滇東南金、銻礦中方解石REE標型特征及指示意義

劉 勇 ，李小寬，楊飛祥，李云山，李瑞愷，楊昌畢

(云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)大隊 云南 文山 663099)

滇東南地區(qū)位于云南省東南部，礦產(chǎn)資源豐富，以有色金屬稀散金屬聚積著稱，是我國重要的卡林型金礦、低溫熱液型銻礦等重要資源生產(chǎn)基地。也是目前世界上公認的2個大面積低溫成礦域之一。區(qū)內(nèi)類卡林型金礦賦礦層位從寒武系-白堊系均有產(chǎn)出，但重要礦床多產(chǎn)于三疊系，如水銀洞、爛泥溝等大型金礦礦床均產(chǎn)于三疊系一套海相沉積碳酸鹽-碎屑巖建造，碳酸鹽巖與碎屑巖接觸部位是礦化最有利的部位。金屬礦物組合主要為自然金、黃鐵礦、毒砂、輝銻礦、雄黃(雌黃)、辰砂等；非金屬礦物有石英、碳酸鹽、重晶石、螢石、粘土礦物等。銻礦賦礦層位除侏羅系外，中元古界-白堊系均有銻礦產(chǎn)出，但重要礦床大多產(chǎn)于前寒武系和泥盆系中，賦礦圍巖主要為碳酸鹽巖，次為淺變質(zhì)碎屑巖。區(qū)內(nèi)各個地質(zhì)時期均有巖漿活動，但巖漿活動強度相對較弱，主要表現(xiàn)為火山活動，大規(guī)模的巖漿侵入活動則不發(fā)育。礦石的礦物共生組合簡單，金屬礦物為輝銻礦，脈石礦物主要為方解石和石英。礦石類型主要為石英-輝銻礦型和方解石-輝銻礦型2種。

礦物蘊藏著大量的成因信息和找礦信息，特別是礦物標型特征“十分敏感”，礦物形成條件的細微變化均能反映，礦物主微量元素的變化會導致礦物結(jié)構(gòu)的變化，產(chǎn)生晶體形變，也導致礦物顏色、形態(tài)、熱發(fā)光等物性標型特征差異。近年研究發(fā)現(xiàn)，銻、金礦床中主要脈石礦物方解石普遍顯示中、重稀土元素富集特征，如湖南錫礦山，貴州巴年、獨山銻礦床等類卡林型金礦床。因此可以利用方解石地球化學特征和物性標型特征開展金、銻找礦。

1 地質(zhì)背景

滇東南地區(qū)處于特提斯構(gòu)造域與濱太平洋構(gòu)造域交匯地帶，大地構(gòu)造屬于上揚子陸塊區(qū)上揚子古陸南緣，南盤江-右江前陸盆地，富寧-那坡被動邊緣盆地、都龍變質(zhì)基底雜巖等三個構(gòu)造單元(圖1)。金銻成礦集中分布于金沙江-紅河哀牢山造山帶和上揚子陸塊區(qū)華南成礦省右江盆地封閉逆沖推覆的前鋒帶或印支造山帶。云南省60%以上巖金礦床集中產(chǎn)于此區(qū)域，約25%類卡林型金礦床集中分布于上揚子陸塊右江盆地。區(qū)內(nèi)自元古宇至新生界均有出露，地質(zhì)構(gòu)造復雜，巖漿巖發(fā)育。礦床分布具有由巖體中心向外，由南向北呈高溫向低溫礦床逐漸過渡的區(qū)域成礦規(guī)律。

圖1 區(qū)域大地構(gòu)造劃分及地質(zhì)簡圖Fig 1.Tectonic Division and Geological Sketch Map

2 滇東南金、銻礦分布特征

滇東南地區(qū)金礦床成礦時代集中于燕山期，成因類型為與巖漿作用有關的成礦系列、斷裂破碎帶熱液成礦系列、卡林型(微細粒浸染型)3大類型6種亞類型?？中褪堑釚|南重要的金礦類型，以廣南老寨灣金礦、堂上金礦等最具代表。金、銻礦主要分布于巖體低溫成礦帶的不整合面、巖性硅鈣面、層間破碎帶及次級斷裂構(gòu)造帶等有利成礦部位(圖2)。地殼拗陷區(qū)以沉積錳、鋁礦產(chǎn)為主，隆升區(qū)以花崗質(zhì)巖漿有關的鎢、錫、鉛、鋅、銅、銦等礦產(chǎn)，邊緣區(qū)形成淺成低溫金、銻等礦產(chǎn)。環(huán)繞都龍復式花崗巖基、薄竹山巖基、個舊巖基為中心呈環(huán)帶狀高度集中分布鎢、錫、鋅、銦等礦產(chǎn)，向四周具明顯的高-中-低溫成礦分帶性。

