蔣 劍，陳雪源，李昌明，覃洪鋒，葉家輝，，梁國科，尹庭旺，張辰光

(1.中國地質(zhì)調(diào)查局花崗巖成巖成礦地質(zhì)研究中心，湖北 武漢 430205；2.廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，廣西 南寧 530023； 3.廣西壯族自治區(qū)第四地質(zhì)隊，廣西 南寧 530031；4.中國-東盟地學(xué)合作中心(南寧)，廣西 南寧 530023；5.信陽師范學(xué)院 地理科學(xué)學(xué)院/豫南巖礦寶玉石鑒定及加工中心，河南 信陽 464000)

0 引言

右江成礦帶是我國重要微細粒浸染型金礦集中區(qū)。目前，桂西地區(qū)已發(fā)現(xiàn)微細粒浸染型金礦床、點近40處，如隆或金礦、馬雄金銻礦、坡巖金銻礦、菜家灣金礦、八渡金礦、金牙金礦、者隘金礦、高龍金礦、龍川世加金礦等(圖1)，找礦前景良好[1-5]。但關(guān)于該成礦帶的微細粒浸染型金礦的礦床成因類型及成礦流體和成礦物質(zhì)來源一直存在爭議。成礦流體來源主要存在兩種觀點：一種認為成礦流體來源于深部，與深源巖漿巖有關(guān)系，也是主流觀點[2-3，6-7]。第二種認為，滇、黔、桂地區(qū)金銻礦的原生成礦流體主要源于上地幔分異，但來自深部的成礦流體在運移過程中不同程度的受到地殼(地層)物質(zhì)的混染，掩蓋了其實質(zhì)成礦物質(zhì)來源[8-10]。成礦物質(zhì)來源主要存在三種觀點：一種認為主要的成礦物質(zhì)源于基性巖漿(輝綠巖、玄武巖)活動[11-14]；另一種認為成礦物質(zhì)多數(shù)源自賦礦地層，輝綠巖提供成礦物質(zhì)有限[15-16]；第三種觀點認為成礦物質(zhì)大都來源于深部，少量源于地殼，具有同(重)熔巖漿的幔源特征，與輝綠巖和圍巖關(guān)系不明顯[6]。

馬雄金礦床作為桂西右江成礦帶典型的微細粒浸染型金礦床，前期對其地質(zhì)特征、礦化富集規(guī)律、找礦標志、地質(zhì)地球化學(xué)特征、控礦地質(zhì)因素、成礦模式及成因等進行了大量研究，取得了豐碩的成果[17-23]。但是，對礦石元素地球化學(xué)特征卻很少有研究報道，嚴重制約了區(qū)內(nèi)找礦工作。在野外調(diào)查基礎(chǔ)上，通過對礦床的微量、稀土元素地球化學(xué)特征分析，結(jié)合礦床的地質(zhì)特征，探討馬雄金礦成礦物質(zhì)和成礦流體來源，為后續(xù)找礦方向或同類型礦床的研究提供新資料。

1 地質(zhì)背景

馬雄金礦床位于古特提斯構(gòu)造域與太平洋構(gòu)造域的交匯部位，位于華南、印支和思茅地塊三者交界的南盤江—右江裂谷盆地桂西北坳陷北部(圖1)，馬雄背斜核部靠南西翼[21，24-27]。礦區(qū)出露地層從老到新有寒武系、泥盆系、石炭系、二疊系(圖2)，巖性主要有白云巖夾硅質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r、泥質(zhì)粉砂巖、炭質(zhì)粉砂巖、泥灰?guī)r、硅質(zhì)巖、泥巖、鈣質(zhì)泥巖，局部夾多層火山凝灰?guī)r。其中主要賦礦圍巖為下泥盆統(tǒng)郁江組(D1y)泥質(zhì)粉砂巖夾炭質(zhì)粉砂巖、泥灰?guī)r。區(qū)內(nèi)褶皺和斷裂構(gòu)造發(fā)育，其中NW向斷裂和背斜是本區(qū)的主要控礦構(gòu)造。褶皺基底為加里東期褶皺，印支期褶皺為蓋層。斷層主要以近EW(包括NWW、NEE)為主，如右江斷裂北西段—隆林大斷裂(包括隆林斷層、冷水?dāng)鄬?、馬雄斷層、洞等斷層)。區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育，以基性巖為主，多沿短軸背斜翼部呈環(huán)帶狀出露，巖性以輝綠巖為主。在二疊系及三疊系地層中均發(fā)育有玄武質(zhì)角礫集塊巖、火山角礫巖、凝灰?guī)r等基性火山巖。

