容矿岩系地球化学特征

发布网友发布时间：2022-11-06 23:59

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1.常量元素特征

沉积岩的常量化学成分取决于沉积物源的特点、沉积作用过程、成岩作用以及岩石的后期改造，本区主要容矿岩系仅经历了低级变质作用，因而其化学成分仍然保持着原岩的特点。从表3.5可以看出，中上石炭统变质砂岩和千枚岩化学成分的差异远不如典型的砂岩与页岩明显，这种相似的成分反映出整个含矿岩系的物源区持续隆升，碎屑物质供应非常稳定和充足。

对于碎屑岩类可以利用某些岩石化学参数分析其沉积特征。砂岩成熟度SM=w（SiO₂）/w（Na₂O）+w（K₂O）越大，说明其成分成熟度越高，石英砂岩的SM可大于100，杂砂岩一般小于10；碎屑岩成熟指数MI=w（Al₂O₃）/w（Na₂O）+w（K₂O）越小，说明其成熟度越低；碎屑指数FI=w（SiO₂）+w（Al₂O₃）/w（CaO）+w（MgO）表示碎屑岩中碎屑物与胶结物的相对含量，FI值越大表明碎屑物含量越多，陆相条件下形成的岩石FI一般大于100，而海相页岩FI一般小于10。

据表3.6数据可制成图3.12、图3.13和图3.14的投影，以上诸图和表均显示容矿岩系沉积物的分选性欠佳，成分成熟度不高，从而很好地反映出浊积岩的特征。

作为特定构造环境的产物，从沉积岩的类型和成分特征中可以提取相应的有益信息。根据M.R.Bhatia（1983）的判别公式及判别函数系数值对容矿岩系判别函数Ⅰ和Ⅱ的计算及图解投影表明，容矿岩系的沉积环境属*型岛弧或活动*边缘。M.R.Bhatia所说的*型岛弧主要指岛弧附近陆壳上的沉积盆地和岛弧靠*一侧的弧后盆地。据表3.7数据制成图3.15的投影结果，与容矿岩系的沉积相特征及上段顶部出现凝灰岩、玄武岩和安山岩的现象完全吻合。

表3.5　研究区内主要岩、矿石全岩化学分析结果（w_B/%）

分析者：西南冶金地质测试所，1998

图3.12　碎屑指数与碎屑成熟指数相关图

图3.13　砂岩成熟度与碎屑成熟指数相关图

图3.14　Al₂O₃与SiO₂相关图

2.主要金属元素特征

由表3.8所列数据及图3.16和图3.17，可清楚地看出，研究区容矿岩系的As、Au、Ag、Sb、Zn的含量明显高于同类岩石的全球平均水平，Ni和Cr含量也是偏高的；而W、Se、Ti和Sc含量则偏低。统计结果显示，千枚岩中Au的含量是全球页岩和粘土的10～80倍，Ag含量是全球页岩和粘土的4～10倍，As为1～2倍，Sb是1～5倍。变质砂岩中这些金属元素较之全球砂岩平均值则高出更多，特别是As、Au、Cr。Zn、Ni的偏高更为明显。

研究区容矿岩系As、Sb、Ag、Au、Zn、Co、Ni等元素含量整体偏高，显然是经轻微变质及热液活动时聚集的，这种聚集在萨瓦亚尔顿矿区附近更为强烈。

表3.6　碎屑岩沉积特征参数表

表3.7　硅岩某些特征元素含量

从图3.16、图3.17中可以看出，从萨瓦亚尔顿和塔尔特库里向南，通过卡特硝若和库鲁姆都再到吉根，千枚岩、变质砂岩及其两者的互层岩石，Au、As、Sb、Mo、W等元素含量都略有降低，而Ag元素含量的变化不明显。将萨瓦亚尔顿矿区与塔尔特库里金异常区进行对比，尽管萨瓦亚尔顿矿区黄铁矿化变质砂岩的Au、As、Sb元素含量显著增高，同时其他金属元素含量也明显偏高，但总体而言，Au、Sb、As元素含量相对塔尔特库里略有亏损，这是由于萨瓦亚尔顿矿区强烈的热液活动使岩石中的金属元素向矿脉中聚集使然。

根据容矿岩系千枚岩、变质粉砂岩、千枚岩与变质粉砂岩互层状岩石的岩相学特征、野外产状和共生关系、稀土元素配分形式和沉积环境判别图解，可以判断它们具有大体相同的沉积物源，而不同沉积阶段物源供应的差异，造成了不同的岩性和不同的地球化学特点。从表3.9中可以看出Au等金属元素含量在不同岩层岩性中的差异。对容矿岩系几种主要岩性Au与其他元素相关系数的计算，可以发现另外一些规律，总体而言，千枚岩、变质粉砂岩以及两者互层状的岩石中Au与As、Sb、Ag的相关性最强，其次是Zn和Mo；而变质粉砂岩和千枚岩与变质粉砂岩互层状岩石Au与As、Ag、Mo等元素的相关性更好，这可能反映了千枚岩中这些元素被大量带出成矿。千枚岩和千枚岩与变质粉砂岩互层岩石的Au与Cr、Ti、W的相关系数相近，说明两者成因上也有内在联系。归纳起来可以得出这样的结论：①Au、Ag、As、Sb、Zn、Mo、Cr等金属元素在沉积过程中是伴随沉积作用而初步富集的；②据表3.9所示，清楚地反映出萨瓦亚尔顿矿区千枚岩的Au、Ag、As、Sb、Mo含量较之塔尔特库里、库鲁姆都、吉根等地千枚岩中相应元素的含量为低，说明千枚岩中这些元素在成矿作用中更易于被浸出成矿，也正因为如此，千枚岩Au与其他金属元素的相关性反而变差了。考虑到变质程度在萨瓦亚尔顿地区最高，向南依次降低的规律，不难发现Au和相关元素的迁出与炭质的石墨化对这些元素的解吸作用有关；③千枚岩与变质粉砂岩化学成分上的差异也反映在金属元素含量特征上，两者不但主要金属元素含量有较为明显的不同，而且Au与Ni、Co、Cr、W、Ti的相关系数也有非常明显的差异。另外，容矿岩系与玄武岩在金属元素含量以及Au与其他金属元素相关系数特征上的明显差异，也说明容矿岩系中金属元素的富集与火山活动无直接关系。

图3.15　浊积岩构造背景化学成分判别图

（据M.R.Bhatia,1983）

表3.8　含矿岩系金属元素含量比较（w_B/10^-6）

图3.16　容矿岩系变质砂岩金属元素平均含量

图3.17　容矿岩系炭质千枚岩金属元素平均含量

表3.9　主要岩性中Au与其他元素含量关系