吳小雷，常晉陽(yáng)，曾南石，徐文杰，陶明榮，趙 剛，韓 建

(1.中國(guó)有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司，廣西 桂林 541004；2.中國(guó)有色集團(tuán)撫順紅透山礦業(yè)有限公司，遼寧 撫順 113321)

0 引 言

紅透山銅鋅礦床位于遼寧省東北部，大地構(gòu)造位置位于華北地臺(tái)北緣東部的渾北太古宙花崗巖-綠巖地體內(nèi)，是與海相火山巖有關(guān)的塊狀硫化物(VMS)礦床[1-6]。近年來(lái)，一些學(xué)者對(duì)該礦床開展了較為系統(tǒng)的研究，包括地質(zhì)特征及成礦模式[7-8]、礦化空間分布規(guī)律[9]、蝕變帶元素地球化學(xué)[10-11]、銅-金富集機(jī)制[2]、年代學(xué)[6, 12]、原巖恢復(fù)[7, 10-11]等，并取得了大量重要的研究成果。

綜合整理資料發(fā)現(xiàn)，張雅靜[7]通過(guò)對(duì)紅透山礦區(qū)未蝕變含礦巖系進(jìn)行原巖恢復(fù)得出：含礦巖系原巖為中酸性火山巖、火山沉積巖及沉積巖的鈣堿性火山巖建造，其形成環(huán)境為島弧環(huán)境。鄭遠(yuǎn)川等[10-11]通過(guò)對(duì)礦區(qū)變質(zhì)巖進(jìn)行原巖恢復(fù)得出：角閃片麻巖、黑云片麻巖原巖及層狀堇青-直閃片麻巖原巖巖性從玄武巖到流紋巖連續(xù)發(fā)育，不整合狀堇青-直閃片麻巖原巖以流紋巖為主。前人僅對(duì)近礦未蝕變含礦巖系及變質(zhì)巖進(jìn)行了大量研究，而未對(duì)整個(gè)含礦巖系進(jìn)行系統(tǒng)研究，尤其是蝕變含礦巖系的元素地球化學(xué)研究較為薄弱，影響了對(duì)紅透山銅鋅礦床的成礦環(huán)境、成礦過(guò)程及成礦物質(zhì)來(lái)源的深入認(rèn)識(shí)。本文試圖通過(guò)研究含礦巖系的主量、微量和稀土元素地球化學(xué)特征，恢復(fù)變質(zhì)巖的原巖，闡明其成巖成礦的構(gòu)造環(huán)境，判別其礦床成因，并探索利用其地球化學(xué)參數(shù)進(jìn)行找礦。

1 地質(zhì)概況

紅透山銅鋅礦床位于華北地臺(tái)東北部渾北花崗巖-綠巖地體內(nèi)(圖1)，是我國(guó)境內(nèi)唯一產(chǎn)于太古宙綠巖帶中的塊狀硫化物礦床[13-16]。該地體位于華北克拉通北緣與郯廬斷裂帶的交叉部位[11]，其南側(cè)為龍崗地體，東北側(cè)為景家溝地體(圖1)。地體中綠巖與灰色片麻巖的比例約為2:3。渾北地體古太古代層狀綠巖稱為清原群，清原群地層的下部為金鳳嶺組，上部為紅透山組，該地層巖性主要為斜長(zhǎng)角閃片麻巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖和各種變粒巖。紅透山組與金鳳嶺組地層相比，兩者都以斜長(zhǎng)角閃片麻巖為主，而前者含有更多的黑云斜長(zhǎng)片麻巖和長(zhǎng)英質(zhì)片麻巖。塊狀硫化物型礦床(紅透山礦床、紅旗山礦床、大荒溝礦床、樹基溝礦床、稗子溝礦床等)及韌性剪切帶型金礦為渾北地體內(nèi)的2種主要礦化類型。塊狀硫化物型礦床均產(chǎn)于清原群紅透山組上部的“薄層互層帶”內(nèi)[11]。

紅透山銅鋅礦床是渾北地體中塊狀硫化物礦床中最大的一個(gè)。該礦床已探明銅50萬(wàn)t、鋅70萬(wàn)t、伴生金20 t、銀1 000 t，銅品位1.5%～1.8%、鋅品位2.0%～2.5%、金品位0.5～0.8 g/t、銀品位20～60 g/t[11]。

礦區(qū)出露的地層為清原群紅透山組地層，巖性自上而下依次為角閃片麻巖、石榴直閃片麻巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖(變粒巖)、角閃斜長(zhǎng)片麻巖及“薄層互層帶”(圖2)?；訋?nèi)巖石片理與巖性界線基本一致，均向SE傾斜，塊狀硫化物礦層同樣具有這種特征(圖3)。紅透山銅鋅礦床產(chǎn)于紅透山組頂部的“薄層互層帶”中，其空間展布嚴(yán)格受“薄層互層帶”地層層位的控制，其內(nèi)發(fā)現(xiàn)礦體30余條，其中工業(yè)礦體8條，礦體走向近EW，傾向南[9]?！氨踊訋А睅r性主要為黑云片麻巖、變粒巖、角閃片麻巖[13]。

