云南巍山筆架山銻礦床輝銻礦稀土微量元素特征及其礦床成因意義

肖昌浩，李龔健，劉歡，梁坤

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081;

2.中國地質(zhì)大學(xué)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室，北京 100083; 3.中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037; 4.黑龍江省第四地質(zhì)勘察院，哈爾濱 150036)

云南巍山筆架山銻礦床輝銻礦稀土微量元素特征及其礦床成因意義

肖昌浩1，2，李龔健2，劉歡3，梁坤4

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081;

2.中國地質(zhì)大學(xué)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室，北京 100083; 3.中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037; 4.黑龍江省第四地質(zhì)勘察院，哈爾濱 150036)

以筆架山銻礦床為研究對象，在礦床精細(xì)解剖基礎(chǔ)上，利用輝銻礦金屬礦物ICP-MS分析，指示成礦流體來源和性質(zhì)。研究結(jié)果顯示，輝銻礦輕稀土強(qiáng)烈富集，分餾程度高，Tb、Dy、Eu呈顯著的正異常，顯著的正異常稀土配分模式，與喜馬拉雅期富堿斑巖的稀土配分模式具有相似性。此外，輝銻礦礦物以其強(qiáng)Sr和Ba正異常的微量元素特征，與喜馬拉雅期富堿斑巖中高含量Sr和Ba的特征一致。輝銻礦礦物的Y/Ho比值變化較大，其比值隨輝銻礦的氧化程度增大和產(chǎn)出海波高度增高而逐漸增大。對比不同流體系統(tǒng)的Y/Ho比值發(fā)現(xiàn)氧化程度較大和海拔較高的輝銻礦Y/Ho比值與現(xiàn)代海水的Y/Ho比值接近，氧化程度較低的輝銻礦Y/Ho比值與蓮花山巖體Y/Ho比值接近，指示成礦流體可能是巖漿與大氣降水不同程度的混和。H-O同位素研究顯示出成礦熱液來源于巖漿水和大氣降水的混合。Pb同位素顯示殼、幔源多源鉛的特征。S同位素表明輝銻礦的S主要為生物與巖漿熱液來源硫的混合。綜合研究認(rèn)為，該礦床是一個受層間構(gòu)造破碎帶控制的位于巖漿遠(yuǎn)端的低溫?zé)嵋旱V床。

筆架山銻礦;礦石組構(gòu);ICP-MS;礦床成因;低溫?zé)嵋旱V床

0 引言

筆架山銻礦床位于滇西蘭坪盆地南部巍山低溫多金屬成礦帶內(nèi)，是云南省第二大銻礦床，其探明上表銻6.7474×104t，平均品位4.6%［1］。該礦床正在開采且研究程度較低，前人對該礦床成因進(jìn)行了研究［2～6］，目前仍爭議較大。一種觀點認(rèn)為，該礦床的成礦作用與基性巖有關(guān)，即為被加熱的大氣降水從成礦前形成的基性巖體中溶濾和萃取金屬元素，經(jīng)搬運而富集成礦［2］。亦有人認(rèn)為該礦為沉積-改造成因，與巖漿作用無直接關(guān)系，是由早期預(yù)富集的沉積地層在構(gòu)造熱動力的驅(qū)動下，地下水對流、循環(huán)萃取地層中的金屬元素而成礦［5］。另一種觀點則認(rèn)為，該礦床形成與喜馬拉雅期富堿斑巖活動有關(guān)［3～4，6］。

長期以來眾多地質(zhì)學(xué)者不斷地總結(jié)微量元素特征并以此來為成礦提供有用信息［7～10］。稀土和微量元素作為重要的成礦地球化學(xué)示蹤劑，廣泛應(yīng)用于礦床研究，隨著測試技術(shù)不斷更新，單金屬礦物微量元素特征研究也逐漸應(yīng)用于礦床學(xué)研究中［11］。金屬硫化物是地質(zhì)時代中形成各種礦床時成礦流體中成礦元素隨物化條件改變而沉淀的產(chǎn)物，從中可以得出與礦床形成相關(guān)的信息。但元素在遷移-沉淀過程中形成的產(chǎn)物與母體礦物之間在主微量元素組成等方面可能都存在系統(tǒng)的差異和聯(lián)系。一直以來由于受到各種技術(shù)手段的限制，地質(zhì)學(xué)家們多是通過研究與金屬礦物共生的脈石礦物流體包裹體的中微量元素近似代表成礦的物理化學(xué)條件，這些脈石礦物主要為石英、方解石、螢石等，而對直接來自不透明金屬礦物的微量元素研究則非常少。因此，有研究者對透明脈石礦物中流體包裹體所提供的有關(guān)流體與成礦物理化學(xué)條件信息能否代表成礦時的實際流體和成礦條件表示質(zhì)疑［12～13］，并認(rèn)為有必要對金屬礦物的流體包裹體進(jìn)行直接的研究，該成果有可能直接提供有關(guān)礦物形成機(jī)制及礦床成因的相關(guān)信息。另外，Sb離子與S離子和稀土元素的離子半徑相差較大，稀土元素難以以類質(zhì)同象的形式替代Sb及S而進(jìn)入輝銻礦礦物晶格中，導(dǎo)致稀土元素大部分存在于晶格裂隙或包裹體中。因此，輝銻礦稀土元素配分模式能夠反映成礦時成礦流體的相關(guān)信息。本文以筆架山銻礦床為研究對象，在礦床精細(xì)解剖基礎(chǔ)上，利用輝銻礦金屬礦物ICP-MS分析，指示成礦流體來源和性質(zhì)，為進(jìn)一步探討其礦床成因奠定基礎(chǔ)。

