王成輝, 劉善寶, 郭春麗, 黃 凡, 陳振宇, 陳鄭輝, 應(yīng)立娟

(國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室, 中國地質(zhì)科學(xué)院 礦產(chǎn)資源研究所, 北京 100037)

南嶺地區(qū)與金礦有關(guān)巖漿巖成礦專屬性初探

王成輝, 劉善寶, 郭春麗, 黃 凡, 陳振宇, 陳鄭輝, 應(yīng)立娟

(國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室, 中國地質(zhì)科學(xué)院 礦產(chǎn)資源研究所, 北京 100037)

南嶺地區(qū), 尤 其是贛南粵 北地區(qū), 以富 產(chǎn)鎢錫鉬鉍 等有色金屬 礦床著稱, 貴 金 屬不是很發(fā) 育, 特別是金 礦床不多, 但 南嶺周邊地區(qū)金礦不少。究竟是什么原因, 導(dǎo)致這兩類金屬礦的空間產(chǎn)出差異？這一問題日益引起重視。本文初步總結(jié)了南嶺地區(qū)與金礦具有較明顯成因聯(lián)系的巖漿巖的地質(zhì)特征及地球化學(xué)特點, 并與成鎢錫礦巖漿巖進行了初步對比, 探討了該類巖漿巖的起源特征。研究表明, 與金成礦有關(guān)的巖漿巖一般為淺成的中性、中酸性巖, 通常呈巖株、巖筒或 巖 脈 產(chǎn) 出 。 在 地 球 化 學(xué) 特 征 上 , SiO2含 量 較 低 , 變 化 在 51.42%～68.59%之 間 , 具 有 低 分 異 特 點 ; 全 堿 含 量 較 低 , K2O+Na2O 一般＜7%, K2O＞Na2O, A/CNK 值較小, 一般為準(zhǔn)鋁-弱過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性系列巖石; 高 CaO、MgO、FeO+Fe2O3、TiO2。以富集親鐵元素和虧損 Nb、Ta、Ba、Sr、Ti、P 等元素為特征; LREE/HREE 比值大; Eu 虧損不強烈或略有虧損。上述特征顯示 , 與金礦有關(guān)巖漿巖和與鎢錫礦有關(guān)巖漿巖明顯不同, 其在起源方面具有多來源的特點, 殼幔 相互作用 明顯, 多來源多演化可能正是其成金的重要條件。

南嶺地區(qū); 金礦; 巖漿巖; 成礦專屬性

南嶺地區(qū)是指地理上的五嶺和九連山脈, 在地質(zhì)上也包括在沉積建造、地殼運動、巖漿活動及成礦作用方面密切相關(guān)的地區(qū)(王登紅等, 2010), 其范圍包括桂東南、湘東、粵北、贛南等地(徐志剛等, 2010)。本次研究選擇其主體及部分外延地區(qū), 大致在北緯 22°40′～26°40′、東經(jīng) 109°～117°之間。南嶺地區(qū)礦產(chǎn)資源較為豐富, 是我國鎢、錫、銻、鉍、鉛、鋅等重要礦產(chǎn)資源的傳統(tǒng)基地, 也是世界上獨具特色的與大陸花崗巖有關(guān)成礦作用最為強烈的地區(qū),成礦條件好、找礦潛力大。但從金礦的角度來說, 與膠東、小秦嶺等地區(qū)相比, 已發(fā)現(xiàn)的與巖漿巖有關(guān)的金礦相對較少。而與侵入巖有關(guān)金礦床的一個重要特征就是 產(chǎn) 在 已知的鎢、錫成礦省內(nèi)(Sillitoe, 1991; Hollister, 1992; Newberry et al., 1995; Lang et al., 1997; Lang and Baker, 2001; Mccoy et al., 1997; Thompson et al., 1999; Goldfarb et al., 2001)。因此,作為全球著名鎢、錫成礦省的南嶺地區(qū)(包括鄰側(cè))究竟是不具備形成金礦的條件, 還是已經(jīng)被剝蝕掉了或者尚未被發(fā)現(xiàn)？針對南嶺地區(qū)金礦與巖漿巖之間的關(guān)系, 相關(guān)學(xué)者已經(jīng)進行了一定的探討。陳毓川等(1989)、陳毓川和王登紅(2012)指出南嶺與燕山期中酸-酸性火山-侵入巖有關(guān)的鎢、錫、鈮、鉭、鉬、銅、鉛、鋅、(銀、金)成礦系列和武夷-云開與海西-印支期混合花崗巖有關(guān)的鈮(鉭)、錫、金成礦系列中含有金。王定生(2001, 2002)提出贛南地區(qū)的金銀礦主要賦存于震旦紀(jì)、寒武紀(jì)地層中, 金礦與加里東期花崗巖的關(guān)系比較密切, 而燕山期的花崗巖則與銀礦關(guān)系密切, 斷裂構(gòu)造是金、銀礦化最重要的控制因素, 金銀礦的形成離不開巖漿活動所提供的豐富的成礦物質(zhì)。譚運金(2003)認為南嶺某些地區(qū)與金礦有關(guān)花崗巖和產(chǎn)鎢(鉬鉍)花崗巖在地質(zhì)、地球化學(xué)特征方面具有一定的相似性。華仁民等(2008)則認為與南嶺地區(qū)鎢礦伴生的銅金礦產(chǎn)意義較小,各自對應(yīng)的巖漿巖也有一定區(qū)別。可見, 對于南嶺地區(qū)金礦與巖漿巖之間的關(guān)系存在多種認識, 有必要結(jié)合最新資料和找礦發(fā)現(xiàn)對其內(nèi)在聯(lián)系進行梳理。本文主要從地質(zhì)、地球化學(xué)特征方面對有關(guān)巖漿巖進行分析解剖, 以探討南嶺地區(qū)(及周邊)與金礦有關(guān)花崗巖的專屬性特征。

