黔西南台地相区金矿构造蚀变体稀土元素特征

郑禄林 王兰香 王甘露

(1.贵州大学资源与环境工程学院，贵州 贵阳 550025；2.贵州省地矿局地球物理地球化学勘查院，贵州 贵阳 550018； 3.贵州职业技术学院，贵州 贵阳 550023)

黔西南台地相区金矿构造蚀变体稀土元素特征

郑禄林1,2王兰香3王甘露1

(1.贵州大学资源与环境工程学院，贵州 贵阳 550025；2.贵州省地矿局地球物理地球化学勘查院，贵州 贵阳 550018； 3.贵州职业技术学院，贵州 贵阳 550023)

对贵州西南部台地相区泥堡金矿、戈塘金矿和水银洞金矿区构造蚀变体稀土元素特征研究发现，3个金矿区构造蚀变体稀土总量富集程度由高到低依次为泥堡金矿、戈塘金矿、水银洞金矿，且含黏土质和凝灰质成分的岩石，其稀土总量高，而硅质岩、硅化灰岩和灰岩稀土总量低，轻重稀土分馏程度水银洞最高，泥堡金矿构造蚀变体岩及矿石轻重稀土分馏程度高于围岩，戈塘金矿与水银洞金矿则相反。稀土配分曲线显示，构造蚀变体成矿流体可能存在多源性，但主要与峨眉山玄武岩相关。

构造蚀变体 台地相区 含矿岩系

卡林型金矿自1962年在美国内华达州卡林镇发现以来就被作为一种重要的金矿类型被广泛研究[1-3]。黔西南作为滇黔桂“金三角”的重要组成部分，其资源潜力巨大，金矿点多，分布面广，素有“中国金州”之称。近年来，在台地相区受构造蚀变体(Sbt)控制的层控型金矿找矿取得了重大突破，以灰家堡金矿田最具代表性，其中赋存于Sbt中的水银洞金矿Ⅰa金矿体储量就大于25 t(单矿体达大型规模)[4-5]。通过大量资料分析，选取能反映黔西南台地相区构造蚀变体控矿的典型金矿床——泥堡金矿、戈塘金矿和水银洞金矿，对不同矿区的含矿岩系特征及稀土元素组成进行对比研究，初步探讨各金矿床之间的异同点，并对构造蚀变体的成因进行分析。

1 地质背景

构造蚀变体(Sbt)是指产于P2m和P3l不整合界面附近的一套由区域性构造作用形成的，并经热液蚀变的构造蚀变岩石，为一跨时代地质体[4-6]。Sbt在贵州西南部台地相区广泛分布，其范围大致为普安—晴隆—贞丰—安龙—兴义—盘县连线[5]。泥堡金矿位于普安县楼下镇，属特大型金矿床。泥堡金矿区Sbt包括二叠系上统大厂层(P3dc)角砾状含凝灰质次生石英岩、强硅化灰岩、硅质岩、峨眉山玄武岩组(P3β)凝灰岩及龙潭组第一段(P3l1)部分蚀变岩体。其岩性为灰、深灰色角砾状凝灰岩、沉凝灰岩及浅灰、浅紫红色角砾状强硅化灰岩、硅质岩。赋矿岩石普遍具硅化、黄铁矿化、碳酸盐化、黏土化、褐铁矿化及毒砂化。它控制了区内Ⅳ#金矿(化)体的产出，矿体呈似层状、透镜状，厚19～53 m。

戈塘金矿位于安龙县戈塘镇，属大型金矿床。金矿体赋存于Sbt构造蚀变岩中，Sbt包括了二叠系中统茅口组(P2m)顶部的强硅化角砾状灰岩及龙潭组一段(P3l1)底部的角砾状黏土岩和硅化角砾岩，角砾成分以凝灰质、黏土质为主。岩石普遍具硅化、黄铁矿化、辉锑矿化、雌雄化、去碳酸盐化、毒砂化。矿体呈似层状、透镜状产出，具有成群出现的特点，厚0.5～77.55 m[4,7]。

水银洞金矿位于贞丰县小屯乡，属超大型金矿床。水银洞金矿区Sbt为一套深灰色角砾状黏土岩、硅质岩、角砾状强硅化灰岩及强硅化灰岩组合。该区Sbt在地层时代上包括了二叠系中统茅口组(P2m)顶部强硅化角砾状灰岩、强硅化至弱硅化灰岩及二叠系上统龙潭组一段(P3l1)底部的硅化角砾状黏土岩、硅化碎裂化黏土岩、硅化黏土质粉砂岩等。岩石普遍具硅化、黄铁矿化、雄(雌)黄化、锑矿化、去碳酸盐化。Ⅰa大型金矿体即产于构造蚀变体Sbt中，厚5.08～41.51 m[4-5]。泥堡金矿及水银洞金矿区Sbt局部出露于地表可见，而水银洞金矿区Sbt均埋藏于地表250 m以下。

