广西环江县平安村铅多金属矿地球化学特征及成因分析

梁燕兰，戴 昱

（广西壮族自治区区域地质调查研究院，广西 桂林 541003）

1 地质背景

平安村铅多金属矿位于桂北九万大山地区剪切带南侧的平安村南（图1），其南侧2km处有关闭的锡矿床，该区地质构造演化复杂，构造运动频繁，是华南大陆扬子地台南缘的一个重要的锡多金属成矿区[1]，具有巨大的找矿潜力和科研价值。

图1 平安村铅多金属矿地质简图

1.1 地层

矿区及周边出露主要地层为新元古代四堡群鱼西组，是一套浅变质岩系，属深海相复理石砂泥岩及镁铁质-超镁铁质火山岩建造。岩性主要为浅灰色-灰绿色薄-中层状变质泥质粉砂岩、变质粉砂岩、板岩，绢云千枚岩夹中-厚层变质细砂岩、基-酸性火山喷出岩组成，普遍发育水平节理[2]。

1.2 构造

矿区断层、节理构造较为发育，节理为铅锌锡多金属成矿提供了容矿和导矿的场所，矿化主要沿石英脉或节理面发育，其产状为105°∠62°。

1.3 岩浆岩

矿区岩浆岩较为发育，主要为超基性岩-酸性岩，区域上经历了四堡期、雪峰期，主要形成了四堡晚期变辉绿岩[3]。主要分布在矿区的中部和东部，多呈岩脉或岩枝产出。岩石为灰-浅灰绿色，该岩体与围岩侵入接触，铅锌锡多金属矿化在岩体附近的强蚀变带中。

1.4 变质岩

平安村变质岩主要为变质中性岩，局部可见变质碎裂岩及变质泥岩，原岩成分结构不同程度被取代、破坏。

1.5 矿体及矿石特征

该矿体主要受产状为100°～120°∠60°～70°的节理或石英脉所控制，主要分布于靠近辉绿岩的四堡晚期变砂岩中。矿体长大于100m，宽2m～6m，走向NNE。矿体内有较多石英脉，长约10m～15m，宽2mm～15mm不等。矿体主要强蚀变带内，有明显的沿裂隙交代现象。在石英脉附近存在明显对矿化反应，靠近石英脉的矿体Pb、Zn、Sn矿品位明显变富，弱蚀变和剪切裂隙不发育地区矿化程度差。该矿化体具有分带明显，矿体宽度较大，延伸较短，矿化分布不均匀等特征。

1.6 矿体围岩及蚀变特征

铅锌锡矿化矿体总体呈带状产出，铅锌硫化物等热液矿物沿着早期形成的节理、劈理或区域断裂留下的束状裂隙充填，近矿围岩蚀变主要为硅化、碳酸盐化、黄铁矿化等，其中，硅化与成矿关系最为密切。硅化主要表现为：石英细脉、透镜体位于斜穿围岩节理对岩石裂隙中，脉中多见金属矿物发育。在地表环境下由于黄铁矿氧化形成褐铁矿，使岩石颜色变深形成铁帽，成为找矿的标志之一。

2 地球化学特征

2.1 金属元素特征

矿区地层中Sn含量较低，波动范围较大。而矿石中Sn含量比地层中高10-20倍。Pb在矿石中比地层中高出2个数量级，Zn在矿石中比地层高出约10倍，而Cu地层中比矿石还高出约10倍。相对比，地层比三防岩体更富Cu、Zn、Pb等金属元素。根据对样品Pb、Zn与Sn关系分析，Pb、Zn高的样品一般Sn含量比较底；Sn含量高的样品，Pb、Zn含量低。说明Sn元素与Pb、Zn元素的来源不同，地层中Cu、Pb、Zn含量比三防岩体要高，暗示矿化中硫化物的金属可能主要来自地层。

2.2 稀土元素特征

矿区地层中稀土总量小于100×10-6，轻重稀土分馏明显，轻稀土内部分馏明显，重稀土分馏不明显，无Eu异常。矿石中稀土元素含量差别则比较大，从46.93～223.46×10-6都有，轻重稀土分馏较明显，轻稀土内部分馏较明显，重稀土分馏不明显，有轻微的Eu亏损，个别样品有轻Ce亏损。