1 南嶺地區(qū)金礦概況

根據(jù)不完全統(tǒng)計, 南嶺地區(qū)現(xiàn)有金礦產(chǎn)地 318處(含伴生金), 其中大型(含特大型)12 處, 中型 28處(表 1), 小型 100 處, 礦(化)點 178 處, 探明儲量近600 噸。根據(jù)礦床成因分類原則(陳毓川等, 2001), 以成礦作用及其成礦方式、物質(zhì)來源、控礦條件及礦床特征等為依據(jù), 南嶺地區(qū)金礦床可分為與巖漿巖有關(guān)的金礦床和產(chǎn)于沉積建造中的金礦床兩大類,其中與巖漿巖有關(guān)的金礦又可分為與火山巖有關(guān)的金礦床(火山巖型金礦床)、斑巖型金礦床、侵入巖體內(nèi)和接觸帶型金礦床、遠接觸帶型金礦床、巖體內(nèi)外變形帶熱液金礦床(構(gòu)造破碎帶蝕變巖型金礦床)五個亞類; 產(chǎn)于沉積建造中的金礦床又可分為細碎屑-碳酸鹽巖中的微細浸染型金礦床和變質(zhì)碎屑巖中脈型金礦床兩個亞類。

空間上, 不同類型金礦的分布具有一定特點(圖1)。與火山巖有關(guān)金礦主要見于東南沿?；鹕交顒訋? 如福建紫金山金礦, 局部見于桂東大瑤山, 如廣西龍頭山金礦; 與巖漿巖有關(guān)侵入巖體內(nèi)和接觸帶型金礦主要見于廣西和江西, 如廣西新圩金礦和江西上猶焦里金礦; 與巖漿巖有關(guān)的巖體內(nèi)外變形帶熱液金礦床則分布較為廣泛, 可見于南嶺各省區(qū)中, 其成礦也相對較復(fù)雜; 斑巖型金礦可見于廣西大瑤山隆起, 如古里腦金礦。變質(zhì)碎屑巖中脈型金礦主要分布于福建德化(雙橋山金礦)、廣西大瑤山(六梅金礦)、湘西(沃溪金礦)等地, 主要是一些產(chǎn)于較老地層中的金礦; 微細浸染型則主要見于滇黔桂金三角的桂西北(金牙金礦)等地。

表 1 南嶺及周邊地區(qū)主要金礦床產(chǎn)地一覽表Table 1 List of the main gold deposits in the Nanling region and neighboring areas

圖 1 南嶺地區(qū)金礦地質(zhì)礦產(chǎn)圖Fig.1 Geological map of the gold deposits in the Nanling region

從表 1 可以看到, 南嶺地區(qū)有相當(dāng)一部分金礦與巖漿巖活動有關(guān)(包括侵入巖與火山巖), 或直接產(chǎn)于相關(guān)的巖體中(如紫金山、龍頭山), 或與鄰近巖漿巖有直接或間接的關(guān)系(如留龍金礦, 銀坑牛形壩、柳木坑金礦等)。南嶺地區(qū)巖漿活動強烈, 巖體較 多, 分 布 較 廣, 因 此, 金 礦 與 巖 漿 巖 的 關(guān) 系, 特 別是哪些巖體產(chǎn)金, 產(chǎn)金巖體的判別特征等成為南嶺地區(qū)金礦研究的重點。隨著留龍、銀坑橋子坑等一批與巖漿巖有關(guān)金礦找礦勘探方面的突破, 南嶺地區(qū)與金礦有關(guān)巖漿巖成礦專屬性研究顯得尤為重要。

2 南嶺地區(qū)與金有關(guān)巖漿巖主要地質(zhì)特征

南嶺地區(qū)巖漿活動強烈, 自太古宙-第四紀(jì)都有, 其中晚太古代-元古宙以海相基性噴發(fā)和中酸性巖漿侵入為主; 古生代有中酸性巖漿侵入, 其中二疊紀(jì)西部有大規(guī)模玄武巖噴發(fā); 中生代巖漿活動達到高潮, 特別是晚侏羅世-早白堊世, 廣泛發(fā)育多種成因的中酸性侵入巖和火山巖。巖漿活動明顯受區(qū)域 構(gòu) 造 控 制, 特 別 是 中 、新生 代 巖 漿 巖, 不 論 侵 入巖 還 是 火 山 巖 主 要 呈 北 東 向 帶 狀 分 布(黃 崇 軻 等 , 1997)。長期而又復(fù)雜的地質(zhì)演化、巖漿活動, 為區(qū)域上有色、稀土等礦產(chǎn)的形成提供了有利條件, 使得南嶺成為全球著名的鎢錫等有色金屬成礦帶, 同時也形成了一批與巖漿巖活動有關(guān)的金礦。

