南嶺巖漿巖成礦專屬性及相關(guān)問題探討

王登紅, 陳振宇, 黃 凡, 王成輝, 趙 芝,陳鄭輝, 趙 正, 劉新星

(1.國土資源部成礦作用與資源評價重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 中國地質(zhì)科學(xué)院 礦產(chǎn)資源研究所, 北京 100037; 2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院, 北京 100083)

南嶺巖漿巖成礦專屬性及相關(guān)問題探討

王登紅1, 陳振宇1, 黃 凡1, 王成輝1, 趙 芝1,陳鄭輝1, 趙 正1, 劉新星2

(1.國土資源部成礦作用與資源評價重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 中國地質(zhì)科學(xué)院 礦產(chǎn)資源研究所, 北京 100037; 2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院, 北京 100083)

巖漿巖的成礦專屬性是一個古老而 又具有長期挑戰(zhàn)性的 科學(xué)問題, 南嶺地區(qū)花崗巖大面積出露, 礦 產(chǎn)資源也非常豐富, 世人矚目。本文在綜述與花崗巖具有密切成因聯(lián)系的礦產(chǎn)資源時空分布規(guī)律的基礎(chǔ)上, 指出南嶺巖漿巖與金屬礦產(chǎn)之間除了具有成分上的專屬性之外, 還具有空間上和時間上的專屬性。其中, 與基性超基性巖有關(guān)的礦產(chǎn)包括贛南等地的鉑族元素和桂北等地的銅鎳硫化物礦床, 與中基性巖漿巖有關(guān)的鈦鐵礦和稀土礦床偶見, 與酸性巖有關(guān)的礦產(chǎn)則以鎢錫鉬鉍等傳統(tǒng)優(yōu) 勢礦產(chǎn)最為發(fā)育, 與中酸性巖漿巖有關(guān)的鉛鋅銅 金銀等礦產(chǎn)也廣泛分布; 在 空間上, 南嶺東段北部的花崗 巖類明顯富集石英脈型 的鎢礦, 南部富集鈾礦, 西段明顯富 集錫鉛鋅礦, 而中段則 鎢錫鉬鉍銅 鉛鋅均發(fā)育 , 具有疊加的特點(diǎn); 在時間上, 南嶺巖漿巖具有多旋回成礦特點(diǎn), 但后來居上, 以燕山期的成礦作用最為強(qiáng)烈。影響南嶺巖漿巖成礦專屬性的因素是多方面的, 因此在利用成礦專屬性特點(diǎn)指導(dǎo)找礦時也需要分析“找礦專屬性”。

成礦專屬性; 找礦專屬性; 南嶺; 巖漿巖

對于巖漿巖成礦專屬性的研究, 已經(jīng)經(jīng)過了半個多世紀(jì)(聞廣和聞輅, 1963; 張安棣和許德煥, 1980;聞廣, 1981, 1983; 王清廉, 1987; 呂伯西等, 1993),但隨著地質(zhì)找礦工作的進(jìn)展和資料的積累, 對于成礦專屬性的討論, 不但沒有因?yàn)榍叭说摹岸ㄕ摗倍蔀楣潭ú蛔兊摹罢胬怼? 反而針對一些有違“專屬性”的現(xiàn)象提出了不少新認(rèn)識、新看法、新問題。如新疆阿爾泰、西藏岡底斯和南嶺都有大面積花崗巖出露, 成礦特點(diǎn)卻截然不同, 阿爾泰以偉晶巖型稀有金屬著名, 岡底斯以斑巖銅礦為主, 南嶺則以石英脈型鎢礦等為特點(diǎn)。這是什么原因呢？

南嶺地區(qū)礦產(chǎn)資源十分豐富(本文所述南嶺范圍為東經(jīng) 107°～117°, 北緯 22°40′～26°40′, 涵蓋 60個 1∶20 萬標(biāo)準(zhǔn)地質(zhì)圖幅), 與巖漿巖的成因聯(lián)系也非常復(fù)雜, 不同的礦產(chǎn)資源與不同類型的巖漿巖之間存在不同的成因聯(lián)系(即通常所說的成礦專屬性),如釩鈦磁鐵礦與基性巖有關(guān), 鎢錫鉬鉍礦與酸性巖有關(guān)。但是, 為什么南嶺有大量的鎢錫礦床, 而岡底斯卻是斑巖銅礦呢？同處于南嶺地區(qū), 為什么東段以鎢礦為主而西段又以錫礦為主呢？近年來我們通過“南嶺巖漿巖成礦專屬性”等課題的研究, 將南嶺的主要礦產(chǎn)分為鎢、錫、鉬、鉍、鉛鋅、金、鈾、稀土、螢石等幾個礦種組合, 探討了與其具有成因聯(lián)系的巖漿巖的巖石學(xué)、礦物學(xué)、巖石地球化學(xué)、同位素地球化學(xué)等方面的特征, 分析了二者之間的內(nèi)在成因聯(lián)系, 總結(jié)了礦床和巖體的時空分布規(guī)律、成礦要素和找礦標(biāo)志, 形成系列研究成果, 在《大地構(gòu)造與成礦學(xué)》雜志上發(fā)表(黃凡等, 2014; 方貴聰?shù)? 2014;趙正等, 2014; 王成輝等, 2014; 趙芝等, 2014; 陳振宇等, 2014; 何晗晗等, 2014, 等等), 以拋磚引玉。

