黔西南臺(tái)地相區(qū)金礦構(gòu)造蝕變體稀土元素特征

鄭祿林 王蘭香 王甘露

(1.貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025；2.貴州省地礦局地球物理地球化學(xué)勘查院，貴州 貴陽(yáng) 550018； 3.貴州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550023)

黔西南臺(tái)地相區(qū)金礦構(gòu)造蝕變體稀土元素特征

鄭祿林1,2王蘭香3王甘露1

(1.貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025；2.貴州省地礦局地球物理地球化學(xué)勘查院，貴州 貴陽(yáng) 550018； 3.貴州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550023)

對(duì)貴州西南部臺(tái)地相區(qū)泥堡金礦、戈塘金礦和水銀洞金礦區(qū)構(gòu)造蝕變體稀土元素特征研究發(fā)現(xiàn)，3個(gè)金礦區(qū)構(gòu)造蝕變體稀土總量富集程度由高到低依次為泥堡金礦、戈塘金礦、水銀洞金礦，且含黏土質(zhì)和凝灰質(zhì)成分的巖石，其稀土總量高，而硅質(zhì)巖、硅化灰?guī)r和灰?guī)r稀土總量低，輕重稀土分餾程度水銀洞最高，泥堡金礦構(gòu)造蝕變體巖及礦石輕重稀土分餾程度高于圍巖，戈塘金礦與水銀洞金礦則相反。稀土配分曲線顯示，構(gòu)造蝕變體成礦流體可能存在多源性，但主要與峨眉山玄武巖相關(guān)。

構(gòu)造蝕變體 臺(tái)地相區(qū) 含礦巖系

卡林型金礦自1962年在美國(guó)內(nèi)華達(dá)州卡林鎮(zhèn)發(fā)現(xiàn)以來(lái)就被作為一種重要的金礦類型被廣泛研究[1-3]。黔西南作為滇黔桂“金三角”的重要組成部分，其資源潛力巨大，金礦點(diǎn)多，分布面廣，素有“中國(guó)金州”之稱。近年來(lái)，在臺(tái)地相區(qū)受構(gòu)造蝕變體(Sbt)控制的層控型金礦找礦取得了重大突破，以灰家堡金礦田最具代表性，其中賦存于Sbt中的水銀洞金礦Ⅰa金礦體儲(chǔ)量就大于25 t(單礦體達(dá)大型規(guī)模)[4-5]。通過(guò)大量資料分析，選取能反映黔西南臺(tái)地相區(qū)構(gòu)造蝕變體控礦的典型金礦床——泥堡金礦、戈塘金礦和水銀洞金礦，對(duì)不同礦區(qū)的含礦巖系特征及稀土元素組成進(jìn)行對(duì)比研究，初步探討各金礦床之間的異同點(diǎn)，并對(duì)構(gòu)造蝕變體的成因進(jìn)行分析。

1 地質(zhì)背景

構(gòu)造蝕變體(Sbt)是指產(chǎn)于P2m和P3l不整合界面附近的一套由區(qū)域性構(gòu)造作用形成的，并經(jīng)熱液蝕變的構(gòu)造蝕變巖石，為一跨時(shí)代地質(zhì)體[4-6]。Sbt在貴州西南部臺(tái)地相區(qū)廣泛分布，其范圍大致為普安—晴隆—貞豐—安龍—興義—盤縣連線[5]。泥堡金礦位于普安縣樓下鎮(zhèn)，屬特大型金礦床。泥堡金礦區(qū)Sbt包括二疊系上統(tǒng)大廠層(P3dc)角礫狀含凝灰質(zhì)次生石英巖、強(qiáng)硅化灰?guī)r、硅質(zhì)巖、峨眉山玄武巖組(P3β)凝灰?guī)r及龍?zhí)督M第一段(P3l1)部分蝕變巖體。其巖性為灰、深灰色角礫狀凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r及淺灰、淺紫紅色角礫狀強(qiáng)硅化灰?guī)r、硅質(zhì)巖。賦礦巖石普遍具硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、黏土化、褐鐵礦化及毒砂化。它控制了區(qū)內(nèi)Ⅳ#金礦(化)體的產(chǎn)出，礦體呈似層狀、透鏡狀，厚19～53 m。

戈塘金礦位于安龍縣戈塘鎮(zhèn)，屬大型金礦床。金礦體賦存于Sbt構(gòu)造蝕變巖中，Sbt包括了二疊系中統(tǒng)茅口組(P2m)頂部的強(qiáng)硅化角礫狀灰?guī)r及龍?zhí)督M一段(P3l1)底部的角礫狀黏土巖和硅化角礫巖，角礫成分以凝灰質(zhì)、黏土質(zhì)為主。巖石普遍具硅化、黃鐵礦化、輝銻礦化、雌雄化、去碳酸鹽化、毒砂化。礦體呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，具有成群出現(xiàn)的特點(diǎn)，厚0.5～77.55 m[4,7]。

