廣西德保銅礦床成因探討

張燕揮，韋昌山，張 釗

（中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081）

廣西德保銅礦床成因探討

張燕揮，韋昌山，張 釗

（中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081）

德保銅礦礦體主要賦存于花崗巖外接觸帶的寒武系碳酸鹽巖巖層中，受后期斷裂構(gòu)造破壞明顯。矽卡巖化巖（礦）石中Au、Ag、As、Bi、Sb等微量元素含量明顯高于其他巖石，顯示矽卡巖化作用是導(dǎo)致該區(qū)微量元素富集的主要原因。相同巖(礦)石的稀土元素配分曲線十分相似，不同巖(礦)石則差異很大，但稀土元素的總體特征顯示銅礦化與花崗巖侵入造成的矽卡巖化關(guān)系密切。另外，通過對(duì)礦區(qū)的流體包體的均一法和爆裂法測(cè)溫總結(jié)得出礦石成礦溫度介于200℃至350℃之間。巖（礦）石中δ34S值的大小與離欽甲花崗巖巖體的遠(yuǎn)近成正比。因此，推測(cè)該礦床的成礦熱液來源于欽甲花崗巖體，屬矽卡巖型礦床。

地質(zhì)特征；稀土元素；流體包裹體；硫同位素；德保銅礦

1 成礦地質(zhì)背景

廣西德保銅礦位于廣西百色市德?？h境內(nèi)，在大地構(gòu)造上處于華南板塊南華活動(dòng)帶右江古生代裂谷盆地靖西地塊南東部位，龍光背斜與NW向斷裂帶之黑水河斷裂交匯地段，欽甲花崗巖體北部外接觸帶[1]（圖1）。

出露地層有中-上寒武統(tǒng)和下泥盆統(tǒng)。中-上寒武統(tǒng)為泥巖、砂質(zhì)泥巖、砂巖、灰?guī)r，經(jīng)接觸熱力變質(zhì)為角巖、云母砂巖、大理巖或熱液蝕變?yōu)槲◣r。下泥盆統(tǒng)蓮花山組、那高嶺組為一套碎屑巖，底部為礫巖或含礫砂巖，與下伏之寒武系呈角度不整合接觸。寒武紀(jì)地層被劃分為18個(gè)分層，其中2～9分層普遍礦化，5、7分層為礦區(qū)主要含礦層。

礦區(qū)內(nèi)地層較平緩，僅局部有平緩小褶曲，但斷裂構(gòu)造發(fā)育。斷層走向主要為NWW向，規(guī)模較大，其次為NNW和NE向，多屬壓扭性斷裂。這些斷裂可能都是成礦后斷裂，對(duì)礦體的破壞作用表現(xiàn)比較明顯，多數(shù)礦體被斷裂切割成菱形塊狀，剖面上則呈階梯狀排列（圖2）。

礦區(qū)主要出露的巖體為加里東期的欽甲花崗巖體，主要由細(xì)粒和中細(xì)粒的斑狀黑云母花崗巖組成，同位素年齡在526Ma±①?gòu)V西第二地質(zhì)隊(duì)（楊冀民，顏成賢），廣西壯族自治區(qū)德?？h欽甲銅錫礦地質(zhì)研究，1984.。該巖體出露面積約48 km2。巖體侵位于寒武系，最高侵位達(dá)寒武系第四組，與圍巖接觸面產(chǎn)狀和圍巖的產(chǎn)狀近似，傾角較平緩（15°～25°）。礦體分布距接觸面0～130m范圍內(nèi)的外接觸帶，多數(shù)距接觸帶40～60m。在平面上，花崗巖體邊緣的凹陷部位和小巖枝（舌）凸出部位是成礦的有利地段；在垂向上，接觸面傾角平緩地段礦化較好，陡傾角地段(40°～60°)礦化減弱。

2 礦床地質(zhì)特征

德保銅礦床的礦體分布廣、面積大、形態(tài)較穩(wěn)定，主要呈似層狀或透鏡狀產(chǎn)出。由表1可以看出，礦石類型以陽(yáng)起石矽卡巖銅礦石、石榴石矽卡巖銅錫礦石和磁鐵礦矽卡巖銅錫礦石為主。三者?；旌袭a(chǎn)出，無明顯分帶現(xiàn)象，但磁鐵礦矽卡巖銅錫礦石多位于礦體的中上部位。方解石-石英脈銅錫礦多穿插于前三者之中。塊狀硫化物礦石呈不規(guī)則團(tuán)塊產(chǎn)出。

