Question

金矿成矿流体水-岩相互作用与矿化蚀变

Answer 1

水-岩相互作用（简称水-岩反应），在自然界十分普遍，其不仅控制着近地表大多数岩石的变化，而且在成矿过程中起着重要的作用。成矿流体在地壳深部经导矿构造向上运移过程中，与围岩发生水-岩反应，使流体系统的性质及组成不断变化，同时对成矿元素的活化、迁移及富集起着非常积极的作用。因此，研究金成矿流体水-岩反应产物（蚀变岩石类型、矿物共生组合）及水-岩反应在时间上的阶段性、空间上的分带性，不但能揭示热液矿床形成的物理化学条件和成岩成矿作用机理，而且还可以为隐伏矿体提供重要的找矿标志。以阿希矿区40、24线剖面为例，简要地叙述阿希金矿热液蚀变分带如下。

图4-6 阿希Ⅰ号矿体品位变化频率曲线图

图4-7 阿希Ⅰ号矿体品位（10^-6 ）变化等值线图

1.40线剖面矿化热液蚀变分带

阿希金矿40线主要蚀变特点和分带如下（图4-8）：

（1）含金石英脉（硅化带，主矿体）

主矿体主要由石英脉组成，其中早期主要为玉髓状石英；中—晚期主要为微（细）粒状（粒径＜0.03～0.3 mm）和梳（脉）状石英，伴有较弱的绢云母化、冰长石化浸染状黄铁矿化和针柱状白铁矿化。

（2）矿体下盘

主要由安山岩、石英安山岩及含橄榄石粗安岩构成。

图4-8 阿希矿区40线剖面

a.近主矿体下盘的安山岩（或石英安山岩）：蚀变作用强烈，主要为绢云母化、硅化和碳酸盐化，其中早期以绢云母化为主，中—晚期以硅化和碳酸盐化为主。

b.距主矿体下盘约10～30 m之石英安山岩（安山质英安岩），其蚀变作用基本同a，主要以鳞片状绢云母化、微粒状、网脉状、梳（脉）状硅化及碳酸盐化为主，蚀变强烈，伴有较弱的浸染-网脉状黄铁矿化。

c.距主矿体下盘约30～90 m的含橄榄石粗安岩，其蚀变作用不同于以上两类岩石，不仅蚀变类型复杂，蚀变矿物组合形式多样，而且蚀变作用不强，以中弱或中低为主，尤以硅化和绢云母化在距矿体下盘30 m处即具消失趋向；相反，绿泥石化及与橄榄石相关的蛇纹石化、伊丁石化却普遍存在。表明，离主矿体较远，蚀变作用较弱。

d.远离矿体（90 m以外）的安山岩蚀变作用较弱，主要为弱青磐岩化。

综上所述，40线矿体下盘蚀变作用大致可分成3个组合蚀变带，即由矿体下盘至30 m的绢英岩化蚀变带；矿体下盘30～90 m的蛇纹石化-青磐岩化蚀变带；矿体下盘90 m以外的弱青磐岩化带。

（3）矿体上盘

a.近矿体上盘部位（0～15 m）火山岩蚀变强烈，主要为绢云母化、水黑云母化、网脉状硅化和土状云雾状碳酸盐化，其中以绢云母化最强，次之为硅化和碳酸盐化。局部伴有不同程度的次闪石化和高岭土化。晚期往往沿裂隙充填有紫红色赤铁矿化、褐铁矿化。

b.稍远离矿体上盘（15～30 m）的围岩，以绢云母化为主，其他蚀变均较弱，且随着远离矿体上盘蚀变由强变弱，到15 m处硅化仅以微弱的网脉状或以碳酸盐-石英细脉出现在晚期阶段，而绢云母化在约30 m处则由强变弱，30 m以外，基本为弱蚀变（矿物组合不变）。除此之外，岩石伴有微弱的次闪石化、水黑云母化和弱青磐岩化。

