薛彥萍,蔡明海,李強,張文兵,毛磊,秦天
(1.廣西大學資源與冶金學院,廣西 南寧 530004;2.武警黃金部隊第四支隊,遼寧 遼陽 111000)
廣西西南部西大明山地區(qū)為廣泛發(fā)育銀-鉛-鋅-金的多金屬礦集區(qū),產(chǎn)出有鳳凰山大型銀礦床和姆馱山銀礦、平何銀礦,以及長屯鉛鋅礦、弄屯鉛鋅礦、淥井鉛鋅礦、那佰鉛鋅礦和上孟金礦等中、小型礦床,這些礦床主要屬熱液脈型(崔彬等,2000;雷英憑,2010;陸建輝,2014;張珩清等,2015;柴明春等,2015;龐運權等,2016),區(qū)域上顯示出良好的地質成礦環(huán)境。而新發(fā)現(xiàn)的羅維礦床是一個具大型規(guī)模的矽卡巖型鎢多金屬礦床,其礦化類型與已發(fā)現(xiàn)的礦床有所差異。
羅維鎢多金屬礦床是廣西第四地質隊于2013年根據(jù)物探推斷成果,實施系列鉆孔勘查驗證時發(fā)現(xiàn)的大型矽卡巖礦床,現(xiàn)階段的勘查工作還在進行中。近年來,在羅維鎢多金屬礦區(qū)鉆孔的深部發(fā)現(xiàn)了細粒斑狀黑云母花崗閃長巖。李賽賽等(2016)對巖體進行了初步研究,主要側重于細粒斑狀黑云母花崗閃長巖年代學及同位素研究,顯示成巖時代為燕山晚期〔(99.84±0.90)Ma和(98.03±0.99)Ma〕,成礦物質來源于隱伏巖體。同時,對羅維礦床中的輝鉬礦進行了Re-Os同位素測年,獲得的年齡值為(95.9 ±1.8)Ma;付偉等(2014)對羅維礦床4件輝鉬礦進行年代學研究,給出的Re-Os模式年齡為93~95Ma,成巖與成礦時代接近,顯示羅維鎢多金屬礦與深部隱伏巖體具有密切的時空關系。但對隱伏巖體的地球化學特征、演化關系以及對成礦控制等方面的研究涉及不多,與羅維大型鎢多金屬礦床控制程度是不相對應的。為了充分了解該巖體地球化學特征、演化及與成礦關系,筆者在已有研究成果的基礎上,對該巖體地球化學特征、成因等內(nèi)容進行了初步研究,探討隱伏巖體演化與成礦的關系,以期對礦床成因及后期的找礦方向提供更全面的信息。
羅維鎢多金屬礦位于右江再生地槽之西大明山隆起處,所處大地構造位置為上揚子陸塊(Ⅱ級)、崇左弧盆系(Ⅲ級)、崇左島弧(Ⅳ級)(圖1)。
區(qū)域地層分為基底和蓋層2部分。其中,基底由寒武系組成,巖性為一套淺變質的類復理石碎屑巖,出露于西大明山隆起核部,是區(qū)域金屬礦的主要賦礦層位;蓋層由泥盆系碎屑巖、碳酸鹽巖組成,不整合覆蓋于寒武系之上。
區(qū)域主要褶皺構造為軸向北東20°的西大明山復式背斜,背斜長61km,寬10~25km,核部為寒武系小內(nèi)沖組和黃洞口組,翼部為泥盆系蓮花山組。區(qū)域斷裂構造以近東西向、北西向、北東向為主,并與北東東向、少量近南北向等不同方向的斷裂相互交織,形成了錯綜復雜的斷裂網(wǎng)絡系統(tǒng)。該區(qū)多數(shù)金屬礦床和礦化帶多分布于近東西向或北西向斷層及其附近的小構造中,如淥井鉛鋅礦床受東西向斷層控制,鳳凰山銀礦床等均受近東西向斷層控制;羅維鎢多金屬礦床則受北西向羅維斷裂控制。
區(qū)域內(nèi)地表出露的巖漿巖極少,僅有少量沿裂隙或斷層侵入的酸性和基性巖脈零星分布于西大明山復式背斜核部及翼部,如石英斑巖脈、輝綠巖脈等。其中,石英斑巖分布于西大明山主峰北側,脈附近見含鎢石英脈,并伴有云英巖化、電氣石化、黃鐵礦化、硅化、角巖化等;輝綠巖脈分布于西部上姜和北部屏山一帶,巖脈與圍巖呈侵入接觸關系,圍巖蝕變不明顯。近年來,在羅維鎢多金屬礦區(qū)鉆孔的深部發(fā)現(xiàn)了細粒斑狀黑云母花崗閃長巖,證實了隱伏巖體的存在,形成時代為燕山晚期(李賽賽等,2016)。
1.下泥盆統(tǒng)蓮花山組;2.上寒武統(tǒng)黃洞口組三段;3.上寒武統(tǒng)黃洞口組二段;4.上寒武統(tǒng)黃洞口組一段;5.中寒武統(tǒng)小內(nèi)沖組三段;6.中寒武統(tǒng)小內(nèi)沖組二段;7.中寒武統(tǒng)小內(nèi)沖組一段;8.石英斑巖巖脈;9.斷裂;10.銀礦床;11.鉛鋅礦床;12.鎢多金屬礦床13.金礦床;14.地質界線;15.角度不整合界線圖1 羅維鎢多金屬礦區(qū)域地質圖(據(jù)陸建輝,2015資料修改)Fig.1 Regional geological map of Luowei tungsten-polymetallic deposit(Modified from LU, 2015)
西大明山地區(qū)已經(jīng)探明儲量的礦床有鳳凰山大型銀礦床、淥井中型鉛鋅礦床、長屯中型鉛鋅礦床等,目前正在開展地質工作并有重大發(fā)現(xiàn)的有弄屯大型鉛鋅礦床、羅維鎢多金屬礦床、那寧小型金礦床等。其中,銀鉛鋅多金屬礦主要為熱液脈型,鎢多金屬礦為矽卡巖型。區(qū)域內(nèi)銀礦主要受近東西向及北東斷裂破碎帶控制,僅個別南北向、北西向斷裂裂隙在發(fā)現(xiàn)礦體或礦化線索,該類礦床多分布于近東西向斷裂破碎帶中,次為北東向、北西向斷裂,具疊加及多期次成礦特征。鉛鋅礦、銀鉛鋅金礦主要分布于近東西向及北東斷裂破碎帶中,鎢多金屬礦主要分布于北西向和近東西向斷裂、裂隙和順層滑動破碎帶中。
礦區(qū)出露地層主要有寒武系小內(nèi)沖組、黃洞口組和泥盆系蓮花山組,其中小內(nèi)沖組巖性為砂巖、粉砂巖、泥巖夾含碳質和鈣質泥巖,是區(qū)內(nèi)賦礦層位。礦區(qū)內(nèi)斷裂主要有北西向、北東向和近東西向3組。其中,北西向、近東西向斷裂、裂隙和順層滑動破碎帶則為礦區(qū)主要容礦構造,北西向的羅維大斷裂為區(qū)域性斷裂,使區(qū)內(nèi)的地層、東西向及北東向斷裂錯開(圖2)。
礦區(qū)地表未見巖漿巖出露,但在鉆孔ZK40004 950m處和ZK31901 500m處揭露到隱伏巖體。經(jīng)對鉆孔巖心中隱伏巖體的野外觀察,及相應巖石樣品的鏡下巖礦鑒定,將兩類巖性的巖石分別定名為似斑狀黑云母花崗巖和中細粒花崗巖。
1.泥盆系蓮花山組;2.上寒武統(tǒng)黃洞口組二段;3.上寒武統(tǒng)黃洞口組一段;4.中寒武統(tǒng)小內(nèi)沖組三段;5.中寒武統(tǒng)小內(nèi)沖組二段;6.中寒武統(tǒng)小內(nèi)沖組一段;7.斷裂;8.背斜軸;9.銀礦;10.鎢多金屬礦帶;11.鉛鋅礦帶;12.地質界線;13.角度不整合界線圖2 羅維鎢多金屬礦區(qū)地質簡圖(據(jù)廣西壯族自治區(qū)第四地質隊資料修改)Fig.2 Geologic map of Luowei tungsten-polymetallic deposit
