范森葵, 黎修旦, 成永生, 陳承珍, 黃偉洪

(1.中南大學(xué)地學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,長沙 410083;2.廣西215地質(zhì)隊(duì),柳州 545000; 3.廣西國土資源廳,南寧 540001;4.中南大學(xué)信息物理工程學(xué)院,長沙 410083; 5.廣西華錫集團(tuán)股份有限公司,柳州 545005)

廣西大廠礦區(qū)脈巖的地球化學(xué)特征及其構(gòu)造和成礦意義

范森葵1,2, 黎修旦3, 成永生4,5, 陳承珍2, 黃偉洪2

(1.中南大學(xué)地學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,長沙 410083;2.廣西215地質(zhì)隊(duì),柳州 545000; 3.廣西國土資源廳,南寧 540001;4.中南大學(xué)信息物理工程學(xué)院,長沙 410083; 5.廣西華錫集團(tuán)股份有限公司,柳州 545005)

位于丹池成礦帶的大廠錫礦是我國著名的超大型錫多金屬礦田和重要的錫礦產(chǎn)出地。大廠礦區(qū)的花崗斑巖和(石英)閃長玢巖脈巖,位于主要礦床的兩側(cè),成群成帶分布。花崗斑巖和閃長玢巖是在燕山晚期黑云母花崗巖之后同期或充填時間前后相差不大形成的?；◢彴邘r和閃長玢巖均穿過礦體,與圍巖的接觸帶內(nèi)包含圍巖角礫和礦化?；◢彴邘r的SiO2、Al2O3、CaO和MgO含量較高,K2O+ Na2O含量較低。巖石的氧化度較低,暗示成巖部位較深,屬相對還原的成巖環(huán)境,其侵位固結(jié)前經(jīng)過充分的演化分異,對成礦有利;閃長玢巖具有堿、鋁、鈦、鎂、鐵含量都較高的特點(diǎn),巖石的氧化度較高。脈巖來源于地殼的重熔;脈巖沿南北向斷裂充填形成,侵入時間晚于成礦期;礦床分帶特征與脈巖的成巖環(huán)境一致;脈巖中豐富的主成礦元素和微量元素及其變化趨勢,表明其提供了成礦物質(zhì)或者其所充填的斷裂曾是礦液運(yùn)移通道,在成礦后才被充填,脈巖本身也為成礦物質(zhì)提供了來源;石英閃長玢巖具有埃達(dá)克質(zhì)巖特征,可能是由底侵的玄武質(zhì)下地殼熔融形成,推測有底侵的玄武質(zhì)下地殼熔融形成的巖漿參與巖脈旁側(cè)多金屬礦床的成礦。

大廠礦區(qū) 脈巖 地球化學(xué)特征 構(gòu)造與成礦意義

Fan Sen-kui,L i Xiu-dan,Cheng Yong-sheng,Chen Cheng-zhen,HuangW ei-hong.Geochem ical features of vein rocksand their sign ificance to structure andm ineralization in theDachang ore district,Guangxi prov ince[J].Geology and Exploration,2010,46(5):0828-0835.

大廠礦田是一個以錫、鋅為主,多種有色金屬共伴生的多金屬礦田,位于我國著名的桂西北南丹～河池有色金屬成礦帶中部。大廠礦區(qū)位于礦田內(nèi)的西帶,已探明錫多金屬資源儲量占整個礦田的80%以上。對大廠礦田的大量研究工作表明,巖漿對成礦起了重要作用(M.Fuet al.,1991;陳毓川等,1993;王登紅等,2004;蔡明海等,2004a;蔡明海等,2004b;梁婷等,2008a;梁婷等,2008b),但也不乏熱水噴流沉積成礦與噴流沉積疊加改造等不同觀點(diǎn)(韓發(fā)等,1997;秦德先等,2002)。通過對成礦流體包裹體和同位素研究,獲得了關(guān)于巖漿熔融體、成礦流體的特征及其演化等多方面的重要信息(M.Fuet al.,1991;蔡明海等,2004a;王登紅等,2004;梁婷等,2008a;梁婷等, 2008b)。礦區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的特大型礦床大多產(chǎn)出于礦區(qū)內(nèi)的在花崗斑巖脈巖兩側(cè),前人對脈巖的形成期、成巖階段研究較多(陳毓川等,1993;蔡明海等, 2004b),對脈巖的控礦作用也有了初步認(rèn)識(李曉等, 2009)。專門針對脈巖的地球化學(xué)特征的研究較薄弱,正確認(rèn)識其對構(gòu)造和成礦的重要作用,對礦田礦床成因研究和地質(zhì)找礦都有一定的指導(dǎo)意義。

