謝卓麟，吳金銘，胡煦闞

（桂林理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，廣西 桂林 541004）

1 地質(zhì)背景

金龍河地區(qū)屬于金秀縣北三角鄉(xiāng)管轄，位于大瑤山隆起北西側(cè)。區(qū)域上，地表主要出露南部寒武系變質(zhì)砂巖和北泥盆系碎屑砂巖，兩者呈不整合接觸。SN、NW和NE向斷裂發(fā)育，具有多期活動的特征，其中，NE向斷裂為區(qū)域性深大斷裂，NW向斷裂被NE向深大斷裂錯斷，而近SN向斷層是石英脈型銅礦體的主要容礦斷層。

區(qū)域上有4條大規(guī)模的近SN向斷裂，均錯斷泥盆系和寒武系地層，具有左行走滑特征，向北延伸略向東偏斜。東側(cè)斷層控制了樸全巖珠的展布；中部F1羅蘿-金龍河斷裂SN向延伸長約35km，傾向西，傾角30°～60°，是一組重要控礦斷層，控制了長樂、寨寶等礦山的部分礦體；F2金秀-六定斷裂長約26km，傾向主體向西，局部發(fā)生倒轉(zhuǎn)，傾角62°～90°，也是一組重要地控礦斷層，沿斷裂出露六定、寨寶和龍圍等礦山的部分礦體；南部大進、樸全、祖嶺等三個酸性小巖珠，定年數(shù)據(jù)顯示為加里東期414Ma～446Ma，其形成時代早于賦礦地層下泥盆蓮花山組時限[1]。在中下泥盆系地層中出露有數(shù)十個石英脈型銅礦床，其中，蓮花山組碎屑巖和那倫組碳酸鹽巖夾碎屑巖為主要賦礦地層。金龍河地區(qū)龍圍銅礦（北部）、寨寶銅礦（中部），六定銅礦（南部）和長樂銅礦（東部）等，均屬斷層控制的礦體。

2 礦區(qū)地質(zhì)及礦體特征

研究區(qū)僅出露下泥盆統(tǒng)組蓮花山組地層（D1l），可分為下段紫紅-淺灰色中厚層狀砂巖（633m～674m）和上段紫紅色中薄層狀砂巖、泥質(zhì)砂巖夾少量頁巖、泥灰?guī)r等（610m～740m）。地層主體傾向西，傾角10°～25°。巖石破碎，發(fā)育多組節(jié)理，沿著裂隙和層理發(fā)育蝕變現(xiàn)象[2]。

區(qū)內(nèi)主要發(fā)育3條近SN向容礦斷層。F1羅蘿-金龍河斷裂北段約7km，斷層破碎帶寬1.5m～8m，南部SN向展布，向北延伸略偏東，傾向265°～285°，傾角75°～82°。F2金秀-六定斷裂北段在研究區(qū)長8.5km，主體走向近SN，有明顯的東西波動，破碎帶寬0.5m～3m，傾向255°～290°，傾角67°～85°。F3位于F1和F2之間，長4.5km，主體走向近SN，傾向東，南部呈NNW向，北部呈NNE向延伸，斷層寬0.5m～2.5m，傾向85°～105°。此外，還有一些小斷裂，多平行或小角度斜交主斷層，延長小于300m。少量順層逆斷層，主要為NE和EW向，一般延伸小于200m，右行錯斷礦體，斷距5m～30m，屬后期破礦構(gòu)造。

石英脈型熱液銅礦主要分布在F1、F2和F3斷裂帶內(nèi)或其次級小斷裂中。礦體呈脈狀或串珠狀，單個礦段一般長50m～1800m，每個塊段又由2～5個礦體組成，形成串珠?？傮w上，礦脈淺部較分散，深部延伸連接性較好。如F3中龍圍和寨寶段，淺部礦段分散成數(shù)個50m～300m的塊段，但在340中段以下200m下的鉆探中，已經(jīng)可以連接起來了。礦體水平面上具有較顯著的等間距性（1.5m），斷層內(nèi)礦體串珠狀分布[3]。淺部和地表有零星的鉛鋅礦化，氧化礦層厚20m～50m，深部主要為銅鐵硫化物礦石。石英脈與地層為侵入接觸關(guān)系，可見熱液烘烤邊和冷凝邊，在礦區(qū)和周邊無巖漿巖出露。

