秦軍
(廣東省有色金屬地質(zhì)局九三三隊(duì),廣東肇慶526060)
粵西云浮大紺山及周邊地區(qū)東起云浮城區(qū),西至連灘鎮(zhèn),北臨云安城區(qū),南迄石城鎮(zhèn),區(qū)內(nèi)范圍長(zhǎng)42km、寬30km,面積約1260km2。在全國(guó)成礦區(qū)帶劃分方案中屬粵西-桂東南Sn-Au-Ag-Pb-Zn-Fe-Mo-W成礦帶。該地區(qū)工作程度高,因成礦地質(zhì)條件好,礦床類型復(fù)雜,幾十年來(lái),每次勘查工作認(rèn)識(shí)不斷深化,成果不斷出現(xiàn)[1]。該地區(qū)銀礦及伴生銀礦產(chǎn)資源豐富,已探明銀總資源儲(chǔ)量超2000t。筆者在該地區(qū)工作多年,收集了部分區(qū)域地質(zhì)、礦床地質(zhì)、科研成果資料,在此基礎(chǔ)上對(duì)該區(qū)典型銀礦床進(jìn)行分析及研究,并對(duì)銀礦成礦物質(zhì)來(lái)源進(jìn)行初步探討。
通過(guò)對(duì)該區(qū)銀礦成礦物質(zhì)來(lái)源的探討。目的是拋磚引玉,互相交流信息,推動(dòng)該地區(qū)銀礦成礦模式的建立,推進(jìn)找礦新進(jìn)展。
粵西云浮大紺山及周邊地區(qū)地處華南褶皺系云開(kāi)隆起的中段,羅定盆地北東緣;位于吳川—四會(huì)北東向斷裂帶與大瑤山—佛崗東西向構(gòu)造交匯部位[2]。北東向構(gòu)造縱貫全區(qū),為最顯著的構(gòu)造形跡。區(qū)域次一級(jí)斷裂,有北東向羅定—廣寧斷裂帶,東西向貴子弧形斷裂。元古代至早古生代地層在加里東期運(yùn)動(dòng)的影響下構(gòu)成準(zhǔn)地臺(tái)褶皺基底,晚三疊世變?yōu)槁∑饏^(qū),新生代以來(lái)主要為陸相建造為主。區(qū)內(nèi)出露的巖體表現(xiàn)出多旋回、多期次特點(diǎn),其中以加里東期和燕山期巖漿活動(dòng)最為強(qiáng)烈。
本區(qū)出露的地層,由老至新有:中元古界、震旦系、寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、三疊系、侏羅系、白堊系及新生界第四系覆蓋物。中新生代地層(T3、K)基本呈孤立的盆地分布。見(jiàn)圖1。
中元古界沙坪灣組(Ptsh):為一套復(fù)理石變質(zhì)巖。巖性以微粒石英巖、石英二云母片巖、二云母石英片巖,夾含炭質(zhì)云母片巖、薄層硅質(zhì)巖、石英斜長(zhǎng)角閃巖組成,厚度30~650m。主要分布中部大金山、九曲嶺、高棖一帶。為本區(qū)鉛鋅銀、錫、鎢等金屬礦的含礦層位。
震旦紀(jì)大紺山組(Zd):主要為一套地槽型類復(fù)理石建造、碳酸鹽巖建造,硫鐵質(zhì)—硅質(zhì)建造,巖性以云母石英片巖、石英云母片巖、石英巖夾炭質(zhì)千枚巖、硅質(zhì)巖、結(jié)晶灰?guī)r、凝灰?guī)r及黃鐵礦層,底部為石英巖夾礫巖。厚度100~688m。圍繞沙坪灣組東面、東北面、北面一帶分布。為本區(qū)硫鐵、鉛鋅銀、金等金屬礦的含礦層位。
奧陶紀(jì)—志留紀(jì)(O、S)為一套類復(fù)理石建造。分布于本區(qū)葵洞-金子窩西側(cè)、高峰鎮(zhèn)北側(cè)一帶。
泥盆紀(jì)—石炭紀(jì)(D、C)為碳酸鹽巖和碎屑巖建造。分布于本區(qū)西南部、葵洞—金子窩東側(cè)、云浮市區(qū)西側(cè)一帶。其中的東崗嶺組是錫鉛鋅銀的控礦層位。
三疊紀(jì)(T3xy)為一套陸相含煤碎屑巖建造。分布于本區(qū)中部偏北一帶。
白堊紀(jì)羅定組(K1l)為一套內(nèi)陸盆地相的紅色碎屑巖建造。分布于本區(qū)西南部。
