贵州兴仁包谷地背斜金矿地球化学特征及其找矿意义分析

张 明，刘建中

(1. 贵州省地质矿产勘查开发局一〇五地质大队，贵州 贵阳 550018； 2. 贵州省地质矿产勘查开发局，贵州 贵阳 550004)

0 前 言

黔西南地区是我国重要的卡林型金矿集中区，就卡林型金矿而言，目前发现的金锑矿床无一例外的都产出于背斜或穹隆及与背斜轴近于平行展布的逆断层中[1](图1)，如戈塘金矿产出于戈塘穹窿，水银洞金矿、太平洞金矿和紫木凼金矿产出于灰家堡背斜，泥堡金矿产出于二龙抢宝背斜，大厂锑矿产出于碧痕营穹窿，架底金矿产出于莲花山背斜。包谷地背斜属于黔西南矿集区内新发现的、可能形成新增金矿床的地区，目前在地表发现金矿体主要产出于包谷地背斜东部龙潭组和西部的峨眉山玄武岩组地层中。

图1 黔西南金锑矿成矿模式

相似类比理论是指在相似的地质环境中应该有相似的矿床产出[2-3](如矿床的种类、类型、规模等)，类比的内容包括成矿背景类比、成矿条件类比、矿化信息类比(地质信息、地球化学信息等)、成矿规律类比。根据已有的地质资料和邻区多个大型、特大型金矿的分布情况显示黔西南矿集区金矿地质特征、地球化学特征具有很好的可比性。本文系统研究了兴仁包谷地背斜东部金矿石中主量、微量、稀土元素组成特征，利用相似类比理论，将研究区成矿元素地球化学信息与典型矿床—水银洞矿床进行类比，进一步对兴仁包谷地背斜金矿找矿意义和前景进行分析。

2 研究区地质特征

2.1 区域地质背景

研究区大地构造位置处于扬子准地台与华南褶皱系两个Ⅰ级构造单元的交汇部位，大部分地区属华南褶皱系右江褶皱带。由北东向弥勒—师宗深断裂、北西向紫云—垭都深断裂和近东西向开远—平塘深断裂围限的“三角形”夹块，构成了滇黔桂金矿矿集区—“金三角”。兴仁包谷地背斜位于“金三角”之兴仁—安龙金矿带之北部。

2.2 研究区地质特征

研究区位于兴仁县城南西，直距约5公里，区内主要褶皱构造为包谷地背斜以及包谷地背斜次级背斜大丫口背斜(图2)。包谷地背斜系区内高级序褶皱，区内延伸约18 km，轴面呈弧形向南凸出，北西—南东向展布，枢纽波状起伏，西端交于潘家庄断裂带，东端在马鞍山寨子附近倾伏，中部被新寨断层切错。背斜轴部地层为茅口组、峨眉山玄武岩组、龙潭组，两翼依次为飞仙关组、永宁镇组和关岭组。两翼岩层倾角15(°)～27(°)，为宽缓的短轴背斜。该背斜两翼次级褶皱发育，其南翼发育沟头向斜、大丫口背斜。构成一个规模较大的复式褶皱带。该背斜具层间滑动现象，形成层间断裂，其断裂破碎物常被方解石脉胶结，具黄铁矿化、硅化等。

1 关岭组；2 永宁镇组；3 飞仙关组；4 长兴+大隆组；5 龙潭组；6 峨嵋山玄武岩组；7 茅口组；8 构造蚀变体；9 地质界线；10 正断层；11 逆断层；12 性质不明断层；13 背斜；14 向斜；15 金矿(化)点；16 锑矿(化)点

图2兴仁包谷地背斜地质

3 样品采集及分析结果

3.1 样品采集

研究用的8件矿石样品分别采自地表矿体出露点BKD1、BKD2、BKD3、BKD4、BKD6、BKD7地表探槽中。采样介质为粘土岩、钙质粉砂岩、粘土质粉砂岩、硅化角砾状灰岩、灰岩。

3.2 分析测试

分析测试由贵州省地质矿产中心实验室完成，分析仪器分别为等离子发射光谱仪(iCAP6300S-296)，摄谱仪WP-1/S-16、等离子质谱仪iCAPQ/S-319、原子吸收分光光度计GGX-600/S-217、原子荧光光度计AFS-3100/S-119，美国THERMO公司生产的X-SERIES-2型ICP-MS。测试分析结果见表1～3。

