陸孝贊，路啟福，林清梅，王慶東，黃玉珍，覃希敏

(廣西壯族自治區(qū)二七一地質(zhì)隊，廣西 桂林 541199)

0 引言

廣西芒場大山錫多金屬礦床，位于著名的丹池成礦帶上。該礦床開采歷史悠久，地質(zhì)勘查和地質(zhì)科研工作已逾半個多世紀(jì)，積累了豐富的地質(zhì)資料[1-7]。由于礦床的成礦條件復(fù)雜，在成礦時代、成礦物質(zhì)來源、礦床成因等方面存在較大的分歧，提出了巖漿熱液充填-交代、同生熱水噴流沉積或與海底火山噴發(fā)有關(guān)、早期噴流沉積成礦—后期熱液改造等認(rèn)識[8-10]。通過總結(jié)和分析前人的研究成果，結(jié)合近期編撰的礦產(chǎn)地質(zhì)志[11]，對芒場大山錫多金屬礦床地質(zhì)特征進(jìn)行總結(jié)，探討其成礦物質(zhì)來源、成礦物理化學(xué)條件及成礦模式。

1 成礦地質(zhì)背景

丹池錫多金屬成礦帶構(gòu)造上處于南丹坳陷，產(chǎn)于南丹—昆侖關(guān)深斷裂帶旁側(cè)。芒場錫多金屬礦田地處右江再生地槽丹池褶斷帶北部芒場背斜中，丹池成礦帶北段。

芒場大山錫多金屬礦位于芒場礦田中部(圖1)。區(qū)內(nèi)地層、巖性組合復(fù)雜，主要有泥盆系至中三疊統(tǒng)海相泥質(zhì)巖、硅質(zhì)巖、碎屑巖、碳酸鹽巖；中泥盆統(tǒng)納標(biāo)組(D2n)和羅富組(D2l)，是本區(qū)的主要賦礦層位。

礦田構(gòu)造以NNW向的芒場背斜為主體構(gòu)造，與成礦關(guān)系密切。在背斜兩翼尚發(fā)育有次一級NNW向或NW向褶皺。斷裂分為NNW、SN、EW向3組，其中以NNW向數(shù)量最多，且與礦化關(guān)系密切，大脈型礦體主要賦存在NNW向斷裂破碎帶中。NE向和近SN向斷裂，在礦田東部也較發(fā)育。芒場礦田礦化類型主要有三類：①大脈型礦體，主要受NNW向、SN向斷裂，其次為EW向斷裂所控制；②細(xì)脈型礦體，主要分布在大山一帶的背斜軸部；③似層狀—網(wǎng)脈型礦體，主要位于芒場背斜軸部及東翼次級NW向倒轉(zhuǎn)、平臥褶皺軸部。

芒場礦田侵入巖主要有匯龍拗燕山晚期隱伏黑云母花崗巖和白云母斑狀花崗巖體，富含W、Sn、Pb、Zn，與錫多金屬礦床的形成有密切聯(lián)系。由于成礦花崗巖體熱動力變質(zhì)作用較強(qiáng)，圍繞巖體依次出現(xiàn)云英巖化、矽卡巖化、絹云母化、硅化、黃鐵礦化、電氣石化、綠泥石化等蝕變。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地質(zhì)概況

礦區(qū)內(nèi)分布的地層有中泥盆統(tǒng)納標(biāo)組和羅富組(圖2)。為主要賦礦層位。主要巖性為石英砂巖、鈣質(zhì)硅質(zhì)巖、泥巖、泥灰?guī)r、鈣質(zhì)泥巖。

