華南陸塊成礦元素巨量聚集與分布

王學求, 徐善法, 遲清華, 劉雪敏, 王?瑋

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華南陸塊成礦元素巨量聚集與分布

王學求*, 徐善法, 遲清華, 劉雪敏, 王?瑋

(中國地質科學院 地球物理地球化學勘查研究所, 河北 廊坊?065000)

以中國的區(qū)域化探全國掃面計劃1﹕20萬水系沉積物數(shù)據為基礎, 系統(tǒng)制作了華南陸塊6個主要成礦元素(W、Sn、Au、Cu、Pb、Zn) 1﹕250萬地球化學空間分布圖, 并研究了這些元素巨量聚集的空間分布及其產出的地質背景。研究發(fā)現(xiàn), 華南三大成礦域成礦元素的聚集各有特色, 高溫成礦元素W、Sn主要分布于華夏地塊, 與中生代大花崗巖省成礦系統(tǒng)密切相關, 兩元素有很好的套合關系, 異常的核心部分包含全球最主要的南嶺W、Sn金屬成礦省; 巨量Au主要分布于揚子地塊周邊, 有6處大規(guī)模聚集區(qū), 分別位于西秦嶺、松潘、長江中下游、滇黔桂交界區(qū)、湘東-湘西、粵桂交界區(qū); 巨量Cu聚集區(qū)共5處, 主要分布于長江中下游、西秦嶺、三江、揚子陸塊西南緣(以峨眉山玄武巖地幔柱區(qū)域為主體)和湘粵桂交界區(qū); 巨量Pb主要分布于華南陸塊西南緣和華夏地塊中東部(粵桂湘交界區(qū)和東南沿海成礦帶); 巨量Zn主要分布于華南陸塊西南緣和粵桂湘交界區(qū)。這些成礦物質的最基本單元——元素的空間分布對于了解地質作用過程產生的巨量成礦物質聚集和就位機制, 厘定分布范圍和邊界, 聚焦找礦靶區(qū)具有重要意義。

成礦元素; 巨量聚集與分布; 地質背景; 華南陸塊

0 引 言

華南陸塊地處歐亞大陸東緣, 瀕臨西太平洋, 由揚子地塊和華夏地塊組成, 其北面和西面分別與秦嶺-大別造山帶和青藏高原接壤(圖1)[1], 是全球背景中罕見的世界級金屬成礦省。截至目前, 華南陸塊已探明的W、Sn、Sb、Bi儲量居世界第一, Cu、U、V、Ti、Hg、稀有金屬儲量居全國第一, Pb、Zn、Au、Ag、鉑族元素等礦種的儲量也名列全國前茅[1]。

前人對華南陸塊中生代大花崗巖省成礦系統(tǒng)、中生代大面積低溫成礦系統(tǒng)和晚古生代大陸地幔柱成礦系統(tǒng)的地質背景和成礦作用的研究非常深 入[2–8], 但對這些成礦系統(tǒng)的最基本單元——元素的區(qū)域聚集與分布一直缺少研究。元素的時空分布信息不僅有利于了解地質作用過程產生的物質分異和就位機制, 而且可以直接圈定成礦物質富集區(qū), 厘定分布范圍和邊界, 為找礦提供直接信息。近十幾年來, 一些研究者以中國的區(qū)域化探全國掃面計劃數(shù)據為基礎, 從地球化學塊體或地球化學省的角度出發(fā), 研究個別元素的空間分布與礦集區(qū)空間對應關系[9–12]。本研究擬選擇華南陸塊6個主要成礦元素(W、Sn、Au、Cu、Pb、Zn), 研究這些元素巨量聚集的空間分布及其產出的地質背景。

圖1 華南陸塊格架與成礦系統(tǒng)(據胡瑞忠等[1]修改)

1?華南陸塊地質背景與成礦作用概況

華南陸塊由揚子地塊和華夏地塊在新元古代碰撞拼貼而成。其分界線在東北部較為清楚(以江紹斷裂為界), 而在中部和西南部則不太清楚, 通常以有板溪群、冷家溪群或雙橋山群等元古代地層出露的“江南造山帶”的南緣為界。本研究以紹興-江山-萍鄉(xiāng)-長沙-懷化-河池-羅甸-興義-個舊一線為界進行劃分, 以北為發(fā)育于晉寧期的揚子地塊, 以南為發(fā)育于加里東期的華夏地塊。本文的研究區(qū)以華南陸塊為主, 還包括該陸塊以北的秦嶺-大別造山帶、以西的三江造山帶和西北方向相鄰的松潘-甘孜造山帶。

華南地區(qū)在中生代時發(fā)生了三次大規(guī)模成礦作用, 且都在燕山期。其中, 燕山早期(180~170 Ma)發(fā)生了第一次大規(guī)模的金屬成礦作用, 以贛東北和湘東南的Cu、Pb-Zn、(Au)礦化為代表。燕山中期的第二階段(約150~139 Ma), 主要在南嶺及相鄰地區(qū)發(fā)生了以W、Sn、Nb-Ta等有色-稀有金屬礦化為主的第二次大規(guī)模成礦作用。而燕山晚期(125~98 Ma)發(fā)生了華南地區(qū)第三次大規(guī)模金屬成礦作用, 以南嶺地區(qū)的Sn、U礦化和東南沿海地帶的Au、Cu、Pb-Zn、Ag礦化為代表[13]。