根據(jù)野外觀察蝕變強(qiáng)弱及鏡下薄片鑒定，角閃片麻巖可進(jìn)一步分為角閃斜長(zhǎng)片麻巖、角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖，其中礦體與角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖相距較近，與角閃斜長(zhǎng)片麻巖相距較遠(yuǎn)(圖4A)。黑云片麻巖可分為黑云斜長(zhǎng)片麻巖、黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖和黑云石英片麻巖，礦體與黑云石英片麻巖和黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖相距較近，而與黑云斜長(zhǎng)片麻巖相距較遠(yuǎn)(圖4B)。

角閃斜長(zhǎng)片麻巖：巖石呈黑灰色，中粒變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，巖石中主要礦物為普通角閃石、斜長(zhǎng)石和石英以及少量暗色礦物(圖4A)。

角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖：巖石呈灰黑—灰白色，細(xì)粒片狀柱狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，巖石主要由普通角閃石、斜長(zhǎng)石和石英組成，并含有少量更長(zhǎng)石及金屬礦物。其中普通角閃石多呈柱狀、菱形狀，自形—半自形結(jié)構(gòu)，兩組解理；斜長(zhǎng)石主要為鈉長(zhǎng)石，常見聚片雙晶，半自形—它形粒狀結(jié)構(gòu)；石英多呈它形粒狀結(jié)構(gòu)，具有波狀消光(圖4A、C、G)。

黑云斜長(zhǎng)片麻巖：巖石呈灰—淺灰色，中粒變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，巖石中主要礦物為黑云母、斜長(zhǎng)石、石英(圖4D)。

黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖：巖石呈淺灰—灰白色，中細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，巖石成分主要為黑云母、斜長(zhǎng)石及石英，含少量金屬礦物。黑云母為半自形結(jié)構(gòu)，具一組極完全解理，平行消光；斜長(zhǎng)石呈半自形—它形粒狀結(jié)構(gòu)，多具聚片雙晶；石英多為它形結(jié)構(gòu)，具有波狀消光(圖4E、H)。

黑云石英片麻巖：巖石呈灰白色，細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，巖石中主要礦物為石英、黑云母，并含少量斜長(zhǎng)石和金屬礦物。黑云母為半自形結(jié)構(gòu)，具一組極完全解理，平行消光；石英多為它形結(jié)構(gòu)，具有波狀消光(圖4B、F、I)。

斷裂構(gòu)造以NNE向、NEE向、NW向?yàn)橹?，其中NNE向斷裂走向25°，傾角70°～80°；NEE向斷裂為平行區(qū)域片麻理方向的高角度斷層，形成時(shí)間晚于NNE向斷裂；NW向斷裂走向NW，傾角20°～45°，形成時(shí)間晚于NNE向、NEE向斷裂。該區(qū)巖漿活動(dòng)發(fā)育，巖漿巖主要有英云閃長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖、玄武巖、輝綠巖、花崗閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖、煌斑巖、奧長(zhǎng)花崗巖(圖2)。

礦石礦物主要有閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦及磁黃鐵礦，含有少量的方鉛礦、銀金礦，罕見輝鉬礦。脈石礦物有石英、黑云母、斜長(zhǎng)石、直閃石、白云母、絹云母、石榴子石、藍(lán)晶石、夕線石、十字石和堇青石等。礦石結(jié)構(gòu)主要有斑狀結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)與交代溶蝕結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造為致密塊狀構(gòu)造和細(xì)脈-浸染狀構(gòu)造。圍巖蝕變主要類型有透閃石化、金云母化、絹云母化、硅化、綠泥石化、滑石化、碳酸鹽化以及黑云母褪色化等。

2 樣品采集及分析方法

本次研究對(duì)11件紅透山含礦巖系樣品進(jìn)行了測(cè)試分析。本次研究所有樣品均采自紅透山銅鋅礦床礦體附近，采樣位置如表1所示。用于分析的樣品分為以下5種：A.未蝕變的角閃斜長(zhǎng)片麻巖；B.硅化的角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖；C.未蝕變的黑云斜長(zhǎng)片麻巖；D.硅化的黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖；E.強(qiáng)硅化的黑云石英片麻巖。將樣品碎至40～60目，再用瑪瑙研缽將樣品粉碎至200目。隨后對(duì)這些樣品進(jìn)行主量元素和微量元素的分析測(cè)試。

