黃毅,胡希聲,王琰,石貴勇,鄭兆勇,薛飛,孫曉明
(1.國(guó)家海洋局南海規(guī)劃與環(huán)境研究院,廣東 廣州 510300;2.國(guó)家海洋局南海環(huán)境監(jiān)測(cè)中心,廣東 廣州 510300;3.中山大學(xué)海洋科學(xué)學(xué)院,廣東 廣州 510006;4.中山大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院,廣東 廣州 510275;5.廣東省海洋資源與近岸工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 510006)
位于廣東省梅州市城東鎮(zhèn)的玉水銅礦床,是20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)的以銅為主,并伴生有銀鉛鋅等的中型銅礦床,其中銀、鉛和鋅礦產(chǎn)也達(dá)到中型儲(chǔ)量的規(guī)模。該礦床以范圍小成礦富而受到關(guān)注,其銅品位平均為3.25%[1],富礦段的銅品位甚至可達(dá)50%~60%。由于我國(guó)銅礦床貧礦多,富礦少,平均品位較低,僅為0.87%,品位>1%的銅儲(chǔ)量約占全國(guó)銅礦總儲(chǔ)量的35.9%,品位>3%的銅礦床更是屈指可數(shù),玉水銅礦床的發(fā)現(xiàn)與研究,為我國(guó)尋找該類富銅礦床提供了依據(jù)。
正因如此,已有眾多學(xué)者對(duì)其礦床地質(zhì)特征做了研究,并提出了可能的礦床成因解釋[2-7],但是一直沒(méi)有達(dá)到統(tǒng)一的認(rèn)識(shí),主要存在兩種成因觀點(diǎn): 1)巖漿熱液成因說(shuō),即礦床是受燕山期巖漿熱液影響,充填交代而形成的; 2)熱液噴流沉積成因說(shuō),即礦床的成因與海西期噴流沉積作用有關(guān)。為了進(jìn)一步明確玉水銅礦床的成因,本文對(duì)礦床中產(chǎn)出的各類礦石的主量元素、微量元素和稀土元素地球化學(xué)進(jìn)行研究,獲取玉水銅礦床成礦物質(zhì)和成礦流體的相關(guān)信息,從成礦元素的分布規(guī)律和元素相關(guān)性的角度,為礦床成因提供新的佐證。
玉水銅礦床位于永梅晚古生代海西坳陷的中段,該坳陷區(qū)以政和-大埔大斷裂和邵武-河源大斷裂為東西邊界,呈北北東向展布,北起福建將樂(lè)、永安,往南通過(guò)梅縣到廣東惠州,長(zhǎng)約500 km,寬約150 km。該區(qū)域出露地層為(圖1a):
1)中泥盆-下石炭統(tǒng)(D2-C1):主要巖石是中細(xì)粒石英砂巖、細(xì)粒石英砂巖、含礫石英砂巖、礫巖夾薄層泥巖、粉砂巖,為淺海-濱海相碎屑巖建造。地層傾向北東,傾角25°~30°,厚度>300 m。
2)上石炭統(tǒng)壺天群(C2ht):以白云巖為主夾白云質(zhì)灰?guī)r、石灰?guī)r。還有薄層不規(guī)則的淺色硅質(zhì)巖、石英砂巖、泥巖等,是淺海-濱海相碳酸鹽巖。呈微角度不整合覆蓋于中泥盆-下石炭統(tǒng)碎屑巖之上。地層傾向約50°,傾角25°~30°,厚200~350 m。
3)上侏羅統(tǒng)高基坪群(J3gj)為陸相火山巖,有中基性-中性、酸性熔巖、碎屑巖等,以噴發(fā)不整合近于平鋪地覆蓋于上石炭統(tǒng)壺天群之上,厚約30~80 m。
4)下白堊統(tǒng)官草湖群(K1gn)為內(nèi)陸湖相火山-碎屑沉積巖,巖石呈紫紅色。地層傾向北,厚度150~200 m,與上述地層呈角度不整合。
5)第四系(Q)為坡積、沖積、洪積層,呈不整合覆于上述地層之上。
礦區(qū)內(nèi)無(wú)明顯的褶皺變形,但受兩條深大斷裂的影響,區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育,有走向東西、北東和北西向3組。其中F23斷裂為玉水銅礦床的控礦主干斷裂,產(chǎn)于泥盆-石炭系中,它的北西盤下降、南東盤上升,斷層面沿走向、傾向都顯波狀扭曲,與主礦體空間上緊密相聯(lián)。
