貴州錦屏地區(qū)金礦地球化學(xué)特征與成礦物源分析

牟 軍，覃永軍，王安華，羅香建，強希潤

(1.貴州省地質(zhì)調(diào)查院、貴州省地質(zhì)物探開發(fā)應(yīng)用工程技術(shù)研究中心、貴州省地質(zhì)調(diào)查院院士工作站，貴州 貴陽 550081；2.自然資源部基巖區(qū)礦產(chǎn)資源勘查工程技術(shù)創(chuàng)新中心，貴州 貴陽 550081；3.貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，貴州 貴陽 550003)

1 地質(zhì)背景

貴州錦屏地區(qū)位于揚子陸塊東南緣、江南造山帶西南段(圖1)。出露地層主要為新元古代下江群再瓦組(Pt31dz)、清水江組(Pt31dq)、平略組(Pt31dp)和隆里組(Pt31dl)，南華系下統(tǒng)長安組(Pt32aca)，石炭系上統(tǒng)黃龍組(C2h)和二疊系陽新統(tǒng)棲霞組(P2q)(圖2)。金礦床含金建造為新元古代下江群陸源碎屑濁積巖與火山巖組成的淺變質(zhì)巖系(陶平等，2005；王尚彥等，2006)，賦礦地層為再瓦組板巖夾少量變余砂巖及變余凝灰?guī)r，清水江組變余凝灰?guī)r、變余沉凝灰?guī)r、變余砂巖和板巖，平略組絹云母板巖、粉砂質(zhì)板巖及變余粉砂巖，隆里組變余砂巖、變余粉砂巖、板巖夾細(xì)砂巖等。

圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造位置圖(代傳固等，2013)

①宗-松桃-慈利-九江斷裂帶；②羅城-龍勝-桃江-景德鎮(zhèn)斷裂帶；③北海-萍鄉(xiāng)-紹興斷裂帶；④紅河斷裂帶；⑤哀牢山斷裂帶；⑥小江斷裂帶

圖2 研究區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)簡圖(貴州1∶5萬錦屏片區(qū)4幅區(qū)調(diào)報告，2015改)

Fig.2 Geological mineral sketch of the study area

1—再瓦組；2—清水江組；3—平略組；4—隆里組；5—長安組；6—黃龍組；7—棲霞組；8—第四系；9—地層界線；10—斷層；11—剖面位置及編號；12—小型金礦床；13—金礦點；14—金礦化點；15—鉛鋅礦化點；16—鉛鋅銅礦化點

圖3 錦隆金礦礦體特征(從左至右分別為8號、9號、10號礦體)

Fig.3 Orebody characteristics of Jinglong gold deposit

2 數(shù)據(jù)來源

本文樣品數(shù)據(jù)來自錦屏—同古地區(qū)四條實測地層剖面(PM001、PM002、PM005、PM017)及錦隆金礦床8號、9號、10號礦體。剖面上分不同巖性段采集薄片樣和化學(xué)分析樣，涉及地層由老至新分別為再瓦組6件、清水江組37件、平略組17件、隆里組13件，共73件，基本涉及了研究區(qū)下江群含礦地層，所有薄片樣均由貴州省地質(zhì)調(diào)查院巖礦測試中心完成鑒定，樣品巖性主要為板巖、粉砂質(zhì)板巖、變余粉砂巖、變余細(xì)砂巖、沉凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)粉砂巖等。礦體采樣則依據(jù)不同礦化蝕變程度分別采集了含金石英脈、近礦頂板圍巖、近礦底板圍巖、遠(yuǎn)礦圍巖等不同部位，共計26件，其中一般化學(xué)分析樣11件，硫化物的硫同位素測試樣15件。硫化物單礦物挑選由河北廊坊誠信地質(zhì)服務(wù)公司完成，硫化物的硫同位素測試由中科院地球化學(xué)研究所環(huán)境地球化學(xué)國家重點實驗室運用連續(xù)流同位素質(zhì)譜儀(CF-IRMS)：Multiflow-IsoPrime(英國GVInstruments)完成測試。其余樣品的化學(xué)測試在貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)中心實驗室國土資源部貴陽礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心完成，采用WFJ-7200 分光光度計S-09測試微量元素含量，誤差在5%左右，測試分析數(shù)據(jù)可靠。