1 成分專屬性

南嶺的礦產(chǎn)資源, 以有色、稀有和鈾礦的研究成果最為豐富(陳毓川等, 1989; 地礦部南嶺花崗巖專題組, 1989), 貴金屬和非金屬也有研究, 但明顯偏弱。相應(yīng)地, 對以花崗巖為主的酸性侵入巖研究程度最高, 著述甚豐(陳國達(dá), 1978; 貴陽地球化學(xué)研究所, 1979; 徐克勤等, 1984), 而對基性巖的研究很少。實(shí)際上, 類似于鉑族元素礦床和釩鈦磁鐵礦這樣的與基性超基性巖有關(guān)的礦床在南嶺也是存在的(表 1), 而基性巖變質(zhì)、蝕變之后形成的寶玉石礦床、蛇紋石礦床等在南嶺及其外圍也有發(fā)現(xiàn), 如貴州東南部與廣西西北部交界處的羅甸軟玉礦(支穎雪等, 2011)和廣西融水的榮塘等大中型蛇紋石礦床。此類礦床在廣西西部二疊紀(jì)基性巖出露地區(qū)也可能出現(xiàn), 甚至可能找到鉑族元素礦床。目前已經(jīng)確認(rèn)的獨(dú)立鉑族元素礦床出現(xiàn)在贛南地區(qū), 主要與元古代變質(zhì)基性巖有關(guān), 但其具體的成巖時代、成礦背景、含礦性等問題均未得到深入研究, 影響到地質(zhì)找礦的突破。與元古代基性超基性有關(guān)的銅鎳硫化物礦床出現(xiàn)在桂北的九萬大山和元寶山一帶,如大坡嶺、池峒、紅崗山、地蘇、九黃大山等鎳鈷(鉑鈀)礦產(chǎn), 并與蛇紋巖等一起構(gòu)成一個成礦亞系列(陳毓川等, 1995)。中生代期間形成的幔源基性超基性侵入巖, 規(guī)模不大但分布很廣, 許多超大型金屬礦床分布地區(qū)都可以找到(如湖南郴州柿竹園鎢錫鉬鉍礦區(qū)的輝綠巖巖墻, 廣西大廠錫多金屬礦區(qū)的閃長玢巖巖墻, 廣東韶關(guān)鉛鋅礦區(qū)的輝綠巖脈, 下莊鈾礦區(qū)的基性巖脈等。梁婷等, 2008), 甚至跟礦體存在空間上的直接聯(lián)系(如湖南鄧埠仙鎢-稀有金屬礦區(qū)的煌斑巖)。江西贛州留龍金礦的礦體(成礦年齡為 157.4 Ma。王登紅等, 2010a)分布于兩條產(chǎn)狀較陡的輝綠巖脈之間, 而安遠(yuǎn)的路逕似金伯利巖通過鋯石 U-Pb 定年屬于燕山晚期(128.7～135.4 Ma。王登紅等, 2012), 為深入認(rèn)識燕山期成礦的大地構(gòu)造背景及進(jìn)一步尋找金剛石等幔源礦產(chǎn)提供了新的切入點(diǎn)。尤其值得注意的是, 福建長基大型鎳-鉻-銅-滑石-蛇紋石礦床與侵入到晚侏羅世南園組第二段(J3nb)流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r中的燕山晚期超基性巖有關(guān), 值得南嶺其他地區(qū)注意。

表 1 南嶺主要礦床類型及其與巖漿巖的對應(yīng)關(guān)系簡表Table 1 A brief list of the main deposit types and the related magmatic rocks in the Nanling region

