(qū)構(gòu)造位置屬于造山帶，金礦形成于印支期旋回拼合階段的構(gòu)造環(huán)境。前人研究認為在東昆中斷裂帶和東昆南斷裂帶發(fā)育的兩條蛇綠巖帶，代表了原特提斯洋和古特提斯洋的存在區(qū)位，原特提斯洋和古特提斯洋存在時間分別大致為新元古代-早泥盆世和石炭紀(jì)-晚三疊世。詳細位置見下圖（圖2.1）。東昆侖造山帶位于青藏高原北部，北鄰柴達木陸塊，南鄰巴顏喀拉—松潘甘孜造山帶，東西延1500km，記錄著青藏高原拼合的早期歷史（圖2.2）。區(qū)內(nèi)發(fā)育有昆中、昆北、昆南3條大型近東西向的區(qū)域性斷裂；據(jù)此特征將整個區(qū)域劃分為東昆北帶、東昆中帶和東昆南帶3個次級構(gòu)造單元。五龍溝礦區(qū)就位于東昆中帶中的東部區(qū)位（圖2.2）。圖2.1五龍溝金礦床所處大地構(gòu)造位置示意圖Fig.2.1schematicdiagramofthetectoniclocationoftheWulonggougolddeposit圖2.2(a)中國區(qū)域構(gòu)造略圖;(b)東昆侖地質(zhì)簡圖Fig.2.2.(a)RegionaltectonicMapofChina;(b)EastKunlunGeologicalMapaccordingtoYuanetal.2.2區(qū)域地層?xùn)|昆侖造山帶的地質(zhì)構(gòu)造充滿了復(fù)雜性，東昆侖三大構(gòu)造集中帶，昆中帶與昆北帶地層劃分可歸到一起，昆南帶單獨劃分。昆中昆南昆北所有地層單元，如圖2.3所示。2.2.1元古界地質(zhì)年代五龍溝礦區(qū)東昆中、東昆北帶元古界的主要地層是古元古代金水口群白沙河組與小廟溝組、冰溝群丘吉東溝組與狼牙山組，巖性為變質(zhì)巖，昆南帶元古界的主要地層萬寶溝群苦海雜巖。2.2.2奧陶-志留系地質(zhì)年代五龍溝礦區(qū)東昆中、東昆北帶奧陶-志留系的主要地層有灘澗山群；昆南該時代地層納赤臺群哈拉巴依溝組、石炭廠組、水泥廠組，巖性為千枚巖系。2.2.3泥盆系五龍溝礦區(qū)東昆中、東昆北泥盆系的主要地層巖相是海陸交互相沉積，東昆中帶與東昆北泥盆系的主要地層為牦牛山組，牦牛山組又劃分為哈爾孔組和黑山溝組。東昆南沒有該時期地層出露。2.2.4石炭系地質(zhì)年代五龍溝礦區(qū)東昆中、東昆北帶石炭系地層早晚石炭世打柴溝組、蹄敖蘇組、大干溝組、石拐子組；巖性炭質(zhì)頁巖、粉砂巖夾石灰?guī)r。東昆南帶石炭系地層為浩特洛洼組；巖性砂巖、灰?guī)r。2.2.5二疊系五龍溝礦區(qū)東昆中、東昆北沒有二疊系地層，東侖南二疊系地層布青山群馬爾爭組、樹維門科組，兩者整合接觸，海陸交互相沉積；巖性白云質(zhì)灰?guī)r、生物灰?guī)r等。地層中現(xiàn)動物化石和燧石條帶。2.2.6三疊系五龍溝礦區(qū)東昆中、東昆北三疊紀(jì)地層有鄂拉山組；東昆侖南三疊紀(jì)地層有八寶山組、鬧倉堅溝組、洪水川組；沉積類型復(fù)雜，接觸關(guān)系復(fù)雜；巖性頁巖、灰?guī)r，該地層為主要成礦地層。2.2.7侏羅-白堊系五龍溝礦區(qū)東昆中、東昆北侏羅系地層有采石嶺組、大煤溝組，兩者接觸關(guān)系整合接觸。白堊系地層有犬牙溝組。東昆南侏羅系地層羊曲組；與白堊紀(jì)萬秀組不整合接觸；巖性頁巖、碎屑巖。侏羅系地層現(xiàn)膏巖層、煤層。2.2.8新生界五龍溝礦區(qū)東昆中、東昆北新生代地層有第四紀(jì)七個泉組、新近紀(jì)獅子溝組、油砂山組、干柴溝組，七個泉組與獅子溝組不整合接觸，其余各組之間為整合接觸。東昆南新生代地層曲果組、五道梁組，巖性粉砂巖、礫巖。圖2.3東昆侖地層年代劃分圖2.3區(qū)域構(gòu)造研究區(qū)有三大斷裂構(gòu)造集中分布帶，三大斷裂帶分布方向一致，覆蓋區(qū)域最大的是螢石溝—紅旗溝斷裂構(gòu)造集中分布帶。長度約為4千米到60千米范圍內(nèi)，寬度小到1千米大到10千米不等。各個分布帶內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，礦點分布密集程度不同。既有相似又有不同之處，下文將分別介紹三大斷裂構(gòu)造集中帶。2.3.1巖金溝斷裂構(gòu)造集中分布帶巖金溝—三窩水一帶，巖金溝金礦床是該帶代表礦床。斷裂集中分布帶北西向向條形分布，其主體圍巖為片麻巖，長度在10km以上，寬在0.5到1千米及其以上，傾向北東向，傾角65到80°，區(qū)內(nèi)巖石多呈碎裂巖化、糜棱巖化，變質(zhì)程度高，巖石層序間發(fā)育有褶皺、石香腸。2.3.2螢石溝—紅旗溝斷裂構(gòu)造集中分布帶螢石溝—小泉溝一帶，紅旗溝-深水潭金礦為該帶代表礦床，斷裂集中分布帶北西向向條形分布，相比另外兩條規(guī)模明顯較大。長度基本在20千米及其以上，寬約1到2千米范圍內(nèi)，傾向北東，傾角54°-78°，該剪切帶東西段分別穿插不同巖性，表現(xiàn)特征卻有相似之處，被穿過的巖體糜棱巖化，退變質(zhì)巖化廣泛發(fā)育，流狀、香腸狀構(gòu)造亦隨處可見。后期以NW-NNW向為主脆性斷裂活動在其上部發(fā)育。