原生礦石結(jié)構(gòu)主要有交代結(jié)構(gòu)、它形粒狀結(jié)構(gòu)、自形半自形粒狀結(jié)構(gòu)、填穴結(jié)構(gòu)、固溶分解結(jié)構(gòu)等；主要構(gòu)造有浸染狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、似角礫狀構(gòu)造。氧化礦石多為膠狀結(jié)構(gòu)，皮殼狀、葡萄狀、孔洞狀構(gòu)造。

圍巖蝕變主要有矽卡巖化、大理巖化、碳酸鹽化、角巖化、硅化、鉀化或鈉化、磁黃鐵礦化等。

圖1 德保銅礦及其外圍區(qū)域地質(zhì)略圖Fig.1 Simplified geologicalmap of Debao copper depositandits surroundings

圖2 德保銅礦第107號(hào)勘探線剖面圖①?gòu)V西第二地質(zhì)隊(duì)（楊冀民，顏成賢），廣西壯族自治區(qū)德保縣欽甲銅錫礦地質(zhì)研究，1984.Fig.2 No.107 exploration profile of Debao copper deposit

表1 德保銅礦床礦石主要礦物組成Table1 Mainm ineralcom positions in differentoresof Debao copper deposit

3 微量元素及稀土元素特征

3.1 成礦元素特征

通過對(duì)礦區(qū)內(nèi)不同類型的巖石和礦石進(jìn)行ICP-MS測(cè)試，得其微量元素含量①韋昌山等，廣西壯族自治區(qū)德?？h德保銅礦礦產(chǎn)預(yù)測(cè)項(xiàng)目報(bào)告，2009.如表2所示。由表2和圖3可以得知，矽卡巖化的巖石樣品或矽卡巖化銅礦化樣品中的金、銀、銅、鋅、銻、鉍含量明顯高于其他蝕變巖石和花崗巖類巖石樣品，更高于鈣質(zhì)砂巖，表明矽卡巖化作用是造成該礦床成礦元素富集的最重要的因素。礦石中金、銀、銅、鉛、鋅等成礦元素含量與花崗巖中的金、銀、鉛、鋅等成礦元素含量有些差異（圖4），但差異不是很大，總體呈有規(guī)律的正相關(guān)，說明欽甲花崗巖體為成礦提供了一定的成礦物質(zhì)。

3.2 稀土元素特征

德保銅礦區(qū)各類巖（礦）石的稀土元素分析結(jié)果見表2，分布模式見圖5、6。由圖5可以看出，含斑細(xì)粒花崗巖、蝕變巖、礦化矽卡巖、條帶狀矽卡巖、綠色巖、鈣質(zhì)砂巖、石英脈等巖石的稀土配分曲線型式十分相似，均呈明顯的右傾式，輕稀土大于重稀土，中度的Eu負(fù)異常。礦化角巖的稀土配分模式近似于“海鷗”型,輕、重稀土的分餾程度較低,具有強(qiáng)烈的Eu負(fù)異常。說明矽卡巖與角巖相比，前者更容易在巖漿熱液作用下礦化。這主要是由于鈣質(zhì)巖具有較活潑的化學(xué)性質(zhì)，易與熱液進(jìn)行交代，另一方面鈣質(zhì)巖具有脆性的物理特征，易受動(dòng)力作用形成裂隙帶，構(gòu)成有利礦液活動(dòng)的高滲透區(qū)。

圖3 德保銅礦不同類型巖石中成礦元素含量變化特征Fig.3 Characteristicsofminorelements in different rocks in Debao copperore field

圖6中含鉛鋅礦礦石、條帶狀礦石、含毒砂黃鐵礦礦石、條帶狀矽卡巖、綠色巖等不同類型的巖（礦）石的稀土配分曲線相近似，可能暗示著礦質(zhì)交代的原始巖石是一致的[2]。礦化蝕變過程中水/巖相互作用產(chǎn)生稀土元素的活化遷移，稀土元素在成礦流體和圍巖間出現(xiàn)明顯的帶入和帶出，使得圍巖中的稀土元素高于礦石中稀土元素含量。

