廣西賀州福安銀多金屬礦兩類石英脈地質(zhì)地球化學(xué)特征對比研究

吳小雷，錢建平，陳宏毅

（1中國有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司，廣西桂林541004；2.桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，廣西桂林541004）

廣西賀州福安銀多金屬礦兩類石英脈地質(zhì)地球化學(xué)特征對比研究

吳小雷1，錢建平2，陳宏毅2

（1中國有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司，廣西桂林541004；2.桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，廣西桂林541004）

通過對福安礦區(qū)進(jìn)行1∶2000地質(zhì)調(diào)查及構(gòu)造地球化學(xué)找礦工作，確定了礦區(qū)出露Ⅰ型和Ⅱ型兩種成因類型石英脈，并總結(jié)了兩類石英脈的礦物組成、產(chǎn)狀、形態(tài)、規(guī)模及產(chǎn)出位置。微量元素參數(shù)統(tǒng)計(jì)顯示，Ⅰ型石英脈相對富集Cu、Pb、Zn、W、Mn、Mo、Sn、Ag、Co、As、Sb、Bi、Au元素；Ⅱ型石英脈相對富集鐵族元素Cr、Ni、V、Ti。聚類分析及對應(yīng)分析表明，Ⅰ型石英脈與成礦關(guān)系密切，且成礦具多階段性；Ⅱ型石英脈有后期成礦事件一定程度的疊加。稀土元素分析顯示，Ⅰ型石英脈稀土元素總含量較低，分異較弱，說明其形成于深源，為巖漿熱液成因；Ⅱ型石英脈稀土元素具LREE的特征反映了其淺源的成因，為構(gòu)造動(dòng)力壓泌作用形成，來自于圍巖。

石英脈；對應(yīng)分析；構(gòu)造動(dòng)力壓泌作用；福安銀多金屬礦床；廣西

福安銀多金屬礦區(qū)位于華南準(zhǔn)地臺(tái)桂中-桂東臺(tái)陷大瑤山凸起，北接桂北拗陷、南與云開隆起和欽防海西地槽毗鄰［1-6］。區(qū)域經(jīng)歷了多期地質(zhì)作用，地質(zhì)演化歷史悠久。區(qū)域上出露地層主要為寒武系小內(nèi)沖組和黃洞口組一套結(jié)構(gòu)成熟度較低的碎屑巖，二者均是礦區(qū)的主要賦礦圍巖。區(qū)域巖漿巖主要以中酸性和酸性小巖體為主，與成礦關(guān)系密切，如大桂山石英斑巖巖株、西巒山英安斑巖脈。區(qū)域構(gòu)造處于梧州-賀州區(qū)域大斷裂南段之西側(cè)，大瑤山隆起區(qū)五馬嶺復(fù)式背斜傾伏端的次級(jí)構(gòu)造-大桂山復(fù)式背斜軸部?；遵薨櫨哂斜睎|和北西向褶皺兩期疊加，斷裂構(gòu)造可分為 NE-NNE，NW-NNW，近SN向三個(gè)斷裂組，其中NW-NNW的橫張斷裂是本區(qū)主要的控礦斷裂。區(qū)域礦種主要有鉛鋅、銀、鎢和金。成型礦床（體）有福安銀多金屬礦床、西巒山金礦體，兩者均產(chǎn)于斷裂破碎帶中。構(gòu)造地球化學(xué)找礦近十多年來在礦產(chǎn)勘查領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，取得了較好效果，是一種行之有效的地球化學(xué)找礦方法［7-10］。本文作者通過對福安礦區(qū)進(jìn)行構(gòu)造地球化學(xué)找礦，詳細(xì)研究了兩類石英脈的地質(zhì)地球化學(xué)特征，以求取得找礦新的突破。