受多期構(gòu)造活動的影響，礦區(qū)構(gòu)造格局比較復(fù)雜，褶皺、斷裂、節(jié)理、裂隙發(fā)育。礦區(qū)內(nèi)褶皺主要有芒場背斜和由其引起的次一級NNW和NW向褶皺，同時還發(fā)育有少量NE向褶皺。芒場背斜是主要褶皺構(gòu)造，軸向約340°，東翼緩、西翼陡，控制了爛坳、大山、馬鞍山等礦床的分布。礦床內(nèi)斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，NNW向斷裂最為發(fā)育，是主要的控巖、控礦斷裂。

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖分布較多，地表出露20多條黑云母石英閃長玢巖、花崗斑巖、石英斑巖脈，在匯龍坳深部有隱伏黑云母花崗巖和白云母斑狀花崗巖體，分三次侵入，屬燕山晚期侵入體。晚階段侵入的花崗巖體比早階段侵入的花崗巖體有較低的酸度和分異程度，巖體為高硅、鋁，富鉀、低鈉，貧鎂、鐵、鈣，屬陸殼重熔巖漿型花崗巖(S型)，花崗巖體為含錫、稀有金屬成礦巖體。其圍巖從下往上，從里往外，含鈣的泥質(zhì)巖石依次變質(zhì)成黑云-紅柱石角巖、透輝-石榴石角巖、透閃石角巖及角巖化巖石。芒場隱伏花崗巖體無論是在空間、時間上，還是在物質(zhì)來源上，均與本區(qū)錫多金屬礦床的形成有著密切的關(guān)系，它是形成本區(qū)礦床的重要含礦母巖[8]。

2.2 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)有礦體220個[12]，其中以細(xì)網(wǎng)脈型似層狀礦體為主要礦體類型，大脈型銀錫鋅礦體次之，另有接觸破碎帶礦體、似層狀—網(wǎng)脈型礦體。礦體分布相對集中，規(guī)模大小不等，最長1100 m，最寬1200 m，總體走向近SN，傾向NE。大脈型銀錫鋅礦體受斷裂控制，含礦斷裂多見于羅富組下段第一分層中，其頂、底板圍巖均為具有硅化、綠泥石化、碳酸鹽化的角巖；細(xì)網(wǎng)脈型似層狀多產(chǎn)于納標(biāo)組上段的石英砂巖或砂巖中，有礦體55個，其中細(xì)網(wǎng)脈型似層狀綜合礦體43個(從中又圈出單獨錫礦體34個)，大脈型銀錫鋅礦體12個。

2.2.1 細(xì)網(wǎng)脈型似層狀礦體

為礦區(qū)主要礦體類型，納標(biāo)組上段第二分層為主要含礦層位，第三、第一分層居次，第四分層賦存一些小規(guī)模的似層狀礦體。礦體沿層產(chǎn)出，產(chǎn)狀與圍巖基本一致，走向320°～330°，傾角25°～50°，局部傾角5°～15°，礦化連續(xù)，礦體穩(wěn)定，厚度較大(圖3)。

主要礦體特征：

61-2號礦體：分布于35～54線，底板高程501～1102 m。總體走向NNW、傾向NEE，傾角25°～50°，礦體長1050 m，寬100～1000 m，厚0.50～12.83 m，平均厚4.97 m，礦體厚度變化系數(shù)為63%。50～54線，PK4016、ZK5009至PD404-CM4E一線以西，礦體厚2.19～12.08 m，平均厚6.82 m。鋅礦化均勻，Zn品位為0.98%～4.23%，平均1.96%。

62-2號礦體：底板高程500～1088 m，分北、中、南三段。北段分布于35線及其兩側(cè)，長100 m，寬90 m；中段分布于35～43線，長490 m，寬300 m；南段分布于46～54線，長510 m，最寬1100 m。礦體厚0.49～22.13 m，平均厚5.97 m，厚度變化系數(shù)為83%，屬不規(guī)則。

63-2號礦體：分布于35～54線，底板高程557～1080 m。礦體呈SN走向，長1050 m，寬100～1020 m，一般寬450 m，平面形態(tài)不甚規(guī)則。礦體厚0.73～16.18 m，平均厚4.44 m，厚度變化系數(shù)為67%，屬較規(guī)則。