圖2 方解石采樣位置及金銻礦分布圖Fig 2.Calcite Sampling Site and Au，Sb Deposit Distribution Map

3 滇東南金、銻礦中的方解石REE標型特征

3.1 樣品采集及分析測試

本次方解石樣品共采集40件，主要涉及文山地區(qū)八個區(qū)域，采樣位置及樣品特征見表1、圖2。方解石稀土元素分析測試由國家地質(zhì)實驗測試中心完成。具體操作流程為：準確稱取25mg約100目方解石樣品于Teflon六角瓶中，并分別加入0.5mL 10 mol/L HCl和1.5 mL 15 mol/LHNO3，將蓋子擰緊放入烘箱，在120℃條件下加熱12h，然后轉(zhuǎn)移、定容至25 mL比色管中，采用X-Seris ICP-MS 進行測定。

表1 方解石采樣位置及樣品特征Tab 1.Calcite Sampling Site and Sample Characteristics

續(xù)上表

3.2 方解石REE標型特征

滇東南地區(qū)金、銻礦中方解石是最主要的脈石礦物之一，按形成時間可分為成礦前期、主成礦期、成礦晚期、成礦期后四種類型。據(jù)此對方解石稀土標型采樣研究表明，成礦前方解石稀土元素總量最高(ΣREE)，最富集輕稀土元素(LREE)，具有最大正Eu異常，無明顯Ce異常；主成礦期方解石稀土元素總量相對較低，最富集重稀土元素(HREE)，Eu異常與Ce異常均不明顯；成礦晚期方解石稀土元素總量最低，與主成礦期方解石相似，具有重稀土元素富集特征，有弱的負Eu異常及負Ce 異常；成礦期后方解石稀土元素總量相對較低，輕稀土元素富集，弱負Eu 異常與中等負Ce 異常。其特征如下：

(1)Ⅰ區(qū)域稀土元素變化范圍為ΣREE=51.33μg/g～104.52μg/g不包括Y，(下同)圖3。其中XT-36、XT-37稀土元素配分模式為右傾型，輕稀土元素較重稀土元素更為富集。XT-36存在較強的正Eu異常，XT-37無明顯Eu異常。XT-33為中稀土元素富集型，重稀土元素相對輕稀土元素富集，無明顯Eu異常。三個樣品均無明顯Ce異常。

圖3 區(qū)域Ⅰ樣品稀土元素配分模式圖Fig 3.REE Distribution Model of Sample in Area Ⅰ

(2)Ⅱ區(qū)域樣品XT-28、XT-30均見星散狀黃鐵礦，其中XT-30見輝銻礦細脈，稀土元素變化范圍為ΣREE=31.11μg/g～167.54μg/g，圖4。XT-28、XT-30稀土元素配分模式為中稀土元素富集型，稀土含量較高。其中XT-32稀土元素配分模式為右傾型，輕稀土元素較重，稀土元素更為富集，稀土總量相對較低。XT-32存在明顯的負Eu異常，XT-28、XT-30無明顯Eu異常，三個樣品均無明顯Ce異常。

圖4 區(qū)域Ⅱ樣品稀土元素配分模式圖Fig 4.REE Distribution Model of Sample in Area Ⅱ

(3)Ⅲ區(qū)域樣品XT-27、XT-26均見黃鐵礦與輝銻礦，其中稀土元素變化范圍為ΣREE=32.93μg/g～121.43μg/g，圖5。XT-27、XT-26稀土元素配分模式均為左傾型，富集中稀土元素，XT-27輕稀土元素較重稀土元素富集，XT-26重稀土元素較輕稀土元素富集，兩個樣品均無明顯Eu異常和Ce異常。

圖5 區(qū)域Ⅲ樣品稀土元素配分模式圖Fig 5.REE Distribution Model of Sample in Area Ⅲ

(4)Ⅳ區(qū)域稀土元素變化范圍為ΣREE=12.26μg/g～144.08μg/g，圖6。其中XT-39稀土元素配分模式曲線較為平直，略富集輕稀土元素。XT-77、XT-79稀土元素配分模式為右傾型，輕稀土元素較重，稀土元素富集。其中XT-77存在明顯的負Eu異常，XT-39、XT-79無明顯Eu異常。三個樣品均無明顯Ce異常。

圖6 區(qū)域Ⅳ樣品稀土元素配分模式圖Fig 6.REE Diatribution Model of Sample in Area Ⅳ

(5)Ⅴ區(qū)域稀土元素變化范圍為ΣREE=7.92μg/g～70.70μg/g，圖7。XT-40稀土元素配分模式為左傾型，富集中稀土元素，重稀土元素較輕稀土元素富集。XT-41稀土元素配分模式曲線較為平直，無明顯傾向。XT-44、XT-45稀土元素配分模式為右傾型，輕稀土元素較重，稀土元素富集。其中XT-44、XT-45存在明顯的負Eu異常，XT-40、XT-41則無明顯Eu異常。四個樣品均無明顯Ce異常。

圖7 區(qū)域Ⅴ樣品稀土元素配分模式圖Fig 7.REE Distribution Model of Sample in Area Ⅴ

(6)Ⅵ區(qū)域稀土元素變化范圍為ΣREE=6.44μg/g～10.40μg/g，圖8。稀土元素總量相對較低，XT-68、XT-69、XT-73稀土元素配分模式均為右傾型，輕稀土元素較重稀土元素富集，三個樣品均存在明顯的負Eu異常，無明顯Ce異常。