2.3.3三道梁—苦水泉斷裂構(gòu)造集中分布帶三道梁—苦水泉一帶，分布有打柴溝金礦、中支溝金礦床和中支溝、淡水溝-紅旗溝多個金礦礦床在此斷裂集中分布帶中發(fā)育，斷裂集中分布帶總體呈NW方向展布，圍巖巖體巖性為花崗閃長巖體及鉀長花崗巖，長度在12千米以上，寬度在三百到五百米范圍內(nèi)。變質(zhì)程度相對較高，糜棱巖化花崗巖及構(gòu)造片麻巖是該剪切帶常見巖性。進一步說明糜棱巖化，片麻巖化在此帶內(nèi)發(fā)育。2.4區(qū)域巖漿巖巖漿活動與金屬成礦關(guān)系密切，東昆侖地區(qū)地處華北陸塊與華南陸塊交界，受板塊裂解、碰撞、擠壓等系列地質(zhì)作用交互，區(qū)域內(nèi)巖漿活動極其強烈，巖漿火山巖發(fā)育程度、品相表現(xiàn)不錯，且在此區(qū)域內(nèi)大范圍分布，基于形成時期可將其細分為六個階段：一是晉寧期，二是加里東期，三是海西早期，四是海西晚期-印支早期，五是印支晚期，六是燕山期。2.4.1侵入巖五龍溝金礦區(qū)位于青海省都蘭縣境內(nèi),更具體的位置在柴達木盆地南部邊緣的東昆侖北部斷塊山區(qū),五龍溝金礦區(qū)構(gòu)造位置屬于造山帶,金礦形成于印支期旋回拼合階段的構(gòu)造環(huán)境，Ⅸ含成礦物質(zhì)破碎帶產(chǎn)于這些巖性的巖體中。五龍溝區(qū)域的侵入巖形成時期結(jié)合造山作用特介紹幾個時期侵入巖特征:具有巖漿侵入特征花崗質(zhì)巖石時期從加里東期-早海西期，東昆北、東昆南、東昆中都有分布，東昆中較多，大格勒巖體、德拉托郭勒巖體、灶火河巖體等多個巖體極具代表性。以大格勒巖體為例屬早泥盆世構(gòu)造巖漿旋回產(chǎn)物。中國地大對紅旗溝溝口含螢石的蝕變斜長花崗巖測定其巖漿結(jié)晶年齡為485Ma，相當(dāng)于早奧陶世，因此可能屬加里東-早海西期侵入；東昆侖的巖漿活動時期跨度較長，在海西期形成的花崗巖體在東昆中、東昆北都有分布，東昆中出露面積較大，東昆南分布稀少；印支、燕山期形成的花崗巖體比加里東期與海西期都小。巖性二長花崗巖、花崗閃長巖、及花崗斑巖。2.4.2火山巖礦區(qū)內(nèi)火山巖分布位置在XI構(gòu)造破碎帶中心的小型裂谷，火山巖類型主要有為碎屑凝灰?guī)r、晶屑凝灰?guī)r、硅質(zhì)板巖等中性火山巖巖性，地層單元為奧陶紀(jì)祁曼塔格群變火山巖組。礦區(qū)內(nèi)金礦床形成所需要的物質(zhì)來源、成礦環(huán)境以及動力條件都與巖漿巖有著密切的關(guān)系，并且礦體周圍圍巖巖性，也從一定程度上說明極有可能該區(qū)的巖漿活動為金礦形成提供熱源跟成礦物質(zhì)。圖2.4五龍溝試驗區(qū)構(gòu)造簡圖Fig.2.4structuraldiagramofWulonggouexperimentalarea2.5區(qū)域礦產(chǎn)東昆侖造山帶區(qū)內(nèi)有30余種礦產(chǎn)種類、140多處礦點，可以說是礦產(chǎn)資源資源豐富、種類繁多。其中包括鐵、鈷、銅、鉛鋅、錫、金、鎢和錫等礦床分布在造山帶內(nèi)各個區(qū)域。如此之多的礦產(chǎn)資源形成成礦期跨度從元古代到燕山期，經(jīng)歷兩次大的造山作用以及多批次的巖漿活動和若干次地質(zhì)構(gòu)造作用，東昆侖造山帶的研究意義重大。礦體分布規(guī)律影響因素較多，同一構(gòu)造帶不同礦種成礦時期不同，同一礦種不同構(gòu)造帶也有差異，多類型成礦作用的相互影響。這也是為什么多學(xué)者對五龍溝金礦的成因類型產(chǎn)生分歧的原因之一。3礦床地質(zhì)特征3.1礦區(qū)地質(zhì)五龍溝金礦區(qū)東北部巖金溝--無名溝一帶區(qū)發(fā)育巖性為黑云斜長片麻巖、石英片巖、黑云斜長片巖、二長片麻巖的古元古界地層，巖金溝--無名溝區(qū)域發(fā)育外形呈帶狀展布。這套地層是一套具中高級變質(zhì)巖系。但由于后期的巖漿活動對地層層序有一定程度上的影響，導(dǎo)致部分巖漿巖在本套地層有所出露。這套地層完整程度被破壞，地層層序殘缺不全，化石年代證據(jù)不足。根據(jù)其他地層特征，將其列屬于金水口群。礦區(qū)內(nèi)地層出露面積最大的要屬大格勒，打柴溝，苦水泉一帶巖性組成主要為黑云母片巖，黑云母石英片巖、大理巖等的中元古界地層。角閃斜長巖、角閃片巖、片麻巖等巖性巖石在中元古界下部；黑云母石英巖、變粒巖夾斜長角閃片巖等巖性巖石在中元古界上部。上部地層在下部地層的東北方向。圖3.1東昆侖五龍溝礦區(qū)地質(zhì)圖（據(jù)青海省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院2010）Fig.3.1GeologicalMapofWulonggouMiningarea,EastKunlun(accordingtoQinghaiNo.1GeologicalandMineralExplorationInstitute2010)3.2礦區(qū)構(gòu)造研究礦區(qū)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，分布極為廣泛，具一定規(guī)模的有五十余條，其中斷裂構(gòu)造有3條最為發(fā)育，可見下圖（圖6），它們是礦區(qū)內(nèi)最重要的三條構(gòu)造斷裂帶。