阜平龍泉關(guān)地區(qū)金元素低背景及其地質(zhì)成礦意義

賓金來，田大爭，胡美蘭

（河北省地質(zhì)工程勘查院，河北 保定 071000）

20世紀(jì)70年代，全國開展了以金為主的39～44種元素的地球化學(xué)測量工作，2015年作者在本區(qū)進行1:5萬水系沉球化學(xué)測量工作，歷次工作為本區(qū)提供了豐富的基礎(chǔ)性地球化學(xué)資料，本文主要以本次工作成果為基礎(chǔ)，初步討論區(qū)內(nèi)Au地球化學(xué)背景特征、Au“礦源層”及其成礦意義等問題。

1 本區(qū)Au地球化學(xué)背景特征

據(jù)本次1:5萬地球化學(xué)測量資料，樣品測試由河北省地質(zhì)實驗測試中心完成。地球化學(xué)參數(shù)利用GeoIPAS3.1軟件進行統(tǒng)計，采用循環(huán)剔除X±3S離群值后統(tǒng)計。

1.1 水系沉積物Au地球化學(xué)背景參數(shù)

以本區(qū)采集的5261個水系沉積物樣品統(tǒng)計背景參數(shù)，Au元素豐度算術(shù)平均值0.21ppb，低于華北地臺及本區(qū)1:20萬水系沉積物Au元素背景豐度均值0.98ppb，變化系數(shù)0.50，富集系數(shù)0.21。

長期以來，人們多把成礦元素高背景值的地層視為礦源層[1]，宋瑞先認為阜平群團泊口組為主要含Au層位或礦源層，不少學(xué)者也持有相同的看法[2]。通過水系沉積物地球化學(xué)測量資料可以看出，本區(qū)占主體的變質(zhì)巖層金豐度值其實并不高，不少學(xué)者也認識到巖石中微金含量并不高的事實[3]，以往金豐度值偏高主要為測試方法、元素參數(shù)統(tǒng)計方法不同，部分為取樣數(shù)量少和樣品代表性問題等原因造成。

Au元素空間分布上其富集場主要為巖體外圍、爆破角礫巖及附近斷裂構(gòu)造帶，均與巖漿熱液活動有關(guān)；其次部分Au富集場分布與金剛庫巖組一致，與其背景巖石Au元素高豐度值有關(guān)。貧乏區(qū)面積較大，為灣子巖組、沉積巖區(qū)、坊里片麻巖、菜樹莊片麻巖及崗南片麻巖分布區(qū)，均與背景巖石Au元素低豐度值有關(guān)。

1.2 巖石背景樣Au地球化學(xué)參數(shù)

巖石背景樣品采集331件，Au元素地化參數(shù)統(tǒng)計結(jié)果詳見表1，Au元素豐度算術(shù)平均值0.22ppb，與水系沉積物背景參數(shù)相近，可以看出樣品代表性較好，全區(qū)巖石背景樣品富集系數(shù)為0.22，明顯小于0.6，表明區(qū)內(nèi)巖石Au元素處于相對貧化狀態(tài)。

表1 巖石背景樣元素地化參數(shù)表

區(qū)內(nèi)巖石背景樣品據(jù)地質(zhì)單元劃歸為15類，各地質(zhì)單元巖石Au元素地球化學(xué)參數(shù)特征見圖1。

由圖1可明顯看出，本區(qū)各地質(zhì)單元巖石Au元素多處于相對貧化狀態(tài)，不存在明顯的高背景巖層。本區(qū)也未發(fā)現(xiàn)存在大規(guī)模的堿交代等蝕變作用，空間分布上各地質(zhì)單元內(nèi)部未見明顯的“地球化學(xué)降低場”。

變質(zhì)表殼巖Au元素在本區(qū)多處于相對貧化狀態(tài)，金剛庫巖組略高，但均明顯低于區(qū)域背景值。

變質(zhì)深成巖、變質(zhì)侵入巖Au元素豐度與變質(zhì)表殼巖相近，僅青羊口基性巖略高，但也均為相對貧化狀態(tài)，低于區(qū)域背景值，并非人們以往普遍認為的變質(zhì)深成巖為Au元素高豐度值[4]。

燕山期侵入巖Au元素的，并非為普遍認可的高背景[5]，遠遠低于世界部分地區(qū)中性-中酸性侵入巖Au元素的豐度值及維氏地殼中Au元素的豐度值，個別巖體如麻棚巖體甚至低于區(qū)內(nèi)阜平巖群變質(zhì)表殼巖及變質(zhì)深成巖的Au元素豐度值。由中基性至酸性侵入巖Au元素平均豐度值由0.6ppb降低至0.2ppb，呈明顯變低趨勢；同一單元由巖體邊緣至中部，隨著巖漿分異漸充分其Au元素豐度值有變低現(xiàn)象，如麻棚巖體中部Au豐度均值僅為0.15ppb，其北部巖體邊緣含量有變高趨勢，可見隨著巖漿演化Au元素沒有富集的趨勢，似乎并不符合以往持有的巖漿演化規(guī)律（楊殿范，1991）。