南嶺是我國乃至于世界上鎢錫鉬鉍礦產(chǎn)資源最為集中的地區(qū), 與燕山期的花崗巖類具有密切的時空聯(lián)系, 這已經(jīng)成為規(guī)律性的認(rèn)識。但是, 越來越多的事實(shí)表明, 鎢礦床既可以與酸性的黑云母花崗巖有關(guān), 也可以與偏中性的花崗閃長巖、石英二長巖有關(guān)。如, 眾所周知的西華山鎢礦直接產(chǎn)于黑云母花崗巖巖體之中, 鎢與高酸度的花崗巖具有成因聯(lián)系。但是, 除了鎢之外, 西華山也是一個錫、鉬、銅、鉛鋅乃至于重稀土同樣富集成礦的 礦 床, 這 就成了 一個 巖 體對 應(yīng)于多 個礦 種 , 而一個礦種可以對應(yīng)于不同巖性巖漿巖的局面, 從而使得在判斷成礦物質(zhì)來源的“專屬性”時出現(xiàn)了多解性。類似地, 廣西的珊瑚礦區(qū), 除了鎢錫富集成礦之外, Nb、Ta、Sc 等稀有金屬、稀土元素也很重要。這說明, 巖漿巖與成礦物質(zhì)富集之間的關(guān)系是復(fù)雜的, 不見得是唯一的。對南嶺地區(qū)而言,鎢錫與酸性巖有關(guān), 銅鉛鋅金銀與中酸性巖有關(guān),獨(dú)立的金礦和離子吸附型的稀土礦可能不存在巖漿巖成分專屬性, 鈾礦與花崗巖類的空間專屬性明顯但成礦物質(zhì)不一定是花崗巖直接提供的。也就是說, 花崗巖的成礦專屬性有時候起到的是“有利的成礦圍巖”的作用, 即物質(zhì)專屬性不如空間專屬性來得明顯。

2 空間專屬性

從南嶺廣泛分布的鈾礦以及新發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)于騎田嶺巖體內(nèi)部的芙蓉錫礦來看, 花崗巖完全可以作 為 成礦 的圍巖 , 而不 僅 僅是 成礦的 母巖 , 也 就是說存在空間專屬性。那么, 什么是空間專屬性呢？巖漿巖成礦的空間專屬性就是指一定類型的礦床其空間產(chǎn)出與巖漿巖體之間存在一定的空間聯(lián) 系, 這 種 聯(lián)系 , 既 包括 具 有 成 因聯(lián) 系 的 , 也 包括 不 具有 成因聯(lián) 系的 , 即 , 巖體 可能是 礦床 的 成礦母巖, 也可能僅僅是含礦圍巖。不論是作為成礦母巖還是作為含礦圍巖, 巖漿巖成礦的空間專屬性 大 致可 以分為 三種 自 然組 合關(guān)系 , 即, 礦 體產(chǎn)于 巖 體內(nèi) 部, 礦 體 產(chǎn)于 巖體外 部, 礦 體 產(chǎn)于 巖體接觸帶(表 2、圖 1)。其中, 產(chǎn)于巖體內(nèi)部的礦床以往只關(guān)注鈾礦、鎢礦和錫礦, 鈾礦以蝕變破碎帶中 熱 液 充 填 為 特 征 , 但 成 礦 時 代 明 顯 晚 于 巖 體 ,而鎢錫礦往往定位為斑巖型。近年來還發(fā)現(xiàn)有非斑巖型的錫礦(如湘南的芙蓉錫礦)以及石英脈型的鎢礦、脈狀螢石礦以及脈狀鉬礦可普遍產(chǎn)于巖體中的現(xiàn)象, 從而打破了“不到巖體中去找礦”的慣例 , 深 化了 花崗巖 成礦 空 間專 屬性的 認(rèn)識 , 拓展了找礦空間, 建立了“五層樓＋地下室”的模式和“體中體”的模式。尤其是“體中體”模式的構(gòu)建,實(shí)際上就是專指巖漿巖侵入到巖漿巖體中的情況,即早期巖體作為晚期巖體的圍巖。在騎田嶺、諸廣山這樣的著名巖體, 以往在“多旋回、巖相分帶、單元超單元”等方面研究較為深入, 但對于多期次成礦卻認(rèn)識不足, 甚至把作為圍巖的花崗巖當(dāng)作成礦的主要動因, 從而影響到對真正的成礦母巖的追蹤。