表1 紅透山銅鋅礦床變質(zhì)巖采樣位置

2.1 主量元素測(cè)試

在南京宏創(chuàng)地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室采用帕納科AxiosMAXXRF對(duì)樣品的主量元素進(jìn)行了分析。具體操作流程為：(1)將200目樣品置于120 ℃烘箱中烘干8 h；(2)稱取0.5～1.0 g上述烘干的樣品于恒重陶瓷坩堝中，于馬弗爐中1 000 ℃灼燒200 min，冷卻至400 ℃時(shí)轉(zhuǎn)移至干燥皿中，待冷卻至室溫再進(jìn)行稱量，計(jì)算燒失量；(3)分別稱取6.000 0 g(誤差±0.3 mg)49.75 Li2B4O7:49.75 LiBO2:0.5%LiBr助熔劑(加拿大Claisse)與0.600 0 g(誤差±0.3 mg)上述烘干的樣品于陶瓷坩堝中，用石英棒攪拌使樣品與熔劑混勻，將混合樣品倒入XRF專用鉑金坩堝中，置于熔樣爐中1 100 ℃熔融，熔樣程序運(yùn)行結(jié)束后鉗取出坩堝，搖晃坩堝將熔體中的氣泡趕出并使熔體充滿堝底，再轉(zhuǎn)移到耐火磚上冷卻，然后將玻璃片取出，貼上標(biāo)簽，以備XRF測(cè)試。

2.2 微量元素測(cè)試

在南京宏創(chuàng)地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室采用Elan DRC-e ICP-MS對(duì)樣品的微量元素進(jìn)行了分析。具體操作流程為：(1)將200目樣品置于105 ℃烘箱中烘干12 h；(2)準(zhǔn)確稱取粉末樣品50 mg置于Teflon溶樣彈中；(3)先后依次緩慢加入1.5 ml高純HNO3、1.5 ml高純HF和0.1 ml高純HClO4(結(jié)核結(jié)殼加入3 ml高純 HNO3和1 ml高純鹽酸)；(4)將Teflon溶樣彈放入鋼套，擰緊后置于190 ℃烘箱中加熱48 h；(5)待溶樣彈冷卻，開蓋后置于140 ℃電熱板上蒸干，然后加入3 ml HNO3并蒸干；(6)加入3 ml體積分?jǐn)?shù)為50%的高純HNO3，加蓋及鋼套密閉，在190 ℃的烘箱中保持12 h；(7)冷卻后，將提取液轉(zhuǎn)移至100 ml干凈的PET(聚酯)瓶中，加入1 ml的(Rh+Re)雙內(nèi)標(biāo)溶液(濃度1 mg/l)，用Milli-Q稀釋至100.00 g，使得Rh和Re在溶液中的濃度為10 ng/ml，待上機(jī)測(cè)定。樣品分析的精密度和準(zhǔn)確度見Liu等[18]。

3 結(jié) 果

3.1 主量元素

礦床含礦巖系的主量元素分析結(jié)果見表2。H18樣品的數(shù)據(jù)總和為95.32%，這可能是由于其含有一些硫化物或其他含量較高的元素引起的。由表2可以看出，角閃斜長(zhǎng)片麻巖SiO2的含量范圍為48.90%～56.15%，平均含量為53.20%，Al2O3含量范圍為15.82%～17.44%，平均含量為16.55%，MgO含量范圍為4.89%～8.20%，平均含量為6.38%，CaO的含量范圍為6.61%～10.62%，平均含量為8.53%，Na2O的含量范圍為2.34%～3.93%，平均含量為3.34%，K2O的含量范圍為0.45%～1.17%，平均含量為0.69%。

表2 紅透山銅鋅礦床含礦巖系主量元素成分(wB/%)

角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的SiO2含量范圍為59.19%～63.39%，平均含量為61.29%，Al2O3含量范圍為10.75%～14.77%，平均含量為12.76%，MgO含量范圍為4.28%～6.65%，平均含量為5.47%，CaO含量范圍為1.95%～7.08%，平均含量為4.52%，Na2O含量范圍為0.81%～3.66%，平均含量為2.24%，K2O含量范圍為0.06%～0.65%，平均含量為0.36%。由此可見，未蝕變角閃斜長(zhǎng)片麻巖與硅化的角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖相比SiO2含量低，Al2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O含量高，這可能是由于發(fā)生了硅化，巖石中石英含量增加、角閃石含量降低引起的。

黑云斜長(zhǎng)片麻巖的SiO2含量范圍為64.88%～69.19%，平均含量為66.52%，Al2O3含量范圍為12.20%～13.39%，平均含量為12.80%，CaO含量范圍為3.21%～7.08%，平均含量為5.15%，Na2O含量范圍為0.81%～3.11%，平均含量為1.96%；黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的SiO2含量范圍為73.28%～74.63%，平均含量為73.96%，Al2O3含量范圍為11.63%～13.11%，平均含量為12.37%，CaO含量范圍為1.84%～2.70%，平均含量為2.27%，Na2O含量范圍為2.97%～3.65%，平均含量為3.31%；黑云石英片麻巖的SiO2含量范圍為77.44%～80.04%，平均含量為78.74%，Al2O3含量范圍為8.26%～9.81%，平均含量為9.04%，CaO含量范圍為1.98%～2.32%，平均含量為2.15%，Na2O含量范圍為1.36%～2.45%，平均含量為1.91%。由此可見隨著蝕變作用的增強(qiáng)，黑云斜長(zhǎng)片麻巖→黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖→黑云石英片麻巖的SiO2含量逐漸升高，Al2O3、CaO含量逐漸降低，Na2O含量先升高后降低，這可能是由于硅化增強(qiáng)，巖石中石英含量增加、斜長(zhǎng)石含量降低引起的。