3 地層巖石地球化學(xué)特征

3.1 Au及其共伴生元素富集對地層的選擇性分析

錦屏—同古地區(qū)四條實測地層剖面(PM001、PM002、PM005、PM017)不同層位進(jìn)行了薄片樣、化學(xué)樣的系統(tǒng)采集，分析了Au及其共伴生元素，測試結(jié)果如表1。

表1 下江群不同地層中Au及其共伴生元素測試結(jié)果表

續(xù)表1

地層巖 性(薄片定名簡稱)AuAsSbHgPbZnAgCdCu平略組(Pt31dp)粉砂質(zhì)板巖1.0004.7000.4200.0120.0010.0140.0290.1500.003變余粉砂巖1.80012.8000.3100.0120.0010.0090.0990.1600.002粉砂質(zhì)板巖2.3003.0900.2300.0120.0010.0170.0380.1800.003變余粉砂巖2.3005.0800.3000.0120.0020.0080.0570.1700.002粉砂質(zhì)板巖2.5005.6900.6000.0150.0010.0110.0680.1800.002粉砂質(zhì)板巖0.90035.1005.4500.0210.0030.0130.0430.1700.003粉砂質(zhì)板巖1.90011.3002.2100.0210.0030.0260.0520.1700.003平均值1.470610.36651.08350.01380.00170.01620.05600.17120.0027清水江組(Pt31dq)變余細(xì)砂巖1.1005.6000.9200.0150.0010.0070.089<0.100.001變余細(xì)砂巖2.1006.3101.7900.0330.0010.0110.104<0.100.002變余粉砂巖2.1003.6900.5300.0300.0020.0120.1050.1100.002沉凝灰?guī)r2.60012.2000.9200.0210.0020.0060.073<0.100.001凝灰質(zhì)粉砂巖4.10023.6000.6800.0360.0020.0090.0960.1000.001凝灰質(zhì)粉砂巖2.4008.0800.7400.0180.0010.0080.086<0.100.001沉凝灰?guī)r1.4003.0000.4300.0150.0030.0090.047<0.100.001變余粉砂巖2.7003.8900.2900.0150.0010.0090.032<0.100.001粉砂質(zhì)板巖0.4001.3400.2900.006<0.0010.0060.028<0.100.001變余粉砂巖2.3003.7800.3600.0180.0010.0180.0710.1300.001粉砂質(zhì)板巖1.8005.4704.0300.018<0.0010.0110.039<0.100.001變余細(xì)砂巖1.1002.9400.6000.0120.0010.0050.027<0.100.001沉凝灰?guī)r2.8007.5500.5500.0180.0020.0080.0890.1100.001沉凝灰?guī)r1.10011.2001.1400.0180.0020.0200.121<0.100.001變余粉砂巖0.6004.8600.3700.0120.0050.0200.0490.1100.002沉凝灰?guī)r1.1001.9100.5600.0090.0030.0050.055<0.100.001板巖0.6001.2200.3500.0120.0010.0210.0340.1200.001變余粉砂巖1.3001.2200.3800.0120.0020.0120.0650.1500.001變余粉砂巖0.7003.8600.4000.0180.0010.0210.0550.1700.001凝灰質(zhì)粉砂巖2.70012.7001.3000.0300.0030.0180.1100.1700.001變余粉砂巖1.4003.0800.2600.0120.0020.0350.0670.110<0.001沉凝灰?guī)r0.8008.2400.4100.0270.0030.0280.085<0.100.002變余粉砂巖1.6005.0200.5900.0120.0010.0280.0650.1300.002沉凝灰?guī)r2.4004.5500.5900.0180.0020.0090.079<0.100.001沉凝灰?guī)r1.4006.2800.6200.0240.0020.0150.1480.1000.002變余細(xì)砂巖3.0005.6000.6100.0120.0010.0170.0690.1500.001變余細(xì)砂巖1.4003.7700.4700.0300.0010.0100.037<0.100.002板巖0.8008.3304.5000.0120.0010.0110.0360.1700.001板巖0.9004.4602.3400.012<0.0010.0120.0770.1900.002變余含礫質(zhì)砂巖2.2005.4208.1700.0360.0040.0150.1030.1000.007變余含礫質(zhì)砂巖1.0004.6500.5800.0180.0020.0130.028<0.100.001變余含礫質(zhì)砂巖2.1003.7800.5500.0210.0020.0100.1040.1300.001變余粉砂巖0.7002.8102.3000.0860.0020.0090.0950.1400.001凝灰質(zhì)粉砂巖2.0008.1601.5600.0650.0240.0300.3110.1600.002變余細(xì)砂巖1.7000.8100.5800.021<0.0010.0080.125<0.100.001變余粉砂巖0.6001.9500.4400.0150.0020.0170.096<0.100.001變余細(xì)砂巖1.6001.2100.6000.0120.0010.0040.081<0.100.001平均值1.63785.47411.12970.02160.00250.01370.08060.13420.0014