從表 2 可知, 南嶺地區(qū)及鄰區(qū)與金礦有關(guān)的巖漿巖分布較廣, 總的來說主要集中在閩西南凹陷帶、贛南地區(qū)、桂東大瑤山、湘南粵北一帶。

2.1 閩西南凹陷帶與金礦有關(guān)巖體

閩西南凹陷帶是南嶺地區(qū)重要的貴金屬成礦帶之一, 帶內(nèi)產(chǎn)出有眾多與燕山期火山活動有關(guān)的金礦(點), 其 中 較 大規(guī) 模 的為 紫 金山 金 礦, 近 期 在福建德化縣境內(nèi)發(fā)現(xiàn)一處大型金礦, 表明在東南沿海尋找與次火山巖有關(guān)金礦是該地區(qū)一個重要的找礦方向。

紫金山中生代巖漿巖分布于閩、粵火山斷陷帶錫、鎢、鉛、鋅(金、銀)成礦區(qū), 該區(qū)歷經(jīng)古生代以及中生代強烈的構(gòu)造-巖漿活動, 以形成 NE 向廣闊展布的火山巖帶為特征。紫金山中生代巖漿巖主要形成于晚侏羅世和早白堊世, 晚侏羅世形成的主要是紫金山花崗巖復(fù)式侵入體(圖 2), 與錫礦化有關(guān),復(fù)式巖體大致可分為 154 Ma、150 Ma 及 149 Ma 三次脈動(于波等, 2013), 形成逕美(碎裂中粗?；◢弾r)、五龍寺(中細?；◢弾r)、金龍橋(細?；◢弾r)等巖體。與花崗巖復(fù)式巖體同期的還有才溪巖體,中心相為似斑狀中-粗粒二長花崗巖, 邊緣相為中-細粒二長花崗巖?？臻g上紫金山巖體位于紫金山礦田核心位置, 才溪巖體出露在礦田東北部。早白堊世形成的主要是一套火山-侵入雜巖系列, 與該地區(qū)大規(guī)模的銅金成礦作用有關(guān)。包括火山巖相石帽山群流紋巖、英安巖等, 次火山巖相英安玢巖、隱爆角礫巖, 侵入相的四方花崗閃長巖體、羅卜嶺花崗閃長斑巖體、紫金山深部花崗閃長(斑)巖體等。礦區(qū)中南部為晚期次火山活動的中心。該中心為一呈北東走向, 向北東東傾伏(傾角 30°～50°)的橢圓狀。地貌上呈明顯地向北東開口的環(huán)狀洼地。由于剝蝕較深, 只保留火山通道相?；鹕焦艿纼?nèi)充填英安玢巖, 英安質(zhì)隱爆角礫巖和邊部的復(fù)成分隱爆角礫巖或含角礫英安玢巖; 巖筒外圈為寬 80～200 m 的震碎花崗巖?；鹕焦艿赖撞繛榛鹕角秩胂嗷◢忛W長斑巖,以中?；◢徑Y(jié)構(gòu)為主, 在巖體邊緣帶可相變?yōu)殚W長巖、正長閃長巖、石英閃長巖、石英閃長斑巖和花崗斑巖。在巖筒的北西和南東部, 隱爆角礫巖和英安玢巖沿 NW 向斷裂裂隙密集帶呈脈狀展布(張江, 2001)。金礦的形成主要與晚期的次火山巖和斑巖有關(guān)(張德全等, 1992)。

表 2 南嶺地區(qū)部分與金礦有關(guān)巖漿巖簡表Table 2 Geological features of the magmatic rocks related to gold deposit in the Nanling region

2.2 贛南地區(qū)與金礦有關(guān)巖體

贛南位于南嶺的東段, 盛產(chǎn)鎢、錫、鈮、鉭等稀有、稀土金屬礦產(chǎn), 尤其是黑鎢礦。贛南地區(qū)的有色、稀有金屬礦產(chǎn)在成因上與花崗巖類有緊密的聯(lián)系, 尤其與中生代花崗巖類的聯(lián)系更為密切(陳毓川等, 1989; 王德滋等, 1994; 華仁民等, 2003, 2005;毛景文等, 2007; 王登紅等, 2007)。近年來, 于都銀坑等地金礦找礦突破表明, 在贛南鎢礦密集區(qū)尋找與巖漿巖有關(guān)的金礦具有較大潛力。贛南地區(qū)與金礦有關(guān)的巖體主要有于都銀坑礦田內(nèi)的花崗閃長斑巖(豐成友等, 2006①豐成友, 佘宏全, 張德全. 2006. 閩中-粵東地區(qū)鉛鋅銅礦勘查準(zhǔn)則及新區(qū)預(yù)測. 中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所: 162-218.)、上猶的營前巖體和崇義縣的寶山巖體、興國陳村石英閃長巖(粗玄巖)等。巖性主要為中酸性, 如似斑狀花崗閃長巖、花崗閃長斑巖、花崗閃長巖。

