黔西南臺地相區金礦構造蝕變體稀土元素特征

鄭祿林 王蘭香 王甘露

(1.貴州大學資源與環境工程學院，貴州 貴陽 550025；2.貴州省地礦局地球物理地球化學勘查院，貴州 貴陽 550018； 3.貴州職業技術學院，貴州 貴陽 550023)

黔西南臺地相區金礦構造蝕變體稀土元素特征

鄭祿林1,2王蘭香3王甘露1

(1.貴州大學資源與環境工程學院，貴州 貴陽 550025；2.貴州省地礦局地球物理地球化學勘查院，貴州 貴陽 550018； 3.貴州職業技術學院，貴州 貴陽 550023)

對貴州西南部臺地相區泥堡金礦、戈塘金礦和水銀洞金礦區構造蝕變體稀土元素特征研究發現，3個金礦區構造蝕變體稀土總量富集程度由高到低依次為泥堡金礦、戈塘金礦、水銀洞金礦，且含黏土質和凝灰質成分的巖石，其稀土總量高，而硅質巖、硅化灰巖和灰巖稀土總量低，輕重稀土分餾程度水銀洞最高，泥堡金礦構造蝕變體巖及礦石輕重稀土分餾程度高于圍巖，戈塘金礦與水銀洞金礦則相反。稀土配分曲線顯示，構造蝕變體成礦流體可能存在多源性，但主要與峨眉山玄武巖相關。

構造蝕變體 臺地相區 含礦巖系

卡林型金礦自1962年在美國內華達州卡林鎮發現以來就被作為一種重要的金礦類型被廣泛研究[1-3]。黔西南作為滇黔桂“金三角”的重要組成部分，其資源潛力巨大，金礦點多，分布面廣，素有“中國金州”之稱。近年來，在臺地相區受構造蝕變體(Sbt)控制的層控型金礦找礦取得了重大突破，以灰家堡金礦田最具代表性，其中賦存于Sbt中的水銀洞金礦Ⅰa金礦體儲量就大于25 t(單礦體達大型規模)[4-5]。通過大量資料分析，選取能反映黔西南臺地相區構造蝕變體控礦的典型金礦床——泥堡金礦、戈塘金礦和水銀洞金礦，對不同礦區的含礦巖系特征及稀土元素組成進行對比研究，初步探討各金礦床之間的異同點，并對構造蝕變體的成因進行分析。

1 地質背景

構造蝕變體(Sbt)是指產于P2m和P3l不整合界面附近的一套由區域性構造作用形成的，并經熱液蝕變的構造蝕變巖石，為一跨時代地質體[4-6]。Sbt在貴州西南部臺地相區廣泛分布，其范圍大致為普安—晴隆—貞豐—安龍—興義—盤縣連線[5]。泥堡金礦位于普安縣樓下鎮，屬特大型金礦床。泥堡金礦區Sbt包括二疊系上統大廠層(P3dc)角礫狀含凝灰質次生石英巖、強硅化灰巖、硅質巖、峨眉山玄武巖組(P3β)凝灰巖及龍潭組第一段(P3l1)部分蝕變巖體。其巖性為灰、深灰色角礫狀凝灰巖、沉凝灰巖及淺灰、淺紫紅色角礫狀強硅化灰巖、硅質巖。賦礦巖石普遍具硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、黏土化、褐鐵礦化及毒砂化。它控制了區內Ⅳ#金礦(化)體的產出，礦體呈似層狀、透鏡狀，厚19～53 m。

戈塘金礦位于安龍縣戈塘鎮，屬大型金礦床。金礦體賦存于Sbt構造蝕變巖中，Sbt包括了二疊系中統茅口組(P2m)頂部的強硅化角礫狀灰巖及龍潭組一段(P3l1)底部的角礫狀黏土巖和硅化角礫巖，角礫成分以凝灰質、黏土質為主。巖石普遍具硅化、黃鐵礦化、輝銻礦化、雌雄化、去碳酸鹽化、毒砂化。礦體呈似層狀、透鏡狀產出，具有成群出現的特點，厚0.5～77.55 m[4,7]。