2 采样及测试分析

泥堡金矿床构造蚀变体含矿岩系样品采自NBDDH110A钻孔，采样深度为64.60～146.65 m。共采样5件，其中Sbt中的凝灰岩2件，含凝灰质次生石英岩及硅质岩各1件；顶板龙潭组一段采集含凝灰质砂岩样品1件。样品稀土元素含量测试工作在澳实分析检测(广州)有限公司完成，在等离子体发射光谱仪(ICP-MS)上用ME-MS81法进行定量分析。分析测试数据见表1。

表1 3个金矿区岩及矿石稀土元素分析结果

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

×10-6

注：水银洞金矿数据(除样品30引自文献[6])引自文献[8]；戈塘金矿数据引自文献[7]；GZ数据引自文献[9]。

3 各金矿区稀土元素特征

3.1 泥堡金矿区稀土元素特征

稀土元素根据Sun 和McDonough[10]进行球粒陨石标准化，3个矿区稀土元素球粒陨石标准化配分形式见图1。由表1及图1(a)可知，泥堡金矿区构造蚀变体含矿岩系总稀土含量变化范围较大,稀土总量为(12.97～510.40)×10-6，轻重稀土含量比值为5.86～18.11，δLaN/δYbN值为8.15～17.66，稀土配分曲线表现为轻稀土富集平缓右倾型，轻稀土分馏明显(δLaN/δSmN值为3.02～5.51)，Eu具中等至弱负异常(δEu=0.48～0.82)，Ce大多显示无异常，仅110A-40具弱正异常(δCe=1.42)，110A-44具弱负异常(δCe=0.72)。与贵州峨眉山玄武岩相比，Sbt岩及矿石稀土总量较高，δEu和δCe体现为沉积岩特征，而峨眉山玄武岩一般无铕及铈异常，其余稀土特征参数基本一致。

从岩石性质方面来看：含黏土质、凝灰质岩石，其稀土含量较高；硅质岩(110A-44)稀土总量最低(12.97×10-6)；构造蚀变体中凝灰岩轻重稀土分馏程度基本一致(轻重稀土含量比值为11.10～18.11，δLaN/δYbN值为10.84～15.63)。稀土曲线形态反映了区内凝灰物质与玄武岩具有同源性，但曲线形态主要体现为沉积岩特征，这可能是由于岩石在沉积成岩过程中继承了正常海水的稀土特性，而110A-44(硅质岩)流体可能还有其他深源成分的参与。

▽—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 图1 稀土元素球粒陨石标准化配分形式Fig.1 Chondrite-normalized distribution patterns of REE

3.2 戈塘金矿区稀土元素特征

表1及图1(b)显示，戈塘金矿区构造蚀变体含矿岩系总稀土含量变化范围亦较大,稀土总量为(3.37～377.33)×10-6，轻重稀土含量比值为5.11～10.29，δLaN/δYbN值为4.54～13.65，稀土配分曲线表现为轻稀土富集平缓右倾型，轻稀土分馏明显(δLaN/δSmN=2.69～6.08)，重稀土分馏不明显(δGdN/YδbN=1.08～2.91)，Eu具弱中等至弱负异常(δEu=0.65～0.85)，Ce具弱负异常至正异常(δCe=0.90～1.86)。

从岩石性质方面来看：含黏土质、凝灰质的岩石，其稀土总量较高((85.95～377.33)×10-6)；灰岩稀土总量低(3.37×10-6)；硅化灰岩稀土总量与灰岩相比，稍微偏高，但稀土总量仍较低(23.20×10-6)，反映SiO2流体对稀土总量有一定的改造作用。Sbt中同为角砾状凝灰岩的W-4、W-7曲线形态与贵州峨眉山玄武岩有一定的相似性，反映戈塘金矿区凝灰物质与贵州峨眉山玄武岩可能具有相同来源。黄建国等[7]通过单矿物(黄铁矿、萤石)稀土元素特征与晴隆大厂锑矿的含矿层——“大厂层”进行类比，认为戈塘金矿与峨眉山玄武岩关系密切。

3.3 水银洞金矿区稀土元素特征

表1及图1(c)显示，水银洞金矿区构造蚀变体含矿岩系总稀土含量为(9.18～315.67)×10-6，轻重稀土含量比值为4.92～21.12，δLaN/δYbN值为6.32～34.79，稀土配分曲线表现为轻稀土富集右倾型，轻稀土分馏较为明显(δLaN/δSmN=2.73～7.95)，重稀土有一定程度的分馏(δGdN/δYbN=1.14～4.49)，Eu具弱中等至弱负异常(δEu=0.64～0.84)，Ce具中等至弱负异常(δCe =0.56～0.97)。