圖 2 福建紫金山銅金礦區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)肖愛芳和黎敦朋，2012)Fig.2 Geological map of the Zijinshan Cu-Au mining field

其中營前巖體位于贛南地區(qū)上猶縣營前鎮(zhèn)金盆鄉(xiāng)一帶, 為一出露面積約 50 km2的復(fù)式巖體, 出露面呈近等軸狀似圓形(圖 3), 侵位于寒武系和奧陶系中, 圍巖為一套淺變質(zhì)長石石英雜砂巖夾板巖。營前巖體位于營前復(fù)式背斜軸部, 受 NE 向斷裂控制。巖體與圍巖的接觸處變質(zhì)帶發(fā)育, 內(nèi)接觸帶具有寬約 15 cm 的細粒淬火邊、黑云母等暗色礦物組成集合體構(gòu)成斑雜狀構(gòu)造; 巖體外接觸帶在平面上形成較規(guī)則的圍繞侵入體環(huán)狀分布的面型接觸變質(zhì)暈。金礦(點)主要分布在巖體內(nèi)部或者與圍巖的接觸部位。

2.3 湘南粵北地區(qū)與金礦有關(guān)巖體

湘南粵北地處南嶺北段, 也是重要的銅金多金屬礦集區(qū)之一。與金礦有關(guān)的巖漿巖為一批高鉀花崗閃長質(zhì)的小巖體, 分布于湘南的江永、江華、桂陽、衡陽等和粵北寶山等地。花崗閃長質(zhì)巖石多為黑云母花崗閃長(斑)巖、黑云母花崗巖, 如水口山為黑云母閃長巖。巖體未變形, 斑狀或不等粒自形結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造, 暗色礦物多為黑云母(5%～15%)、普通角閃石(3%～25%), 很少見到輝石礦物; 石英含量10%～35%, 斜長石多為中性長石, 環(huán)帶發(fā)育, 含量35%～55%, 鉀 長 石 主 要 是 微 斜 長 石 , 含 量 變 化 大(5%～30%)。副礦物主要為鋯石、磷灰石、榍石、褐簾石、金屬礦物等(王岳軍等, 2001a)。

2.4 桂東-粵西地區(qū)與金礦有關(guān)巖體

圖 3 營前巖體地質(zhì)簡圖(據(jù)郭春麗，2010)Fig.3 Geological map of the Yingqian pluton

桂東-粵西的大瑤山及懷集盆地Au地球化學(xué)異常區(qū), 是中國最大的 Au 地球化學(xué)異常之一, 異常區(qū)內(nèi)分布的大中型金礦床有: 桂東藤縣云榮頂金礦(中型)、賀州市張公嶺金銀鉛鋅礦(中型)、貴港市龍頭山金礦(中型), 粵西高要市長坑金礦(大型)、富灣銀金礦(大型)、河臺金礦(大型)、云西金礦(中型)、高 村 金 礦 (中 型 )、 三 圍 金 礦 (中 型 )等 (王 登 紅 等 , 2010)。金礦的形成時代主要集中在中生代(蔡明海, 2002), 與中生代巖漿作用關(guān)系密切, 但也有部分金礦與加里東期巖漿活動有關(guān)(如古里腦巖體)。與金礦有關(guān)的巖性主要有花崗斑巖、花崗閃長巖等, 主要巖體如龍頭山、大黎、古里腦等。

圖 4 龍頭山巖體剖面圖(據(jù)王成輝，2011)Fig.4 Geological profile of the Longtoushan pluton

其中龍頭山次火山巖體位處大瑤山隆起龍山復(fù)背斜的西南傾伏端。巖體沿龍山鼻狀背斜傾沒端侵入于蓮花山組下、中段, 具有爆發(fā)、超淺成、淺成巖的特征。巖體平面形態(tài)呈不規(guī)則的等軸狀, 長 700 m,寬 600 m, 面積 0.46 km2。巖體垂直方向呈巖筒狀(圖4), 略向北西傾斜, 東西兩側(cè)傾角陡, 局部向內(nèi)傾斜,與圍巖接觸面比較規(guī)則。由外至內(nèi), 巖體呈現(xiàn)出一定的巖相分帶性, 依次為隱爆角礫巖、流紋斑巖、角礫熔巖和花崗斑巖, 其中金礦化主要產(chǎn)于前三者之中。金屬礦物主要為自然金、黃鐵礦, 次為毒砂,黃銅礦等。脈石礦物主要為石英、電氣石, 次為絹云母、白云母、高嶺土等。龍頭山巖體最顯著的特點之一, 是礦區(qū)巖石普遍遭受強烈的熱液蝕變, 整個巖筒以及巖體與圍巖的內(nèi)外接觸帶幾乎都遭受不同程度的氣-液作用而產(chǎn)生一系列的各種不同蝕變,主要蝕變作用有電氣石化、硅化、黃鐵礦化、鉀長石化、絹云母化等。而礦化作用可能與這些蝕變密切相關(guān)。龍頭山巖體所處地區(qū)大地構(gòu)造位置特殊,位處濱太平洋與特提斯兩大構(gòu)造域的過渡部位, 巖漿、構(gòu)造活動頻繁, 加之有寒武紀(jì)地層的礦源層基礎(chǔ)(王成輝, 2011), 也是尋找與巖漿巖有關(guān)金礦的重點地區(qū)。