圖4 德保銅礦不同類型礦石成礦元素含量變化特征Fig.4 Characteristicsofm inorelements in differentores in Debao copperore field

圖5 德保銅礦不同類型巖石的稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖Fig.5 Chondrite standardization distributed pattern of REE of the different rocks in Debao ore field

圖6 德保銅礦不同類型礦石中稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖Fig.6 Chondrite standardization distributed pattern of REE of the differentores in Debao ore field

綜上所述，本區(qū)巖（礦）石的稀土配分模式異常復(fù)雜，其所反映的礦床的成礦物理化學(xué)環(huán)境的變化也極為復(fù)雜。但可以肯定的是，花崗巖是該區(qū)發(fā)生蝕變和礦化的熱液來源，且隨著蝕變類型及程度的不同形成綠色巖、條帶狀夕卡巖、礦化夕卡巖、礦化角巖等不同的巖石類型。

4 包裹體特征

巖（礦）石中包裹體較發(fā)育，主要寄主礦物有石英、方解石、磁鐵礦、錫石等。如圖7所示，方解石內(nèi)氣液包裹體的均一溫度為150～270℃，石英內(nèi)氣液包裹體的均一溫度為200～300℃。磁鐵礦、錫石內(nèi)包裹體的爆裂溫度為300～450℃。據(jù)前人[3]對(duì)包裹體爆裂法的研究認(rèn)為，同種礦物其爆裂溫度高于均一溫度值。因此，該礦床的形成溫度應(yīng)為200℃至450℃，屬高溫-中溫?zé)嵋旱V床。

圖7 德保銅礦流體包裹體均一溫度分布圖Fig.7 TH profileof fluidinclusions from the Debao copperore field