本文介紹如下：巖金溝—三窩水一帶，巖金溝金礦床是該帶代表礦床。斷裂集中分布帶北西向向條形分布，其主體圍巖為片麻巖，長度在10km以上，寬在0.5到1千米及其以上，傾向北東向，傾角65到80°，區(qū)內(nèi)巖石變質(zhì)程度發(fā)育強烈，巖石碎裂巖化、糜棱巖化程度亦廣泛存在。層間發(fā)育小褶皺及石香腸構(gòu)造。螢石溝—小泉溝一帶，紅旗溝-深水潭金礦為該帶代表礦床，斷裂集中分布帶北西向向條形分布，相比另外兩條規(guī)模明顯較大。長度基本在20千米及其以上，寬約1到2千米范圍內(nèi)，傾向北東，傾角54°-78°，該剪切帶東西段分別穿插不同巖性，表現(xiàn)特征卻有相似之處，被穿過的巖體糜棱巖化，退變質(zhì)巖化廣泛發(fā)育，流狀、香腸狀構(gòu)造亦隨處可見。后期以NW-NNW向為主脆性斷裂活動在其上部發(fā)育。三道梁—苦水泉一帶，分布有打柴溝金礦、中支溝金礦床和中支溝、淡水溝-紅旗溝多個金礦礦床在此斷裂集中分布帶中發(fā)育，斷裂集中分布帶總體呈NW方向展布，圍巖巖體巖性為花崗閃長巖體及鉀長花崗巖，長度在12千米以上，寬度在三百到五百米范圍內(nèi)。變質(zhì)程度相對較高，糜棱巖化花崗巖及構(gòu)造片麻巖是該剪切帶常見巖性。進一步說明糜棱巖化，片麻巖化在此帶內(nèi)發(fā)育。3.3礦區(qū)巖漿巖3.3.1侵入活動及侵入巖五龍溝金礦區(qū)巖漿侵入活動主要有三期侵入，晚元古代、泥盆紀(jì)及三疊紀(jì)。形成巖體巖性二長花崗巖、鉀長花崗巖、閃長巖、黑云母花崗閃長巖等，巖漿活動類型特點表現(xiàn)為多期次表現(xiàn)出多期次，以巖漿活動期次做以表述;晚元古代巖漿侵入活動產(chǎn)物石灰溝內(nèi)的花崗閃長巖及少量似斑狀二長花崗巖，晚元古代分金水口群出露于東昆中、東昆北，金水口群內(nèi)整合接觸的小廟溝組與白沙河組。Ⅸ含破碎蝕變帶就屬于此地層；早泥盆世巖漿侵入活動的產(chǎn)物猴頭溝酸性中粗粒二長花崗巖，早泥盆世東昆中帶與東昆北泥盆系的主要地層為牦牛山組，牦牛山組又劃分為哈爾孔組和黑山溝組。該時期侵入巖以巖基、巖株、巖脈形在與地層接觸帶附近產(chǎn)出。Ⅺ含礦破碎蝕變帶，是區(qū)內(nèi)重的成礦區(qū)帶；晚三疊世巖漿侵入活動的產(chǎn)物鉀長花崗巖。呈分散的巖脈、巖株分布于早期巖體及地層中。區(qū)內(nèi)脈巖發(fā)育，主要有閃長巖脈、閃長玢巖脈、花崗巖脈及石英脈，多沿斷裂構(gòu)造帶及裂隙帶分布。具有巖漿侵入特征花崗質(zhì)巖石時期從加里東期-早海西期，東昆北、東昆南、東昆中都有分布，東昆中較多，大格勒巖體、德拉托郭勒巖體、灶火河巖體等多個巖體極具代表性。以大格勒巖體為例屬早泥盆世構(gòu)造巖漿旋回產(chǎn)物。中國地大對紅旗溝溝口含螢石的蝕變斜長花崗巖測定其巖漿結(jié)晶年齡為485Ma，相當(dāng)于早奧陶世，因此可能屬加里東-早海西期侵入；東昆侖的巖漿活動時期跨度較長，在海西期形成的花崗巖體在東昆中、東昆北都有分布，東昆中出露面積較大，東昆南分布稀少；印支、燕山期形成的花崗巖體比加里東期與海西期都小。巖性二長花崗巖、花崗閃長巖、及花崗斑巖。圖3.2五龍溝地區(qū)五龍溝花崗地質(zhì)圖（據(jù)青海省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院2010）Fig.3.2WulonggougraniticgeologicalmapofWulonggouarea(accordingtoQinghaiNo.1GeologicalandMineralExplorationInstitute2010)3.3.2火山活動及火山巖礦區(qū)內(nèi)火山巖分布位置在XI構(gòu)造破碎帶中心的小型裂谷，主要有為碎屑凝灰?guī)r、晶屑凝灰?guī)r、硅質(zhì)板巖等中性火山巖巖性，地質(zhì)單元為奧陶紀(jì)青白口系祁曼塔格群變火山巖組。礦區(qū)內(nèi)金礦床形成所需要的物質(zhì)來源、成礦環(huán)境以及動力條件都與巖漿巖有著密切的關(guān)系，并且礦體周圍圍巖巖性是花崗巖。也從一定程度上說明極有可能該區(qū)的巖漿活動為金礦形成提供熱源跟成礦物質(zhì)。3.4礦石特征東昆侖造山帶區(qū)內(nèi)有30余種礦產(chǎn)種類、140多處礦點，可以說是礦產(chǎn)資源資源豐富、種類繁多。其中包括鐵、鈷、銅、鉛鋅、錫、金、鎢和錫等礦床分布在造山帶內(nèi)各個區(qū)域。如此之多的礦產(chǎn)資源形成成礦期跨度從元古代到燕山期，經(jīng)歷兩次大的造山作用以及多批次的巖漿活動和若干次地質(zhì)構(gòu)造作用，東昆侖造山帶的研究意義重大。礦體分布規(guī)律影響因素較多，同一構(gòu)造帶不同礦種成礦時期不同，同一礦種不同構(gòu)造帶也有差異，多類型成礦作用的相互影響。礦區(qū)礦石特征從礦石類型、金的賦存形式、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、圍巖蝕變類型等幾方面介紹：礦石類型主要破碎蝕變巖，包括有糜棱花崗巖、礦化石英脈、蝕變大理巖、構(gòu)造角礫巖等多種巖性。