右江裂谷区三叠系岩石物性特征及其与金矿化的关系

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质. 第1卷 6第4期

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及与的系其金化关 .尸盟堕 张豪雪 焦王晓盛芬(南京大学地球科学系，南京) 提要：文阐述了右江裂各区微细粒浸染型金矿床控矿层位三叠系百蓬组泥质粉砂岩及砂本

质泥岩的粒度，表面、比孔骧度及孔隙类型和渗透率等物性特征，讨论了与其成矿流体的搪回、水岩反应及其有效浸取围岩矿物质的关系。在此基础上提出了成矿流体和成矿物质主要来自于地层；由于热液向低势能方向迁移，造成断裂发育的盆地边缘区和水下隆起周围的环状断裂带为金矿床沉淀的场所。井通过形成金矿所需热液量的估算得出，该区金矿床的形成，由于热流体是 (发生在矿区及其外围)的探循环作用或者是流体多次循回叠加作用。,一中 ,,,,,

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右江裂谷区是我国微细粒浸染型金矿床的主要产区，其矿床主要产在一套沉积岩系里。岩层无明显变质作用，至今尚未发现大型金矿床与岩浆岩活动之间的直接联系 (刘东升， 9 18; 9 张景荣，19; 92谭运金，19 )]不言而喻， 94。金矿床的形成主要是含金建造中的成矿物质在成矿热液和岩石之间重新分配的结果。那么，岩石的物理性质，诸如粒度、孔隙度和渗透率等无疑是影响成矿热液对矿源层中成矿物质进行有效地淋滤并迁移的重要因素。然而以往

却忽略了这方面的研究工作，至今积累资料甚少。由于多孔介质的流体力学性质极其复杂， 即使先进的计算机技术也难以做到对其进行准确的定量模拟。因此，这里仅从定性的角度，对矿源层岩石的物理性质与金成矿作用的关系，作初步的探讨，并用简化了的定量模式对成矿热液的数量及其携带的金属量进行了估算。

1含金建造地层岩石粒度及比表面 中三叠统百蓬组是本区微细粒浸染型金矿床控矿围岩及重要的矿源层之一，它是一套盆地相的浊流沉积，其岩性主要由泥质粉砂岩和砂泥岩组成。鲍马序列的 A层碎屑岩平均粒径3 3 (. 9) E, .7 00 7 m比一般浊积岩的平均粒径细得多，属微粒级；、 B C层平均粒径分别为 4 1 . 3

( .65 m和 41 O02)m属

粉砂级。利用粒度分布的标准偏差对岩石的分选 d002)m .7(.60 E,等级进行划分，百蓬组浊积岩属分选中等的岩石一_一般岩石孔隙度与分选好坏成正变关系， I。 o说明该组岩石可能具有相对较大的孔隙度。 国家自然科学基金 (编号 98 1 1 4 80 )和高等学校博士学科点专项科研基金 (编号 9 08 1 4 6 2 4 5 )资助张景荣 .13年 l月生，16年毕业于南京大学地质系地球化学专业 t 98 0 98现任南京大学地球科学系教授t长期从事矿床地球化学研究。邮政编码：2 0 9 10 3 19—1 2 9 61—收穑，19— 53 2 970—0修改回。由陌景连编辑

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第1卷第4 6期

张景荣等：右江裂各区三叠系岩石物性特征及其与金矿化的关系

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比表面是单位体积岩石内颗粒的总表面积，它是表征碎屑岩分散度的一个参数。本次研究共对四个岩石样品进行了比表面分析，两个为矿源层样品，两个高龙金矿原生矿石样品。 结果表明，未矿化岩石的比表面积很大，高达 1￣1 g说明岩石颗粒具有高的分散度。 2 3/, m相反，矿化岩石样品的比表面积就小得多，只有 2 . g相应孔隙度降低至 1左右，~57/, m 渗透率 l d这与成矿期后熟液的各种组分对岩石孔隙充填、胶结有关。~2; m 从化学动力学角度看岩石比表面直接影响水岩反应时岩石与流体接触时产生的分子表面