1　礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)地層自下至上分別為以砂質(zhì)碎屑巖為主的寒武系小內(nèi)沖組（）和以泥砂質(zhì)碎屑巖為主的寒武系黃洞口組（）（圖1）。小內(nèi)沖組主要出露上段，可劃分為三個(gè)巖性層，其中第一層為長石石英雜砂巖夾少量泥巖、粉砂巖；第二層為泥巖、粉砂巖夾石英雜砂巖、長石石英雜砂巖或互層；第三層為長石石英雜砂巖夾泥巖。主要分布在礦區(qū)南部，組成向斜的翼部。黃洞口組主要出露下段，也可劃分為三個(gè)巖性層，第一層為含細(xì)礫不等粒石英雜砂巖，上部與泥巖互層；第二層為不等粒長石石英雜砂巖夾薄層泥巖及少量粉砂巖；第三層為薄層泥巖、粉砂巖夾中-厚層深灰色長石石英雜砂巖、石英雜砂巖或互層。主要分布在礦區(qū)中北部，組成向斜的核部。礦區(qū)位于大桂山復(fù)向斜的核部及南翼，大桂山復(fù)向斜軸向北東，樞紐呈波狀起伏。區(qū)內(nèi)較大的斷裂構(gòu)造較少，小型斷裂、節(jié)理及劈理較為發(fā)育，小型斷裂走向以北NW和NEE向?yàn)橹?，常為石英脈、硅化帶所充填。

礦區(qū)出露石英斑巖體，位于礦區(qū)北部大桂頂東部一帶，出露面積0.08 km2。井下510中段有英安巖發(fā)育。

2　礦床地質(zhì)特征

2.1礦體產(chǎn)出特征

礦區(qū)主要有①號(hào)脈、②號(hào)脈，均產(chǎn)于北西向F1斷裂破碎帶中（圖1）。①號(hào)礦體走向北北西向，傾向?yàn)?30°～260°，傾角45°～73°。礦體多呈脈狀，走向長可達(dá)350 m，厚度為0.4～1.6 m，礦化類型為石英脈型。②號(hào)礦體走向北西向，傾向?yàn)?30°～270°，傾角45°～65°。礦體呈脈狀、局部為透鏡狀產(chǎn)于含礦破碎帶中，走向長可達(dá)250 m，厚度為0.3～1.8 m，礦化類型為石英脈型。

2.2礦石特征

礦石可分為氧化礦石和原生礦石兩類。原生礦石結(jié)構(gòu)有它形、半自形和自形中細(xì)粒狀結(jié)構(gòu)及交代結(jié)構(gòu)，構(gòu)造有塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造和脈狀構(gòu)造（圖2a）；氧化礦石結(jié)構(gòu)有細(xì)粒結(jié)構(gòu)和壓碎結(jié)構(gòu)［11］，構(gòu)造為塊狀構(gòu)造和脈狀構(gòu)造。原生礦石中金屬礦物主要有方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、褐鐵礦、黝錫礦和毒砂等，脈石礦物主要有石英、絹云母、長石、白云母、方解石、螢石和綠泥石等；氧化礦石主要為褐鐵礦。

2.3圍巖蝕變

本區(qū)銀、鉛鋅礦化與蝕變關(guān)系密切，主要蝕變類型有硅化、黃鐵礦化、絹云母化、螢石化等。

砂質(zhì)巖的蝕變較泥質(zhì)巖強(qiáng)，主要因?yàn)樯百|(zhì)巖較硬易發(fā)生脆性變形，形成構(gòu)造破碎帶，而泥質(zhì)巖較軟易形成塑性變形。其中巖石的蝕變發(fā)育程度受制于巖石破碎程度，破碎程度越強(qiáng)，交代蝕變亦越強(qiáng)。一般自斷裂中心向兩側(cè)依次減弱。硅化、黃鐵礦化分布于整個(gè)礦化帶；絹云母多呈細(xì)小鱗片狀、纖維狀分布，少量白云母呈薄板-板狀，集合體呈放射狀、帚狀、球粒狀，大小為0.2～0.6 mm，主要沿著石英及一些硫化礦物、粘土礦物間隙、裂隙或邊緣交代，故絹云母中常見硫化礦物、石英包裹體，該礦物為載銀量最大的脈石礦物（圖2c）；螢石化多產(chǎn)于礦體中或其周邊，為最晚期產(chǎn)物。