3.2 稀土元素

紅透山銅鋅礦床5種巖石的稀土元素含量、相關(guān)稀土元素參數(shù)和球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式如表3和圖5所示。稀土元素(REE，不包括Y和Sc)有兩種分類方案，按照三分法可分為輕稀土(LREE=La-Nd)、中稀土(MREE=Pm-Ho)和重稀土元素(HREE=Er-Lu)；按照兩分法則可以分為輕稀土(LREE*=La-Eu)和重稀土元素(HREE*=Gd-Lu)[19]，本文主要按照稀土元素兩分法進(jìn)行討論。

表3 紅透山銅鋅礦床含礦巖系稀土元素含量及特征值(wB/10-6)

(1)角閃斜長(zhǎng)片麻巖稀土元素總量ΣREE為19.11～42.75 μg/g，稀土元素配分模式(圖5A)為輕稀土元素富集型(LREE/HREE=2.65～4.19)，Eu異常(δEu=0.85～1.35)、Ce異常(δCe=1.00～1.06)不明顯。

(2)角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖稀土元素總量ΣREE為66.43～78.53 μg/g，稀土元素配分模式(圖5A)為輕稀土元素富集型(LREE/HREE=4.56～5.86)，具有弱Eu正異常(δEu=1.05～1.06)和弱Ce負(fù)異常(δCe=0.87～0.98)。

(3)黑云斜長(zhǎng)片麻巖稀土元素總量ΣREE為53.56～123.70 μg/g，稀土元素配分模式(圖5B)為輕稀土元素富集型(LREE/HREE=3.28～11.49)，具有負(fù)Eu異常(δEu=0.77～0.93)，Ce異常(δCe=1.01～1.12)不明顯。

(4)黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖稀土元素總量ΣREE為97.57～98.17 μg/g，稀土元素配分模式(圖5B)為輕稀土元素富集型(LREE/HREE=9.97～18.09)，具有負(fù)Eu異常(δEu=0.65～0.84)，Ce異常(δCe=0.94～1.02)不明顯。

(5)黑云石英片麻巖稀土元素總量ΣREE為118.41～138.88 μg/g，稀土元素配分模式(圖5B)為輕稀土元素富集型(LREE/HREE=7.21～7.37)，具有負(fù)Eu異常(δEu=0.36～0.57)，Ce異常(δCe=0.94～1.18)不明顯。

由此可見，未蝕變角閃斜長(zhǎng)片麻巖與硅化的角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖相比稀土元素總量ΣREE與輕稀土元素富集程度低。隨著蝕變作用的增強(qiáng)，黑云斜長(zhǎng)片麻巖→黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖→黑云石英片麻巖的稀土元素總量ΣREE、輕稀土元素富集程度先升高后降低。

3.3 微量元素

紅透山銅鋅礦床含礦巖系的微量元素含量及蛛網(wǎng)圖見表4和圖6所示。由圖6可以看出各類型巖石微量元素蛛網(wǎng)圖趨勢(shì)不同。未蝕變角閃斜長(zhǎng)片麻巖與硅化的角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖相比Cu、Pb、Zn、Ag、Th、Ta、Ce、Zr、Hf、Sm等元素含量低，Sr、Ba元素含量高。隨著蝕變作用的增強(qiáng)，黑云斜長(zhǎng)片麻巖→黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖→黑云石英片麻巖的Cu、Pb元素含量逐漸升高。

表4 紅透山銅鋅礦床含礦巖系微量元素含量(wB/10-6)

4 討 論

4.1 含礦巖系原巖恢復(fù)

根據(jù)巖性和巖石化學(xué)特征，本文采用了西蒙南圖解(圖7A)、TiO2-SiO2圖解(圖7B)和A-C-FM圖解(圖8)對(duì)變質(zhì)巖進(jìn)行了原巖恢復(fù)。

在西蒙南圖解(圖7A)上樣品投點(diǎn)主要位于火山巖區(qū)，少量落于火山巖區(qū)附近及厚層泥巖、砂巖區(qū)，西蒙南圖解適用于SiO2含量在46%～77%的變質(zhì)巖[20]，本區(qū)各類含礦巖系的SiO2含量在48.90%～80.04%之間，這可能引起原巖恢復(fù)結(jié)果不準(zhǔn)確，因此，選用TiO2-SiO2圖解進(jìn)行原巖恢復(fù)。在TiO2-SiO2圖解(圖7B)上樣品投點(diǎn)主要位于火山巖區(qū)及附近，因而認(rèn)為本區(qū)含礦巖系原巖為火山巖。