以北東向和東西向構(gòu)造為主,大紺山旋卷構(gòu)造以其獨(dú)特的構(gòu)造形跡雄踞本區(qū)中部,組成了錯(cuò)綜復(fù)雜的構(gòu)造格局。
北東向構(gòu)造:由一系列的褶皺及斷裂帶組成,主要有大紺山復(fù)背斜、天所、六坑、燈心洞、白梅斷裂及逕尾斷裂等,為區(qū)內(nèi)主要導(dǎo)礦和容礦構(gòu)造。蒔田礦區(qū)錫石—硫化物礦體充填于宋桂斷層后期復(fù)活的張性斷層中,東沖—天所一帶錫鈮鉭礦體賦存于沿天所倒轉(zhuǎn)背斜北西翼之層間滑動(dòng)面侵入的花崗偉晶巖脈中便是佐證。
東西向構(gòu)造:主要表現(xiàn)為斷裂構(gòu)造,基本分布于高棖、石板坑、塘梨坳一帶。該組構(gòu)造走向穩(wěn)定,傾角陡,斷面普遍發(fā)育多組擦痕,斷裂帶內(nèi)構(gòu)造巖主要以構(gòu)造角礫巖為主,沿?cái)嗔褍蓚?cè)具有較強(qiáng)烈的蝕變作用,可見(jiàn)多期石英脈等充填,為區(qū)內(nèi)主要容礦構(gòu)造。
大紺山旋轉(zhuǎn)構(gòu)造:以大紺山片麻狀花崗巖為核心,環(huán)狀構(gòu)造重疊圍繞該核心展布,除核心外,依次可明顯分為3個(gè)不同的構(gòu)造帶(呈內(nèi)帶、中帶、外帶)。
大金山旋卷構(gòu)造切穿并改造了上三疊統(tǒng),又為上侏羅統(tǒng)火山碎屑巖不整全復(fù)蓋,說(shuō)明其生成在晚三疊世之后,屬燕山運(yùn)動(dòng)早期之產(chǎn)物。大紺山旋轉(zhuǎn)構(gòu)造的內(nèi)帶和中帶,基本控制了區(qū)內(nèi)鉛鋅銀、鎢、錫及硫鐵礦的分布,為區(qū)內(nèi)主要的鉛鋅銀多金屬成礦帶。
區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,巖漿巖發(fā)育,以中酸性巖為主,主要分布于大紺山旋轉(zhuǎn)構(gòu)造核心部位及內(nèi)帶。其中加里東期侵入巖呈巖基狀產(chǎn)出,分布于九曲嶺-高棖-大塘基、牛力頭一帶,原報(bào)告認(rèn)為屬燕山一期[3],趙海杰、武國(guó)忠等近期對(duì)高棖花崗巖測(cè)試結(jié)果認(rèn)為屬加里東期;九曲嶺、高棖礦區(qū)共12個(gè)樣品統(tǒng)計(jì),花崗巖分異指數(shù)(DI)85.25~92.22,平均值88.68,鐵鎂指數(shù)(MF)0.72~0.83、平均值0.76,TiO20.14%~0.56%,Eu(0.38~0.98)×10-6,相比燕山期巖漿分異演化程度較低。燕山期侵入巖則多呈巖株或巖脈狀,主要分布于大金山礦區(qū)大坳篤(面積0.35km2)、大坳(面積0.01km2),隱伏巖體產(chǎn)于九曲嶺、麻坳;大金山、九曲嶺(隱伏巖體)共14個(gè)樣品統(tǒng)計(jì),花崗巖分異指數(shù)(DI)91.25~96.19,平均值94.27,鐵鎂指數(shù)(MF)0.87~0.99、平均值0.95,TiO20.017%~0.17%、Eu(0.02~0.423)×10-6,相比華南燕山晚期巖漿分異演化程度高。巖脈各礦區(qū)均有出現(xiàn)。
粵西云浮大紺山及周邊地區(qū)已發(fā)現(xiàn)有高棖銀鉛鋅礦(大型)、云浮大降坪黃鐵礦(特大型)、大金山鎢錫礦(大型)、九曲嶺礦錫礦(中型)、茶垌銀多金屬礦(中型)、東沖錫—鈮鉭礦床(中型)、金子窩(大塘肚)錫鉛鋅銀礦(小型)。另外在蒔田、葵洞、西塘、石門頭、鐵爐、民窿坑等地發(fā)現(xiàn)多個(gè)鉛鋅銀金屬小型礦(礦點(diǎn))。根據(jù)綜合分析研究已發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)的礦床(點(diǎn))以及化探異常的資料,該區(qū)以大金山鎢錫礦為中心,成礦元素自內(nèi)向外形成有規(guī)律的水平分帶:W(Sn、Bi、Mo)→Sn→Sn、Pb、Zn、Ag→Ag、Pb、Zn(Au)→Au。礦床組合類型變化依次為:石英脈鎢錫礦床組合,云英巖—石英脈鎢錫礦床組