3　石英脈地質(zhì)特征

本區(qū)石英脈可分為兩類：Ⅰ型石英脈和Ⅱ型石英脈，前者是熱液充填交代成因的石英脈，后者是構(gòu)造動(dòng)力壓泌作用成因的石英脈。

圖1　福安礦區(qū)構(gòu)造地質(zhì)略圖Fig.1 Simplified regional tectonic map of Fuan silver polymetallic deposit

3.1Ⅰ型石英脈

Ⅰ型石英脈在地層中和巖體中均有產(chǎn)出。產(chǎn)于地層中的Ⅰ型石英脈主要發(fā)育于小內(nèi)沖組上段第三層和黃洞口組下段第一層，上述兩組巖性主要為硬脆的砂質(zhì)巖石，如石英砂巖、石英雜砂巖和粉砂巖。產(chǎn)于石英斑巖體的隱爆角礫巖帶中的Ⅰ型石英脈，脈體內(nèi)石英顆粒呈晶洞狀，絹云母含量較多，沿構(gòu)造裂隙產(chǎn)出，寬約3 cm，長約2～3 m，產(chǎn)狀105° ∠80°（圖2a）。

Ⅰ型石英脈走向多數(shù)呈NNW向，次為NE向，少數(shù)近SN向和近EW向（圖3），主要傾向南西-近東西，傾角較陡。脈體大小不等，長幾米至幾十米，寬幾厘米至二十厘米，多呈板狀或不規(guī)則分支脈狀，脈體內(nèi)石英顆粒呈晶洞狀、粒狀、梳狀產(chǎn)出。石英脈礦物成分主要為石英，次為絹云母、黃鐵礦，有時(shí)可見方鉛礦和黑鎢礦（圖2b）。

鏡下石英顆粒多呈長柱狀晶形，梳狀排列明顯（圖2c），有的呈不規(guī)則粒狀、不規(guī)則長條狀。石英顆粒大小不一，較粗粒者占大多數(shù)，為相對早期產(chǎn)物；細(xì)粒者較少，為后期形成（圖2f）。晶體光性較單一，波狀消光等變形現(xiàn)象不明顯，氣液包體含量少。石英脈中白云母含量較多，白云母集合體呈放射狀，被氧化鐵渲染成深淺不一的褐紅色，多沿細(xì)小裂隙呈細(xì)脈狀、團(tuán)塊狀分布，與赤鐵礦共生。

圖2　福安銀多金屬礦礦石露頭（a-b、d）和鏡下照片（c、e-f）Fig.2 Outcrop（a-b，d）and under the microscope（c，e-f）photos of Fu'an silver polymetallic ore deposit

3.2Ⅱ型石英脈

Ⅱ型石英脈主要發(fā)育于黃洞口組下段，發(fā)育巖性主要為相對塑性的砂泥質(zhì)巖石。石英脈大多數(shù)順層理產(chǎn)出。走向多數(shù)NE向，少量NW向（圖4）。走向NE者多傾向NW，少量SE，傾角變化較大。脈體大小不等，長幾十米至上百米，寬十幾厘米至四十厘米，多呈層帶狀、層紋狀、透鏡狀和不規(guī)則狀，表現(xiàn)為白色石英條帶、透鏡體與粘土礦物不溶物呈縫合狀相間產(chǎn)出，為典型的構(gòu)造動(dòng)力壓溶分異成因（圖2d）。

4　石英脈地球化學(xué)特征

礦區(qū)不同類型脈體的地球化學(xué)特征是成礦作用的物質(zhì)表現(xiàn)。通過對礦區(qū)不同成因類型石英脈體的地球化學(xué)特征研究可以揭示微觀的、深層次的成礦信息，以更好指導(dǎo)找礦工作。