似斑狀黑云母花崗巖:淺灰色,似斑狀結構,塊狀構造(圖3)。巖石中斑晶占20%±,主要為板狀斜長石,粒徑5~15mm;基質為細?;◢徑Y構,約占全巖的80%±。主要礦物為石英(25%±)、斜長石40%±(少量簾石化)、鉀長石15%±、黑云母5%±,另有少量角閃石、黃鐵礦。該類同一巖性的鋯石U-Pb測年分別為(99.84 ± 0.90)Ma和(98.03 ± 0.99)Ma(李賽賽等,2016)。
中細?;◢弾r:灰-淺灰色,花崗結構、塊狀構造(圖4),主要礦物有石英30%±、斜長石45%±(少量高嶺土化)、鉀長石(15%±)、黑云母(5%~8%)、角閃石1%±,另有少量黃鐵礦。斜長石呈灰白色,半自形板狀,他形粒狀,粒徑2~5mm;鉀長石,他形粒狀,粒徑2~5mm;石英,乳白色,油脂光澤,他形粒狀,粒徑2~4mm;黑云母,黑色片狀,粒徑0.5~3mm;角閃石,粒狀或半自形短柱狀。
羅維礦區(qū)發(fā)育有矽卡巖型和石英脈型2類礦床類型,但以前者為主體。石英脈型礦體主要產(chǎn)于淺表和上部裂隙帶內(nèi),受構造裂隙控制,埋深一般<400m。石英脈厚1~10cm,走向北西西(近東西)向和北東向,傾角較陡,一般>45°。矽卡巖型礦體產(chǎn)于中、下部矽卡巖中,埋深多>400m。礦體呈似層狀平行產(chǎn)出,走向近東西向,傾角較緩,一般<20°,礦體間的垂向間距為5~65m。礦體長170~360m,厚0.70~3.90m,平均品位WO3為0.137%~0.395%,Zn為0.62%~2.14%,Bi為0.013%~0.108%。
區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)有Ⅳ和Ⅴ號2個北西向礦帶,目前僅在Ⅴ號礦帶就揭露到31個鎢鋅礦體,其中,Ⅴ-9號和Ⅴ-12號為區(qū)內(nèi)主要礦體(圖5)。
(1)Ⅴ-9號礦體。礦體埋深>400m,距深部隱伏巖體的垂高約400m。礦體走向控制長約800m,厚約0.92~15.87m,斜深約600m。礦體大致順層產(chǎn)出,傾向南西,傾角4°~36°,產(chǎn)狀隨圍巖起伏而變化。單工程平均品位WO3為0.048%~0.392%,Zn為0.22%~2.13%,Bi為0.016%~0.063%。
Ab.鈉長石;Kp.鉀長石;Qtz.石英圖3 似斑狀黑云母花崗巖圖Fig.3 Photos of porphyritic biotite granite
Ab.鈉長石;Kp.鉀長石;Py.黃鐵礦;Qtz.石英圖4 中細粒花崗巖圖Fig.4 Photos of medium fine-grained granite
1.寒武系小內(nèi)沖組砂巖、泥巖;2.斷裂破碎帶;3.燕山晚期花崗巖體;4.鎢多金屬礦體及編號;5.鉆孔圖5 羅維鎢多金屬礦400勘探線剖面圖(據(jù)黃鎮(zhèn)豪等,2015修改)Fig.5 No.400 prospecting line profile map of Luowei tungsten-polymetallic deposit (Modified from HUANG et al, 2015)
(2)Ⅴ-12號礦體。礦體走向控制長約800m,厚約0.44~4.30m,斜深約300~600m,順層產(chǎn)出,傾向南西,傾角4°~36°,產(chǎn)狀隨圍巖起伏而變化。單工程平均品位WO3為0.079%~0.815%,Zn為0.26%~3.35%,Bi為0.018%~0.199%,Cu為0.028%~0.18%。
區(qū)內(nèi)鎢多金屬礦體主要由矽卡巖型礦石及疊加其上的石英細脈型礦石組成,以前者為主體。矽卡巖型礦石中礦物組合較簡單,主要金屬礦物有白鎢礦、閃鋅礦、輝鉍礦、黃鐵礦、黃銅礦、毒砂、磁黃鐵礦、白鐵礦和自然鉍等。非金屬礦物以石英、方解石為主,同時含少量透輝石、透閃石、陽起石、絹云母和石榴子石等。
礦石的結構主要有自形結構、半自形-他形結構、交代殘余結構和包含結構。
礦石構造主要以致密塊狀和浸染狀為主,其次為細脈狀構造、網(wǎng)脈狀構造,以及因礦物組合不同而形成的條帶狀構造等。
采集的8件樣品均來自羅維鎢多金屬礦鉆孔ZK40004中的巖心,新鮮無風化(表1)。
表1 羅維鎢多金屬礦區(qū)化學分析樣品表Tab.1 Chemical analysis of samples of Luowei tungsten-polymetallic deposit
似斑狀黑云母花崗巖和中細?;◢弾r,二者呈漸變過渡關系(圖6)。
(虛線右為似斑狀黑云母花崗巖,左為中細?;◢弾r)圖6 羅維鎢多金屬礦鉆孔巖心圖Fig.6 Borehole cores from Luowei tungsten-polymetallic deposit
8件樣品的主量元素、稀土和微量元素分析測試由國土資源部中南礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心完成,分析方法:X射線熒光光譜法(XRF),精度優(yōu)于2%~5%;等離子體質譜法(ICP-MS),相對偏差小于5%。
樣品主量元素含量見表2,CIPW標準礦物含量見表3,分析數(shù)據(jù)采用GeoKit程序(路遠發(fā),2004)
處理,將樣品分為中細?;◢弾r和似斑狀黑云母花崗巖,依次討論。
中細?;◢弾r:SiO2含量為73.40%~74.78%,平均為74.29%;(K2O+Na2O)為6.49%~7.13%。在花崗巖類的TAS圖解中全部落入花崗巖范圍(圖7a)。在SiO2-K2O圖解中,顯示高鉀鈣堿性系列巖石的特征(圖7b)。Al2O3含量為12.77%~13.59%,平均為13.17%;A/CNK值為1.14~1.28,屬于過鋁質系列(圖8)。其他氧化物含量:MgO為0.37%~0.46%,CaO為1.11%~1.18%,P2O50.14%~0.17%,含較低的MnO含量為0.05%。分異指數(shù)(DI)值為88.36~90.04,說明巖漿分異程度高;固結指數(shù)(SI)值為3.85~5.22,表明巖漿經(jīng)歷了高程度的分異演化;FL=84.62~86.53,MF=74.26~84.70,表明巖漿分離結晶作用強。中細?;◢弾r的總體特征為Si含量高,堿含量中等,高鋁、貧鈣鎂。巖石中W含量為75.1×10-6~1 680×10-6,Zn含量為45.9×10-6~80.6×10-6。