1 地質(zhì)概況

1.1 地質(zhì)背景

筆架山銻礦床位于巍山縣城西南20 km，處于思茅地塊北緣蘭坪盆地中，屬滇西漾濞—巍山銻、金、汞、砷等低溫多金屬成礦帶。該成礦帶受紫金山—蛇街復(fù)背斜與隱伏近南北向斷裂控制(見圖1a)，礦區(qū)位于公郎弧形構(gòu)造外帶邊緣與近南北向構(gòu)造交匯處的黑惠江復(fù)背斜中(見圖1b)。

礦區(qū)出露地層主要為上三疊統(tǒng)，自上而下分別為麥初箐組(T3m)、挖魯巴組(T3wl)、三合洞組(T3sh)(見圖2)。麥初箐組(T3m)灰色粉砂巖—粗砂巖為主，呈北北西或近南北向分布，構(gòu)成紫金山和黑惠江復(fù)背斜的翼部，與下伏地層呈整合接觸。挖魯巴組(T3wl)以灰黑色泥巖、頁巖為主，分布于背斜近軸部;該層為銻礦體的蓋層，與下部層間硅化蝕變帶是過渡漸變關(guān)系。三合洞組(T3sh)灰?guī)r沿背斜核部分布，是區(qū)內(nèi)的主要含礦層位，特別是三合洞組與挖魯巴組的層間滑動破碎帶是礦體的主要就位空間。

礦區(qū)褶皺、斷裂發(fā)育。主要褶皺為黑惠江復(fù)背斜，被北東向斷裂切割使其形態(tài)受到破壞(見圖2)。沿黑惠江復(fù)背斜軸部的三合洞組灰?guī)r與挖魯巴組泥巖之間沿脆性巖破碎面形成層間破碎帶，呈330"方向延伸，后期熱液沿破碎帶充填交代形成硅化、銻礦化層間硅化蝕變帶。礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，有沿背斜軸向分布的縱張斷裂、層間滑動，還有北西向和近北東向斷裂以及伴生的節(jié)理、裂隙等，如肚故皮礦段，礦體主要產(chǎn)于受構(gòu)造影響的背斜頂部及次級撓曲中(見圖3a)。三合洞組灰?guī)r中節(jié)理、裂隙較為發(fā)育，可見北北西和北東向兩組，一般延伸至上部的黏土巖后消失，這些裂隙面是規(guī)模較小的脈狀銻礦體就位的主要空間之一(見圖3b)。此外，成礦晚期的東西向左行走滑斷層切割礦體，如肚故皮礦段58號硐近東西向左行走滑斷層切割北西向礦體(見圖4)。

圖1 三江大地構(gòu)造簡圖及滇西漾濞—巍山銻、金、汞、砷多金屬成礦帶地質(zhì)圖［4，6］Fig.1 Tectonicmap of the Sanjiang area，Southwest China and geologicalmap of the Yangbi-Weishan Sb-Au-Hg-As polymetallicmetallogenic belt

礦區(qū)范圍內(nèi)未見巖漿活動，離礦區(qū)最近的出露巖漿位于北北東向的西鼠街堿性斑巖體，該巖體具有銅金礦化。

1.2 礦床地質(zhì)

結(jié)合前人資料和本次野外觀察，本文將筆架山礦區(qū)由北向南劃分為肚故皮、扎花山、瓦利和楊梅山4個礦段。4個礦段沿筆架山背斜軸部被后期近東西向斷裂錯斷(見圖2)。肚故皮礦段由于受到東西斷裂的錯斷，海拔與鄰區(qū)扎花山礦段相差近100 m，導(dǎo)致該礦段礦石埋藏較好，以原生硫化物礦石為主，上部有少量氧化礦石(見圖5a);扎花山礦段位于背斜軸部，受后期改造整體抬升影響，礦石保存相對較差，以氧化礦為主，底部局部見團(tuán)塊狀硫化物礦石(見圖5b);瓦利礦段和楊梅山礦段礦石氧化較為嚴(yán)重，以氧化礦和氧硫混合礦為主(見圖5c)。