从岩石性质方面来看：含黏土质的岩石，其稀土总量较高((28.91～315.67)×10-6)；灰岩稀土总量低(14.64×10-6)；硅化可以改变岩石稀土总量，一般情况下，SiO2流体起稀释作用，但稀土总量主要取决于岩石本身性质。区内稀土配分曲线形态可分为两大类，一类为轻重稀土分馏不太明显的平缓右倾型(ZK15116-05、ZK15116-06)，其曲线形态与贵州峨眉山玄武岩不相似；另一类为轻重稀土分馏程度大，陡右倾型，其曲线形态与贵州峨眉山玄武岩有一定的相似性，推测构造蚀变体中的成矿流体可能与玄武岩相关，有来自幔源成分的参与。两种不同的稀土配分曲线反映了多种流体存在的可能。

4 讨 论

从构造蚀变体(含矿层)、矿层顶板(龙潭组)和底板(茅口组)等方面对3个矿区稀土元素特征进行对比分析，以期探索各金矿床构造蚀变体含矿岩系的相同点及差异性。

3个矿区龙潭组稀土元素特征共同显示，区内岩石均富稀土，泥堡金矿稀土总量最高(510.01×10-6)，戈塘金矿(240.41×10-6)与水银洞金矿(247.10×10-6)稀土总量基本相当；岩石轻重稀土分馏明显，其分异程度高低依次为水银洞金矿、戈塘金矿、泥堡金矿。而戈塘金矿与水银洞金矿茅口组生物屑灰岩均表现为贫稀土，稀土总量均小于20×10-6，轻重稀土分异程度与龙潭组基本相同。

泥堡金矿稀土总量富集程度依次为泥堡金矿、戈塘金矿、水银洞金矿；岩石轻重稀土分馏明显，轻重稀土含量比值和δLaN/δYbN值变化范围大，其分异程度高低依次为水银洞金矿、泥堡金矿、戈塘金矿。

上述特征体现稀土总量的富集程度依次为泥堡金矿、戈塘金矿、水银洞金矿，3个金矿区共同反映含黏土质和凝灰质成分的岩石稀土总量高，而硅质岩、硅化灰岩、灰岩稀土总量低，SiO2流体对岩石稀土含量有一定的改造作用，但主要取决于岩石本身的性质。泥堡金矿构造蚀变体岩及矿石轻重稀土分馏程度高于围岩，而戈塘金矿与水银洞金矿则相反，水银洞金矿轻重稀土分馏程度最高。本研究认为3个金矿区存在稀土总量从高到低的变化特征与峨眉山地幔热柱活动导致岩浆喷发带入的大量火山灰物质有关，泥堡金矿区和戈塘金矿区构造蚀变体含矿岩系含凝灰物质，其高稀土含量可能与组成岩石的矿物相关；其次，后期的改造作用(主要是热液蚀变)对岩石稀土含量影响亦较大，分析发现，水银洞金矿区的硅化最为强烈,SiO2流体对岩石稀土主要起稀释作用。

5 结 论

泥堡金矿区Sbt主要为角砾状凝灰岩、硅质岩和强硅化灰岩组合；戈塘金矿区主要为硅化黏土岩、角砾状硅质岩和硅化凝灰岩组合；水银洞金矿则为一套角砾状黏土岩、硅质岩、角砾状强硅化灰岩及强硅化灰岩组合。

稀土元素特征显示，各金矿区稀土总量富集程度依次为泥堡金矿、戈塘金矿、水银洞金矿，含黏土质和凝灰质成分的岩石，其稀土总量高，硅质岩、硅化灰岩和灰岩稀土总量低。SiO2流体对岩石稀土含量有一定的改造作用，但主要取决于岩石本身的性质；泥堡金矿构造蚀变体岩及矿石轻重稀土分馏程度高于围岩，戈塘金矿与水银洞金矿则相反，水银洞金矿轻重稀土分馏程度最高；稀土配分曲线显示，Sbt成矿流体可能存在多源性，主要与峨眉山玄武岩相关。

推测认为峨眉山地幔热柱活动及后期热液蚀变是导致黔西南台地相区各金矿稀土元素存在差异的主要原因。

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(责任编辑 邓永前)

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”国家科技支撑计划项目(编号：2012BAB08B06)。

郑禄林(1983—)，男，工程师，博士研究生。通讯作者 王甘露(1963—),男，副教授。

P595

A

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