郭輝　鄒海洋　陳磊　陳侃

摘要：本文對(duì)馬來半島中央金成礦帶北段的New Discovery金礦地球化學(xué)特征進(jìn)行了分析。主要得出：主量元素特征表明該礦床火山碎屑巖為鈣堿性鋁過飽和系列巖石。微量元素表明可將13種元素分成4個(gè)組合：Cr、Co、Cu、Sc、W、Ba；Ph、Ag、Zn；Sb、Ni；Bi、Mo。第一組合為成礦成暈組合，第二組合為多金屬礦化組合，第三組合為硫化物蝕變組合；元素組合也對(duì)應(yīng)于不同的礦化階段。稀土元素分析結(jié)果表明，該巖石屬輕稀土富集型，銪弱負(fù)異常。稀土配分曲線為平緩的右傾。New Discovery金礦床的原巖為中性火山巖，且形成于島弧——活動(dòng)大陸邊緣區(qū)域。

關(guān)鍵詞：金礦床 地球化學(xué) 構(gòu)造環(huán)境 New Discovery

Sokor金礦位于馬來西亞吉蘭丹州西北部，Kota Bahru西南約70公里，Tanan Meran西約32公里處。2008年，CMNM公司獲批該礦區(qū)為期10年的采礦權(quán)證，經(jīng)過5年的努力，取得了一定的成果，獲得了豐富的地質(zhì)及化探資料，但對(duì)地球化學(xué)特征方面的研究比較薄弱。為此，本文以地質(zhì)研究為基礎(chǔ)，從地球化學(xué)的角度來研究New Discovery金礦的構(gòu)造環(huán)境及火山巖的成因，以期對(duì)找礦勘探有所幫助。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

馬來西亞吉蘭丹州Ulu Sorkor金礦田大地構(gòu)造位置位于印支陸塊（親華南型）中的東馬來西亞微陸塊中，西側(cè)以文冬——?jiǎng)谖鸾Y(jié)合帶為界與中緬?cǎi)R蘇陸塊相鄰（親岡瓦納型）。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主導(dǎo)，區(qū)域上源于南北向Bentong-Raub深大斷裂的F1斷裂成為控制礦區(qū)構(gòu)造格局最主要的斷裂構(gòu)造。該斷裂在本區(qū)延伸近20km，自北而南縱貫礦區(qū)中部，該斷裂總體傾向東，傾角約50°；北東東向斷裂構(gòu)造是礦區(qū)主要的次級(jí)成礦和控礦構(gòu)造，走向NE10°-30°左右，傾向SSE，傾角40°～68°，為F₁斷裂的次級(jí)斷裂。礦區(qū)內(nèi)最大的北東東向斷裂主要有F₂斷裂和F₃斷裂。礦區(qū)北西向斷裂主要為F₄斷裂，位于礦區(qū)北部，走向NW320°左右，傾向NE，傾角40°，發(fā)育構(gòu)造角礫巖，鐵錳質(zhì)膠結(jié)。

礦區(qū)及周邊出露地層主要為二疊——三疊系一套海相中——酸性火山沉積巖系，巖性主要有凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)千枚巖、鈣泥質(zhì)千枚巖夾少量含炭質(zhì)千枚巖、大理巖等。受區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，地層片理化、揉皺現(xiàn)象普遍發(fā)育，導(dǎo)致地層產(chǎn)狀變化復(fù)雜不清，但地層總體走向近南北向。東部地層產(chǎn)狀較為平緩，總體向東傾；西部地層產(chǎn)狀較陡，傾向西，傾角由向西向東逐漸變緩。根據(jù)地質(zhì)踏勘以及鉆孔揭露，礦區(qū)出露地層自下而上大致可分為三層，分別為凝灰?guī)r層、凝灰質(zhì)千枚巖層和鈣泥質(zhì)千枚巖層。

礦區(qū)內(nèi)的巖漿巖主要為石英斑巖脈，沿F₁斷裂旁Sg.Ketubong河?xùn)|岸邊出露，出露地表長(zhǎng)約50m，脈寬5m～15m。石英斑巖脈沿F₁斷裂的次級(jí)斷裂展布，脈巖與地層呈侵入接觸關(guān)系，斑巖脈中普遍發(fā)育黃鐵礦化。該脈體下盤局部裂隙發(fā)育，沿裂隙發(fā)育微弱的硅化、絹云母化等蝕變，及少量黃鐵石英細(xì)脈。