水銀洞金礦位于貞豐縣小屯鄉，屬超大型金礦床。水銀洞金礦區Sbt為一套深灰色角礫狀黏土巖、硅質巖、角礫狀強硅化灰巖及強硅化灰巖組合。該區Sbt在地層時代上包括了二疊系中統茅口組(P2m)頂部強硅化角礫狀灰巖、強硅化至弱硅化灰巖及二疊系上統龍潭組一段(P3l1)底部的硅化角礫狀黏土巖、硅化碎裂化黏土巖、硅化黏土質粉砂巖等。巖石普遍具硅化、黃鐵礦化、雄(雌)黃化、銻礦化、去碳酸鹽化。Ⅰa大型金礦體即產于構造蝕變體Sbt中，厚5.08～41.51 m[4-5]。泥堡金礦及水銀洞金礦區Sbt局部出露于地表可見，而水銀洞金礦區Sbt均埋藏于地表250 m以下。

2 采樣及測試分析

泥堡金礦床構造蝕變體含礦巖系樣品采自NBDDH110A鉆孔，采樣深度為64.60～146.65 m。共采樣5件，其中Sbt中的凝灰巖2件，含凝灰質次生石英巖及硅質巖各1件；頂板龍潭組一段采集含凝灰質砂巖樣品1件。樣品稀土元素含量測試工作在澳實分析檢測(廣州)有限公司完成，在等離子體發射光譜儀(ICP-MS)上用ME-MS81法進行定量分析。分析測試數據見表1。

表1 3個金礦區巖及礦石稀土元素分析結果

Table 1 Rocks/ore REE analysis results of the three gold deposits

×10-6

注：水銀洞金礦數據(除樣品30引自文獻[6])引自文獻[8]；戈塘金礦數據引自文獻[7]；GZ數據引自文獻[9]。

3 各金礦區稀土元素特征

3.1 泥堡金礦區稀土元素特征

稀土元素根據Sun 和McDonough[10]進行球粒隕石標準化，3個礦區稀土元素球粒隕石標準化配分形式見圖1。由表1及圖1(a)可知，泥堡金礦區構造蝕變體含礦巖系總稀土含量變化范圍較大,稀土總量為(12.97～510.40)×10-6，輕重稀土含量比值為5.86～18.11，δLaN/δYbN值為8.15～17.66，稀土配分曲線表現為輕稀土富集平緩右傾型，輕稀土分餾明顯(δLaN/δSmN值為3.02～5.51)，Eu具中等至弱負異常(δEu=0.48～0.82)，Ce大多顯示無異常，僅110A-40具弱正異常(δCe=1.42)，110A-44具弱負異常(δCe=0.72)。與貴州峨眉山玄武巖相比，Sbt巖及礦石稀土總量較高，δEu和δCe體現為沉積巖特征，而峨眉山玄武巖一般無銪及鈰異常，其余稀土特征參數基本一致。

從巖石性質方面來看：含黏土質、凝灰質巖石，其稀土含量較高；硅質巖(110A-44)稀土總量最低(12.97×10-6)；構造蝕變體中凝灰巖輕重稀土分餾程度基本一致(輕重稀土含量比值為11.10～18.11，δLaN/δYbN值為10.84～15.63)。稀土曲線形態反映了區內凝灰物質與玄武巖具有同源性，但曲線形態主要體現為沉積巖特征，這可能是由于巖石在沉積成巖過程中繼承了正常海水的稀土特性，而110A-44(硅質巖)流體可能還有其他深源成分的參與。

▽—110A-40；●—110A-44；□—110A-45；△—110A-46；◇—110A-47；○—GZ

▲—W-1；○—W-2；▽—W-3；△—W-4；●—W-5；□—W-7；◇—W-8

□—ZK15116-01；◇—ZK15116-02；○—ZK15116-05；△—ZK15116-06；■—ZK15116-08；▲—30 圖1 稀土元素球粒隕石標準化配分形式Fig.1 Chondrite-normalized distribution patterns of REE