w B/10－6 fieldre含Debaocop pero量素in元土稀erocks中th）ts石in礦（en同elem巖德erareearth不礦銅保2 th表ofts C on tenTable2 D346-6砂狀毒染.21 .60.98含浸礦石5.61 111.30 4.68 0.92 0.26 1.02 0.17 0.94 0.22 0.71 0.12 1.17 0.27 6.76 28 234.62 5.19 3.24 0.82 0.95 -5D346帶條礦狀石 9.34 15.92 1.79 7.11 1.42 0.37 1.47 0.25 1.52 0.35 1.14 0.19 1.31 0.20 10.43 42.38 35.95 6.43 5.59 4.82 0.78 0.86 D346-3砂脈狀辰英染含石浸礦石6.50 13.53 1.64 6.24 1.27 0.42 1.57 0.30 2.10 0.49 1.64 0.28 1.97 0.31 15.95 38.26 29.60 8.66 3.42 2.23 0.91 0.95 D346-2礦礦鉛黃鐵石方含細(xì)粒礦2.76 6.67 0.87 3.38 0.70 0.24 0.84 0.19 1.34 0.34 1.27 0.24 1.83 0.31 10.50 20.98 14.62 6.36 2.30 1.02 0.96 1.00 -1D346狀石染礦6 .0 .6 1 0 14 35 27 5.852 .3 1.41 6.12 12浸銅1.32 0.56 1.52 0.29 1.96 0.47 1.60 0.26 1.59 0.19 7.88 .23.47 2.49 1.21 0.96 S-02礦黃銅礦石 2.63 4.61 0.58 2.43 0.58 0.16 0.78 0.16 1.11 0.28 0.94 0.17 1.28 0.26 9.27 15.97 10.99 4.98 2.21 1.39 0.73 0.85 S-01巖色綠14.19 23.41 2.69 10.93 2.35 0.61 2.39 0.40 2.26 0.46 1.34 0.19 1.25 0.20 12.88 62.67 54.18 8.49 6.38 7.67 0.78 0.84 1607化卡巖5 4028礦.5.5.4.1.9矽24 506.52 264.86 1.07 4.44 0.65 3.63 0.71 2.09 0.30 1.87 0.29 18127.92 113.94 138.15 8.87 0.69 0.92 1606鈣質(zhì)砂巖 34.42 66.96 8.07 30.84 5.78 1.36 5.46 0.96 5.94 1.24 3.97 0.60 4.01 0.64 36.19 170.25 147.43 22.82 6.46 5.80 0.73 0.92 1603巖變蝕26.95 53.03 6.15 22.88 4.29 0.87 4.11 0.62 3.46 0.70 2.05 0.31 2.06 0.33 19.48 127.81 114.17 13.64 8.37 8.84 0.62 0.94 1602變巖蝕花崗31.27 63.16 7.37 28.13 5.37 0.87 5.30 0.87 5.12 0.99 2.94 0.45 2.88 0.45 27.02 155.17 136.17 19.00 7.17 7.34 0.49 0.95 -522狀巖帶卡.1 9 69 .8 4.386 0 .6 .7 2 8 .5 17 18 35 .8 3.68 0.62 3.56條矽0.58 3.42 0.69 2.03 0.31 1.99 0.30 6.25 19 93 80 12 .46.18 0.52 0.92 22-4脈英石33.70 68.37 8.04 30.21 5.79 1.01 5.46 0.88 5.08 0.96 2.85 0.43 2.77 0.42 26.21 165.97 147.12 18.85 7.80 8.22 0.54 0.95。試22-3化巖 測(cè)礦角礫10.62 18.18 2.15 8.72 2.20 0.30 3.25 0.88 7.46 1.99 7.75 1.45 10.94 1.91 62.23 77.80 42.17 35.63 1.18 0.66 0.34 0.85心中試測(cè)-2驗(yàn)22化巖礦礫8 .02 .6.0.7.02 .0.6 3 3 81 51 20.11 36實(shí)4.07 164.29角0.46 5.97 1.50 0 12 2.94 7 10 1.95 5 14 2.35 90133.16 1.58 .50.97 0.28 0.89質(zhì)地家國(guó)-1巖 院22斑崗 學(xué)含花29.42 61.62 7.59 29.94 6.29 0.84 6.28 1.10 7.14 1.48 4.84 0.79 5.37 0.87 40.23 27.87 4.87 3.70 0.40 0.95科細(xì)163.57 135.70質(zhì)地E 國(guó)中號(hào) 稱RE由品 名La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu YΣR EE EE EE /H u e 品樣 品 δE δC：樣樣LR HR EELR LaN/YbN注

礦區(qū)內(nèi)錫石多充填于矽卡巖礦物的晶格、裂隙間，不但被其它金屬礦物所包裹，同時(shí)它又包裹有石英、磁鐵礦、硅化鐵等礦物，其成礦溫度范圍較大，從高溫到中溫，屬矽卡巖期后產(chǎn)物。

礦區(qū)磁鐵礦礦體具一定層位和固有的空間，成層性好，礦物成分單一，含銅、錫微量，少見矽卡巖礦物等，反映了原沉積物質(zhì)單一。結(jié)合區(qū)域上如本區(qū)東約200 km的東大明山、武鳴兩江地區(qū)的寒武系中上統(tǒng)碎屑巖為主夾碳酸鹽巖石組合的地層中，在碳酸鹽巖局部見透鏡狀菱鐵礦體賦存層位和礦體規(guī)模與欽甲礦區(qū)的磁鐵礦頗相近似，同時(shí)又據(jù)礦區(qū)磁鐵礦成礦溫度偏低，所以鐵礦中鐵質(zhì)多數(shù)是原生沉積的，少數(shù)為后來巖漿帶出來。

5 同位素組成特征

礦區(qū)不同層位礦體中各類礦石和圍巖、巖體、斷裂帶中硫化物中硫同位素結(jié)果見表2、圖6①?gòu)V西第二地質(zhì)隊(duì)，廣西德?？h欽甲銅錫礦區(qū)地質(zhì)普查勘探報(bào)告,1972.。

由于硫有多種價(jià)態(tài),當(dāng)同位素交換平衡時(shí),硫的價(jià)態(tài)越高,含硫化合物越富集34S;溫度越低時(shí),分餾系數(shù)越大;高溫時(shí)分餾系數(shù)趨于一致[4，5]。因此，高溫形成的硫化物比低溫形成的硫化物更富集34S。