盡管研究區(qū)礦段較多，但主要礦石類型相同，均為石英脈型硫化物礦石。這些礦石具有塊狀、角礫狀、浸染狀、條帶狀、細脈狀、交織網(wǎng)脈狀構(gòu)造，交代和交代殘余、碎裂結(jié)構(gòu)、包含構(gòu)造、蝕變殘留結(jié)構(gòu)等。其中浸染、交代和碎裂結(jié)構(gòu)最為典型。金屬礦物主要有黃銅礦和黃鐵礦為主，斑銅礦、輝銅礦、黝銅礦、孔雀石、銅藍和鉛鋅礦等次之。礦石中斑銅礦、黃銅礦被輝銅礦交代，黃銅礦、輝銅礦被銅藍交代，形成交代殘余結(jié)構(gòu)，黃鐵礦普遍碎裂形成碎裂結(jié)構(gòu)。靠近斷裂熱液蝕變特征普遍，主要有硅化（主礦脈兩側(cè)），黃鐵礦化（裂隙發(fā)育地帶），綠泥石化（較普遍）、重晶石化和褐鐵礦化（礦體和礦化體上部）等[4]。根據(jù)區(qū)域礦石礦物共生組合特征，可將礦石礦物生成順序為黃鐵礦→黃銅礦、斑銅礦、坳銅礦、輝銅礦→閃鋅礦、鉛鋅礦、重晶石、石英→銅藍、褐鐵礦等四個階段。

3 測試與分析方法及結(jié)果

3.1 采樣與測試

本次主要在四個塊段采集礦石和含礦石英脈包裹體樣品。其中F1斷層中⑦礦段的450和380平硐，采集標(biāo)本BGT10-1和BGT10-2兩件石英包裹體樣品和數(shù)件礦石樣品；在F2斷層中①塊段820中段，采集BGT02-1，BGT02-2兩件石英脈和部分礦石樣品；在②號塊段平硐中，采集BGT06-1和BGT06-2石英包裹和礦石樣品；在F3斷層④塊段275中段，采集BGT01-1石英脈和部分礦石樣品。所有樣品均為含礦石英脈和新鮮礦石。樣品送北京領(lǐng)航測試中心進行制作成包裹體片和探針片。

電子探針測試方法：先在光學(xué)顯微鏡下觀察，然后選取典型礦物黃鐵礦、黃銅礦、銅藍和礦脈石英進行電子探針分析，探討膠結(jié)物與碎裂斑晶結(jié)晶信息。分析在桂林理工大學(xué)廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點實驗室進行。儀器采用日本電子公司產(chǎn)JXA8230，加速電壓15kV，束流1×10-7A，束斑直徑1μm，對礦物薄片中礦物微區(qū)的化學(xué)組成進行分析。

包裹體測試方法：流體包裹體測溫工作在桂林理工大學(xué)廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點實驗室進行，所用儀器為英國Linkam公司生產(chǎn)的THMS600，測試溫度范圍-196℃～600℃，最大加熱速率150℃/min，可控溫度精度0.1℃。測試過程升溫、降溫速率為0.5℃/min～15℃/min，相變點附近速率為0.5℃/min～1.5℃/min。

3.2 測試結(jié)果

本次共計測試電子探針123個點，其中斑晶黃鐵礦40個點。膠結(jié)物中黃銅礦45個點，斑銅礦12個點，石英26個點。原生石英包裹體7件合計測試72組數(shù)據(jù)，采用前人經(jīng)驗公式，計算鹽度、壓力、密度和距離地表等參數(shù)一并列入表1。

表1 流體包裹體顯微測溫數(shù)據(jù)分析表

4 數(shù)據(jù)分析

4.1 電子探針

黃鐵礦中Fe和S的含量變化較大，F(xiàn)e在43.987%～46.941%之間；S含量在51.159%～53.76%之間。Fe/S有12件（30%）略大于理論值0.871，平均比值0.862。其它的金屬元素主要有As、Cu、Pb、Mo、Ni等。As平均0.128%，Pb平均為0.022%，Mo平均0.933%，Co平均0.124%，Ni平均0.04%。黃鐵礦具有含量相對較高As、Co、Ni和Mo等元素，相對低的Zn為0.007%。大部分測點Pb/Zn比值大于1。