3 時代專屬性

總體上, 南嶺及鄰區(qū)不同時代的巖漿巖對應(yīng)于不同的成礦作用, 其中, 以分布最廣泛的花崗巖來看, 雪峰期和加里東期花崗巖與金礦有關(guān), 印支期花崗巖與少數(shù)錫礦化有關(guān), 燕山早期花崗巖常有強(qiáng)烈的鎢、錫、鈹、金礦化, 燕山中-晚期花崗巖常形成獨(dú)立的錫礦床及鈮、鉭、鈹?shù)冉淮g變花崗巖礦床(徐克勤等, 1984)。本次研究對南嶺花崗巖類作了大量的同位素定年工作(王登紅等, 2014), 主要目的就是為了準(zhǔn)確查明各個巖體的成巖時代。只有把巖體的侵位時代搞清楚了, 才可能深入討論成礦專屬性問題。應(yīng)該說, 對于巖漿巖的物質(zhì)成分, 在以往50 年的工作中積累了豐富的資料; 對于巖體與礦體的空間 關(guān) 系, 大體上通 過 編 圖也可以“一目了然”;對于巖體的時代, 則一方面依賴于野外對接觸關(guān)系的宏觀判斷, 另一方面也依賴于同位素年代學(xué)的準(zhǔn)確測定。需要指出的是, 以往認(rèn)為南嶺的鎢錫礦都形成于燕山期, 但近年來測定廣西德保銅錫礦形成于加里東期(王永磊等, 2012), 桂東北栗木一帶與金竹源花崗巖有關(guān)的稀有金屬則形成于印支期(李曉峰等, 2012), 而閩西的紫金山和桂中的龍頭山金礦均形成于燕山晚期(王成輝等, 2014), 即便是雪峰山地區(qū)的金礦也包括了印支期和燕山期等多個時代(鏟子坪和大坪金礦形成于 204.8～205.6 Ma, 沈家埡金礦形成于 90.6 Ma。王登紅等, 2010b), 并不局限于雪峰期和加里東期, 從而大大拓展了成礦巖漿巖的時代范疇。同樣地, 可以形成風(fēng)化殼離子吸附型的巖體不局限于燕山期的花崗巖, 加里東期、印支期乃至于更早期的混合巖化花崗巖也可以(趙芝等, 2014)。

此外, 時代專屬性還可能跟成分專屬性具有密切的聯(lián)系, 如圖 2 所見, 贛南粵北巖體中, 隨著時代變新, 花崗巖類的 K2O 含量趨于增大。因此, 在考慮巖漿巖的成礦專屬性時需要分析各個巖體的形 成 時代 , 這是因 為隨 著 地殼 的演化 , 成熟 度 越來越高, 花崗巖乃至于表殼其他類型巖石的鉀含量普遍趨于升高。因此, 花崗巖的鉀、鈉含量及其比值變化一方面與地殼演化有關(guān), 另一方面又會影響到利用巖石化學(xué)參數(shù)判斷含礦性的可信度和可比性。

表 2 南嶺花崗巖成礦的空間專屬性Table 2 Spatial specialization of the mineralized granites in the Nanling region

圖 1 南嶺地區(qū)巖漿巖成礦空間專屬性示意圖Fig.1 Sketch map showing the spatial specialization of the mineralized magmatic rocks in the Nanling region

4 相關(guān)問題討論

4.1 巖漿巖的構(gòu)造背景問題

圖 2 贛南粵北巖體鋯石 U-Pb 年齡與寄主巖漿巖 K2O 含量之間的關(guān)系Fig.2 The relation between zircon U-Pb age and K2O content of the host magmatic rocks from South Jiangxi and North Guangdong provinces