金大多以硫化物形式賦存，脈巖內(nèi)居多，肉眼可見金常以沙金形式出現(xiàn)，礦區(qū)內(nèi)此種形式存在的金很少。就金的賦存形式來說明金幾乎不可能出現(xiàn)在礦區(qū)。自然金粒度極小，以毫米百分位為單位，以礦物形式賦存，常見于包裹體、裂隙或者粒間。礦石結(jié)構(gòu)類型有自形-半自形結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造構(gòu)造常見形式有侵染裝、細脈狀、網(wǎng)脈狀、角礫狀。圍巖主要蝕變類型為硅化和絹云母化，且蝕變強度與礦化呈正比。4地球化學(xué)特征4.1樣品描述本文研究的二長花崗巖就是五龍溝礦區(qū)中段花崗質(zhì)巖體所采取的樣品，依次采集了10件樣品（WLG-1WLG-2WLG-3WLG-4WLG-5WLG-6WLG-7WLG-8WLG-9WLG-10具體見圖7）。4.2.巖相特征所采樣樣品顏色呈肉紅色，風(fēng)化面較新鮮面顏色較弱，所采樣品都有不同程度的風(fēng)化，中粗粒結(jié)構(gòu)，由于風(fēng)化作用所采樣品硬度都有所下降，塊狀構(gòu)造。主要礦物組成有正長石、斜長石、石英、黑云母，副礦物有鋯石、磷灰石等。主要礦物成分比例為正長石40%、斜長石20%、石英30%和黑云母10%，礦物含量副礦物為鋯石、磷灰石等（圖4.1）。借助圖片編輯軟件，分析巖石成分命名為二長花崗巖。具體礦物特征：石英它形-半自形、正長石自形到半自形、斜長石半自形、黑云母自形程度較差，鏡下特征：石英單偏光下無色，正交偏光下一級灰白到一級黃白干涉色；正長石單偏光下無色，正交偏光下一級灰白；斜長石單偏光下無色，正交偏光下一級灰白干涉色，有明顯雙晶；黑云母單偏光下黃綠色，多色性明顯，正交偏光下干涉色二級-三級。圖4.1a.塊狀構(gòu)造（野外照片）；b.塊狀構(gòu)造（手標(biāo)本照片）；c—f.自形—半自形晶長石和。Figure4.1a.Blockstructure(fieldphoto);b.)Blockstructure(handspecimenphoto);cf.Self-shaped-semi-self-shapedfeldsparand.注：Pth.條紋長石；Pl.斜長石；Bt.黑云母；Qz.石英。4.3主量元素地球化學(xué)巖石樣品所測得數(shù)據(jù)400余條，主量元素成分含量分析結(jié)果見表4.1?，F(xiàn)將觀察10件樣品主量元素含量結(jié)果進行一個簡單的描述。其中，SiO2含量介于73.07％到75.04％之間，平均含量約為74.4％；TiO2含量介于0.16％到0.23％之間，平均含量約為0.19%；Al2O3含量介于12.37％到12.83％之間，平均含量約為12.67％；Fe2O3含量介于1.58％到2.04％之間，平均含量約為1.87％；MnO含量介于0到0.04％之間，平均含量不到0.01％；MgO含量介于0.07％到0.23％之間，平均含量約為0.15％；CaO含量介于0.32％到0.96％之間，平均含量約為0.60％；Na2O含量介于3.28％到3.45％之間，平均含量約為3.38％；K2O含量介于5.08％到5.40％之間，平均含量約為5.30％；P2O5含量介于0.02％到0.0.05％之間，平均含量約為0.03%；全堿(Na2O＋K2O)含量介于8.36％到8.84％，平均含量約為8.66％；Na2O/K2O=0.63到0.65之間。根據(jù)各巖石樣品化學(xué)成分可以明顯得出，巖石樣品總體呈顯出K2O含量高，低TiO2含量低。根據(jù)里特曼指數(shù)數(shù)值不同依次劃分為鈣堿性、堿性、過堿性三類。鈣堿性里特曼指數(shù)值小于3.3；里特曼指數(shù)數(shù)值介于3.3到9屬于堿性系列；過堿性里特曼指數(shù)數(shù)值大于9。二長花崗巖w(K2O)-w(SiO2)地球化學(xué)圖解，樣品點落入高鉀鈣堿性系列向鉀玄巖性系列的過渡區(qū)域；在侵入巖TAS圖解中，樣品點全部落在花崗巖區(qū)域內(nèi)。從測試結(jié)果中得到A/CNK值為1.31到1.41，平均值A(chǔ)/CNK＞1，A/NK在1.45到1.48之間,平均值也大于1；A/CNK-A/NK判別圖解(圖4.4b)顯示樣點落入過鋁質(zhì)過鋁質(zhì)花崗巖區(qū)。繪制哈克圖解中，變化趨勢沒有顯示出正負相關(guān)特征。表4.1五龍溝二長花崗巖10件樣品主量元素測試結(jié)果(wt.%)Table4.1WLG1to10principalelements(wt.