2 元素地球化學(xué)特征

在鉆孔中采集了典型圍巖樣品6件，并對(duì)其主量元素、微量元素和稀土元素進(jìn)行了分析。

2.1巖石化學(xué)特征

由表1可知：除N₂（含鈣質(zhì)灰?guī)r）外，其他巖石SiO₂、Al₂O₃均較高，這與巖石的礦物組成組要是長(zhǎng)石、石英相符。SiO₂含量的變化范圍比較小，為53.1%-68.3%之間，平均約61.82%，反映了巖漿分異過程中的一致性，也顯示了中酸性火山巖的特征；Al₂O₃為14.68%～20.84%；K₂O+Na₂O為4.19%～7.97%；巖石里特曼指數(shù)[σ=（K₂O+Na₂O）₂/（SiO₂-43）]介于0.19-0.48之間，其中N1號(hào)樣品里特曼指數(shù)最低，為0.19，且Al₂O₃>CaO+Na₂O+K₂O，為鈣堿性鋁過飽和系列巖石（見圖1）。一般鈣堿性系列多處于板塊的邊緣，推測(cè)礦區(qū)內(nèi)火山巖形成的構(gòu)造環(huán)境為板塊的減帶。同時(shí)所有樣品的堿度率A.R值均在1.01～2.22之間，顯示了島弧火山巖特征。

2.2微量元素地球化學(xué)特征

2.2.1微量元素分布特征

元素的含量變化及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以反映礦區(qū)微量元素的地球化學(xué)特征，而元素的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差反映了礦區(qū)范圍內(nèi)及不同類型巖石中元素的分配特征。各樣品的微量元素分析結(jié)果見表2。數(shù)據(jù)顯示，樣品中明顯相對(duì)富集Rb、Sc、Th等大離子親石元素，而明顯虧損Nb、Ta、Ti等元素。此外，與上地殼相比，Ag、Sb、Pb等元素的含量要高出許多。

2.2.2微量元素R型聚類分析

由于微量元素變化細(xì)微、靈敏，直接從表2數(shù)據(jù)中無(wú)法看出元素之間和元素與樣品之間的關(guān)系及其變化規(guī)律，因而只能通過聚類分析等數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法加以有效識(shí)別。在地質(zhì)學(xué)中一般采取R型聚類分析，其原理是以變量之間的相似程度為基礎(chǔ)，將變量分成不同級(jí)別的類或點(diǎn)群，從而指明元素在成礦活動(dòng)中地球化學(xué)行為相似程度的一種有效方法。為此，選取表2其中的13種元素作R型聚類分析和相關(guān)系數(shù)矩陣，得到圖2和表3。從圖2和表3中可以清楚地看到各個(gè)元素之間的相似程度和在成礦作用中的相互關(guān)系。在γ（相關(guān)系數(shù)）=10的相似性水平上，微量元素組合明顯分為4組。分別為：

①Co、Cu、Sc、Cr、W、Zn、Ba聚成一類，可能代表一組來源于地殼的元素。其中Co和Cu的相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.989，Sc和Cr、W的相關(guān)系數(shù)分別為0.972、0.936。它們的相關(guān)性均較為密切。

②Ag、Pb、Zn為一個(gè)元素組合，反映出一個(gè)多金屬礦化階段，說明了Ag與方鉛礦、閃鋅礦為同一時(shí)期生成，其中Ag和Ph的生成關(guān)系最為密切，相關(guān)系數(shù)為0.983。Ph為中低溫生成礦物，說明該礦物組合形成于中低溫環(huán)境；

③Mo、Bi為一個(gè)元素組合，相關(guān)系數(shù)為0.768；

④Ni、Sb為一個(gè)元素組合，相關(guān)系數(shù)為0.833；③、④的元素組合與前面組合的相關(guān)性不大。Ni除與Sb呈明顯的正相關(guān)關(guān)系外，與其他元素基本呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