此外,本區(qū)的巖漿巖主要為輝綠巖、花崗斑巖及少量石英斑巖等,多沿著上述3組斷裂產(chǎn)出(圖2)。輝綠巖在礦區(qū)出露較少,呈各種不規(guī)則的脈狀產(chǎn)出,但在坑道中可見(jiàn)許多輝綠巖脈,常切穿礦體(圖3)。輝綠巖具輝綠結(jié)構(gòu),主要由輝石和斜長(zhǎng)石組成。巖石普遍遭受硅化、綠泥石化、絹云母化和碳酸鹽化等蝕變作用。
玉水銅礦床的礦體形態(tài)呈似層狀、透鏡狀及脈狀等,位于上石炭統(tǒng)壺天群灰?guī)r與下石炭統(tǒng)忠信組石英砂巖不整合面上(圖1b),厚度0~19 m。礦石礦物以黃銅礦、斑銅礦為主,其次是輝銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦,并含有少量的輝銀礦、硫鎳鈷礦等。脈石礦物主要有石英、絹云母、綠泥石、方解石等。主礦體從下到上包括:
圖1 玉水銅礦床地質(zhì)圖和o-o’剖面地質(zhì)圖(據(jù)陳文強(qiáng)[10]改編)Fig.1 Geological map and cross section of exploration line of the Yushui copper deposit
(1)沉凝灰?guī)r層,厚度5~30 cm,具微層理,其中的火山碎屑物多為石英和長(zhǎng)石的晶屑,硫化物呈微細(xì)層紋與其互層,為含銅礦層,與其下的石炭統(tǒng)碎屑巖呈不整合接觸;
(2)塊狀硫化物礦層,厚度0~9.4 m,以塊狀構(gòu)造為主。其中銅礦石的品位最高可以達(dá)到50%以上,并賦有中型儲(chǔ)量的銀,銀主要賦存在銅礦石中,與銅成正相關(guān),與鉛鋅不相關(guān)[8]。硫化物顆粒非常細(xì)小,大部分小于0.1 mm,局部形成的微層理相互平行,表現(xiàn)出層紋狀構(gòu)造,此外,還可見(jiàn)由密集層紋產(chǎn)生扭動(dòng)彎曲而形成的渦流狀、波浪狀等的塑性流動(dòng)構(gòu)造[1,9];
(3)赤鐵-硅質(zhì)巖層,與塊狀硫化物密切伴生,厚0~3.7 m,是噴氣物質(zhì)和正常沉積物質(zhì)的混合沉積層,主要由赤鐵礦巖、硅質(zhì)巖組成,局部夾有菱鐵礦巖、粉砂巖、白云巖、砂質(zhì)白云巖和薄層硫化物礦層等。
此外,主礦體整體蝕變較弱,以硅化為稍強(qiáng),次為綠泥石化、絹云母化、碳酸鹽化和黃鐵礦化等。
本次巖石地球化學(xué)研究的樣品均采自玉水銅礦床坑道中,分別采自-240 m中段、-190 m中段、-100 m中段和-80 m中段,從中挑選出18件具有代表性的巖石和礦石進(jìn)行主量元素、微量元素和稀土元素的分析,包括富銅礦石、鉛鋅礦石、礦化碳酸鹽巖、礦化砂巖、含礦沉凝灰?guī)r等樣品類型。礦石主要有塊狀構(gòu)造、次塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造及紋層狀構(gòu)造(圖2)。礦石的結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)為共結(jié)結(jié)構(gòu)、固熔體分離結(jié)構(gòu),次為交代結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)等(圖3)。
圖2 玉水銅礦床手標(biāo)本照片F(xiàn)ig.2 Photographs of hand-specimens from the Yushui copper deposit
礦石的全巖微量元素和稀土元素分析由澳實(shí)分析檢測(cè)(廣州)有限公司完成。測(cè)試儀器為美國(guó)產(chǎn)電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-AES,Varian VISTA)和美國(guó)產(chǎn)等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS,Agilent 7700x)。微量元素采用ME-MS61方法,采用美國(guó)的等離子體發(fā)射光譜與等離子體質(zhì)譜(ICP-AES &ICP-MS)測(cè)定;稀土元素用ME-MS81方法測(cè)定,采用美國(guó)的電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)。