龍頭山金礦床稀土元素地球化學特征及意義*

黃 秋 陳遠榮 王開朗 劉奕志 劉 巍

(1.桂林理工大學地球科學學院;2.湖南省有色地質(zhì)勘查局二四七隊)

龍頭山金礦位于廣西貴港市北部龍頭山一帶，地處南華準地臺大瑤山凸起龍山復背斜的西南傾伏端，礦區(qū)面積約4 km2。1981年由廣西第六地質(zhì)隊發(fā)現(xiàn)，隨之眾多專家學者對其作了大量的地質(zhì)研究工作，積累了豐富的地質(zhì)資料。本研究在前人工作成果的基礎上，通過對龍頭山金礦不同地質(zhì)體的稀土元素進行系統(tǒng)分析，對其成礦物質(zhì)來源進行探討，查明它們之間的成因關系，為今后的勘查找礦提供依據(jù)。

1 成礦地質(zhì)背景及礦床地質(zhì)概況

龍頭山金礦區(qū)域上處于華南準地臺—大瑤山隆起—龍山復背斜的南西傾伏端翼部的次火山巖體中，也是廣西山字型構造前弧東翼［1］。龍山復背斜地質(zhì)構造復雜，先后經(jīng)歷了加里東運動、印支運動、燕山運動等多次地質(zhì)構造運動，巖漿活動強烈，金礦與次火山巖密切相關?？梢姳姸嘟?、銀、鉛、鋅、鉍、毒砂礦礦點，是貴金屬、有色多金屬礦化集中區(qū)［2-3］。

礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要為寒武系、泥盆系地層，兩者呈角度不整合接觸。寒武系地層為一套復理式碎屑巖建造，是本區(qū)的基底構造層，可見細砂巖、板巖、碳質(zhì)板巖;泥盆系下統(tǒng)蓮花山組上部為石英砂巖夾細砂巖，中部為石英砂巖，底部為底礫巖、含礫粗砂巖［4-6］。

礦區(qū)地質(zhì)構造錯綜復雜，基底寒武系為加里東構造層，被上覆泥盆系蓮花山組地層覆蓋，呈NEE向緊閉褶皺，單斜展布，局部撓曲和層間滑動。

礦區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，主要為龍頭山火山巖巖體和酸性巖脈。燕山早期為不規(guī)則的巖株，是大平天山細?；◢忛W長巖－黑云母花崗巖復式巖體。燕山晚期為花崗斑巖、流紋斑巖、石英斑巖、霏細斑巖、角礫熔巖、電英巖脈，在龍頭山、大平天山西部獅子頭、獅子尾一帶均可見。

礦區(qū)內(nèi)有巖體的蝕變和部分圍巖蝕變，主要有硅化、鉀長石化、電氣石化、高嶺土化、綠泥石化、黃鐵礦化，局部見透閃石化、陽起石化以及碳酸鹽化、角巖化。從巖體中心向外部，各種蝕變略具分帶?；鹕綆r體的中部，花崗斑巖主要為絹云母化、高嶺土化、長石化;火山巖體周圍的角礫巖、流紋斑巖以及內(nèi)外接觸帶主要為硅化、電氣石化;巖體邊緣和外接觸帶主要有綠泥石化、透閃石化、陽起石化、碳酸鹽化。黃鐵礦化普遍發(fā)育，在內(nèi)外接觸帶最為強烈。霏細斑巖、石英斑巖以及鈉長斑巖多表現(xiàn)為絹云母化、高嶺土化。

2 稀土元素特征

2.1 樣品采集與分析

本研究采集了礦區(qū)內(nèi)不同地質(zhì)體的樣品，包括礦體、花崗斑巖、流紋斑巖、石英斑巖、霏細巖、角礫巖及砂巖，樣品具有代表性及全面性。

樣品分析在有色金屬桂林地質(zhì)測試中心完成，采用GB/T 17417.1—1998的方法分析測試樣品稀土元素的組成。主要的方法是:用氧化鈉熔融樣品后，經(jīng)水提取，稀土元素形成氫氧化物沉淀，再加入三乙醇胺掩蔽鐵、鋁，EGTA絡合鈣、鋇，最后過濾。用2 mol/L鹽酸溶解稀土元素氫氧化物沉淀，經(jīng)強酸性陽離子交換樹脂分離富集后，再用3.5 mol/L鹽酸洗滌。蒸發(fā)定容后，使用等離子質(zhì)譜法(ICPMS)快速測定15個稀土氧化物含量。