2.2.3微量元素因子分析

因子分析是查明因素之間聯(lián)系、確定元素組合的常用多元分析方法，分析結(jié)果列于表4。根據(jù)因子結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)原則，以因子中最大因子載荷的50%為閥值確定不同因子的元素組合。可得出4個(gè)主因子：

F₁主因子由Cr、Co、Cu、Sc、W、Ba組成。Cr、Co和W為親鐵元素，是巖漿活動(dòng)階段的代表性元素。在巖漿演化階段，Co和W主要以類質(zhì)同象的形式進(jìn)入造巖礦物和副礦物的晶格中；在巖漿結(jié)晶作用晚期以絡(luò)合物形式從巖漿熔體中分離進(jìn)入到氣成熱液中。Cr在熱液成礦作用中在成礦階段早期析出，是礦體或成礦地球化學(xué)暈的下部指示元素。Cu在成礦熱液演化的后期硫化物階段富集沉淀，形成銅的硫化物。Sc和Ba為親石元素。亦可稱其為成礦成暈因子，這一因子的相關(guān)性比較密切，方差貢獻(xiàn)達(dá)37.15%。

F₂主因子由Pb、Ag、Zn組成，為多金屬礦化因子，是巖石中多金屬礦物出現(xiàn)的客觀反映，也是銀鉛鋅礦化階段存在的元素組合反映。這一因子的方差貢獻(xiàn)達(dá)22.71%。

F₃主因子由Sb和Ni元素組成，Sb為典型的親硫元素，Ni雖為親鐵元素，但具明顯的親硫性，都能以不同的形式存在于硫化物相中。Sb和Ni在巖漿演化過程中，經(jīng)巖漿熔離合分異作用進(jìn)入不混溶的硫化物熔體中，是早期巖漿熱液活動(dòng)的產(chǎn)物。Ni在巖漿晚期與硫化物一起轉(zhuǎn)入到巖漿熱液中，并以硫的絡(luò)合物的形式搬運(yùn)。該因子為硫化物蝕變因子，方差貢獻(xiàn)為18.57%。

F₄主因子由Bi和Mo組成。一般認(rèn)為Bi、Mo通常集于巖漿結(jié)晶分異作用晚期以絡(luò)合物形式通過結(jié)晶分凝和射氣分離從巖漿熔體中分離到氣成熱液中。F4為成暈因子，該因子的方差貢獻(xiàn)為16.26%。

2.3稀土元素地球化學(xué)特征

對(duì)New Discovery金礦主要圍巖的稀土元素分析結(jié)果見表5。結(jié)果顯示，淺變質(zhì)巖∑REE在55.3×10^-6～159.60×10^-6之間，平均為93.51×10^-6左右，稀土含量較高；δEu為0.48～0.96，平均為0.79，具不同程度的Eu負(fù)異常；δce為0.8～0.99，無(wú)明顯的Ce異常；LREE/HREE值介于4.30-13.32之間，屬輕稀土富集型；（La/Yb）_N值介于3.53-14.35之間，平均在7.1×10^-6左右。稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)分布形式（圖3）為右緩傾型，各淺變質(zhì)樣品的稀土配分曲線大致相互平行。

由表5和圖3可知：New Discovery金礦輕稀土元素（LREE）相對(duì)富集，重稀土元素（HREE）出現(xiàn)相對(duì)虧損和分餾不明顯的特征，并具有弱的Eu負(fù)異常。弱的Eu負(fù)異?？赡苁芸赜陂L(zhǎng)石，礦區(qū)火山碎屑巖來源于長(zhǎng)英質(zhì)巖漿，二價(jià)的Eu可以被斜長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石所容納。因此，在巖漿部分熔融或分離結(jié)晶時(shí)長(zhǎng)石的存在必然引起熔漿的Eu負(fù)異常，礦區(qū)火山碎屑巖長(zhǎng)石晶屑的存在表明巖漿演化過程中存在分離結(jié)晶作用。各樣品曲線形態(tài)基本相似，表明它們具有近似一致的原巖組成和成巖方式，巖漿來源為同源巖漿。

