围岩岩石化学及其演化特征

中国东部中生代浅成低温热液金矿床的围岩，按照与金矿有关的岩浆类型，也可以分为钙碱性和碱性两个岩石组合系列。除个别与碱性系列有关外，如归来庄和义兴寨矿床，大多数属于钙碱性岩石组合系列。与五凤金矿床有成因联系的直接围岩是金沟岭组的火山岩，其岩石化学性质亦属于钙碱性岩石系列(表3-1;图3-3)，依据岩石化学分析属于玄武安山岩-安山岩-英安岩组合，虽然与区域上金沟岭组火山岩同属于钙碱性岩石系列，但仍具有其特殊性，与刺猬沟盆地火山岩相比，表现出偏碱性、SiO₂及K₂O含量较高，里特曼指数δ为1.68～3.31，平均值为2.29，高于刺猬沟盆地火山岩的平均里特曼指数(2.03)。固结(硬化)指数SI可以反映岩浆的固结或分异的程度，一般大多数原始岩浆的SI为40左右或更大些，当发生结晶分异时，随着分异程度的增加，残余岩浆的SI会迅速降低，同时也反映岩浆是由富镁向贫镁的方向演化，五凤金矿火山岩的SI为10.45～20.57，平均值为13.68，表明为原始岩浆结晶分异后期的残余岩浆的进一步演化，金沟岭组下段火山岩的SI为20.57，金沟岭组上段火山岩的SI为11.11(表3-1)，由早到晚火山岩的SI由大到小，说明形成火山岩的残余岩浆也存在进一步结晶分异演化过程。含铁指数、长英指数、碱度指数、钾质指数均较高，而镁质指数较低(表3-1)，均显示出为分异岩浆的特点，金沟岭组下段火山岩的含铁指数、长英指数、碱度指数、钾质指数分别为68.88，40.11，51.33，27.83，均低于金沟岭组上段火山岩的含铁指数(74.22)、长英指数(65.29)、碱度指数(131.98)、钾质指数(39.79)，而金沟岭组下段火山岩的镁质指数为31.12，高于金沟岭组上段火山岩的镁质指数(25.78)(表3-1)，表明从早到晚存在岩浆的分异作用，并且向富硅、富碱、富钾、低镁的方向演化。

表3 - 1 五凤金矿区金沟岭组火山岩岩右化学分析结果及其参数

图3-3 五凤金矿区金沟岭组火山岩TAS图

通过五凤与五星山金矿床不同岩石稀土元素分析对比(表3-2)，可以看出五凤金矿床安山岩与五星山金矿床次安山岩具有一致的稀土配分模式，安山岩与侵入岩也具有相似的稀土配分模式(图3-4)，反映具有同源演化的特征，侵入岩的负铕异常由粗粒碱性花岗岩、细粒的花岗细晶岩逐渐增大，反映出同源岩浆演化分异过程中斜长石由早到晚逐渐结晶残留的演化特征。

表3-2 五凤、五星山矿区各类岩石稀土特征参数

依据稀土元素分析所反映的五凤与五星山金矿床火山岩和侵入岩是同源岩浆演化的结果，将有成因联系的安山岩、粗粒碱性花岗岩、细粒的花岗细晶岩和次安山岩作为岩浆演化整体，考察其分异演化的特征，在五凤、五星山AFM图解中，F(FeO+Fe₂O₃)与M(MgO)投影点，从先期的火山岩到后期的侵入岩和次火山岩，向减少的方向演化，Fe，Mg近于等比例减少，Fe减少比Mg略快，岩浆演化向着富A(K₂O+Na₂O)的方向发展，即向富碱的方向演化(图3-5a)。如果将Ca，Na，K作为岩浆中与碱质有关的元素，那么在K-Na-Ca图解中，Ca，Na，K投影点的变化趋势是由先期的火山岩到后期的侵入岩和次火山岩，随着岩石酸度的增加，Ca含量逐渐减少，Na含量也逐渐减少，而K含量急剧增加，表明岩浆演化不仅向富碱的方向演化，更主要的是向富碱质中的富钾方向演化(图3-5b)。

上述分析表明，五凤、五星山金矿床的围岩，包括安山岩和侵入岩以及次火山岩为同源岩浆演化的结果，早期形成的安山质岩浆是深部原始岩浆分异的产物，其进一步演化分异形成富碱质的岩浆，该岩浆的侵入形成区内的碱性花岗岩、花岗细晶岩以及粗面安山岩，在岩浆演化过程中，岩浆由早到晚一直向富硅、富碱的方向演化，尤其是向富钾的方向分异演化。岩浆这种长期的分异作用，并且向富硅、富碱、富钾方向的分异是成矿的物质基础，也是形成矿床的基本成矿条件之一。

图3-4 五凤、五星山矿区岩石稀土配分模式图(据孟庆丽等，2001)

图3-5a 五凤、五星山围岩AFM图解

图3-5b 五凤、五星山围岩K-Na-Ca图解