广西隆或金锑矿床稀土、微量元素地球化学特征及其地质意义

发布时间：2021-10-19

　　摘要:隆或金锑矿床是广西右江成矿带新近发现的重要矿床,为了探讨其成矿流体来源,本研究对其地质背景、矿石及围岩的稀土、微量元素地球化学特征进行对比分析研究.结果表明:矿床赋存于下石炭统-上泥盆统一套碳酸盐岩地层中.矿体呈似层状、脉状,主要受近东西向断裂控制.元素地球化学特征指示隆或金锑矿床成矿流体具有壳幔混合特征,但富矿围岩可能不是成矿物质的主要来源,主要成矿物质可能由地幔深源流体带来,成矿流体环境为Cl->F-的还原环境.结合矿床地质特征,认为隆或金锑矿床为中低温热液金矿床.

　　关键词:隆或金锑矿床;元素地球化学;成矿流体特征

　　0引言

　　右江成矿带位于桂西北地区,是滇黔桂“金三角”地区重要的有色金属矿集区[1],目前在右江成矿带已发现金多金属矿床50多处,已探明金牙、高龙、明山等大中型矿床和隆或、果提等一批小型金锑矿床.

　　作为我国重要的金矿集区,右江成矿带广泛发育的微细粒浸染型金矿床,吸引了众多学者对其进行科学研究.如对金牙金矿、明山金矿、高龙金矿等金矿床的矿床地质、矿物学、年代学、岩石地球化学、成矿流体特征进行了广泛的研究,探讨了成矿大地构造环境、成矿地质条件、成矿作用、动力学背景和成矿物质来源等,取得了丰硕的成果[2-4].然而,隆林县隆或金锑矿床作为桂西北右江成矿带有代表性的有色矿床,其地球化学特征却鲜有报道,严重制约了对该矿床的认识.因此,本文选取该矿床为研究对象,开展矿床地质特征及微量元素、稀土元素地球化学特征研究,探讨其成矿流体来源及特征,丰富右江成矿带金锑矿床的成矿理论.

　　1地质背景

　　研究区出露地层为泥盆系和石炭系地层,岩性主要有结晶灰岩,假鲕灰岩、硅质岩、硅质泥岩、白云质灰岩等(图1).隆或穹窿是矿区主体构造格架,控制了本区金锑矿床的形成和空间分布特征[5-6].区内发育断裂构造主要有近东西向和北东向两组,其中近东西断裂,为主要控矿构造.矿区内岩浆活动单一,地表仅见印支期辉绿岩岩体沿北东向断裂呈岩株状侵入.图1隆或金锑矿床地质简图Fig.1GeologicalsketchmapofLonghuogold-antimonydeposit1.二叠系下统,2.石炭系上统马平组,3.石炭系中统黄龙组,4.石炭系下统都安组,5.石炭系下统英塘组,6.泥盆系上统融县组,7.第四系,8.金矿体及其编号,9.采空矿体及其编号,10.地层分界线,11.断裂及其编号,12.钻孔及编号

　　根据矿体分布地质特征,将矿区矿体划分为10个矿体,其中Ⅰ号矿体规模最大,品位高,连续性较好,呈似层状、透镜脉状产出[7].氧化矿石中的金属矿物主要有:褐铁矿,次为少量黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿、闪锌矿等.脉石矿物主要有:石英、绢云母、黏土矿物等,与卡林型(微细粒型)金矿矿物共生组合相类似,其载金矿物为黄铁矿(风化后为褐铁矿).矿石的结构主要有假象结构、骸晶结构、残余碎屑结构等;构造主要有块状构造浸染状构造、脉状构造、角砾状构造等(图2).

　　2元素地球化学特征

　　本次研究工作选取隆或6件岩矿石样品送中国地质大学(武汉)地质研究所测试实验室分析测试,测试方法详见文献[8].其中LH1、LH2、LH3样品采自Ⅰ号矿体,LH4、LH5、LH6样品采自围岩.

　　2.1微量元素特征

　　隆或金矿微量元素分析结果见表1,相对地壳丰度富集特征如图3所示.矿石中Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Cs、Ba、Hf、Ta、W、Th、U出现明显的富集,Sn未见明显富集.围岩中Sr、Y、Ba、Ta、Th、U出现富集,Rb、Zr、Nb、Sn、Cs、Hf出现亏损,Ta、W未见明显富集与亏损.

　　2.2稀土元素特征

　　样品REE元素含量分析结果见表2,其中3件矿石样品的稀土元素总量ΣREE变化范围为151.93×10-6~240.46×10-6,平均值为186.14×10-6.轻重稀土元素比值LREE/HREE变化范围为3.77~7.77,相对富集轻稀土;La、Yb球粒陨石标准化)后的含量比值(La/Yb)N=4.80~8.59,平均为7.11,轻稀土分馏程度较高;Gd、Yb球粒陨石标准化后的含量比值(Gd/Yb)N=1.29~2.37,平均为1.82,重稀土分馏不明显.δ(Eu)值(Eu异常)变化范围为0.59~0.63,平均为0.61,存在中等程度的负Eu异常.δCe值(Ce异常)变化范围为0.98~1.01,平均为1.00,Ce异常不明显,以球粒陨石为标准的稀土元素分布模式图显示稀土元素模式曲线为平缓右倾型(图4).

