黔西北五里坪鉛鋅多金屬礦稀土元素特征及示蹤意義

呂紹玉 王均 陳星

摘要：五里坪鉛鋅多金屬礦床位于黔西北埡都—蟒硐斷裂構(gòu)造成礦亞帶，前期工作證實(shí)該礦找礦潛力較大，但該礦在礦床地球化學(xué)和成礦物質(zhì)來源等方面的研究還較少。本文研究了五里坪礦床的稀土元素地球化學(xué)特征，在對(duì)稀土元素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)了稀土元素所體現(xiàn)出的成礦示蹤意義。研究表明，輝綠巖與成礦物質(zhì)來源關(guān)系不大，可能存在多來源成礦物質(zhì)。

關(guān)鍵詞：黔西北五里坪；鉛鋅多金屬礦；稀土元素

1.引言

黔西北地區(qū)有著悠久的鉛鋅多金屬礦開采歷史，是貴州省乃至全國(guó)重要的鉛鋅多金屬成礦區(qū)域。該地區(qū)分布著豬拱塘、天橋、筲箕灣等眾多超大型、大、中型鉛鋅多金屬礦床[1、2]。目前該地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的鉛鋅多金屬礦床（點(diǎn)）已多達(dá)一百余處[3、4]。近年來，隨著黔西北地區(qū)找礦工作的不斷推進(jìn)，該地區(qū)在除了鉛鋅以外的其他金屬找礦方面也取得了一定突破，在銅礦、鉬礦、以及稀散金屬等方面[5-8]，表現(xiàn)出較好的找礦前景。

五里坪礦床是黔西北地區(qū)80年代發(fā)現(xiàn)的鉛鋅鉬多金屬礦床，隨后的勘查與科研工作證實(shí)該礦深部成礦潛力較大，近年來筆者所在單位對(duì)該礦開展了較多工作，已基本查明了該礦床礦體特征、礦床成因、控礦因素、找礦標(biāo)志等，取得了對(duì)該礦床較為全面的認(rèn)識(shí)。

本文探討了五里坪礦床的稀土元素地球化學(xué)特征，在此基礎(chǔ)上對(duì)稀土元素?cái)?shù)據(jù)所反映出的地質(zhì)和成礦信息進(jìn)行探討，對(duì)礦床的成礦物質(zhì)來源進(jìn)行一個(gè)初步的研究。

2.研究區(qū)地質(zhì)概況

五里坪鉛鋅多金屬礦床發(fā)現(xiàn)于上世紀(jì)80年代，是一種新型的鉬（鉛鋅）多金屬礦床。下面從礦體特征等幾個(gè)方面來介紹五里坪礦床的地質(zhì)和成礦特征。

（1）礦體宏觀特征

鉛鋅（鉬）礦體主要產(chǎn)于北西向F3、F18主干斷層破碎帶及其所引起的次級(jí)構(gòu)造中，尤其產(chǎn)于舊司組（C1j）或上司組（C1s）的炭質(zhì)粘土巖或粘土巖與上覆擺佐組（C1b）的白云巖或白云質(zhì)灰?guī)r所形成的層間破碎帶和層間軟弱帶中。

（2）礦化蝕變特征

圍巖蝕變主要有硅化、白云巖化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、方鉛礦化、重晶石化、方解石化等。其中，黃鐵礦、石英與鉬礦、鉛鋅礦的關(guān)系較為密切。礦石常見它形一半自形一自形粒狀結(jié)構(gòu)、碎屑狀結(jié)構(gòu)、壓碎角礫狀結(jié)構(gòu)等，以角礫狀構(gòu)造、浸點(diǎn)狀構(gòu)造、似層狀構(gòu)造為主。

（3）礦石礦物成分及特征

礦石礦物主要為鉬鉛礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等。其中鉬鉛礦粒度0.1mm～0.3mm，有兩種存在形式：①灰白色透明半透明碎屑狀或四方板狀不完整晶形，玻璃光澤至金剛光澤，粉末呈白色，斷口油脂光澤，硬度2.5；②以方鉛礦、白鉛礦為假象呈不規(guī)則粒狀，半金屬光澤，硬度2.5～3。上述兩種存在形式為罕見的鉬鉛礦形式，在該區(qū)為首次發(fā)現(xiàn)。

（4）礦床成因

根據(jù)礦區(qū)內(nèi)礦層特征、礦物組分、礦石組構(gòu)及礦物共生組合、鉬鉛鋅的賦存狀態(tài)研究，初步認(rèn)為該鉬（鉛鋅）礦床屬熱液型多金屬礦床。