3 礦區(qū)火山巖成因

研究區(qū)原巖為一套以中性為主導(dǎo)的火山凝灰?guī)r，伴隨有不等量的粘土質(zhì)沉積物的摻雜混合而成的細(xì)火山碎屑巖，原巖中粘土質(zhì)沉積物的含量按千枚巖——含晶屑凝灰質(zhì)千枚巖——變晶屑凝灰?guī)r的順序逐漸遞減，而本區(qū)結(jié)晶灰?guī)r和大理巖是沉積的碳酸鹽巖變質(zhì)的產(chǎn)物。其地球化學(xué)特征表明，火山巖大離子親石元素（LILE）正異常和輕稀土元素（LREE）相對(duì)富集，而高場(chǎng)強(qiáng)元素（HSE）負(fù)異常和重稀土元素相對(duì)虧損，顯示地殼混染特征。微量元素的富集和虧損受不同因素的控制，Sr、Rb、K、Th和Pb的富集可能顯示陸殼和火山弧特征，而Sr的虧損則顯示陸殼性質(zhì)。極度富集Pb而虧損Nb、P和Ti，具有大陸地殼特征，虧損Nb、Ta，富集Pb具有大陸下地殼的性質(zhì)。前人根據(jù)大量巖石微量元素實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得出，微量元素Nb、Ta、Ti較相鄰K、La等元素出現(xiàn)虧損，是代表島弧構(gòu)造環(huán)境的重要指標(biāo)。在TFeO-MgO-Al₂O₃構(gòu)造環(huán)境判別圖（見圖4），New Discovery火山巖落入島弧及活動(dòng)大陸邊緣區(qū)域，部分變質(zhì)巖的原巖因有粘土質(zhì)沉積物質(zhì)混入而使樣品的Al₂O₃含量較高，主要落于島弧及活動(dòng)大陸邊緣區(qū)域與擴(kuò)張中心島弧的界限附近。因此，New Discovery礦區(qū)火山巖應(yīng)起源于下地殼（可能為初生地殼的古老變質(zhì)基底）熔融，并受到了上地殼的混染。此外，New Discovery火山巖具有弱的Eu負(fù)異常，同時(shí)火山碎屑巖中長(zhǎng)石晶屑的出現(xiàn)都說明火山巖巖漿曾經(jīng)歷過結(jié)晶分異作用。

這些特征均顯示本區(qū)除結(jié)晶灰?guī)r以外的淺變質(zhì)巖的原巖主要形成于活動(dòng)大陸邊緣——島弧環(huán)境，這與馬來半島印支板塊和中緬?cǎi)R蘇板塊碰撞拼合的大地構(gòu)造背景相吻合。

4 結(jié)論

New Discovery金礦的地球化學(xué)特征表明：

（1）主量元素特征表明New Discovery金礦床的原巖SiO₂含量為53.1%-68.3%之間，顯示了中酸性火山巖的特征。巖石里特曼指數(shù)介于0.19-0.48之間，且Al₂O₃>CaO+Na₂O+K₂O，為鈣堿性鋁過飽和系列巖石。

（2）根據(jù)微量元素相關(guān)分析、聚類分析和因子分析的結(jié)果，可將13種元素分成4個(gè)組合：Cr、Co、Cu、Sc、W、Ba：Pb、Ag、Zn；Sb、Ni；Bi、Mo。第一組合為成礦成暈組合，代表一組來源地殼的元素；第二組合為多金屬礦化組合，與第二、三礦化階段相對(duì)應(yīng)；第三組合為硫化物蝕變組合；與第一、二、四階段相對(duì)應(yīng)。

（3）稀土元素特征表明巖石屬輕稀土富集型，銪弱負(fù)異常。稀土配分曲線為右傾緩型，且配分曲線大致相互平行，反映了礦區(qū)圍巖具有近似一致的原巖組成和成巖方式，巖漿來源為同源巖漿。且弱的Eu負(fù)異常和火山碎屑巖中長(zhǎng)石晶屑的出現(xiàn)都說明火山巖巖漿曾經(jīng)歷過結(jié)晶分異作用。

（4）礦區(qū)火山巖應(yīng)起源于下地殼熔融，并受到了上地殼的混染，主要形成于活動(dòng)大陸邊緣——島弧環(huán)境。