四川石棉大水溝碲礦床區域地球化學特征

張 海，盧啟 富，何明友，郭佩佩，李媛媛，楊德傳

（1.成都理工大學 核技術與自動化工程學院，成都 610059；2.貴州省地礦局113 地質大隊,貴州 六盤水 550001）

碲（Te）是一種分散元素（Scattered Elements），在1991年前，據《中國大百科全書 地質學卷》(1993:197）認為“分散元素不能形成獨立礦床，只呈伴生方式賦存于其他元素的礦床內”，但是隨著1991年四川石棉縣大水溝獨立碲礦床的發現，證明分散元素在特定的地質環境下能形成獨立礦床。

陳毓川、銀劍釗（1994）等開展碲礦床的熱液來源研究認為，礦熱液主要來自巖漿水[1]；毛景文（1995）認為碲礦床的成礦物質來自巖漿巖[2]；陳毓川等（1999）對四川大水溝碲（金）礦床地質和地球化學研究，認為含礦圍巖為富堿質大陸玄武巖，是峨嵋山玄武巖的一部分[3]；溫春齊（2002）對物質來源做了研究，認為在主成礦期，Te 主要源于地幔巖漿脫氣，少量來源于基性巖或大理巖，成礦流體主要為巖漿氣液[4]。本文將通過對四川石棉大水溝碲礦床區域地球化學特征研究，探索大水溝碲礦床區域地球化學特征及物資來源。

1 區域地質背景

研究區位于川西高原與四川盆地過渡帶，大地構造位置隸屬于松潘－甘孜地槽褶皺東緣與揚子準地臺西緣的板塊接合部、龍門山－大雪山－錦屏山推覆構造帶中段，區內多條深大斷裂(安寧河－元謀－綠汁江深斷裂，金河－程海深斷裂，小金河－箐河深斷裂等)通過。NW-SE 向仙水河斷裂朝東南延伸與安寧河－則木河－小江斷裂帶相接，共同組成一條大型活動左旋走滑斷裂帶（圖1）。此外，從北向南推覆的木里～錦屏山弧形推覆構造帶及其北西側后緣拆離出露的一系列變質核雜巖穹隆體形成的穹隆鏈，該穹隆鏈與區域銅、金、碲等多金屬成礦關系密切，為重要的區域控礦構造。大水溝碲礦床、里伍銅礦床分別產于該穹窿鏈中的大水溝穹窿、江浪穹窿內。其中，里伍銅伴生有葉碲鉍礦、自然鉍、鉛鉍礦等碲、鉍礦物[5]。

2 地球化學場分區特征

2.1 中國大陸淺表地球化學場分區

圖1 地臺西緣大地構造單元及變質核雜巖分布示意圖

依據胡云中等（2006）對中國大陸淺表地球化學場分區研究結論，研究區屬于上揚子二級地球化學場分區[9]。該分區包括揚子地臺的長沙以西地區和右江造山帶。這個區的突出地球化學特征是，鐵族元素（Fe2O3、Cr、Mn）呈高背景或（Co、Ni、V、Ti）異常分布；Cu、Zn、Hg 呈異常分布，上述元素平均值在全國各區最高。此外，Au、Pb、As、Sb、Sn、U、B、F、Mo、Nb、P 也呈高背景分布；僅SiO2、K2O 呈低和中低背景分布。研究區出露中泥盆統大理巖、板巖；下二疊統大理巖、上二疊統變質玄武巖、板巖和大理巖；中、下三疊統淺變質碎屑巖-碳酸鹽巖夾變基性火山巖；上三疊—下侏羅統砂、頁巖及新近系和第四系。巖漿活動主要分為3個時期：①晉寧期超鎂鐵質巖、輝長巖、石英閃長巖、鉀長花崗巖和花崗斑巖；②海西期鎂鐵質－超鎂鐵質巖、輝長巖；③印支-燕山期玄武巖、石英閃長巖、霓輝角閃正長巖、鉀長花崗巖和黑云母花崗巖[6]。