水銀洞金礦位于貞豐縣小屯鄉(xiāng)，屬超大型金礦床。水銀洞金礦區(qū)Sbt為一套深灰色角礫狀黏土巖、硅質(zhì)巖、角礫狀強(qiáng)硅化灰?guī)r及強(qiáng)硅化灰?guī)r組合。該區(qū)Sbt在地層時(shí)代上包括了二疊系中統(tǒng)茅口組(P2m)頂部強(qiáng)硅化角礫狀灰?guī)r、強(qiáng)硅化至弱硅化灰?guī)r及二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M一段(P3l1)底部的硅化角礫狀黏土巖、硅化碎裂化黏土巖、硅化黏土質(zhì)粉砂巖等。巖石普遍具硅化、黃鐵礦化、雄(雌)黃化、銻礦化、去碳酸鹽化。Ⅰa大型金礦體即產(chǎn)于構(gòu)造蝕變體Sbt中，厚5.08～41.51 m[4-5]。泥堡金礦及水銀洞金礦區(qū)Sbt局部出露于地表可見(jiàn)，而水銀洞金礦區(qū)Sbt均埋藏于地表250 m以下。

2 采樣及測(cè)試分析

泥堡金礦床構(gòu)造蝕變體含礦巖系樣品采自NBDDH110A鉆孔，采樣深度為64.60～146.65 m。共采樣5件，其中Sbt中的凝灰?guī)r2件，含凝灰質(zhì)次生石英巖及硅質(zhì)巖各1件；頂板龍?zhí)督M一段采集含凝灰質(zhì)砂巖樣品1件。樣品稀土元素含量測(cè)試工作在澳實(shí)分析檢測(cè)(廣州)有限公司完成，在等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-MS)上用ME-MS81法進(jìn)行定量分析。分析測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 3個(gè)金礦區(qū)巖及礦石稀土元素分析結(jié)果

Table 1 Rocks/ore REE analysis results of the three gold deposits

×10-6

注：水銀洞金礦數(shù)據(jù)(除樣品30引自文獻(xiàn)[6])引自文獻(xiàn)[8]；戈塘金礦數(shù)據(jù)引自文獻(xiàn)[7]；GZ數(shù)據(jù)引自文獻(xiàn)[9]。

3 各金礦區(qū)稀土元素特征

3.1 泥堡金礦區(qū)稀土元素特征

稀土元素根據(jù)Sun 和McDonough[10]進(jìn)行球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化，3個(gè)礦區(qū)稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分形式見(jiàn)圖1。由表1及圖1(a)可知，泥堡金礦區(qū)構(gòu)造蝕變體含礦巖系總稀土含量變化范圍較大,稀土總量為(12.97～510.40)×10-6，輕重稀土含量比值為5.86～18.11，δLaN/δYbN值為8.15～17.66，稀土配分曲線表現(xiàn)為輕稀土富集平緩右傾型，輕稀土分餾明顯(δLaN/δSmN值為3.02～5.51)，Eu具中等至弱負(fù)異常(δEu=0.48～0.82)，Ce大多顯示無(wú)異常，僅110A-40具弱正異常(δCe=1.42)，110A-44具弱負(fù)異常(δCe=0.72)。與貴州峨眉山玄武巖相比，Sbt巖及礦石稀土總量較高，δEu和δCe體現(xiàn)為沉積巖特征，而峨眉山玄武巖一般無(wú)銪及鈰異常，其余稀土特征參數(shù)基本一致。

從巖石性質(zhì)方面來(lái)看：含黏土質(zhì)、凝灰質(zhì)巖石，其稀土含量較高；硅質(zhì)巖(110A-44)稀土總量最低(12.97×10-6)；構(gòu)造蝕變體中凝灰?guī)r輕重稀土分餾程度基本一致(輕重稀土含量比值為11.10～18.11，δLaN/δYbN值為10.84～15.63)。稀土曲線形態(tài)反映了區(qū)內(nèi)凝灰物質(zhì)與玄武巖具有同源性，但曲線形態(tài)主要體現(xiàn)為沉積巖特征，這可能是由于巖石在沉積成巖過(guò)程中繼承了正常海水的稀土特性，而110A-44(硅質(zhì)巖)流體可能還有其他深源成分的參與。

▽—110A-40；●—110A-44；□—110A-45；△—110A-46；◇—110A-47；○—GZ

▲—W-1；○—W-2；▽—W-3；△—W-4；●—W-5；□—W-7；◇—W-8

□—ZK15116-01；◇—ZK15116-02；○—ZK15116-05；△—ZK15116-06；■—ZK15116-08；▲—30 圖1 稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分形式Fig.1 Chondrite-normalized distribution patterns of REE