黃銅礦中Cu含量在33.186%～36.169%。Fe在28.311%～30.996%，S在33.908%～35.704%，顯示出較大的波動，平均34.805%比理論值34.92%略低，F(xiàn)e平均29.665%，比理論30.52%低，Cu平均34.575%比理論值34.56%略高。As平均0.006%，Pb平均0.024%，Mo平均0.65%，Co平均0.051%，Ni平均0.002%，Zn平均0.031%。黃銅礦具有相對較高的Zn，低As、Co、Ni和Mo等元素特征。大部分測點Pb/Zn比值小于1。

2014年3月9日，習(xí)近平在參加十二屆全國人大二次會議安徽代表團的審議時指出：“各級領(lǐng)導(dǎo)干部都要樹立和發(fā)揚好的作風(fēng)，既嚴以修身、嚴以用權(quán)、嚴以律己，又謀事要實、創(chuàng)業(yè)要實、做人要實?！保?］“三嚴三實”重要論述內(nèi)涵豐富，思想深邃，根植于中國傳統(tǒng)文化，蘊含著深刻的馬克思主義哲理，體現(xiàn)了共產(chǎn)黨人的價值觀、權(quán)力觀、群眾觀，凝練了當(dāng)今時代的道德追求，是中華優(yōu)秀文化的創(chuàng)造性轉(zhuǎn)化和馬克思主義哲學(xué)中國化的創(chuàng)新性發(fā)展，具有延安精神的基本基因。

斑銅礦中Cu和Fe含量變化相對較大，S相對穩(wěn)定。微量元素與黃銅礦特征基本一致，低As、Co、Ni和Mo等元素，高Zn達到0.051%。大部分測點Pb/Zn比值小于1。

含礦石英中，As含量為0.005%，與黃銅礦和斑銅礦相當(dāng)，Zn含量0.006%與黃鐵礦相當(dāng)。Sb在石英和金屬礦物中含量大體一致，Co和Mo在金屬中明顯比石英中富集，Ni在銅礦物中最少，在黃鐵礦中最多。石英中Cu∶Fe∶S=18∶39∶6，與主要金屬礦物黃銅礦理論比值94∶114∶83相差大，顯示殘留熱液中金屬元素比S含量高的多。石英中單個點Pb和Zn含量形成此消彼長特征，數(shù)量相當(dāng)。Ni在石英中含量變化比金屬礦物穩(wěn)定，具有高Ni低Co的特征。

4.2 包裹體

原生石英流體包裹體分析顯示，研究區(qū)樣品主要為富氣包裹體，石英礦物內(nèi)包裹體粒度較小，多呈線狀排布。氣體含量10%～43%，平均24%。包裹體粒度較小，2.33μm～11.21μm，平均4.29μm，主要呈近圓形和橢圓形。72件包裹體均一溫度在108.5℃～256.9℃，主要集中在130℃～220℃之間，具有連續(xù)性，屬中低溫范圍。包裹體冰點溫度在-1.5℃～-20.7℃，變化范圍比較大，其中大于-8℃有4件，小于-20℃僅有2件，1件冰點溫度-21.3℃，達到飽和狀態(tài)。

經(jīng)計算包裹體鹽度在2.57%～22.23%，大部分鹽度超過10%。壓力在101.55P/MPa～356.35P/MPa范圍內(nèi)。包裹體密度在0.95g/cm3～1.27g/cm3，絕大部分大于1g/cm3，形成時距離地表1.02km～2.86km。總體上，包裹體具有相對高鹽度，高密度和形成時距離地表近等特征。

5 討論

5.1 成礦條件

包裹體研究可以提供熱液流體中銅礦物的結(jié)晶信息。研究區(qū)原生包裹體范圍108.5℃～256.9℃，核心區(qū)集中在130℃～190℃之間，兩個小峰值區(qū)為130℃～150℃和170℃～190℃，每個塊段有1～3個小峰值區(qū)，但總體上具有連貫性，屬中低溫范圍。分析均一溫度和熱液鹽度、壓力關(guān)系。深度與均一溫度有很好的相關(guān)性，主要集中在1.2km～2.4km范圍內(nèi)，顯示隨著含礦熱液從深部向淺部侵入，溫度逐漸降低。而鹽度與溫度變化不大，表明成礦熱液上侵冷凝過程中，熱液的鹽度未發(fā)生顯著變化，主要集中在10%～20%之間，屬相對高鹽度和密度的溶體。

