本區變質巖屬香孜-霍爾變質巖帶,以肉切村群變質帶為主,屬綠片巖相的綠泥石帶,為中壓變質相系的最低溫部分。區域變質作用特征為以動力變質為主,疊加動熱力變質作用。
壹、石英巖類
1.巖石特征
礦區內分布的石英巖主要有兩大類,其壹是廣泛分布的與礦化無關的沈積變質石英巖;其二是局部分布的與礦化有關的沈積變質石英巖。
(1)石英巖
石英巖主要分布於松托嘎—修弄惹壹帶(圖版Ⅰ-2)。原1∶100萬噶大克幅區域地質調查(西藏自治區地質礦產局區域地質調查大隊,1987)曾將該地質體標註為喜馬拉雅期花崗巖。近年來通過項目組野外調查和室內研究,發現該“花崗巖”由花崗斑巖、英安玢巖和石英巖組成。該石英巖地層為沈積巖變質而成的副變質巖。
石英巖呈銀灰色細粒粒狀鱗片變晶結構,塊狀或半定向構造,巖石組分主要由細粒石英和絹雲母組成,破劈理發育,故有人稱之為石英片巖。鏡下觀察,該巖石為細粒粒狀鱗片變晶結構,半定向構造。巖石組分:石英90%~95%,絹雲母(或細粒白雲母)5%±,細粒磁鐵礦1%±,偶見少量石榴子石和藍色電氣石,故稱之為絹雲母石英巖。
石英:組成巖石主體,細粒不規則粒狀,粒徑主要在0.15~0.04mm之間,以均粒為主,呈緊密鑲嵌的粒狀集合體,顆粒間以線狀接觸為主,局部呈不規則狀,鑲嵌緊密,並略呈半定向分布。鏡下石英切片都較純凈、透明,含少許細小的氣液狀包體,具較強烈的波狀消光。
絹雲母或細粒白雲母:以片狀為主,呈定向分布,穿插於石英晶隙,部分穿插於石英中,分布不太均勻,局部較集中,呈細帶狀,平行巖石定向分布。壹般呈帶狀集中的雲母粒度稍粗,具有過渡為細粒白雲母之趨勢;白雲母純凈、無色透明,具較鮮明的Ⅱ級幹涉色。部分含有方解石,稱之為鈣質絹雲母石英巖;部分含有綠泥石,稱之為含綠泥石鈣質石英巖。
(2)礦化石英巖
這類石英巖主要分布於礦區北部及納腳地區,與前類石英巖不同之處是壹般具有礦化特征。
1)條帶狀磁鐵石英巖:這類巖石呈褐灰色細粒粒狀結構,條帶狀構造,巖石主要由石英和磁鐵礦組成,以石英為主。石英>70%,磁鐵礦25%±,絹雲母2%~3%,含少許細粒自形柱狀磷灰石。石英粒度大小不壹,壹般粒徑在0.02~0.1mm之間,以偏細粒為主,大小混雜組成不規則鑲嵌的粒狀集合體;磁鐵礦為兩種形態類型,自形粒狀及不規則長條狀,兩者含量大體相當。
2)礦化石英巖:這類巖石呈灰白色或黃褐色夾灰白色或黑色,細粒粒狀結構,塊狀、條帶狀、不規則團斑構造。巖石主要由細粒石英組成,具不規則團斑狀褐鐵礦化和碳酸鹽化。巖性致密堅硬,微裂隙發育,沿裂隙由較多淺黃色細粒及薄膜狀氧化礦物分布,偶見斑點狀分布的孔雀石。有的石英巖除主成分石英外,還含有黃鐵礦等硫化物。
2.巖石化學特征
石英巖(礦化石英巖已列入礦石中討論,此處僅指前類絹雲母石英巖)的全分析見表2-15,巖石微量元素及稀土元素分析見表2-16和表2-17,統計的稀土元素參數見表2-18。
表2-15 馬攸木礦區石英巖化學成分(%)
測試單位:西南冶金地質測試中心。
表2-16 馬攸木礦區石英巖微量元素測試(10-6)
測試單位:國家地質測試實驗中心采用ICP-MS測試。
表2-17 馬攸木礦區石英巖稀土元素測試(10-6)
測試單位:國家地質測試實驗中心采用ICP-MS測試。
表2-18 馬攸木礦區石英巖稀土元素參數計算值
由表2-15至表2-18可見:①主要成分SiO2含量最高,為87.53%~94.88%(平均91.205%±5.197%),次為Al2O31.89%~4.58%(平均3.235%±1.902%),Fe2O3為1.33%~3.07%(平均2.200%±1.230%),其余成分僅占3.36%;②2件石英巖微量元素測試值有的變化很大,如W為0.77×10-6~265×10-6,Pb為3.54×10-6~137×10-6,Cr為14.9×10-6~122×10-6,Sr為10.0×10-6~89.2×10-6;③2件石英巖稀土元素總量不高,為(47.15~83.68)×10-6,輕重稀土比值為7.14~7.83,顯示輕稀土富集特點,在圖2-26中為右傾型,異常系數δCe未見明顯異常,但δEu為0.5541~0.6995,在圖2-26中顯示明顯的負Eu異常。