1 地質(zhì)背景

大廠礦區(qū)礦床形成于南丹～河池晚古生代裂谷盆地泥盆系中,盆地內(nèi)主要構(gòu)造、巖漿和礦化活動的產(chǎn)物構(gòu)成了丹池成礦帶。從丹池成礦帶到大廠礦區(qū)主要賦礦地層都是泥盆系中統(tǒng)至上統(tǒng),主要巖性為碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖、泥質(zhì)巖和碎屑巖。大廠礦田主體構(gòu)造是由丹池大背斜疊加丹池大斷裂、北東向橫向斷裂、南北向斷裂及巖體隆起構(gòu)造構(gòu)成,礦區(qū)構(gòu)造主要由大廠復(fù)式(倒轉(zhuǎn))背斜和核部一組北西向縱向斷裂、北東向橫向斷裂～裂隙帶及近南北向斷裂(被脈巖充填)組成,同屬丹池褶斷構(gòu)造的低序次構(gòu)造,礦床的儲存部位,大多位于背斜核部附近,背斜構(gòu)造往往存在次級隆起或疊加褶皺等構(gòu)造。在礦區(qū)北東有大廠礦田主巖體-龍箱蓋復(fù)式隱伏黑云母花崗巖巖體,為一近等軸丘狀巖株,在地表僅呈巖脈狀出露(與巖株是連體),在0m標(biāo)高已有工程控制的隱伏巖體面積約15km2,巖體的隱伏巖脊往南和西南延伸至大廠礦區(qū)。礦區(qū)內(nèi)地表出露較多的脈巖,侵入中上泥盆統(tǒng)至下三疊統(tǒng)。大廠礦區(qū)的主要礦床巴力～龍頭山和長坡兩個特大型錫石硫化物礦床及通過國家危機(jī)礦山項(xiàng)目新探明的黑水溝～銅坑大型矽卡巖鋅銅礦床都位于花崗斑巖的兩側(cè)。

脈巖主要有兩類:花崗斑巖和(石英)閃長玢巖,因主要脈巖分別位于長坡礦床的東西兩側(cè),被稱為“東巖墻”和“西巖墻”,屬同一南北向張扭性斷裂構(gòu)造帶控制,與龍箱蓋黑云母花崗巖出露地表的巖脈不同,它們都是次火山巖,而且,大致平行排列,成群成帶分布(圖1)。脈巖帶總體分布似楔狀,長10000m,寬5～2500m,其中花崗斑巖呈脈狀,分布集中、整齊,大致呈一斷續(xù)條狀。(石英)閃長玢巖出露形態(tài)多呈脈狀和不規(guī)則團(tuán)塊狀,在北部近乎平行分布,在龍頭山一帶有交于花崗斑巖的態(tài)勢,再往南1000m左右,脈巖都尖滅。

花崗斑巖在地表有10條脈巖,每條長80～3000m,寬5～80m。侵位于泥盆系至二疊系中,與圍巖接觸面清晰,呈左側(cè)雁行式或“川”字形排列,走向北北西或近于南北向,傾向東,傾角50°～90°。在銅坑井下,清晰可見花崗斑巖呈鋸齒狀穿過礦體和圍巖,在405中段可見脈巖與圍巖接觸面上大量地層角礫以及黑色炭質(zhì),局部地段出現(xiàn)星點(diǎn)狀黃鐵礦化和較強(qiáng)的鋅礦化(圖2)。

在地表(石英)閃長玢巖有脈巖21條,單條脈長80～2400 m,寬3～130 m。斷續(xù)分布,走向北北西或南北,傾向東,傾角70°～80°,侵入上泥盆統(tǒng)至下三疊統(tǒng)。

花崗斑巖中閃長玢巖的捕虜體在地表、井下和鉆孔中都很常見,在閃長玢巖中也發(fā)現(xiàn)有花崗斑巖的捕虜體?；◢彴邘r中閃長玢巖的捕虜體的形態(tài)多種多樣(圖3),且易于風(fēng)化。

圖1 大廠礦區(qū)地質(zhì)圖Fig.1 Geologicalmap of the Dachang m in ing area

圖2 銅坑305中段花崗斑巖邊部閃鋅礦化Fig.2 Sphalerite at gran ite porphyry edge in Tongkeng 305 m in ing level

圖3 花崗斑巖中的閃長玢巖捕虜體(鉆孔巖心直徑φ36mm)Fig.3 D ioritic xenoliths in gran ite porphyry (drill coreφ36mm)

在銅坑礦井下發(fā)現(xiàn)有次玄武巖的脈巖(李曉等,2009),充填于穿切中泥盆統(tǒng)的斷裂破碎帶中,走向近南北,向東陡傾,寬度在0.4～3.0m。

2 巖相學(xué)特征

2.1 花崗斑巖

巖石呈淺灰綠色、灰白色,具斑狀結(jié)構(gòu)、嵌狀顯微花崗結(jié)構(gòu)。斑晶主要為石英(20%左右)、鉀長石(20%左右)、斜長石(5%左右),其次是白云母(5%左右)、電氣石(1%左右)。基質(zhì)主要由石英和玉髓(約占30%)、斜長石(5%左右)、鉀長石(5%左右)、白云母(1%左右)、電氣石(1%左右)組成。副礦物主要為鋯石、電氣石、磷灰石、鈦鐵礦、黃玉、方解石等,有時含少量黃鐵礦、閃鋅礦、脆硫銻鉛礦及錫石礦物。巖石易發(fā)生蝕變:石英斑晶具熔蝕邊,斜長石發(fā)生強(qiáng)烈的絹云母化轉(zhuǎn)變?yōu)榻佋颇浮自颇?、鉀長石發(fā)生強(qiáng)烈的高嶺土化,黑云母發(fā)生綠泥石化。