在滲透交代作用方式下，碎裂的黃鐵礦在成礦溶液流動過程中可以被搬運遷移，這種遷移的驅(qū)動力主要是壓力差。遷移的速度與溶液的密度、粘度和通道的暢通性有關(guān)。研究區(qū)主要含銅成礦熱液在距離地表深約3km處，約260℃條件下，攜帶著碎裂的黃鐵礦顆粒，沿著近SN向的斷裂向上運移。具有中高鹽度和密度的成礦熱液上侵，壓力逐漸降低，溫度降低，平均每升高100m，溫度降低7.5℃。在此過程中，連續(xù)有金屬礦物和石英結(jié)晶析出，交代碎裂的黃鐵礦。碎裂的黃鐵礦在熱液中冷凝固結(jié)形成碎裂流。在成礦熱液上侵降溫過程中，密度和鹽度未發(fā)生顯著變化，說明其可能處于一個相對封閉的平衡體系，滲透交代作用沿著區(qū)域性大斷裂，運移到數(shù)十公里的范圍。最終，含礦熱液在距離地表1km左右的有利區(qū)段冷凝固結(jié)成礦，而被交代黃鐵礦則是早期已經(jīng)存在于斷裂中的金屬礦物。

5.2 礦床形成過程

金龍河段石英脈型熱液黃銅礦的形成，至少經(jīng)歷了SN向容礦斷裂的形成→巖漿作用地層在斷裂內(nèi)形成黃鐵礦晶體→脆性動力作用使黃鐵礦碎裂→含銅成礦熱液充填交代成礦→地表氧化等幾個階段。

SN向容礦斷裂在加里東期已經(jīng)形成雛形，后多次活動具有多期性，為成礦提供了空間位置。在巖漿作用地層過程，沿容礦斷裂形成了相對高Pb/Zn，低Ni/Co的黃鐵礦。其后，區(qū)域動力作用和斷裂多次活動，不僅造成區(qū)域巖石破碎，同時造成斷裂內(nèi)結(jié)晶的黃鐵礦碎裂，具體地質(zhì)作用還有待進一步研究。然后，含銅的熱液（來源有待進一步研究）沿著斷層，滲透交代、充填碎裂的黃鐵礦，并攜帶成礦熱液進入各級成礦裂隙中，在淺部中低溫條件下結(jié)晶形成礦床。由于容礦斷裂的通暢性存在差異，在淺部礦體形成豆莢狀或串珠狀分段，其深部連續(xù)性可能更好，具有更好的找礦空間。

6 結(jié)論

（1）廣西大瑤山西北石英脈型銅礦床中具有典型交代結(jié)構(gòu)，礦石形成至少經(jīng)歷了黃鐵礦結(jié)晶→被交代的黃鐵礦碎裂→含銅熱液充填交代→表生氧化蝕變幾個階段。

（2）礦石中，被交代的黃鐵礦形成與中淺部熱液和地層相互作用有關(guān)，具有相對高Pb/Zn，低Co/Ni的特征，而膠結(jié)物黃銅礦與斑銅礦具有相反的特征。黃鐵礦和黃銅礦來自兩類不同性質(zhì)的熱液體系。

（3）含礦原生石英包裹體主要為氣液相，均一溫度在108℃～256℃之間，具有連續(xù)性，屬中低溫結(jié)晶。鹽度主要在10%～20%，距離地表1.02km～2.86km。均一溫度與深度有較好的相關(guān)性，但與鹽度和密度的相關(guān)性不大。

（4）該區(qū)礦床，早期地層和巖漿相互作用在近SN向的容礦斷層中形成黃鐵礦晶體，后經(jīng)歷脆性動力作用碎裂，在含銅成礦熱液的滲透交代作用下，從近地表約3km處260℃的條件下，以平均每100m降低7.5℃的速度向上運移冷凝固結(jié)，最終在距離地表1km全部固結(jié)成礦，形成石英脈型銅礦。