似斑狀黑云母花崗巖:SiO2含量為70.30%~71.27%,平均為70.92%;(K2O+Na2O)為6.85%~8.06%。在花崗巖類的TAS圖解中,全部落入花崗巖范圍(圖7a)。在SiO2-K2O圖解中,主要顯示出鈣堿性系列巖石的特征(圖7b)。Al2O3含量為13.65%~14.12%,平均為13.92%;A/CNK值為1.02~1.08,屬于過鋁質系列(圖8)。其他氧化物含量:MgO為0.67%~0.71%,CaO為1.40%~2.04%,P2O5為0.13%~0.19%,含較低的MnO(0.07%~0.09%)。分異指數(shù)(DI)值為85.49~87.71,說明巖漿分異程度高;固結指數(shù)(SI)值為6.01~7.30,表明巖漿經(jīng)歷了較高程度的分異演化;FL=77.02~85.20,MF=75.95~79.44,表明巖漿分離結晶作用較強。似斑狀黑云母花崗巖總體特征為Si含量高,堿含量中等,高鋁,貧鈣鎂。巖石中W含量為11.1×10-6~95.7×10-6,Zn含量為38.9×10-6~62.2×10-6。
1.中細?;◢弾r;2.似斑狀黑云母花崗巖圖7 (a)花崗巖類的TAS圖解和(b)SiO2-K2O圖解(底圖據(jù)LE Maitre, et al.1989)Fig.7 (a)TAS diagram and (b)SiO2-K2O diagram of granitoids (After LE Maitre, et al.1989)
(圖例同圖7)圖8 花崗巖類的A/CNK-A/NK圖解(底圖據(jù)MANIAR et al., 1989)Fig.8 A/CNK-A/NK diagram of granitoids (After MANIAR et al., 1989)
由巖石化學成分含量表(表2)看出,該研究區(qū)的兩類花崗巖主要氧化物隨SiO2含量變化都表現(xiàn)出一定線性關系(圖9):K2O含量與SiO2含量呈線性正相關,Na2O、Al2O3、MgO、TFeO、CaO含量與SiO2含量呈線性負相關。
由羅維鎢礦鉆孔巖心微量元素含量表(表4)及微量元素原始地幔標準化蛛網(wǎng)圖(圖10)可以看出,巖石相對富集Ta、U、Nd,輕度富集K、Th、La、Ce,虧損P、Nb。其中大離子親石元素(LILE)有K,高場強度元素(HFSE)有Th、U、Nb、P、Ce,活潑金屬有Cu、Zn,不活潑金屬有Co、Ni,中細?;◢弾r與花崗斑巖的微量元素原始地幔標準化蛛網(wǎng)圖形狀非常相似。
中細?;◢弾r的稀土總量∑REE=102.7×10-6~106.89×10-6,均值為105.03×10-6。輕稀土(LREE)=90.89×10-6~98.78×10-6,均值為95.38×10-6;重稀土(HREE)含量較低,為8.11×10-6~11.81×10-6,均值為9.65×10-6;LREE/HREE為7.70~12.18,均值為10.19;(La/Yb)N=11.15~16.64,均值為13.63;La/Sm=4.49~6.19,(La/Sm)N=2.90~4.00,Gd/Yb=2.48~3.04,(Gd/Yb)N=2.05~2.51,δEu為0.37~0.44,均值為0.42,δCe=0.94~0.95。上述特征表明,巖石輕重稀土分餾明顯,輕稀土富集,重稀土分餾程度較低,富集程度不高。稀土元素配分曲線呈明顯右傾斜形式,具負Eu異常,具弱負Ce異常(圖11)。
似斑狀黑云母花崗巖的稀土總量∑REE=131.08×10-6~139.69×10-6,均值為134.43×10-6。輕稀土(LREE)=123.29×10-6~130.74×10-6,均值為126.05×10-6;重稀土(HREE)含量較低,為7.78×10-6~9.33×10-6,均值為8.38×10-6;LREE/HREE為13.67~15.92,均值為15.10;(La/Yb)N=22.82~31.38,均值為28.56;La/Sm=7.05~8.10,(La/Sm)N=3.49~4.01,Gd/Yb=3.76~4.63,(Gd/Yb)N=3.11~3.83,δEu為0.53~0.62,均值為0.58;δCe=0.92~0.94。上述特征表明巖石輕重稀土分餾明顯,輕稀土富集,重稀土分餾程度較低,富集程度不高。稀土元素配分曲線呈明顯右傾斜形式,具負Eu異常,具弱的負Ce異常(圖11)。
綜上所述,中細?;◢弾r和似斑狀黑云母花崗巖的稀土元素特征相似,稀土配分曲線形狀一致,研究區(qū)巖石的稀土元素含量較接近陸殼值。
在對Harker圖解(圖9)的分析研究中可見,似斑狀黑云母花崗巖與中細粒花崗巖中SiO2與MgO、TFeO、Al2O3、CaO等氧化物呈負相關關系,存在明顯的演化關系。結合實際取樣的深度,似斑狀黑云母花崗巖比中細?;◢弾r形成深度深,成巖時的壓力、溫度較高,并且在巖心照片(圖6)看出2種花崗巖具有明顯的過渡關系,因此推測兩者可能為同一巖漿房在物化條件發(fā)生變化時,巖漿分異形成具有不同巖性的花崗巖。
圖9 SiO2與其他氧化物之間的Harker圖解Fig.9 Harker diagram of SiO2 with other oxides
樣號LW01LW03LW15巖性中細?;◢弾r平均值LW04LW05LW06LW07LW13似斑狀黑云母花崗巖平均值SiO27340747874687429710970877105703071277092Al2O31359131412771317138014121365139714051392Fe2O3132046043074057079035042014045FeO116102164127199145217234227204CaO118118111116196202196204140188MgO045046037043069071071071067070K2O364390410388302274282257394302Na2O285297303295383403426445412414TiO2022021022021033034035033032033P2O5017014014015014013018019019017MnO005005005005009007009009008008Los168138109138206