測(cè)試步驟簡(jiǎn)述如下:首先將樣品用無(wú)污染鄂式破碎機(jī)破碎至10目(2 mm)以下,然后用無(wú)污染缽在振動(dòng)研磨機(jī)上研磨至200目(75 μm)。稱取2份相同試樣:一份試樣先用高氯酸和硝酸加熱消解后,再加入適量氫氟酸,然后蒸至近干后的樣品用稀鹽酸溶解定容,隨后用等離子體發(fā)射光譜(ICP-AES)與等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)進(jìn)行分析。另一份試樣加入到偏硼酸鋰/四硼酸鋰熔劑中,混合均勻,在1 025 ℃以上的熔爐中熔化。熔液冷卻后,用硝酸、鹽酸和氫氟酸定容,再用等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)分析。最后根據(jù)樣品的實(shí)際情況和消解效果,綜合取值即是最后的檢測(cè)結(jié)果。方法的準(zhǔn)確度控制相對(duì)誤差(RE)<10%;精密度控制相對(duì)偏差(RD)<10%。
礦石全巖樣品的主微量元素分析結(jié)果見(jiàn)表1。主量元素為Cu、Fe、Pb、Zn等元素,各類樣品的主量元素含量變化較大,其中Cu含量為0.08%~59.22%,F(xiàn)e含量為4.95%~44.80%,Pb含量為0.01%~36.90%,Zn含量為0.07%~15.15%。微量元素以Ag為主,其含量最小15.7 μg/g,最大可超10 000 μg/g。
礦石的稀土總量變化極大,ΣREE為3.07~23 223.00 μg/g,部分已經(jīng)達(dá)到工業(yè)品位;LREE含量為1.81~5 150.00 μg/g,HREE為0.58~18073.00 μg/g,LREE/HREE = 0.10~10.37,(La/Yb)N= 0.004~5.692,絕大部分富銅礦石樣品以富集重稀土元素(HREE)而虧損輕稀土元素(LREE)為特征。
圖3 玉水銅礦床光薄片照片F(xiàn)ig.3 Photographs of polished sections from the Yushui copper depositBn-斑銅礦,Cc-輝銅礦,Cp-黃銅礦,Gn-方鉛礦,Sph-閃鋅礦,Sg-硫鎳鈷礦,Py-黃鐵礦
對(duì)樣品的主微量數(shù)據(jù)進(jìn)行元素相關(guān)性分析,并可得表2所示的元素相關(guān)性矩陣。分析結(jié)果顯示,Ag除了與Cu呈正相關(guān)外,與其它元素均不相關(guān)(圖4),相關(guān)系數(shù)為0.518,表明玉水銅礦床中的Ag主要賦存于銅礦石中。黃崇軻等[11]對(duì)國(guó)內(nèi)大部分銀礦床進(jìn)行研究,指出載銀金屬硫化物含銀量從大到小為:方鉛礦-閃鋅礦-黃銅礦-黃鐵礦-毒砂,但是在玉水銅礦床中卻主要在銅礦石中。王靜純等[12]研究認(rèn)為雖然方鉛礦在絕大多數(shù)礦床中含銀較高,但其中僅有極少量的銀,在相當(dāng)有限的地球化學(xué)條件下,才能進(jìn)入方鉛礦的晶格中,而絕大部分的銀呈獨(dú)立銀礦物的形式存在的。Cu+與Ag+在原子結(jié)構(gòu)和地球化學(xué)行為上具有許多相似之處,在富銅礦液中,彼此可呈有限的類質(zhì)同象替換,如果銀與銅來(lái)源相同,那么銀的親銅性會(huì)更加促使其富集于銅礦物中[13]。因此,玉水銅礦床中Ag與Cu呈正相關(guān)表明Ag與Cu是相同來(lái)源的。
在元素相關(guān)性矩陣中還可發(fā)現(xiàn)Pb與Zn呈正相關(guān),而Pb、Zn又同Cu、Fe呈負(fù)相關(guān),暗示這兩對(duì)元素不是同一期的產(chǎn)物,礦物學(xué)的工作亦顯示除有少量與銅礦石的鉛鋅礦物外,還存在后期的鉛鋅礦脈貫穿銅礦石。Co和Ni常可以以類質(zhì)同象的方式與Cu相互替換,在礦床中產(chǎn)出的含銅硫鎳鈷礦就是佐證,從而顯示Co、Ni與Cu呈正相關(guān)。而Cd也是同樣的原因,以常類質(zhì)同象替換閃鋅礦中的Zn,而與Zn表現(xiàn)出很高的正相關(guān)關(guān)系,相關(guān)系數(shù)可達(dá)0.913。