2.2采樣及測(cè)試分析

本文主要研究了10個(gè)來自于五里坪礦床不同位置的樣品，包括圍巖和礦石，除了兩個(gè)輝綠巖樣品（4200H4、WTC8H8）之外，其余樣品均存在鉬、鉛、鋅、銀礦化，斷層角礫巖樣品主要成分為沉積巖，都受構(gòu)造熱液影響，其中一件（43-106H11）可能含輝綠巖角礫。樣品主要取自鉆孔以及探槽，詳細(xì)描述見表1。

樣品在澳實(shí)礦物實(shí)驗(yàn)室采用M61-MS81電感耦合等離子體質(zhì)譜稀土微量元素分析進(jìn)行檢測(cè)，制樣方法是樣品破碎后縮分出300g研磨至75μm（200目）。

3.稀土元素地球化學(xué)特征

10個(gè)樣品的稀土元素總量（31.6～264.23，均值103.5）大致可分為兩個(gè)區(qū)間：ΣREE較高的輝綠巖和較低的其他樣品。其中兩個(gè)輝綠巖樣品（4200H4、WTC8H8）稀土總量最高，其次為43-106H11（灰、深灰、藍(lán)灰色斷層角礫巖樣品）。而兩個(gè)角礫狀硅化粘土化褐鐵礦樣品（42-103H27、42-103H28）則比其他樣品稀土總量更低。

從輕重稀土比例來看，LREE/HREE值在2.72～15.25，均值9.4，表明這些樣品輕、重稀土顯著分餾，為輕稀土元素富集型。兩個(gè)黑色泥巖（WBTH5、WBTH7）LREE/HREE最大，兩個(gè)輝綠巖樣品LREE/HREE值最小。（La/Yb）N值（4.03～ 15.88，平均值10.18）也表明這一點(diǎn)。（La/Sm）N值介于1.78～ 5.14，平均值3.61，深灰色斷層角礫巖樣品（4407H7）和兩個(gè)黑色泥巖（WBTH5、WBTH7）的（La/Sm）N值較大。兩個(gè)黃褐色角礫狀硅化粘土化褐鐵礦樣品（42-103H27、42-103H28）的（La/Sm）N值最低。（Gd/Yb）N值1.35～3.02，平均值2.01?？傮w來看，（La/Sm）N和（Gd/Yb）N小于（La/Yb）N，表明樣品的輕、重稀土之間的分餾程度大于輕稀土和重稀土各自內(nèi)部的分餾程度。

所有δEu值均小于1（0.04～0.95，均值0.49），且差異較大，說明樣品都為Eu負(fù)異常。其中兩個(gè)輝綠巖樣品的Eu負(fù)異常程度最小，接近于1；其次為兩個(gè)黃褐色角礫狀硅化粘土化褐鐵礦樣品；兩個(gè)黑色泥巖樣品（WBTH5、WBTH7）和深灰色、黑色斷層角礫巖（4404H19）樣品的Eu負(fù)異常程度最大；其他樣品Eu負(fù)異常差別不大，負(fù)異常明顯。δCe（0.86～1.05，平均值0.99）值都接近于1。樣品42-103H27、42-103H28、4404H19的δCe小于1，呈現(xiàn)負(fù)異常。其中兩個(gè)黃褐色角礫狀硅化粘土化褐鐵礦樣品（42-103H27、42-103H28）的δCe最小。

從稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖（圖2）來看，所有樣品都為右傾型。兩個(gè)輝綠巖的曲線與其他的樣品差別較大，說明礦化與輝綠巖關(guān)系不大。其次，兩個(gè)黃褐色角礫狀硅化粘土化褐鐵礦樣品的曲線也與其他樣品差別較大，更加平緩，輕稀土一側(cè)相對(duì)更平緩。其余樣品曲線形態(tài)相似，只是兩個(gè)黑色泥巖樣品（WBTH5、WBTH7）和深灰色、黑色斷層角礫巖（4404H19）樣品在Eu處的“谷”更深。

稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖中的10個(gè)樣品，從形態(tài)上來看總的可分為兩大類，三小類。輝綠巖是一大類，其余樣品為另一大類。除了輝綠巖之外的其他樣品可分為兩小類，兩個(gè)黃褐色角礫狀硅化粘土化褐鐵礦樣品的稀土元素曲線與其余樣品曲線大致相似，但在輕稀土一側(cè)更低更平緩，Ce負(fù)異常更明顯，單獨(dú)為一小類，其余樣品為一小類。樣品43-106H11為斷層角礫巖，成分較雜，含有輝綠巖角礫及由輝綠巖蝕變而來的淺灰白色粘土，這導(dǎo)致了其稀土元素曲線與輝綠巖樣品更加接近。

根據(jù)以上稀土元素地球化學(xué)特征推測(cè)，輝綠巖與其他樣品之間沒有成礦流體及物質(zhì)來源上的關(guān)系；而礦化樣品的成礦物質(zhì)來源，不是單一的，可能存在著多個(gè)物質(zhì)來源。這與五里坪礦床附近區(qū)域上的其他鉛鋅多金屬礦床研究結(jié)果是一致的[14]。

