滇東南灑西白鎢礦床稀土元素地球化學(xué)特征及其成因指示意義

張 彬，張林奎，石洪召，陳敏華，劉書生

（1.成都地質(zhì)調(diào)查中心，成都 610082；2.中國地質(zhì)大學(xué)（武漢），武漢 430074）

灑西白鎢礦床位于我國著名的滇東南錫多金屬成礦區(qū)之老君山礦集區(qū)，地處濱太平洋與特提斯-喜馬拉雅兩大構(gòu)造域的復(fù)合部位，是滇東南老君山地區(qū)繼南秧田超大型層狀白鎢礦床之后，在猛硐巖群地層中發(fā)現(xiàn)的又一中型層控型白鎢礦床。目前該礦床研究程度較低，許翠芳等[1]通過對其成礦規(guī)律的研究認為其成因?qū)俣嗥趲r漿熱液-交代變質(zhì)疊加改造型，主成礦期為燕山期的熱液疊加作用。筆者對灑西白鎢礦的賦礦圍巖和白鎢礦石及外圍的花崗質(zhì)混合片麻巖的稀土元素地球化學(xué)特征進行了研究，以探討礦床成因。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

老君山礦集區(qū)位于楊子陸塊東南部被動邊緣褶皺帶西南端，屬文山-富寧-大新斷隆帶，西鄰中越邊境（圖1）。區(qū)內(nèi)地層從老到新依次出露元古界、寒武系、奧陶系、泥盆系、石炭系、三疊系及少量第四系。區(qū)內(nèi)燕山期都龍花崗巖、南溫河混合花崗巖廣泛出露，燕山期都龍花崗巖鋯石定年獲得的可靠年齡范圍為83.3～96.0 Ma，侵位時間為燕山晚期；南溫河混合花崗巖在區(qū)內(nèi)大面積出露，侵入于元古宇-寒武系地層中，被燕山期花崗巖侵入，是都龍-Song Chay穹窿體的一部分，其確信的年齡為420～440 Ma，張斌輝等[2]認為可能存在新元古代花崗巖，是新元古代和志留紀(jì)兩期花崗巖攪合未解體的片麻狀花崗雜巖。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以文山-麻栗坡斷裂、馬關(guān)斷裂及其所挾持的南溫河片麻巖穹窿構(gòu)造為主體，控制著區(qū)內(nèi)主要礦產(chǎn)的分布。

2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)地層主要為已變質(zhì)的新元古界猛硐巖群，其中上段巖性為二云母片巖、絹云母片巖、黑云母片巖；中段主要為黑云母石英變粒巖夾二云母片巖、黑云母片巖，是區(qū)內(nèi)主要的含礦層位。白鎢礦呈星點狀或斑點狀在黑云母石英變粒巖中不均勻分布，局部構(gòu)成工業(yè)礦體，呈層狀、似層狀產(chǎn)出；下段巖性為黑云母斜長片麻巖、黑云母片巖、二云母片巖。志留紀(jì)花崗質(zhì)混合片麻巖主要分布于礦區(qū)外圍。

圍巖蝕變主要為綠簾石化、硅化、電氣石化等。礦石主要金屬礦物有白鎢礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦，偶見黃銅礦、毒砂、方鉛礦。白鎢礦一般以星點狀、小團塊狀產(chǎn)出，部分沿層理聚集形成條帶狀、條紋狀的富礦脈，少量后期石英脈、含電氣石石英脈中的白鎢礦呈囊狀、團塊狀產(chǎn)出。

3 稀土元素分析結(jié)果及地球化學(xué)特征

14件巖石稀土元素分析結(jié)果列于表1，其地球化學(xué)特征如下:

片巖∑REE 含量在 141.68×10-6～206.58×10-6），平均172.22×10-6，黑云母石英變粒巖∑REE含量在 139.17×10-6～194.16×10-6，平均 157.55×10-6，片巖及變粒巖巖石中La/Yb比值為1.02～17.54，大部分樣品在4.52～7.32之間，LREE/HREE比值為4.37～6.87，最高達 11.70，δEu為 0.67～1.49之間，具弱的正異?；蛉醯呢摦惓?；δCe值為0.62～0.98，具弱的負異常。其中樣品ZK2302B6∑REE含量較低，為34.23，LREE/HREE為1.94，無明顯的分餾?；◢徠閹r∑REE含量明顯較高，其中一件為379.69×10-6，LREE/HREE 比值平均為 5.04，La/Yb比值平均為4.50，為輕稀土富集型；δEu平均為0.14，為明顯的負異常，δCe為 1.03 ～1.04，為弱的正異常。

4 討論與結(jié)論

Eu異常的形成與它在自然界中存在Eu2+和Eu3+有關(guān)，在還原條件下，Eu元素主要以二價態(tài)形式存在，由于電荷數(shù)的減少和離子半徑的相對增大，使Eu常表現(xiàn)出與其他三價稀土元素不同的地球化學(xué)性質(zhì)，在地質(zhì)地球化學(xué)作用過程中與其他元素分離，從而出現(xiàn)Eu異常。丁振舉等[3]認為礦石中產(chǎn)生Eu異常的原因可能有兩種:一是礦石沉淀時從成礦熱液中繼承了相對富Eu的特征；二是礦石形成后，后續(xù)的變質(zhì)變形或流體作用導(dǎo)致Eu異常。