圖8 區(qū)域Ⅵ樣品稀土元素配分模式圖Fig 8.REE Distribution Model of Sample in Area Ⅵ

(7)Ⅶ區(qū)域樣品XT-10見石英與黃鐵礦，XT-25見浸染狀黃鐵礦和輝銻礦脈，樣品稀土元素變化較大(ΣREE=0.12μg/g～148.63μg/g)，圖9。XT-9、XT-11、XT-13、XT-15、XT-16、XT-18、XT-19、XT-20、XT-21、XT-22稀土元素配分模式輕微右傾型，稀土元素總量低。XT-24、XT-25稀土元素配分模式為左傾型，中稀土元素富集型，稀土元素總量較高。XT-10稀土元素配分模式為右傾型，輕稀土元較重稀土元素富集。其中XT-10、XT-18存在明顯的正Eu異常，XT-15、XT-19、XT-20、XT-21存在明顯負Eu異常，其他樣品均無明顯Eu異常。XT-9、XT-13、XT-15、XT-16、XT-18、XT-19、XT-21、XT-22存在明顯的負Ce異常，其他樣品均無明顯Ce異常。

圖9 區(qū)域Ⅶ樣品稀土元素配分模式圖Fig 9.REE Distribution Model of Sample in Area Ⅶ

(8)Ⅷ區(qū)域樣品稀土元素變化范圍為ΣREE=0.66μg/g～24.13μg/g，圖10。XT-54稀土元素配分模式為左傾型，富集中稀土元素。XT-47、XT-56、XT-57、XT-59、XT-64、XT-66稀土元素配分模式為右傾型為輕稀土元素富集型。XT-49、XT-50稀土元素配分模式曲線無明顯傾向，總體輕稀土元素較重稀土元素富集。其中XT-56、XT-57存在明顯的負Eu異常，XT-66存在明顯的正Eu異常，其他樣品均無明顯Eu異常。XT-49、XT-50存在明顯的負Ce異常，其他樣品均無明顯Ce異常。

圖10 區(qū)域Ⅷ樣品稀土元素配分模式圖Fig 10.REE Distribution Model of Sample in Area Ⅷ

4 結(jié)論

Ⅰ區(qū)域：樣品XT-33手標本未見輝銻礦、黃鐵礦等硫化物，但稀土元素配分模式與典型的銻、金礦床稀土元素配分模式一致，屬于中稀土元素富集型，推測XT-33的形成期次為主成礦期，具有重要找礦指示意義。XT-36、XT-37形成期次應為非成礦期，無找礦意義。

Ⅱ區(qū)域：樣品XT-28、XT-30稀土元素配分模式與典型的銻、金礦床稀土元素配分模式一致，屬于中稀土元素富集型，且XT-30中見到輝銻礦脈，同時也發(fā)育黃鐵礦，說明方解石野外產(chǎn)狀與稀土元素特征完全對應，均指示兩者是成礦期的產(chǎn)物，具有重要的找礦指示意義。XT-32的形成期次應為非成礦期。

Ⅲ區(qū)域：樣品XT-26、XT-27均富集中稀土元素，與典型的銻、金礦床稀土元素配分模式一致，且兩個樣品中均見到浸染狀黃鐵礦和輝銻礦脈，說明方解石野外產(chǎn)狀與稀土元素特征完全對應，均指示兩者是主成礦期的產(chǎn)物，具有重要的找礦指示意義。

Ⅳ區(qū)域：樣品XT-39所示稀土元素配分曲線較為平直，并無明顯傾向，地球化學信息不明顯，可能形成于過渡期，XT-77、XT-79形成期次為非成礦期。

Ⅴ區(qū)域：樣品XT-40稀土元素配分模式為中稀土元素富集型，重稀土元素較輕稀土元素富集，與典型的銻、金礦床稀土元素配分模式一致，手標本中未發(fā)現(xiàn)有硫化物，但仍具有重要的找礦意義。XT-41、XT-44、XT-45形成期次均應為非成礦期。

Ⅵ區(qū)域：該區(qū)樣品XT-68、XT-69、XT-73稀土元素配分曲線均無成礦期特征。

Ⅶ區(qū)域：樣品XT-24、XT-25稀土元素配分模式為中稀土元素富集型，與典型的銻、金礦床稀土元素配分模式一致，且在手標本中見到黃鐵礦和輝銻礦脈，說明方解石野外產(chǎn)狀與稀土元素特征完全對應，均指示兩者是主成礦期的產(chǎn)物，具有重要的找礦指示意義。XT-10稀土元素配分模式曲線較為平直，并無明顯傾向，地球化學信息不明顯，XT-9、XT-11、XT-13、XT-15、XT-16、XT-18、XT-19、XT-20、XT-21、XT-22的形成期次均為非成礦期。

Ⅷ區(qū)域：樣品XT-54所示稀土元素配分模式為中稀土元素富集型，手標本中未發(fā)現(xiàn)有硫化物，但仍具有重要的找礦意義。XT-47、XT-49、XT-50、XT-56、XT-57、XT-59、XT64、XT-66的形成期次均為非成礦期。