3 與金礦有關(guān)巖漿巖的元素地球化學(xué)特征

南嶺地區(qū)與金礦有關(guān)巖漿巖部分巖體主量元素含量見表 3。與金礦有關(guān)巖體在主量元素方面具有以下特征: SiO2含量較低, 變化在 51.42%～68.59%之間, 屬中酸性, 少數(shù)巖體偏中性。全堿含量為 4.35%～6.95%, 高 Al2O3(14.5%～19.04%), 高 CaO、MgO、FeO+Fe2O3、TiO2。這與南嶺地區(qū)與鎢錫礦有關(guān)的花崗巖差別較大(表 3), 與鎢錫成礦有關(guān)的花崗巖 SiO2含量較高, 一般大于 73%。與金礦有關(guān)巖體的結(jié)晶分異指數(shù)低, 一般低于 88, 小于與鎢錫礦有關(guān)的花崗巖, 如淘錫坑花崗巖為 91。在 SiO2-K2O 圖上(圖5), 部分樣品落入高鉀鈣堿性區(qū)域, 部分樣品落入鉀玄質(zhì)系列范圍。堿含量較低, 大部分樣品(K2O+Na2O)＜7%, K2O＞Na2O, A/CNK 一般小于 1.1, 屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)巖漿巖。相對富 Ca、Mg、Fe 等元素, 可能具有殼?；旌蠋r漿巖的特征。

表 3 南嶺地區(qū)部分與金礦有關(guān)巖漿巖主量元素含量(%)Table 3 Major element contents (%) of the magmatic rocks related to the gold deposits in the Nanling region

圖 5 南嶺地區(qū)與金礦有關(guān)巖漿巖 SiO2-K2O 圖(底圖據(jù)Morrison, 1980)Fig.5 SiO2vs. K2O diagram of the magmatic rocks related to the gold deposits in the Nanling region

各主要巖體微量元素含量見表 4。與成鎢錫礦巖漿巖相比, 與金礦有關(guān)巖漿巖中 Ti、V、Cr、Co、Ni等親鐵元素含量較高, Li、Rb 等堿性元素含量總體偏低。Ba、Sr 等相對虧損(圖 6a), 表明存在斜長石和堿性長石的結(jié)晶分離作用。Nb、Ta 的虧損也相對明顯, 表明源區(qū)存在殼源物質(zhì)或者巖漿上升過程中受到了地殼物質(zhì)的混染。Imeokparia(1981)指出,元素的 Rb/Sr, Ba/Sr 比值能指示不同花崗巖的分異程度, 高分異的鎢錫礦化花崗巖, 具有較高的 Rb/Sr值(＞10)以及較低的 Ba/Sr 值(＜3), 與金礦化有關(guān)花崗巖類, Rb/Sr值一般為 1～10, Ba/Sr值通常大于 3.0。從表 4 可以看出, 南嶺地區(qū)與金礦有關(guān)巖漿巖具有較低的 Rb/Sr和較高的 Ba/Sr比值, 也驗證了其分異程度較低。

稀土元素方面(表 4), 與金礦有關(guān)巖漿巖稀土元素總量為 76.11×10–6～250.06×10–6, 一般為 160×10–6, LREE/HREE 比值大, 變化在 4.92～17.74 之間; δEu為 0.70～1.01, Eu 虧損不強烈或略有虧損。

從圖 6b 可以看出, 有金礦有關(guān)巖漿巖稀土配分模式較為一致, 即為輕稀土相對富集的右傾式, 與湘南寶山花崗閃長巖的稀土元素特征相似, 可能暗示與金成礦有關(guān)的巖漿巖有較多深部物質(zhì)參與(姚軍明等, 2006)。而這一特點與南嶺大面積分布主要與鎢錫礦產(chǎn)有關(guān)的巖漿巖差別明顯, 比如贛南淘錫坑地區(qū)與鎢錫礦有關(guān)的花崗巖為重稀土富集型, 輕重稀土分餾不明顯, LREE/HREE 比值小, Eu 虧損強烈, 稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式為“海鷗”型。近年來, 眾多學(xué)者提出了在鎢錫礦區(qū)內(nèi)或者外圍尋找與巖漿巖有關(guān)金礦的找礦方向(譚云金, 2003;王登紅等, 2007; 華仁民等, 2008)。從地球化學(xué)特征的角度來說, 稀土配分模式的不同可能是區(qū)別產(chǎn)金與產(chǎn)鎢花崗巖的重要標(biāo)志之一。