237198212110193合計9971996999619967995699649957995399549957巖石化學參數(shù)σ4313814816149166163178179229183AR226242255241254245266256318268A/CNK128119114120107108102103105105NK649687713683685677708702806716N/K119115112115192223229263159213DI8836900489948945859886368558854987718622SI476522385461683730687680601676FL8462853486538550777577027832774885207915MF8470742684598118787675957807794478277910A/MF304411336350261291256247276266C/MF04806705305606707606706605065
表3 羅維鎢多金屬礦巖心巖石CIPW標準礦物含量(%)Tab.3 The CIPW norms of borehole cores from Luowei tungsten-polymetallic deposit(%)
續(xù)表3
樣號LW01LW03LW15LW04LW05LW06LW07LW13巖性中細粒花崗巖似斑狀黑云母花崗巖紫蘇輝石(Hy)197241333459341509542538鈦鐵礦(Il)043039041062065066064061磁鐵礦(Mt)18906706208311605206202磷灰石(Ap)041034032034031043044043方解石(Cc)17217816729930931293138碳酸鈉(Nc)010150170005100合計10010099999999100100100019999 注:巖石化學成分數(shù)據(jù)來源于本文,其參數(shù)和CIPW標準礦物含量為筆者計算。組合指數(shù)(σ43)=(Na2O+K2O)2/(SiO2?43),若SiO2>50%,1 圖11 羅維鎢多金屬礦巖心稀土元素球粒隕石標準化分布模式圖(球粒隕石標準化值據(jù)PEARCE J A,1984)Fig.11 Chondrite-normalized REE patterns of borehole cores from Luowei tungsten-polymetallic deposit 似斑狀黑云母花崗巖與中細?;◢弾r的微量元素原始地幔標準化蛛網(wǎng)圖和稀土元素配分曲線基本一致,表明二者可能為同一巖漿分異演化而成。 在地球化學參數(shù)研究方面,對與巖石的分離結晶程度有關的地球化學參數(shù)見表5,除鎢金屬含量外,其余參數(shù)均為平均值。據(jù)前人研究,認為巖漿的分異演化都是向貧MgO、富SiO2的方向演化,MgO的變化多比SiO2更顯著,并且分異指數(shù)、固結指數(shù)、鐵鎂指數(shù)都可用來指示巖漿分離結晶作用的強弱。分異指數(shù)、鎂鐵指數(shù)越大,固結指數(shù)越小,說明巖漿的分異程度越高,分離結晶作用越強烈,酸性程度越高。在酸性巖漿體系中,部分輕稀土元素與重稀土元素的比值以及δEu均可以作為巖漿分異演化程度的指標,如(La/Yb)N、(Ce/Yb)N、Nb/Ta隨巖漿分異作用增強,其比值逐漸減弱,Eu虧損愈加明顯(趙振華,1997)。同時有研究認為,結晶分異作用對殘余巖漿中鎢金屬的富集起到促進作用(BREITER K,2012;FOGLIATA A S et al.,2012;TEIXEIRA 表4 羅維鎢多金屬礦巖心稀土和微量元素含量(10-6)及特征參數(shù)表Tab.4 REE and trace element analyses(10-6)of borehole cores from Luowei tungsten-polymetallic deposit 續(xù)表4 樣品中細?;◢弾r似斑狀黑云母花崗巖陸殼洋殼大陸弧島弧adakiteLW01LW03LW15LW04LW05LW06LW07LW13As2361141141133560861492141010———Sb040280380230230270250440217?———Bi162770982822560201993360?70?———Nb24895710311810910716117112215015865Ta671561361431461122722241003117049054Hf562534706714692707045873025552634Sn1631136036893783324437412514———U337387343372276722014609101361067096Th10993215316918215515419435022132496450Nb/Ta3761375782574795558852211733128232241204Th/U0320244464546592150770423852236674469Gd/Lu1952533233834693630367353111082——— 注:由國土資源部中南礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心分析測試,分析方法:X射線熒光光譜法(XRF)和等離子體質譜法(ICP-MS);檢測環(huán)境:溫度25℃,濕度35%;陸殼和洋殼稀土元素含量引自TAYLOR,S.R.1985;島弧、大陸弧及埃達克巖稀土元素含量引自肖慶輝等(2002),“*”表示含量為10-9;除標明外,其他含量均為10-6,“”表示未作分析。 表5 部分地球化學參數(shù)表Tab.5 Part of the geochemical parameters R J S et al.,2012)。從表5可以看出,無礦化花崗巖中鎢金屬的富集作用強,遠高于寒武系中鎢的含量(4.7×10-6)。通過對以上參數(shù)進行比較,認為中細?;◢弾r巖漿比似斑狀黑云母花崗巖巖漿的分離結晶作用更強,推測演化順序為似斑狀黑云母花崗巖→中細粒花崗巖。 綜上所述,羅維礦床的中細?;◢弾r和似斑狀黑云母花崗巖具有相似的地球化學特征,存在演化關系,可能為同源成因,即同一巖漿經(jīng)過分異演化,形成成分不均、但具有相似特征的巖漿巖。 