華南陸塊發(fā)育有三個大規(guī)模的成礦系統(tǒng)(圖1): 上揚子地塊西側的四川峨眉山-攀枝花一帶, 發(fā)育有晚古生代大陸地幔柱成礦系統(tǒng), 典型的礦床有: 與鎂鐵-超鎂鐵質層狀巖體有關的超大型釩鈦磁鐵礦礦床(攀枝花、紅格、白馬、太和)、Cu-Ni-PGE硫化物礦床(力馬河、金寶山、楊柳坪、白馬寨)、與溢流玄武巖有關的銅鐵礦床(魯?shù)?、黑山?以及與堿性花崗巖有關的Nb-Zr-REE礦床(茨達, 紅格)[1]; 在華南陸塊西南部發(fā)育有大面積的低溫熱液成礦系統(tǒng), 礦床類型包括: 密西西比河谷型鉛鋅礦(銀廠坡、麒麟廠、金沙廠等)、卡林型金礦(金牙、高雄、爛泥溝等)、銻礦床(錫礦山、大廠、獨山等)、汞礦床(萬山、務川、丹寨等)、砂巖銅礦床、雄黃和雌黃礦床等[14]; 華夏地塊中東部和揚子地塊東部發(fā)育有中生代大花崗巖省成礦系統(tǒng): 在贛粵桂南嶺陸內造山帶和右江造山帶的個舊發(fā)育有大規(guī)模的W-Sn-Bi-U-Pb-Mo-Nb- Ta-REE礦床。在長江斷裂帶的湖北大冶、江西九 江-瑞安、安徽銅陵一帶發(fā)育有與中酸性花崗巖有關的斑巖-夕卡巖型Cu-Au-Mo-Ag-S-Fe礦床為典型成礦作用的著名的長江中下游成礦帶, 分布有200多個銅多金屬礦床。

2?數(shù)據來源與數(shù)據特征

2.1 數(shù)據來源

本文的數(shù)據來源于區(qū)域化探全國掃面計劃, 該計劃樣用1﹕20萬水系沉積物作為采樣介質, 采樣密度為1個樣/km2, 4個相鄰樣品組合成1個分析樣品, 測試了39種元素。整個華南陸塊面積約320萬km2, 共有數(shù)據700783條, 39個元素有27330537個數(shù)據。為圈定整個華南陸塊約320萬km2的巨量元素分布圖, 使用每2.5萬圖幅1個平均值數(shù)據(1個數(shù)據/100 km2)作圖, 數(shù)據量共計20638條, 39個元素約有800000個數(shù)據。其中揚子地塊面積約為125萬km2, 有7784條記錄, 約30.4萬個數(shù)據; 華夏地塊約82萬km2, 有7341條記錄, 約28.6萬個數(shù)據。

2.2 數(shù)據特征

將所收集到的數(shù)據以Access數(shù)據格式導入GeoMDIS系統(tǒng)中, 并由GeoMDIS系統(tǒng)進行管理[15]。以數(shù)據分析中的分布檢驗模塊對數(shù)據進行統(tǒng)計分析, 分析計算原始數(shù)據的最小值、最大值、平均值和標準差。背景值采用經±2反復迭代剔除后的平均值, 其中為經反復迭代剔除后的平均值,為經反復迭代剔除后的標準離差值。整個華南、揚子地塊、華夏地塊的數(shù)據統(tǒng)計特征分別見表1和表2。

(1)整個華南相對于中國東部地殼克拉克值富集的元素有Ag、As、Au、B、Be、Bi、Cd、Fe、Hg、La、Li、Mo、Nb、P2O5、Pb、Sb、SiO2、Sn、Th、U、W、Y和Zr (表1)。其中強度富集元素(富集系數(shù)≥2)有As、B、Bi、Li、P2O5、Sb、Sn、Th、U和W, 中等富集元素(2＞富集系數(shù)≥1.5)有Be、Cd、Nb、Pb、Y和Zr, 弱富集元素(1.5＞富集系數(shù)＞1.0)有Ag、Au、Fe、La、Mo、Si和Ti。

(2)揚子地塊相對于整個華南富集的元素有Ca、Mg、As、B、Ba、Be、Cd、Co、Cr、Cu、F、Fe、Hg、Li、Mn、Mo、Na、Nb、Ni、P、Pb、Sb、Sr、Th、Ti、U、V、Y和Zn (表2)。其中強度富集元素(富集系數(shù)≥2)有Ca, 中等富集元素(2＞富集系數(shù)≥1.5)有Mg, 弱富集元素(1.5＞富集系數(shù)＞1.0)有As、B、Ba、Be、Cd、Co、Cr、Cu、F、Fe、Hg、Li、Mn、Mo、Na、Nb、Ni、P、Pb、Sb、Sr、Th、Ti、U、V、Y和Zn。

