Biogeochemical characteristics of the Hetai goldfield, Guangdong Province, China

In the Hetai goldfield, Guangdong Province, China, samples including rocks, soils and leaves of four plants (Pinus massoniana, Rhodomyrms tomenlosa, D. linearis var. dichotoma and Embelia laeta) collected from the gold mineralization zone and the background area were analyzed for Au, Ag, Cu, Pb, Zn, Hg, As and physiological parameters. The objective of this investigation is to study the geochemical and biogeochemical characteristics of studied plants, aiming at biogeochemical methods in Au exploration. The goldfield region shows geochemical and biogeochemical anomalies. Abundances of Au in rocks, soils, plants and the leaf pigments in the mineralized area are much higher than those in the surrounding region. The plants display unhealthy physiological and ecological characteristics in the Hetai goldfield area. The cell structures of the goldfield plants were anomalous and aberrant, and there were many nano-metal particles diffused in mitochondria and chloroplasts. Macro- and microscopic evidences of the vegetation in the goldfield areas are distinctly different from the background regions. The strongly anomalies in responses to Au are profound in further geochemical and botanic exploration studies.     

粤西河台金矿田糜棱岩XRD特征及其地质意义

粤西河台金矿区位于钦州湾—杭州湾（钦—杭）结合带南段的云开地区,是典型的受韧性剪切带控制的金矿。然而,对于剪切带中有利于金成矿的地质环境及其成矿过程仍然存在争议。本文在对河台矿区高村矿床进行详细野外地质调查的基础上,通过X射线衍射（XRD）对含金剪切带中各类糜棱岩系列岩石进行系统研究,建立应力变化—成分变异的对比序列,从而进一步揭示剪切变形与金矿化的关系。结果显示,剪切带中白（绢）云母的含量在9%~40%,并且在初糜棱岩、无矿糜棱岩、含矿糜棱岩、无矿超糜棱岩、含矿超糜棱岩中含量呈现出逐渐递增的趋势。白（绢）云母主要为2M1型,b0值分布在0.55505~0.99002 nm之间,在初糜棱岩、无矿糜棱岩和无矿超糜棱岩中逐渐增高,分别形成在低压、中压和高压环境。可见,从初糜棱岩到超糜棱岩,随着变形强度的增加,热液活动也随之增强,从而新生成了大量白（绢）云母。然而,在含矿的糜棱岩和超糜棱岩中还存在一些低压白云母,推测其可能是在后期脆性裂隙中由于流体活动所新形成的。因此,成矿可能经历了两个阶段,即早期的韧性剪切变形阶段导致金的初步富集,后期叠加的脆性破裂阶段形成具有工业品位的矿体。另外,无矿超糜棱岩的石英含量（29.8%）明显低于糜棱岩（44.2%）,推测在形成石英脉型矿体过程中,部分热液可能来自于其围岩超糜棱岩。因此,相对于初糜棱岩和糜棱岩,超糜棱岩中更有利于金矿的形成。     

剪切应变异常带近等距控矿模式—以粤西河台金矿为例

本文研究了河台金矿富矿体的分布规律并对河台金矿与富矿体有关的热液成矿期进行了构造-流体成矿数值模拟研究。研究表明,河台金矿的富矿体在平面上表现为左阶近等距的分布规律;剖面上也表现为近等距的分布规律,并都有北东向侧伏的规律。其中,据统计,河台金矿云西矿床相邻品位富集中心在侧伏方向上的距离为85~179m;河台金矿高村矿床相邻品位富集中心在侧伏方向上的距离为62~302m。剪切应变异常带是有利于发生剪切滑动与成矿的扩容区,且本区数值模拟产生的平面剪切应变异常带具有与富矿体分布特征一致的左阶近等距性。由此提出,剪切滑动之前剪切应变异常带的近等距性决定了剪切滑动后矿体的近等距性。以上控矿模式称为剪应变异常带近等距控矿模式。剪切应变异常带对矿体的控制可能形成于剪切应变异常带形成期的剪切滑动控矿及剪切应变异常带形成之后的微裂隙扩张控矿。将该模式控制的近等距性的矿体进行矿体统计分析预测,有望实现一定的找矿效果。     

Geochronological and mineralogical constraints on mineralization of the Hetai goldfield in Guangdong Province,South China