64-2號礦體：底板高程663～1065 m，分南、北兩段。北段分布于39～43線，長200 m，寬110 m；南段分布于44～54線，長590 m，寬100～730 m，一般寬300 m，礦體厚0.36～38.51 m，平均厚7.90 m，厚度變化系數(shù)為91%，屬不規(guī)則。

2.2.2 大脈型銀錫鋅礦體

受斷裂控制，呈脈狀和透鏡狀，礦體產(chǎn)狀與含礦斷裂產(chǎn)狀基本一致(圖4)。

主要礦體特征：

21號礦體：分布于48～56線之間，礦體走向約158°，傾向68°，傾角46°～66°。礦體分南北兩段，南段長50 m，北段長270 m，礦體厚0.33～3.30 m，平均厚1.32 m，埋藏高程711～934 m。Zn品位為0.93%～7.99%，平均品位為4.27%；Pb品位為0.12%～1.61%；Ag、Sn、Zn品位分別為(1.4～210.1)×10-6、0.15%～5.32%、2.00%～6.18%，平均品位分別為38.26×10-6、0.54%、3.92%。該礦體中部向地表有變富的趨勢，向深部變薄變貧，向北、向南沿走向有尖滅的趨勢。

17號礦體：分布于43～56線之間，礦體埋藏高程761～1126 m。走向140°～170°，傾向NE，傾角46°～87°，礦體長450 m,寬100～340 m，一般寬200 m。礦體厚0.28～12.15 m，平均厚2.34 m。Ag、Sn、Zn品位分別為0～181×10-6、0.04%～1.75%、0.14%～6.80%，平均品位分別為64.1×10-6、0.30%、3.21%。向地表品位變富，沿走向、傾向迅速變貧，厚度變小。

2.2.3 獨立錫礦體

從細(xì)網(wǎng)脈型似層狀礦體中圈出獨立錫礦體共計34個，其總的特點是規(guī)模不大，礦化不均勻至極不均勻，礦體形狀復(fù)雜(圖4、圖5)。

主要礦體特征：

62-2-2號：寓于62-2號礦體中，分布于46～54線之間，礦體走向南北，長1000 m，寬100～460 m。形狀復(fù)雜。礦體含Sn 0.220%～1.940%、平均0.493%，Zn 0.703%～5.908%、平均2.177%，其品位變化系數(shù)分別為79%、75%，屬較均勻。礦體厚0.39～8.49 m，平均厚3.81 m，礦體厚度變化系數(shù)為77%，屬較規(guī)則。錫礦化淺部比較富集，向深部迅速變貧，以至尖滅。

61-2-2號：寓于61-2號礦體內(nèi)，礦化不連續(xù)，主要分布44～50線一帶，其長軸方向為60°，長900 m，寬100～580 m。另外于52線、54線，也見到該礦體。平均厚1.69 m，平均Sn品位0.337%、Zn 2.374%。

13號礦體：分布于50～56線之間，礦體埋藏高程981～1146 m，走向約139°，傾向NE，傾角37°～73°。礦體長395 m，寬50～185 m，一般寬120 m。礦體厚0.94～6.21 m，平均厚2.17 m。Ag、Sn、Zn品位分別為(8.8～162.5)×10-6、0.009%～0.924%、0.099%～14.716%，平均品位分別為69.9×10-6、0.194%、3.475%。

22號礦體：分布于48～39線之間，礦體埋藏高程738～1110 m，走向180°，傾向E，傾角47°。礦體長600 m，寬50～150 m，一般寬100 m。礦體厚0.3～2.2 m，平均厚1.03 m。Ag、Sn、Zn品位分別為0～510.8×10-6、0.020%～1.55%、0.528%～18.86%，平均品位分別為64.3×10-6、0.291%、5.071%。