(3)華夏地塊相對于整個華南富集的元素有Ag、Al、Bi、Cd、Hg、La、Mo、Nb、Pb、Si、Sn、Th、U、W和Zr (表2)。富集系數(shù)都在1.5和1.0之間。

巨量元素聚集地球化學圖的編制也是在GeoMDIS系統(tǒng)中完成的。在GeoMDIS系統(tǒng)的數(shù)據轉換模塊中, 其數(shù)據網格化模型可以將離散分布的數(shù)據進行網格化。方法是采用指數(shù)加權, 搜索半徑為12.5 km。異常下限()采用平均值()加二倍標準差()。在網格化的基礎上, 利用不同的色階來表示元素所具有的不同含量。色階分級則采用異常下限加標準差來表示。

3?巨量元素聚集的空間分布

通過制作研究區(qū)主要成礦元素(W、Sn、Au、Cu、Pb和Zn) 1︰250萬地球化學空間分布圖來研究這些巨量元素的空間分布及其產出的地質背景。

3.1 巨量W、Sn的分布

以W含量大于3 μg/g為邊界和以Sn含量大于4.5 μg/g為邊界所圈定的巨量W、Sn主要分布于華夏地塊, 與中生代大花崗巖省成礦系統(tǒng)密切相關(圖2和圖3)。這兩個元素的空間分布具有很好的套合關系, 部分包含全球最主要的南嶺鎢錫金屬成礦省。但Sn的分布范圍更大, 向東北一直延伸至揚子地塊東部。

華南陸塊的W、Sn地球化學塊體呈北東向展布, 面積巨大, 濃集中心明顯, 與著名的南嶺鎢錫金屬成礦省吻合。該地區(qū)出露的地層主要包括作為基底的震旦紀-志留紀碎屑巖和變碎屑巖、從泥盆紀到三疊紀的蓋層和以斷陷盆地中的碎屑巖、火山巖和紅層為代表的侏羅-白堊紀地層。W、Sn礦化明顯受花崗巖和圍巖特點的制約, 含礦花崗巖是成礦的最重要因素, 主要礦化類型有夕卡巖型和鎢錫石英脈型[13]。代表性礦床有柿竹園鎢錫鉬鉍礦、瑤崗仙鎢礦、新田嶺鎢礦、西華山鎢礦、大吉山鎢礦、淘錫坑鎢礦、鋸板坑鎢礦、蕩坪鎢礦和巖背錫礦等大型礦床, 以及本世紀探明的芙蓉超大型錫礦、牛嶺鎢礦、金船塘錫秘礦、姑婆山錫礦、錫田錫礦、荷花坪錫礦和大坳錫礦等大中型礦床, 該區(qū)進一步找礦的潛力仍然十分巨大。

表1 整個華南地球化學參數(shù)統(tǒng)計

注: 中國東部地殼克拉克值引自文獻[16]。Ag、Au、Cd和Hg含量單位為ng/g, 主成分為%, 其他元素為μg/g。

表2 揚子地塊、華夏地塊地球化學參數(shù)統(tǒng)計

注: 富集系數(shù)=背景值/華南背景值, 華南背景值見表1。Ag、Au、Cd和Hg含量單位為ng/g, 主成分為%, 其他元素為μg/g。

圖2?華南陸塊W巨量聚集的空間分布

圖3?華南陸塊Sn巨量聚集的空間分布

華南陸塊巨量W、Sn的空間分布雖然套合很好, 但是差異也很明顯(圖2和圖3), 巨量Sn的分布范圍更大, 向東北一直延伸到揚子地塊東部。因為雖然華南地區(qū)眾多的鎢錫礦床中, W與Sn關系密切, 相互共生, 真正單獨以W或Sn為惟一有用元素的情況比較少。但是W、Sn在元素地球化學特征上的差異, 以及華南地區(qū)不同構造單元之間在性質和演化上的差異造成了華南地區(qū)的W、Sn成礦作用在區(qū)域分布、成礦作用時間、礦床礦化類型、巖漿巖專屬性等方面存在差異[17]。

3.2 巨量Au的分布

以Au含量大于2.8 ng/g為邊界圈定的巨量Au主要分布于揚子地塊周邊, 共6處大規(guī)模聚集區(qū), 分別位于西秦嶺(Au1)、松潘(Au2)、長江中下游(Au3)、滇黔桂交界區(qū)(Au4)、湘中-湘西(Au5)、粵桂湘交界區(qū)(Au6)(圖4)。

3.2.1 西秦嶺-松潘巨量Au聚集區(qū)(圖4中Au1、Au2)