至于對(duì)停在路邊未上鎖的車上私鎖的行為，筆者認(rèn)為同樣構(gòu)成侵占罪。理由在于停在路邊未上鎖的車屬于遺忘物，遺忘物與遺失物的區(qū)別在于遺忘物是由于財(cái)物的所有人、持有人的疏忽，或者遺忘而暫時(shí)失去占有、控制的財(cái)物。其特點(diǎn)是遺忘的時(shí)間短，遺忘物依然處于失主可能控制的范圍之內(nèi)，失主如果及時(shí)采取措施，將會(huì)很快恢復(fù)對(duì)該物的控制。在共享單車停在路邊未上鎖的情況下，共享單車公司還能夠通過(guò)電子鎖對(duì)其進(jìn)行定位，但是由于其未上鎖，因此其處于一種不確定的狀態(tài)之下，可以認(rèn)為其處于一種被遺忘的狀態(tài)，但當(dāng)再關(guān)上鎖時(shí)，就可回復(fù)到一種完全的占有狀態(tài)。

由于紅透山含礦巖系為火山巖，在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行火成巖巖石系列的劃分，以便更深入地了解變質(zhì)火成巖的性質(zhì)。在A-C-FM圖解(圖8)中角閃斜長(zhǎng)片麻巖及角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖樣品投點(diǎn)主要落入基性火山巖及部分泥灰質(zhì)巖石區(qū)域，黑云斜長(zhǎng)片麻巖、黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖及黑云石英片麻巖樣品投點(diǎn)均落入中酸性火山巖區(qū)域。

綜上所述，紅透山含礦巖系中角閃斜長(zhǎng)片麻巖及角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的原巖均為基性火山巖，黑云斜長(zhǎng)片麻巖、黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖及黑云石英片麻巖的原巖均為中酸性火山巖。據(jù)本次研究結(jié)合前人的研究成果，認(rèn)為礦區(qū)經(jīng)歷了由基性火山巖—中酸性火山巖的一個(gè)完整火山旋回[14]。

4.2 構(gòu)造環(huán)境分析

根據(jù)紅透山含礦巖系原巖恢復(fù)結(jié)果，可知含礦巖系為一套火成巖地層，本文通過(guò)主量元素、稀土元素和微量元素進(jìn)行分析，探討其形成的構(gòu)造背景。

巖石化學(xué)成分特征及有關(guān)參數(shù)可以作為判別其成因類型和成礦環(huán)境的重要標(biāo)志[23]。主量元素可通過(guò)AFM三角圖解及TiO2/10-MnO-P2O5圖解進(jìn)行構(gòu)造環(huán)境的探討。將樣品投入AFM圖解[24](圖9(a))中，可見樣品主要落于鈣堿性系列區(qū)域及其附近，少數(shù)樣品落于拉斑玄武巖系列區(qū)域。為了進(jìn)一步通過(guò)主量元素探討變質(zhì)火成巖的構(gòu)造背景，采用Mullen[25]提出的TiO2/10-MnO-P2O5圖解判別，該圖解適用于基性火山巖和酸性火山巖的構(gòu)造環(huán)境分析，王仁民等[26]研究發(fā)現(xiàn)該圖解也適用于變質(zhì)火山巖。將樣品投入TiO2/10-MnO-P2O5圖解(圖9(b))中，發(fā)現(xiàn)所有樣品主要落入島弧鈣堿性玄武巖區(qū)及附近。

為進(jìn)一步證明含礦巖系形成的構(gòu)造環(huán)境，將原巖為基性火山巖的樣品投入Ti/100-Zr-Y×3圖解[27](圖10)中，所有樣品均落入島弧鈣堿性玄武巖區(qū)。

稀土元素由于其熔點(diǎn)和沸點(diǎn)很高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，在變質(zhì)作用中基本保持不變，即使在高級(jí)變質(zhì)作用中，稀土元素基本上都沒有發(fā)生遷移，因而能指示巖石在變質(zhì)前的成巖環(huán)境及成因等特征，是一種重要的“示蹤劑”[28-32]。武平[33]認(rèn)為玄武巖的稀土元素配分模式是平坦的，紅透山銅鋅礦床的角閃斜長(zhǎng)片麻巖稀土元素配分模式較為平坦，因此可以判斷其原巖可能為玄武巖。

原巖為中酸性火山巖的變質(zhì)火山巖可以利用Nb-Y圖解和Rb-(Y+Nb)圖解[34]判別其形成的環(huán)境。在Nb-Y圖解(圖11A)和Rb-(Y+Nb)(圖11B)圖解中原巖為中酸性火山巖的樣品均落入火山島弧巖漿巖區(qū)。