2.3 礦石物質(zhì)組成

本礦床礦物種類繁多，主要礦石礦物有鐵閃鋅礦、錫石、黃鐵礦、磁黃鐵礦、毒砂、閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、脆硫銻鉛礦；次要礦物有黑鎢礦、白鎢礦、輝鉬礦、膠黃鐵礦、黝錫礦、銀黝銅礦；脈石礦物主要有石英、方解石、菱錳鐵礦、富錳菱鐵礦、菱鐵礦、長石、云母、白云石、鐵白云石、陽起石、透輝石等；氧化礦石礦物有菱鋅礦、異極礦、鋅釩、褐鐵礦、鉛礬、黃銻礦、銻華、臭蔥石等。礦床內(nèi)最常見的礦物組合為銀、鉛、銻硫鹽-方鉛礦-閃鋅礦組合，其次有錫石-毒砂-石英組合，方鉛礦-鐵閃鋅礦組合，脆硫銻鉛礦-閃鋅礦、輝銻礦-碳酸鹽組合等。礦物生成順序[8]見表1。

礦石化學(xué)成分以Sn、Zn為主，其次為Pb、Ag，礦區(qū)平均品位Sn 0.39%、Zn 1.92%、Pb 0.36%、Ag 123.563×10-6，伴生有用組分為Cu、Ga、Cd可綜合利用。

2.4 礦石類型與結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石類型有致密塊狀礦石、角礫狀礦石、浸染狀礦石。礦石結(jié)構(gòu)有自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)(圖6a)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)(圖6b)、交代結(jié)構(gòu)(圖6c)、乳滴狀結(jié)構(gòu)(圖6d)等[13]。礦石構(gòu)造有細(xì)網(wǎng)脈狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、網(wǎng)脈浸染狀構(gòu)造等。

2.5 圍巖蝕變

礦床圍巖蝕變強(qiáng)烈，主要蝕變類型為硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化、螢石化、云英巖化和電氣石化。硅化分布最普遍，電氣石化、云英巖化局限于花崗巖體接觸帶，螢石化和菱錳鐵礦化多發(fā)育在大脈型礦體中，方解石化、白云石化發(fā)育在鈣質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r中。以上蝕變作用常在圍巖和礦體中同時出現(xiàn)，與成礦關(guān)系密切。在礦體中硅化、白云石化一起出現(xiàn)時，錫鉛鋅礦化增強(qiáng)。

3 礦床成因

3.1 成礦物質(zhì)來源

據(jù)《廣西錫礦》資料[14]，丹池泥盆系成礦元素豐度 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)：10-6) Sn 1.12～2.41 (芒場最高4.8～5.8、地殼豐度1.70)，濃集系數(shù)介于1～2之間；而Sb、Pb、Cu、Zn元素豐度 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)：10-6) 分別為1.16～13.21、15.17～42.61、16.63～71.07、33.13～130.45，各元素的地殼豐度 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)：10-6) 分別為Sb 0.60、Pb 12、Cu 63、Zn 94，濃集系數(shù)分別為6.13、4.26、3.19和3.24，說明Sb、Pb在泥盆系中有明顯的富集，本區(qū)地層中Cu、Zn、Sn元素參與了成礦 (但不是主要來源)。地層中Sb、Pb的豐度為Sn的10倍以上，地層來源的傾向明顯 (具有雙源特點[15])。

芒場大山礦區(qū)成礦花崗巖，與大廠龍箱蓋特征基本相似，斑狀黑云母花崗巖和等粒狀黑云母花崗巖微量元素含量 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)：10-6) 為Sn 27.2～34.3、Cu 71～94、Pb 23.3～26.6、Zn 30.7～50.7，遠(yuǎn)高于維氏酸性巖石平均含量，說明一部分成礦物質(zhì)與巖漿活動有關(guān)，巖漿熱液中含有豐富的Sn、Cu、Pb、Zn成礦物質(zhì)。