4.1微量元素含量特征

依據(jù)兩類石英脈體微量元素分析結(jié)果，計(jì)算元素含量均值、標(biāo)準(zhǔn)離差、變化系數(shù)和濃度克拉克值等參數(shù)（表1），Ⅰ型石英脈中濃度克拉克值＞1的元 素 有 Cu、Pb、Zn、W、Cr、Mo、Sn、Ag、As、Sb、Bi、Au；＞10的元素有Pb、W、Ag、As、Sb、Bi；Ⅰ型石英脈中變化系數(shù)＞1的元素有Cu、W、Mn、Mo、Sn、Ag、Co、Sb、Bi、Au；＞2的元素有W、Sb。Ⅱ型石英脈中濃度克拉克值＞1的元素有Pb、W、Cr、V、Ag、As、Sb、Bi；＞5的元素有W、As、Sb、Bi；＞10的元素有As、Sb、Bi；Ⅱ型石英脈變化系數(shù)＞1的元素有Pb、W、Sn、Ag、As、Sb、Bi、Au；＞2的元素有Bi。總的來看，福安礦區(qū)兩類石英脈中Pb、W、Ag、Au、As、Sb、Bi含量高，變化系數(shù)大，表明這些元素卷入了成礦作用。

通過兩類石英脈微量元素含量分布曲線圖（圖5）可見，Ⅰ型石英脈的親鐵元素Cr、Ni、Ti、V和Ⅱ型石英脈相比，含量降低，而親鐵親硫元素Co、Mn與之相反，可能是Ⅰ型石英脈黃鐵礦化較強(qiáng)，Co2+進(jìn)入黃鐵礦替代Fe2+與硫結(jié)合，且在熱液硫化物礦物中往往伴有Mn的高含量［12］；主成礦元素Cu、Pb、Zn、Au、Ag、W及親硫元素Sn、Mo、As、Sb、Bi的含量比Ⅱ型石英脈高。

4.2元素組合分析

4.2.1聚類分析

表1　福安礦區(qū)兩類石英脈微量元素地球化學(xué)特征Tabel 1 Geochemical characteristics of trace elements of two types of quartz veins in the Fuan mining area

圖3　I型石英脈走向玫瑰花圖Fig.3 The rose diagram of the I type quartz vein

圖4?、蛐褪⒚}走向玫瑰花圖Fig.4 The rose diagram of theⅡtype quartz vein

聚類分析是根據(jù)樣本自身的屬性，用數(shù)學(xué)方法按照某些相似性指標(biāo)，定量地確定樣本之間的親疏關(guān)系，并按這種親疏關(guān)系對樣本進(jìn)行聚類［13］。如果著眼于對變量進(jìn)行分類則稱為R型聚類分析。使用 SPSS多元統(tǒng)計(jì)軟件，采用最近鄰（nearest neigh-bor）分類準(zhǔn)則，測量間距采用皮爾森相關(guān)系數(shù) （pearson correlation），生成的聚類分析系統(tǒng)樹圖（圖6）。系統(tǒng)樹圖以躺倒樹的形式展現(xiàn)了聚類分析的每一次類合并的情況，SPSS自動(dòng)將各類間的距離映射到0～25之間，可稱為距離系數(shù)，距離系數(shù)越小，說明變量之間的相關(guān)性越高，反之亦然［14］。

聚類分析將親鐵且親石的元素Cr、V、Ti、Ni與親硫元素Cu、Zn、Bi、Pb、Sn、Ag、As、W、Au、Mo、Sb，親鐵且親硫的元素Co、Mn分成兩個(gè)大類，表明它們在含礦熱液成礦作用及成巖過程中的兩大不同取向。其中成礦元素距離系數(shù)小于7的可進(jìn)一步分為 Cu、Zn、Bi、Co，Pb、Sn，Ag、As、W、Mn及 Au、Mo四組，反映成礦多階段性。