表 4 南嶺地區(qū)部分與金礦有關(guān)巖漿巖微量元素含量(×10–6)Table 4 Trace element concentrations (×10-6) of the magmatic rocks related to the gold deposits in the Nanling region

4 討 論

巖漿巖, 尤其是花崗巖, 與金礦成礦具有密切的成因聯(lián)系(徐克勤等, 1992), 我國主要黃金基地膠東、小秦嶺、燕遼等地的主要金礦床均明顯受到巖漿巖活動的控制或與之關(guān)系密切。但對于巖漿巖與金礦究竟存在什么樣的關(guān)系, 卻是一個十分復(fù)雜的問題, 可能涉及到巖漿起源與演化、物理化學(xué)條件、流體、蝕變等諸多因素。對于南嶺地區(qū), 要討論與金礦有關(guān)巖漿巖專屬性問題, 可能可以先從以下兩個問題入手: (1)成金礦巖漿巖與成鎢錫礦巖漿巖的區(qū)別何在？(2)成金礦巖漿巖的起源問題。本次研究主要圍繞這兩個方面進行簡單論述, 以期先從南嶺地區(qū)廣泛分布的巖漿巖中將成金巖體先區(qū)別出來。

4.1 南嶺地區(qū)成金巖漿巖與成鎢錫礦巖漿巖的對比

從以上論述可以看出, 南嶺地區(qū)與金礦有關(guān)巖漿巖在地質(zhì)特征、地球化學(xué)特征等方面具有一些特點。而就目前發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)而言, 南嶺地區(qū)廣泛分布的巖漿巖主要與鎢錫等礦產(chǎn)有關(guān), 因此, 探討與金礦有關(guān)巖漿巖專屬性一個重要的內(nèi)容就是查明其與成鎢錫礦巖漿巖之間的區(qū)別, 從而為在南嶺鎢錫等有色礦產(chǎn)密集區(qū)尋找產(chǎn)金巖體和相關(guān)金礦提供導(dǎo)向性的標(biāo)志。本次研究選擇鎢(錫)礦密集產(chǎn)出的贛南地區(qū)開展對比工作。贛南地區(qū)的金礦床地質(zhì)特征和全球其他地區(qū)與侵入巖有關(guān)金礦特征有許多共同之處或類似的地質(zhì)特征, 可以認為是與巖漿巖有關(guān)的金礦。金礦床與鎢錫礦床在空間上共存, 在成礦時代上基本上是同步的(劉善寶, 2008)。尤其是在空間上表現(xiàn)得更加清楚。首先在區(qū)域上, 金礦床(點)分布在鎢錫礦集區(qū)的外圍、深大斷裂帶的附近; 其次在礦田尺度上, 金礦脈帶與鎢錫礦脈相伴產(chǎn)出(如營前礦田), 甚至在同一條礦帶, 也存在金礦化與鎢錫礦化的疊加現(xiàn)象(如焦里礦區(qū)的 SK2 礦脈)。那么, 金礦床與鎢錫礦床是否存在成因聯(lián)系, 二者是同一巖漿活動不同演化階段的產(chǎn)物, 還是由不同來源巖漿分別形成的,或是不同來源的巖漿熱液通過疊加成礦作用形成的？為此, 作者從大地構(gòu)造環(huán)境、巖性、產(chǎn)狀、控巖控礦構(gòu)造等方面對二者進行了初步對比, 見表 5。

圖 6 南嶺地區(qū)與金礦有關(guān)巖漿巖微量元素原始地幔蛛網(wǎng)圖和球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化 REE 配分圖(原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989, 球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù) Sun and McDonough, 1989, 淘錫坑為與鎢錫有關(guān)的花崗巖)Fig.6 Primitive mantle-normalized trace element spider diagram and chondrite-normalized REE patterns of the magmatic rocks associated with gold deposits in the Nanling region

由對比結(jié)果可見, 成金礦與成鎢錫礦巖漿巖在地質(zhì)特征與地球化學(xué)特征方面存在較大的差別。對于贛南地區(qū)金、鎢在局部地區(qū)存在水平、垂向上的分帶性及其金礦化與鎢錫礦化的疊加現(xiàn)象, 則可能是熱梯度(流體在熱梯度的驅(qū)動下加速熱對流, 導(dǎo)致地層中的 Au、Ag、Pb、Zn 等成礦元素向滲透性高的構(gòu)造帶內(nèi)匯聚,從而在鎢錫礦集區(qū)及礦田的外圍形成中低溫元素異常帶)、巖漿演化不同階段以及不同期次巖漿出熔成礦流體成分不同等多種因素共同作用的結(jié)果, 但成鎢礦與成金礦的巖漿巖也可能是不同來源的。在鎢錫礦集區(qū)附近及外圍是否有金礦床(點)的產(chǎn)出, 主要取決于以下三個方面: 與鎢錫成礦有關(guān)的巖漿是否富含 Au 元素; 圍巖是否富含 Au 元素; 圍巖中是否存在有利于金礦形成的構(gòu)造環(huán)境(劉善寶, 2008)。