3.2 戈塘金礦區(qū)稀土元素特征

表1及圖1(b)顯示，戈塘金礦區(qū)構(gòu)造蝕變體含礦巖系總稀土含量變化范圍亦較大,稀土總量為(3.37～377.33)×10-6，輕重稀土含量比值為5.11～10.29，δLaN/δYbN值為4.54～13.65，稀土配分曲線表現(xiàn)為輕稀土富集平緩右傾型，輕稀土分餾明顯(δLaN/δSmN=2.69～6.08)，重稀土分餾不明顯(δGdN/YδbN=1.08～2.91)，Eu具弱中等至弱負(fù)異常(δEu=0.65～0.85)，Ce具弱負(fù)異常至正異常(δCe=0.90～1.86)。

從巖石性質(zhì)方面來(lái)看：含黏土質(zhì)、凝灰質(zhì)的巖石，其稀土總量較高((85.95～377.33)×10-6)；灰?guī)r稀土總量低(3.37×10-6)；硅化灰?guī)r稀土總量與灰?guī)r相比，稍微偏高，但稀土總量仍較低(23.20×10-6)，反映SiO2流體對(duì)稀土總量有一定的改造作用。Sbt中同為角礫狀凝灰?guī)r的W-4、W-7曲線形態(tài)與貴州峨眉山玄武巖有一定的相似性，反映戈塘金礦區(qū)凝灰物質(zhì)與貴州峨眉山玄武巖可能具有相同來(lái)源。黃建國(guó)等[7]通過(guò)單礦物(黃鐵礦、螢石)稀土元素特征與晴隆大廠銻礦的含礦層——“大廠層”進(jìn)行類比，認(rèn)為戈塘金礦與峨眉山玄武巖關(guān)系密切。

3.3 水銀洞金礦區(qū)稀土元素特征

表1及圖1(c)顯示，水銀洞金礦區(qū)構(gòu)造蝕變體含礦巖系總稀土含量為(9.18～315.67)×10-6，輕重稀土含量比值為4.92～21.12，δLaN/δYbN值為6.32～34.79，稀土配分曲線表現(xiàn)為輕稀土富集右傾型，輕稀土分餾較為明顯(δLaN/δSmN=2.73～7.95)，重稀土有一定程度的分餾(δGdN/δYbN=1.14～4.49)，Eu具弱中等至弱負(fù)異常(δEu=0.64～0.84)，Ce具中等至弱負(fù)異常(δCe =0.56～0.97)。

從巖石性質(zhì)方面來(lái)看：含黏土質(zhì)的巖石，其稀土總量較高((28.91～315.67)×10-6)；灰?guī)r稀土總量低(14.64×10-6)；硅化可以改變巖石稀土總量，一般情況下，SiO2流體起稀釋作用，但稀土總量主要取決于巖石本身性質(zhì)。區(qū)內(nèi)稀土配分曲線形態(tài)可分為兩大類，一類為輕重稀土分餾不太明顯的平緩右傾型(ZK15116-05、ZK15116-06)，其曲線形態(tài)與貴州峨眉山玄武巖不相似；另一類為輕重稀土分餾程度大，陡右傾型，其曲線形態(tài)與貴州峨眉山玄武巖有一定的相似性，推測(cè)構(gòu)造蝕變體中的成礦流體可能與玄武巖相關(guān)，有來(lái)自幔源成分的參與。兩種不同的稀土配分曲線反映了多種流體存在的可能。

4 討 論

從構(gòu)造蝕變體(含礦層)、礦層頂板(龍?zhí)督M)和底板(茅口組)等方面對(duì)3個(gè)礦區(qū)稀土元素特征進(jìn)行對(duì)比分析，以期探索各金礦床構(gòu)造蝕變體含礦巖系的相同點(diǎn)及差異性。

3個(gè)礦區(qū)龍?zhí)督M稀土元素特征共同顯示，區(qū)內(nèi)巖石均富稀土，泥堡金礦稀土總量最高(510.01×10-6)，戈塘金礦(240.41×10-6)與水銀洞金礦(247.10×10-6)稀土總量基本相當(dāng)；巖石輕重稀土分餾明顯，其分異程度高低依次為水銀洞金礦、戈塘金礦、泥堡金礦。而戈塘金礦與水銀洞金礦茅口組生物屑灰?guī)r均表現(xiàn)為貧稀土，稀土總量均小于20×10-6，輕重稀土分異程度與龍?zhí)督M基本相同。

泥堡金礦稀土總量富集程度依次為泥堡金礦、戈塘金礦、水銀洞金礦；巖石輕重稀土分餾明顯，輕重稀土含量比值和δLaN/δYbN值變化范圍大，其分異程度高低依次為水銀洞金礦、泥堡金礦、戈塘金礦。