位于甘肅省東南部西秦嶺地區(qū), 向西南跨入四川省的龍門山及松潘以北地區(qū), 包含西秦嶺(Au1)和松潘(Au2)兩個規(guī)模巨大形態(tài)不規(guī)則的地球化學塊體。區(qū)內主要出露前寒武系淺變質的綠片巖系、志留系黑色巖系、泥盆系碳酸鹽巖-碎屑巖沉積建造等, 巖漿作用強烈, 斷裂構造發(fā)育。礦產資源豐富, 以Au、Cu、Pb-Zn、Sb、Hg為主, 各類礦床或礦點多達上百處, 其中僅金礦就有幾十處, 為“川-陜-甘”金礦密集區(qū)。重要金礦有: 產于泥盆系碎屑巖及碳酸鹽巖建造、志留系黑色巖系和三疊系復理石沉積建造中的微細浸染型金礦(如甘肅省的李壩、拉爾瑪、坪定和四川省的馬腦殼、東北塞等大中型金礦); 產于元古界變質碎屑巖中的構造蝕變巖型金礦(如甘肅省的石雞壩、觀音壩和四川省的金洞溝等大中型金礦); 產于第四系中的砂金礦等(如四川省的白水、漳臘和甘肅省的六巷河、岸門口等大中型砂金礦)。

圖4 巨量Au聚集的空間分布

3.2.2 長江中下游巨量Au聚集區(qū)(圖4中Au3)

主要分布于大冶-陽新、武穴、銅陵-德興、紹 興-杭州-蘇州、廣德和馬鞍山一帶。與長江中下游成礦帶吻合, 該成礦帶礦種繁多, 成礦類型復雜, 已經發(fā)現(xiàn)的Cu、Fe、Au、Pb-Zn、Ag、W、Mo礦床有200余處, 并形成許多礦集區(qū)。主要成礦系統(tǒng)包括與海西期沉積-熱水沉積有關的Fe-S成礦系統(tǒng)及與燕山期Ⅰ型花崗巖有關的Fe-Cu-Au-Pb-Zn成礦系統(tǒng)。Au的地球化學異常主要作為銅礦, 特別是斑巖型銅礦和夕卡巖型銅多金屬礦的伴生指示元素, 部分異常是由金礦引起的, 如馬山、獅子山、璜尖、金山、銅井和湯山等金礦床。

3.2.3 滇黔桂巨量Au聚集區(qū)(圖4中Au4)

位于滇黔桂交界區(qū), 與該區(qū)著名的Hg-Sb-Au- Pb-Zn成礦帶吻合。本區(qū)的白云質碳酸鹽巖相、含生物礁灰?guī)r相、膏鹽層、有機質沉積巖相等, 構成成礦有利的巖相-巖性帶; 發(fā)育的斷裂-褶皺復合構造又是導礦、賦礦的通道和場所; 大規(guī)模淺表層地質流體主要是熱鹵水, 是成礦的基本介質。古生代和三疊紀碳酸鹽巖中的微細浸染型金礦, 或稱卡林型金礦, 為本區(qū)最有特色的成礦系統(tǒng)。迄今為止, 已經在區(qū)內發(fā)現(xiàn)大中型獨立金礦床30多處, 代表性礦床有貴州的爛泥溝、紫木函、戈塘、丫他、板其, 廣西的金牙、高龍、浪全, 云南的革當、堂上等, 均為卡林型金礦。

3.2.4 湘東-湘西巨量Au聚集區(qū)(圖4-Au5)

該區(qū)主體位于湘東-中-西南線上, 與湖南境內分布于雪峰弧形構造、湘中東西向構造和湘東北東向構造3個古老的構造隆起區(qū)內廣泛分布的金礦(點)相吻合。構造隆起區(qū)內廣泛出露的前震旦紀淺變質巖系Au背景值高, 特別是板溪群和冷家溪群, 為金礦成礦提供了物質基礎和有利層位, 而湘中廣泛分布的上古生界粉砂質、泥質、碳酸鹽質沉積建造則是形成微細浸染(卡林)型金礦的有利地層條件。此外這3個構造帶內構造活動強烈, 巖漿活動頻繁, 多期次的巖漿-構造活動的疊加, 為金礦成礦物質的活化、遷移、富集提供了豐富的熱動力條件, 同時也帶來了大量的成礦物質。迄今為止, 在湖南發(fā)現(xiàn)的金礦化點上千處, 但有工業(yè)價值的礦床只有幾十個, 其中著名的金礦有常寧水口山鉛鋅金礦、湘西金礦、汨羅砂金礦、黃金洞、龍山、大坊、鎮(zhèn)頭、黃龍橋等金礦。

3.2.5 粵桂湘交界區(qū)巨量Au聚集區(qū)(圖4中Au6)

這一Au巨量聚集區(qū)位于粵桂湘三角地帶, 與湘贛粵桂成礦帶西部吻合。這一異常形成與燕山期淺成、超淺成花崗巖類有關的Cu、Pb、Zn、Mo、Au、Ag、W、Bi成礦系統(tǒng), 如水口山、大寶山等; 含金剪切帶型金(銀)成礦系統(tǒng), 如河臺、新洲、二甲等礦床; 碳酸鹽巖中的層控型Pb、Zn、Cu、Sn、Sb、Au、W、Hg、As、U成礦系統(tǒng), 代表性礦床有凡口鉛鋅礦、錫礦山銻礦、鉛鋅礦等有關。