4.2.2對應(yīng)分析

對應(yīng)分析也稱相應(yīng)分析，是一種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的描述性分析方法，是主成分分析的拓廣［14］。通常意義下的對應(yīng)分析是指對兩個(gè)定性變量的多種狀態(tài)進(jìn)行對應(yīng)性研究。根據(jù)研究對象的不同，因子分析可以分為R型因子分析和Q型因子分析，即對變量作因子分析和對樣品作因子分析。對應(yīng)分析是一種用“降維”的方法，以最少的信息損失，揭示變量不同類別之間的聯(lián)系，就是將兩者結(jié)合起來進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，將變量和樣品分析的結(jié)果同時(shí)反映到形同坐標(biāo)軸的一張二維圖形上，對問題進(jìn)行較為直觀的分析［15-16］。元素及樣品分布特征可以確定元素組合特征，反映元素的空間分布規(guī)律，探索不同地質(zhì)體成因聯(lián)系，評(píng)價(jià)地質(zhì)體的含礦性。

圖5　福安礦區(qū)兩類石英脈微量元素含量分布曲線圖Fig.5 Element concentration patterns of two types of quartz veins in the Fuan mining area

圖6　福安礦區(qū)兩類石英脈微量元素R型聚類分析譜系圖Fig.6 R-cluster analysis of trace elements of two types of quartz veins in the Fuan mining area

從對應(yīng)分析圖（圖7）可見，Ⅰ型石英脈主要位于F1坐標(biāo)軸正端近原點(diǎn)處以及第一象限，與Au、Ag、W、Sn、Cu、Zn、Mo、Bi、Pb、Sb元素關(guān)系密切，反映其與成礦相關(guān)；Ⅱ型石英脈主要位于原點(diǎn)附近及F1坐標(biāo)軸正端，與Cr、Ni、Ti、V及Au、Ag、W、Sn、Cu、Zn、Mo元素關(guān)系緊密，反映Ⅱ型石英脈屬早期地質(zhì)作用形成，但有后期成礦事件一定程度的疊加。

4.3稀土元素特征

稀土元素在示蹤成礦物質(zhì)來源、成礦物理化學(xué)條件及成礦過程等方面起著重要作用，因而在礦床成因研究中得到廣泛應(yīng)用［17］。對礦區(qū)Ⅰ型和Ⅱ型石英脈進(jìn)行稀土元素分析，從表2可見，Ⅰ型石英脈和Ⅱ型石英脈的稀土元素總量分別為58.57×10-6、97.87×10-6，前者小于后者；Ⅰ型石英脈和Ⅱ型石英脈的輕重稀土比值分別為2.88、7.76，LaN/YbN分別為2.34、8.72，說明前者輕重稀土元素內(nèi)部分異較弱，后者輕重稀土元素內(nèi)部分異較強(qiáng)；Ⅰ型石英脈的δCe為0.75，表現(xiàn)為鈰虧損；Ⅱ型石英脈的δEu為0.59，表現(xiàn)為銪虧損。作稀土元素配分圖（圖8）可見，Ⅰ型石英脈稀土元素配分曲線為平坦型；Ⅱ型石英脈的稀土元素配分曲線為右傾，與砂巖、泥巖相似。

圖7　福安礦區(qū)兩類石英脈元素對應(yīng)分析圖Fig.7 Correspondence analysis between Two types of quartz veins in Fuan fining area

趙振華等人研究表明不同深度的礦床中石英脈的稀土元素含量有明顯差異，深成建造礦脈的石英稀土元素含量最低，而在淺成條件下形成的礦床中的石英，以相對高含量的稀土元素為特征，且深成石英稀土元素分異很弱［18］。所以Ⅰ型石英脈稀土元素總含量較低，分異較弱，說明其形成于深源，為巖漿熱液成因；Ⅱ型石英脈稀土元素具LREE的特征反映了其淺源的成因，為構(gòu)造動(dòng)力壓泌作用形成，來自于圍巖。

圖8?、裥褪⒚}、Ⅱ型石英脈、泥巖及砂巖稀土元素配分曲線圖Fig.8 REE distribution curve of quartz vein，mudstone and sandstone in the Fuan mining area

表2　研究區(qū)石英脈、泥巖及砂巖稀土元素含量（10-6）Table 2 REE content of quartz vein，mudstone and sandstone in the Fuan mining area