4.3 礦床形成背景

雙峰式火山巖通常被認(rèn)為是在大陸裂谷中形成的，但也有一些學(xué)者認(rèn)為其可以形成于其他構(gòu)造背景中，例如：洋島[35]、大陸拉張減薄環(huán)境[36-38]、洋內(nèi)島弧[39]、弧后盆地[40-41]、成熟島弧[42-43]以及造山后拉張環(huán)境[44]等。張秋生等[13]和李俊健等[15]研究認(rèn)為清原群的原巖為從基性—酸性不同成分的火山巖，由此可見清原群屬雙峰式火山巖組合，其化學(xué)成分具有拉斑玄武質(zhì)到鈣堿性系列的特征，因而被認(rèn)為是島弧環(huán)境下的產(chǎn)物。通過(guò)原巖恢復(fù)研究發(fā)現(xiàn)紅透山含礦巖系的原巖為基性—中酸性巖組合，也屬典型的雙峰式火山巖組合。在此基礎(chǔ)上結(jié)合前人的研究，認(rèn)為紅透山銅鋅礦床的形成背景如下：(1)在2 552 Ma左右[6,12]雙峰式海底火山噴發(fā)，形成了基性—中酸性的鈣堿性火山巖組合，并覆蓋在洋底玄武巖上；在火山噴發(fā)的間歇期，熱的含礦流體沿著深滲透性的斷裂構(gòu)造噴出地表，與周圍冷的海水混合，在噴流口附近形成塊狀硫化物礦床。(2)在2 500 Ma左右[6,12]礦區(qū)新太古代地層發(fā)生褶皺，這一時(shí)期還伴隨有大規(guī)?；鹕交顒?dòng)、花崗巖化或混合巖化以及區(qū)域變質(zhì)作用，初始礦體遭受變形變質(zhì)作用，也導(dǎo)致紅透山富礦柱的形成。

5 主量元素、微量元素及稀土元素的找礦指示

由于礦區(qū)出露的地層為清原群紅透山組地層，其巖性為角閃片麻巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖、角閃斜長(zhǎng)片麻巖及“薄層互層帶”[7]?！氨踊訋А睅r性主要為黑云片麻巖、變粒巖、角閃片麻巖[13]。由此可見礦區(qū)出露多種片麻巖，其中近礦圍巖為角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖、黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖及黑云石英片麻巖，角閃斜長(zhǎng)片麻巖與黑云斜長(zhǎng)片麻巖與礦體距離相對(duì)較遠(yuǎn)。這些含礦巖系在稀土元素配分模式、Cu元素含量、SiO2含量、稀土元素總量ΣREE及LREE/HREE比值等方面存在顯著差異。本文分析了樣品的Cu元素含量、SiO2含量、稀土元素總量ΣREE及LREE/HREE比值，尋找相關(guān)找礦指標(biāo)，以便為紅透山下一步找礦提供指導(dǎo)(圖12，圖13)。

本文為了更好地研究角閃斜長(zhǎng)片麻巖與角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的特點(diǎn)，取角閃斜長(zhǎng)片麻巖5個(gè)樣品Cu含量的平均值(23.63 μg/g)，代表角閃斜長(zhǎng)片麻巖的Cu含量。取角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖2個(gè)樣品Cu含量的平均值(558.02 μg/g)，代表角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的Cu含量。角閃斜長(zhǎng)片麻巖的Cu含量和角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的Cu含量?jī)烧叩钠骄?290.82 μg/g)，用以區(qū)分角閃斜長(zhǎng)片麻巖與角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖Cu元素含量的差異，發(fā)現(xiàn)角閃斜長(zhǎng)片麻巖的Cu含量小于290.82 μg/g，角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的Cu含量大于290.82 μg/g，這也說(shuō)明角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖相對(duì)于角閃斜長(zhǎng)片麻巖更接近礦體。

取角閃斜長(zhǎng)片麻巖5個(gè)樣品SiO2含量的平均值(53.20%)，代表角閃斜長(zhǎng)片麻巖的SiO2含量。取角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖2個(gè)樣品SiO2含量的平均值(61.29%)，代表角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的SiO2含量。角閃斜長(zhǎng)片麻巖的SiO2含量和角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的SiO2含量?jī)烧叩钠骄?57.24%)，用以區(qū)分角閃斜長(zhǎng)片麻巖與角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖SiO2含量的差異，發(fā)現(xiàn)角閃斜長(zhǎng)片麻巖的SiO2含量小于57.24%，角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的SiO2含量大于57.24%。依據(jù)紅透山銅鋅礦床角閃斜長(zhǎng)片麻巖與角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖SiO2及Cu元素含量的特征，將Cu-SiO2圖解劃分為4個(gè)象限(圖12A)。

取角閃斜長(zhǎng)片麻巖5個(gè)樣品的稀土元素總量ΣREE的平均值(35.07μg/g)，代表角閃斜長(zhǎng)片麻巖的稀土元素總量ΣREE。取角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖2個(gè)樣品稀土元素總量ΣREE的平均值(72.48 μg/g)，代表角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的稀土元素總量ΣREE。角閃斜長(zhǎng)片麻巖的稀土元素總量ΣREE和角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的稀土元素總量ΣREE兩者的平均值(53.78 μg/g)，用以區(qū)分角閃斜長(zhǎng)片麻巖與角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的稀土元素總量ΣREE的差異，發(fā)現(xiàn)角閃斜長(zhǎng)片麻巖的稀土元素總量ΣREE小于53.78 μg/g，角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的稀土元素總量ΣREE大于53.78 μg/g，說(shuō)明角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖相較于角閃斜長(zhǎng)片麻巖更富集稀土元素。依據(jù)紅透山銅鋅礦床角閃斜長(zhǎng)片麻巖與角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖Cu含量及稀土元素總量ΣREE的特征，將Cu-ΣREE圖解劃分為4個(gè)象限(圖12B)。