表1 包谷地背斜金矿石样品主量元素分析结果

注：表中单位Au为×10-6，其余的×10-2

表2 包谷地背斜金矿石微量元素含量及相关参数 ×10-6

表3 大丫口地区金矿(化)点稀土元素含量及相关参数 ×10-6

4 元素地球化学特征

4.1 主量元素地球化学特征

将测得研究区样品的主量元素值与水银洞组合样主量元素值的标准化后作成主量元素蜘蛛网图(图3)。

图3 主量元素蜘蛛网图

从图3、表1分析，包谷地背斜范围内金矿石元素值与与水银洞组合样比值如下Au：0.10～0.55，平均0.24； SiO2：1.44～2.87，平均2.43；TFe2O3：0.10～3.05，平均0.96；Al2O3：1.74～7.32，平均4.01；CaO：0.02～0.06，平均0.03；MgO：0.01～0.03，平均0.02；K2O：1.49～6.18，平均3.78；Na2O：0.10～0.21，平均0.16；TiO2：1.73～11.09，平均6.36；MnO：0.02～0.03，平均0.02；P2O5：0.42～6.33，平均1.87。对比分析可知，包谷地背斜范围内金矿体中矿石SiO2的含量较高(1.44～2.87倍)，而矿体中CaO、MgO、MnO含量则较低(0.02～0.06倍)，同时Al2O3、K2O、P2O5含量也较高，Na2O含量也相对较低。说明有两种可能情况：一是包谷地背斜范围内金矿石比水银洞矿石具有更强硅化蚀变，强硅化蚀变将更多的硅带入母岩的同时也将更多钙、镁、锰带出母岩；二是包谷地背斜范围内金矿石样品大都取于地表，与样品风化作用也有一定的关系，更高Al2O3含量对风化作用的论点有一定的支持。总的来说，与水银洞金矿组合样相比，包谷地背斜范围内金矿石中SiO2的含量高出13.58%～57.64%，平均44.21%，可能说明包谷地背斜范围内金矿石具有水银洞金矿矿石比更强烈的硅化蚀变。

4.2 微量元素地球化学特征

将测得研究区样品的微量元素值与水银洞纳秧矿段(均值)标准化后作成微量元素蜘蛛网图(图4)。

图4 微量元素的蜘蛛网图

利用图4、表2对研究区微量元素中与成矿元素热液活动Au、As、Sb、Tl元素组合及与酸性岩有关Mo元素进行综合分析，研究区含金矿石中代表该区成矿元素热液活动类型中成矿元素组合的Au、As、Tl、Sb在各类赋矿岩石中的平均值分别为0.69×10-6～1.42×10-6、2 067×10-6～17 807×10-6、0.73×10-6～1.72×10-6、39.1×10-6～52.6×10-6。

与酸性岩有关的Mo元素在各类赋矿岩石中的平均值为1.14×10-6～96.25×10-6；水银洞纳秧矿段Au、As、Tl、Sb在各类赋矿岩石中的平均值分别为1.92×10-6～13.20×10-6、6 196.5×10-6～7044×10-6、2×10-6～18.35×10-6、15.5×10-6～30.78×10-6；与酸性岩有关的Mo元素在各类赋矿岩石中的平均值为0.94×10-6～1.73×10-6；东部大陆地壳Au、As、Tl、Sb、Mo值分别为0.009×10-6、2.4×10-6、0.42×10-6、0.18×10-6、0.5×10-6。研究区与东部大陆地壳相比，成矿元素及热液活动Au、As、Sb、Tl元素组合的强烈富集，与酸性岩浆相关Mo元素相对富集；与水银洞金矿纳秧矿段相比，Au、Tl平均值明显偏低，而As、Sb明显偏高，Mo在灰岩中呈极高异常值，比值高达100余倍，推测可能与包谷地背斜范围内金矿石具有较强热液蚀变有关。

4.3 稀土元素地球化学特征

稀土元素分析结果见表3，REE配分模式采用Boynton(图5)。为便于对比，笔者收集了前人对水银洞金矿床金矿石[4]测试的原始数据。对收集的原始数据进行分类并求取平均值，然后根据Boynton球粒陨石值对平均后的数据进行标准化，一同绘制REE配分模式图。