The Hetai goldfield, located in the southern segment of the Qinzhou Bay-Hangzhou Bay Juncture Orogenic Belt (QHJB), is the largest concentration of gold deposits in Guangdong Province, South China. The gold mineralization is hosted within the late Neoproterozoic to early Paleozoic Yunkai Group and strictly confined to mylonite (ductile shear) zones. The nature of the structural control of mineralization, in particular the role of ductile versus brittle deformation and their ages, which remain unclear despite numerous previous studies, are examined in this paper through an integrated study of geochronology and mineralogy.Lamellar and filament structures shown by pyrite and pyrrhotite in the ores suggest that sulfidation took place during ductile deformation and syntectonic metamorphism, but the majority of the ores are associated with brittle deformation features. In combination with macroscopic and microscopy observations on shear fabrics, LA-ICP-MS U-Pb dating on zircons of hydrothermal origin from mylonites suggests that the Hetai goldfield was subjected to two shearing events: an early sinistral ductile shearing at ca. 240 Ma, and a late dextral ductile-brittle shearing at ca. 204 Ma (Indosinian). These ages are ca. 90–30 Ma older than the previously published gold mineralizing ages of ca. 175–152 Ma (Yanshanian), suggesting that the main gold mineralization and related brittle deformation significantly postdate the ductile deformation. This inference is supported by the mineralization temperatures estimated from geothermometers of arsenopyrite (ca. 350–290 °C), chlorite (ca. 260–230 °C), and sphalerite (ca. 230–170 °C) intergrown with native gold, which are considerably lower than that for the ductile deformation (500–300 °C or higher). Based on these data, we propose that the gold mineralization in the Hetai goldfield predominantly occurred during the Yanshanian event, and only minor gold mineralization and associated sulfidation took place during the earlier Indosinian ductile deformation.     

广东河台金矿田糜棱岩磁组构对剪切带变形与成矿的约束

河台金矿田是广东省内规模最大的金矿,由于金矿床都产于糜棱岩带中,因而被认为是典型的与剪切带有关的金矿。然而,对于Au矿化与剪切带变形条件之间的关系目前仍不十分清楚。高村和云西是河台金矿田两个代表性的金矿床,分别受ML11和ML9两条剪切带的控制。本文在对两条剪切带中的含矿和无矿糜棱岩的变形特征进行野外调查和室内岩（矿）相学观察的基础上,分别开展岩石磁学和磁化率各向异性（AMS）特征研究。糜棱岩x- T曲线显示了磁黄铁矿的居里温度,结合磁滞回线、等温剩磁（IRM）以及矿相学特征,表明河台金矿田糜棱岩几乎不含磁铁矿,载磁矿物主要为黑云母和磁黄铁矿,但是磁黄铁矿的贡献要远大于黑云母。两条糜棱岩带中不含矿糜棱岩的平均磁化率Km＜500×10-6 (SI)、磁化率各向异性度Pj、椭球体形状参数T、磁面理F和磁线理L没有明显差别。并且形成两条剪切带的主应力方向也近于一致,最大主应力方向σ1（K3）为近水平NNW- SSE向,最小主应力σ3（K1）为NEE- SWW向,倾伏角较缓。运动学涡度Wk值也近似,在0. 12~0. 65之间,小于0. 71。上述特征暗示两条含金剪切带都是在印支期NNW- SSE向近水平的强烈挤压作用下形成的,其中发育的糜棱岩为S型和SL型构造岩,具有强烈压扁的特征,并且在剪切变形过程中纯剪切作用所占的比重要明显大于简单剪切。然而,两条剪切带中含矿糜棱岩与无矿糜棱岩的AMS特征有明显的区别。含矿糜棱岩的K1近于直立,且Km＞500×10-6 (SI)和Pj值都明显大于无矿糜棱岩。因此,糜棱岩的变形强度与含矿性具有一定的正相关关系,而在燕山期叠加的脆韧性变形使得最大磁化率主轴（即最小主应力轴）变陡,更有利于热液的运移和最终成矿。     