2.2 (石英)閃長玢巖

閃長玢巖呈灰綠色、深灰色,具有斑狀結(jié)構(gòu)。斑晶主要由斜長石、石英、黑云母組成。基質(zhì)含量占80%以上,具有微晶～細(xì)晶結(jié)構(gòu),主要為斜長石、角閃石、石英、黑云母等,少量磁黃鐵礦、磷灰石、鋯石。有時,巖石自變質(zhì)作用明顯,發(fā)生鈉長石化和不同程度的碳酸鹽化、絹云母化及綠泥石化。

石英閃長玢巖,斑晶約占25%,由斜長石和石英組成。巖石主要為斜長石(60%～65%)、石英(5%～15%)、黑云母和角閃石(20%左右)等,副礦物為鋯石、磷灰石、鈦鐵礦等,含有少量黃鐵礦、鐵閃鋅礦、方鉛礦等金屬礦物。有時,因強(qiáng)烈蝕變,大部分礦物已變?yōu)楦邘X石、方解石和綠泥石。

2.3 次玄武巖脈巖

次玄武巖脈巖呈暗灰綠色,主要礦物是斜長石,次為輝石、綠泥石、碳酸鹽礦物及少量的金紅石、鈦鐵礦等。巖石基本上由斑晶、基質(zhì)、杏仁體和捕虜體四部分組成(李曉等,2009)。

3 巖石化學(xué)特征

對脈巖巖石化學(xué)成分及與成礦關(guān)系密切的黑云母花崗巖進(jìn)行比較研究(表1),便于了解脈巖的構(gòu)造意義和對成礦的貢獻(xiàn)。

花崗斑巖:SiO2含量變化于70.75～72.82%,平均含量為71.67%,低于大廠礦田等粒黑云母花崗巖的(平均73.77%)和世界含錫花崗巖的(73.1%),與中國黑云母花崗巖的(71.99%)接近, S iO2含量明顯偏高,反映其侵位固結(jié)前經(jīng)過充分的演化分異,于成礦有利;K2O+Na2O含量2.40～5.64%,平均3.71%,遠(yuǎn)低于上述各類花崗巖的K2O+Na2O含量(大廠7.32%,中國7.23%,世界7.59%),K2O/Na2O值也高,為3.64,高于各類花崗巖(大廠1.36,中國1.11,世界1.52);CaO含量為1.38%～4.15%,平均2.38%,明顯高于前三類花崗巖;MgO含量為0.25%～1.17%,平均0.71%, MnO含量0.02～0.16%,平均0.10%,兩者平均含量介于中國花崗巖與大廠花崗巖、世界花崗巖之間; Al2O3含量較高,含量為12.88%～14.90%,平均14.16%,低于大廠花崗巖,高于中國和世界花崗巖,鋁飽和指數(shù)A/CNK為1.242～2.213,巖漿屬于過鋁質(zhì);σ為0.208～1.067,堿度AR為1.328～2.079,在全堿-硅(TAS)分類圖上投影到花崗閃長巖和花崗巖區(qū)域,屬于亞堿性巖石,在SiO2-K2O Hacker圖解上投影到鈣堿性～高鉀鈣堿性系列。

石英閃長玢巖:SiO2含量為58.58～60.54%,平均59.56%;K2O+Na2O為1.63～6.24%,平均3.94%,K2O/Na2O為2.05;CaO含量為4.06～6.10%;MgO含量為2.35～2.99%;Al2O3含量為14.40%～14.91%。總體上具有堿、鋁、鈦、鎂、鐵含量都較高的特點(diǎn)。在全堿-硅(TAS)分類圖上均投影在亞堿性巖石二長巖區(qū)域,在SiO2-K2O Hacker圖解上投影到鈣堿性和鉀玄巖系列。

巖石的氧化度{OX=w(Fe2O3)/〔(w(FeO)+w (Fe2O3)〕},花崗斑巖為0.24～0.47,平均0.34,石英閃長玢巖為0.55,前者略低于各花崗巖的平均值,暗示巖石成巖部位較深、相對還原的成巖環(huán)境,后者高于中國和世界花崗巖,指示其成巖部位較淺、屬氧化環(huán)境。與深部花崗斑巖比地表分布多、地表閃長玢巖比花崗斑巖分布廣的野外觀察結(jié)果吻合。

表1 大廠礦區(qū)脈巖巖石化學(xué)數(shù)據(jù)及相關(guān)參數(shù)(wt%)Table1 Petrochem ical data and relevant parameters of dike rocks in the Dachang m in ing area(wt%)

表2 大廠礦區(qū)脈巖中元素含量表(×10-6)Table2 Element content of dike rocks in the Dachang ore district(×10-6)

4 成礦元素與微量元素地球化學(xué)特征

由于脈巖易風(fēng)化,故對鉆孔揭露脈巖獲得的巖石采樣,花崗斑巖樣品3件,閃長玢巖樣2件,保持樣品新鮮,進(jìn)行主成礦元素和與之密切相關(guān)的微量元素分析(表2),探討脈巖的成礦意義。從表2和圖4中得知,Sn、Zn、Pb、Sb、Cu、Ag這6個主成礦元素中,在脈巖中含量相對較高的是Zn、Sn和Cu在個別樣品中較高。剔除個別高值樣品,脈巖中的主成礦元素含量一般不超過礦田內(nèi)花崗巖中的3倍,卻是相應(yīng)地表地層平均含量的2.7倍至43倍,主成礦元素在脈巖中明顯富集。圖5顯示,花崗斑巖的主成礦元素由淺至深,Sn、Zn、Cu、Ag這4個元素的含量,有升高趨勢,Pb、Sb卻相反,與礦區(qū)上部是鉛銻礦化強(qiáng)、深部錫鋅礦化強(qiáng)的礦化分帶規(guī)律吻合。在閃長玢巖中,不同深度元素變化各異,Sn、Zn呈波狀起伏,隨著深度的加大Pb、Sb、Ag先升后降,Cu變化相對較為平穩(wěn);除zk34-2-1樣品深度到-250m外,總體是,在標(biāo)高110～750m范圍,閃長玢巖中各主成礦元素分布在一個固定區(qū)間。