根據(jù)礦體分布特征，礦區(qū)主要由Ⅰ礦段和Ⅱ礦段組成。Ⅰ礦段位于馬雄河的南西側(cè)，Ⅱ礦段位于北東側(cè)。Ⅰ礦段延長1350 m，由Ⅰ-1和Ⅰ-2兩個礦體組成。Ⅰ-1礦體位于北西端延長450 m，金最高品位為1.40×10-6，最低品位為0.50×10-6，Au平均品位為0.84×10-6。Ⅰ-2號礦體位于南端，延長90 m，平均厚22.89 m；Au平均品位為0.83×10-6。Ⅱ礦段礦體主要呈層狀，平均厚1.64 m，延長869 m，礦化連續(xù)，品位分布均勻，Au平均品位為2.28×10-6。

礦石類型分原生礦與氧化礦兩種(圖3a、3b、3c)。目前原生礦石還不能利用，原生礦中黃鐵礦和毒砂含量比較高，黃鐵礦(含砷黃鐵礦)呈四方體星點狀分布于巖石中，毒砂以細小短柱狀和針狀為主。非金屬礦物主要有石英、方解石、白云石、絹云母等。目前能開采利用的為上部氧化微細粒型金礦，氧化礦石中金屬礦物主要有褐鐵礦，次要為少量黃鐵礦、磁鐵礦等；非金屬礦物主要有石英、方解石、黏土礦物等。

礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變不強烈，主要有黃鐵礦化、毒砂化、硅化、退色化等。①黃鐵礦化：呈自形—半自形晶星散狀、浸染狀分布于蝕變圍巖中，蝕變寬度數(shù)十厘米至數(shù)米不等，在氧化帶中表現(xiàn)為褐鐵礦及鐵質(zhì)細脈(圖3d)，為主要的載金礦物，呈浸染狀、團塊狀及不規(guī)則狀產(chǎn)出。②毒砂化：呈針狀、短柱狀自形晶浸染于圍巖中，在氧化帶中毒砂已氧化成砷華。③硅化：普遍發(fā)育于圍巖中，弱硅化有利于金的富集。④退色化：粉砂質(zhì)泥巖普遍有退色化作用，主要發(fā)育于斷裂破碎帶的旁側(cè)。

2 礦床元素地球化學(xué)特征

共選取18件有代表性的巖礦石樣品進行了稀土元素和微量元素地球化學(xué)特征研究，由中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)研究所測試實驗室分析測試，測試方法詳見文獻[28]。其中 MX01～MX07 樣品采自輝綠巖MX08～MX10、MX11～MX13及MX14～MX17分別采自 I-1、Ⅰ-2及Ⅱ-1號礦體，MX18采自圍巖(砂巖)。

2.1 微量元素特征

馬雄金礦礦石及圍巖、輝綠巖微量元素分析結(jié)果見表1。礦石中相對富集Rb、Ba等大離子親石元素，質(zhì)量分數(shù)分別為(26.4～198.5)×10-6、(432～3170)×10-6，Sr明顯的虧損，質(zhì)量分數(shù)為(4.6～100.5)×10-6。高場強元素中Zr質(zhì)量分數(shù)為(87～449)×10-6，Y含量次之，Ta和Hf含量較低。Nb/Ta比值介于9.00～14.88之間，平均比值為10.78；Zr/Hf比值在33.46～36.96之間，平均比值為35.98；Rb/Sr比值在1.39～18.00之間，平均比值為4.96；Th/U比值在1.11～5.15 之間，平均比值為3.54；Sr/Ba比值小于1.0。由馬雄金礦微量元素蛛網(wǎng)圖(圖4a)可知，礦石曲線特征整體上相似，相對富集Rb、Zr、Nb、Cs、Ba、W、Th、U等元素，相對虧損Sr元素，Sn、Hf、Y及Ta未見明顯富集和虧損。圍巖及輝綠巖相對富集Rb、Zr、Nb、Cs、Ba等元素，相對虧損Y、Sn元素，Hf、Ta、W、Th、U未見明顯富集和虧損。