合,錫石—硫化物礦床組合,多金屬硫化物礦床組合。主要礦體特征見(jiàn)表1。
表1 粵西云浮大紺山及周邊地區(qū)主要礦體特征
不同時(shí)代沉積巖成礦元素豐度值見(jiàn)表2,不同巖性巖石成礦元素豐度值見(jiàn)表3。從表2、表3可以看出,Sn、W、Pb、Ag是高背景值元素。與地殼克拉克值比:Sn高2.1~4.9倍,最高T3;W高2.8~82.7倍,最高D1-2;Pb高2.6~8.3倍,最高D2d;Ag高1.4~52.5倍,最高Z(含Pt)。從表3可以看出:Sn富集于砂巖類巖石中;W富集于砂巖、頁(yè)巖類巖石中;Pb普遍富集,尤其是在碳酸鹽巖、千枚巖和混合巖中;Ag主要富集于頁(yè)巖、砂巖類巖石中,尤其是變質(zhì)巖石。
表2 不同時(shí)代沉積巖成礦元素豐度值[3](單位:ωB×10-6)
該地區(qū)主要巖體微量元素含量見(jiàn)表4。從表4可以看出,燕山四期花崗巖中W、Sn含量比加里東期混合花崗巖高幾至幾十倍,比杜力基安酸性巖和黎彤地殼巖石高幾十到幾百倍,可能是區(qū)內(nèi)鎢錫礦之成礦母巖;Ag的豐度比杜力基安酸性巖含量高30倍,比黎彤地殼含量高15倍,可能為區(qū)內(nèi)銀礦物質(zhì)來(lái)源之一。
茶洞銀礦硫同位素[9],據(jù)17個(gè)毒砂、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦單礦物樣分析(中科院地化所)δ34S分布范圍為-6.7‰~+0.63‰,絕大部分樣品在-2‰~+1‰之間,平均值-1.24‰,峰值出現(xiàn)在-1‰~0‰之間,呈現(xiàn)明顯的塔式分布見(jiàn)圖2。硫源可能來(lái)自深部的巖漿硫,但不排斥多來(lái)源的硫經(jīng)變質(zhì)作而均一化的結(jié)果。
表3 不同巖性巖石成礦元素豐度值[3](單位:ωB×10-6)
表4 主要巖體微量元素含量表[3](單位:ωB×10-6)
金子窩(大塘肚)錫多金屬礦硫同位素[7],據(jù)8個(gè)樣測(cè)試結(jié)果S32/S3422.221,δ34S分布范圍為-1.62‰~+1.84‰,屬巖漿熱液硫,硫源單一。
九曲嶺錫礦硫同位素[3],測(cè)試結(jié)果δ34S變化范圍+4.4‰~1.4‰,區(qū)間狹窄,硫源比較單一,屬巖漿熱液硫。
云浮大降坪硫礦[5],礦石δ34S變化范圍-25.8‰~+24.5‰,S34/S32變化率高達(dá)5.14%,黃鐵礦Co、Ni含量低,Co/Ni小于1。礦床成礦模式劃分為沉積成礦、變質(zhì)成礦、熱液成礦、表生次生礦化,是經(jīng)過(guò)沉積-變質(zhì)-熱液疊加等多種成礦過(guò)程的同生熱水沉積—后期熱液疊加改造型層控礦床[4]。
金子窩(大塘肚)錫多金屬礦氧同位素[7]:錫石δ18O為3.95‰~8.07‰,與一般內(nèi)生礦床錫石δ18O值相近,表明錫石中氧來(lái)自巖漿熱液。
表5 茶洞、金子窩、蒔田礦區(qū)礦石鉛同位素測(cè)定結(jié)果及模式年齡表
表6 高棖、大金山礦區(qū)巖體鉛同位素及巖體地質(zhì)年齡測(cè)定結(jié)果
據(jù)據(jù)茶洞礦區(qū)6個(gè)方鉛礦、毒砂單礦物樣分析(中科院地化所),金子窩、蒔田礦區(qū)6個(gè)方鉛礦、閃鋅礦單礦物樣分析鉛同位素結(jié)果(見(jiàn)表5)。茶洞礦區(qū)模式年齡(Ma)一組為515~530,二組為315~425,三組為155,前2組鉛源自上地殼,可能由加里東期部分熔融巖漿熱液提供,后一組含放射成因鉛較低,可能有燕山晚期深源巖漿熱液作用參與。金子窩、蒔田礦區(qū)含放射成因鉛較低,可能有巖漿熱液作用參與。