综上所述，40线矿体上盘围岩蚀变亦可分出3个组合蚀变带，即由矿体上盘至15 m的绢英岩化蚀变带；矿体上盘15～30 m的绢云母化-碳酸盐化蚀变带；矿体上盘30 m以外的弱绢云母化蚀变带。

总的看，上盘蚀变作用不如下盘强烈，这可能与下盘F₂断裂构造影响及下盘岩石类型复杂有关。

2.24线剖面矿化热液蚀变分带

阿希金矿24线主要蚀变特点和分带如下（图4-9）

图4-9 阿希矿区24线剖面图

（1）含金石英脉（冰长石 硅化带，主矿体）

主矿体部位含金石英脉以不等粒状、微粒状和梳状石英为主，在矿体核部石英脉中有中等强度的冰长石化，沿石英脉裂隙有针柱状黄铁矿（白铁矿）化，在近主矿体上盘接触处有星点状黄铁矿化和微弱的碳酸盐化。

（2）矿体下盘

早期以绢云母化为主，中期以硅化、碳酸盐化为主，晚期以脉状碳酸盐化为主，伴有少量浸染状和网脉状黄铁矿化，局部见高岭土化。其蚀变矿物组合：由矿体下盘至40 m 为绢英岩化蚀变带；矿体下盘40～65 m为绢云母-青磐岩化蚀变带。

（3）矿体上盘

早期以绢云母化为主，局部伴有碳酸盐化及较弱的黄铁矿化；中期以微粒状-网脉状硅化、碳酸盐化为主，局部伴有较弱的冰长石化；晚期以中等蚀变的网脉状碳酸盐化为主，局部伴有中等蚀变的脉状硅化、高岭土化。随着远离主矿体上盘，硅化由强变弱，距主矿体上盘约25 m处已变得微弱。其蚀变矿物组合：由矿体上盘至25 m为绢英岩化蚀变带；矿体上盘25～65 m，即为弱绢云母化蚀变带。

综上所述，24线剖面蚀变作用大致可分为如下几个蚀变矿物组合及蚀变带：

a.含金石英脉（主矿体）为冰长石-硅化带；b.主矿体下盘可分为两个蚀变矿物组合带，即绢英岩化带和绢云母-青磐岩化带；c.主矿体上盘亦可分为两个组合蚀变带，即绢英岩化带和弱绢云母化带。

3.阿希金矿围岩蚀变类型和分带

研究表明，阿希矿区围岩蚀变可分为3期：第一期是与火山活动过程中火山热液有关的自变质作用（成矿前），主要表现为面型青磐岩化；第二期是与火山期后成矿热液有关的近矿热液蚀变作用，主要表现为线性的硅化、冰长石化、绢英岩化、粘土化以及绿泥石化、碳酸盐化；晚期为碳酸盐化和浊沸石化。其中第二、三期蚀变与金矿化关系密切。

近矿蚀变矿物组合包括冰长石-石英组合；绢云母-石英-方解石组合；绢云母-石英-冰长石-方解石组合；绢云母-水黑云母-石英-方解石组合；绢云母-次（纤）闪石-水黑云母-石英-方解石组合；黄铁矿-绢云母-石英-方解石组合；绢云母-方解石组合。

主要蚀变类型特征分述如下：

硅化：阿希矿区最强烈，与成矿关系最为密切的热液蚀变，主要发生在矿体内部及黄铁绢英岩化之后。它是由富SiO₂的含矿热液沿张性构造破碎带上升充填，形成石英脉并强烈交代安山-英安质火山岩而成。蚀变过程中，将原岩中的Fe、Mg、Na、Ca、Al等带出，而带入大量的SiO₂形成硅质岩。与硅质相伴的尚有少量鳞片状伊利水云母（即伊利石）及微量的绿泥石。在强烈硅化作用地段形成厚大的含金石英脉与硅化交代岩之复合体（如I₁号矿体）。阿希矿区与金矿化有关的硅化作用主要有两期：第一期与灰白色石英脉形成有关，脉体中尚残留有较多的灰白色安山-英安质粉屑；第二期与烟灰色石英脉形成有关，充填胶结并进一步交代第一期形成之石英脉和硅化岩之角砾，构成角砾状、皮壳状、环带（纹）状构造，或交代先期形成之碳酸岩矿物所形成的交代假象结构。硅化过程也是金沉淀成矿过程，是金矿成矿的主要标志。