3.3 巨量Cu的分布

以Cu含量大于30 μg/g為邊界圈定了5處巨量銅聚集區(qū), 主要分布于長江中下游(Cu1)、西秦嶺(Cu2)、三江(Cu3)、揚子陸塊西南緣(以峨眉山玄武巖地幔柱區(qū)域為主體)(Cu4)和湘粵桂交界區(qū)(Cu5)(圖5)。

3.3.1 長江中下游巨量Cu聚集區(qū)(圖5中Cu1)

分布于長江中下游的大冶-九江、德興-開化-績溪、安慶-銅陵-南京一帶, 與著名的長江中下游成礦帶相吻合。該成礦帶在長江斷裂帶的湖北大冶、江西九江-瑞安、安徽銅陵一帶發(fā)育, 典型的礦床類型是與中酸性花崗巖有關的斑巖-夕卡巖型Cu-Au-Mo-Ag-S-Fe礦床, 分布有200多個銅多金屬礦床。

(1)大冶-九江Cu地球化學塊體??位于鄂東南地區(qū)。該區(qū)約91%的Cu儲量、96%的Au儲量與大冶群白云質灰?guī)r、灰質白云巖等碳酸鹽巖有關。而鄂東南的巖體都具有較高的Cu豐度, Cu豐度越高, 形成銅礦床的規(guī)模也越大。目前, 塊體內已經發(fā)現(xiàn)數(shù)十處大中型銅礦床, 如湖北大冶銅綠山銅鐵礦床、湖北大冶鐵山鐵銅礦床、江西九江城門山銅鉬礦床和江西瑞昌武山銅礦床等。

(2)德興-開化-績溪銅地球化學塊體??主體位于贛西北德興、浙西和皖南地區(qū)(圖5)。德興地區(qū)Cu高含量分布區(qū)主要由富Cu地層引起, 當提高下限值時, 可圈出3處醒目的區(qū)域異常, 其中一處異常強度高, 濃集特征明顯, 其內賦存德興斑巖銅礦田, 由銅廠(超大型)、富家塢(大型)、朱砂紅(大型)等3個礦床組成。其他異常區(qū)可見基性-酸性巖體(脈)出露。浙西地區(qū)已產出W、Be、多金屬礦床(點)41處, 并產有建德市銅官(嶺后)銅礦。Cu地球化學異常呈北東向, 與構造線方向一致, 主要與巖體的高背景值有關。在皖南的祁門-東至地區(qū)分布有Cu地球化學異常, 但僅有兩層套合結構, 迄今為止沒有發(fā)現(xiàn)大型銅礦床, 該異?？赡芘c東至縣兆吉口鉛鋅多金屬礦和祁門大型鎢鉬多金屬礦的伴生Cu有關。

圖5 巨量Cu聚集的空間分布

(3)安慶-銅陵-南京Cu地球化學塊體??主體位于安徽省南部, 向北進入江蘇省。該塊體受長江斷裂帶的控制, 呈北東向沿長江展布, 屬長江中下游成礦帶。塊體北部的泥盆系-三疊系地層是成礦的有利部位。巖漿活動方面, 晚印支-燕山期構造巖漿作用強烈, 表現(xiàn)為大量規(guī)模不等的巖漿巖巖體侵入和陸相火山巖噴發(fā), 這些火山巖漿作用與成礦關系密切。安徽境內的絕大多數(shù)銅、金礦床均位于該地球化學塊體內, 如銅陵銅礦集中區(qū)(銅官山、獅子山、大團山、冬瓜山、新橋、鳳凰山、銅山等礦床)以及貴池、安慶等地的銅礦。南京附近的安基山銅礦床也分布在該塊體內。

3.3.2 西秦嶺巨量Cu聚集區(qū)(圖5中Cu2)

該區(qū)位于甘肅隴南-陜西南部, 主要分布有文縣-陽壩、周至-紫陽兩個銅地球化學塊體

(1)文縣-陽壩Cu地球化學塊體??呈北東東向展布, 位于甘肅省最南部摩天嶺地塊及其北緣文-康斷裂帶。區(qū)內出露的地層主要為中元古界碧口群, 東南部邊緣產有噴氣沉積-熱液改造型銅礦、銅鈷礦, 賦礦巖性為含銅磁鐵石英巖、含銅細碧凝灰?guī)r, 屬弧后盆地環(huán)境產物, 其代表礦床為筏子壩金銅礦床、陽壩金鈷銅礦床及百全山、杜壩等銅礦(化)點。