%)ofWulonggoumonzoniticgranitesamples樣品WLG-1WLG-2WLG-3WLG-4WLG-5WLG-6WLG-7WLG-8WLG-9WLG-10巖性二長花崗巖二長花崗巖二長花崗巖二長花崗巖二長花崗巖二長花崗巖二長花崗巖二長花崗巖二長花崗巖二長花崗巖SiO274.6375.0274.4673.0774.7074.2275.0474.6574.7373.09TiO20.160.170.170.190.200.190.190.180.230.21Al2O312.6112.8112.6312.8012.5812.3712.8312.6312.6112.82Fe2O31.581.821.901.962.011.961.841.602.041.98MnO0.000.000.000.010.010.000.020.020.040.03MgO0.110.070.100.190.200.160.090.130.230.21CaO0.630.320.320.940.720.620.340.650.750.96Na2O3.313.433.363.423.383.283.453.333.413.44K2O5.285.325.285.385.195.085.345.305.225.40P2O50.020.020.020.020.020.020.040.040.050.04Total98.3398.9898.2497.9899.0197.9099.1898.5399.3198.18LOI1.671.021.762.020.992.100.821.470.691.82Sc2.993.194.694.593.693.793.213.013.724.61V3.993.994.994.994.993.994.014.015.025.01Cr18.9917.9922.9920.9923.9924.9918.0119.0124.0221.01Co0.590.890.890.990.990.790.910.611.021.01Ni0.790.990.990.991.090.891.010.811.121.01Cu0.691.191.291.291.291.191.210.711.321.31Zn49.9948.9934.9955.9960.9955.9949.0150.0161.0256.01Ga20.2921.8920.6922.3921.2920.6921.9120.3121.3222.41Rb196.99185.99177.99184.99169.99175.99186.01197.01170.02185.01Sr39.1943.4935.6944.6942.2933.2943.5139.2142.3244.71Y41.8941.2932.9934.2938.9938.9941.3141.9139.0234.31Zr66.5967.6962.5971.4974.0975.5967.7166.6174.1271.51Nb9.1911.599.5911.3911.6911.2911.619.2111.7211.41Cd0.030.020.020.030.010.030.040.050.040.05Cs4.483.142.926.624.774.103.164.504.806.64La71.7973.1974.5978.9981.7975.0973.2171.8181.8279.01Ce148.49146.49147.99150.49158.99155.49146.51148.51159.02150.51Pr16.2916.2916.0916.3917.3917.2916.3116.3117.4216.41Nd60.7959.7956.7958.9964.0963.0959.8160.8164.1259.01Sm13.8913.0911.5912.3913.6912.9913.1113.9113.7212.41Eu0.390.290.390.290.390.390.310.410.420.31Gd10.2910.498.699.0910.3910.0910.5110.3110.429.11Tb1.491.591.191.391.591.391.611.511.621.41Dy8.998.996.797.398.598.599.019.018.627.41Ho1.791.791.291.291.691.591.811.811.721.31Er4.494.593.693.894.294.194.614.514.323.91Tm0.690.690.590.490.590.690.710.710.620.51Yb3.993.893.193.093.793.793.914.013.823.11Lu0.690.590.490.490.590.590.610.710.620.51Hf2.892.792.292.692.792.892.812.912.822.71Ta0.610.700.550.610.640.720.720.630.670.63Pb26.2927.2923.1926.8928.3924.2927.3126.3128.4226.91Th18.9918.8918.0918.0920.2920.2918.9119.0120.3218.11圖4.1二長花崗巖w(K2O)-w(SiO2)地球化學(xué)圖解和A/CNK-A/NK圖解Fig.4.1GeochemicaldiagramandA/CNK-A/NKdiagramofmonzoniticgranitew(K2O)-w(SiO2) 圖4.2二長花崗巖TAS圖解 Fig.4.2TASdiagramofmonzoniticgranite a b c d e f圖4.3SiO2和氧化物哈克圖解(abcdef)4.4微量元素地球化學(xué)微量元素在地球化學(xué)研究中極其重要，由于其分布規(guī)律不同于常量元素，并且不受化學(xué)計量的控制，所以其分布規(guī)律在微觀上只受類質(zhì)同相控制，在宏觀上由于分配系數(shù)的限制而顯示出某種貧化富集趨勢。