梁燕蘭 戴 昱 吳慶杰

（廣西壯族自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究院）

廣西融水縣南刀坳錫多金屬礦區(qū)位于華南大陸西南部，大地構(gòu)造位置上屬于揚(yáng)子和華夏陸塊拼貼帶（江南造山帶）的南緣［1］。該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造演化復(fù)雜，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)頻繁，是華南大陸揚(yáng)子地臺(tái)南緣的一個(gè)重要的錫多金屬成礦區(qū)，具有巨大的找礦潛力和科研價(jià)值。本研究通過(guò)巖石地球化學(xué)、礦石元素分析和元素相關(guān)性分析等方法，探討錫礦的成礦物質(zhì)來(lái)源和成礦過(guò)程。

1 地質(zhì)背景

南刀坳錫礦地處于廣西融水縣城NW 310°方向直距約80 km處的南刀屯—南刀坳一帶，位于江南造山帶南緣，三防巖體的西南外接觸帶上（圖1）。

1.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)出露地層為四堡群文通組，為一套淺變質(zhì)巖系，巖性主要為薄—中層狀變質(zhì)粉砂巖、變質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖互層，夾有基性、超基性侵入巖。

1.2 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造較復(fù)雜，主要見(jiàn)NNE向、近SN向、NE向、NW向構(gòu)造，其中NNE向韌性剪切帶為礦區(qū)內(nèi)主要控礦構(gòu)造。

主要控礦構(gòu)造F1斷層，近SN向展布，長(zhǎng)約2 km、寬5～20 m，產(chǎn)狀80°∠84°。帶內(nèi)巖石韌性變形強(qiáng)烈，粒度顯著減小，石英被拉長(zhǎng)呈拔絲狀；帶內(nèi)糜棱巖化、綠泥石化、硅化、黃銅礦化普遍發(fā)育；帶內(nèi)片理多呈“S”形，蝕變礦物石英、綠泥石、透輝石及少量的黑云母、方解石等沿片理定向排列，錫礦體主要沿著該斷裂走向發(fā)育，并隨斷裂發(fā)生同步變形。

F17斷層，為一硅化破碎帶，地表岀露長(zhǎng)2 300 m、寬5～8 m，產(chǎn)狀30～52°∠70°。帶內(nèi)錫石主要分布在其與F1交匯處的硅化破碎帶中。偶見(jiàn)方鉛礦呈團(tuán)塊狀、浸染狀分布，與閃鋅礦緊密共生，黃銅礦呈不規(guī)則細(xì)粒狀。

韌脆性變形以礦區(qū)北、北西側(cè)的文通組變質(zhì)砂巖區(qū)為主，區(qū)內(nèi)形成一系列NNE向，近SN向和少量NW向小規(guī)模的斷裂。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)巖漿巖發(fā)育，主要有超基性巖體及酸性巖體出露，區(qū)域上經(jīng)歷了四堡期和雪峰期，礦區(qū)巖漿巖以四堡期為主，形成一套超基性—基性巖，伴有中性巖侵入，四堡晚期則有大規(guī)模的花崗巖體侵入，隨后還有更晚期花崗斑巖、花崗細(xì)晶巖侵入 。

1.4 變質(zhì)巖

南刀坳礦區(qū)巖石變質(zhì)巖類，包括有區(qū)域變質(zhì)、氣液變質(zhì)、動(dòng)力變質(zhì)巖類，主要類型有云英巖類、片巖類，少量糜棱巖。其中以云英巖及云英巖化巖石為主。

1.5 礦體及礦石特征

礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)2個(gè)錫礦體，分別產(chǎn)于近SN向展布的F1斷裂帶內(nèi)和NW走向的F17斷裂帶內(nèi)。礦體呈透鏡狀、脈狀、分枝復(fù)合狀，具有明顯韌性剪切變形特征，尤其是構(gòu)造交匯部位礦體規(guī)模更大，品位更富。含礦巖石為破碎黑云母石英片巖，錫石呈棕褐色—棕紅色，不規(guī)則粒狀結(jié)構(gòu)，以粒狀集合體呈細(xì)脈狀或網(wǎng)脈狀出現(xiàn)，致密塊狀構(gòu)造；金屬礦物主要有錫石、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等；非金屬礦物主要有石英、黑云母及少量透輝石、絹云母、黏土礦物，黑云母連續(xù)定向排列。

錫石多呈他形大顆粒狀、脈狀及細(xì)粒狀產(chǎn)出，以大顆粒狀為主，且多聚集產(chǎn)出，部分與石英一起聚集呈脈狀穿插巖石中，少量呈細(xì)粒狀零散分布。錫石賦存在于3種巖石中，其一為破碎帶石英脈內(nèi)；其二為破碎帶內(nèi)及周邊交代的蝕變砂巖中；其三為變質(zhì)砂巖中微細(xì)粒狀錫石。其中前2種是區(qū)內(nèi)主要的含錫礦石，第三類錫石肉眼和顯微鏡下不可見(jiàn)，地球化學(xué)顯示達(dá)到工業(yè)要求。前2種是礦區(qū)主要礦石類型。