通過研究所取花崗巖樣品的主量元素含量,得出以下結論:SiO2、Al2O3含量高,鋁飽和指數(shù)(A/CNK)均大于1,其中巖石CIPW標準礦物中均出現(xiàn)剛玉,分子含量均大于1%,未見透輝石(Di)以上特征顯示該區(qū)花崗巖具有S型花崗巖特征。 結合稀土元素球粒隕石標準化分布型式圖,曲線向右傾斜,為“右傾海鷗型”,輕重稀土富集的差異性,指示成巖過程中可能存在多階段的分離結晶作用,即早階段發(fā)生富輕稀土礦物(磷灰石、褐簾石、獨居石等)和斜長石的分離結晶作用,晚階段富揮發(fā)分(F,Cl)流體與熔體的相互作用(云英巖化、鈉長石化)(王中剛,1989),以上特征均反映了巖石具高分異結晶S型花崗巖特征。在A-C-F圖解(圖12a)可看出,研究區(qū)兩組巖石也均落在S型花崗巖區(qū)。 近年來,國內(nèi)外的研究表明,P2O5與SiO2的含量在不同Al2O3飽和度的巖漿內(nèi),呈現(xiàn)不同的變化趨勢,可用于區(qū)分I型和S型花崗巖。其依據(jù)在于磷灰石在不同的花崗巖漿中有不同溶解度,使其在巖漿中呈現(xiàn)不同的飽和狀態(tài),最終使磷灰石的結晶順序發(fā)生改變(CHAPPELL B W,1999;BROSKA I et al.,2004;李獻華,2007)。即磷灰石在強過鋁質的花崗巖漿中溶解度較高,主要為不飽和狀態(tài),不會優(yōu)先結晶,S型花崗巖中P2O5的含量隨SiO2含量的增加而增加或基本不變;而磷灰石在準鋁質、弱過鋁質、過堿性的花崗巖漿中溶解度很低,易呈飽和狀態(tài),優(yōu)先結晶,I型花崗巖中的P2O5的含量隨著溫度的降低以及巖漿的分異演化(SiO2含量的增加)而降低,P2O5與SiO2的這種相關關系被廣泛用于I、S型花崗巖的區(qū)分。結合圖12b,研究區(qū)花崗巖中P2O5的含量隨SiO2含量的增加變化很小,變化范圍為0.13~0.19,未見明顯負相關關系,推測可能為S型花崗巖。 圖12 (a)A-C-F成因類型判別圖(據(jù)CHAPPELL et al.,1974)和(b)SiO2-P2O5圖解Fig.12 (a)A-C-F discrimination diagram for genetic type (After CHAPPELL et al.,1974)and (b)diagram of SiO2-P2O5 在A/MF-C/MF源區(qū)判別圖解(圖13)中,數(shù)據(jù)點均落入變質雜砂巖部分熔融區(qū)域(殼源區(qū))。SYLVESTER(1998)曾把w(CaO)/w(Na2O)(質量百分比)值作為判別過鋁質花崗巖源巖的指標,由泥巖部分熔融形成的花崗質熔體的CaO/Na2O值低于砂巖(或正變質巖)部分熔融形成熔體的值,由砂巖形成熔體的CaO/Na2O值一般大于0.3,而泥巖形成熔體的CaO/Na2O值一般小于0.3,該區(qū)花崗巖為過鋁質花崗巖,CaO/Na2O值為0.33~0.51,巖漿源區(qū)巖石成分可能為砂巖、砂屑巖。 巖石Nb/Ta值可以指示巖漿形成時地殼組分的參與程度,研究區(qū)樣品的Nb/Ta值為3.70~9.55, 圖13 A/MF-C/MF源區(qū)判別圖解(據(jù)ALTHERR, et al.2000)Fig.13 A/MF-C/MF discrimination diagram of source rock (After ALTHERR, et al.,2000) 該值低于后太古宙大陸地殼的平均值11,Th/U值為0.24~6.59,平均值為2.40,也低于地殼平均值2.80(TAYLOR S R,1985;GREEN T H,1995),說明源區(qū)地殼性質明顯。Sm/Nd值是反映巖石物質來源的一個重要參數(shù),地幔為0.260~0.375,大洋玄武巖為0.234~0.425,源于殼層的花崗巖一般均小于0.3(陳德潛,1990)。研究區(qū)樣品Sm/Nd=0.17~0.23,推測源于殼層;在(La/Yb)N-δEu圖(圖14)上兩類巖石也均位于殼型花崗巖區(qū),主要是地殼巖石局部熔融的結果。另根據(jù)巖石類型、礦物組合、化學成分(ACNK、K/Na+K)和稀土元素等各種特征對比中國東部花崗巖和閃長巖的成因類型及其特征簡表(張德全,1986),研究表明研究區(qū)花崗巖源巖主要為殼源。 圖14 花崗巖類的(La/Yb)N-δEu圖解Fig.14 (La/Yb)N-δEu diagram for granitoids 綜上所述,羅維鎢多金屬礦區(qū)似斑狀黑云母花崗巖和中細?;◢弾r主要是以殼源沉積物質為源巖,經(jīng)過部分熔融、結晶而形成的具演化關系的S型花崗巖。 前人對礦區(qū)的巖漿巖、輝鉬礦都進行了年齡測試,李賽賽等(2016)對羅維礦區(qū)隱伏的黑云母花崗閃長巖進行了鋯石U-Pb 測年,年齡為(99.84 ± 0.90)Ma和(98.03 ± 0.99)Ma。同時,對輝鉬礦進行了Re-Os同位素測年,年齡為(95.9 ± 1.8)Ma。付偉等(2014)也報道了羅維礦床4件輝鉬礦的Re-Os模式年齡為93~95Ma。從以上年代學數(shù)據(jù)看出,羅維礦床的成礦時代與隱伏花崗巖成巖時代在誤差范圍內(nèi)基本一致,二者均為燕山晚期產(chǎn)物。 從空間位置來看,羅維鎢多金屬礦床位于隱伏巖體頂端,并且在隱伏巖體的頂端以及巖體與地層的接觸帶發(fā)育有云英巖、角巖、矽卡巖等高溫熱變質巖和交代變質巖,以上發(fā)現(xiàn)表明巖漿期后熱液在巖體與圍巖接觸帶及其附近發(fā)生了交代作用,即發(fā)生了熱變質和熱流體事件,反映了在空間上巖體對成礦的控制作用。并且在羅維礦區(qū),矽卡巖與礦體同生共體發(fā)育,矽卡巖體就是礦體,這說明了鎢多金屬礦床的成礦作用與巖漿期后熱液導致的熱變質和熱流體事件存在直接聯(lián)系。 在對羅維鎢多金屬礦床成礦物質來源的研究中,筆者搜集了礦區(qū)鉆孔巖心內(nèi)巖體和主要地層微量元素豐度值(陸建輝,2015;黎彤,1994),并結合表3內(nèi)部分元素含量值進行分析。