礦體呈似層狀、薄層狀、透鏡狀產(chǎn)出(見表1)，礦化連續(xù)性差，常出現(xiàn)無礦天窗。礦體分布在最低侵蝕基準(zhǔn)面1160 m標(biāo)高以上，以氧化礦為主。此外，在三合洞組灰?guī)r古巖溶洞穴中常發(fā)育有串珠狀、脈狀、巢狀及形態(tài)不規(guī)則的富礦體。溶洞由方解石、螢石充填形成晶洞、晶簇并具銻礦化。

圖2 巍山筆架山銻礦床礦區(qū)構(gòu)造-蝕變-礦化圖［14］Fig.2 Structure-alteration-mineralizationmap of the Bijiashan antimony deposit in Weishan，Southwestern China

圖3 巍山筆架山銻礦床礦體特征［39］Fig.3 Orebody characteristics of the Bijiashan antimony deposit in Weishan，Southwestern China

圖4 筆架山銻礦床肚故皮礦段控礦構(gòu)造特征Fig.4 Ore-controlling tectonic characteristics of Dugupiore block of the Bijiashan antimony deposit in Weishan，Southwestern China

圖5 筆架山銻礦床礦石類型及礦物組合特征Fig.5 Ore types and mineral assemblages of Bijiashan antimony deposit in Weishan，Southwestern China

表1 筆架山銻礦床礦體特征Table 1 Orebody characteristics in the Bijiashan antimony deposit in Weishan，Southwestern China

金屬礦物以輝銻礦為主，見少量黃鐵礦，偶見辰砂、閃鋅礦、黃銅礦等;氧化礦有黃銻華、銻華、銻赭石、紅銻礦、方銻礦等。非金屬礦物以螢石為主，并發(fā)育大量晶形較好的石膏。脈石礦物有石英、方解石、高嶺土、白云石及少量泥質(zhì)等(見圖5)。

礦石結(jié)構(gòu)主要有粒狀結(jié)構(gòu)、粒狀變晶結(jié)構(gòu)，次為長柱狀—針狀結(jié)構(gòu)、假像結(jié)構(gòu)、土狀、膠狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要為塊狀和浸染狀構(gòu)造，其次為角礫狀和晶簇狀構(gòu)造。

輝銻礦常呈放射狀、星散狀、斑點狀浸染于各種含礦巖石中形成浸染狀銻礦石，少數(shù)呈晶簇狀或團(tuán)塊狀，組成塊狀礦石(見圖5a—5c)。粒度變化極大，從微粒至粗大的長柱狀晶體均有。輝銻礦氧化后顯殘余結(jié)構(gòu)，被黃銻華、銻華、銻赭石、紅銻礦、方銻礦等氧化物代替，而顯假像結(jié)構(gòu)(見圖5b，5c)。

粉末狀、土狀的黃銻華由土黃色細(xì)小的顆粒集合體分布于巖石中，形狀極不規(guī)則。集合體細(xì)—中粒嵌布或圍繞螢石、石英分布。長柱狀、針柱狀、放射狀的黃銻華呈輝銻礦假像出現(xiàn)，其中還殘余有輝銻礦(見圖5b，5c)。

螢石呈白、蘭、紫色，透明—半透明，粒徑較大，自形程度較好。螢石一般呈稀散狀分布于銻礦石中，有時呈脈狀、透鏡狀小礦體。局部大晶粒螢石呈立方體、八面體，立方體聚形等(見圖5b—5e)。

礦區(qū)圍巖蝕變較弱，主要有硅化、螢石化、碳酸鹽化、石膏化等。

2 分析方法與測試結(jié)果

2.1 采樣及分析方法

本次研究選取了筆架山銻礦床4個礦段中5件輝銻礦單金屬硫化物樣品，具體采樣位置見圖2。5件樣品特征如下:DGP-11-03采自肚故皮礦段，海拔1460 m，為塊狀輝銻礦石頭; YJ-11-01和YJ-11-08分別采自扎花山礦段北端和中端，海拔分別為1630 m和1490 m，均為氧硫混合礦石;LKD-11-02來自瓦利礦段，海拔1550 m，為氧硫混合礦，氧化礦保留放射狀殘余晶形;YMS-11-03來自楊梅山礦段，海拔1586 m，為氧硫混合礦與紫色螢石共生。