鉛同位素特征：據(jù)廣西第七地質(zhì)隊資料[8]，鉛同位素組成見表2，礦石鉛同位素組成變化范圍小，鐵閃鋅礦、閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦鉛同位素206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb 三組比值都很接近，地層(D2n、D2l)鉛同位素組成變化范圍較小，與礦石鉛同位素組成很相似，芒場侵入巖鉛同位素組成變化較大，在鉛同位素組成坐標(biāo)圖上(圖7)，礦石鉛同位素和地層鉛同位素投影點均落在造山帶鉛演化曲線附近(多數(shù)在曲線以上)，分布比較集中。因此認(rèn)為鉛主要是來自沉積巖。

表2 芒場大山錫多金屬礦床鉛同位素組成

硫同位素特征：以負(fù)值為主，δ34S為 -12.09‰～+0.71‰，其中，閃鋅礦中 δ34S 為 -6.63‰～-0.64‰；鐵閃鋅礦中 δ34S 為 -11.53‰～+1.31‰；方鉛礦中 δ34S 為 -7.2‰～-2.9‰；磁黃鐵礦中 δ34S 為 -12.09‰～-4.89‰，黃鐵礦、膠黃鐵礦中 δ34S 為 -10.69‰～+0.71‰；毒砂中 δ34S 為 -4.9‰～1.1‰，在硫同位素直方圖上 (圖8) δ34S 分布彌散，不具塔式分布特征，呈墻垛狀多峰分布。說明硫具有多來源，但主要以沉積硫為主。同時也反映了成礦的多期性。

3.2 成礦流體特征

3.2.1 成礦溫度

在不同礦脈帶中與金屬礦物共生的石英包裹體均一溫度在變質(zhì)改造成礦期為280℃～430℃，熱液疊加改造成礦期為130℃～370℃，閃鋅礦等礦物的爆裂溫度為250℃～400℃，與均一法測溫結(jié)果基本一致，說明成礦作用是在高-中溫條件下形成的。

3.2.2 包裹體特征

據(jù)王春惠等[16]，石英包裹體有氣相、氣液相、純液相及多相包裹體四種類型，以氣液包裹體為主；多相包裹體以含大量子礦物及液相CO2為特征，子礦物以鈉鹽為主，尚有少量鉀鹽。包裹體成分中以含 Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-和CO2為主，部分樣品中出現(xiàn) [K+]>[Na+] 的現(xiàn)象，顯示含礦流體與巖漿熱液有一定關(guān)系。

3.2.3 氫氧同位素組成

據(jù)廣西第七地質(zhì)隊(1995)資料[8]，不同巖石氧同位素δ18OSMOW組成：巖漿巖中為1‰～13‰，變質(zhì)巖中為1‰～22‰，沉積巖中為7‰～38‰。錫石 δ18O 值在巖漿巖氧同位素范圍內(nèi)，石英 δ18O 值偏低，其他礦物和巖石 δ18O 值高，在變質(zhì)和沉積巖氧同位素組成范圍內(nèi)，組成以上礦物和巖石的水溶液主要以變質(zhì)水和大氣降水為主，并有巖漿水的參入。而石英包裹體 δDSMOW為 -86.8‰～-44.8‰，δ18OH2OSMOW為δO18H2O+7.34‰～+14.66‰，在 δD - δ18O 組成坐標(biāo)圖上(圖9)，大山礦床投影點落在變質(zhì)水區(qū)及與巖漿水區(qū)交界處，距隱伏巖體較近的匯龍坳礦石中石英氫、氧同位素投影點落在巖漿水區(qū)或巖漿水區(qū)與變質(zhì)水區(qū)交界處。說明成礦熱水可能是巖漿水與變質(zhì)水的混合水溶液。