绢英岩化（黄铁绢英岩化）：与金矿化关系较为密切的围岩蚀变之一，主要分布于矿体上、下盘硅化带之外侧，是在富含H₂ O、S、K、Si热液作用下，安山玢岩、安山 英安质火山岩被绢云母、石英取代而形成的不规则粒状或鳞片状集合体。绢云母与石英交代斜长石多呈其假象存在，在原岩中暗色矿物（辉石、角闪石）及少量的金属矿物在绢英岩化过程中析出的铁质则与硫结合形成细小星散状黄铁矿（多＜0.05 mm），部分呈假象分布在辉石边缘及角闪石中。

粘土化：以矿体中上部最为发育。在绢英岩化后，由于含矿热液的温度降低和水化作用的加强，近矿围岩发生粘土化作用，叠加于绢英岩化与硅化带之上。它是在酸性低温热液介质中，H₃O⁺部分取代绢云母中的K⁺使之逐渐转化为伊利水云母（即伊利石），绢英岩化也随之转变为由交代石英和伊利石组成的蚀变岩石，而且在空间上构成一个统一的（黄铁）绢英岩化-粘土化带。在这个过程中也有诸如蒙脱石、明矾石等其他粘土矿物的形成。在矿体或附近围岩中，有时可见呈淡绿灰色、灰白色等质地松软，断口呈贝壳状或瓷状的数十厘米宽的粘土质岩脉。在近矿围岩中，伊利水云母与交代石英一起构成斜长石斑晶假象。这种鳞片状伊利水云母粒度一般＜0.01 mm，镜下与绢云母不易区别。经X射线粉晶的衍射分析（图4-10）、红外光谱分析（图4-11）、差热分析（图4-12）和电子探针微区化学成分分析（表4-2），均证明矿体及其附近蚀变岩中类似绢云母的细小鳞片状矿物绝大部分为伊利水云母。二者不同之处在于伊利水云母中Al₂O₃、K₂O略低，而SiO₂、MgO、FeO、H₂O明显较高，部分H₃O⁺取代晶体结构中的K⁺。伊利水云母又不同于水云母，后者常以部分Na取代K，且极少含MgO、FeO。

表4-2 阿希金矿伊利水云母电子探针分析数据

绿泥石化：有两种成因，一种为火山热液交代自变质作用产物，主要表现在岩石中暗色矿物（辉石、角闪石）和部分玻璃基质为绿泥石所交代并呈其假象存在，分布较普遍；另一种为由于含矿热液的蚀变叠加，在近矿围岩蚀变带的外侧绿泥石化作用较为强烈，该类型绿泥石属Fe-Mg绿泥石，其Fe/（Fe+Mg）比值为26%～45%。

碳酸盐化：矿区内较为普遍，成矿前之碳酸盐化多与绿泥石化共生，表现为方解石部分或全部交代原岩矿物（斜长石、辉石及橄榄石等）并呈其假象存在；矿化阶段之碳酸盐化主要发生在晚期，以方解石、菱铁矿和白云石出现，并与石英一起构成石英-碳酸盐脉为特征，穿切先期形成的蚀变岩和含金石英脉，主要分布在矿体上、下盘附近，其中可见由方解石、菱铁矿和白云石类矿物所构成的环带构造，该期碳酸盐化尚伴有多金属和金矿化。