根據(jù)微量元素的特殊性質(zhì)我們可以將其作為示蹤劑應(yīng)用于地球化學(xué)研究，對于研究成巖成礦、物質(zhì)來源以及演化方式是一種非常行之有效的方法。在長期的地球化學(xué)研究中，由于微量元素在結(jié)晶相或者殘余流體相中的富集差異特征，可將微量元素再劃分為相容元素和不相容元素，通常用分配系數(shù)(KD)來刻畫其相容性。同時，在不相容元素中又存在一種離子半徑大而且電荷數(shù)高的不易發(fā)生類質(zhì)同相的元素，歸為親石大離子元素，測得樣品數(shù)據(jù)中的親石大離子元素包括K、Pb、Sr、Ba、Na、W、LREE等。五龍溝地區(qū)樣品微量元素含量見(表4-3)，尤為值得注意是不相容元素，包括高場強元素(HFSE)Ta、Nb等的變化情況，以及親石大離子元素(LILE)Rb、Th、Sr、Ba等的變化特點。其中，Ta含量介于0.55-0.72ppm之間，平均值為ppm，Nb含量介于26.25-39.02ppm之間，平均值為32.64ppm；Rb含量介于177.02-218.03ppm之間，平均值為197.52ppm，Th含量介于24.63-45.92ppm之間，平均值為35.28ppm，Sr含量介于458.03-758.03ppm之間，平均值為603.03ppm，Ba含量介于576.03-1502.02ppm之間，平均值為1039.02ppm。表4.210件樣品數(shù)據(jù)微量元素分析結(jié)果表Table4.210sampledatatraceelementanalysisresultstable樣品號WLG-1WLG-2WLG-3WLG-4WLG-5WLG-6WLG-7WLG-8WLG-9WLG-10樣品名二長花崗巖二長花崗巖二長花崗巖二長花崗巖二長花崗巖二長花崗巖二長花崗巖二長花崗巖二長花崗巖二長花崗巖Rb196.99185.99177.99184.99169.99175.99186.01197.01170.02185.01K43813441454381344643430664215344311439794331544809Ba229.99249.99239.99269.99229.99209.99250.01230.01230.02270.01Th18.9918.8918.0918.0920.2920.2918.9119.0120.3218.11U1.632.481.042.102.311.622.121.542.140.74Nb9.1911.599.5911.3911.6911.2911.619.2111.7211.41La71.7973.1974.5978.9981.7975.0973.2171.8181.8279.01Ce148.49146.49147.99150.49158.99155.49146.51148.51159.02150.51Sr39.1943.4935.6944.6942.2933.2943.5139.2142.3244.71Nd60.7959.7956.7958.9964.0963.0959.8160.8164.1259.01P969210010510596179183236192Zr66.5967.6962.5971.4974.0975.5967.7166.6174.1271.51Hf2.892.792.292.692.792.892.812.912.822.71Sm13.8913.0911.5912.3913.6912.9913.1113.9113.7212.41Ti959101910191139119911391139107913791259Y41.8941.2932.9934.2938.9938.9941.3141.9139.0234.31Yb3.993.893.193.093.793.793.914.013.823.11Lu0.690.590.490.490.590.590.610.710.620.514.5稀土元素地球化學(xué)稀土元素具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，在地質(zhì)演化過程中基本不發(fā)生遷移或遷移微弱。因此人們對于稀土元素的研究和認識隨之進入了一個新的階段。近年來，稀土元素數(shù)據(jù)分析已經(jīng)廣泛應(yīng)用于巖石地球化學(xué)、礦床學(xué)以及礦物學(xué)的研究，以探討巖石形成機理、演化過程、物質(zhì)來源等問題，以及探討礦石(床)成因和成礦相關(guān)問題。R.L.Cullers曾指出，成礦熱液體系中的稀土元素(REE)遷移運動方式可以用相似于巖漿體系所用的方法來研究，也就是說用稀土(REE)模式可以很好的解釋概括礦床的成因問題。