(1) 제방암의 지질학적, 암석학적 특성
교동 금광 지역은 중-염기-중질 광물이 발달한 전형적인 중온 내생 열수 금광화 지역이다. - 산성 제방. 지역 제방 지질학 연구에 따르면 중-염기-중산성 제방은 해당 지역에 널리 분포되어 있으며 우주에서 여러 그룹(NNE-SN, S-N, NNW 등)으로 생산되며 광석에서 강하게 광물화될 수 있음이 밝혀졌습니다. 벨트는 특별히 개발되었으며 제방 그룹과 제방 벨트를 형성할 수 있습니다. 광맥암의 크기는 다양하며, 큰 것은 길이가 수천 미터, 너비가 10미터가 넘고, 작은 것은 길이가 1미터도 안 되고 너비가 몇 센티미터에 불과합니다. 주요 암석 유형은 램프로파이어, 세립 섬록암, 규암, 섬록암 반암 등입니다.
교동 지역의 광물화와 밀접한 관련이 있는 제방은 주로 침윤암, 규암, 안산암이다. 예를 들어, Linglong 광석 지대에서 볼 수 있는 제방은 주로 반상 반암-합성 램프로파이어이며, 이어서 등입상 반암 및 안산암 반암은 주로 탄산염 함유 구체이며 Sanjia입니다. 광석 밭은 주로 반암 클리놀라이트 등으로 구성되어 있습니다. 다양한 유형의 제방의 주요 암석학적 특성은 다음과 같습니다.
싱크라인 램프로파이어 유형: 램프로파이어 구조 또는 사면체-반형체 결정 구조(d=0.1~0.5mm), 때로는 반암 형태 또는 반암형 구조 (표현형 광물은 사장석, 각섬석 및 휘석이며, d=1~1.5mm) 대부분 거대 구조이며 국부 광물은 방향성이 약간 있습니다. 광물은 주로 사장석과 알칼리성 각섬석이며 소량의 흑운모, 알칼리 장석, 휘석 및 감람석이 포함됩니다. 보조 광물은 주로 인회석, 자철석 및 기타 불투명 규산염 광물입니다. 액체 광물에는 녹니석, 견운모, 석영 등이 포함됩니다. 탄산염 열수 광물은 주로 방해석이며 때로는 능철석입니다. 이 암석 유형에는 반암 디옥토이드 램프로피어, 등립 디옥토이드 램프로피어 등이 포함됩니다.
클리노포르피리(Clinoporphyry): 암석구조 및 구조는 기본적으로 크리노포르피리와 동일하나 주요 광물은 사장석과 흑운모이며, 2차 광물은 알칼리장석, 알칼리성 각섬석 등, 보조광물에는 인회석이 포함된다 , 자철광 및 기타 불투명 광물. 규산염 열수 광물에는 녹니석, 견운모, 석영 등이 포함되며, 탄산염 열수 광물은 주로 방해석이며 때로는 능철석입니다. 이 암석 유형에는 등립상 클리놀라이트, 반암 클리놀라이트 등이 포함됩니다.
안산암 반암: 반면체-이형 구조(d=0.02~0.03mm), 뚜렷한 광물 방향성, 운율형 구조. 반정 광물은 주로 반형 사장석으로, 소량의 흑운모를 함유하고 있습니다. 기질은 세립 사장석, 알칼리성 장석, 석영, 흑운모 및 보조 광물인 인회석, 자철석, 황철석 및 기타 불투명 광물입니다. 규산염 열수 광물에는 견운모, 조장석, 녹니석, 석영 등이 포함되며 탄산염 열수 광물은 주로 방해석과 능철석입니다. 이 암석 유형은 주로 흑운모 안산암 반암을 포함합니다.
위에서 언급한 암석은 일반적으로 강한 열수 변화를 가지고 있는데, 이는 1차 마그마의 1차 광물 단계(사장석 + 각섬석 + 흑운모 + 휘석 등) 내부 및/또는 결정 내에서 발견될 수 있습니다. 가장자리는 더 많은 견운모, 녹니석, 석영, 방해석, 능철석 및 불투명 광물로 대체되어 광물 결정이 잔류 또는 심지어 거짓 결정처럼 보이게 만듭니다. 열수 광물 중에서 구형 탄산염 집합체(주로 방해석, 소량의 석영, 자철광, 황철석 등을 함유함)는 특별하며 주요 광물 상에 의존하지 않습니다. 방해석 결정의 내부는 깨끗하고 맑으며, 주단계 결정화된 광물상이 남아 있지 않으며, 이는 이 광물상이 주단계 결정에 가깝고 마그마의 끝에서 탄산염 용융물의 용융 결정화에 의해 형성되었음을 나타냅니다. 단계. 따라서 암석층의 탄산염 광물은 마그마 단계 말기부터 마그마 열수 단계까지 결정화 특성을 기록한다. 분명히 탄산염의 기원에 대한 연구는 이러한 유형의 광맥 암석의 기원을 추적하는 중요한 보충 자료이며 동시에 탄산염은 일반적으로 금 광물화 과정에서 형성됩니다. 탄산염 탄소와 산소 동위원소는 제방의 마그마작용과 광물화 사이의 유전적 연관성을 더 자세히 설명하는 이상적인 교량 역할을 합니다.