上揚子二級地球化學區鐵族元素及Cu、Zn、Hg、Mo、Sb、F、Pb等元素異常在區域上成片、成帶分布，強度高，規模巨大。Au、Ag等異常環繞四川盆地周邊，向東南擴至右江造山帶和華南造山帶，呈巨形環狀分布。

2.2 鉛同位素地球化學場分區

通過鉛同位素塊體填圖已揭示出華南-揚子邊界的鉛同位素急變帶是對中國南方大型-超大型礦床的一級控制線（圖2）。它控制了約14個超大型礦床和20個以上的大型礦床。在急變帶兩側產出的大型-超大型礦床均具有中晚元古基底，具有3個時期的主成礦期：1 800～1 500Ma、700～900Ma和中新生代，分別為火山-熱水沉積成礦、動力變質巖漿改造成礦和巖漿作用成礦。

大水溝碲礦床位于急變帶的較強烈轉折端（圖2），它標志著兩礦床所處區域具有重要構造與成礦作用含義的地球化學塊邊界或同位素邊界。而同位素邊界與小金河－箐河等深大斷裂帶基本吻合，據此，可以推測，大水溝碲礦床區域成礦上都受到小金河－箐河等深大斷裂帶及沿該帶活動的巖漿巖影響。

圖2 中國大陸中東部地區V2值等值線圖、地球化學急變帶及其超大型礦床分布的關系[20](據崔學軍[10]等，修改)

3 區域碲及相關元素地球化學特征

參照《中國西南地區七十六種元素地球化學圖集》中的76個元素的地球化學展布特征，發現：

圖3 西南五省水系沉積物Te 元素地球化學圖[11]

1）區域上與Te 元素分布特征相似的元素有：稀土元素、Cd、Sb、As、Pb、Zn、Sc、Ti等元素。

2）如圖3，Te 元素異常分布集中桂西與滇東地區，沿安寧河－元謀－綠汁江深斷裂帶及小金河－箐河等深大斷裂帶兩側，均發育有較高的碲元素異常帶，而兩斷裂帶間則表現出低異常特征。大水溝獨立碲礦就位于中－低含量Te 地球化學接觸帶附近，即小金河－箐河等深大斷裂帶上。1996年，駱耀南[12]通過對大水溝地區巖石地球化學測量發現:大水溝區域范圍內，地層中各巖性單位含碲均較低;各類火成巖的碲豐度（0.11×10-6～0.26×10-6）超過地殼豐度（0.001×10-6）兩個數量級;深成超基性巖—基性巖均在0.2×10-6以上。綜合區域碲元素含量地球化學背景特征，這種大面積貧碲環境中，局部異常富集碲（達到7-8個數量級）的矛盾，表明碲礦物質可能源于深部物質。

3）大水溝地區MgO、Na2O、CaO、Ag、Au、Pb、Cd、Sn、Pd、Pt、U等區域地球化學特征表現為高值異常特征，Al2O3、Fe2O3、Mn、Ti、V、Li、Cs、As、Mo、Zr、B、F、C、N、Br、Ce、Eu、I、Ga、Te等則表現為低值異常特征。這與小金河—箐河等深大斷裂帶活動及侵入的超基性與基性巖有關。

表1 國水系沉積物39 種化學元素含量及其比值特征

4 大水溝地區元素豐度

將石棉及鄰區2640個、大水溝地區43個區域1:20萬水系沉積物39個元素化探數據剔除不符合正態分布的異常值后，計算出各元素的算術平均值，將大水溝地區水系沉積物各元素平均值分別與石棉地區及中國水系沉積物各元素平均值做比值，分別得出相對富集系數I1、I2。參見表1，得出以下規律：

1）大水溝地區相對中國水系沉積物39 元素含量表現為：Na、Pb、Zn、Fe、B、Ti、Cu、V、Ni、Co、P、Hg、Cd、Ag、As、Mg、Cr、Ca、Sb、Au等元素趨于富集，其中Au、Sb、Ca 的富集系數依次為8.20、4.32、4.18；而Zr、Nb、K、Sn、Mo、Si、Li、Bi、Al、Be、Th、Y等元素相對分散，匱乏Ba、W、U、F、La、Sr、Mn等元素。