(2)周至-紫陽Cu地球化學塊體??呈北西向展布, 位于陜西省南部, 向東南延入湖北境內。該塊體由南北兩個明顯的條帶組成: 北條帶西起陜西周至, 沿秦嶺造山帶, 東達河南南陽, 其內出露中元古界寬坪群和秦嶺群地層, 巖漿活動強烈, 大面積出露印支期二長花崗巖和石英二長巖; 南條帶西起陜西西鄉(xiāng), 沿北大巴山加里東造山帶, 東至湖北神農架地區(qū), 出露的地層主要為一套古生代黑色巖系(南側)和中元古界變質巖(北側), 巖漿巖主要為早古生代加里東期的基性巖脈和基性火山巖。陜西省境內的絕大多數(shù)銅礦床和礦點位于塊體的北部和西部邊緣, 即小秦嶺地區(qū)和勉略寧三角地區(qū)。而在塊體南部, 尚無成型礦床產出。看來, 與秦嶺褶皺系展布方向基本一致說明塊體主要是由于巖石中高Cu含量所致, 而銅礦床在塊體中不均勻分布表明, 古生代地層中Cu高含量只是成礦的必要條件, 只有后期構造巖漿活動的疊加(如塊體北部和西部發(fā)育大量中生代巖漿巖), 才能形成有意義的礦床。

3.3.3 三江巨量Cu聚集區(qū)(圖5中Cu3)

該區(qū)是我國重要的銅礦集中區(qū), 也是斑巖型Cu、Au的重要產區(qū)。區(qū)內主要有德格-芒康、德欽-貢山-蘭坪和保山-西盟三處銅地球化學塊體, 大致沿金沙江-通天河斷裂分布, 呈串珠狀排列。盡管塊體規(guī)模不大, 但預示著地殼下深部幔源物質侵入形成的火山-次火山巖含Cu成礦帶在地表具有明顯的表現(xiàn)。

(1)德格-芒康銅Cu地球化學塊體??位于西藏東部、四川西部交界處二疊紀-三疊紀火山-巖漿弧內,金沙江斷裂與瀾滄江斷裂之間, 屬于玉龍斑巖型銅礦帶的組成部分, 南延入云南境內, 東延入四川境內, 區(qū)內中酸性巖漿活動強烈, 構造運動復雜, 成礦地質條件有利, 成礦元素組合以Cu、Pb、Zn、Ag為主, 伴生Au、Sb、W、Sn等。該區(qū)已發(fā)現(xiàn)大、中型銅多金屬礦床(點)多處, 代表性礦床為玉龍?zhí)卮笮豌~礦。

(2)德欽-貢山-蘭坪銅Cu地球化學塊體??位于西藏東南部、四川西南部、云南西北部交界帶的金沙江斷裂與瀾滄江斷裂之間的狹長地帶, 呈南北向展布。區(qū)內含礦地層為上三疊統(tǒng)三合洞組碳酸鹽巖及云龍組和寶相寺組碎屑巖。目前區(qū)內已發(fā)現(xiàn)的白秧坪銀多金屬礦已達大型規(guī)模, 但其中Cu規(guī)模不大, 僅達中型。還發(fā)現(xiàn)了德欽里農、南佐鉛鋅礦, 貢山莫坡鉛鋅礦, 維西石門多銻礦, 蘭坪富隆廠、菜子地、溫水河、金頂鉛鋅汞礦等層控熱液型、熱液型礦床。塊體邊緣有香格里拉紅山、雪雞坪中型斑巖型銅鉬礦床。

(3)保山-西盟Cu地球化學塊體??位于云南西部, 地處岡底斯-念青唐古拉造山帶, 南汀河斷裂兩側。主要出露古生界地層, 發(fā)育基性、中酸巖侵入巖, 海西期基性小侵入巖體也有分布。礦產以鉛鋅多金屬礦為主, 目前僅發(fā)現(xiàn)鎮(zhèn)康魯子園大型鉛鋅銅多金屬礦床。另外, 在保山沙河廠發(fā)現(xiàn)小型銅礦床及紙廠一帶發(fā)現(xiàn)巖漿熔離型銅鎳礦床(點)。

3.3.4 揚子陸塊西南緣巨量Cu聚集區(qū)(圖5中Cu4)

位于云南中東部, 包括黔西、川南部分地區(qū), 是惟一伴隨有Cr、Ni、Co、Cu、V、Ti、Fe以及鉑族元素等異常的巨量Cu聚集區(qū)。該巨量Cu異常區(qū)以峨眉山玄武巖地幔柱區(qū)域為主體, 與玄武巖高背景有關; 其余區(qū)域與分布于攀枝花-東川-六盤水-個舊一帶的銅礦有關, 銅礦化可分為南、北兩段。北段在四川境內西昌地區(qū), 以與海西期鎂鐵質-超鎂鐵質巖有關的鐵釩鈦礦和銅鎳礦最發(fā)育; 南帶在云南境內東川-易門-新平一帶, 以元古宇中的層控型銅礦及少量鐵銅礦而著稱。塊體內不僅找到了10余處超大型、大中型銅礦床, 如九龍李伍銅礦、會理拉拉廠銅礦、東川銅礦、易門銅礦、新平大紅山銅鐵礦床等。而且近年來又不斷發(fā)現(xiàn)新的古火山口環(huán)境下層控型自然銅-黑銅礦, 產于硅泥質巖石、硅質瀝青巖、火山角礫巖、火山巖凝灰?guī)r、氣孔狀玄武質熔巖、含有機質火山碎屑巖中的自然銅、黑銅礦、輝銅礦普遍存在, 顯示了該區(qū)巨大的資源潛力。

