湖北蛇屋山红土型金矿床PSDs特征及其意义.docVIP

湖北蛇屋山金矿床含金碳酸盐岩风化成矿过程 高帮飞1，2 ， 江少卿3 ， 周迎春4 ( 1． 中铁资源集团地质勘查有限公司，北京 100039; 2． 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室，北京 100083; 中国地质科学院，北京 100037; 4． 海南省地质调查院，海南海口 570206 ) 3． ［摘 要］为阐述含金碳酸盐岩的风化成土过程，以湖北蛇屋山红土型金矿 床 为 例，系 统 开 展 了 元 素地球化学 和 矿 物 学 研 究。研 究 发 现，从风化壳腐泥层 → 杂 色 粘 土 带，碱 金 属、FeO、MnO、有 机 碳 ( Morg) 、稀土元素( REE) 和高场强元素( HFSE) 等元素，以及钾长石、斜长石和黄铁矿等矿物的含量逐 渐降低。质量平衡计算表明，风化过程中 Si、Fe、Al 发生了不同程度的迁移，溶解在流体中的碱金属亦会 在风化壳特定层位富集，形成自生粘土矿物。研究认为，碳酸盐岩风化成土与金迁移富集均受风化强度 制约。早期氧化阶段，风化较弱，以黄铁矿氧化和碳酸盐岩溶解，Ca、Mg 大量淋失为特征，环 境 显 中 碱 性，金以硫代硫酸盐络合物形式迁移。晚期水解阶段，风化较强，强烈的水 － 岩相互作用，导致不溶硅酸 盐矿物水解，伴随着硅酸盐矿物中 K、Na 等碱金属的进一步淋失和高岭石的生成; 最终，风化彻底时，粘 土矿物中 SiO2 和 Al2 O3 发生分离，形成典型的红土。此阶段，环境从中碱性缓慢过渡到中酸性，金以胶 体或氯化物络合物形式迁移。金沉淀富集主要与表生矿物吸附和岩 － 土界面附近被大量 Fe2 + 、Mn2 + 还 原有关。 ［关键词］碳酸盐岩 风化 腐泥层 红土型金矿 蛇屋山 ［中图分类号］P611． 2 + 1 ［文献标识码］A ［文章编号］0495 － 5331(2011)03 － 361 － 09 Gao Bang － fei，Jiang Shao － qing，Zhou Ying － chun． Weathering and laterite formation proces- ses of gold － bearing carbonate rocks in the Shewushan gold deposit，Hubei Province［J］． Geology and Exploration，2011，47(3):361 － 369． 简单运用化学风化蚀变理论或元素分布特征，难以 引言 碳酸盐岩风化涉及地表大气圈、水圈、生物圈与 0 准确反 映风化强度和元素迁移规律 ( 冯 志 刚 等， 2002; 高帮飞等，2006a) 。本文研究即运用水 － 岩 岩石圈的相互作用 ( Brady 黄 镇 国， 反应和质量平衡理论，综合常量、微量和稀土元素地 球化学和矿物学约束，探讨含金碳酸盐岩风化成土 过程中元素迁移、富集规律及其对金成矿的控制。 et al． ，1994; 1996) ，有着重要的资源和环境效应( Wang et al． ， 1999; 朱立军等，2004) 。分布在中国南方的众多红 土型金矿床的形成，也被认为与基底含金碳酸盐岩 地质概况 湖北蛇屋山金矿是我国第一个大型红土型金矿 床( 李松生，1994) 。矿床由热液蚀变的∈ － O 碳酸 盐岩风化改造而成( Hong，2000 ) 。碳酸盐岩风化 1 的风化成土作用有关 ( 曹新志，1998; Hong，2000; 王砚耕等，2000; 饶文波等，2001 ) 。由于碳酸盐岩 风化发生在地表开放环境，水 － 岩反应过程中，不仅 有元素的淋滤带出，同时也存在着交代作用( 朱立 军等，1996) 和物质的带入( 冯志刚等，2002; 杨元根 等，2004) ，使得风化壳物质组成及其复杂。因此， 壳呈明显分带特征，由上至下一般包括: 表层红土、 残留硅化构造岩带、杂色粘土带、黑色腐泥层。矿体 ［收稿日期］2010 － 08 － 10;［修订日期］2011 － 03 － 09;［责任编辑］郝情情。 ［基金项目］地质过程与矿产资源国家重点实验室开放基金资助( GPMR200647) 。 ［第一作者］高帮飞( 1981 年 － ) ，男，2008 年毕业于中国地质大学( 北京) ，获博士学位，工程师，主要从事矿产勘查工作，E － mail: bang- feigao@ 163． com。 一般呈层状、似层状产于杂色粘土带中，其形态受古 岩溶面和构造破碎带控制。矿区周边由断层和碎屑 岩构成，形成准封闭式岩溶洼地( 图 1) 。 存在两套黑色腐泥层，且腐泥层上都发育类似的杂 色粘土带( 图 2) 。分别对腐泥层及杂色粘土带取块 样，将样品放