2.2 稀土元素分析

稀土元素是一組特殊的微量元素，具有相同或相近的原子結構和離子半徑，但其原子結構、晶體化學和化學性質(zhì)上仍然存在一些差異，從而使它們在地質(zhì)－地球化學作用過程中發(fā)生分餾，其分餾特征能夠靈敏地反應地質(zhì)－地球化學作用的性質(zhì)，有良好的示蹤作用［7-12］。稀土元素分餾及配分模式特征不同是由不同的條件導致。因此，通過相互對比其配分曲線位置的高低(稀土元素總量)、傾斜程度(輕重稀土元素含量比值)、δ(Eu)和δ(Ce)以及曲線總體形態(tài)來進行成因和物源分析。

本研究工作主要采集龍頭山金礦區(qū)不同地質(zhì)體稀土樣品7件，其中礦體、花崗斑巖、流紋斑巖、石英斑巖、霏細巖、角礫巖及砂巖各采樣1件。樣品標準化采用泰勒(Taylor)球粒隕石［8］標準。各樣品原始數(shù)據(jù)見表1，稀土元素配分模式見圖1。

表1 龍頭山金礦床不同地質(zhì)體稀土元素分析數(shù)據(jù) 10－6

圖1 龍頭山金礦床不同地質(zhì)體稀土元素配分模式

金礦體w(REE)為52.19×10－6，δ(Eu)和δ (Ce)分別為0.74、0.87，未見明顯異常;w(LREE)/ w(HREE)為3.48，w(La)/w(Rb)為7.85。

花崗斑巖w(REE)為154.42×10－6，δ(Eu)和δ (Ce)分別為0.48、1，見明顯負Eu異常;w(LREE)/ w(HREE)為3.38，δ(La)/δ(Rb)為6.83。流紋斑巖w(REE)為111.16×10－6，δ(Eu)和δ(Ce)分別為0.68、0.93，見明顯負Eu異常;w(LREE)/w (HREE)為1.92，δ(La)/δ(Rb)為4.43。霏細斑巖w(REE)為248.75×10－6，δ(Eu)和δ(Ce)分別為0.44、0.95，見明顯負 Eu異常;w(LREE)/w (HREE)為4.8，δ(La)/δ(Rb)為14.43。石英斑巖w(REE)為35.65×10－6，δ(Eu)和δ(Ce)分別為1.24、0.86，未見明顯異常。w(LREE)/w(HREE)為2.28，δ(La)/δ(Rb)為4.77。

角礫巖w(REE)為54.89×10－6，δ(Eu)和δ (Ce)分別為 0.81、0.89，未見明顯異常。w (LREE)/w(HREE)為1.55，δ(La)/δ(Rb)為2.36。砂巖w(REE)為142.42×10－6，δ(Eu)和δ(Ce)分別為 0.95、0.86，未見明顯異常。w(LREE)/w (HREE)為3.74，δ(La)/δ(Rb)為9.55。

從稀土配分模式曲線圖上看，各地質(zhì)體稀土配分模式為平緩右傾型，輕稀土稍微富集，重稀土分異不明顯。

3 討論

從稀土元素總量上看，霏細斑巖稀土含量最高，為248.75×10－6，其次為花崗斑巖、砂巖、流紋斑巖;礦體、石英斑巖、角礫巖三者稀土含量相當，分別為52.19×10－6、35.65×10－6、54.89×10－6。顯然，區(qū)內(nèi)的金礦與石英斑巖、角礫巖有密切關系。