對于巖漿巖成礦的構(gòu)造專屬性問題, 早期的文獻(xiàn)中很少涉及, 但隨著花崗巖類地球化學(xué)圖解法等研究方 法的普 遍應(yīng)用 (Pitcher, 1983; 洪大 衛(wèi)等, 1995), 無疑得到了廣泛推廣。此處僅就鋯石定年過程中得到的一些信息加以分析。通過對從南嶺東段北部 90 多個巖體中分離出來的 1653 個鋯石顆粒的分析測試, 絕大多數(shù)鋯石顆粒給出的時代為中生代,而這些中生代鋯石普遍以 Th、U 強(qiáng)烈富集為特點(diǎn),鋯石 Th/U 最大比值為 7.04(興國幅茶山徑灰色中粗粒含斑黑云二長花崗巖, 157.5 Ma, 與鉛鋅金銀關(guān)系密切), 最小比值接近于 0(興國幅烏石下灰黑色纖閃石化輝長巖 180 Ma、255 Ma), 平均值 0.64。井岡山幅淋洋巖體粗粒含斑花崗巖的鋯石 Th/U 比值也低至 0.01。一般來說, 巖漿成因鋯石 Th/U 比值大于 0.4,變質(zhì)成因鋯石 Th/U 比值一般小于 0.1(Hoskin and Schaltegger, 2003), 而贛南花崗巖類鋯石的 Th/U 比值實(shí)際上是連續(xù)變化的, 可能意味著從變質(zhì)重熔到巖漿分異結(jié)晶是一個連續(xù)的演化過程。事實(shí)上, 所謂的 Th/U＜0.1 的變質(zhì)成因花崗巖基本上出現(xiàn)在年齡小于 5 億年的顯生宙, 而不是前寒武紀(jì); 而年齡大于 15 億年的老鋯石多數(shù) Th/U＞0.5。這可能意味著贛南地殼處于長期的“再生”狀況, 即 15 億年的地殼經(jīng)歷過一個巖漿作用的歷史過程, 而顯生宙以來,南嶺處于長期熱事件的影響下, 老地殼不斷被“改造 ”, 重 熔 成 因 再 生 花 崗 巖 不 斷 涌 現(xiàn), 促 進(jìn) 了 各 種成礦物質(zhì)的聚集。這與長期以來, 我國科學(xué)家對于南嶺與花崗巖有關(guān)鎢錫鉬鉍多金屬礦床的成因認(rèn)識是一致的。換句話說, 單一的構(gòu)造碰撞作用或者俯沖作用可能有利于銅鉛鋅等地殼豐度比較高的元素聚集成礦, 而鎢、錫、鉬、鉍這樣的地殼豐度只有百萬分之幾的元素, 的確需要一個長期演化的過程。

4.2 南嶺巖漿巖成礦的物質(zhì)基礎(chǔ)問題

巖漿巖成礦的物質(zhì)專屬性也相當(dāng)于成分專屬性,具體來說又可以分為化學(xué)成分的專屬性和礦物成分的專屬性。對于物質(zhì)成分的專屬性, 一直是成礦專屬性研究的基本工作, 也是最初得出“專屬性”認(rèn)識的根源, 所積累的成果、資料、數(shù)據(jù)也最為豐富, 但往往也是爭論最大的(王登紅, 2011)。將整個南嶺地區(qū)的花崗巖巖石化學(xué)分析資料與阿爾泰、藏南等其他花崗巖進(jìn)行對比(圖 3), 清楚可見, 三個地區(qū)宏觀上并沒有太大的區(qū)別, 只是阿爾泰的樣品點(diǎn)更加分散(這跟阿爾泰花崗巖類與變質(zhì)巖存在密切的成因聯(lián)系有關(guān), 即二者可能是過渡的)。從成礦作用的角度, 藏南已發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)資源無論是在種類上還是在成礦作用的強(qiáng)度、空間分布的廣度上均還難以與南嶺相比。

宏觀上, 南嶺與藏南在 SiO2、K2O、Na2O 及相關(guān)參數(shù)上相差不大, 但平均下來有區(qū)別:

SiO2含 量 : 在 南 嶺 為 72.17%, 在 阿 爾 泰 為69.40%, 在藏南為 68.79%;

K2O+Na2O 含量: 在南嶺為 7.85%, 在阿爾泰為7.14%, 在藏南為 7.32%;

K2O/Na2O 比值: 在南嶺為 1.42, 在阿爾泰為0.92, 在藏南為 1.11。

可見, 南嶺更加酸性、也更偏堿性。這與其鎢錫鉬鉍稀有金屬更加富集的趨勢是一致的, 也即符合鈣堿性巖漿巖成礦專屬性的一般規(guī)律(聞廣和聞輅, 1963)。

圖 3 南嶺、藏南和阿爾泰三地花崗巖類硅-堿成分對比Fig.3 SiO2vs. Na2O+K2O diagram of the granites from Nanling, South Tibet and Aertay in Xinjiang, China