上述特征體現(xiàn)稀土總量的富集程度依次為泥堡金礦、戈塘金礦、水銀洞金礦，3個(gè)金礦區(qū)共同反映含黏土質(zhì)和凝灰質(zhì)成分的巖石稀土總量高，而硅質(zhì)巖、硅化灰?guī)r、灰?guī)r稀土總量低，SiO2流體對(duì)巖石稀土含量有一定的改造作用，但主要取決于巖石本身的性質(zhì)。泥堡金礦構(gòu)造蝕變體巖及礦石輕重稀土分餾程度高于圍巖，而戈塘金礦與水銀洞金礦則相反，水銀洞金礦輕重稀土分餾程度最高。本研究認(rèn)為3個(gè)金礦區(qū)存在稀土總量從高到低的變化特征與峨眉山地幔熱柱活動(dòng)導(dǎo)致巖漿噴發(fā)帶入的大量火山灰物質(zhì)有關(guān)，泥堡金礦區(qū)和戈塘金礦區(qū)構(gòu)造蝕變體含礦巖系含凝灰物質(zhì)，其高稀土含量可能與組成巖石的礦物相關(guān)；其次，后期的改造作用(主要是熱液蝕變)對(duì)巖石稀土含量影響亦較大，分析發(fā)現(xiàn)，水銀洞金礦區(qū)的硅化最為強(qiáng)烈,SiO2流體對(duì)巖石稀土主要起稀釋作用。

5 結(jié) 論

泥堡金礦區(qū)Sbt主要為角礫狀凝灰?guī)r、硅質(zhì)巖和強(qiáng)硅化灰?guī)r組合；戈塘金礦區(qū)主要為硅化黏土巖、角礫狀硅質(zhì)巖和硅化凝灰?guī)r組合；水銀洞金礦則為一套角礫狀黏土巖、硅質(zhì)巖、角礫狀強(qiáng)硅化灰?guī)r及強(qiáng)硅化灰?guī)r組合。

稀土元素特征顯示，各金礦區(qū)稀土總量富集程度依次為泥堡金礦、戈塘金礦、水銀洞金礦，含黏土質(zhì)和凝灰質(zhì)成分的巖石，其稀土總量高，硅質(zhì)巖、硅化灰?guī)r和灰?guī)r稀土總量低。SiO2流體對(duì)巖石稀土含量有一定的改造作用，但主要取決于巖石本身的性質(zhì)；泥堡金礦構(gòu)造蝕變體巖及礦石輕重稀土分餾程度高于圍巖，戈塘金礦與水銀洞金礦則相反，水銀洞金礦輕重稀土分餾程度最高；稀土配分曲線顯示，Sbt成礦流體可能存在多源性，主要與峨眉山玄武巖相關(guān)。

推測(cè)認(rèn)為峨眉山地幔熱柱活動(dòng)及后期熱液蝕變是導(dǎo)致黔西南臺(tái)地相區(qū)各金礦稀土元素存在差異的主要原因。

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(責(zé)任編輯 鄧永前)

REE Characteristic of Structure Alteration Rocks in Tableland Lithofacies Area,Southwestern Guizhou Province

Zheng Lulin1,2Wang Lanxiang3Wang Ganlu1

(1.CollegeofResourcesandEnvironmentalEngineering,GuizhouUniversity,Guiyang550025,China;2.GuizhouInstituteofGeophysicalandGeochemicalProspecting,Guiyang550018,China；3.GuizhouVocationalTechnologyInstitute,Guiyang550023,China)

The REE characteristics of structure alteration rocks of Nibao gold deposit,Getang gold deposit and Shuiyindong gold deposit in tableland lithofacies area are investigated.The result shows that,the degree of ∑REE enrichment of structure alteration rocks from high to low are Nibao gold deposit,Getang gold deposit,and Shuiyindong gold deposit.The rocks containing sticky soil and lime coagulation has a higher ∑REE,but silicalite,silicified limestone and limestone have a lower ∑REE.The degree of LREE & HREE fractionating in Shuiyindong gold deposit is highest,and LREE & HREE fractionating of structure alteration rocks is higher than wall rocks in Nibao gold deposit,besides that,the phenomenon in Getang gold deposit and Shuiyindong gold deposit is opposite.The REE partition curve indicates that,the ore-forming fluid of structure alteration rocks may be multi-sourced,but mainly related to Emeishan basalt.

Structure alteration rocks,Tableland lithofacies area,Ore-bearing rock series

2014-06-09

“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：2012BAB08B06)。

鄭祿林(1983—)，男，工程師，博士研究生。通訊作者 王甘露(1963—),男，副教授。

P595

A

1001-1250(2014)-10-122-04