圖2-26 石英巖稀土元素配分模式圖
二、片巖類
1.巖石特征
石英雲母片巖:中細粒鱗片粒狀變晶結構,片狀及條紋狀構造。巖石主要由雲母(15%~50%)和石英(30%~70%)組成,即石英雲母片巖。含較多粒度大小不等的粒狀含鐵方解石(15%~20%)和少量綠泥石。
石英片巖:這類巖石呈細粒鱗片粒狀變晶結構,片狀及條帶狀構造。巖石主要由石英(60%~90%)、方解石(5%~20%)、絹雲母(10%~15%)和綠泥石等組成,常構成鈣質絹雲母石英片巖、鈣質含綠泥石絹雲石英片巖。有時含榍石及少量電氣石、磁鐵礦等。
2.巖石化學特征
片巖類巖石全分析由西南冶金地質測試中心測試,微量元素和稀土元素由成都理工大學核技術應用研究所和國家地質實驗測試中心測試,測試方法同前。片巖類巖石全分析結果見表2-19,微量元素和稀土元素分析分別見表2-20和表2-21,統計的稀土元素參數見表2-22。
表2-19 馬攸木金礦區片巖類化學成分(%)
測試單位:西南冶金地質測試中心。
表2-20 馬攸木礦區片巖類微量元素分析(10-6)
測試單位:序號1~2由成都理工大學核技術應用研究所采用中子活化測試,符號“—”為未測試元素;序號3~9由國家地質實驗測試中心采用ICP-MS測試。
表2-21 馬攸木礦區片巖類稀土元素分析(10-6)
測試單位:序號1~2由成都理工大學核技術應用研究所采用中子活化測試,符號“—”為未測試元素;序號3~9由國家地質測試實驗中心采用ICP-MS測試。
表2-22 礦區片巖類稀土元素參數計算值
由表2-19至表2-22可見:①片巖類巖石主要成分變化復雜,其中SiO2為37.86%~67.59%,Al2O3為9.05%~17.84%,Fe2O3+FeO為3.16%~6.32%,CaO為0.88%~23.61%,MgO為0.46%~2.71%,K2O+Na2O為2.91%~5.88%,CO2為0.61%~22.17%;②片巖類巖石微量元素壹般變化不太大,只有個別元素變化明顯,如Zn含量為10×10-6~3890×10-6,Pb為22.2×10-6~309×10-6,可能與礦化有關,其他如Rb38×10-6~280×10-6,Ba113×10-6~876×10-6,Sr61.1×10-6~547×10-6,可能與巖石形成環境有關;③片巖類巖石稀土元素總量為(112.95~287.70)×10-6,平均值為213.82×10-6,輕重稀土比值為4.82~11.19,平均值為8.35,稀土元素異常系數δCe為0.883~1.018,無明顯Ce異常,但δEu為0.235~0.670,顯示明顯的負Eu異常特征(圖2-27)。
圖2-27 片巖類稀土元素配分模式圖
三、碳酸鹽巖類
1.巖石特征
大理巖:灰白色細粒、不等粒粒狀變晶結構,以緊密鑲嵌結構為主,定向構造明顯或條帶狀構造、塊狀構造,有的具半定向構造。巖石主要由方解石(70%~90%)組成,含細粒石英(5%~10%)及少許絹雲母、白雲母鱗片,構成細晶大理巖。
石英大理巖:灰白色風化面帶土黃色色調,細粒粒狀鱗片變晶結構,條帶狀及片狀構造,沿片理面有較強絲絹光澤。巖石主要由方解石、石英及少量白雲母組成,構成雲母石英大理巖或絹雲母石英大理巖。
絹雲母大理巖:淺黃褐色夾褐色細粒粒狀鱗片變晶結構,條帶、條紋狀及片狀構造,片理面較平整並具銀白色絲絹光澤。巖石主要由方解石(60%~70%)和絹雲母(25%)組成,有時含少量石英(1%~5%);副礦物含少許細粒鐵礦、榍石及電氣石。
2.巖石化學特征