實(shí)際上, 花崗巖類與不同礦種的礦床或成礦組合之間的關(guān)系, 除了受到形成花崗巖類的原巖或母體含礦物質(zhì)多少的影響外, 也與圍巖、揮發(fā)分 、堿 度及 巖漿 多次 活動 等因 素有 關(guān)(王清 廉, 1987)。顯然, 酸堿度及巖漿巖其他物質(zhì)成分與成礦作用是否發(fā)生、聚集哪一類成礦物質(zhì)、形成什么樣的礦床、成礦強(qiáng)度大小、礦床保存好壞等之間的 聯(lián)系 , 實(shí) 際上 是非常 復(fù)雜 的, 是多 種因素 在起作用。如云南個舊錫礦區(qū), 花崗巖中揮發(fā)分的含量與 Sn 儲量之間具有明顯的相關(guān)性, 當(dāng)揮發(fā)分含量大于 2000 μg/g 時, 錫礦就好; 當(dāng)揮發(fā)分含量小于 1500 μg/g 時, 錫礦就差①盧作祥等. 1981. 成礦規(guī)律和成礦預(yù)測學(xué). 武漢地質(zhì)學(xué)院勘探教研室.。因此, 成礦專屬性的研究由酸度、堿度單一指標(biāo)向多元化指標(biāo)演變已經(jīng)成為新的、必然的趨勢。

4.3 找礦專屬性問題

一般來說, 成礦母巖指的是提供成礦物質(zhì)并且對礦床的最終形成、定位起到?jīng)Q定性作用的巖漿巖(體), 而容礦圍巖可能提供成礦物質(zhì)也可能沒有提供成礦物質(zhì), 只是由于其物理性質(zhì)有利而提供了容礦空間, 談不上起決定性的成礦作用。那么, 對于巖漿巖的成礦專屬性也就需要重新認(rèn)識。只有那些既提供了成礦物質(zhì)(主體部分)又容礦于巖體中的巖漿巖才相當(dāng)于傳統(tǒng)意義上的成礦巖體。為了進(jìn)一步區(qū)分上述兩種情況, 一般也將成礦物質(zhì)由巖體提供、礦體本身又包容在巖體之中的礦床稱為巖體型礦床,把成礦物質(zhì)主要由巖體提供、礦體定位于接觸帶的礦床稱為接觸帶型礦床。這兩種都顯示巖漿巖是具有成礦專屬性的。也就是說, 首先要把沒有提供成礦物質(zhì)、對其內(nèi)部或其接觸帶的礦床沒有起決定性作用的巖體, 與提供了成礦物質(zhì)并對礦床的形成起決定性作用的巖體區(qū)分開, 才能進(jìn)一步討論巖漿巖的成礦專屬性問題。然而, 對于某一具體的含礦巖體, 如何判斷其是成礦母巖還是僅僅作為圍巖呢？這就需要深入研究, 不能只看表面現(xiàn)象, 而成礦年代學(xué)的研究無疑有助于解決這一重大的科學(xué)問題。本文傾向于將成巖成礦沒有時間差(或者時間差在合理的范圍之內(nèi))、并且對礦床的形成起決定性作用的巖體, 定義為成礦巖體, 而只有成礦巖體才具備研究其成礦專屬性的前提。但是, 實(shí)際情況又是比較復(fù)雜的, 比如說, 對于只提供成礦物質(zhì)來源的巖體如何定位, 還需要深入研究。另外, 從找礦的角度,重點(diǎn)關(guān)注的主要是巖體與礦體的空間關(guān)系而不是成礦物質(zhì)的供給關(guān)系, 是不是存在成巖成礦的時差也并不影響找礦工作的部署。因此, 成礦專屬性與找礦專屬性應(yīng)該是兩個概念, 而對于找礦而言, 巖漿巖的空間專屬性是至關(guān)重要的。