表1 玉水銅礦床礦石的主量元素(wB/%)、微量元素和稀土元素(wB/(μg·g-1))分析結(jié)果Table 1 Analysis results of major elements, trace elements and REE of ores from the Yushui copper deposit
1) L/H為L(zhǎng)REE/HREE
表2 玉水銅礦床礦石中主量元素和部分微量元素的相關(guān)性矩陣1)Table 2 Correlation matrix of major elements and a part of trace elements in the ores from the Yushui copper deposit
1) 部分超出或低于檢出限的元素,采用該元素的最高或最低檢出限值
圖4 玉水銅礦床礦石中Ag與主量元素Cu、Pb、Zn和Fe元素相關(guān)性圖Fig.4 The correlation diagram of Ag and major elements (Cu, Pb, Zn and Fe) in ores from the Yushui copper deposit
對(duì)礦石稀土元素分析發(fā)現(xiàn),LREE和HREE與ΣREE均呈正相關(guān)關(guān)系,LREE與HREE也呈正相關(guān)關(guān)系(圖5a,b,c)。在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解上,銅礦石樣品總體表現(xiàn)為輕稀土(LREE)虧損,重稀土(HREE)富集的左傾型配分模式,而富鉛鋅礦石樣品稀土含量較為正常,表現(xiàn)為輕稀土(LREE)富集,重稀土(HREE)虧損的右傾型配分模式(圖6)。因此,根據(jù)礦石含礦種類和稀土總量,可以將樣品分為4類:① 高含量稀土銅礦石樣品,ΣREE > 20 000 μg/g,以樣品YS043和YS044為代表,礦石礦物以黃銅礦為主,含有少量斑銅礦,稀土礦物含量較多;② 中等含量稀土銅礦石樣品,ΣREE為300~2 500 μg/g之間,以樣品YS035和YS036為代表,礦石礦物以黃銅礦和斑銅礦為主,其次為方鉛礦、閃鋅礦等;③ 低含量稀土銅礦石樣品,ΣREE < 25 μg/g,以樣品YS041為代表,礦石礦物以斑銅礦為主,含有少量黃銅礦、方鉛礦等;④ 鉛鋅礦石樣品,ΣREE為186.42~272.13 μg/g,以樣品YS009為代表,礦石礦物以方鉛礦和閃鋅礦為主,其他為黃鐵礦等。在ΣREE-LREE/HREE關(guān)系圖中(圖5-d),樣品也明顯區(qū)分成4組,與剛才的劃分一致,總體上ΣREE與LREE/HREE表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)關(guān)系,即隨著稀土總量增加,輕重稀土比值降低,表明隨著稀土含量增加,HREE較LREE占的比例越來(lái)越大,指示高含量稀土可能是受后期熱液蝕變影響所致。
圖5 玉水銅礦床礦石中LREE-ΣREE、HREE-ΣREE、LREE-HREE、LREE/HREE-ΣREE、δCe-ΣREE、δEu-ΣREE的含量相關(guān)性圖Fig.5 Content correlation diagram of LREE-ΣREE, HREE-ΣREE, LREE-HREE, LREE/HREE-ΣREE, δCe-ΣREE and δEu-ΣREE in ores from the Yushui copper deposit
此外,元素相關(guān)性數(shù)據(jù)中還發(fā)現(xiàn),元素Y、P、Sb、Bi、Be、As等元素都與ΣREE呈明顯的正相關(guān)關(guān)系(表2),但與銅鉛鋅銀等其它元素呈不相關(guān),表明稀土元素與這些元素不是同期形成的。其中Y與ΣREE呈正相關(guān)性是因?yàn)閅具有與類似于稀土元素的電價(jià)和離子半徑,在地質(zhì)作用過(guò)程中常具有與稀土元素一樣的地球化學(xué)行為,以致其相關(guān)系數(shù)達(dá)0.995。而P和Be也是組成稀土礦物(硅釔礦、獨(dú)居石、硅鈹釔礦等)的元素,因此與ΣREE相關(guān)性也分布高達(dá)0.680和0.890,呈明顯正相關(guān)。Sb、Bi、As也與稀土元素呈正相關(guān)性,而這些元素常與巖漿作用有關(guān),也印證了稀土的來(lái)源可能與巖漿期后氣水熱液有關(guān)。