Cu在寒武系(47.0×10-6)中含量高于上陸殼(32.0×10-6)和巖體(22.0×10-6)中元素豐度值,Zn在寒武系(88.2×10-6)、泥盆系(92.7×10-6)和巖體中(62.4×10-6)含量均高于上陸殼(51.0×10-6)元素豐度值,Pb在寒武系(48.0×10-6)和巖體中(25.5×10-6)中含量高于上陸殼(19.0×10-6)元素豐度值,而Ag在地層(0.249×10-6、0.198×10-6)和巖體中(0.260×10-6)含量均遠高于上陸殼(0.054×10-6)元素豐度值,說明地層可能是成礦物質Cu的提供者,地層和巖體共同提供了成礦元素Ag、Pb、Zn;W、Sn在巖體中(179.7×10-6、10.0×10-6)的含量遠高于地層(2.8×10-6、4.7×10-6)、上陸殼中(3.4×10-6、5.9×10-6)的元素豐度值,說明巖體具有提供成礦物質W、Sn的可能性。 上述對巖漿結晶分異作用可以使殘余巖漿中的鎢金屬得到富集進行了論述,似斑狀黑云母花崗巖巖漿和中細?;◢弾r巖漿中富集了源巖中的鎢金屬,是形成含W元素流體的有利巖漿,表明隱伏巖體具有提供成礦物質W元素的物質基礎。 李賽賽等(2016)經(jīng)過測試羅維礦床以及隱伏巖體中長石的208Pb /204Pb、207Pb /204Pb、206Pb /204Pb,發(fā)現(xiàn)以上數(shù)值的分布范圍基本一致;同時對礦區(qū)硫化物以及方解石進行同位素分析,硫化物中的δ34S值為-0.2~6.9,方解石脈中δ13C值為-6.6‰~-5.7‰,表明硫和碳為巖漿來源,成礦物質來源于隱伏巖體,即深部的巖漿房。 綜上所述,羅維鎢多金屬礦區(qū)深部的隱伏巖體在時間、空間上控制了礦體的形成,深部隱伏巖體可能是成礦物質的主要來源,部分成礦物質可能由寒武系、泥盆系提供,以上表明羅維鎢多金屬礦的成礦過程與隱伏巖體關系密切。 通過以上分析,得出結論,該礦床成礦時代為燕山晚期,以鎢為主,共生鋅。相關巖漿巖為燕山晚期似斑狀黑云母花崗巖和中細?;◢弾r,巖石和土壤的成礦元素含量特征進一步表明具有提供成礦物質W、Mo、Zn、Cu的可能性。 在羅維礦區(qū)與成礦有關的巖體中,晚階段巖體(中細粒花崗巖)酸性更強,W、Mo等含量也明顯增高,反映出一定的演化特征。綜合來看,富含W、Mo、Zn、Cu等的巖體是鎢(鎢鋅)成礦的有利條件之一,偏晚期階段的中細?;◢弾r與成礦關系更加密切,表現(xiàn)出對W、Mo、Zn、Cu等的成礦專屬性。 (1)羅維鎢多金屬礦區(qū)隱伏巖體由似斑狀黑云母花崗巖和中細粒花崗巖組成,二者均是以殼源沉積物質為源巖,經(jīng)過部分熔融、結晶而形成的具演化關系的S型花崗巖。 (2)羅維鎢多金屬礦區(qū)深部的中細?;◢弾r和似斑狀黑云母花崗巖在時間、空間上控制了礦體的形成,可能也是成礦物質的主要來源。偏晚期階段的中細?;◢弾r更強烈的表現(xiàn)出對W、Mo、Zn、Cu的成礦專屬性。 參考文獻(References): 柴明春,付偉,馮佐海,等.廣西西大明山弄屯鉛鋅礦床的成礦流體特征及礦床成因指示意義[J].礦床地質,2015,34(5):948-964. CHAI Mingchun,F(xiàn)U Wei,F(xiàn)ENG Zuohai,et al.Characteristics of ore-forming fluids of Nongtun Pb-Zn deposit in Xidaming Mountain of Guangxi and their implications for ore genesis[J].Mineral Deposits,2015,34(5):948-964. 陳德潛,陳剛.實用稀土地球化學[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1990,226-242. CHENG Dequan,CHEN Gang.Practical Ree Geochemistry[M].Beijing:Metallurgical Industry Press,1990,226-242. 崔彬, 翟裕生, 蒙義峰,等.廣西大瑤山-西大明山金銀成礦系統(tǒng)研究[J].地球科學,2000, 25(4):352-355+396. CUI Bin,ZHAI Yusheng,MENG Yifeng,et al.Au-Ag Ore-Forming System In Dayaoshan-Xidamingshan, Guangxi, China.[J].Earth Science-Journal of China University of Geosciences,2000,25(4):352-355+396. 付偉,柴明春,馮佐海,等.廣西西大明山 W-Bi-Pb-Zn-Ag 多金屬礦集區(qū):一個與隱伏巖體相關的巖漿熱液成礦系統(tǒng)?[A].2014 年中國地球科學聯(lián)合學術年會[C],2014:1879-1881. FU Wei,CAI Mingchun,FENG Zuohai,et al.The W-Bi-Pb-Zn-Ag polymetallic ore concentration area in Xidaming Mountain of Guangxi:a concealed rock mass related magmatic hydrothermal mineralization system?[A].Annual Meeting of Chinese Geoscience Union[C],2014:1879-1881. 黃鎮(zhèn)豪,李兆誼,石玉春,等.物探成果對羅維礦區(qū)深部找礦的指示作用及成礦潛力分析[J].黃金科學技術,2015,23(1):53-60. HUANG Zhenhao,LI Zhaoyi,SHI Yuchun,et al.The Instruction Function and Analysis of Mineralization Potential for Deep Prospecting in Luowei Ore Mine from Results of Geophysical Prospecting[J].Gold Science and Technology,2015,23(1):53-60. 雷英憑,甘琴,鄭援.廣西鳳凰山銀礦床構造控礦與找礦方向研究[J].礦物學報,2010 (1):136-140. LEI Yingping,GAN Qin,ZHENG Yuan.Structural Ore-Controlling Model and Mineral Prospecting of Fenghuangshan Silver Deposit,Guangxi[J].Acta Mineralogica Sinica,2010, 30(1):136-140. 