從表5數(shù)據(jù)看出,茶洞礦區(qū)6個(gè)樣品中μ值(236U/204Pb)在9.51~11.01之間,其中5個(gè)樣μ>9.58,即高μ值的鉛或位于零等時(shí)線右側(cè)的放射性成因鉛被認(rèn)為是來(lái)自U、Th相對(duì)富集的上部地殼物質(zhì)[11]。1個(gè)樣μ<9.58,低μ值的鉛一般來(lái)源于下地殼或上地幔[17]。
從高棖礦區(qū)花崗巖鉛的Th/U比值(1.42~9.4),平均值約為4,接近地殼平均值3.8,表明原始巖漿起源地殼組份[3]。
將表5、表6礦石及巖漿巖鉛的同位素組成數(shù)據(jù),投影到鉛同位素構(gòu)造模式圖(圖3)中,結(jié)果顯示,礦石與巖石鉛同位素組成數(shù)據(jù)投點(diǎn)區(qū)間相近。在207Pb/204Pb-206Pb/204Pb圖解(圖3a)上,茶洞礦區(qū)6個(gè)樣品作單樣投點(diǎn),投點(diǎn)基本位于上地殼,僅有1個(gè)點(diǎn)位于地幔與造山帶之間。金子窩、蒔田礦區(qū)共7個(gè)樣品,從數(shù)據(jù)看變化值小,故采用7個(gè)樣品平均值投點(diǎn),投點(diǎn)位于上地殼與造山帶之間。高棖礦區(qū)花崗巖10個(gè)樣品,采用10個(gè)樣平均值投點(diǎn),投點(diǎn)位于上地殼與造山帶之間。大金山礦區(qū)花崗巖個(gè)8樣品,采用8個(gè)樣平均值投點(diǎn),投點(diǎn)位于上地殼。在208Pb/204Pb-206Pb/204Pb圖解(圖3b)上,樣品均投于造山帶演化線附近,說(shuō)明鉛的來(lái)源與造山作用關(guān)系密切。此外,將所有數(shù)據(jù)以同樣方式投在構(gòu)造環(huán)境判別圖(圖4)上,茶洞、金子窩、蒔田、大金山礦區(qū)均落入上地殼區(qū)域,高棖礦區(qū)落入造山帶區(qū)域。茶洞、金子窩、蒔田、九曲嶺礦區(qū)投點(diǎn)結(jié)果與趙海杰、余長(zhǎng)發(fā)、武國(guó)忠等人近期對(duì)高棖、大金山礦區(qū)花崗巖研究結(jié)果是基本一致。茶洞礦區(qū)礦石鉛同位素投點(diǎn)相對(duì)離散,表現(xiàn)鉛物質(zhì)來(lái)源較為多源。綜合上述分析:粵西云浮大紺山及周邊地區(qū)銀及鉛鋅銀礦床鉛成礦物質(zhì)主要來(lái)源于上地殼,亦可能有少量下地殼鉛加入。
(1)該地區(qū)各時(shí)代地層的成礦元素豐度對(duì)比元古界含銀值最高,Ag主要富集于頁(yè)巖、砂巖類巖石中,尤其是淺變質(zhì)巖石。該區(qū)前后有多個(gè)單位開(kāi)展了物化探工作,發(fā)現(xiàn)分散流、次生暈、原生暈異常三十多個(gè),銀異常具有明顯的規(guī)律性,它主要與構(gòu)造因素有關(guān)外,對(duì)不同時(shí)代的地層有一定的選擇性。汪禮明等人研究認(rèn)為[11],廣東省出露的地層存在局部的含銀異常,這些異常層位在銀礦床的形成過(guò)程中或多或少地提供了成礦物質(zhì)。
(2)構(gòu)造控礦十分明顯,礦床分別沿宋桂大斷裂帶兩側(cè)分布、集中于大紺山旋卷構(gòu)造向北東突出部位和沿南西弧內(nèi)側(cè)分布、分布于北東向和北西向斷裂夾持地區(qū)的次一級(jí)裂隙中。良好的空間條件,是巖漿活動(dòng)和成礦作用的基本前提。而熱液活動(dòng)的持續(xù)性,隨著物化條件的轉(zhuǎn)化,又顯示了礦床成礦時(shí)間長(zhǎng),以及多期礦化的基本特征。
(3)有用成礦元素鉛、鋅、銀等在區(qū)域變質(zhì)作用下發(fā)生活化,原巖中萃取出一部分進(jìn)入到變質(zhì)熱液中,向斷裂帶有利部位遷移形成初步富集。