(2) 탄소 및 산소 동위원소 지구화학
1. 실험과정 및 방법
위의 지질학적, 암석학적 연구를 바탕으로 신선하고 탄소와 산소를 전도한다. 대표적인 광맥암과 1차 광맥에 대한 동위원소 검사.
선정된 시료의 탄산염 함량이 적고, 일부 방해석은 미세결정 형태로만 존재하기 때문에 단일 광물을 선택할 수 없으므로 암석 전체에 100% 인산(5g)을 첨가하여 방해석을 100% 분해하는 방법을 사용한다. 25°C를 사용하여 CO2를 수집하여 탄산염의 탄소 및 산소 동위원소 테스트를 수행합니다. 얻은 데이터가 마그마의 특성(규산염 용융물 + 유체)을 완전히 반영하도록 하기 위해 Br F5 방법을 사용하여 전체 암석 샘플에서 O2를 수집하고, CO2는 연소 숯로(Pt 촉매 하에서)를 통해 추출했으며, 그런 다음 CO2를 처리했습니다. 냉각과 정화를 반복한 후 가스 동위원소(NAT252) 질량 분석기로 측정하며 측정 오류는 0.02보다 크지 않습니다. 실험은 난징대학교 광물화 국가 중점 연구소에서 완료되었습니다. 테스트 결과는 표 7-24에 나와 있습니다.
2. 실험 데이터의 타당성
δ18OSMOW, δ13CPDB, 방해석은 암석 전체에서 방해석을 분해하여 얻은 데이터를 말합니다. 단상 반응은 25℃, CaCO3 H3PO4= Ca2(PO4)2 3H2O CO2↑, 이 조건에서는 방해석만 분해되며, 테스트 정확도는 기본적으로 순수 방해석과 동일합니다. δ18OSMOW, 암석 전체에 약간의 오차가 있을 수 있습니다. 테스트한 샘플에는 탄산염이 많이 포함되어 있기 때문에 BrF5 방법을 사용하면 탄산염에 포함된 산소 중 일부(1/3)가 회수되지 않을 수 있습니다. 마그마 자체의 규산염 + 탄산염 특성을 완전히 반영합니다. 마그마계의 다양한 광물 종류의 산소 동위원소 분율 감소에 따라 [석영, 백운모(무수석고) → 알칼리 장석, 방해석, 아라고나이트 → 백류석 → 백운모 → 회장암 → 휘석, 각섬석 → 흑운모 → 감람석(서나이트) → 녹염석 → 일메나이트 → 자철석 등]과 마그마계의 산성화 진화 법칙을 광물 전체의 산소 동위원소 실험 결과를 광물 결합과 CIPW 광물 분자 함량의 관점에서 검증한 결과이다. 암석이 증가하면 전체 암석의 δ18OSMOW가 점차 증가하고 부분 염기도와 탄산염 함량이 높은 각 시스템의 최종 구성원은 전체 암석인 δ18OSMOW의 상대적으로 산성인 최종 구성원보다 약간 높은 값을 나타냅니다. 전체 암석인 δ18OSMOW의 실험값은 암석 규산염 광물의 산소 동위원소 구성을 완전히 반영할 뿐만 아니라 탄산염의 δ18O도 어느 정도 반영합니다. 엄밀히 말하면, 이 δ18OSMOW에서 암석 전체의 실험값은 순수 탄산염의 δ18O 값보다 크고, 규산염 + 탄산염 δ18O의 정성적 값보다 작습니다.
표 7-24 중-염기성-중산성 암맥의 δC 및 δO 동위원소 실험 결과
계속 표
3. 원천 지역의 특성
맥암의 탄소 및 산소 동위원소 테스트 결과: δ13CPDB, 방해석, δ18OSMOW, 방해석, 도메인은 -3.5‰~-0.9‰(평균값은 -2.7) ‰) 및 6.9‰~ 각각 11.6‰(평균은 9.8‰)입니다. δ18OSMOW, 전체 암석은 5.7‰~7.4‰이고 평균값은 6.4‰입니다. 따라서 탄산염의 탄소 및 산소 동위원소 관점에서 분석하든지 전체 암석 산소 동위원소 관점에서 분석하든 그 값 범위는 마그마 탄산염 범위 내에 있습니다.