表1灑西白鎢礦床礦石及圍巖稀土元素分析結(jié)果（×10-6）T ab le1 R a re earth elem en ts co n fen t o f o res a n d w allrock s in S ax i sch eelite d ep o sit注:D C27-2及42 55 ND-1數(shù)據(jù)引自文獻[3].ZK 49-4 B16數(shù)據(jù)引自文獻[4].RE E數(shù)據(jù)不包括Y。測試單位:中國地質(zhì)大學(xué)（武）地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室，利用Agilent 7500a IC P-MC分析，詳細的樣品分析處理過程、分析精度參照文獻漢[4]。

除ZK2302B6樣品外的12件礦區(qū)地層樣品Eu異常類型可明顯分為兩類，一類具有弱的正異常，一類具有弱的負異常。由于后期巖漿流體具有較強的Eu負異常，疊加改造作用不可能形成第一類樣品中的正異常，因此，Eu正異常不應(yīng)是后期地質(zhì)作用的結(jié)果，而是礦石沉淀時繼承的成礦熱液的稀土元素特征的反映；第二類中的Eu表現(xiàn)為弱的負異常，則可能是原來Eu正異常疊加了后期強負異常的流體演化的結(jié)果，暗示其多期成礦的性質(zhì)。

Ce異常的產(chǎn)生主要與其在氧化環(huán)境下以Ce4+形式出現(xiàn)有關(guān)，礦區(qū)地層樣品中出現(xiàn)的Ce負異常應(yīng)是成礦熱液Ce相對虧損的反應(yīng)。有兩種可能，一種是海水/圍巖反應(yīng)不夠徹底，由海水演化生成的流體繼續(xù)保留海水的部分特征；一種是系統(tǒng)深部高度演化的流體在上升過程中通過與下滲的海水發(fā)生混合，被標(biāo)記上了海水的標(biāo)志。由于前者不可能使流體同時發(fā)育明顯的Eu正異常。因此Eu正異常和Ce負異常的同時出現(xiàn)應(yīng)指示在礦石沉淀時相對高溫的熱水流體和較低溫的海水在海底發(fā)生了對流混合，是典型噴流沉積成因的證據(jù)[5-9]。

從礦區(qū)礦石的稀土元素配分模式圖（圖2）上可以明顯看出，灑西白鎢礦床與大廠錫礦[10]、加拿大沙利文鉛鋅礦、南秧田白鎢礦[11]等典型的噴流沉積型礦床具有相似的特征，說明灑西白鎢礦床與上述礦床具有相似的成因模式，為噴流沉積成因。ZK2302B6樣品稀土元素配分模式與原始地幔類似，有弱的Eu正異常，輕重稀土幾乎沒有分異，呈一條近于平整的直線，可能代表了劉玉平等[12]認為的古元古代-新元古代的火山雜巖。

綜上所述，灑西白鎢礦床成因類型為噴流沉積-后期巖漿熱液改造型。

圖2 灑西白鎢礦石、花崗質(zhì)片麻巖與大廠錫礦、沙利文鉛鋅礦稀土配分模式圖Fig.2 Chrondrite-normalized REE pattern comparing among Saxi scheelite deposit,Dachang tin deposit and Sullivan Pb-Zn deposit

[1]許翠芳，舒培華，王建萍.云南麻栗坡灑西丫口白鎢礦成礦規(guī)律[J].云南地質(zhì)，2010，29（3）:318-322.

[2]張斌輝，丁俊，張林奎，等.滇東南“新寨巖組”與變質(zhì)花崗質(zhì)巖的接觸關(guān)系及其地質(zhì)意義[J].地質(zhì)論評，2011，57（3）:316-326.

[3]丁振舉，姚書振，劉叢強，等.東溝壩多金屬礦床噴流沉積成礦特征的稀土元素地球化學(xué)示蹤 [J]. 巖石學(xué)報，2003，19（4）:792-798.

[4]Liu Y S,Zong K Q,Kelemen P B,et al.Geochemistry and magmatic history of eclogites and ultramafic rocks from the Chinese continental scientific drill hole:subduction and ultrahigh-pressure metamorphism of lower crustal cumulates[J].Chemical Geology,247:133-153.

[5]Bostrom K,Rydell H,Langbank O J.An exhalative sedimentary deposit[J].Economic Geology,1979,74（5）:1002-1011.

[6]Marching V,Gundlach H,Moller P.Some geological indi-ca-tors for discrimination between diagenetic and hydrothermal metalliferous sediments[J].Marine Geology,1982,50（3）:241-256.

[7]Crerar D A,Namson J,Chyi M S.Manganiferous chert of the franciscan assemblage:i.general geology ancient and modern analogues and implication for hydrother-mal convection at oceanic spreading centers[J].Economic Geology,1982,77（3）:519-540.

[8]Yomanoto K.Geochemical characteristics and depositional environments of cherts and associated rocks in the franciscan and schimanto terranes[J].Sedimentary Geology,1987,52:65-108.

[9]Murray R W,Buchholtz T,JONES D L.Rare earth elements as indicators of different marine depositional environments in chert and shale[J].Geology,1990,18:268-271.

[10]韓發(fā)，RW哈欽森.大廠錫_多金屬礦床熱液噴氣沉積成因的證據(jù)_容礦巖石的微量元素及稀土元素地球化學(xué)[J].礦床地質(zhì)，1989，8（3）:33-42.

[11]石宏召.云南麻栗坡南秧田元古界層控白鎢礦床地質(zhì)地球化學(xué)特征及成因探討 [D]. 北京:中國地質(zhì)科學(xué)院，2010.

[12]劉玉平，葉霖，李朝陽，等.滇東南發(fā)現(xiàn)新元古代巖漿巖:SHRIMP鋯石U-Pb年代學(xué)和巖石地球化學(xué)證據(jù)[J].巖石學(xué)報，2006，22（4）:916-926.