續(xù)表1

地層巖 性(薄片定名簡稱)AuAsSbHgPbZnAgCdCu再瓦組(Pt31dz)板巖0.9008.8703.8300.0360.0010.0120.0570.1400.002粉砂質(zhì)板巖2.00013.5001.8800.0300.0020.0140.0590.1400.003板巖1.20014.9000.8200.0240.0020.0080.0930.1700.001板巖2.00017.3001.5000.012<0.0010.0160.0440.1400.002粉砂質(zhì)板巖0.90014.4001.0000.0120.0010.0110.082<0.100.002粉砂質(zhì)板巖5.20026.4000.7000.0240.0020.0070.098<0.100.001平均值2.033315.89501.62170.02300.00160.01130.07220.14750.0018上地殼(Taylor,1985)1.81.50.20.01230.00200.00710.050.0980.0025

測試單位：貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)中心實驗室，國土資源部貴陽礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心；(單位：Au×10-9，Pb、Zn、Cu×10-2，其他×10-6)

圖4 下江群不同地層Au及其共伴生元素富集系數(shù)蜘蛛網(wǎng)圖

由表1和圖4可看出：再瓦組地層Au富集系數(shù)略大于1，為弱富集；清水江組、平略組、隆里組富集系數(shù)均小于1，為弱虧損；As、Sb富集系數(shù)均大于3，為強富集；Hg、Zn、Ag、Cd富集系數(shù)一般大于1小于2，為弱—中等富集；Pb、Cu較接近上地殼元素豐度。下江群不同地層Au及其共伴生元素系數(shù)蜘蛛網(wǎng)圖具有相似的特征，即As、Sb具異常峰值，為強富集元素；而Au、Hg、Pb、Zn、Ag、Cd、Cu均在接近于1的水平線附近，未出現(xiàn)明顯的富集與虧損，表明Au及其共伴生元素在本區(qū)地層中的富集并無明顯的選擇性。

3.2 Au及其共伴生元素的富集對巖性的選擇性分析

本次將研究區(qū)下江群各地層中主要巖性進(jìn)行大致分類，可分為板巖、粉砂質(zhì)板巖、變余粉砂巖、變余細(xì)砂巖、變余含礫質(zhì)砂巖、變余沉凝灰?guī)r及變余凝灰質(zhì)粉砂巖，對不同巖性Au及其共伴生元素含量進(jìn)行統(tǒng)計，結(jié)果顯示：從粒度的變化上看，Au元素含量從變余含礫質(zhì)砂巖—板巖，隨巖石粒度的減小，Au含量略顯減小，但含量變化僅有微小差別，且變余粉砂巖又比粉砂質(zhì)板巖含量低；其他共伴生元素(Pb、Ag、Cu、Zn等)隨粒度變化并無明顯規(guī)律性；從巖石中是否含凝灰質(zhì)來看，含凝灰質(zhì)巖石的Au含量比不含凝灰質(zhì)巖石稍高，但沉凝灰?guī)r又比凝灰質(zhì)粉砂巖低。其余共伴生元素相差不大，不具明顯規(guī)律。

由表2和圖5可看出，在不同巖性中As、Sb富集系數(shù)均大于2.5，個別可達(dá)12.3，為強富集元素；除在凝灰質(zhì)粉砂巖中Hg、Pb、Ag為強富集外，其余巖性均為弱富集。Au、Zn、Cd、Cu在各類型巖石中的富集系數(shù)均分布在1附近，接近于地殼元素豐度。即Au及其共伴生元素的富集對巖性并無明顯的選擇性。

綜合前述認(rèn)為：研究區(qū)Au及其共伴生元素的富集對地層、巖性并無明顯的選擇性。凝灰質(zhì)巖類中Au含量比其它類型巖石中稍高，但異常不明顯。黔東地區(qū)凝灰質(zhì)巖類主要產(chǎn)于下江群中上部的清水江組地層中，而金礦的產(chǎn)出層位基本含蓋了整個下江群地層，結(jié)合前述測試數(shù)據(jù)來看，并不能說明凝灰質(zhì)巖類為金礦的形成提供了物質(zhì)來源。