表1 馬雄金礦微量元素含量特征

2.2 稀土元素特征

馬雄金礦的礦石、圍巖及輝綠巖的稀土元素測試結(jié)果見表2，其中礦石稀土總量為(73.80～237.17)×10-6，平均值為172.20×10-6；圍巖稀土總量為230.10×10-6；輝綠巖稀土總量為(103.73～176.40)×10-6，平均值134.89×10-6；礦石稀土總量低于圍巖、高于輝綠巖。礦石LREE/REE比值在8.57～15.11之間，平均比值為10.86，相對富集輕稀土；(La/Yb)N比值為6.64～12.17，平均比值為8.66，輕稀土分餾程度較高；δEu異常變化范圍為0.57～0.85，平均值為0.65，Eu負異常中等；δCe介于1.02～1.15之間，平均值為1.08，Ce正異常不明顯。圍巖LREE/HREE比值為18.93，(La/Yb)N比值為11.16，δEu 0.66，δCe 1.03；輝綠巖LREE/HREE比值在7.75～9.35之間，(La/Yb)N比值為6.49～8.70，δEu異常變化范圍為0.85～1.04，平均值為0.95，Eu負異常不明顯，δCe介于0.93～1.05之間，平均值為1.00，Ce異常不明顯。礦石和圍巖特征曲線均呈平緩右傾型(圖4b)，與輝綠巖稀土特征基本一致，均具輕稀土相對富集，重稀土略微虧損、分餾程度高、Eu中—輕度虧損、Ce無異常或輕微富集的特征。

表2 馬雄金礦稀土元素含量特征

3 討論

3.1 成礦流體來源

馬雄金礦礦石和圍巖稀土元素特征曲線均呈平緩右傾型，與輝綠巖稀土特征基本一致，均具輕稀土相對富集，重稀土略微虧損、分餾程度高、Eu中—輕度虧損、Ce無異常或輕微富集的特征，表明馬雄金礦床的成礦流體來源應(yīng)該與輝綠巖同源，具有深部來源特征。礦石的稀土配分模式整體非常相似，表明該礦區(qū)成礦流體較為穩(wěn)定。

Y/Ho、Zr/Hf及Nb/Ta元素具有相近的離子半徑和電價，其地球化學(xué)行為具有緊密的一致性[30]。因此，Y/Ho、Zr/Hf和Nb/Ta比值在同一熱液體系中較為穩(wěn)定，但當(dāng)體系受到干擾變化時，如發(fā)生熱液活動和交代作用時，這些元素對會發(fā)生明顯的分異，表現(xiàn)為不同樣品之間同一元素對的比值有較大的變化范圍[31-32]。

馬雄金礦礦石的Y/Ho比值為25.13～30.56，平均比值為27.77；輝綠巖的Y/Ho比值為26.76～28.63，平均比值為27.53；圍巖的Y/Ho比值28.33；均與地幔(Y/Ho比值=25～30)和中國東部大陸地殼(Y/Ho比值=20～35)相似[33]，與地幔Y/Ho比值更為接近。礦石的Zr/Hf比值為33.46～37.4，平均比值為35.98；Nb/Ta比值介于9.00～14.88之間，平均比值為10.78。輝綠巖的Zr/Hf比值為38.30～40.94，平均比值為39.85；Nb/Ta比值介于14.79～16.19之間，平均比值為15.48。圍巖的Zr/Hf比值為37.67，Nb/Ta比值12.75，均與地幔(Zr/Hf比值=36.25，Nb/Ta比值=17.39)相近，與大陸地殼值(Zr/Hf比值=33.33，Nb/Ta比值=11.00)相似[34]。Y/Ho比值、Zr/Hf比值和Nb/Ta比值表明馬雄金礦的成礦流體與輝綠巖同源，均具殼?；旌咸卣?，同時也表明成礦流體的性質(zhì)相對穩(wěn)定。

根據(jù)Ce和Eu異常模式可以判定成礦流體的物化性質(zhì)[10，28]。馬雄金礦礦石δEu異常介于0.57～0.85，平均值為0.65；δCe介于1.02～1.15之間，平均值為1.08，顯示明顯Eu負異常，Ce異常不明顯，指示其形成于氧逸度較低相對還原的成礦環(huán)境。Th、U的質(zhì)量比值可反映成巖成礦地質(zhì)環(huán)境的氧化還原特征[35]。馬雄金礦礦石Th/U比值介于1.11～5.15之間，平均比值為3.54(大于1.25)，同樣表明其成礦地質(zhì)環(huán)境為缺氧的還原環(huán)境。