3.3.5 湘粵桂交界區(qū)巨量Cu聚集區(qū)(圖5中Cu5)

范圍包括湖南中南部、廣東西北部、廣西東北部?；旧虾w湘贛粵桂成礦帶, 著名的南嶺成礦帶位于其中。區(qū)內的成礦系統(tǒng)主要包括與燕山期中淺成花崗巖類有關的稀土、稀有、有色及鈾礦床成礦系統(tǒng), 代表性礦床如柿竹園、香花嶺礦床; 與燕山期淺成、超淺成花崗巖類有關的Cu、Pb、Zn、Mo、Au、Ag、W、Bi成礦系統(tǒng), 代表性礦床有水口山、大寶山等; 含金剪切帶型金(銀)成礦系統(tǒng), 如河臺、新洲、二甲等礦床; 碳酸鹽巖中的層控型Pb、Zn、Cu、Sn、Sb、Au、W、Hg、As、U成礦系統(tǒng), 代表性礦床有凡口鉛鋅礦、錫礦山銻礦、鉛鋅礦等。

3.4 巨量Pb、Zn的分布

以Pb含量大于40 μg/g為邊界所圈定的巨量Pb主要分布于華南陸塊西南緣(Pb1)和華夏地塊中東部(Pb2)(粵桂湘交界區(qū)和東南沿海成礦帶)(圖6), 三江地區(qū)有少量分布。以Zn含量大于100 μg/g為邊界所圈定的巨量Zn主要分布于華南陸塊西南緣(Zn1)和粵桂湘交界區(qū)(Zn2)(圖7), 在華南陸塊東部、揚子地塊北緣和三江地區(qū)零星分布。其中Pb1和Zn1的分布范圍幾乎一致。

圖6 巨量Pb聚集的空間分布

圖7 巨量Zn聚集的空間分布

3.4.1 華南陸塊西南緣巨量Pb、Zn聚集區(qū)(圖6中Pb1、圖7中Zn1)

位于云南中東部, 包括黔西、川南和桂西部分地區(qū)。該塊體面積巨大, 且具多層結構套合, 多個濃集中心。大地構造上處于揚子板塊、印度板塊、華南造山帶三大板塊交接帶, 橫跨上揚子、右江、康滇地塊多個次級成礦帶。以前震旦紀海相火山-沉積巖系為變質基底, 在其東緣發(fā)育有濱海和淺海相沉積建造, 晚古生代時本區(qū)殼-?；顒訌娏? 受特提斯海板塊影響, 自海西期到印支期和燕山期發(fā)育張裂作用, 包括海西期裂谷及大面積玄武巖噴溢, 印支期超基性巖和堿性巖侵入以及燕山期的斷陷盆地。巖漿活動從基性到酸性, 從侵入到噴出均有發(fā)育, 成礦條件十分有利。最突出的是大陸玄武巖大規(guī)模噴溢, 形成著名的峨眉山玄武巖巨省。該塊體是我國西部地區(qū)重要的鉛鋅礦床密集集中區(qū)。主要礦床有金頂、永善金沙廠、彝良毛坪、巧家茂祖、魯?shù)闃泛榻?、魯?shù)榛鸬录t、會澤礦山廠、會澤麒麟廠、會澤拉拉廠、羅平富樂、建水暮陽、建水荒田、石坪熱水塘、硯山鉛廠、蒙自白牛廠、赫章媽姑、威寧長坪子、水城觀音山、普安罐子窯、金陽熱水河、布拖烏依、寧南銀廠溝、會東大梁子等等大中型層控型鉛鋅礦。

3.4.2 華夏地塊中東部巨量Pb聚集區(qū)(圖6中Pb2)

包括廣東、福建、浙江西部、江西西部以及粵桂湘交界區(qū)。塊體面積巨大, 濃集中心明顯, 與湘贛粵桂成礦帶和東南沿海成礦帶吻合。湘贛粵桂成礦帶的地質和礦床特征見Au6和Cu5。東南沿海成礦帶是華南成礦域內又一個重要的成礦區(qū)帶, 成礦系統(tǒng)主要有層控和巖控復合型的Fe-Sn-Zn礦床系統(tǒng), 如馬坑式鐵礦; 與陸相中酸性火山-次火山巖有關的Ag-Pb-Zn-Cu-Au-Mo礦床系統(tǒng), 如紫金山、銀坑、冶嶺頭等; 與喜馬拉雅期英安質火山巖有關的金礦系統(tǒng), 如臺灣北部的金瓜石金礦。東南沿海成礦帶處于南嶺緯向構造帶與新華夏構造帶的交匯部位, 構造-巖漿-熱流活動強烈而持久, 極有利于淺表層次熱液礦床的形成。近20年來, 永梅會地區(qū)(永安、梅縣、會昌)發(fā)現(xiàn)或查明了幾個有特色的金屬礦床, 顯示出本區(qū)較大的資源潛力。