4.4 圍巖蝕變的問題

對 于 絕 大 部 分 礦 床 來 說 , 尤 其 是 熱 液 礦 床 ,成礦作用離不開成礦流體, 而成礦流體留下的記錄就是“蝕變圍巖”。因此, 圍巖蝕變的研究, 實(shí)質(zhì)上也是成礦專屬性研究的具體內(nèi)容之一。前人研究指出, 堿質(zhì)交代作用常有明顯的成礦專屬性(黃宗理和張良弼主編, 2005)。堿質(zhì)交代作用是指內(nèi)生含堿質(zhì)(如鉀和鈉等)的成礦溶液對圍巖所進(jìn)行的各種交代作用。在這種作用過程中, 形成由堿性長石(鉀長石、鈉長石)、堿性角閃石、堿性輝石、云母、方柱石、霞石等堿性硅酸鹽礦物組成的交代蝕變巖石, 表現(xiàn)出堿質(zhì)在溶液及其交代過程中的積極作用。根據(jù)堿金屬的不同, 可分為鉀質(zhì)交代和鈉質(zhì)交代兩大類。鉀質(zhì)交代, 包括鉀長石化、云母化、云英巖化、絹英巖化等; 鈉質(zhì)交代, 包括鈉質(zhì)輝石化、鈉質(zhì)角閃石化、鈉長石化、鈉長-更長石化、霞石化、方柱石化及部分沸石化等。不同性質(zhì)的蝕變對應(yīng)于不同的成礦作用, 如與鉀質(zhì)交代最密切的礦床是鎢、錫、鉬、銅、金、鉭、鈮、重稀土、銣、銫和硼等; 與鈉質(zhì)交代最有關(guān)的是鐵、釩、黃鐵礦、輕稀土、鈷、鉬和某些金、鈾等礦床?？梢? 僅僅就鉀質(zhì)和鈉質(zhì)交代作用的不同也可以建立起圍巖蝕變的專屬性, 或者進(jìn)一步建立“流體的成礦專屬性”、“成礦流體的專屬性”。其根本目的就是要明確, 什么樣的蝕變圍巖對應(yīng)于尋找什么樣的礦床, 因而, 蝕變圍巖的成礦專屬性實(shí)際上也是“找礦專屬性”的具體體現(xiàn)(表 3)。但是, 蝕變圍巖種類繁多, 不但取決于流體的性質(zhì)、成分、交代作用發(fā)生的程度等等因素, 也取決于被交代原巖的性質(zhì)與成分。因此, 要查明蝕變圍巖的找礦專屬性, 仍然離不開原巖(尤其是巖漿巖)的成礦專屬性。換句話說, 找礦專屬性的研究必須建立在成礦專屬性研究的基礎(chǔ)之上。

4.5 剝蝕程度的問題

南嶺地區(qū)的騎田嶺巖體可以說是一個典型例子, 它既是新田嶺等鎢錫鉛鋅多金屬礦床的成礦母巖, 又是芙蓉錫礦的容礦圍巖。因此, 騎田嶺巖體不同部位的巖石樣品的巖石學(xué)特征和地球化學(xué)特征是明顯不同的(王登紅等, 2003), 而騎田嶺巖體與千里山巖體之間究竟有什么區(qū)別又是一個十分有趣的科學(xué)問題, 因?yàn)榍Ю锷綆r體目前來說只是柿竹園式矽卡巖-云英巖復(fù)合型鎢錫多金屬礦床的成礦母巖,其本身是否含礦或者說千里山巖體內(nèi)部是否也能找到芙蓉式的錫礦, 值得探討。

表 3 南嶺地區(qū)蝕變圍巖的找礦專屬性Table 3 Prospecting specialization of the altered wall rocks in the Nanling region

對比騎田嶺巖體和千里山巖體的巖石化學(xué)成分(圖 4)明顯可見, 千里山巖體明顯比騎田嶺巖體富含 SiO2, 平均高 5%左右; 而對于千里山巖體,又是以等粒狀黑云母花崗巖比似斑狀黑云母花崗巖更富硅質(zhì), 似斑狀黑云母花崗巖又比花崗斑巖更富集 SiO2。可見, 同一構(gòu)造背景下形成的不同巖體之間, 有可能以 SiO2含量來區(qū)分剝蝕程度, 硅質(zhì)越高, 剝蝕越淺; 但對于同一個巖體來說, 變化趨勢剛好相反, 即剝蝕程度越低者硅含量越低。因此,在今后的研究工作中可以進(jìn)一步對比不同剝蝕程度的巖體, 以便于找到合適的判別標(biāo)志。

圖 4 騎田嶺與千里山巖體的巖石化學(xué)成分對比Fig.4 Comparison of petrochemical characteristics of the Qitianling and Qianlishan plutons