图4-10 阿希金矿区伊利水云母X射线衍色曲线图

冰长石化：见于阿希金矿北段钻孔中，斜长石斑晶被冰长石所交代，基质中的冰长石呈粒状或柱粒状与石英在一起（图版Ⅵ-1、2），分布上与硅化密切伴生。产出形式主要有两种：其一，与石英密切共生于石英脉型矿石中，形成于成矿作用过程中，特别是主成矿期。这种产状的冰长石一般具有较完好的菱形晶面，无色透明；其二，浸染状产于蚀变安山岩、英安岩中，结晶程度相对较差（图版Ⅵ-3）。冰长石是在低温下形成的具特征的钾长石，K₂O含量高。冰长石是低温矿床的标型矿物之一，是一种与硅化、绢云母化以及金矿化关系密切的蚀变作用类型。一般认为，冰长石是热液沸腾作用的产物（Henley等，1984；P.Heald等，1987）。

浊沸石化：呈两种产出方式，一是呈粉红色细脉状密布于安山岩微裂隙中；二是弥散状渗透交代安山岩，交代长石斑晶呈现长石假象（鲍景新等，2002），并与绢云母、高龄石、蒙脱石、伊利石、方解石等热液矿物共生。应为古地热系统和浅成低温热液成矿系统的标志蚀变矿物之一。

图4-11 阿希金矿区伊利水云母红外吸收光谱曲线图

图4-12 阿希金矿区伊利水云母差热曲线图

由于阿希金矿成矿作用过程中成矿构造和成矿热液活动的多期、多阶段特征，导致了与矿化作用有关的不同类型的蚀变在同一空间内叠加和交错，这给蚀变带的划分带来了很大困难。但由于近矿围岩原岩类型、矿物成分以及离矿体的距离不同，仍然显示出不同的蚀变类型和强度，并且以矿体为中心向两侧有规律变化的特点。因而依据蚀变矿物组合，蚀变强度，结合原岩类型，以40线和24线主矿体为中心向两侧共划分出6个蚀变矿物组合带，即：

含金石英脉（强硅化）带：以石英为主，冰长石（图版Ⅵ-1、2）化次之，伴有微弱的黄铁矿化、白铁矿化、赤铁矿化及褐铁矿化；

对称的绢英岩化带：该蚀变带上盘部分宽15～30 m，下盘部分宽30～40 m，主要由绢云母化、硅化和碳酸盐化构成所谓的绢英岩化蚀变带，局部有冰长石（图版Ⅵ 3）化、黄铁矿化和水黑云母化，该带原岩主要为安山岩、石英安山岩（安山英安岩）类岩石；

绢云母化带：该带分布在主矿体上盘绢英岩化带东侧安山岩类中，带宽15～35 m，主要由绢云母化构成，伴有不同程度的碳酸盐化和较弱的硅化、次闪石化、水黑云母化；

弱绢云母化带：该带分布在矿体上盘绢云母化带东侧，实为绢云母化带的一个亚带，主要由较弱的绢云母和碳酸盐化构成，局部伴有微弱的次闪石化和水黑云母化，带宽13～35 m；

青磐岩化带：该带主要分布在40线和24线主矿体下盘绢英岩化带西侧的含橄榄石的粗安岩和角闪质石英安山岩（安山英安岩）中，其中以40线最发育，蚀变带宽约60 m，24线宽约27m，按蚀变组合又可分为蛇纹石化-青磐岩化带（40线）和绢云母化-青磐岩化带（24线）；

弱青磐岩化带：分布在40线矿体下盘蛇纹石化-青磐岩化带西侧，主要以中—弱绿泥石化为主，伴有微弱的碳酸盐化、绢云母化和次闪石化，该蚀变带的形成可能与成矿热液活动关系不大。

4.围岩蚀变与金矿化关系

已有资料显示，阿希金矿的矿化热液活动是多期、多阶段的。每次含矿热液活动除导致金的沉淀富集之外，都伴有不同程度不同类型的近矿热液蚀变作用，一些物质被带出，另一些物质被带入。例如，绢英岩化带K₂O含量明显升高，而Na₂O明显降低；近矿体的强硅化带内SiO₂、S、Au含量较高，而MgO、CaO、Na₂O、Al₂O₃、Na₂O较低；K₂O/Na₂O、SiO₂/Al₂O₃比值随矿化蚀变增强而增高等（表4-3）。这不仅显示了矿体分布范围或接近矿体的