粤西河台金矿锆石SHRIMP年龄及其地质意义

河台金矿是一个受剪切带控制的金矿床,成矿作用分为韧性剪切变质成矿期的韧性剪切变质成矿作用阶段和热液蚀变成矿期的金硅化石英脉阶段、金硫化物阶段以及方铅矿闪锌矿碳酸盐脉阶段,金的成矿主要发生在热液蚀变成矿期的金石英脉阶段和金硫化物阶段。SHRIMP锆石U-Pb测年显示赋矿围岩混合岩中继承性锆石的核部和幔部年龄为343.9~1732Ma,代表形成混合岩原岩的源区岩石的年龄;继承性锆石边部和混合岩化变质作用中新生锆石的年龄平均值为239.6±3.9Ma,属印支期,为混合岩化变质作用的年龄,这一年龄与印支期印支板块与扬子板块、扬子板块与华北板块的碰撞时代相一致,证实在中国华南存在印支期的混合岩化变质作用。韧性剪切变质成矿作用的年龄小于混合岩化变质作用的年龄(239.6±3.9Ma);富硫化物含金石英脉中热液锆石普通铅含量高,为0.65%~2.27%,Th/U值变化围很小,为0.306~0.557,其年龄为152.5±3.1Ma,属燕山期,代表河台金矿主成矿期年龄。     

广东河台金矿床矿物特征对成矿环境的制约

位于高要市境内的河台金矿床是目前广东省最大的金矿床,被普遍认为是韧性剪切带型金矿床。为了进一步认识金矿床的成矿环境,对采自河台矿区高村矿段的矿石进行了详细的研究,利用电子探针(EPMA)分析了矿石中毒砂、绿泥石和闪锌矿等矿物的成分。通过矿物温度计计算,毒砂的形成温度在330℃左右,绿泥石的形成温度集中在230~250℃之间,闪锌矿的形成温度在205~230℃之间,可能分别代表成矿早、中、晚期的温度;结合前人包裹体测试结果,推测河台金矿床成矿温度可能在205~250℃之间,属于中低温热液矿床。而糜棱岩的形成温度可能在300~500℃之间,明显高于金矿床的形成温度,因此,河台金矿床可能是动力变质期形成的糜棱岩带在热液期又发生脆性变形,并伴随含矿热液活动,最终导致成矿。在成矿过程中,绿泥石和闪锌矿是随着温度降低而相继连续产出的。在此过程中硫逸度也在不断降低,表现出比较宽泛的特征,lgf(S2)可能介于-20~-1,lgf(O2)可能介于-50~-30。     

粤西河台金矿田糜棱岩XRD特征及其地质意义

粤西河台金矿田位于钦州湾—杭州湾（钦—杭）结合带南段的云开地区,是典型的受韧性剪切带控制的金矿。然而,对于剪切带中有利于金成矿的地质环境及其成矿过程仍然存在争议。本文在对河台矿区高村矿床进行详细野外地质调查的基础上,通过X射线衍射（XRD）对含金剪切带中各类糜棱岩系列岩石进行系统研究,建立应力变化—成分变异的对比序列,从而进一步揭示剪切变形与金矿化的关系。结果显示,剪切带中白（绢）云母的含量在9%~40%,并且在初糜棱岩、无矿糜棱岩、含矿糜棱岩、无矿超糜棱岩、含矿超糜棱岩中呈现出逐渐递增的趋势。白（绢）云母主要为2M1型,b0值在 0.55505~0.99002 nm之间,初糜棱岩＜无矿糜棱岩＜ 无矿超糜棱岩,分别指示低压、中压和高压环境。可见,从初糜棱岩到超糜棱岩,随着变形强度的增加,热液活动也随之增强,从而新生成了大量白（绢）云母。然而,在含矿的糜棱岩和超糜棱岩中还存在一些低压白云母,推测其可能是在后期脆性裂隙中由于流体活动所新形成的。因此,成矿可能经历了两个阶段,即早期的韧性剪切变形阶段导致金的初步富集,后期叠加的脆性破裂阶段形成具有工业品位的矿体。另外,无矿超糜棱岩的石英含量（29.8%）明显低于糜棱岩（44.2%）,推测在形成石英脉型矿体过程中,部分热液可能来自于其围岩超糜棱岩。因此,相对于初糜棱岩和糜棱岩,超糜棱岩中更有利于金矿的形成。     

广东河台金矿田控矿构造研究

在查明河台金矿田地质特征的基础上,着重研究了控矿构造形式、构造演化特征,总结了构造控矿规律,并建立了河台金矿构造控矿模式。     

广东河台金矿糜棱岩化过程构造-流体成矿研究

为了探讨糜棱岩化过程中的成矿作用,文章对广东河台金矿进行了构造流体过程的数值模拟研究。根据力的分解、显微构造及运动学涡度分析以及与模拟结果的对比,提出108°方向的双向挤压作用可能是本区糜棱岩化带形成时的力学环境。数值模拟结果结合前人研究成果表明,体积应变增量异常带有利于糜棱岩化和流体的聚集以及糜棱岩化过程中成矿作用的...