3.2.4 碳氧同位素組成

據(jù)廣西第七地質(zhì)隊(1995)[8]資料，除兩個樣 δ13C 在 -5.148‰～+5.458‰之間，其余7個樣品在-2.728‰～+1.79‰ 之間，即接近零值。δ13C - δ18O組成坐標(biāo)圖上(圖10)，灰?guī)r、泥巖、無礦方解石脈的方解石 δ13C - δ18O 投影點落在沉積碳酸鹽區(qū)，角巖和近隱伏巖體灰?guī)r投影點落在熱液碳酸鹽區(qū)，據(jù)廣西第七地質(zhì)隊研究，碳主要來自沉積巖，部分為其他來源。

3.3 成礦時代

據(jù)王思源等(1990)[17]計算的鉛模式年齡，大脈型礦體礦石鉛模式年齡為214 Ma～142 Ma；似層狀礦體礦石鉛模式年齡為399 Ma～288 Ma；侵入巖 K-Ar 法和 Rb-Sr 法計算的年齡值94.7 Ma～81 Ma，據(jù)此認(rèn)為鉛主要來自沉積巖，其成礦時代應(yīng)在泥盆系之后，成礦年齡應(yīng)小于354 Ma，成礦作用可能發(fā)生于華力西末期—印支期。

芒場隱伏花崗巖體全巖 Rb-Sr 法及 K-Ar 法年齡測定為81 Ma～96 Ma[18]，據(jù)此將巖體劃歸燕山晚期。芒場隱伏花崗巖體無論是在空間、時間上，還是在物質(zhì)來源上，均與本區(qū)錫多金屬礦床的形成有著密切的關(guān)系，它是形成本區(qū)礦床的重要含礦母巖。圍繞隱伏巖體存在著明顯的元素水平及垂向分帶特征。本區(qū)的Cu、Zn、Sn成礦時期應(yīng)為燕山晚期。

3.4 成礦機(jī)理和成礦模式

芒場大山錫多金屬礦床成礦作用，與沉積作用、構(gòu)造作用、巖漿作用緊密相關(guān)，存在兩期成礦作用。

丹池地區(qū)泥盆紀(jì)—二疊紀(jì)一直是臺溝相環(huán)境，晚古生代沉積以碎屑巖夾碳酸鹽巖為主的泥盆系，芒場大山錫多金屬礦床賦礦地層為中泥盆統(tǒng)納標(biāo)組和羅富組，巖性組合為中—細(xì)粒石英砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥頁巖、泥灰?guī)r；Sb、Pb在泥盆系中有明顯的富集，Cu、Zn、Sn元素參與了成礦，并且經(jīng)沉積、變質(zhì)或巖漿作用初步富集形成的源巖，在重熔或上侵過程中，將圍巖中的Sn、Cu、Zn活化帶入花崗巖巖漿中?！暗V源”包含深部巖漿巖源及上部被侵蝕的一整套圍巖，Sn主要通過源巖重熔、分異、巖漿晚期氣液蝕變等方式富集。燕山晚期酸性花崗巖侵入，巖體為高硅、鋁，富鉀、低鈉，貧鎂、鐵、鈣，屬地殼重熔型成礦花崗巖體(S型)，是成礦的主要礦源及熱源。

芒場背斜軸部及兩翼羅富組、納標(biāo)組層間斷裂破碎帶為構(gòu)造成礦活動提供必要的活化遷移通道和容礦空間，NNW向、近SN向斷層同NE向斷層交叉構(gòu)成格狀斷裂系統(tǒng)，礦體呈鋸齒狀、脈狀、折線狀等賦存在NNW向、近SN向裂隙中。蝕變特征為螢石化、電氣石化、絹云母化、硅化、碳酸鹽化、綠泥石化等。礦體形態(tài)有陡似層狀、傾斜裂隙脈狀、透鏡狀、網(wǎng)脈狀、不規(guī)則狀。礦床類型為沉積—巖漿熱液改造型錫多金屬礦，其成礦模式見圖11。