碳酸鹽巖類巖石全分析由西南冶金地質測試中心測試,微量元素和稀土元素由成都理工大學核技術應用研究所和國家地質實驗測試中心測試,測試方法同前。碳酸鹽巖類巖石全分析結果見表2-23,微量元素和稀土元素分析分別見表2-24和表2-25,統計的稀土元素參數見表2-26。
表2-23 馬攸木金礦區大理巖類化學成分(%)
測試單位:西南冶金地質測試中心。
表2-24 馬攸木礦區大理巖類微量元素分析(10-6)
測試單位:序號1~2由成都理工大學核技術應用研究所采用中子活化測試,符號“—”為未測試元素;序號3~6由國家地質實驗測試中心采用ICP-MS測試。
表2-25 馬攸木礦區大理巖類稀土元素分析(10-6)
測試單位:序號1~2由成都理工大學核技術應用研究所采用中子活化測試,符號“—”為未測試元素;序號3~6由國家地質測試實驗中心采用ICP-MS測試。
表2-26 礦區大理巖類稀土元素參數計算值
圖2-28 大理巖稀土元素配分模式圖
由表2-23至表2-26可見:①大理巖類巖石主要成分CaO,CO2,SiO2,Al2O3均變化很大,其含量為CaO15.92%~48.11%,CO212.10%~41.28%,SiO24.16%~47.19%,Al2O31.10%~12.41%,其余成分如Fe2O3,FeO,K2O,Na2O等亦變化大,物質組分差異可能顯示其形成環境的差異性;②大理巖類巖石微量元素有的變化較大,如Zr為25.3×10-6~264×10-6,Ga為1.31×10-6~16.5×10-6,Rb為16.2×10~174×10,Th為1.13×10~17.1×10,Ba為30.1×10~489×10,Sr為61.8×10-6~866×10-6;③大理巖類巖石稀土元素比片巖類低,但總量變化大,為(21.44~190.89)×10-6,輕重稀土分量比值為4.67~10.01,平均為7.78,顯示輕稀土元素富集特點,在圖2-28上呈右傾型,稀土元素異常系數δCe值與片巖類相似,未見明顯Ce異常,但δEu值≤0.6551,具有明顯的負Eu異常(圖2-28)。
四、三疊系變質巖
1.巖石特征
(1)矽泥質石英(細)砂巖
綠黑色細粒(粒度壹般在0.1~0.2mm之間)、砂狀碎屑結構及不完全的變晶狀結構,半定向構造及薄至紋層狀構造。巖石組分主要由石英碎屑組成,泥質及矽質膠結,並有局部重結晶。
石英含量在80%~90%之間,長石較少(1%~2%),雲母碎屑少量。石英呈細粒,粒度較不均勻,顆粒間以不規則鑲嵌接觸為主。局部發育較好的次圓至次角狀碎屑結構特征,偶見不完全次生加大現象。沿顆粒的接觸界面常見少許但不完全泥質殘余而呈土黃或黃綠色色調(更突出砂狀碎屑結構),局部石英顆粒粒度較細,鑲嵌緊密,並具較好的定向分布。石英切面普遍都見有少許細粒朵狀結構,基本為無色透明,幹涉色Ⅰ級灰至淺黃,波狀消光較強烈。
膠結物:以泥質為主,含量在5%左右,多數呈填間狀充填於石英粒隙間而呈帶狀圍繞石英顆粒分布,普遍已重結晶形成綠泥石及水雲母的集合體,並局部交代石英和長石。
據膠結物的成分及結構,表明該巖石變質程度較低。
(2)矽質板巖
灰綠色細粒粒狀鱗片變晶結構、半定向構造、板狀構造。巖石組分主要由細粒石英(>50%)及鱗片狀絹雲母(30%~40%±)和綠泥石(15%±)等組成,礦物成分分布較均勻,粒狀及片狀礦物分別有不太明顯的帶狀集中現象。石英以不規則粒狀鑲嵌為主,呈明顯拉長及半定向分布現象。細粒不規則狀含榍石及少量自形粒狀黃鐵礦(<1%)呈浸染狀分布或穿插石英及片狀礦物或包於這些礦物中。
(3)碧玉巖
淺灰綠色隱晶質、致密塊狀,巖石堅硬,風化面都呈褐黑色褐鐵礦化。巖石主要由玉髓組成,含少許自形粒狀方解石、含鐵方解石及絹雲母。
玉髓含量在90%以上,細粒,粒度不均壹,主要由顯微隱晶質至微細粒組成,少數達細粒不規則粒狀(個別已過渡為細粒石英),局部尚保存較粗大,但不完全的纖維狀球粒結構殘余。切片無色透明,除較明顯的細粒石英外,壹般僅見灰白色幹涉色,無其他光性。少數細脈具梳狀充填結構。因此,大部分脈狀或斑塊狀體可能由隱晶質基質重結晶形成。