2）大水溝地區相對石棉地區水系沉積物39 元素及氧化物含量為：TFe2O3、Cu、Ni、Co、MgO、V、B、Ti、Hg、Ag、Cr、CaO、As、Au、Sb等趨于富集，其中As、Au、Sb 的富集系數依次為2.88、4.79、7.75；而La、K2O、Mn、Nb、Zr、Mo、Pb、Sn、Li、Be、Y、Si等相對分散，匱乏W、Ba、U、F等元素。

5 結論

通過對大水溝地區地球化學特征的深入研究，發現大水溝碲礦床具有良好的多金屬礦集區的區域成礦地球化學背景，其區域地球化學特征為：

1）研究區處于中國大陸淺表地球化學場分區的上揚子二級地球化學場分區，鐵族元素及Cu、Zn、Hg、Mo、Sb、F、Pb、Au、Ag 呈高背景分布，僅SiO2和K2O 呈低和中低背景分布。

2）大水溝碲礦床位于鉛同位素V2值區域等值線急變帶的強烈轉折端，而這常常是大型-超大型礦床的密集堆積區。

3）Te 元素在西南地區的不同地質塊體表現迥異的含量特征，區域上與稀土元素、Sb、As、Cd、Pb、Zn、Cr、Sc、Ti等地球化學的分布特征相似。

4）區域水系沉積物1:20萬元素地球化學特征顯示，研究區Cu、MgO、V、B、Ti、Hg、Ag、Cr、CaO、As、Au、Sb等元素亦趨于富集，La、K2O、Mn、Nb、Zr、Mo、Pb、Sn、Li、Be、Y、Si等相對分散，匱乏W、Ba、U、F等元素。

5）大水溝碲礦床并沒有產在高背景的碲元素地球化學區域，而是在低碲地球化學背景中產出。大面積貧碲環境中，局部異常富集碲（達到7-8個數量級）的矛盾，可能表明碲成礦物質源于深部。

綜合上述，大水溝碲礦床碲成礦物質可能源于深部，且與小金河—箐河等深大斷裂有密切聯系。

[1]陳毓川,銀劍釗,等.四川石棉縣大水溝獨立碲礦床地質特征[J].地質科學,1994,2(2):165～167.

[2]毛景文,陳毓川,等.四川省石棉縣大水溝碲礦床成礦物質來源的一些證據[J].貴金屬地質,1995,4(4):294～301.

[3]陳毓川,毛景文,等.四川大水溝碲(金)礦床地質和地球化學[M].北京:原子能出版社,1996,51～96.

[4]溫春齊,曹志敏,等.四川大水溝碲礦床成礦物質來源研究[J].成都理工學院學報,2002,29(5):526～532.

[5]王曉剛,陳根,嚴云峰.四川里伍銅礦區成礦規律、深部及外圍找礦研究[J].現代礦業,(499):44～48.

[6]陳毓川,銀劍釗,周劍雄,等.四川石棉縣大水溝獨立碲礦床地質特征[J].地質科學,1994,29(2):165～167.

[7]李同柱,馮孝良,等.四川里伍銅礦含礦巖系地球化學特征及成因分析[J].地質與勘探,46（5）:921～930.

[8]馮孝良,劉儼松,等.四川九龍縣里伍銅礦包裹體研究[J].沉積與特提斯地質,28(2）：1～11.

[9]胡云中,任天祥,等.中國地球化學場及其成礦關系[M].北京:地質出版社,2006,18～39.

[10]侯立瑋.揚子克拉通西緣穹狀變形變質體的類型與成因[J].四川地質學報,1996,16 (1):6～11.

[11]謝學錦、程志中,等.中國西南地區七十六種元素地球化學圖集[M].北京:地質出版社,2008,1～200.