图5 稀土配分模式图

研究区稀土总量58.41×10-6～285.05×10-6，(平均172.94×10-6)LREE/HREE为10.33～16.86，(平均14.08)(La/Yb)N分别为9.72～18.5(平均12.04)，总体上轻稀土富集，配分曲线右倾；轻重稀土有明显的分馏。δEu为0.69～0.97，Eu明显负异常到异常不明显，δCe为0.89～1.08，Ce为弱负异常到弱正异常。水银洞金矿床稀土总量100.27×10-6，LREE/HREE为8.75，(La/Yb)N为13.29，总体上轻稀土富集，配分曲线右倾；轻重稀土有明显的分馏。δEu为0.85，Eu弱负异常，δCe为0.86，Ce为弱负异常。

一般认为稀土元素在热液蚀变轻微的岩石中可以保留未蚀变原岩稀土元素特征，而蚀变强烈的岩石则更接近热液流体稀土元素特征[5]。从图4、表3对比分析可知，包谷地背斜范围内金矿石中ΣREE、LREE/HREE平均值偏高，其余均相似,相对低的LREE含量可能反映研究区更强热液蚀变作用过程中稀土元素活化进入含CO2的流体中形成[RE(CO2)3]3-络离子[6]；水银洞金矿床曲线位置位于研究区各金矿石之间，推测可能是水银洞金矿床采用平均值的缘故。研究区与水银洞金矿床稀土元素特征相似与相异性，一方面反映两地原岩沉积环境不同，同时也反映出后期热液蚀变强度的不同。

5 地球化学特征对比结果

水银洞金矿床与包谷地背斜范围内金矿石分别产于灰家堡背斜和包谷地背斜龙潭组地层中，两者的赋矿构造和岩石有很大的相似性。成矿地球化学信息类比研究证实，两地区总体特征表现为高度相似性，同时具体的数据微观特性也表现出一定程度的不同。

相似性特征表现为：1)主量元素：弱硅化—强硅化、明显贫纳，一定程度的缺钙、镁、富铁；2)微量元素：与成矿元素及热液活动Au、As、Sb、Tl元素组合的强烈富集和与酸性岩有关Mo表现出相对富集为显著特征；3)稀土元素：CI球粒陨石标准化配分模式图表现为总体上看配分型式十分相似，轻稀土富集，配分曲线右倾，轻重稀土有明显的分馏，热液作用强烈。

数据微观特征相异性表现为：1)主量元素：研究区SiO2含量更高，具有更强的硅化蚀变；2)微量元素：研究区Au、Tl平均值明显偏低，而As、Sb明显偏高，Mo在灰岩中呈极高异常值；3)稀土元素：研究区ΣREE、LREE/HREE平均值偏高。

6 结 论

通过对包谷地背斜范围内金矿石与水银洞金矿床中金矿石元素地球化学特征进行系统研究和对比，取得几点认识：

1)研究区主量元素特征与水银洞金矿床组合样相比，包谷地背斜范围内金矿石SiO2的含量高出13.58%～57.64%，平均44.21%，可能说明包谷地背斜范围内金矿石具有比水银洞金矿床金矿石更强烈的硅化蚀变。

2)研究区微量元素特征与水银洞金矿纳秧矿段相比，Au、Tl平均值明显偏低，而As、Sb明显偏高，Mo在灰岩中呈极高异常值，比值高达100余倍，推测可能与包谷地背斜范围内金矿石具有较强热液蚀变有关。

3)研究区稀土元素特征与水银洞金矿床相比，总体上看配分型式十分相似，轻稀土富集，配分曲线右倾，轻重稀土有明显的分馏，LREE/HREE平均值偏高。

4)尽管水银洞金矿与包谷地背斜范围内金矿石在空间位置上产出于不同背斜部位，但两者成矿地质背景、元素地球化学特征却有高度的相似性，利用应用矿床预测的相似类比理论，两者可能有相似的矿床产出，进一步说明包谷地背斜范围内具有良好的金矿找矿前景。

5)低含量的Au，高含量SiO2、Sb、Mo、LREE可能成为研究区内金矿化规模相对不利条件。两者相比元素地球化学特征数据微观上一定程度上的不同，可能预示着两者最终形成矿床规模大小不同。