4.結(jié)論

（1）稀土元素?cái)?shù)據(jù)集相關(guān)比值顯示：本文所有樣品均為輕稀土富集型。輕重稀土分餾明顯。除了輝綠巖之外，其他元素均存在明顯的Eu負(fù)異常，各個(gè)樣品Ce異常不明顯，δCe接近于1。

（2）五里坪礦床稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖顯示：所有樣品曲線都為右傾型，其中輝綠巖和黃褐色角礫狀硅化粘土化褐鐵礦的稀土曲線與其他樣品區(qū)別較大。

（3）五里坪礦床稀土元素地球化學(xué)特征表明，該礦床成礦物質(zhì)來源與輝綠巖關(guān)系不大。成礦物質(zhì)可能是多來源的。

（4）僅僅通過REE所能獲取的成礦信息有限，要想對(duì)成礦流體及物質(zhì)來源有更加準(zhǔn)確的研究，還需要在后續(xù)工作中結(jié)合同位素示蹤等方法，綜合探討。

參考文獻(xiàn)：

[1]金中國(guó).黔西北地區(qū)鉛鋅礦控礦因素，成礦規(guī)律與找礦預(yù)測(cè)研究[D].中南大學(xué)，2006.

[2]何良倫，趙鋒，柏光輝，等；貴州省豬拱塘超大型鉛鋅礦床的發(fā)現(xiàn)及其找礦意義[J].中國(guó)地質(zhì)調(diào)查， 2019， 006（003）： 29-36.

[3]金中國(guó)，張倫尉，葉靜等；黔西北地區(qū)鉛鋅礦床成礦物質(zhì)來源探討[J].地質(zhì)與勘探， 2007， 043（006）： 32-35.

[4]張海，孟昌忠，齊有強(qiáng)，等；黔西北云爐河壩鉛鋅礦集區(qū)成礦物質(zhì)來源—S、Pb同位素制約[J].礦物學(xué)報(bào)， 2016， 36（02）： 271-276.

[5]廖震文，胡光道等；一種非傳統(tǒng)銅礦資源——黔西北地區(qū)峨眉山玄武巖銅礦地質(zhì)特征及成因探討[J].地質(zhì)科技情報(bào)， 2006， 025（005）： 47-51.

[6]鄧克勇，張正榮，金翔霖等；貴州省赫章縣五里坪鉬（鉛鋅）礦地質(zhì)特征及成因淺析[J].貴州地質(zhì)， 2007， 24（3）： 179-184.

[7]李坤，劉波，盧貿(mào)達(dá)等；貴州納雍地區(qū)牛蹄塘組鉬鎳多金屬礦床地質(zhì)特征及找礦前景[J].中國(guó)鉬業(yè)， 2018， 042（004）： 24-30.

[8]陶琰，胡瑞忠，唐永永，等；西南地區(qū)稀散元素伴生成礦的主要類型及伴生富集規(guī)律[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)， 2019， 93（06）： 26-46.

[9]王中剛，于學(xué)元等；稀土元素地球化學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社， 1989.

[10]韓吟文，馬振東，張宏飛，等；地球化學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社， 2003.

[11]周家喜，黃智龍，周國(guó)富，等；黔西北赫章天橋鉛鋅礦床成礦物質(zhì)來源： S、Pb同位素和REE制約[J].地質(zhì)論評(píng)， 2010， 56（4）： 513-524.

[12]Zhou J ， Huang Z， Zhou G， et al. Trace elements and rare earth elements of sulfide minerals in the Tianqiao Pb- Zn ore deposit， Guizhou Province， China [J]. Acta Geologica Sinica， 2011， 85（1）： 189-199.

[13]周家喜，黃智龍，周國(guó)富，等；貴州天橋鉛鋅礦床分散元素賦存狀態(tài)及規(guī)律[J].礦物學(xué)報(bào)， 2009， 29（4）： 471-480.

[14]周家喜，黃智龍，周國(guó)富，等；黔西北天橋鉛鋅礦床熱液方解石C、O同位素和REE地球化學(xué)[J].大地構(gòu)造與成礦學(xué)， 2012， 36（1）.

[15]黃慶，王均，宋振濤，焦智偉，周麗芳.貴州省五里平鉬多金屬礦床地質(zhì)特征及找礦前景[J].世界有色金屬， 2019（16）： 82-84.

[16]Boynton W V Boynton W V. Cosmochemistry of the Rare Earth Elements： Meteorite Studies[M]// Rare Earth Element Geochemistry. Amsterdam ： Elevier， 1984： 63-114.