2.3 微量元素特征

其中Ba、Rb、Sr、Zr和Ga元素在矿化中含量最高；Cr、Ni和Hf元素在矿化中最少；Th、Ta、U和Nb元素三防岩体中最多，地层中含量最少；Co和Sc元素地层中最多，矿化体次之，三防岩体最少。做球粒陨石配分曲线图，Ba、Nb和Sr相对亏损，Rb、U和Ta相对富集，这些都是典型岩浆特征。矿石样品亏损和富集程度更高，变化幅度更大，分析成矿物质来源有地层和岩浆的共同作用，其中岩浆作用的贡献更大一些。微量元素Nb/Ta和Th/Hf比值在地层、矿化体和三防岩体中相对稳定；Ba/Sr和Rb/Sr比值矿化体中最大，同时变化幅度也最大；Ni/Co比值矿化体中最低，三防岩体中最大，变化幅度最大。根据微量元素分析，矿化体不是单一的地层或岩体提供物质，两者都可能提供了部分物质。

综合以上分析，我们认为平安村铅锌多金属矿物质来源至少有三防岩体、地层都提供了部分物质。其中三防岩体提供了Sn金属物质，同时通过热液提供了部分微量元素。地层提供了Pb、Zn和Cu等金属物质来源，其中基性岩是否提供了部分成矿元素还有待进一步研究。

3 成因分析

矿石中热液锆石U-Pb显示，该矿形成于430Ma，此时脆性剪切变形已经结束，热液系统萃取了地层中的Cu、Pb、Zn等金属元素，同时将周边和深部的金属元素和微小碎裂锡石带入热液。热液在主要沿着断裂和剪切裂隙运移，交代地层岩石，金属硫化物在热液和矿物裂隙中析出结晶。矿区南部的锡石矿在剪切作用时破碎，一些微小的颗粒（＜2μm）在热水或热液中沿剪切裂隙迁移到矿区位置，最终被封闭在钛铁矿的空隙、裂隙或周边[4]。该矿床中金属矿物没有明显的碎裂特征，但有比较清晰的后期热液溶蚀改造的特征。说明区域上脆性剪切作用在该矿形成之前已经结束，剪切作用为后续热液迁移提供了良好的通道，也为矿化体的空间展布奠定了基础。矿石中有少量极小的锡石颗粒在钛铁矿中，我们认为这可能是元古代锡矿结晶（矿区南侧有一锡矿），剪切作用形成了一些细微的锡石，这些锡石在后期热水和热液活动时，被带入到含矿热液系统，运移到成矿空间，金属矿物结晶时，被封存在钛铁矿内或边部。

4 结论

在新元古代830±Ma，三防岩体、元宝山岩体及周边其他一些中酸性岩体侵位，从中分馏出含Sn的成矿流体沿着区域上近SN向或其他方向的深大断层侵入地层。锡石矿物在相对封闭的环境中结晶，部分流体中结晶出石榴石等高温低压的矿物，结晶矿物在深部一般自形程度好，发育良好的环带，在略浅部和地层接触带自形程度较差[5]。形成了区域上锡矿雏形，锡矿床的形成时代为834 Ma。

加里东运动，在440±Ma区域上脆性剪切作用开始，破坏了原来的地层和矿物[6]。尤其沿着断裂部位是应力释放处，结晶的锡石、石榴石等矿物被左右形剪切错断碎裂。在430±Ma左右韧性剪切作用发育，活化和萃取地层中Cu、Pb、Zn等金属元素进入热液，同时熔融碎裂的锡石的矿段，从深部约5km处开始沿着断裂，剪切裂隙向地层浅部运移。流体盐度从过饱逐渐降低，最终在距离地表1km附近流动中快速冷凝。将碎裂锡石封闭在流体所能到达的空间，同时流体迁移过程中结晶微细粒锡石和金属硫化物。

海西、印支和燕山期构造运动导致这些矿床受到不同程度的剪切破坏，同时伴随的热液充填破矿构造，形成石英脉穿插矿体的现象。