圖4 主成礦元素含量對比圖Fig.4 Comparison of ma in ore-form ing element contents

圖5 不同標(biāo)高主成礦元素含量對比圖Fig.5 Comparison of ma in ore-form ing element contents for different elevations

除As元素外,圖6中各元素含量曲線大多平緩,波動不大,說明各微量元素的含量在不同的巖石中變化不大。特別是Cr與Ni的曲線形態(tài)幾乎相同,反映兩者有相似的地球化學(xué)活性。脈巖的Co、V、Ti、Hg這4個元素含量高于花崗巖的,與脈巖偏基性有關(guān)?；◢弾r的W含量高于脈巖和地層,Mn和Mo的含量在花崗巖中的高于閃長玢巖,W和Mo元素在脈巖中成礦沒有在花崗巖中成礦有利,可能與成礦專屬性有關(guān)聯(lián)。Bi、W、Co、As、Mn在地層的含量明顯比脈巖和花崗巖中的低,說明火成巖形成時,巖石內(nèi)攜帶來了這些微量元素。從花崗斑巖的3個樣品來看,由淺入深,Cr、Ni、Mo、Bi含量增加的趨勢明顯,Cr、Ni是否是因深部閃長玢巖混入較多的緣故,尚不得而知,Mo、Bi可能是由于深部更近巖體所致。但是,微量元素往深部增加是客觀的,這些物質(zhì)主要來源于深部。閃長玢巖中的Co、V、Ti和Mn含量曲線右傾,呈現(xiàn)由淺入深,含量逐漸降低的趨勢,可能指示深部近巖體,巖石向酸性巖轉(zhuǎn)變?？傊?各種與成礦關(guān)系密切的微量元素的變化特征,反映了脈巖形成過程中攜帶了這些元素上侵,可能是與成礦物質(zhì)屬同一來源,花崗斑巖中微量元素的變化趨勢,更證明成礦物質(zhì)來源于深部,來源于周邊地層的可能性較小。

圖6 微量元素的變化特征圖Fig.6 Variation characters of trace elements

5 脈巖的埃達(dá)克質(zhì)巖特征探討

自Defant對埃達(dá)克巖(Adakite)這類特殊的巖石進(jìn)行命名與定義后(DefantM Jet al.,1990),國內(nèi)外出現(xiàn)了大量的有關(guān)埃達(dá)克巖的研究成果和研究實(shí)例,尤其是埃達(dá)克巖與斑巖型礦床的內(nèi)在關(guān)系倍受關(guān)注,并成為找礦的重要標(biāo)志。然而,目前對于埃達(dá)克巖的定義尚存在一定的爭議,尤其是對于定義中具有構(gòu)造環(huán)境的限定(張旗等,2003)。中國的埃達(dá)克質(zhì)巖主要分布于太平洋板塊和亞洲板塊碰撞帶、秦嶺-祁連山-昆侖山造山帶、青藏及中國東部地區(qū)(張旗,2008;王強(qiáng),2008)。隨著對埃達(dá)克巖研究的不斷深入,其內(nèi)涵已經(jīng)得到了延伸與擴(kuò)展。

埃達(dá)克巖具有特殊的地球化學(xué)特征:S iO2≥56%,Al2O3≥15%,MgO<3%,Y≤18×10-6和重稀土元素(HREE,如Yb≤1.9×10-6)虧損等。從表1可以看出,大廠礦區(qū)脈巖的SiO2含量介于58.58～72.82%之間,Al2O3含量一般都在14.4%～14.9%,MgO含量均小于3%,Na2O/K2O值小于1。表3中列出了一部分稀土元素含量及其特征值,石英閃長玢巖的Sr含量288×10-6～340×10-6,Ba含量較高(﹥500×10-6),大部分Y值大于18× 10-6,Yb值小于1.9×10-6的占50%,Sr/Y值11.68～17.78,La/Yb﹥22,貧重稀土元素,存在弱的Eu異常,高場強(qiáng)元素(HFSE)(如Nb、Zr、Hf、Ti)含量相對較低?；◢彴邘r中Sr、Y、Yb、Sr/Y、La/Yb都較低,負(fù)Eu異常明顯(梁婷等,2008a)。石英閃長玢巖中主量元素和這些特征元素大部分具有埃達(dá)克質(zhì)巖特征,接近C型高鉀埃達(dá)克巖地球化學(xué)特征(張旗等,2004;王強(qiáng)等,2007;張旗,2008)。KSr含量<400×10-6可能是巖石發(fā)生部分熔融時熔漿中斜長石是穩(wěn)定的礦物相,Sr傾向于以類質(zhì)同像的形式替換斜長石中的Ca,導(dǎo)致熔漿中Sr含量稍低(羅照華等,2002)。張旗等認(rèn)為埃達(dá)克巖包括O型和C型兩種類型,O型為俯沖板片熔融形成,C型產(chǎn)于大陸內(nèi)部,可能是玄武質(zhì)巖漿底侵到加厚的陸殼(>50 km)底部導(dǎo)致下地殼部分熔融的產(chǎn)物(張旗等,2001),說明石英閃長玢巖可能形成于造山階段和碰撞階段,結(jié)合礦田大規(guī)模巖漿侵入時形成隆起的構(gòu)造環(huán)境分析,石英閃長玢巖最大可能是形成于造山階段。