表4-3 阿希金矿区金矿围岩（蚀变岩）岩石化学成分

蚀变标志，同时表明硅化作用往往会使蚀变岩中Au含量增高而形成矿化体。也就是说，赋矿含矿热液沿张性断裂破碎带贯入充填时，一方面对原岩构造角砾及两侧围岩进行强烈硅质交代，一方面又将带来的金在有利的条件下与SiO₂一起沉淀富集，分别形成石英脉型金矿和蚀变岩型金矿。一般在绢英岩化-粘土化过程中，虽然也有金和银的明显富集，但不能富集成矿，只有叠加较强烈的硅质交代或石英网脉穿插之后才能形成矿体。表明蚀变过程中K、Si元素含量的增高对成矿是有利的（表4-3）。特别是矿体内或邻近矿体处的强烈硅化作用，常表现为硅质交代和硅质（网脉状石英和玉髓）的充填，其结果导致蚀变岩中Au含量增加而形成矿化体。

另外，据矿区已有资料证明，阿希金矿95%的金为晶隙金，其中80%产于石英晶粒间，少量包体金见于石英中，足以说明石英（硅质）与金矿形成的密切关系。这一点从光薄片鉴定中可进一步得到证明。阿希金矿主矿体（含金石英脉）中几乎完全变成了由微粒状玉髓、微细粒状、不等粒状硅化石英和以网脉状、梳状充填（交代）而成的“硅化脉体”，而早期形成的石英脉中之石英，仅以交代残余的角砾或残块出现，且所占比例很小。原石英脉中捕获的围岩碎块、角砾，几乎全部硅化，仅少部分尚残留有绢云母等蚀变矿物，这也间接说明了硅化与金成矿关系最为密切，是金矿成矿最有利的近矿围岩蚀变。

从初步划分出的近矿围岩蚀变带来看，除含金石英脉（主矿脉）外，其两侧的绢英岩化带也主要由强烈硅化和绢云母化构成的，其所以在该带中或深部钻孔中发现一些含金蚀变岩（亦为绢英岩）就不足为怪了。

以上特点说明，阿希金矿成矿作用的过程导致了近矿蚀变作用，而蚀变作用特别是硅化蚀变又促进了金矿的形成，这也是镜下鉴定资料和已取得的矿床地质资料、地球化学资料等所予以证明的客观事实。

除硅化外，冰长石化也是阿希金矿一种重要的与金矿成矿密切相关的蚀变作用。尽管目前阿希金矿发现的冰长石不是太普遍，含量不是特别多，但这并不否认冰长石化的普遍性和重要意义。因为冰长石是钾长石（或钾长石化）的一种，常因条件变化而蚀变，难以保存。设想阿希金矿由晚古生代中期形成，至今这么长的时间使冰长石能够保存下来，这足以说明成矿时冰长石含量之多，冰长石化之普遍和强烈。根据主矿体之含金石英脉及其近矿蚀变带中所发现的冰长石，结合前人在矿区有关钻孔中和近矿绢英岩化带中所发现的冰长石来看，进一步佐证了阿希金矿属浅成低温热液之冰长石-绢云母型。由上可见，冰长石与阿希金矿的成矿作用有极为密切的关系，是阿希金矿金矿化作用过程中最重要、最有利的近矿围岩蚀变类型之一。

除硅化、冰长石化外，浊沸石化也很重要，表明成矿后期受到古地热流体的叠加改造，使金进一步富集成矿。另外，碳酸盐化、黄铁矿化等均对阿希金矿的形成起到不同程度的促进作用。

以上表明，阿希金矿的成矿正是在这种多期、多阶段、多种类型热液蚀变的叠加交代过程中形成的。

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