分析測試在中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室的超凈化學(xué)實驗室、Agilent7500a型ICP-MS上完成。具體分析方法為:在系統(tǒng)的野外工作基礎(chǔ)上，選取原生硫化物礦石樣品，碎至385～255μm(40～60目)，然后在雙目鏡下進(jìn)一步提純，盡量挑選無脈石礦物的輝銻礦，使其純度達(dá)到99%，再用研缽將輝銻礦研磨至80μm(200目)。測試前的溶樣和測試具體操作見文獻(xiàn)［15］。測試結(jié)果見表2。

2.2 輝銻礦微量元素測試結(jié)果

5件輝銻礦中大離子親石元素(Sr和Ba)含量很高(分別為0.21×10－6～7.9×10－6和194.6×10－6～874.6×10－6)，高場強(qiáng)元素(Nb、Ta、Zr、Hf和Y)含量較低，親鐵元素(Cr、Co、Ni、V)富集程度相對較弱，僅樣品YJ-11-08中Cr和Ni含量較高(分別為48.3 ×10－6和26.4×10－6)。除1件樣品(DGP-11-03)外，另外4件樣品普遍含有較高的Cu和Zn(分別為2.67×10－6～22.6×10－6和15.7×10－6～129.5×10－6)。在微量元素蛛網(wǎng)圖(見圖6)中，輝銻礦的微量元素特征表現(xiàn)為強(qiáng)Ba、U、Hf、Li正異常和Rb、Th、Ga、Cr負(fù)異常。

2.3 輝銻礦稀土元素測試結(jié)果

輝銻礦稀土總量較低，為15.1×10－6～29.3×10－6。!LREE(輕稀土總量)15.0× 10－6～29.1×10－6，!HREE(重稀土總量)0.13×10－6～0.26×10－6。LREE/HREE值87.0～114.8，輕重稀土分餾程度高。La含量較高，在14.7×10－6～28.3×10－6之間，占稀土總量的96.2%～97.2%。δEu為0.24～3.20，除樣品YJ-11-08具有顯著的正Eu異常，其他樣品顯示輕微的正Eu異常。δCe為0.04～0.08，顯示微弱的負(fù)鈰異常。除La外，輕稀土曲線變化較大，元素分餾明顯;重稀土元素中具有顯著的Tb、Dy正異常，其他元素變化較小(見圖7)。

5件銻礦石中Y/Ho比值為8.7～71.4之間，變化較大，且不同礦段輝銻礦中Y/Ho差異較大(見圖8)。從圖8可見，自北向南從肚故皮礦段→扎花山礦段→瓦利礦段→楊梅山礦段Y/Ho比值逐漸增大(8.7→31.5→38.0→51.6)，即原生硫化物Y/Ho比值較小，隨著氧化程度增大和海拔增高，Y/Ho比值逐漸增大。

圖6 巍山筆架山銻礦床輝銻礦及蓮花山巖體微量元素蛛網(wǎng)圖對比(蓮花山巖體數(shù)據(jù)來自文獻(xiàn)［6］)Fig.6 Comparion of spider diagram of trace element ratio from the Bijiashan antimony deposit and Lianhuashan alkali-rich porphyry in Weishan，Southwestern China

圖7 巍山筆架山銻礦床輝銻礦及其他輝銻礦床稀土配分分布模式對比(其他銻礦床輝銻礦數(shù)據(jù)來自文獻(xiàn)［16～18］)Fig.7 Comparion of REE distribution patterns of stibnite in the Bijiashan antimony deposit in Weishan，Southwestern China and in other different antimony deposits

3 礦床成因探討

3.1 地質(zhì)分析

筆架山銻礦床可能是巖漿遠(yuǎn)端開放體系下的熱液充填型礦床。地質(zhì)成因證據(jù)如下:

圖8 不同來源Y/Ho值對比(現(xiàn)代海底熱液數(shù)據(jù)來自文獻(xiàn)［19～21］)Fig.8 Y/Ho ratios of stibnite from different blocks in the Bijiasha antimong deposit，Lianhuashan alkali-rich porphyry，chondrite，modern submarine hydrothermal fluids and seawater