现象。因此，岩石颗粒越细、比表面越大，颗粒表面吸附水的数量就越多，水岩反应离子交换的量就大，那么，成矿物质转移到溶液中的数量也就越多。 we r e a (99 hi t l 18 )研究 V e 、F等元素氧化还原过程中水合氧化物表面催化作用时指 出} 水合氧化物的 O一 H离子中的 O一电子给予体具有与溶液中的 H及金属离子进行交换 的能力， M—M。(以一O其中M为水合氧化物中的金属离子，为溶液中的 H+ M。或金属离子)形式催化 V及 F的氧化， O e并且反应速度与水合氧化物表面 M—O的密度有关。我们知道， u在溶液中具有软酸性质， A能与软碱如 C一 H一 N和 S形成稳定的络合物。因此，那些处于高度分散状态 (比表面积大)的岩石使得热液中的 H一 S等离子更有效与岩石中的金络合，把岩石中的金转移到热液中进行迁移。

2含金建造岩石孔隙度及渗透率

未遭受热液蚀变岩石中孔隙发育情况与成岩作用的强度密切有关。不同成岩阶段，岩石的孔隙形态特征及孔隙度均发生明显的变化；而孔隙特征及孔隙度的变化导致的岩石渗透率改变将直接影响成矿热液的迁移。

21成岩作用孔隙度的变化及孔隙类型 .

桂西北地区中三叠统中，有机质镜质体反射率 (。 R)平均值 18, .3表明百蓬组含矿地层的成岩作用强度基本上已达到中成岩阶段的晚成熟期。一般说，整个中成岩期孔隙度的变化可分三个阶段：中成岩期的未成熟期，①沉积物主要经受机械压实作用，孔隙度剧烈降低，据朱国华 (95资料， 18)原始沉积物孔隙度，经压实作用仅保留2~3左右；中 0 0② 成岩期成熟早期，次生矿物生成充填孔隙使岩石孔隙率再次降低。与此同时有机质发生脱羧作用产生有机酸水 i中成岩阶段成熟晚期，③酸溶作用产生次生溶孔和孔隙，使岩石中孔隙 度增加。这就不难看出，岩石孔隙度的大小与酸溶作用的强度、次生溶孔 (晶内溶孔、晶问溶孔和岩屑溶孔等)的发育程度有密切的关系。已有数据表明，百蓬组泥质砂岩类有机质丰 度含量 02 .左右，有机物分解产生的有机酸性水足以满足成熟期岩石产生大量次生孔隙的

需要故而形成百蓬组砂岩中，孔隙度高达 2。 0据岩石铸片研究，百蓬组砂岩的孔隙类型 主要为溶蚀成因的贴粒孔隙0。这种孔隙主要出现在砂粒和自生矿物的相邻部位，常呈透镜 状、串珠状或叶片状分布于砂粒周围。是有机酸水沿砂粒与胶结物之间的微裂隙运移，溶蚀紧靠砂粒的胶结物后形成的。

孔隙和喉道的相互配置关系是比较复杂的，每一支喉道可以连通两个孔隙，而每个孔隙至少与三个以上的喉道相连。孔隙反映了岩石对热液的储集能力，而喉道的形态、大小则控制孔隙的储集和溶液的渗透能力，这就是岩石中孔隙度和渗透率的相互制约关系。因此，高

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渗透率的岩层必定有较高的孔隙度，而较高的孔隙度未必岩石就有较高的渗透率。岩石的渗透率主要取决于连接孔隙的喉道发育状况，即与孔隙的连通性密切相关。说明孔隙类型 ( 即孔隙的连通性)是岩石渗透性能好坏的重要条件。笔者通过低温氮吸附法对粉砂岩孔隙类型 进行了测定，发现多属开放性圆筒形或成四周开放的平板孔，开放孔的孔径都在 3v以上 m i ( 1。 L L 图 )从 m和 m两个样品

孔隙孔径分布曲线图上可以看出 ( 2,图 )粉砂岩孔隙分布范围主要集中在 3 0 m,￣10 i v而小于 3 m和大于 1 0 m的孔则很少， i v 0 i v基本属于极细微孔分布范围。图 2上是微分曲线，只要估计曲线下面所包围的面积就可以推算其孔径范围内的孔占全部孔的体积百分比。

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