取角閃斜長(zhǎng)片麻巖的5個(gè)樣品LREE/HREE的平均值(3.38)，代表角閃斜長(zhǎng)片麻巖的LREE/HREE。取角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖2個(gè)樣品LREE/HREE的平均值(5.21)，代表角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的LREE/HREE。角閃斜長(zhǎng)片麻巖和角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖兩者的LREE/HREE平均值(4.29)，用以區(qū)分角閃斜長(zhǎng)片麻巖與角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖LREE/HREE的差異，角閃斜長(zhǎng)片麻巖的LREE/HREE小于4.29，角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的LREE/HREE大于4.29。依據(jù)紅透山銅鋅礦床角閃斜長(zhǎng)片麻巖與角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖Cu含量及LREE/HREE的特征，將Cu-LREE/HREE圖解劃分為4個(gè)象限(圖12C)。

從圖12A、B、C可知，角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖樣品全部落入第Ⅱ象限，角閃斜長(zhǎng)片麻巖樣品則全部落入第Ⅲ象限，說(shuō)明角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的SiO2含量均大于57.24%，而角閃斜長(zhǎng)片麻巖的SiO2含量均小于57.24%；角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的Cu元素含量大于290.82 μg/g，而角閃斜長(zhǎng)片麻巖的Cu含量均小于290.82 μg/g；稀土元素特征值中角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的稀土元素總量ΣREE均大于53.78 μg/g，而角閃斜長(zhǎng)片麻巖的稀土元素總量均小于53.78 μg/g；角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的LREE/HREE比值均大于4.29，角閃斜長(zhǎng)片麻巖的LREE/HREE比值均小于4.29，說(shuō)明角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖比角閃斜長(zhǎng)片麻巖明顯富集LREE。由此可見角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的Cu含量(>290.82 μg/g)、SiO2含量(>57.24%)、稀土元素總量(>53.78 μg/g)、LREE/HREE比值(>4.29)可以作為紅透山銅鋅礦床尋找隱伏銅礦體的重要找礦指標(biāo)。

取黑云斜長(zhǎng)片麻巖2個(gè)樣品Cu含量的平均值(64.47 μg/g)，代表黑云斜長(zhǎng)片麻巖Cu含量。取黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖2個(gè)樣品Cu含量的平均值(111.72 μg/g)，代表黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖Cu含量，黑云斜長(zhǎng)片麻巖Cu含量和黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖Cu含量?jī)烧叩钠骄?88.09 μg/g)，用以區(qū)分黑云斜長(zhǎng)片麻巖與黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的Cu含量，又因?yàn)楹谠剖⑵閹r的Cu含量高于黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的Cu含量，因此黑云斜長(zhǎng)片麻巖的Cu含量小于88.09 μg/g，黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖和黑云石英片麻巖的Cu含量大于88.09 μg/g。

取黑云斜長(zhǎng)片麻巖2個(gè)樣品SiO2含量的平均值(67.04%)，代表黑云斜長(zhǎng)片麻巖的SiO2含量。取黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖2個(gè)樣品SiO2含量的平均值(73.96%)，代表黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的SiO2含量。黑云斜長(zhǎng)片麻巖的SiO2含量和黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的SiO2含量?jī)烧叩钠骄?70.50%)，用以區(qū)分黑云斜長(zhǎng)片麻巖與黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的SiO2含量，又因?yàn)楹谠剖⑵閹r的SiO2含量高于黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的SiO2含量，因此黑云斜長(zhǎng)片麻巖的SiO2含量小于70.50%，黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖和黑云石英片麻巖的SiO2含量大于70.50%。依據(jù)紅透山銅鋅礦床黑云斜長(zhǎng)片麻巖、黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖及黑云石英片麻巖的SiO2含量及Cu含量的特點(diǎn)，將Cu-SiO2圖解劃分為4個(gè)象限(圖13A)。

取黑云斜長(zhǎng)片麻巖2個(gè)樣品稀土元素總量ΣREE的平均值(88.63 μg/g)，代表黑云斜長(zhǎng)片麻巖的稀土元素總量ΣREE。取黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖2個(gè)樣品稀土元素總量ΣREE的平均值(97.87 μg/g)，代表黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的稀土元素總量ΣREE，黑云斜長(zhǎng)片麻巖的稀土元素總量ΣREE和黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的稀土元素總量ΣREE兩者的平均值(93.25 μg/g)，用以區(qū)分黑云斜長(zhǎng)片麻巖與黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖稀土元素總量ΣREE的差異，黑云斜長(zhǎng)片麻巖的稀土元素總量ΣREE小于93.25 μg/g，黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的稀土元素總量ΣREE大于93.25 μg/g。依據(jù)紅透山銅鋅礦床黑云斜長(zhǎng)片麻巖、黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖及黑云石英片麻巖的Cu含量及稀土元素總量ΣREE的特點(diǎn)，將Cu-ΣREE圖解劃分為4個(gè)象限(圖13B)。