首先，礦體空間形態(tài)特征顯示該礦床為熱液充填礦床。如礦區(qū)規(guī)模最大的KTⅤ和KTⅥ礦體，在空間上呈似層狀或薄層狀產(chǎn)出于背斜軸部的三合洞組灰?guī)r與挖魯巴組泥巖之間的層間破碎帶，礦體頂板嚴(yán)格受地層巖性控制(見圖3)。產(chǎn)于下盤三合洞組灰?guī)r中的礦體為充填構(gòu)造裂隙(斷裂、縱張節(jié)理、裂隙)而成，如肚姑皮礦段礦體沿北北西向斷裂展布(見圖2，圖4)。此外，在三合洞組灰?guī)r中發(fā)育一些喀斯特溶洞，受構(gòu)造運動影響灰?guī)r發(fā)育一系列裂隙促使斷裂與溶洞連通，導(dǎo)致成礦流體沿斷裂上升經(jīng)裂隙在溶洞中形成一系列自形程度較好的礦石，如扎花山礦段巖腳，該礦段溶洞中輝銻礦多呈放射狀，螢石呈白色八面體和紫色四面體，螢石顆粒大小在1～4 cm之間。一般輝銻礦與螢石共生，表明成礦流體為高氟的成礦流體。因此，從礦體空間分布與產(chǎn)出樣式而言，該礦床未顯示同沉積特征。

其次，從礦石組構(gòu)方面看，礦石具有開放空間后生成因特點。在開放空間內(nèi)，較大礦脈中的礦物自邊部向中心依次為角礫狀—細(xì)脈狀—晶簇狀的變化規(guī)律。礦石成分單一，金屬礦物以輝銻礦為主，多呈自形晶體產(chǎn)出。脈石礦物以螢石為主，螢石自形程度較高，呈稀散狀分布于銻礦石中，與成礦有關(guān)的螢石多為紫色或無色(見圖5b，5c)。礦石類型有致密塊狀、浸染狀、角礫狀、細(xì)脈裝和晶簇狀(見圖5a，5b)。礦石礦物與脈石礦物空間分布和礦物學(xué)特征均不存在沉積礦床所具有的韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu)［22～24］。

再次，圍巖蝕變樣式也顯示該礦床具有熱液礦床的基本特征。盡管礦區(qū)內(nèi)未出露巖體，但礦區(qū)布格重力異常局部高，異常梯度較緩，礦區(qū)南部等值線表現(xiàn)為向北突出的弧形，北部等值線表現(xiàn)為“S”形的同向扭曲，說明重力場出現(xiàn)局部的高低變化，推測在深部有隱伏巖體存在;該認(rèn)識與前人遙感影像解譯相吻合［3］。蝕變類型主要有硅化、螢石化，次為碳酸鹽化、石膏化等。蝕變主要發(fā)生在上三疊統(tǒng)三合洞組灰?guī)r與挖魯巴組頁巖、泥巖之間的層間破碎帶及其底板的巖石裂隙中，呈帶狀分布，表明成礦流體的運移嚴(yán)格受構(gòu)造控制。

3.2 微量稀土元素特征

熱液礦床中，稀土元素的地球化學(xué)性質(zhì)在巖漿和成礦作用過程物理化學(xué)條件變化時并不發(fā)生改變，其稀土組成與母體溶液保持一致，因此熱液礦物的稀土元素特征可以示蹤成礦熱液和成礦物質(zhì)的可能來源［18～24］。

由于Sb離子及S離子與稀土元素的離子半徑相差懸殊，稀土元素以類質(zhì)同象的形式替代Sb和S進(jìn)入輝銻礦礦物晶格的可能性較小，而是存在于晶格裂隙或包裹體中。因此，輝銻礦稀土元素配分能夠反映當(dāng)時的成礦流體特征。本次研究中5件輝銻礦物的稀土配分模式非常相似，表明該礦區(qū)成礦流體較穩(wěn)定，具有共同的來源和相似的成因機(jī)制。

稀土元素具有非常接近的地球化學(xué)行為，在地質(zhì)地球化學(xué)過程中常作為一個整體出現(xiàn)，故后期的變質(zhì)變形作用很難使巖(礦)石的稀土配分模式發(fā)生明顯改變。流體對巖石或礦石的淋濾雖然可以導(dǎo)致其稀土配分模式發(fā)生一定改變，但一般來說離子半徑較大的輕稀土元素相對重稀土而言，應(yīng)當(dāng)更容易被流體帶出巖石，使巖(礦)石的稀土配分模式向著LREE相對虧損的方向發(fā)展，而不可能出現(xiàn)輝銻礦礦物顯示的LREE富集特征。因此，輝銻礦礦物L(fēng)REE的分異不應(yīng)是后期地質(zhì)作用的結(jié)果，而是輝銻礦礦物沉淀時所繼承的成礦熱液稀土特征的反映，從而說明輝銻礦礦物的Eu異常應(yīng)不是流體對圍巖淋濾的結(jié)果。該特點與礦區(qū)整體圍巖蝕變較弱相佐證。