黎彤.中國陸殼及其沉積層和上陸殼的化學元素豐度[J].地球化學,1994,23(2):140-145. LI Tong.Element Abundances of China’s Continental Crust And Its Sedimentary Layer And Upper Continental Crust[J].Geochemical,1994,23(2):140-145. 李賽賽,馮佐海,付偉,等.廣西西大明山地區(qū)銀鉛鋅多金屬礦床成因研究進展[J].礦物巖石地球化學通報,2016,35(4):781-788. LI Saisai,F(xiàn)ENG Zuohai,F(xiàn)U Wei,et al.A review on the origin of Ag-Pb-Zn polymetallic deposits in the Xidamingshan Area, Guangxi,China[J].Bulletin of Mineralogy;Petrology and Geochemistry,2016,35(4):781-788. 李獻華,李武顯,李正祥.再論南嶺燕山早期花崗巖的成因類型與構造意義[J].科學通報, 2007,(9):981-991. LI Xianhua, LI Wuxian, LI Zhengxiang. Further discussion on the genetic types and tectonic significance of early Yanshan granite[J].Chinese Science Bulletin,2007,(9):981-991. 李獻華,李武顯,李正祥.再論南嶺燕山早期花崗巖的成因類型與構造意義[J].科學通報,2007,(9):981-991. LI Xianhua, LI Wuxian, LI Zhengxiang. Further discussion on the genetic types and tectonic significance of early Yanshan granite[J].Chinese Science Bulletin,2007,(9):981-991. 陸建輝.廣西大新縣弄屯鉛鋅礦地質特征,成礦規(guī)律及找礦方向分析[J].礦產(chǎn)與地質,2014, 28(4):487-491. LU Jianhui.Geological characteristics,metallogenic regularities and prospecting direction of Nongtun Pb-Zn deposit in Daxin of Guangxi[J].Mineral Resources and Geology,2014, 28(4):487-491. 陸建輝.西大明山銀鉛鋅金鎢鉍礦地質特征,成礦規(guī)律及成礦模式[J].礦產(chǎn)與地質,2015,34(05):560-567. LU Jianhui.Geological characteristics,metallogenic regularity and metallogenic model of Xidamingshan Ag-Pb-Zn-Au-W-Bi deposit[J].Mineral Resources and Geology,2015,34(05):560-567. 路遠發(fā).GeoKit:一個用VBA構建的地球化學工具軟件包[J].地球化學,2004,33(5):459-464. LU Yuanfa.GeoKit:A geochemical toolkit for Microsoft excel[J].Geochimica,2004,33(5):459-464. 龐運權,付偉,謝宗南,等.廣西西大明山弄屯鉛鋅礦床成礦地質特征及找礦前景[J].礦產(chǎn)與地質,2016,30(3):309-315. PANG Yunquan,F(xiàn)U Wei,XIE Zongnan,et al.Metallogenic characteristics and prospecting potential of Nongtun Pb-Zn deposit in Xidamingshan of Guangxi[J].Mineral Resources and Geology,2016,30(3):309-315. 王中剛,于學元,趙振華.稀土元素地球化學[M].北京:科學出版社,1989,13-247. WANG Zhonggang,YU Xueyuan,ZHAO Zhenhua.Ree Geochemistry[M].Beijing:Science Press,1989,13-247. 肖慶輝,鄧晉福,馬大銓,等.花崗巖研究思維與方法[M].北京:地質出版社,2002,172-191. XIAO Qinghui,DENG Jinfu,MA Dashuan,et al.Granite Research Thinking and Method.[M].Beijing:Geological Publishing House,2002,172-191. 張德全,孫桂英.關于花崗巖成因分類的討論[J].中國地質科學院地質研究所文集,1986,(02):58-65. ZHANG Dequan,SUN Guiying.A Discussion on The Genetic Classification of Granite[J].Bulletinof The Institute of Geology Chinese Academy of Geological Sciences, 1986,02:58-65. 張珩清,付偉,馮佐海,等.廣西西大明山羅維礦區(qū)層狀矽卡巖的發(fā)現(xiàn)及成礦意義[J].桂林理工大學報,2015,35(4):712-720. ZHANG Hengqing,F(xiàn)U Wei,F(xiàn)ENG Zuohai,et al.Discovery of strata-bound skarns and mineralization significance in Luowei mining area, Xidamingshan, Guangxi[J].Journal of Guilin University of Technology,2015,35(4):712-720. 