(4)硫同位素特征為均一化程度高,靠近隕石值,呈塔式分布,但離散程度一般,主要為巖漿熱液硫。氧同位素特征反映成礦溶液主要為巖漿水。
(5)加里東期主要地質(zhì)現(xiàn)象為高棖至九曲嶺一帶混合花崗巖形成,為元古代地殼物質(zhì)經(jīng)部分熔融的產(chǎn)物,其源巖主要為含少量泥質(zhì)的砂巖質(zhì)組成。根據(jù)陳國(guó)能教授提出的花崗巖成因?yàn)楹诵牡摹霸貧ぁ獨(dú)?nèi)對(duì)流”理論[1],結(jié)合本區(qū)加里東期巖漿分異演化程度較低的特點(diǎn),本人認(rèn)為屬殼內(nèi)熱對(duì)流相對(duì)較弱巖石部分熔融的產(chǎn)物。本階段有茶洞銀多金屬、大降坪鉛鋅銀初步充填富集。燕山期主要地質(zhì)現(xiàn)象為大金山、九曲嶺花崗巖體在該區(qū)二次侵入,花崗巖屬殼源物質(zhì)部分熔融的產(chǎn)物,巖漿分異演化程度高的特點(diǎn),認(rèn)為屬殼內(nèi)熱對(duì)流相對(duì)強(qiáng)的巖石部分熔融產(chǎn)物。在該區(qū)形成的上老下新的“復(fù)式巖體”是不同期次的花崗巖層在同一空間的顯露。本區(qū)元古代地層含Ag豐度約為4.2×10-6,花崗巖含Ag豐度約為1.3×10-6,原始巖石經(jīng)花崗巖化后萃取出銀物質(zhì)是巨大的。與花崗巖有關(guān)的各類礦床的成礦物質(zhì)來(lái)自卷入熔融的陸殼巖石,熔融—結(jié)晶過(guò)程導(dǎo)致了元素的重新組合和在殼內(nèi)的重新分布,元素自身結(jié)構(gòu)決定了成礦熱液過(guò)程中的沉淀析出順序和空間分布規(guī)律[1]。汪禮明等人研究認(rèn)為本省已知的銀礦床的控礦巖體均為花崗巖類巖體,可劃分為深源成礦巖體和淺源成礦巖體[12]。燕山期巖漿熱對(duì)流強(qiáng),在粵西地區(qū)影響范圍大、強(qiáng)度高且類型復(fù)雜、形成礦種多、貢獻(xiàn)的成礦物質(zhì)豐富,該區(qū)銀礦床及伴生銀礦床主要來(lái)自燕山期成礦熱液在利空間的沉淀析出,各礦區(qū)礦物成礦地質(zhì)年齡測(cè)試結(jié)果反映了這一佐證。高棖礦區(qū)精確的成礦年齡未有數(shù)據(jù),礦區(qū)詳查報(bào)告提出根據(jù)成礦地質(zhì)特征判斷[2],礦脈不僅賦存于加里東期巖體、沙坪組(Ptsh)石英及云母石英片巖中,而且直延伸進(jìn)入花崗巖體的上覆地層——白堊系羅定組(Kl)中,表明成礦時(shí)代晚于白堊系羅定組,地質(zhì)上判斷屬于燕山晚期-喜馬拉雅早期成礦比較可信。
綜合上述情況,推測(cè)粵西云浮大紺山及周邊地區(qū)銀礦成礦物質(zhì)主要為殼源部分熔融巖漿熱液,與各時(shí)期巖漿熱液的貢獻(xiàn)程度有關(guān)。
(1)粵西云浮大紺山及周邊地區(qū)銀礦成礦流體及礦物質(zhì)可能主要來(lái)自殼源部分熔融巖漿熱液,與各時(shí)期巖漿熱液的貢獻(xiàn)程度有關(guān)。
(2)成礦熱液主要為巖漿熱液,其次為變質(zhì)熱液。
(3)該區(qū)已發(fā)現(xiàn)的8個(gè)銀及伴生銀礦床產(chǎn)出位置都在銀異常范圍內(nèi),主要的銀異常為礦致異常。實(shí)際地質(zhì)效果證明,在該區(qū)應(yīng)用地球化學(xué)方法作引導(dǎo),在特定構(gòu)造部位和有利巖性地段尋找銀礦具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。
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