輝銻礦礦物微量元素蛛網(wǎng)圖和稀土配分模式與區(qū)內(nèi)出露的喜馬拉雅期蓮花山巖體稀土配分模式［6］相似(見圖6，圖7)，表明形成銻礦石的成礦流體與蓮花山成巖流體具有一定的成因聯(lián)系。但前人指出該礦床礦石的微量元素特征與基性火山巖相似，而與賦礦圍巖的微量元素特征相差較大，顯示該礦床金屬元素Sb主要來自成礦前形成的基性巖［2］。然而前人未給出具體的基性巖名稱、產(chǎn)出位置和微量元素數(shù)據(jù)等，因此該結(jié)論的可行性值得商榷。常開永［5］對礦體和圍巖的微量元素研究顯示礦體中Sr和Ba含量高，Sr/S比值為0.94，Cr/Ni比值0.29，這兩組比值均小于1，具備沉積的特征;此外，微量元素中成礦元素Cu、Pb、Zn、Sn等普遍含量較高，該特點與蓮花山二長斑巖和花崗斑巖相似(見圖6)，故此認(rèn)為該礦床具有沉積-改造的特點。對于該認(rèn)識，筆者有不同理解。首先，本次輝銻礦中Sr、Ba含量高，表明輝銻礦中Sr和Ba的含量應(yīng)是成礦流體自身的特征。蓮花山巖體中Ba和Sr含量分別高達(dá)1206×10－6～1611×10－6和1162×10－6～1253×10－6，這可以佐證成礦流體自身以富Sr、Ba為特征。其次，在熱液中Ba易富集于含F(xiàn)的溶液流體中。本礦床大量發(fā)育螢石，且螢石為主要的脈石礦物之一，說明成礦階段富含F(xiàn)，從而進(jìn)一步證實成礦流體自身富Ba?？偟膩碚f，成礦流體來自蓮花山巖體的可能性更大。

稀土配分模式中重稀土元素中具有顯著的Tb、Dy正異常。Tb與Dy是最易進(jìn)入螢石礦物的稀土元素［31］，因此輝銻礦的Tb與Dy正異?？赡芘c螢石的密切共生有關(guān)。該特征與國內(nèi)外其他與螢石共生的輝銻礦床具有異同點(見圖7)。貴州晴隆銻礦田中輝銻礦!REE為12.69×10－6～31.83×10－6，La含量遠(yuǎn)高于其他稀土元素，在Tb、Dy處出現(xiàn)明顯的正異常［32］，該特征與本礦床輝銻礦稀土元素特征相似。對比國內(nèi)其他輝銻礦床，脈石礦物不是螢石的，其稀土配分曲線模式又存在較大的差異，可見輝銻礦稀土元素特征變化相對較大，沒有較為固定的配分模式，但含有螢石的輝銻礦床具有中稀土富集的特征，進(jìn)一步表明成礦流體與氟關(guān)系密切。

稀土元素配分Eu異常模式可以用于成礦流體的研究。引起筆架山銻礦床輝銻礦礦物Eu正異常的原因可能有2種:①礦石沉淀時從成礦熱液中繼承了相對富Eu的特征即成礦流體本身富Eu;②礦石形成過程中由于Eh、pH等物化條件改變導(dǎo)致了Eu與相鄰稀土元素的分異。Eu主要以Eu2+形式存在于礦石中時，具有較大離子半徑和較小電荷數(shù)的Eu2+相對其他三價稀土顯然更容易被流體帶出礦石。因此礦石沉淀后的流體作用不會導(dǎo)致其明顯的Eu正異常出現(xiàn)，研究區(qū)輝銻礦礦物Eu正異常是礦石沉淀時所繼承的成礦熱液稀土特征的反映。對流體中正Eu異常形成機(jī)理目前存在分歧，有長石斑晶/流體離子交換反應(yīng)、流體遷移過程中顆?；驇r石對Eu2+離子相對弱的吸附、吸附與絡(luò)合的復(fù)合作用等多種解釋［16，19，33］。前人對比研究了LREE和Eu富集的酸性熱液流體稀土配分模式與長石斑晶中稀土配分模式，顯示出高度的一致性［34］。綜上，筆架山銻礦床礦石Eu富集與蓮花山巖漿關(guān)系密切。

Y和Ho具有相同的價態(tài)和離子半徑，它們常具有相同的地球化學(xué)性質(zhì)，且在許多地質(zhì)過程中其地球化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改變［35］，因此，Y/Ho比值可用于成礦流體的研究［20～21，36］。從圖8和表2可見，原生硫化物Y/Ho比值較小，隨著氧化程度增大和海拔增高，Y/Ho比值逐漸增大。如:處于背斜軸部的YJ-11-01樣品海拔最高，相對氧化程度最高，其輝銻礦礦物Y/Ho比值最大，接近現(xiàn)代海水的Y/Ho比值;而海拔最低的DGP-11-03樣品以硫化物為主，其Y/Ho比值最小;以氧硫混合為主的YJ-11-08樣品Y/Ho比值與蓮花山巖體Y/Ho比值接近，即輝銻礦礦物的Y/Ho比值顯示成礦流體可能是巖漿與大氣降水不同程度的混和。