4.2.1 Ce異常 本文Ce異常系數(shù)采用公式(1)計(jì)算,為了避免元素La測(cè)試過(guò)程的不準(zhǔn)確而造成δCe的計(jì)算誤差,再用公式(2)進(jìn)行驗(yàn)證計(jì)算[14]。
δCe1= 2CeN/(LaN+ PrN)
(1)
δCe2= 3CeN/(2LaN+ PrN)
(2)
通過(guò)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn),富稀土礦石(高含量稀土銅礦石和中等含量稀土銅礦石)的δCe均出現(xiàn)顯著差異,由公式(2)計(jì)算的δCe要較公式(1)計(jì)算的值超出0.20~0.33,也表明這些礦石受到后期熱液蝕變的改造較為嚴(yán)重,而低含量稀土礦石(低含量稀土銅礦石和鉛鋅礦石)的δCe經(jīng)計(jì)算所得結(jié)果顯示差異不大。本次所測(cè)的樣品中δCe表現(xiàn)為弱負(fù)異常到微弱正異常,δCe = 0.504~1.123,平均0.872。δCe和ΣREE之間沒(méi)有相關(guān)性(圖5e)。
Ce異常的形成取決于沉積環(huán)境的氧化還原條件,由于電荷數(shù)的增減和離子半徑的變化,使其與相鄰其他稀土元素之間在地球化學(xué)行為上表現(xiàn)出一定差異,產(chǎn)生Ce 與相鄰元素之間的分離,因而常表現(xiàn)為Ce負(fù)異?;蛘惓15-16]。研究認(rèn)為,在海水的Eh、pH條件范圍內(nèi),Ce3+可以很容易轉(zhuǎn)變?yōu)镃e4+[17]。同時(shí),由于Ce4+較其它三價(jià)稀土元素更容易被結(jié)核結(jié)殼等海洋物質(zhì)所吸附,從而使海水表現(xiàn)為明顯的Ce負(fù)異常。因此,玉水銅礦床礦石顯示出來(lái)的Ce的負(fù)異常,可能是含礦流體與海水混合的結(jié)果。
4.2.2 Eu異常 表1中顯示,樣品均具有δEu負(fù)異常,δEu = 0.389~0.813,平均0.571。前面已經(jīng)提到部分礦石的稀土元素可能受到后期熱液蝕變作用的影響,因此,樣品的δEu負(fù)異常可能代表了礦石沉淀時(shí)形成的異常,也有可能代表了后期改造熱液流體的異常。但是通過(guò)對(duì)比礦石中稀土總量與δEu的關(guān)系(圖5-f),并不具有相關(guān)性,表明后期蝕變熱液對(duì)δEu影響不大,或者是含礦流體與后期蝕變熱液具有相似的δEu值,簡(jiǎn)言之,本次所得的δEu值可以代表礦石真實(shí)的情況,亦可以推斷后期富含稀土熱液的性質(zhì)。
圖6 玉水銅礦床不同類型礦石的稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖Fig.6 Chondrite normalized REE patterns diagrams of the different kinds of ores from the Yushui copper deposit
通常認(rèn)為,Eu3+在一定條件下(如還原環(huán)境)可還原成Eu2+,從而在地質(zhì)地球化學(xué)過(guò)程中與其他稀土元素發(fā)生分離,形成Eu異常。因此,玉水銅礦床礦石Eu負(fù)異常表明其形成環(huán)境為還原環(huán)境,這與礦床中主要產(chǎn)出黃銅礦、斑銅礦等硫化物的現(xiàn)象一致。而如果后期富含稀土熱液同樣具有δEu負(fù)異常,那表明該蝕變熱液可能是花崗質(zhì)巖漿分異出來(lái)的巖漿期后氣水熱液。