동위원소 비교도(그림 7-15)에서 제방의 δ18OSMOW, 방해석, δ18OSMOW, 전체 암석 값은 일반 안산암, 유문암, 화강암, 변성암의 값에 가깝습니다. , δ18OSMOW, 전체 암석의 낮은 값은 암석권 맨틀의 값(5.7‰~0.3‰)에 가깝고 맨틀 유래 알칼리 현무암의 값(5.6‰)에 가깝습니다. 방해석은 석회석, 대리석, 다이아몬드에서 발견됩니다. , 마그마탄산염과 탄소질 펠렛은 운석 간격에서 평균값이 다이아몬드와 대리석의 무게 중심 영역에 가깝고 맨틀 영역의 값에 가까워 심원 마그마의 특성을 보여줍니다. 동시에, 높은 탄소 및 산소 동위원소 값은 소스 영역에서 618O 및 613C의 농축을 반영할 수 있으며, 이는 마그마 진화 과정 중 동위원소 효과 또는 지각 추가로 인해 발생할 수 있습니다. 유체.
각 계의 암맥의 δ18OSMOW, 방해석 및 δ18OSMOW와 전체 암석 변동 특성을 조사한 결과(그림 7-16a), δ18OSMOW, 방해석 및 δ18OSMOW, 전체 암석의 변화 특성을 확인하였다. 변동은 체계적이지 않았으며 각 광석 필드는 상대적으로 독립적인 선형 변동 특성을 보였습니다. 마그마 진화의 관점에서 볼 때, 상동 마그마의 평형 진화 동안 δ18OSMOW는 마그마의 진화와 함께 점차 증가해야 합니다. 그러나 이 지역의 Linglong 광석 필드에서 명백한 변화 패턴을 제외하면 Sanjia와 Rushan 광석 필드 모두 이러한 패턴을 보이지 않습니다. 이 진화 특성(그림 중 점선은 유추된 진화 선)이지만 비평형 특성을 나타냅니다. 그럼에도 불구하고, 이들 사이의 상동성, 즉 공통 *** 영역의 존재는 여전히 볼 수 있습니다. 공공 *** 지역의 동위원소 범위와 Linglong 광석 밭과 Sanjia 광석 밭이 한 지점에서 교차하는 특성(그림 7-16a)에 따라 δ18OSMOW, 전체 암석 및 δ13CPDB를 결합하여 탄산염 상관 관계(그림 7) -16b), 소스 영역의 탄소 및 산소 동위원소 값은 δ18OSMOW, 탄산염 = 9.2‰±, δ13CPDB, 소스 영역 = -4.8‰±, δ18OSMOW, 소스 영역 = 5.5‰±로 사전 결정됩니다. 이 결과는 암석권 맨틀과 비교하면 δ18OSMOW, 탄산염, δ13CPDB, 탄산염 값이 모두 높게 나타나 지각 하부나 농축 맨틀에서 유래하는 마그마의 특성을 나타낸다.
그림 7-15 제방암의 δ18OSMOW.전체 암석, δ18OSMOW.calcite 및 제방암의 δ13CPDB 비교 다이어그램, 방해석 동위원소 함량
그림 7-16 제방암, 전체 암석의 δ18OSMOW -δ18OSMOW, 방해석 및 -δ13CPDB, 방해석 변이도
또한, 탄산염의 δ18O-δ13C 기원 판별 도표(그림 7-17)에서는 탄소, 산소 동위원소 조성이 마그마 탄산염에 빠진다. 그리고 그 근원지의 탄소와 산소 동위원소 조성은 맨틀과 바닷물의 혼합선에 떨어지며, 이는 마그마가 형성되는 동안 바닷물(약 20%)이 암석권 맨틀(약 80%)을 관통했음을 충분히 보여준다. 유전적 특성은 대륙변두리와 섬호를 배경으로 하는 속발생에 속한다. 이는 암석의 지구화학적 특성으로 확인되는 근원지역의 성질과 지각환경과 일치한다. 즉, 근원지역은 해양지각의 침강과 탈수 및 암석권 맨틀의 대사작용에 의해 형성된 농축된 맨틀과 관련이 있다. 연구 지역은 술루 에클로자이트 벨트의 서쪽에 위치하며, 발굴된 대리석(원석과 해양상) 사이의 탄소와 산소 동위원소 관계로 인해 이 벨트의 섭입은 인도시니아 시대 말에 끝났습니다. 술루 에클로자이트 벨트, 원천 지역 및 맨틀 분석에 따르면 δ18O-δ18C 다이어그램에서 탄소와 산소 동위원소 조성을 연결하는 선은 맨틀과 해수의 혼합 선(그림 7-17)과 일치하거나 겹치는 것으로 나타났습니다. 암맥의 탄산 마그마 발원 지역이 해양지각 침강임을 간접적으로 암시하는 것은 암석권 맨틀, 즉 암석권이 지배하는 혼합원이 풍부한 맨틀을 대사시키기 위한 유체(CO2·H2O 등)를 제공함으로써 형성된다. 맨틀.