3.3 同位素組成

輝銻礦硫同位素研究顯示明顯富輕硫(－20.33‰～5.58‰，平均－12.16‰)，具有生物硫特征［5］，這可能與成礦過程中流體受頂?shù)装鍑鷰r(黑色頁巖、泥巖)還原作用導(dǎo)致大量生物硫的加入有關(guān)。方鉛礦δ34S值為－2.79‰，顯示出幔源硫的特征，表明輝銻礦的S主要為生物來源硫與巖漿熱液來源硫的混合。

常開永［5］對礦區(qū)4件輝銻礦樣品的鉛同位素測試顯示206Pb/204Pb為18.21%～19.39%;207Pb/204Pb為15.57%～15.78%;208Pb/204Pb為38.25%～39.38%，顯示殼、幔源多源鉛的特征。

王勇［37］對礦區(qū)2件螢石樣品的氫、氧同位素測試顯示成礦流體的δD為－81‰～78‰; δ18O為25.3‰～32.3‰，在H-O關(guān)系投圖上，投點落在巖漿水下方靠近巖漿水的區(qū)域，顯示出成礦熱液來源于巖漿水和大氣降水的混合。

3.4 礦床成因

“三江”盆地容礦型賤金屬成礦帶內(nèi)Pb-Zn-Au-Sb-Hg等礦床發(fā)育，侯增謙［38］曾根據(jù)控礦樣式和礦化特征的不同將區(qū)域礦床總結(jié)為構(gòu)造穹窿-巖性圈閉式礦床、受控于沖起構(gòu)造式礦床、產(chǎn)于平移斷層內(nèi)的礦床和層間破碎帶控制式礦床等。而隨后對典型礦床解剖時，研究顯示產(chǎn)于沉積盆地內(nèi)的這些礦床與世界上經(jīng)典的MVT礦床有相似性［39～41］。綜合對比發(fā)現(xiàn)，筆架山銻礦床在成礦地質(zhì)背景上與帶內(nèi)其他賤金屬礦床相似，但礦床地球化學(xué)特征和礦床地質(zhì)特征上則顯示出獨特的控礦樣式和稀土元素特征。根據(jù)礦床地質(zhì)特征和輝銻礦礦物微量元素研究，筆架山銻礦床成礦過程大致推測如下:

晚古生代晚期，金沙江洋向西俯沖，而瀾滄江洋向東俯沖，形成了蘭坪弧后盆地，近北東向與近南北向的構(gòu)造擠壓應(yīng)力造就了盆地內(nèi)近南北向的紫金山復(fù)式背斜、光山梁子背斜等褶皺構(gòu)造，以及盆地內(nèi)的推覆構(gòu)造與北西、北東東向斷裂系統(tǒng)和公郎弧形構(gòu)造;同時使區(qū)內(nèi)地層形成一系列小斷塊，產(chǎn)生斷陷和隆起。

新生代以來，受印-亞大陸碰撞的影響，為調(diào)節(jié)印-亞大陸碰撞擠壓，三江地區(qū)在晚碰撞階段發(fā)生大規(guī)模走滑，導(dǎo)致早先形成的中軸斷裂活化，沿中軸斷裂帶發(fā)育喜馬拉雅期巖漿活動、慢流上涌等。

由于近東西向水平應(yīng)力作用，沿構(gòu)造弱化帶造就了上三疊統(tǒng)三合洞組灰?guī)r與挖魯巴組頁巖之間的層間滑動破碎帶，成為該區(qū)重要的控礦和容礦構(gòu)造。地層中的雨水沿斷裂和裂隙向深部下滲。在幔流上涌和巖漿熱動力驅(qū)動下，深部熱液與下滲地下水混合形成成礦熱液。三合洞組灰?guī)r屬性脆、易碎、化學(xué)性質(zhì)活潑，易于交代。當(dāng)含礦熱液沿導(dǎo)礦裂隙進(jìn)入三合洞組灰?guī)r與挖魯巴組泥頁巖間的層間破碎帶時，在褶皺造成的虛脫空間及次級背、向斜的轉(zhuǎn)折部位富集沉淀，頂板的泥頁巖不易滲透，起到遮擋作用，使含礦物質(zhì)不易溢出，而集中在灰?guī)r內(nèi)部進(jìn)行充分交代礦化，為銻礦形成創(chuàng)造了條件。發(fā)生在上三疊統(tǒng)三合洞組灰?guī)r與挖魯巴組泥巖之間的層間破碎帶及其兩側(cè)的巖石裂隙中的蝕變作用，決定著銻礦層的厚薄與大小。