表 5 贛南地區(qū)成金巖漿巖與成鎢(錫)巖漿巖綜合對比一覽表Table 5 Comparison of the gold bearing and W-Sn bearing magmatic rocks in South Jiangxi

4.2 南嶺地區(qū)與金礦有關(guān)巖漿巖起源問題

從上述可以看出, 與金礦有關(guān)巖漿巖與成鎢錫礦巖漿巖具有不同的性質(zhì), 而巖漿巖的不同性質(zhì)很大程度取決于巖漿巖的起源(姚鳳良等, 1990; 李兆龍和楊敏之, 1993; 周遺軍和黃華盛, 1997)。南嶺地區(qū)與金礦有關(guān)巖漿巖主要為花崗閃長巖類, 對此,近幾年來總結(jié)發(fā)現(xiàn)在南嶺地區(qū)存在一套中侏羅世花崗 閃 長 巖 , 包 括 與 贛 東 北 德 興 銅 金 礦 (Li and Munetake, 2007)、銀山銀鉛鋅礦、永平銅礦、東鄉(xiāng)銅礦有關(guān)的花崗閃長斑巖, 與湘東七寶山-赤馬-石蛤蟆銅礦有關(guān)的花崗閃長巖(彭頭平等, 2004), 與湘東南水口山鉛鋅金礦、寶山銅(金)礦、銅山嶺銅礦有關(guān)的花崗閃長質(zhì)巖體和火山巖(王岳軍等, 2001a, b;汪洋, 2003; 伍光英等, 2005; 魏道芳等, 2007), 與贛南營前金銀銅鉛鋅礦有關(guān)的花崗閃長巖, 以及與粵北大寶山銅金礦有關(guān)的花崗閃長斑巖(毛景文等, 2007, 2008)等。研究認為, 花崗閃長巖可能是地幔巖石熔融后經(jīng)分異結(jié)晶而成, 或由底侵玄武巖漿演化而成 , 或 由地殼 巖石的 深熔 作 用而 成, 或 殼幔 混 染源區(qū)熔融作用而成(Arnaud et al., 1992; Thompson, 1996; Wang et al., 2003)。從已經(jīng)發(fā)表的數(shù)據(jù)來看, 與金礦 有關(guān) 巖 漿巖 同位 素具 有 低(87Sr/86Sr)i, 高 εNd(t)的特征, 如, 湘東南-粵北的水口山、寶山巖體高鉀花 崗 質(zhì) 巖 石 (87Sr/86Sr)i=0.7040～0.7120(莊 錦 良 等 , 1988), εNd(t)= -6.39～7.59(毛景文等, 1995)。贛南營前巖體晚期細?；◢弾r、早期似斑狀花崗閃長巖、晚期 暗 色包 體(87Sr/86Sr)i值 分別 是 0.70965～0.70885, 0.71058～0.70838, 0.70923～0.70788, εNd(t)值分 別為–6.38～–5.31, –6.51～–5.17, –5.47～–4.31( 郭 春 麗 , 2010), 即晚期暗色包體(87Sr/86Sr)i高于前兩期花崗質(zhì)巖 石 , εNd(t)也有 這樣的特 征, 表明 暗色包體 更接近富集地幔端元; 暗色包體與早期似斑狀花崗閃長巖、晚期細?；◢弾r具有不同的巖漿來源, 可能是基性巖漿注入到酸性巖漿中且被酸性巖漿改造的產(chǎn)物。這一特征表明, 南嶺地區(qū)單獨通過地殼深融作用產(chǎn)生鈣堿性巖漿的可能性不大, 很可能在成巖過程中有地幔物質(zhì)的加入。