5　結(jié)論

（1）礦區(qū)出露兩種成因類型石英脈，Ⅰ型石英脈多呈板狀或不規(guī)則分支脈狀產(chǎn)于硬脆的砂質(zhì)巖石中，走向多呈北北西向；Ⅱ型石英脈多呈層帶狀、層紋狀、透鏡狀和不規(guī)則狀順層理產(chǎn)出相對塑性砂泥質(zhì)巖石，走向多為北東向。

（2）兩類石英脈體微量元素含量特征表明，Pb、W、Ag、Au、As、Sb、Bi含量高，變化系數(shù)大，表明這些元素卷入了成礦作用。Ⅰ型石英脈相對富集Cu、Pb、Zn、W、Mn、Mo、Sn、Ag、Co、As、Sb、Bi、Au；Ⅱ型石英脈相對富集鐵族元素Cr、Ni、V、Ti。

（3）兩類石英脈體微量元素含量分析結(jié)果的聚類分析及對應(yīng)分析顯示，Ⅰ型石英脈對主成礦元素及其它親硫元素具親源性，反映其與成礦關(guān)系密切，且成礦具多階段性；Ⅱ型石英脈富集鐵族元素與圍巖相似，說明其物質(zhì)來源就地取材，但有后期成礦事件一定程度的疊加。

（4）兩類石英脈體稀土元素含量分析結(jié)果表明，Ⅰ型石英脈稀土元素總含量較低，分異較弱，說明其形成于深源，為巖漿熱液成因；Ⅱ型石英脈稀土元素具LREE的特征，稀土元素配分曲線與砂巖、泥巖具一定相似性，反映了其淺源的成因，為構(gòu)造動(dòng)力壓泌作用形成，來自于圍巖。

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Wu X L，Qian J P and Chen H Y.Contrastive study on geological and geochemical characteristics of two types of quartz veins in Fu'an silver polymetallic deposit，Guangxi.Geology abd Mineral Resources of South China ，2016，32（1）：51-58.

WU Xiao-Lei1，QIAN Jian-Ping2，CHEN Hong-Yi2

（1.China Nonferrous Guilin Research Institute of Geology for Mineral Resources Co.，Ltd.，Guilin 541004，Guangxi；2.College of Earth Science，Guilin University of Technology，Guilin 541004，Guangxi）

According to 1:2000 geologica1 survey and the tectono-geochemical prospecting work in the study area，the authors summed up the mineral composition，occurrence，morphology，size and occurring location of two types of quartz veins.The statistical analysis of trace element parameters show thatⅠ-type quartz vein are rich in iron group elements such as Cu，Pb，Zn，W，Mn，Mo，Sn，Ag，Co，As，Sb，Bi，Au andⅡ-type quartz veins are rich in iron group elements such as Cr，Ni，V，Ti.Cluster analysis and correspondence analysis show thatⅠ-type quartz vein is close to the ore-forming process and a multi-stage mineralization；Ⅱ-type quartz vein have some degree of post-mineralization event superimposed.REE analysis show that lower total REE content and differentiation is weak inⅠ-type quartz vein，indicating that formed in the deep source of hydrothermal magmatic；Ⅱ-Type quartz vein characteristics with LREE，suggesting that which from the surrounding rock belong to tectonic bedding foliation.

quartz vein；correspondence analysis；tectonic bedding foliation；Fuan area，Guangxi

中圖分類法：P618.52A

1007-3701（2016）01-051-08

10.3969/j.issn.1007-3701.2016.1.007

2015-12-10；

2016-1-20.

中國地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目“廣東省礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)（編號(hào)：1212011121016）”“廣東省礦產(chǎn)資源調(diào)查成果綜合集成與服務(wù)產(chǎn)品開發(fā)（編號(hào)：12120114075101）”；廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金項(xiàng)目（廣西科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)建設(shè)11-031-20）；中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所礦床地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金（編號(hào)：200913）；廣西黃金局地質(zhì)找礦項(xiàng)目.

吳小雷（1981—），男，理學(xué)碩士、工程師，主要從事構(gòu)造地球化學(xué)找礦與研究工作，E-mail：196688626@qq.com.

錢建平（1953—），男，教授，主要從事構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)方面的教學(xué)與科研工作，E-mail：jpqian@163.com.