3.2 戈塘金礦區稀土元素特征

表1及圖1(b)顯示，戈塘金礦區構造蝕變體含礦巖系總稀土含量變化范圍亦較大,稀土總量為(3.37～377.33)×10-6，輕重稀土含量比值為5.11～10.29，δLaN/δYbN值為4.54～13.65，稀土配分曲線表現為輕稀土富集平緩右傾型，輕稀土分餾明顯(δLaN/δSmN=2.69～6.08)，重稀土分餾不明顯(δGdN/YδbN=1.08～2.91)，Eu具弱中等至弱負異常(δEu=0.65～0.85)，Ce具弱負異常至正異常(δCe=0.90～1.86)。

從巖石性質方面來看：含黏土質、凝灰質的巖石，其稀土總量較高((85.95～377.33)×10-6)；灰巖稀土總量低(3.37×10-6)；硅化灰巖稀土總量與灰巖相比，稍微偏高，但稀土總量仍較低(23.20×10-6)，反映SiO2流體對稀土總量有一定的改造作用。Sbt中同為角礫狀凝灰巖的W-4、W-7曲線形態與貴州峨眉山玄武巖有一定的相似性，反映戈塘金礦區凝灰物質與貴州峨眉山玄武巖可能具有相同來源。黃建國等[7]通過單礦物(黃鐵礦、螢石)稀土元素特征與晴隆大廠銻礦的含礦層——“大廠層”進行類比，認為戈塘金礦與峨眉山玄武巖關系密切。

3.3 水銀洞金礦區稀土元素特征

表1及圖1(c)顯示，水銀洞金礦區構造蝕變體含礦巖系總稀土含量為(9.18～315.67)×10-6，輕重稀土含量比值為4.92～21.12，δLaN/δYbN值為6.32～34.79，稀土配分曲線表現為輕稀土富集右傾型，輕稀土分餾較為明顯(δLaN/δSmN=2.73～7.95)，重稀土有一定程度的分餾(δGdN/δYbN=1.14～4.49)，Eu具弱中等至弱負異常(δEu=0.64～0.84)，Ce具中等至弱負異常(δCe =0.56～0.97)。

從巖石性質方面來看：含黏土質的巖石，其稀土總量較高((28.91～315.67)×10-6)；灰巖稀土總量低(14.64×10-6)；硅化可以改變巖石稀土總量，一般情況下，SiO2流體起稀釋作用，但稀土總量主要取決于巖石本身性質。區內稀土配分曲線形態可分為兩大類，一類為輕重稀土分餾不太明顯的平緩右傾型(ZK15116-05、ZK15116-06)，其曲線形態與貴州峨眉山玄武巖不相似；另一類為輕重稀土分餾程度大，陡右傾型，其曲線形態與貴州峨眉山玄武巖有一定的相似性，推測構造蝕變體中的成礦流體可能與玄武巖相關，有來自幔源成分的參與。兩種不同的稀土配分曲線反映了多種流體存在的可能。

4 討 論

從構造蝕變體(含礦層)、礦層頂板(龍潭組)和底板(茅口組)等方面對3個礦區稀土元素特征進行對比分析，以期探索各金礦床構造蝕變體含礦巖系的相同點及差異性。

3個礦區龍潭組稀土元素特征共同顯示，區內巖石均富稀土，泥堡金礦稀土總量最高(510.01×10-6)，戈塘金礦(240.41×10-6)與水銀洞金礦(247.10×10-6)稀土總量基本相當；巖石輕重稀土分餾明顯，其分異程度高低依次為水銀洞金礦、戈塘金礦、泥堡金礦。而戈塘金礦與水銀洞金礦茅口組生物屑灰巖均表現為貧稀土，稀土總量均小于20×10-6，輕重稀土分異程度與龍潭組基本相同。

泥堡金礦稀土總量富集程度依次為泥堡金礦、戈塘金礦、水銀洞金礦；巖石輕重稀土分餾明顯，輕重稀土含量比值和δLaN/δYbN值變化范圍大，其分異程度高低依次為水銀洞金礦、泥堡金礦、戈塘金礦。