1.6 礦體圍巖及蝕變特征

錫礦體圍巖為黑云母石英片巖，硅化強(qiáng)烈。錫礦體夾石主要為破碎帶內(nèi)硅化變質(zhì)粉砂巖及碎裂巖，大都蝕變強(qiáng)烈。

礦區(qū)錫礦化與含礦破碎帶內(nèi)蝕變強(qiáng)度關(guān)系緊密。破碎帶內(nèi)云英巖化、糜棱巖化、綠泥石化、絹云母化、電氣石化強(qiáng)烈地段，礦體品位則相對(duì)較高，反之蝕變較弱地段品位則相對(duì)較低。巖石受力經(jīng)糜棱巖化作用，形成透鏡狀、碎斑狀，定向排列特征明顯。一部分碎斑為蝕變產(chǎn)生的白云母、綠泥石等，形成典型的云母魚(yú)結(jié)構(gòu)。

2 地球化學(xué)特征

2.1 成礦元素特征

在南刀坳礦區(qū)中，礦區(qū)地層中Sn含量總體較低，主要在（2.51～3.97）×10-6，個(gè)別明顯偏高達(dá)到18.63×10-6。地層中Pb和Cu比三防巖體中低，Zn則反之。總體上來(lái)分析，礦區(qū)Sn、Pb、Zn和Cu元素在礦石中明顯比地層和三防巖體高很多倍，Sn高出2～3個(gè)數(shù)量級(jí)，Pb、Zn和Cu元素達(dá)到1～2個(gè)數(shù)量級(jí)。W元素含量在三者中差別不大（圖2）。成礦金屬元素比值圖（圖3）顯示，Sn/（Pb+Zn）和Sn/Cu在地層和三防巖體中比值均比較小，變化幅度相對(duì)不大，而在礦石中比值明顯增大，變化幅度也較大；Sn/W在地層中比值較小，變化較大，而在礦石和三防巖體中比值大，并且變化較大，Sn和W的化學(xué)性質(zhì)相似，在地質(zhì)作用中往往具有形同或相似的行為，因此成礦元素Sn主要來(lái)自三防巖體，而不是地層；如果考慮到工業(yè)最低品位，在析出相同金屬量的情況下，地層中Pb和Zn優(yōu)于Sn先達(dá)到工業(yè)品位。據(jù)成礦元素分析，礦區(qū)Sn元素可能主要來(lái)自三防巖體，Pb、Zn主要來(lái)自地層，Cu來(lái)源可能更廣泛。

2.2 稀土元素特征

南刀坳錫礦地層中稀土總量在（119.7～131.03）×10-6，變化范圍較小。輕重稀土分餾明顯，La/Yb主要在9～10。輕稀土內(nèi)分餾較明顯，La/Nd總體大于1.1，Eu虧損不明顯；礦石稀土總量在（58.02～181.74）×10-6，變化范圍較大。輕重稀土分餾明顯，La/Yb變化較大。輕稀土內(nèi)分餾變化大，La/Nd、Eu虧損、富集均有，但幅度不大。三防巖體稀土總量小于150×10-6，輕重稀土分差，La/Yb為0.6～1.1，輕稀土內(nèi)分餾相對(duì)較弱，La/Nd在3.53～5.81，有顯著的Eu虧損；礦石稀土含量在（112.5～255.71）×10-6，輕重稀土分餾明顯，La/Yb總體大于10，輕稀土內(nèi)分餾較明顯，La/Nd總大于1，Eu虧損較弱（圖4）。

南刀坳錫礦礦石、地層和三防巖體的稀土元素配分曲線形態(tài)不一致，其中礦石曲線比較分散，地層和三防巖體曲線相對(duì)集中。并且三防巖體可見(jiàn)到明顯的Eu虧損，地層和礦石則無(wú)明顯虧損。從稀土配分特征分析，礦石物質(zhì)來(lái)源與地層和三防巖體關(guān)系密切，單一的地層或巖體可能都無(wú)法提供這么復(fù)雜的成礦物源。

2.3 微量元素特征

礦石中的微量元素明顯比地層和三防巖體中更加分散，往往有很大的波動(dòng)范圍，地層和三防巖體中的微量元素相對(duì)穩(wěn)定。其中，地層中的Cr、Sr、Co比三防巖體高。微量元素特征顯示南刀坳錫礦地層、礦石和三防巖體Rb、Th、U、La、Ce等相對(duì)富集，Ba、Nb和Sr相對(duì)虧損。地層與三防巖體微量元素具有較好的相似性，三防巖體比地層的富集和虧損程度更明顯一些。而礦石可分為3種：一種與三防花崗巖形似；一種與地層特征大體一致；另外一種則變化幅度較大，具有地層和巖體結(jié)合的特征。礦石微量元素分散可能因?yàn)榈V石在破碎帶中，受風(fēng)化作用的影響。Ba/Sr，Rb/Sr，Th/Hf，Nb/Ta和Ni/Co對(duì)比顯示，地層中比值比較低，相對(duì)穩(wěn)定。三防巖體比值差異較大，礦山中比值差異最大。礦石和三防巖體中Th/Hf、Ni/Co相對(duì)較小，變化幅度較小，反映了成礦物質(zhì)與三防巖體關(guān)系更為密切。