그림 7-17 다양한 탄산염 형성 환경에서의 δ18O-δ13C 예시(Kellem & Hoets, 1995 Taylor et al., 1967에 따름)
4. 지질학적 중요성
탄소 및 산소 동위원소 연구에 따르면 각 시스템의 탄소 및 산소 동위원소 구성은 상대적으로 독립적인 특성을 가지며, 이는 제방 암석의 생성 과정에서 동위원소 교환의 특성이 서로 다르다는 것을 나타냅니다. Deines(1989)의 카보나이트의 δ18O-δ13C 동위원소 효과 다이어그램(그림 7-18)에 따르면 Linglong 광석 필드의 제방의 동위원소 조성(I)은 맨틀 유래 다상 시스템의 고온 효과에 해당합니다. 유체 진화/퇴적암 오염 추세선에서 Sanjia(II)와 Rushan 광석 필드(III)는 다양한 정도로 해수 침투 추세선에 치우쳐 있으며 Rushan 광석 필드는 더 높은 δ13C를 갖습니다. 주변 암석이 마그마에 미치는 영향의 관점에서 볼 때, 위 세 광석 지대의 배치 공간은 모두 편암성이 발달하지 않은 초인장 구조 시스템에 있고, 주변 암석은 후생 재용해 화강암(퇴적암 없음)입니다. 따라서 Linglong 광석 유전의 암맥-탄산염의 탄소 및 산소 동위원소 조성 특성은 주로 마그마의 고온 효과에 의해 영향을 받으며 약한 해수 침투에 영향을 받는 반면, Rushan의 암맥-탄산염은 광석 분야는 δ18O-δ13C가 높습니다. 이 조성은 마그마의 고온 효과와 해수의 강한 침투에 의해 영향을 받는 것으로 나타났습니다.
그림 7-18 제방과 금 함유 다금속 황화물 정맥의 탄산염(방해석) δ18O-δ13C 조성 변화 다이어그램
(Kellen & Hoefs에 따르면, 1995 Taylor et al., 1967)
또한 표 7-24에는 심부 마그마의 명백한 특성을 갖고 있는 금 함유 다금속 황화물 광맥의 탄산염 암석(방해석)의 탄소 및 산소 동위원소 조성이 나열되어 있습니다. δ18O-δ13C 동위원소 효과 도표(그림 7-18)에서 구성점은 맨틀 다상 시스템의 고온 효과/퇴적암 오염 추세선과 원래 탄산암의 저온 변화 추세선 사이에 위치합니다. 염료 추세선의 한쪽은 저온 변성에 대한 고온 효과의 특성을 반영하며 이는 퇴적물 형성 중 온도(중-고~저온)와 일치합니다. 저자는 정맥의 원래 마그마의 δ13CPDB와 δ18OSMOW를 계산하지 않았으나, 정맥 추세선(IV)과 정맥의 근원 면적 사이의 관계를 분석한 결과, 정맥의 근원지가 암석과 정맥의 초기 마그마는 일관되거나 상동적입니다.
(3) 결론
자오둥 금광 지역의 금 광물화와 관련된 제방의 탄산염 탄소 및 산소 동위원소와 제방의 전체 암석 산소 동위원소에 대한 연구를 통해 , 우리는 예비적으로 다음과 같은 결론을 도출했습니다:
(1) 각 광석 시스템의 마그마 원천 지역과 금 광물화와 밀접하게 관련된 제방의 특성은 기본적으로 일관되며, 이는 마그마가 유래되었음을 나타냅니다. 해양 지각 침강 과정에서 유체(CO2, H2O 등)를 제공하여 암석권을 대사시킵니다. 지구의 맨틀에 의해 형성된 풍부한 맨틀 공급원 지역입니다.
(2) 서로 다른 시스템의 암맥에서 탄소와 산소 동위원소의 차이는 주로 마그마 진화 과정과 후기 속성화 과정에서 동위원소 효과의 차이로 인해 발생합니다.
(3) 중염기성 내지 중산성 암맥 및 광맥의 탄산염 암석과 광물 광맥의 탄소 및 산소 동위원소 조성은 상동성을 나타냅니다. 그러나 해당 광석전의 광맥과 비교하면 중-염기성-중산성 광맥암은 대부분 δ18O가 높은데, 이는 광맥암의 속생 과정에서 동위원소 교환이 고온 효과에 의해 지배되고 있음을 반영한다. 해수 침투 정도가 다양하고 정맥이 형성되는 동안 동위원소 교환 및 진화 과정은 중-고온 효과에서 저온 효과 또는 저온 변화의 특성을 나타냅니다.