表3 部分稀土元素含量(×10-6)及其特征值表Table3 Content of partial rare earth elements(×10-6)and its eigenvalues

6 脈巖的構(gòu)造與成礦意義

上述主要成礦元素和微量元素變化特征的解釋,離不開其成礦地質(zhì)背景和宏觀地質(zhì)特征。

大廠礦區(qū)礦床主要賦存于泥盆系。到目前為止,尚未揭露到比泥盆紀(jì)更老的地層。聯(lián)想到桂北地區(qū)曾發(fā)生過的廣西運(yùn)動,志留紀(jì)本區(qū)地殼強(qiáng)烈上升,極有可能存在前寒武的構(gòu)造基底。巖石的主要和微量元素、稀土元素地球化學(xué)特征揭示大廠礦田鋁質(zhì)花崗巖的物源來源于地殼,石英閃長玢巖中包裹有圍巖殘塊,說明巖漿與四堡組的砂巖、碎屑巖有關(guān),也可能與礦區(qū)早期地殼中存在的“凝灰質(zhì)砂巖”有關(guān),不同類型的巖體具有相似的巖漿來源和演化過程(梁婷等,2008a)。次玄武巖脈巖的存在,表明巖漿有幔源物質(zhì)的加入。

從東南沿海向大陸內(nèi)部,燕山期中酸性侵入巖可能是玄武質(zhì)巖漿的底侵作用提供熱能或其自身熔融形成的(王強(qiáng)等,2001)。石英閃長玢巖主要由斜長石、角閃石、石英、黑云母等礦物組合構(gòu)成,也具有埃達(dá)克質(zhì)巖的地球化學(xué)特征,表明它可能是由底侵的玄武質(zhì)下地殼熔融形成,最大可能是形成于造山階段。從埃達(dá)克質(zhì)巖與成礦的密切關(guān)系,可以推測有底侵的玄武質(zhì)下地殼熔融形成的巖漿參與脈巖旁側(cè)礦床的成礦。

從圖1可以看出,花崗斑巖和閃長玢巖脈巖沿南北向成帶分布,明顯是沿南北向斷裂充填形成,野外觀察到脈巖兩側(cè)局部地段發(fā)育有厚0.2～1.0m張性角礫巖帶和厚0.1m斷層泥,因此,這些脈巖屬于同一張扭性斷裂帶。石英閃長玢巖中有黑云母花崗巖、花崗斑巖及硫化物礦石的捕虜體,也包含有圍巖殘塊;在礦區(qū)內(nèi)長坡～銅坑礦床井下深部,可見花崗斑巖與石英閃長玢巖同時出現(xiàn),緊密接觸,接觸面清晰(梁婷等,2008a),在巴力礦區(qū)施工的鉆孔中,發(fā)現(xiàn)花崗斑巖內(nèi)有大量閃長玢巖捕虜體;高精度的SHR IMP鋯石U-Pb同位素測年技術(shù)測定巖體的年齡分別為:龍箱蓋巖體中細(xì)粒黑云母花崗巖93± 1Ma、斑狀黑云母花崗巖91±1Ma、花崗斑巖91± 1Ma、石英閃長玢巖91±1Ma(蔡明海等,2006)。表明花崗斑巖和閃長玢巖是在燕山晚期黑云母花崗巖之后同期或充填時間前后相差不大形成的?；◢彴邘r和閃長玢巖均穿過礦體,與圍巖的接觸帶內(nèi)包含圍巖角礫和礦化,說明脈巖的侵入時間應(yīng)晚于成礦期。

礦區(qū)大量礦化富集于脈巖帶南段,主要礦床如長坡-銅坑和巴力-龍頭山兩個特大型錫多金屬礦床,近年來通過國家危機(jī)礦山項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)的96號和94號礦體的厚大礦塊(新增資源量超過大型規(guī)模)都在脈巖兩側(cè)或附近,最明顯的是后者在離脈巖較遠(yuǎn)的地段,礦床規(guī)模和品位都遠(yuǎn)比脈巖附近的差;閃長玢巖中有硫化物礦石的捕虜體,脈巖含少量黃鐵礦、閃鋅礦、脆硫銻鉛礦及錫石礦物,證明是其本身有過礦化過程或是脈巖將礦物攝入。

花崗斑巖的S iO2、Al2O3、CaO、MgO含量較高, K2O+Na2O含量較低,巖石的氧化度較低,暗示成巖部位較深、屬相對還原的成巖環(huán)境,其侵位固結(jié)前經(jīng)過充分的演化分異,于成礦有利;閃長玢巖具有堿、鋁、鈦、鎂、鐵含量都較高的特點(diǎn),巖石的氧化度較高,其成巖部位較淺、屬氧化環(huán)境。成巖環(huán)境有助于解釋脈巖的空間分布特征。礦區(qū)礦床分帶是上部錫多金屬礦床,下部鋅銅礦床,上部出現(xiàn)大量錫石與硫化物共生,與脈巖的成巖環(huán)境較為吻合,說明脈巖與成礦關(guān)系密切。