從10件巖石樣品地球化學(xué)測試結(jié)果稀土元素表(表4-2)中可以看出，稀土總量(∑REE)較高，∑REE=333.37-367.82ppm之間，平均值為346.476ppm，重稀土(HREE)總量=25.92-32.78ppm之間，平均值為30.35ppm，所用樣品中主要包括La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu元素；輕稀土(LREE)總量介于307.44-336.34ppm之間，平均值為316.12ppm，其主要包括Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu以及Y、Sc元素。其中，LREE/HREE=9.43-11.86，(La/Yb)N=12.85-18.34，Eu=0.08-0.12，均值為0.09，δCe=1.02-1.06，均值為1.04。即稀土元素總含量較高，并且輕稀土元素與重稀土元素之間的分餾程度很強烈。同時，在輕稀土元素內(nèi)部由于化學(xué)作用不斷發(fā)生微弱微弱的的分餾作用，這種內(nèi)部分餾作用在重稀土元素內(nèi)部也存在而且強烈程度明顯高于稀土元素。通過比對輕稀土元素含量與重稀土元素含量，輕稀土元素相比重稀土元素富集，重稀土元素相比輕稀土元素虧損。表4.3稀土元素(×10-6)分析結(jié)果表Table4.3AnalysisresultsofrareEarthelements(×10≤6)樣品號WLG-1WLG-2WLG-3WLG-4WLG-5WLG-6WLG-7WLG-8WLG-10樣品名二長花崗巖二長花崗巖二長花崗巖二長花崗巖二長花崗巖二長花崗巖二長花崗巖二長花崗巖二長花崗巖La71.7973.1974.5978.9981.7975.0973.2171.8179.01Ce148.49146.49147.99150.49158.99155.49146.51148.51150.51Pr16.2916.2916.0916.3917.3917.2916.3116.3116.41Nd60.7959.7956.7958.9964.0963.0959.8160.8159.01Sm13.8913.0911.5912.3913.6912.9913.1113.9112.41Eu0.390.290.390.290.390.390.310.410.31Gd10.2910.498.699.0910.3910.0910.5110.319.11Tb1.491.591.191.391.591.391.611.511.41Dy8.998.996.797.398.598.599.019.017.41Ho1.791.791.291.291.691.591.811.811.31Er4.494.593.693.894.294.194.614.513.91Tm0.690.690.590.490.590.690.710.710.51Yb3.993.893.193.093.793.793.914.013.11Lu0.690.590.490.490.590.590.610.710.51Y41.8941.2932.9934.2938.9938.9941.3141.9134.31ΣREE344.06341.76333.37344.66367.82355.26342.04344.34344.94LREE311.64309.14307.44317.54336.34324.34309.26311.76317.66HREE32.4232.6225.9227.1231.5230.9232.7832.5827.28LREE/HREE9.619.4811.8611.7110.6710.499.439.5711.64LaN/YbN12.9113.516.7718.3415.4814.2113.4312.8518.22δEu0.10.080.120.080.10.10.080.10.09δCe1.061.041.051.031.031.061.041.061.02t11.031.021.03111.041.021.031t30.940.970.941.040.980.950.970.941.04t40.930.9810.880.931.010.980.930.88TE1,30.980.990.991.020.9910.990.991.02TE3,40.940.970.970.950.950.980.970.940.95圖4.5稀土元素配分圖Fig.4.5Distributiondiagramofrareearthelements4.6成礦構(gòu)造背景及物質(zhì)來源 五龍溝經(jīng)歷的造山作用主要與早古生代造山、晚古生代-早中生代造山兩個過程相關(guān)，本文根據(jù)前人研究結(jié)果介紹如下：五龍溝10件樣品測得的400多條數(shù)據(jù)中進行選取，利用制圖軟件繪制出所需要的判別圖解。從花崗巖的兩個構(gòu)造環(huán)境判別圖（圖4.6）中得到所采樣品可以看到所采的10件花崗巖樣品點投于同碰撞花崗巖區(qū)和火山弧花崗巖區(qū)域過渡區(qū)，另一幅圖落在了火山弧花崗巖跟板內(nèi)花崗巖過渡區(qū)，在五龍侵入巖巖K2O-Na2O圖解中在A型，在A型與I型崗巖SiO2-Y判別圖解中落入了I中。