上述特征體現稀土總量的富集程度依次為泥堡金礦、戈塘金礦、水銀洞金礦，3個金礦區共同反映含黏土質和凝灰質成分的巖石稀土總量高，而硅質巖、硅化灰巖、灰巖稀土總量低，SiO2流體對巖石稀土含量有一定的改造作用，但主要取決于巖石本身的性質。泥堡金礦構造蝕變體巖及礦石輕重稀土分餾程度高于圍巖，而戈塘金礦與水銀洞金礦則相反，水銀洞金礦輕重稀土分餾程度最高。本研究認為3個金礦區存在稀土總量從高到低的變化特征與峨眉山地幔熱柱活動導致巖漿噴發帶入的大量火山灰物質有關，泥堡金礦區和戈塘金礦區構造蝕變體含礦巖系含凝灰物質，其高稀土含量可能與組成巖石的礦物相關；其次，后期的改造作用(主要是熱液蝕變)對巖石稀土含量影響亦較大，分析發現，水銀洞金礦區的硅化最為強烈,SiO2流體對巖石稀土主要起稀釋作用。

5 結 論

泥堡金礦區Sbt主要為角礫狀凝灰巖、硅質巖和強硅化灰巖組合；戈塘金礦區主要為硅化黏土巖、角礫狀硅質巖和硅化凝灰巖組合；水銀洞金礦則為一套角礫狀黏土巖、硅質巖、角礫狀強硅化灰巖及強硅化灰巖組合。

稀土元素特征顯示，各金礦區稀土總量富集程度依次為泥堡金礦、戈塘金礦、水銀洞金礦，含黏土質和凝灰質成分的巖石，其稀土總量高，硅質巖、硅化灰巖和灰巖稀土總量低。SiO2流體對巖石稀土含量有一定的改造作用，但主要取決于巖石本身的性質；泥堡金礦構造蝕變體巖及礦石輕重稀土分餾程度高于圍巖，戈塘金礦與水銀洞金礦則相反，水銀洞金礦輕重稀土分餾程度最高；稀土配分曲線顯示，Sbt成礦流體可能存在多源性，主要與峨眉山玄武巖相關。

推測認為峨眉山地幔熱柱活動及后期熱液蝕變是導致黔西南臺地相區各金礦稀土元素存在差異的主要原因。

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(責任編輯 鄧永前)

REE Characteristic of Structure Alteration Rocks in Tableland Lithofacies Area,Southwestern Guizhou Province

Zheng Lulin1,2Wang Lanxiang3Wang Ganlu1

(1.CollegeofResourcesandEnvironmentalEngineering,GuizhouUniversity,Guiyang550025,China;2.GuizhouInstituteofGeophysicalandGeochemicalProspecting,Guiyang550018,China；3.GuizhouVocationalTechnologyInstitute,Guiyang550023,China)

The REE characteristics of structure alteration rocks of Nibao gold deposit,Getang gold deposit and Shuiyindong gold deposit in tableland lithofacies area are investigated.The result shows that,the degree of ∑REE enrichment of structure alteration rocks from high to low are Nibao gold deposit,Getang gold deposit,and Shuiyindong gold deposit.The rocks containing sticky soil and lime coagulation has a higher ∑REE,but silicalite,silicified limestone and limestone have a lower ∑REE.The degree of LREE & HREE fractionating in Shuiyindong gold deposit is highest,and LREE & HREE fractionating of structure alteration rocks is higher than wall rocks in Nibao gold deposit,besides that,the phenomenon in Getang gold deposit and Shuiyindong gold deposit is opposite.The REE partition curve indicates that,the ore-forming fluid of structure alteration rocks may be multi-sourced,but mainly related to Emeishan basalt.

Structure alteration rocks,Tableland lithofacies area,Ore-bearing rock series

2014-06-09

“十二五”國家科技支撐計劃項目(編號：2012BAB08B06)。

鄭祿林(1983—)，男，工程師，博士研究生。通訊作者 王甘露(1963—),男，副教授。

P595

A

1001-1250(2014)-10-122-04