脈巖中的主成礦元素含量一般不超過礦田內(nèi)花崗巖中的3倍,卻是地層平均含量的2.7倍至43倍,成礦元素在脈巖中明顯富集,顯示出其潛在的含礦性;主成礦元素在花崗斑巖中趨于富集,且往深部有升高趨勢,與礦床分布帶規(guī)律一致,閃長玢巖在一個固定區(qū)間主成礦元素也有富集,這不大可能是成礦后形成的,說明是在成礦過程中或成礦前富集于脈巖中的;Bi、W、Co、As、Mn在地層的含量明顯比脈巖和花崗巖中的低,表明火成巖形成時,巖石內(nèi)攜帶來了這些微量元素;花崗斑巖中微量元素的變化趨勢,證明成礦物質(zhì)主要來源于深部,而非來自周邊地層;脈巖基質(zhì)對Sn,Cu,Zn都具有較高的占有率,分配系數(shù)大于1(廖宗廷,1996),也證明其有利于成礦。

熱釋汞異常分布與斷裂構(gòu)造和閃長玢巖密切相關(guān),在斷層、斷層交匯處、閃長玢巖與斷層交匯處,熱釋汞含量顯著增高,是汞運(yùn)移擴(kuò)散的路徑(余陽先等,2004)。

這些事實(shí)都證明,脈巖充填的斷裂構(gòu)造極有可能曾是礦液運(yùn)移通道,在成礦后才被充填,脈巖本身也為成礦物質(zhì)提供了來源。

致謝 審稿專家提出了許多寶貴的修改意見,在此深表謝意!

[注釋]

① 廣西有色地質(zhì)勘查局二一五隊(duì).1990.廣西南丹縣大廠錫多金屬礦田地質(zhì)測量報(bào)告

CaiMing-hai,He Long-qing,Liu Guo-qing,Wu De-cheng,Huang Hui-min.2006.The shrimp zircon U-Pb dating of the intrusive rocks in the Dachang Tin-polymetallic ore field,Guangxi and their geological significance[J].Geological Review,52(3):409-414(in Chinese with English abstract)

CaiMing-hai,Liang Ting,Wu De-cheng,Huang Hui-min.2004b. Geochemical characteristic of granites and their tectonic setting of Dachang ore field in Guangxi[J].Geological Science and Technology Information,23(2):57-62(in Chinese with English abstract)

CaiMing-hai,Mao Jing-wen,LiangTing,Wu Fu-xin.2004a.Helium and argon isotopic components of fluid inclusions in Dachang tinpolymetallic deposits and their geological implications[J].Mineral Deposits,23(2):225-231(in Chinese with English abstract)

Chen Yu-chuan,HuangMin-zhi,Xu Jue,Hu Yun-zhong,Tang Shaohua,Li Yin-qing,MengLing-ku.1993.Geologyof the Dachang deposit[M].Beijing:Geological Publishing House:69-34(in Chinese) DefantM J,DrummondM S.1990.Derivation of some modern arc magmas bymelting of young subducted lithosphere[J].Nature,347:662-665 Han Fa,Zhao Ru-song,Shen Jian-zhong,Hutchinson RW,Jiang Shao -yong,Chen Hong-de.1997.Geology and origin of ores in the Dachang Tin Polymetallic ore field[M].Beijing:Geological Publishing House:65-157(in Chinese)

Li Xiao,Qin De-xian,CaiWen,Yu Yang-xian,Yao Gen-hua.2009. The geological characteristics and ore-controlling role of the east dyke in Dachang deposit in Guangxi[J].Mineral Resources and Geology,23(5):406-411(in Chinese with English abstract)

Liang Ting,Chen Yu-chuan,Wang Deng-hong,Cai Ming-hai. 2008a.Geology and geochemistryof the Dachang tin-olymetalic deposit in Guangxi[M].Beijing:Geological Publishing House:10-42 (in Chinese)

Liang Ting,Wang Deng-hong,Cai Ming-hai,Chen Zhen-yu,Guo Chun-li,Huang Hui-min.2008b.Sulfur and lead isotope composition tracing for the sourcesof ore-formingmaterial in Dachang tin -polymetallic orefield,Guangxi[J].Acta Geologica Sinica,82(7): 967-977(in Chinese with English abstract)

Liao Zong-ting.1994.Distribution of Sn,Cu,Zn and ability of mineralization of granite in Dachang[J].Journal of Tongji University,22 (2):198-202(in Chinese with English abstract)

Luo Zhao-hua,Ke Shan,Chen Hong-wei.2002.Characteristics,petrogenesis and tectonic implications of adakite[J].Geological Bulletin of China,21(7):436-440(in Chinese with English abstract)

M.Fu,A.Changkakotl,H.R.Krouse,J.Gray,T.A.P.Kwak.1991.An Oxygen,Hydrogen,Sulfur and Carbon isotope study of carbonatereplacement(Skarn)Tin deposits of Dachang Tin field,China[J]. Economic Geology,86:1683-1703