2.巖石化學特征
變質巖化學全分析如表2-27所示;微量元素及稀土元素含量及有關計算參數分別見表2-28至表2-30。
表2-27 馬攸木金礦區變質巖化學成分(%)
測試單位:西南冶金地質測試中心。
表2-28 馬攸木礦區變質巖微量元素分析(10-6)
測試單位:成都理工大學核技術應用研究所采用中子活化測試,符號“—”為未測試元素。
表2-29 馬攸木礦區變質巖稀土元素分析(10-6)
測試單位:成都理工大學核技術應用研究所采用中子活化測試。
表2-30 礦區變質巖稀土元素參數計算值
註:1.稀土元素標準化值據E.Anders and Grevesse(1989);2.稀土總量及分量計算時之內插值據陳德潛等(1990)。
圖2-29 礦區修康群變質巖稀土元素分布型式圖
由表2-27至表2-30可以看出:①本區修康群變質巖主要成分變化大,其中SiO2為69.86%~90.56%,Al2O3為3.70%~14.04%,Fe2O3+FeO為1.55%~4.52%,H2O+為1.82~4.44;②微量元素含量不高,且變化不大,只有Sr和Sc有較大變化,Sr為40×10-6~167×10-6,Sc為2.81×10-6~15.43×10-6;③稀土元素總量高,為206.88×10-6~224.10×10-6,輕重稀土分量比值為6.86~10.91,屬輕稀土富集型,在圖2-29中顯示右傾型,稀土元素異常系數δCe未見明顯異常,但δEu值為0.2879~0.3987,出現明顯的負Eu異常(圖2-29)。
五、泉華礫巖
礦區泉華發育,尤其是石灰華砂礫巖分布廣泛(圖版Ⅰ-8)。有的為矽華,有的為鈣華,有的與片巖碎屑形成多重結構。
1.泉華砂礫巖
淺灰黃色、灰白色略帶淺黃色色調細礫至砂狀碎屑結構、塊狀構造。碎屑組分與膠結物含量約為1∶1,前者成分復雜,以石英碎屑及石英雲母片巖、碳酸鹽巖及火山巖屑為主,膠結物主要由方解石組成。部分石英碎屑分布於Ca質膠結物結合帶,有的碎屑及膠結物(叢生的方解石)邊緣均有較強褐鐵礦化。
1)砂狀碎屑:石英碎屑占碎屑總量的1/2左右,組成砂狀碎屑,粒度大小不壹,自0.1mm至>1mm均有分布,少數達到細礫級,分布不均勻,形狀以不規則粒狀及次棱角狀為主,少數有較強磨圓現象。據其主要呈細粒雜基分布於礫屑間,並被細粒方解石膠結判斷,膠結類型以基底式膠結為主。
2)礫狀碎屑:以中至細礫屑為主,幾乎全部由巖屑組成。巖屑粒度大小不壹,自2mm至>1cm不等,多數介於4~5mm之間,以不規則粒狀及扁平狀為主,其分布有壹定的方向性。外形也較不規則,但也多有輕微磨蝕及邊角圓化現象。巖石類型復雜,常見巖屑有石英巖(常為不規則粒狀)、石英雲母片巖(多數為扁平的細礫石),其次有大理巖、矽質巖及中酸性火山巖(石英斑巖、英安巖及安山巖屑)。
3)膠結物:以無色透明的細粒方解石為主,含少許不規則粒狀褐鐵礦化(局部為細粒集合體),膠結類型以具充填特征的梳狀結構為特征,圍繞礫屑呈重疊的帶狀分布。石英砂屑往往帶狀充填膠結物的接合部位。有的膠結物的褐鐵礦化較強烈,致使大部分膠結物呈黃褐色,渾濁,不透明或半透明。原生的光學特征及結晶習性都不清晰。據褐鐵礦化的分布特征判斷,可能主要發育於膠結作用之後。
2.泉華細礫巖
淺黃灰色細礫狀碎屑結構,鈣質叢生膠結,塊狀具多孔狀構造,部分碎屑邊緣膠結物具皮殼狀構造。巖石由碎屑與膠結物組成,其含量比約為4∶6。有的碎屑外圍膠結物具多重結構,石英巖碎屑呈透鏡狀、不規則狀;有的片巖碎屑外圍膠結物具多重結構。
1)碎屑:碎屑組成總量在40%左右,主要有石英巖屑,含不定量絹雲母的石英巖屑及片狀石英巖屑;鈣質巖屑,以中至細粒大理巖屑為主,含少許細粒石英巖屑;泥質巖屑,以石英雲母片巖屑為主,其次為細粒泥質淺變質屑;單礦物碎屑以較少量石英砂屑為主。
2)膠結物:以鈣質為主,粒度大小不壹,由微粒至中細粒結晶質組成,以多層叢生膠結為主,晶隙間為細粒殼晶方解石充填。