3.4.3 粵桂湘交界區(qū)Zn聚集區(qū)(圖7中Zn2)

該聚集區(qū)分布在湖南、廣東、廣西交界區(qū), 具多層結構套合, 濃集中心明顯, 與湘贛粵桂成礦帶的西部吻合, 該成礦帶的地質和礦床特征見Au6和Cu5。

4 結?論

根據華南陸塊6個主要成礦元素(W、Sn、Au、Cu、Pb、Zn)巨量聚集的空間分布及其產出的地質背景, 得出如下結論。

(1)以W含量大于3 μg/g為邊界和以Sn含量大于4.5 μg/g為邊界所圈定的巨量W、Sn主要分布于華夏地塊, 與中生代大花崗巖省成礦系統(tǒng)密切相關。這兩個元素的濃集中心具有很好的套合關系, 部分包含全球最主要的南嶺鎢錫金屬成礦省。但Sn的分布范圍更大, 向東北一直延伸至揚子地塊東部。

(2)以Au含量大于2.8 ng/g為邊界, 圈定的巨量Au主要分布于揚子地塊周邊, 共6處大規(guī)模聚集區(qū), 分別位于西秦嶺、松潘、長江中下游、滇黔桂交界區(qū)、湘中-湘西、粵桂湘交界區(qū)。

(3)以Cu含量大于30 μg/g為邊界, 圈定了5處巨量銅聚集區(qū), 主要分布于長江中下游、西秦嶺、三江、揚子陸塊西南緣(以峨眉山玄武巖地幔柱區(qū)域為主體)和湘粵桂交界區(qū)。

(4)以Pb含量大于40 μg/g為邊界, 圈定的巨量鉛聚集區(qū)主要分布于華南陸塊西南緣和華夏地塊中東部(粵桂湘交界區(qū)和東南沿海成礦帶); 以Zn含量大于100 μg/g為邊界, 圈定的巨量Zn主要分布于華南陸塊西南緣和粵桂湘交界區(qū)。其中華南陸塊西南緣的巨量Pb、Zn的分布范圍幾乎一致。

這些成礦物質的最基本單元——元素的空間分布對于了解地質作用過程產生的巨量成礦物質聚集和就位機制, 厘定分布范圍和邊界, 聚焦找礦靶區(qū)具有重要意義。

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Accumulation and distribution of metallogenic elements in south China continent

WANG Xue-qiu*, XU Shan-fa, CHI Qing-hua, LIU Xue-min and WANG Wei

(Institute of Geophysical and Geochemical Exploration, Chinese Academy of Geological Sciences, Langfang?065000, China)

The paper focused on the spatial distributions of six major metallogenic elements (W, Sn, Au, Cu, Pb, Zn) and their relationship with geological settings based on geochemical data of 1﹕200,000 stream sediment samples from the Regional Geochemistry-National Reconnaissance (RGNR) project in South China continent. It was found that different element accumulations occur in three metallogenic provinces in the south China continent. Huge amount of tungsten and tin accumulations are mainly distributed in the Cathaysian Block, which are closely related to the metallogenic system of Mesozoic granite province. The anomaly center contains the world's largest tungsten-tin metallogenic province in the Nanling region. Huge amount of gold accumulation is mainly distributed around the Yangtze Craton with 6 geochemical provinces, including Qinling, Songpan, the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River, the border area of Yunnan, Guizhou and Guangxi provinces, Eastern-Western Hunan, and the border area of Guangdong and Guangxi provinces. The copper accumulation areas are mainly located in the Middle and Lower Reaches of the Yangtze River, West Qinling, the Jinsha-Lancang-Nu rivers, the southwestern margin of Yangtze Craton related to the mantal plume of Emeishan basalts, the border area of Hunan, Guangdong and Guangxi provinces. The enormous lead accumulation areas are mainly distributed in southwest China, the middle and east of Cathaysian orogenic belt (the border area of Guangdong, Guangxi and Hunan provinces, and the coastal metallogenic belt of Southeastern China). Zinc accumulation areas are mainly located in southwest China and the border area of Guangdong, Guangxi and Hunan provinces. The huge accumulations of elements have made basic contributions to formation of mineralization provinces and the spatial distribution of elements is crucial for us to determine distribution boundaries of the metallogenic provinces, and locate new mineralization targets.

metallogenic elements; enormous accumulations and distributions; geological setting;the south China continent

P595

A

0379-1726(2013)03-0229-13

2011-12-14;

2012-05-17;

2012-10-11

國土資源部“深部探測技術與實驗研究”專項(SinoProbe-04); 國家重點基礎研究發(fā)展計劃項目(2007CB411406); 國土資源部地質大調查項目“巨型成礦帶地球化學分布特征試驗研究”(12120113102100)。

王學求(1962–), 男, 研究員, 主要從事勘查地球化學研究。

WANG Xue-qiu, E-mail: wangxueqiu@igge.cn, Tel: +86-316-2267629