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　　3件围岩样品稀土元素总量ΣREE变化范围为2.87×10-6~25.55×10-6,平均值为12.67×10-6.轻重稀土元素比值LREE/HREE变化范围为1.10~3.58,相对富集轻稀土;(La/Yb)N=0.93~5.70,平均为3.86,轻稀土分馏程度较高;(Gd/Yb)N=0.82~2.04,平均为1.42,重稀土分馏不明显.δ(Eu)值为0.63~0.72,平均为0.67,存在中等程度的负Eu异常,δ(Ce)值变化范围为0.32~0.89,平均为0.61,具有明显的负Ce异常,以球粒陨石为标准的稀土元素分布模式图显示稀土元素模式曲线为平缓右倾型.

　　3讨论

　　Y-Ho、Zr-Hf及Nb-Ta元素对受相近的离子半径和电价的制约,其地球化学行为在同一热液体系具有紧密的一致性,当比值变化范围较大,表明在成矿过程中有后期热液活动和交代作用的影响[9].隆或金锑矿矿石的Y/Ho值为31~33,平均为32,与中国东部大陆地壳Y/Ho值接近[10].矿石的Zr/Hf值变化较小,为36.59~40.00,平均为38.20.Nb/Ta值为13.50~14.00,平均为13.77,与地幔(Zr/Hf=36.25,Nb/Ta=17.39)相似,而高于大陆地壳(Zr/Hf=33.33,Nb/Ta=11.00[11].Y/Ho、Zr/Hf和Nb/Ta比值表明成矿流体具有壳幔混合的特征.

　　热液矿床中,稀土元素的地球化学性质在岩浆和成矿作用过程物理化学条件变化时并不发生改变,其稀土组成与母体溶液保持一致,因此热液矿物的稀土元素特征可以示踪成矿热液和成矿物质的可能来源[12].从稀土元素球粒陨石标准化配分模式图(图4)可见,矿石和围岩的配分模式较为类似,指示了存在部分成矿物质来源于围岩地层的可能性,但围岩稀土含量低于矿石,暗示富矿围岩可能不是成矿物质的主要来源,主要成矿物质可能来自深部流体.

　　Ce和Eu异常记录了成矿环境发生了氧化—还原条件的改变,可作为氧化还原条件的指示剂[8,13].隆或矿体δ(Eu)为0.59~0.63,平均为0.61,δ(Ce)为0.98~1.01,平均为1.00,显示较为明显的Eu负异常,Ce异常不明显(图5),指示其形成于氧逸度较低相对还原的成矿环境.矿石的稀土配分模式非常相似,表明该矿区成矿流体较稳定.岩矿的Th、U的含量比值w(Th)/w(U)值可反映成岩成矿地质环境的氧化还原特征[14],在还原条件下,U4+易形成不溶化合物沉淀,使Th/U值增加,而在氧化条件下,Th/U值降低,缺氧环境下大于1.25,在富氧条件下小于0.75,在贫氧条件下居于0.75~1.25之间.隆或金矿矿石的w(Th)/w(U)值为3.68~6.35,大于1.25,表明其成矿地质环境为还原环境,其与δ(Eu)、δ(Ce)的特征相一致.同时,利用REE与HFSE量关系对成矿流体性质进行判别分析[15],发现隆或金矿的矿石富集LREE,w(Th)/w(La)、w(Nb)/w(La)、w(Hf)/w(Sm)值均小于1,部分富集HFSE(如Ta正异常),这表明隆或金锑矿的成矿流体为Cl->F-的流体体系.

　　以上元素地球化学特征表明,原始成矿流体可能来源于深部地幔,流体在上升运移至浅部成矿的过程中,与地层发生混染叠加,最终在构造有利部位沉淀成矿,矿床类型为中低温热液金矿床.

　　4结论

　　本文通过研究广西隆或金锑矿床地质特征,稀土微量元素地球化学特征,得出以下结论:

　　(1)隆或金锑矿床为一较典型的中低温热液金矿床.

　　(2)元素地球化学特征表明,隆或金锑矿床成矿流体具有壳幔混合特征,但围岩不是成矿物质的主要来源,主要成矿物质可能来自深部幔源流体.

　　(3)隆或金锑矿床的原始成矿流体体系为Cl->F-的还原环境,在上升运移过程中与地层混染叠加,在构造有利部位沉淀成矿.——论文作者：张辰光1*,李昌明2,3,蒋剑2,覃洪锋2,刘明华1,周红升1,史兴俊1