趙振華.微量元素地球化學[M].北京:科學出版社,1997,70-73. ZHAO Zhenhua.Trace element geochemistry[M].Beijiang:Science Press,1997,70-73. 趙子寧,黃鎮(zhèn)豪,覃定量,等.地球物理測量在廣西羅維多金屬礦勘查的應用效果[J].礦產(chǎn)勘查,2014,5(5):780-788. ZHAO Zining,HUANG Zhenhao,QIN Dingliang,et al.Application of geophysical survey in the exploration of Luowei polymetallic ore deposit,Guangxi[J].Mineral Exploration,2014,5 (5):780-788. ALTHERR R,HOLL A,HEGNER E,et al.High-potassium,calc-alkaline I-type plutonism in the European Variscides:northern Vosges (France)and northern Schwarzwald (Germany)[J].Lithos,2000,50(1):51-73. BREITER K.Nearly contemporaneous evolution of the A-and S-type fractionated granites in the Kru?né hory/Erzgebirge Mts.,Central Europe[J].Lithos,2012,151:105-121. BROSKA I,WILLIAMS C T,UHER P,et al.The geochemistry of phosphorus in different granite suites of the Western Carpathians,Slovakia:the role of apatite and P-bearing feldspar[J].Chemical Geology,2004,205(1):1-15. CHAPPELL B W,WHITE A J R.Two contrasting granite types[J].Pacific Geology,1974,8(2):173-174. CHAPPELL B W.Aluminium saturation in I-and S-type granites and the characterization of fractionated haplogranites[J].Lithos,1999,46(3):535-551. GREEN T H.Significance of Nb/Ta as an indicator of geochemical processes in the crust-mantle system[J].Chemical Geology,1995,120(3):347-359. LE Maitre R W.Some problems of the projection of chemical data into mineralogical classifications[J].Contributions to Mineralogy and Petrology,1976,56(2):181-189. LE Maitre R W B,DUDEK P,KELLER A,et al.A classification of igneous rocks and glossary of terms:Recommendations of the International Union of Geological Sciences,Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks[M].International Union of Geological Sciences,1989. MANIARP D,PICCOLI P M.Tectonic discrimination of granitoids[J].Geological Society of America Bulletin,1989,101(5):635-643. PEARCE J A, HARRIS N B W, TINDLE A G.Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks[J].Journal of Petrology,1984,25(4):956-983. SUNS S, MC Donough W F.Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts:implications for mantle composition and processes[J].Geological Society,London,Special Publications, 1989,42(1):313-345. SYLVESTER P J.Post-collisional strongly peraluminous granites[J].Lithos,1998,45(1):29-44. TAYLOR S R and MCLENNAN S M.The Continental Crust:Its Composition and Evolution [M].Oxford:Blackwell,1985. TEIXEIRAR J S,NEIVA A M R,GOMES M E P,et al.The role of fractional crystallization in the genesis of early syn-D 3,tin-mineralized Variscan two-mica granites from the Carrazeda de Ansi?es area,northern Portugal[J].Lithos,2012,153:177-191.4.2 巖石類型及源區(qū)
4.3 花崗巖與成礦的關系
5 結論