礦化過程中，在構(gòu)造應(yīng)力的作用下，脆性灰?guī)r裂隙發(fā)育致使產(chǎn)于灰?guī)r內(nèi)的喀斯特溶洞聯(lián)通，成礦流體沿裂隙充填于自形程度較好的輝銻礦石。

成礦后，受到近東西向斷裂走滑剪切，除杜姑皮礦段外的其他礦體都處于最低侵蝕基準(zhǔn)面以上，導(dǎo)致礦石氧化，形成黃銻華、銻華、輝銻礦、銻赭石等。

4 結(jié)論

輝銻礦礦物微量元素特征顯示成礦流體以稀土元素含量較低、富Sr、Ba和F為特征。輝銻礦礦物微量元素蛛網(wǎng)圖和稀土配分模式與區(qū)內(nèi)出露的喜馬拉雅期蓮花山巖體稀土配分模式相似。

輝銻礦礦物稀土總量較低，輝銻礦輕稀土強(qiáng)烈富集、分餾程度高，Tb、Dy顯著的正異常，顯著的Eu正異常的配分模式;輝銻礦礦物稀土配分模與礦區(qū)外圍巖體稀土配分模式相似，表明成礦流體與蓮花山成巖流體具有一定的成因聯(lián)系。

輝銻礦礦物Y/Ho比值隨著海拔高度和氧化程度增加而增大，對比蓮花山巖體和現(xiàn)代降水的Y/Ho顯示，成礦流體為巖漿流體與大氣降水的混合。

礦床地質(zhì)特征、輝銻礦微量元素特征、前人物探、遙感及S、Pb同位素綜合研究表明筆架山銻礦床是一個受層間構(gòu)造破碎帶控制的位于巖漿遠(yuǎn)端的低溫?zé)嵋旱V床。

致謝實驗測試工作得到中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室蘇梨老師和張紅雨的大力支持和幫助，在此一并表達(dá)最誠摯的感謝!

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CHARACTERISTICSOF RARE EARTH AND TRACE ELEMENTSOF STIBNITE FROM THE BIJIASHAN ANTIMONY DEPOSIT，SOUTHWEST YUNNAN: IMPLICATIONS FOR ORE GENESIS

XIAO Chang-hao1，2，LIGong-jian1，LIU Huan3，LIANG Kun1

(1.Institute of Geomechanics，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100081，China; 2.State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources，China University of Geosciences，Beijing 100083，China; 3.Institute of Mineral Resources，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100037，China)

Taking the Bijiashan antimony deposit as the research object，we reveal the source and nature of ore-forming fluid using ICP-MS analysis of stibnite based on the fine dissection of ore deposits．The REE patterns of stibnite show enrichmentof LREE with the intense fractionation，with obvious Tb and Dy positive anomaly and Eu positive anomaly，which is similar with the REE patterns of the Himalayan alkali-rich porphyry．Furthermore，the characteristics of strongly Sr and Ba positive anomaly in the trace element of stibnite，is consistentwith that of the Himalayan alkalirich porphyry．The Y/Ho ratios of stibnite increase along with the increase of altitude and degree of oxidation．The Y/Ho ratios of stibnite with high degree of oxidation is similar with the Y/Ho ratios of sea water and the Y/Ho ratios of stibnite with low degree of oxidation is similar with the Y/Ho ratios of the Lianhuashan alkali-rich porphyry，which suggests that ore-forming fluidmay be from the mixture ofmagmas and atmospheric water and that is also supported by H-O isotope study．Isotope analysis reveals that Pb is from multiple sources and Sof stibnite is amixture of biological sulfur and magmatic sulfur．Results display that the deposit controlled by interformational fracture zone is an epithermal depositwhich formed in distal volcanic settings．

the Bijiashan antimony deposit;ore fabric;ICP-MS;ore genesis;epithermal deposit

P618.66

A

1006-6616(2016)02-0310-15

2015-12-16

地質(zhì)力學(xué)研究所基本科研業(yè)務(wù)費項目(DZLXJK201505);國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃(973)項目(2015CB452606，2009CB421008);國土資源部公益性行業(yè)科研專項(201411024-3)

肖昌浩(1986-)，男，博士，助理研究員，礦床學(xué)與礦床地球化學(xué)專業(yè)，主要從事礦床學(xué)與礦田構(gòu)造研究。E-mail:xiaochanghao1986@126.com