同時，利用稀土和高場強元素關(guān)系對成礦流體性質(zhì)進行判別分析[10，36-37]，馬雄金礦的礦石具輕稀土相對富集，Th/La比值、Nb/La比值變化范圍分別為0.18～0.38、0.11～0.93，均小于1，Hf/Sm比值除MX09、MX12～MX13及MX15外(分別為1.14、1.30、1.12、1.85)，其余樣品比值均小于1。上述特征表明成礦流體主體以富Cl為特征。

3.2 成礦物質(zhì)來源

據(jù)楊懷順(2007)[27]研究馬雄金銻礦床成礦溫度為140℃～300℃，屬中低溫?zé)嵋旱V床。在熱液礦床中，稀土元素的地球化學(xué)性質(zhì)在巖漿和成礦作用過程物理化學(xué)條件變化時并不發(fā)生改變，其稀土組成與母體溶液保持一致，因此熱液礦物的稀土元素特征可以示蹤成礦熱液和成礦物質(zhì)的可能來源[38-39]。馬雄金礦礦石Sr/Ba比值在0.003～0.142之間，均小于1，符合熱液礦床的特點[28]。馬雄金礦礦石與圍巖、輝綠巖的稀土元素球粒隕石標準化配分模式圖曲線趨勢較為類似，總體呈相同的平緩右傾型，但在某些特征參數(shù)上卻有明顯的區(qū)別，指示了其成礦物質(zhì)有來源于圍巖地層及輝綠巖的可能性，表明其物質(zhì)來源具有相似性。礦石稀土總量低于圍巖、高于輝綠巖，暗示輝綠巖不是成礦物質(zhì)的主要來源，主要成礦物質(zhì)可能來自富礦圍巖或深部流體。

另外，根據(jù)微量元素數(shù)據(jù)，圍巖砂巖w(Au)為6×10-9，是中國地殼克拉克值 [w(Au)=2.25×10-9] 的2.67倍，是中國沉積層克拉克值 [w(Au)=1.20×10-9] 的5倍[40]，因此圍巖地層可能為成礦作用提供了Au；輝綠巖平均w(Au)=4.3×10-9，比克拉克值高，與世界基性巖的金豐度值(4.0×10-9)相當(dāng)[41]，因此輝綠巖即便為成礦提供成礦物質(zhì)，其貢獻也是極為有限。

綜上所述，馬雄金礦床成礦流體可能與輝綠巖同源，可能來源于深部地幔，與深源巖漿巖有關(guān)系，成礦流體在運移過程中不同程度的受到地殼(地層)物質(zhì)的混染，所以顯示出殼?；旌咸卣鳌?/p>

4 結(jié)論

通過對馬雄金礦床地質(zhì)特征、微量及稀土元素地球化學(xué)特征的研究，得出以下幾點結(jié)論：

1)馬雄金礦礦石微量元素特征相似，相對富集Rb、Zr、Nb、Cs、Ba、W、Th、U等元素，相對虧損Sr元素，Sn、Hf、Y及Ta未見明顯富集和虧損。礦石稀土元素特征曲線呈平緩右傾型，與輝綠巖稀土元素特征基本一致，均具輕稀土相對富集，重稀土略微虧損、分餾程度高、Eu中—輕度虧損、Ce無異?；蜉p微富集的特征。

2)Y/Ho、Zr/Hf 和 Nb/Ta 比值表明馬雄金礦成礦流體性質(zhì)相對穩(wěn)定，與輝綠巖同源，均具殼?；旌咸卣?；礦石輕稀土及 Th/La、Nb/La、Hf/Sm 比值變化范圍特征表明，其成礦流體主體以富Cl為特征；礦石具明顯的Eu負異常，Ce異常不明顯特征，Th/U 平均比值為3.54，表明其成礦流體體系為還原環(huán)境。

3)礦石稀土總量低于圍巖、高于輝綠巖，結(jié)合圍巖和輝綠巖中w(Au)與其地殼克拉克值對比分析，表明馬雄金礦主要成礦物質(zhì)來源可能來自富礦圍巖或深部流體，輝綠巖不是成礦物質(zhì)的主要來源。