5 結(jié) 語

在對不同礦種組合成礦專屬性研究的基礎(chǔ)上,本次工作將巖漿巖的成礦專屬性問題細(xì)化為巖漿巖成礦的物質(zhì)專屬性、空間專屬性、時代專屬性等具體問題, 尤其是對時代專屬性問題的研究較為深入。研究指出, 雖然南嶺大面積出露的花崗巖類對于鎢錫、鉬鉍、稀土、稀有、放射性礦產(chǎn)資源的形成起到了關(guān)鍵性作用, 即符合一般巖漿巖成礦的物質(zhì)專屬性規(guī)律, 但對于每一個具體的巖體、具體的礦床來說, 還受到構(gòu)造專屬性、地層專屬性、巖性專屬性、蝕變專屬性等其他因素的綜合制約, 需要全面分析, 因此也提出了“找礦專屬性”的概念, 并討論了巖體剝蝕程度對于找礦專屬性的影響。從鎢錫鉬鉍到鉛鋅銀的空間分帶性, 有時候是不同成礦專屬性的巖漿巖分別侵入、各自成礦造成的, 有時候又可能是起源于同一巖漿房的巖漿連續(xù)結(jié)晶分異、系列演化的產(chǎn)物, 在研究巖體剝蝕程度與找礦專屬性問題時需要考慮到這一點(diǎn), 即對于序列演化的巖漿巖分布區(qū), 當(dāng)?shù)乇沓霈F(xiàn)含鉛鋅的小巖體時需要特別注意深部尋找鎢錫鉬鉍, 如廣西的大廠礦田;通過與阿爾泰、藏南等我國重要花崗巖帶的初步對比, 指出南嶺花崗巖類具有更加富集硅和堿的特點(diǎn),這可能是導(dǎo)致南嶺礦種多、成礦強(qiáng)度大的一個原因。其中, 堿質(zhì)富集對于稀有金屬的富集具有專屬性,硅質(zhì)富集對于鎢錫鉬鉍具有專屬性, 而鐵鎂質(zhì)對于銅鉛鋅的專屬性有較明顯的顯示, 但還需要進(jìn)一步研究。

致謝：導(dǎo)師陳毓川先生對我國南嶺巖漿巖與成礦問題的研究已經(jīng)持續(xù)了 55周年！后輩學(xué)生們也在不同的礦區(qū)、針對不同的礦種、從不同的角度繼續(xù)研究這一具有中國特色的重大科學(xué)問題。謹(jǐn)以本文及本文集慶祝陳先生 80 華誕, 并期望國內(nèi)外的同行共同努力 , 繼 往開來 , 努 力為發(fā) 展我 國的區(qū) 域成礦 學(xué)作出貢獻(xiàn)。

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Discussion on Metallogenic Specialization of the Magmatic Rocks and Related Issues in the Nanling Region

WANG Denghong1, CHEN Zhenyu1, HUANG Fan1, WANG Chenghui1, ZHAO Zhi1, CHEN Zhenghui1, ZHAO Zheng1and LIU Xinxing2
(1. MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Mineral Resource, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China; 2. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China)

Magmatic metallogenic specialization is an old and long term challenging scientific issue. Nanling region is well known for its vast granites and abundant mineral resources. In this paper, based on the summary of the spatial and temporal distribution of the mineral resources with genetic link with the granites, we point out that, besides the composition specialization between magamatism and metallic ore in the Nanling region, there are spatial and temporal specializations. Metallic ores related to mafic-ultramafic rocks include the PGE ores in the South Jiangxi and copper-nickel sulfide ores in the North Guangxi; ilmenite and REE ores related to medium-mafic rocks are rare; metallic ores related to acid rocks are mainly tungsten, tin, molybdenum, bismuth, etc. which are traditionally predominant mineral resources; lead, zinc, copper, gold, and silver ores related to medium-acid rocks are also wide distributed. In spatial aspect, granites in the north-eastern of the Nanling region are evidently rich in quartz-vein type tungsten ore, granites in the south of the Nanling region are rich in uranium ore; granites in the western of the Nanling region are evidently rich in tin, lead, zinc ore, while granites in the middle of the Nanling region are host to ungsten, tin, molybdenum, bismuth, lead, zinc and copper ore, with characteristics of superposition. In temporal aspect, magmatism in the Nanling region has the characteristics of multicycle mineralization, the later comers surpass the formers, with the mineralization most intense in the Yanshanian. The factors influencing the specialization of the magmatism in the Nanling region are various, therefore, when the mineralization specialization is used as prospecting guidance, we should also analysis the “prospecting specialization”.

metallogenic specialization; prospecting specialization; the Nanling region; magamatism

P612

A

1001-1552(2014)02-0230-009

2013-11-03; 改回日期: 2013-11-25

項(xiàng)目 資 助: 中國 地 質(zhì) 大調(diào) 查 項(xiàng) 目“南 嶺 巖漿巖 成 礦 專屬 性 ”(編 號 : 1212011120989)、“我 國 重 要礦產(chǎn) 和 區(qū)域成 礦 規(guī) 律研 究 ”(編 號 : 1212010-633903)、國家深部探測技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究專項(xiàng)“南嶺成礦帶地殼巖漿系統(tǒng)結(jié)構(gòu)探測實(shí)驗(yàn)”課題(編號: SinoProbe 0301)資助。

王登紅(1967-), 男, 研究員, 博士生導(dǎo)師, 主要從事礦床地質(zhì)研究。Email: wangdenghong@sina.com