Qin De-xian,Hong Tuo,Tian Yu-long,Chen Jian-wen.2002.Ore geology and technical economy of No.92 orebody of the Dachang tin deposit,Guangxi[M].Beijing:Geological Publishing House:31-132(in Chinese)

WangDeng-hong,Chen Yu-chuan,Chen Wen,Sang Hai-qing,Li Hua-qin,Lu Yuan-fa,Chen Kai-li,Lin Zhi-mao.2004.Dating of the Dachang giant Tin-polymetallic deposit in Nandan,Guangxi [J].MineralDeposits,78(1):132-138(in Chinese with English abstract)

WangQiang,Tang Gong-jian,Jia Xiao-hui,Zi Feng,Jiang Zi-qi,Xu Ji-feng,Zhao Zhen-hua.2008.The Metalliferous Mineralization Associatied with Adakitic Rocks[J].Geological Journal of China Universitie,14(3):350-364(in Chinese with English abstract)

WangQiang,Xu Ji-feng,Zhao Zhen-hua,Zi Feng,Tang Gong-jian, Jia Xiao-hui,Jiang Zi-qi.2007.Adakites or Adakitic Rocks and AssociatedMetalMetallogenesis in China[J].Bulletin ofMineralogy,Petrology and Geochemistry,26(4):336-349(in Chinese with English abstract)

WangQiang,Zhao Zhen-hua,Xiong Xiao-lin,Xu Ji-feng.2001. Melting of the underplated basaltic lower crust:Evidence from the Shaxi adakific sodic quartz diorite-porphyrites,Anhui Province, China[J].Geochimica,30(4):353-362(in Chinese with English abstract)

Ye Xu-sun,Yan Yun-xiu,He Hai-zhou.1996.The mineralization factors ofDachang superlarge tin deposits,in Guangxi[M].Beijing: Metallurgical Industry Press:1-90(in Chinese)

Yu Yang-xian,Luo Xian-rong,Wei Ke-li,Qin De-xian.2004. Measurement condition and abnormity character of heat-released mercurymethod in the Changpo Tin polymetallic deposit atDachang [J].Geology and Prospecting,40(6):71-74(in Chinese with English abstract)

ZhangQi.2008.Adakite research retrospect and prospect[J].Geology In China,35(10):32-39(in Chinese with English abstract)

ZhangQi,Wang Yan,QianQing,YangJin-hui,Wang Yuan-long,Zhao Tai-ping,Guo Guang-jun.2001.The characteristics and tectonic-metallogenic significance of the adakites in Yanshan Period from eastern China[J].Acta Petrologica Sinica,17(2):236-244(in Chinese with English abstract)

ZhangQi,Wang Yan,Wang Yuan-long.2003.On the relationship between adakite and its tectonic setting[J].Geotectonica etMetallogenia,27(2):101-108(in Chinese with English abstract)

ZhangQi,Xu Ji-feng,Wang Yan,Xiao Long,Liu Hong-tao,Wang Yuan-long.2004.Diversity of adakite[J].Geological Bulletin of China,23(9-10):959-963(in Chinese with English abstract)

[附中文參考文獻(xiàn)]

蔡明海,何龍清,劉國慶,吳德成,黃惠民.2006.廣西大廠錫礦田侵入巖SHR IMP鋯石U-Pb年齡及其意義[J].地質(zhì)論評,52(3): 409-414

蔡明海,梁 婷,吳德成,黃惠民.2004b.廣西大廠礦田花崗巖地球化學(xué)特征及其構(gòu)造環(huán)境[J].地質(zhì)科技情報(bào),23(2):57-62

蔡明海,毛景文,梁 婷,吳付新.2004a.廣西大廠錫多金屬礦床氦、氬同位素特征及其地質(zhì)意義[J].礦床地質(zhì),23(2):225-231

陳毓川,黃民智,徐 鈺,胡云中,唐紹華,李蔭清,孟令庫.1993.大廠錫礦地質(zhì)[M].北京:地質(zhì)出版社:69-340

韓 發(fā),趙汝松,沈建忠,Hutchinson RW,蔣少涌,陳洪德.1997.大廠錫多金屬礦床地質(zhì)及成因[M].北京:地質(zhì)出版社:65-157

李 曉,秦德先,蔡穩(wěn),余陽先,姚根華.2009.廣西大廠錫礦“東巖墻"地質(zhì)特征與控礦作用[J].礦產(chǎn)與地質(zhì),23(5):406-411

梁 婷,陳毓川,王登紅,蔡明海.2008a.廣西大廠錫多金屬礦床地質(zhì)與地球化學(xué)[M].北京:地質(zhì)出版社:10-42

梁 婷,王登紅,蔡明海,陳振宇,郭春麗,黃惠民.2008b.廣西大廠錫多金屬礦床S、Pb同位素組成對成礦物質(zhì)來源的示蹤[J].地質(zhì)學(xué)報(bào),82(7):967-977

廖宗廷.1994.大廠花崗巖Sn,Cu,Zn的分配規(guī)律及成礦性評價[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào),22(2):198-202

羅照華,柯 珊,諶宏偉.2002.埃達(dá)克巖的特征、成因及構(gòu)造意義[J].地質(zhì)通報(bào),21(7):436-440

秦德先,洪 托,田毓龍,陳健文.2002.廣西大廠錫礦92號礦體礦床地質(zhì)與技術(shù)經(jīng)濟(jì)[M].北京:地質(zhì)出版社:31-132