從礦區(qū)4、5、7分層礦石中硫同位素δ34S分布頻率直方圖（圖8（a））可以看出，δ34S一般為+0.2‰，最大范圍在-10‰～+7.4‰，一般為-l‰～+l‰，位于硫同位素分餾系數(shù)附近，反映出礦床的成礦溫度較高。

從圖8（b）可以看出，位于巖體附近4～7分層當(dāng)中δ34S多集中于-0.2‰～+l‰，與巖體的δ34S相近似，趨向于零；而離巖體稍遠(yuǎn)點(diǎn)的l4、17分層δ34S值分布于-2‰～+6‰范圍內(nèi)，離零值較遠(yuǎn)且較分散；斷裂帶中δ34S均趨于極大的負(fù)值為-26.7‰～-31.9‰。這些特征說明，成礦是在高溫條件下發(fā)生的，成礦熱液的來源為欽甲花崗巖體。

圖8 礦區(qū)硫同位素測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析圖（據(jù)廣西地質(zhì)二隊(duì)，1984）（a）礦區(qū)4、5、7分層礦石中硫同位素δ34S分布頻率直方圖；（b）礦區(qū)不同分層礦巖石中硫同位素δ34S分布范圍Fig.8 Statisticalanalysisof the sulfur isotopic in ore field.（a）Sulfur isotopic histogram ofores in the4、5、7 stratifications；（b）Sulfur isotopic composition of rocks in differentstratifications

6 結(jié)論

雖然人們對(duì)德保銅錫礦床的成因說法不一，如“巖漿期后熱液交代矽卡巖礦床”、“沉積變質(zhì)熱液疊加改造礦床”、“沉積變質(zhì)-巖漿熱液礦床”等，但都認(rèn)為其成因與巖漿熱液有關(guān)。本文通過對(duì)德保銅礦床地質(zhì)特征的總結(jié)，對(duì)成礦地球化學(xué)特征的研究，闡明了該礦床的成礦溫度、成礦作用。認(rèn)為該礦床為巖漿熱液交代成因、屬巖漿熱液礦床。

本文的研究工作得到廣西地調(diào)院黃宏偉院長(zhǎng)和德保礦黃礦長(zhǎng)、德保礦地質(zhì)科同仁以及武漢地質(zhì)礦產(chǎn)研究所蔡錦輝老師的大力支持，在此深表感謝。

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OreGenesisof Debao Copper Deposit,GuangxiProvince

ZHANGYan-hui,WEIChang-shan,ZHANG Zhao
(InstituteofMineralResources,Chinese Academy ofGeological Sciences,Beijing 100081,China)

Debao copper depositwhich is presentedin the Cambrian carbonate rocks of outer contact zone of granitic rocks,is obviously breaking by the post-faults.On the basis of statistic analysis,the content of trace elements,such as Au,Ag,As,Biand Sb etal.in the skarn rocks(ore)are strongly enriched than in the other rocks.The rare earth elements(REE)are slightly different in different typesof rocks.The REE characteristics indicate that them ineralization fluid of Debao deposit ismainly come from skarn-type alteration caused by magma intrusion.The overall characteristics indicate the gradual transition relations between the coppermineralization and the skarnm ineralization caused by the granite intrusion.Based on the homogenization and decrepitation temperature analysis of fluidinclusions in m inerals,them ineralization temperature is range from 200℃to 350℃.On analysisof the sulfur isotope,the value ofδ34S is proportional to the distance from Qinjia granite.It all shows that the ore-form ing hydrothermal fluidis from Qinjia granite,the Debao copper depositbelongs tomagmatic hydrothermalmetasomatic deposit.

geologic characteristics;rare earth elements;fluidinclusions;sulfur isotope;Debao copper deposit,Guangxiprovince

P 618.41

A

1007-3701(2011)01-0033-06

2010-08-16

危機(jī)礦山項(xiàng)目“廣西壯族自治區(qū)德保銅礦礦產(chǎn)預(yù)測(cè)”（編號(hào)：200745062）資助.

張燕揮（1986—），女，碩士研究生，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查研究,zhangyanhui1211@163.com.