取黑云斜長(zhǎng)片麻巖2個(gè)樣品的LREE/HREE的平均值(7.39)，代表黑云斜長(zhǎng)片麻巖的LREE/HREE。取黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖2個(gè)樣品的LREE/HREE平均值(14.03)，代表黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的LREE/HREE。黑云斜長(zhǎng)片麻巖和黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的LREE/HREE兩者的平均值(10.71)，用以區(qū)分黑云斜長(zhǎng)片麻巖與黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖LREE/HREE的差異，黑云斜長(zhǎng)片麻巖的LREE/HREE小于10.71，黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的LREE/HREE大于10.71。依據(jù)紅透山銅鋅礦床的黑云斜長(zhǎng)片麻巖、黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖和黑云石英片麻巖的Cu含量以及LREE/HREE的特點(diǎn)，將Cu-LREE/HREE圖解劃分為4個(gè)象限(圖13C)。

圖13A中黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖及黑云石英片麻巖全部落入第Ⅱ象限，黑云斜長(zhǎng)片麻巖則全部落入第Ⅲ象限，說(shuō)明黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖及黑云石英片麻巖的SiO2含量均大于70.50%，而黑云斜長(zhǎng)片麻巖的SiO2含量均小于70.50%；黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖及黑云石英片麻巖的Cu含量大于88.09 μg/g，而黑云斜長(zhǎng)片麻巖的Cu含量均小于88.09 μg/g。圖13B中黑云斜長(zhǎng)片麻巖全部落入第Ⅲ、Ⅳ象限，黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖及黑云石英片麻巖則落入第Ⅰ、Ⅱ象限。圖13C中黑云斜長(zhǎng)片麻巖全部落入第Ⅲ、Ⅳ象限，黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖及黑云石英片麻巖則落入第Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ象限。由此可見黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖及黑云石英片麻巖的Cu含量(>88.09 μg/g)、SiO2含量(>70.50%)可以作為紅透山銅鋅礦床的重要找礦指標(biāo)。

Wang等[45]認(rèn)為Fe元素及稀土元素組成參數(shù)可作為滇東南類卡林型金礦床的找礦指標(biāo)。王加昇等[46]對(duì)黔西南板其類卡林型金礦床的研究也發(fā)現(xiàn)成礦期的方解石具有富Fe和M-HREE的特征。閆俊等[47]發(fā)現(xiàn)黔西南類卡林型金礦床中方解石的C-O同位素和La/Gd比值可以用來(lái)構(gòu)建找礦模型，其精度高達(dá)100%。由此可見稀土元素組成參數(shù)、主量和微量元素、同位素等地球化學(xué)特征可用于礦床找礦指標(biāo)的設(shè)立。本文通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，紅透山銅鋅礦床角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的Cu含量(290.82 μg/g)、SiO2含量(57.24%)、稀土元素總量ΣREE(53.78 μg/g)、LREE/HREE比值(4.29)及黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖和黑云石英片麻巖的Cu含量(88.09 μg/g)、SiO2含量(70.50%)可作為重要找礦指標(biāo)。如果角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖樣品位于圖12A、B、C的第Ⅱ象限，黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖和黑云石英片麻巖樣品位于圖13A的第Ⅱ象限，說(shuō)明該樣品距離礦體較近。因此，上述指標(biāo)可作為紅透山銅鋅礦床找礦的重要依據(jù)，同時(shí)這些地球化學(xué)特征具有潛在的找礦勘查意義。

6 結(jié) 論

(1)通過(guò)含礦巖系的原巖恢復(fù)及構(gòu)造環(huán)境分析，認(rèn)為紅透山銅鋅礦床含礦巖系中角閃斜長(zhǎng)片麻巖及角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的原巖均為基性火山巖，黑云斜長(zhǎng)片麻巖、黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖及黑云石英片麻巖的原巖均為中酸性火山巖。

(2)基于含礦巖系的主量、微量和稀土元素特征，研究發(fā)現(xiàn)角閃斜長(zhǎng)(石英)片麻巖的Cu含量(290.82 μg/g)、SiO2含量(57.24%)、稀土元素總量(53.78 μg/g)、LREE/HREE比值(4.29)及黑云斜長(zhǎng)(石英)片麻巖和黑云石英片麻巖的Cu含量(88.09 μg/g)、SiO2含量(70.50%)可以作為重要的找礦指標(biāo)。

致謝：審稿專家及責(zé)任編輯為完善本文提出了寶貴的意見和建議，在此致以誠(chéng)摯的謝意！