4 礦床地球化學(xué)特征

表2 下江群不同巖性Au及其共伴生元素平均含量統(tǒng)計表

(單位：Au×10-9，Pb、Zn、Cu×10-2，其他×10-6)

圖5 下江群不同巖性Au及其共伴生元素富集系數(shù)蜘蛛網(wǎng)圖

4.1 礦體和圍巖中的微量元素

微量元素分布特征列于表3，相應(yīng)的上地殼(Taylor，1985)微量元素標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖見圖6。元素含量和富集程度可見，Au、As、Sb、Hg、Pb、Zn等親硫(親銅)元素，在礦石中的含量高于圍巖，具有不同程度的富集；而Be，Li，Nb，Sc，Ga等元素在礦石中的含量低于圍巖。成礦元素在圍巖中含量高者(與上地殼克拉克值比較)，在礦石中的富集程度較高。

表3 錦隆金礦8號礦體礦石與圍巖微量元素分析結(jié)果表

單位均為10-6

圖6 錦隆金礦地層、圍巖及礦石微量元素比值蜘蛛網(wǎng)圖

從圖6中可以看出，近礦圍巖微量元素與地層再瓦組微量元素的上地殼標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖曲線相似，近礦圍巖與地層相比Au、As、Sb等元素相對富集，其他元素與地層中含量相當(dāng)或虧損。而石英脈中除了Au、As、Sb、Hg、Pb、Zn、Cd、Mo元素高于圍巖外，其它元素含量均低于或接近于圍巖。在標(biāo)準(zhǔn)化曲線上表現(xiàn)為，石英脈中Au、As、Sb等主成礦元素常形成峰值，其它元素峰值不明顯或位于圍巖曲線之下，雖然石英脈中Be、Li、Nb、Sc、Ga等元素含量低，但是其曲線變化趨勢與圍巖基本相似，也就是說在成礦過程中Au、As、Sb等主成礦元素富集的同時部分微量元素相對減少。

4.2 礦石中的硫化物硫同位素

表4 錦屏錦隆金礦床9號和10號礦體中硫化物的硫同位素特征

備注：測試時間201404；“9-x”采集于9號礦樣品；“10-x”采集于10號礦體；縱向上10號位于9號之下；“0.936(n)”中的n為樣品個數(shù)。

5 成礦物質(zhì)來源分析

關(guān)于黔東南地區(qū)金礦成礦物質(zhì)來源的觀點較多，目前主要有3種認(rèn)識(王尚彥等，2006；盧煥章等，2006)：一是認(rèn)為金礦物質(zhì)來源于賦礦地層；二是認(rèn)為金礦物質(zhì)來源于深部的隱伏巖體；三是認(rèn)為金礦物質(zhì)來源是多源的，既有來自圍巖的，也有來自深部的。其中以前兩種觀點為主。本文在仔細(xì)的野外觀察和巖礦測試的基礎(chǔ)上分析討論如下：

(3)諸多學(xué)者研究表明，研究區(qū)石英脈型金礦中石英的形成至少有兩期，王尚彥等(2006)將其分為：早世代無礦石英、主成礦期與金礦有關(guān)的石英和晚世代無礦石英。早世代無礦石英，構(gòu)成含金石英脈的主體，常呈白色塊狀、粒徑粗大，半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)，有少量粗大黃鐵礦或毒砂共生，脈體大多順層產(chǎn)出，含金差。主成礦期與金礦有關(guān)的石英，產(chǎn)于早世代石英脈體的兩側(cè)或呈細(xì)脈狀充填其中，或以膠結(jié)物形式膠結(jié)早世代石英，有的則以細(xì)脈或網(wǎng)脈充填于早世代石英上下盤圍巖的節(jié)理裂隙中，以淺灰色、煙灰色它形細(xì)粒為主。晚世代無礦石英，熱液期末階段產(chǎn)物，形成細(xì)脈、網(wǎng)脈，常與方解石共生，顆粒較粗大，以切層不規(guī)則狀產(chǎn)出，含金不好。

圖7 順層產(chǎn)出中伴切層產(chǎn)出的石英脈

圖8 切層產(chǎn)出的石英脈

6 結(jié)論