依據(jù)前人研究結(jié)合本區(qū)樣品數(shù)據(jù)分析合理推測其構(gòu)造環(huán)境形成于火山弧的擠壓，東昆侖造山帶演化歷史相對復(fù)雜程度較高，屬于多旋回的復(fù)合型造山帶。本區(qū)復(fù)合型造山帶歸屬于“非威爾遜旋回”，陸臺的不斷裂解拼合周而復(fù)始，不斷的重復(fù)過程中單次過程被命名為威爾遜旋回。（原有陸臺裂解形成小型陸臺及裂谷，以裂解后的露臺為基礎(chǔ)裂谷為中心向外擴散發(fā)育洋中脊，形成夠得上規(guī)模的洋盆；拼合階段為洋盆外側(cè)陸臺向內(nèi)俯沖使得洋盆變小進入重熔階段又或者發(fā)生碰撞直接出現(xiàn)造山帶形成新陸臺，等候時機開始新的回合。）早古生代造山構(gòu)造旋回，原有陸臺裂解形成小型陸臺及裂谷，以裂解后的露臺為基礎(chǔ)裂谷為中心向外擴散發(fā)育洋中脊，形成夠得上規(guī)模的洋盆；拼合階段為洋盆外側(cè)陸臺向內(nèi)俯沖使得洋盆變小進入重熔階段又或者發(fā)生碰撞直接出現(xiàn)造山帶形成新陸臺，等候時機開始新的回合。這些洋盆在此時期以前就已進入拼合造山階段，開始收縮并伴隨發(fā)生延北方向的俯沖作用，成礦元素富集就發(fā)生在此構(gòu)造作用中。造山花崗巖類、加里東期剪切帶、晚泥盆世磨拉石沉積帶等表明昆中洋盆在晚志留紀(jì)以前已經(jīng)閉合，并于晚加里東時期發(fā)生陸內(nèi)俯沖作用碰撞，進入地質(zhì)旋回末期拼合階段，巖漿冷凝，礦區(qū)內(nèi)的A型花崗巖形成，為旋回拼合階段后期地質(zhì)作用的產(chǎn)物。晚古生代造山構(gòu)造旋回，東昆侖地區(qū)原有陸臺遭到巴顏喀拉-特提斯洋俯沖，加上北向地質(zhì)擴張，在石炭紀(jì)時期顯露出小型海洋盆地。在華力西晚期-印支早期這些小洋盆再次北向俯沖，導(dǎo)致外部邊緣古特提斯洋陸緣不斷突起增厚，印支末期，旋回階段進入到拼合階段，洋殼俯沖結(jié)束，小型褶皺帶初步形成。晚三疊世鄂拉山群陸相高鉀鈣堿性火山巖、造山花崗巖、剪切變形帶都標(biāo)志著拼合階段結(jié)束。印支期增厚造山演化開始。礦區(qū)花崗質(zhì)巖漿巖形成，為造山過程中火山弧巖漿巖，該巖性是由于巖石重熔底侵而形成。 圖4.6花崗巖Rb-Yb+Ta、Rb-Y+Nb構(gòu)造環(huán)境判別圖解Syn-COLG同碰撞花崗巖；VAG火山弧花崗巖；WPG板內(nèi)花崗巖；ORG洋脊花崗巖Fig.4.6discriminationdiagramofgraniteRb-YbTa,Rb-YNbtectonicenvironmentSyn-COLGsyncollisiongranite;VAGvolcanicarcgranite;WPGintra-plategranite;ORGridgegranite圖4.7五龍侵入巖巖K2O-Na2O圖解圖4.8A型與I型崗巖SiO2-Y判別圖解I型花崗巖：原巖為基性程度高的火成巖或變質(zhì)火成巖，一般是下地殼硅鎂層物質(zhì)經(jīng)過重熔而形成的，A型花崗巖：偏堿性的非造山花崗巖。TypeIgranitereferstoigneousrockormetamorphosedigneousrockwithhighbasicity,whichisgenerallyformedbyremeltingofsilicon-magnesiumlayerinthelowercrust.TypeAgranitereferstoalkalinenon-orogenicgranite.5礦床成因探討5.1礦床成因類型通過前文描述結(jié)合成礦構(gòu)造背景及物質(zhì)來源認為五龍溝金礦床屬于造山型金礦。五龍溝金礦床成因類型劃分沒有統(tǒng)一的意見，造山型金礦床概念的出現(xiàn)很好地解決了這個問題。各個學(xué)者提出的成因類型都可統(tǒng)稱為造山型。造山型之所以能夠?qū)⑹⒚}型、韌性剪切帶型、構(gòu)造蝕變巖型等容括。是因為造山型金礦形成適用物理條件變化范圍比較大，溫度壓力要求不是特別苛刻，地質(zhì)體深度范圍在0到25千米內(nèi)都可以經(jīng)造山作用形成。為了更好的理解何為造山型金礦，與本區(qū)五龍溝金礦地球化學(xué)特征以及構(gòu)造背景做出一個簡單的對比特別的查閱資料將造山型金礦特征整理如下：1.五龍溝金礦區(qū)構(gòu)造位置屬于造山帶，金礦形成于印支期旋回拼合階段的構(gòu)造環(huán)境。2.五龍溝金礦區(qū)圍巖主要為古元古代地層，地層中圍巖與深地幔熱源區(qū)都是為物質(zhì)來源。3.五龍溝金五龍溝金礦成礦作用帶在昆北斷裂與昆中斷裂之間，受區(qū)域內(nèi)韌性剪切帶中的次級脆性斷裂控制，發(fā)育石英脈型與圍巖界限清楚。通過觀察樣品、數(shù)據(jù)分析、特征比對以及對前人所著文獻閱讀比對概括，雖然細分類型各執(zhí)不同觀點，總體都可視為造山型金礦，所以本文將其歸為造山型金礦床。 5.2成礦模式五龍溝金礦成礦作用帶在昆北斷裂與昆中斷裂之間，主要地層為以下元古界金水口群為主要地層，資料顯示該地層巖漿活動強烈，活動范圍區(qū)域較廣。從前寒武紀(jì)到燕山期巖漿活動多次出現(xiàn)，不同程度的巖漿活動讓礦床具有多旋回的