王登紅,陳毓川,陳 文,桑海清,李華芹,路遠(yuǎn)發(fā),陳開禮,林枝茂. 2004.廣西南丹大廠超大型錫多金屬礦床的成礦時代[J].礦床地質(zhì),78(1):132-138

王 強(qiáng),唐功建,賈小輝,資 鋒,姜子琦,許繼峰,趙振華.2008.埃達(dá)克質(zhì)巖的金屬成礦作用[J].大地構(gòu)造與成礦學(xué),14(3):350-364

王 強(qiáng),許繼峰,趙振華,資 鋒,唐功建,賈小輝,姜子琦.2007.中國埃達(dá)克巖或埃達(dá)克質(zhì)巖及相關(guān)金屬成礦作用[J].礦物巖石地球化學(xué)通報(bào).26(4):336-349

王 強(qiáng),趙振華,熊小林,許繼鋒.2001.底侵玄武質(zhì)下地殼的熔融:來自安徽沙溪adakite質(zhì)富鈉石英閃長玢巖的證據(jù)[J].地球化學(xué), 30(4):353-362

葉緒孫,嚴(yán)云秀,何海洲.1996.廣西大廠超大型錫礦床成礦條件[M].北京:冶金工業(yè)出版社:1-90

余陽先,羅先熔,韋可利,秦德先.2004.大廠錫-多金屬礦床熱釋汞測量技術(shù)條件、異常特征及成暈機(jī)制[J].地質(zhì)與勘探,40(6): 71-74

張 旗.2008.埃達(dá)克巖研究的回顧和前瞻[J].中國地質(zhì),35(10): 32-39

張 旗,王 焰,錢 青,楊進(jìn)輝,王元龍,趙太平,郭光軍.2001.中國東部燕山期埃達(dá)克巖的特征及其構(gòu)造-成礦意義[J].巖石學(xué)報(bào),17(2):236-244

張 旗,王 焰,王元龍.2003.埃達(dá)克巖與構(gòu)造環(huán)境[J].大地構(gòu)造與成礦學(xué),27(2):101-108

張 旗,許繼峰,王 焰,肖 龍,劉紅濤,王元龍.2004.埃達(dá)克巖的多樣性[J].地質(zhì)通報(bào),23(9-10):959-963

Geochem ical Features of Vein Rocks and Their Sign ificance to Structure and M ineralization in the Dachang Ore D istrict,Guangxi Province

FAN Sen-kui1,2, L IXiu-dan3, CHENG Yong-sheng4,5, CHEN Cheng-zhen2, HUANGWei-hong2
(1.School of Geoscience and Environmental Engineering,Central South University,Changsha 410083; 2.Guangxi No.215Geological Team,Liuzhou 545000;3.Resources Depar tm ent of Guangxi,Nanning 540001; 4.School of Info-physics and Geom atics Engineering,Changsha 410083;5.Guangxi Huaxi Co.,Ltd.,Liuzhou 545000)

The Dachang tin deposit,which is situated at the Danchimetallogenic belt,is one of the most famous superlarge tin-polymetallic deposit and the important tin output base in China.In the Dachangmining area,granite-porphyry and quartz diorite porphyrite vein rocks are located mainly on both sides of the deposit,which are distributed in s warms and belts.The granite-porphyry and diorite porphyrite for med synchronously or successively with a s mall lag after the biotite granite formed in the late Yanshan period.The granite-porphyry and diorite porphyrite,which contain wall rock breccia and mineralization material in the contacting zone,cut through the orebody.It is characterized by high content of silica,alumina oxide,calcium oxide, magnesium oxide and low K2O+Na2O for granite-porphyry.The low oxidizabilityof rock suggests the deep diagenesis site and the reducing environment of diagenesis,which experienced complete evolution and differentiation andwas favorable tomineralization.Diorite porphyrite,whichwas highlyoxidized, has high content of alkali,aluminum,titanium,magnesium,and iron.The tectonic environment of vein rocks originated from earth crust remelting,belongs to regional tension.The formation of vein rocks filled with N-S trending fractures was later than the mineralization.The zoning of deposit is the same as the vein rocks.The rich main mineralizing elements,trace element and their changing trend of vein rocks suggest that the vein rocks supplied a part ofmetallogenic material,or the filled fracture was the migration channel of ore fluid and was filled aftermineralization,which has important significance for deposit generation.And the vein rock was also the ore source.Quartz diorite porphyrite is characterized by adakitic rocks,which might be from the underplating basaltic lower crust and involved in mineralization of the polymetallic deposit near the dykes.

Dachang ore district,vein rock,geochemical features,structure and mineralization

book=9,ebook=685

P618.4+P588.13

A

0495-5331(2010)05-0828-08

2010-05-11;

2010-07-06;[責(zé)任編輯]郝情情。

國家科技支撐項(xiàng)目(編號:2006BAB01B03)和國土資源部危機(jī)礦山專項(xiàng)(編號:200545022)資助。

范森葵(1966年-),男,1988年畢業(yè)于中南工業(yè)大學(xué),獲學(xué)士學(xué)位,在讀博士,高級工程師,現(xiàn)主要從事礦產(chǎn)資源勘查及技術(shù)管理工作,E-mail:gxfsk@163.com。