總之，南刀坳錫礦地球化學(xué)特征顯示其具有明顯的Pb、Zn和Cu異常，其成礦物質(zhì)不只是來(lái)源于三防巖體，還可能來(lái)源于文通組的地層。

3 成礦過(guò)程分析

3.1 高溫階段錫石礦物結(jié)晶

礦區(qū)錫石和石榴石在這一階段形成，深部的含Sn熱液從三防巖體侵位過(guò)程中分離出來(lái)，沿著早期SN向容礦斷裂上侵。Sn元素在高溫低壓（斷裂帶深部）封閉條件下，結(jié)晶形成自形、環(huán)帶結(jié)構(gòu)完整的晶體，部分充填在地層的裂隙中形成他形晶體，石榴石同時(shí)也結(jié)晶自形。這時(shí)結(jié)晶的礦物被封閉在斷裂的深部，形成了一個(gè)隱伏的Sn礦床。

3.2 剪切改造階段

根據(jù)區(qū)域構(gòu)造分析，在加里東期該區(qū)發(fā)生剪切構(gòu)造活動(dòng)。該期近SN向剪切活動(dòng)，剪切作用可以分為早期脆性和晚期韌性為主。左右形的剪切錯(cuò)動(dòng)致使早期結(jié)晶的巖石礦物發(fā)生了不同程度的碎裂巖化和糜棱巖化。

在剪切運(yùn)動(dòng)后期，有熱液活化，這期熱液從圍巖中萃取了部分Cu、Pb、Zn等金屬礦物，沿著早期斷裂和剪切裂隙上侵，熔融了原來(lái)的含錫石地層，將錫石和石榴石礦物攜帶進(jìn)入熱液。熱液攜帶金屬向淺層運(yùn)移，同時(shí)也造成了韌性變形和熱液蝕變。

3.3 含礦熱液攜帶碎裂錫石就位及錫石重結(jié)晶

在距離地表大約1 km，溫度壓力顯著下降，熱液開(kāi)始快速結(jié)晶。大粒度的錫石和石榴石等被封閉在石英脈和沿剪切裂隙面中，部分細(xì)小錫石被帶到地層和蝕變帶的裂隙中，微細(xì)粒錫石（＜10μm）則被帶入到更遠(yuǎn)的地層裂隙和孔隙中，可能以簡(jiǎn)單的含錫絡(luò)合物在低溫條件下［4］沿著巖石層理、脈體或有利部位重新結(jié)晶成微細(xì)粒錫石或其集合體。熱液中硫化物在420℃左右開(kāi)始結(jié)晶，形成團(tuán)塊狀、不規(guī)則片狀的黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、毒砂等，被封閉在沿?cái)嗔训氖⒚}及熱液與地層交代處。含礦熱液沿SN向斷裂到達(dá)淺部，在流動(dòng)中快速冷凝結(jié)晶，形成大量星點(diǎn)狀，云霧狀的黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等金屬礦物。

3.4 熱液改造疊加階段

在石英脈測(cè)年中顯示石英脈中鋯石具有多個(gè)峰值，表明錫石結(jié)晶后有多期熱液活動(dòng)。在顯微尺度下，可見(jiàn)錫石被后期石英脈整體切斷穿插，這些特征顯示成礦后熱液改造疊加。

4 結(jié)論

（1）從地球化學(xué)特征分析認(rèn)為：該礦的Sn等成礦物質(zhì)主要來(lái)自三防巖體，Pb和Zn等金屬元素可能來(lái)自地層萃取。金屬元素在巖漿演化過(guò)程中從熔漿中分離出來(lái)，通過(guò)隱伏巖體頂部分餾進(jìn)入地層，提供了區(qū)域錫礦成礦的物質(zhì)來(lái)源［5］。同時(shí)地層中可能有熱水循環(huán)，導(dǎo)致Pb、Zn等元素進(jìn)入流體，同時(shí)成礦流體混染了部分地層和熱水物質(zhì)，在稀土和微量元素上造成了較大差異。

（2）廣西融水縣南刀坳錫多金屬礦成礦過(guò)程基本可以分為4個(gè)階段：第一階段是高溫Sn熱液從三防巖體侵位過(guò)程中分離、結(jié)晶、富集階段；第二階段是錫礦的剪切改造階段；第三階段是含礦熱液攜帶碎裂錫石就位及錫石重結(jié)晶階段；第四階段為成礦后熱液改造疊加階段。