4.2.3 Y/Ho值 Y和Ho元素豐度在MORB和OIB中有著較寬的變化范圍,但其比值穩(wěn)定,平均為28[18-19],最新數(shù)據(jù)結(jié)果為26.4[20],Bau[21]定義球粒隕石Y/Ho值范圍為24~36。但元素Y和Ho在水溶液體系中卻會(huì)出現(xiàn)地球化學(xué)分異的現(xiàn)象,如海水Y/Ho值變化范圍約為44~74[22]。由于Y/Ho比值不受環(huán)境的氧化-還原條件控制,所以Y/Ho比值可以提供獨(dú)立于Eu、Ce異常之外的有關(guān)流體的其他重要信息。玉水銅礦床礦石的Y/Ho值變化范圍較廣,為20.656~51.875,在Y/Ho-La/Ho圖(圖7)中可以發(fā)現(xiàn)低稀土含量銅礦石與鉛鋅礦石呈水平分布,表明它們具有同源性,具有成因聯(lián)系,主要變化范圍為31.818~51.875,平均43.432,與水溶液體系類似而有區(qū)別于球粒隕石和其它巖漿巖;而受后期富稀土熱液影響的高含量稀土銅礦石和中等含量稀土銅礦石具有的Y/Ho值為20.656~34.512,可能是受強(qiáng)烈分異的花崗質(zhì)巖漿氣水熱液影響所致。此外,在Y/Ho-La/Ho圖(圖7)中發(fā)現(xiàn)所有投影點(diǎn)呈連續(xù)的線性關(guān)系,表明富稀土熱液影響是從強(qiáng)到弱遞減的,也側(cè)面證明了富稀土熱液蝕變是成礦后期發(fā)生的,具有稀土礦化蝕變暈。
圖7 玉水銅礦床礦石Y/Ho-La/Ho圖Fig.7 Y/Ho-La/Ho diagram of ores from Yushui copper deposit
玉水銅礦床元素地球化學(xué)分析結(jié)果顯示,稀土元素與銅鉛鋅銀等成礦元素?zé)o相關(guān)性。Huang 等[7]利用硫化物進(jìn)行Re-Os等時(shí)線精確測(cè)年,明確玉水銅礦床的形成年齡為(308±15) Ma。而蔡錦輝等(1996)利用硫化物單礦物中的稀土元素獲得Sm-Nd等時(shí)線定年為(189.7±4.8) Ma[4],該時(shí)間恰好是華南地區(qū)大規(guī)模稀土成礦期,也表明高含量稀土并非形成于主成礦期。因此,礦石中的稀土元素極大可能是受后期熱液蝕變影響而發(fā)生了改變。而與巖漿熱液活動(dòng)相關(guān)的Sb、Bi、As等元素,與稀土元素呈正相關(guān)性,同樣印證了稀土的來(lái)源可能與巖漿期后氣水熱液有關(guān)。
玉水銅礦床礦石顯示出來(lái)的Ce負(fù)異常,可能是含礦流體與具有明顯Ce負(fù)異常的海水混合的結(jié)果,同時(shí),Eu負(fù)異常也指示其形成于海底的還原環(huán)境。反觀玉水銅礦床地質(zhì)特征,部分硫化物礦石具有層紋狀構(gòu)造、密集層紋的塑性流動(dòng)構(gòu)造等構(gòu)造,且礦體上部密切伴生有層狀硅質(zhì)巖和赤鐵礦巖,均是典型的海底噴流沉積特征。綜上表明,玉水銅礦床應(yīng)屬于海底噴流沉積成因。
1)玉水銅礦床礦石稀土總量變化極大,部分已經(jīng)達(dá)到工業(yè)品位。根據(jù)其含礦種類和稀土總量,可分為4類:①高含量稀土銅礦石樣品;②中等含量稀土銅礦石樣品;③低含量稀土銅礦石樣品;④鉛鋅礦石樣品。元素相關(guān)性分析顯示,Ag僅與Cu呈正相關(guān),而與其它元素不相關(guān),表明Ag與Cu是同一來(lái)源的。而部分高稀土含量樣品的ΣREE與Y、P、Sb、Bi、Be、As等元素具有明顯的正相關(guān)關(guān)系,指示稀土的來(lái)源是受后期巖漿氣水熱液疊加所致,這些礦石曾受到后期熱液的改造。
2)礦石稀土元素地球化學(xué)分析結(jié)果顯示,Ce主要呈弱負(fù)異常,可能是含礦流體與海水混合的結(jié)果。Eu負(fù)異常表明其形成環(huán)境為還原環(huán)境。Y/Ho值顯示銅礦石與鉛鋅礦石基本屬于相同來(lái)源,在Y/Ho-La/Ho圖中呈連續(xù)的線性關(guān)系,表明富稀土熱液影響是從強(qiáng)到弱遞減的,也側(cè)面證明了富稀土熱液蝕變是成礦后期發(fā)生的,具有稀土礦化蝕變暈。
3)綜合玉水銅礦床微量和稀土元素地球化學(xué)特征研究表明,玉水銅礦床的成因應(yīng)屬海底噴流沉積成因,但后期受到巖漿氣水熱液疊加改造。