從稀土配分模式上看，礦體、石英斑巖、角礫巖除銪異常外，配分模式較一致，為緩右傾模式，輕稀土較重稀土略微富集，重稀土分異不明顯，說明區(qū)內(nèi)金礦體與石英斑巖、角礫巖有明顯的繼承關系。霏細斑巖、花崗斑巖、流紋斑巖具有相似的配分模式，都為右傾型，輕稀土富集，重稀土虧損，以顯著銪負異常為特征;相似的稀土含量、相似的配分模式，應為同源巖漿分異結晶的結果。砂巖為右傾型，富集輕稀土，重稀土虧損，無明顯的Eu異常;砂巖的稀土含量和異常模式符合世界砂巖的平均含量和配分模式，可見砂巖未受到熱液蝕變作用明顯影響。

從輕重稀土含量比值上看，各類地質(zhì)體的輕重稀土含量比值相差較大，δ(La)/δ(Rb)反映了稀土元素的分異程度，這個數(shù)值越大，表明重稀土越虧損，其中金礦體為3.48，砂巖為3.74，角礫巖為1.55，花崗斑巖為3.38，流紋斑巖為1.92，石英斑巖為2.28，霏細斑巖則為4.8，δ(La)/δ(Rb)也較高，顯示輕稀土元素富集，輕、重稀土元素分餾明顯。

從具有特殊指示意義的Eu異常方面看，砂巖基本無Eu異常，角礫巖Eu有微弱負異常，花崗斑巖、流紋斑巖、霏細斑巖有明顯Eu負異常，石英斑巖Eu有微弱的正異常，金礦體Eu有微弱負異常。

總之，礦體、石英斑巖、角礫巖相似的稀土含量和配分模式，說明礦體在成因上與石英斑巖和角礫巖有密切聯(lián)系。而前人認為成礦與燕山期花崗斑巖、流紋斑巖有密切關系，可見燕山期花崗斑巖、流紋斑巖雖然在成礦空間上與礦體有關系，但從稀土配分模式圖上看沒有任何成因聯(lián)系，反而在成因上與石英斑巖密不可分?；◢彴邘r、流紋斑巖等相當于普通的圍巖，其礦化主要是石英斑巖淺成侵入晚期的成礦溶液充填交代造成的。在構造運動下，花崗斑巖與流紋斑巖由于其巖性不同，在兩者接觸帶破裂成角礫巖;角礫巖及其所在的地質(zhì)界面成為熱液活動的主要通道和熱液充填交代的對象，從而使得角礫巖顯示出與礦體相似的配分模式。

4 結論

(1)不同類型的巖石和礦體的稀土元素總量差異顯著。最高者為霏細斑巖，其次為花崗斑巖、流紋斑巖、砂巖;礦體、石英斑巖、角礫巖三者稀土含量相當。

(2)不同地質(zhì)體的稀土元素配分模式曲線都屬右傾斜的輕稀土富集型，礦體、石英斑巖、角礫巖除Eu異常外，配分模式較一致，為緩右傾模式，輕稀土較重稀土略微富集，重稀土分異不明顯，說明區(qū)內(nèi)金礦體與石英斑巖、角礫巖有明顯的繼承關系。

(3)霏細斑巖、花崗斑巖、流紋斑巖具有相似的配分模式，都為右傾型，輕稀土富集，重稀土虧損，以顯著Eu負異常為特征;相似的稀土含量和配分模式，應為同源巖漿分異結晶的結果。

(4)通過對比各類地質(zhì)體的稀土元素配分曲線，發(fā)現(xiàn)目前所探明的金礦體雖然在成礦空間上與花崗斑巖、流紋斑巖有關系，但在成因上兩者沒有必然聯(lián)系，反而跟石英斑巖有密切關系。在空間上，石英斑巖主要分布于巖體內(nèi)外接觸帶的斷層或裂隙中，而巖體邊緣的次級斷裂和裂隙都為張性斷裂，該類型斷裂在空間上具有上寬下窄的特點，從而限定了本區(qū)礦體將會是上大尾小的特征;從熱源上來講，石英斑巖伴隨著巖漿演化較晚的階段，溫度較前期下降較大，以中、低溫為主。因此，龍頭山金礦今后進行找礦預測和勘查時，應真正依據(jù)中低溫次火山期后熱液型金礦的成礦特點開展，除了在斑巖體內(nèi)找礦外，還有必要注意在其他有利構造區(qū)段找礦。

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