2 金元素低背景及其地質(zhì)成礦意義

圖1 各地質(zhì)體巖石Au元素箱線圖

（1）由前述可知，本區(qū)變質(zhì)表殼巖Au平均含量明顯偏低，與普遍認可的具顯著高背景值的地層即為礦源層的觀點相佐。究其原因，Au豐度低可能為本區(qū)變質(zhì)巖系中普遍含有較高的F有關(guān)（宮進忠，2004），巖石中的微量金易于形成絡(luò)合物，使其在堿性溶液中有較大的溶解度并易于遷移造成貧化；另一方面，變質(zhì)表殼巖在地殼深部也可能隨變質(zhì)熱液帶出或帶入巖層中部分Au，由阜平巖群向上到五臺巖群Au平均含量變高，離散程度變大，顯示區(qū)內(nèi)Au豐度高低可能與其變質(zhì)程度有關(guān)，較高溫壓條件下變質(zhì)熱液活動強烈，Au元素帶出強度較大造成Au豐度值明顯變低。古地殼深部液態(tài)含金礦源層的成礦假說（張秋生，1987）也易于解釋深部巖層中Au的遷移和貧化。

（2）阜平旋回變質(zhì)深成巖主要由阜平巖群變質(zhì)表殼巖經(jīng)深部重熔作用形成[6]，深部重熔作用使本區(qū)原巖中Au元素重新活化、遷移而貧化的現(xiàn)象，變質(zhì)深成巖為Au成礦物質(zhì)的主要提供者[6]的觀點在本區(qū)似乎并不適合?；◢弾r化（超變質(zhì)作用）一般認為有利于成礦元素重新活化遷移、重新組合和相對集中，相應(yīng)地會同時存在成礦元素遷出造成貧化區(qū)，本區(qū)變質(zhì)深成巖Au元素即呈現(xiàn)地球化學(xué)降低場。

（3）本區(qū)燕山期侵入巖Au元素豐度值較低，但并不能說明區(qū)內(nèi)花崗巖不能提供太多的成礦物質(zhì)，相反，巖體中金的含量低可能是由于巖漿分異使其中金活化、遷出成礦所致[7]，其中麻棚巖體表現(xiàn)為明顯的過渡相“地球化學(xué)降低場”，有些學(xué)者也持有金的成礦不只是來源于高于地殼豐度的“礦源層”[8]的觀點，按地球化學(xué)降低場判斷“礦源層”的方法，Au元素豐度最低的麻棚巖體應(yīng)為石湖金礦成礦母巖，麻棚巖體更具Au礦源巖特征，這也與部分學(xué)者[3]的研究成果一致，稀土、同位素等研究成果[3]均證明石湖金礦成礦元素的深源特征。另一方面，從緊鄰的赤瓦屋銅鉬礦區(qū)資料可以看出，同源的赤瓦屋巖體背景值（0.8ppb）較高，反映其巖漿分異不充分，如果麻棚巖體的原始金含量與其相同的話，按麻棚巖體Au元素的豐度值(中心相Au豐度0.15ppb)計算，經(jīng)充分的巖漿分異后將會產(chǎn)生巨量的金，這也可能是大量金礦主要分布在麻棚巖體周圍的原因。

3 結(jié)論

（1）綜上所述，本區(qū)變質(zhì)巖層中Au元素豐度值較低，不具備Au礦源層特征，礦床附近不存在明顯的過渡相“地球化學(xué)降低場”，而是本區(qū)變質(zhì)巖層整體上表現(xiàn)為“地球化學(xué)降低場”。

（2）據(jù)區(qū)內(nèi)石湖等金礦稀土、同位素資料具有深源特征，成礦作用應(yīng)與深斷裂帶的強烈活動有關(guān)。本區(qū)東側(cè)緊鄰北北東向太行山深斷裂帶，巖漿容易沿深斷裂帶向上升，伴隨巖漿同源的成礦流體，在巖漿充分分異后，在地殼淺部構(gòu)造有利部位形成金礦床和礦(化)點。在眾多成礦控礦因素中，區(qū)域性斷裂構(gòu)造是重要的主導(dǎo)性因素[9]，其為巖漿及成礦流體提供了運移通道，也為成礦儲礦提供了有利空間。本區(qū)礦體圍巖提供的成礦物質(zhì)應(yīng)微乎其微，從這一方面，本區(qū)Au元素低背景豐度更有利地支持了幔枝構(gòu)造成礦控礦等深源成礦理論，也不排除古地殼深部液態(tài)含金礦源層提供部分成礦物質(zhì)，這從礦石測得的全巖Pb-Pb等時線年齡(2650Ma)[2]得到證明，伴隨巖漿的上侵，穿切液態(tài)礦源層的斷裂構(gòu)造是成礦的最有利部位。

（3）水系沉積物地球化學(xué)測量在基礎(chǔ)地質(zhì)及找礦中顯現(xiàn)出其巨大優(yōu)勢，但由于樣品代表性和測試精度的提高，1:5萬與1:20萬水系沉積物地球化學(xué)測量成果存在不小差異，與后者數(shù)據(jù)相比，前者更加豐富可信，背景及異常更加清晰可靠]，如以往本區(qū)劃分的阜平地球化學(xué)塊體(Au異常下限1×10-9，宮進忠，2004)與實際差異較大，有待本區(qū)1:5萬水系沉積物地球化學(xué)測量空白區(qū)完成后進一步厘定。