同時, 對于南嶺成礦帶與其他成礦帶過渡部位與金礦有關(guān)的巖體, 如福建紫金山、廣西龍頭山, 可能也具有這樣的特點。張德全等(2001)指出紫金山地區(qū)的中生代巖漿巖主要由晚侏羅世花崗巖和早白堊世火山-侵入雜巖構(gòu)成, 其中后者與該地區(qū)大規(guī)模的銅金成礦作用有關(guān)。晚侏羅世花崗巖的元素地球化學(xué)特征顯示, 它是印支期-燕山早期陸內(nèi)造山過程中, 陸殼巖石在相對低壓條件下的熔融產(chǎn)物。早白堊世火山-侵入雜巖的(Sr/Y)-Y 和 Ni-Cr關(guān)系與殘余 10%榴閃巖或榴輝巖的 MORB 熔融曲線大致吻合,表明它們是地幔上隆、區(qū)域拉伸環(huán)境下洋殼物質(zhì)部分熔融的巖漿產(chǎn)物。巖漿巖地球化學(xué)證據(jù)顯示(張德全等, 2001), 紫金山地區(qū)早白堊世大規(guī)模銅金成礦作用, 形成于區(qū)域擠壓轉(zhuǎn)換到拉伸的構(gòu)造環(huán)境。對于龍頭山巖體, 其176Hf/177Hf 比值和各巖體全巖 Sr-Nd同位素研究表明, 本地區(qū)巖漿巖源區(qū)可能以殼源為主, 但可能有部分幔源物質(zhì)的加入, 特別是隨著巖漿的演化, 后期侵入的巖漿其源區(qū)有殼?；旌系奶攸c(王成輝, 2011)。蔡明海(2002)對桂東粵西中生代成礦動力學(xué)的研究也表明, 桂東大瑤山地區(qū)經(jīng)歷了燕山期巖石圈構(gòu)造轉(zhuǎn)換和拉張伸展的動力學(xué)過程, 地幔物質(zhì)蠕動底劈導(dǎo)致巖石圈伸展減薄和基底巖系以及沉積蓋層的層內(nèi)剪切滑動, 為后期巖漿侵位及熱液活動提供了良好通道和空間, 而且大瑤山地區(qū)的寒武系屬地槽型沉積, 巖性為一套厚達數(shù)千米至近萬米的富含炭質(zhì)及硫化物的具濁流沉積特征的淺變質(zhì)碎屑巖。其中, 含炭濁積巖中 Au 元素的濃集系數(shù)為1.48～4.00, 其內(nèi)特殊巖性段(炭質(zhì)頁巖、含炭粉砂巖、炭硅質(zhì)巖等)Au 元素含量可達 9.30 ×10–9～430.0×10–9,可能形成金礦化的初始礦源層(王成輝, 2011), 為金礦的形成提供物質(zhì)基礎(chǔ)?？梢? 這種殼幔相互作用及其演化, 對于南嶺地區(qū)金礦的形成是非常有利的。

5 結(jié) 論

南嶺地區(qū)與金礦有關(guān)巖漿巖主要分布在東南沿海、贛南、湘南粵北、桂東大瑤山等地, 主要為花崗閃長巖類和火山巖類。該類巖漿巖具有低分異、全堿含量較低、富集親鐵元素和虧損 Nb、Ta、Ba、Sr、Li、Rb 等、富集輕稀土、Eu 虧損不強烈或略有虧損等特點。起源方面, 該類巖漿巖具有多來源的特點, 殼幔相互作用明顯, 多來源多演化可能是其成金的重要條件。雖然與金礦有關(guān)的巖漿巖具有一些專屬性特征, 但是, 也要注意到, 并非所有具有上述特征的巖漿巖都具備金礦成礦條件。實際上,花崗巖的成礦專屬性與超基性、基性巖大不相同,其很少有同時成巖成礦的礦床, 而且花崗巖本身亦具有來源的多樣性, 這一系列因素都導(dǎo)致了花崗巖成礦專屬性的復(fù)雜性, 尤其是金礦。總體來說, 除了上述特征, 良好礦源層、深大斷裂旁側(cè)次級斷裂發(fā)育、發(fā)育有中酸性巖體、蝕變發(fā)育, 可能是南嶺地區(qū)與巖漿巖有關(guān)金礦重要的成礦要素。

致謝: 感謝審稿人對本文提出的建設(shè)性修改意見。在陳毓川院士 80 華誕來臨之際, 謹以此文向陳院士表達崇高的敬意！

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Metallogenic Specialization of the Magmatic Rocks Associated with Gold Deposits in the Nanling Region

WANG Chenghui, LIU Shanbao, GUO Chunli, HUANG fan, CHEN Zhenyu, CHEN Zhenghui and YING Lijuan
(MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Resources Assessment, Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China)

The Nanling region in South China is one of the most important nonferrous producing districts in the world, where the noble metals (especially gold) deposits are not common. However, there are lots of gold deposits in areas adjacent to the Nanling region. What factors caused the regional difference in nonferrous and noble metals deposits distribution? Focus on the relationship between gold deposits and magmatic rocks, this paper summarizes the geological and geochemical characteristics of the magmatic rocks and makes a preliminary comparison with the magmatic rocks associated with tungsten-tin deposits. The study indicates that the rocks associated with gold deposits are intermediate and intermediate-acidic, hypabyssal, usually in the forms of stocks, dikes, and rock pipes. And the rocks are characterized by low SiO2(51.42%-68.59%), and low magmatic differentiation (DI＜88). These rocks have low alkali (K2O+Na2O＜7%, K2O＞Na2O) and belong to high-K calc-alkaline series, metaluminous to peraluminous. Additionally, the rocks are enriched in CaO, MgO, FeO+Fe2O3, TiO2and some siderophile elements, depleted in Nb、Ta、Ba、Sr、Ti and P. The rocks are characterized by relatively enriched in LREE with negative or weakly negative Eu anomalies. Apparently, the geochemical characteristics of the magmatic rocks associated with gold deposits are different from those of the rocks associated with tungsten-tin deposits. It is reasonable to suggest that the magmatic rocks associated with gold deposits are multiple sources with crust-mantle interaction.

the Nanling region; gold deposits; magmatic rocks; metallogenic specialization

P617; P59

A

1001-1552(2014)02-0276-013

2013-11-13; 改回日期: 2014-01-25

項目資助: 國家自然科學(xué)基金項目(批準(zhǔn)號: 41202025)、中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費項目(編號: K1325)、中國地質(zhì)大調(diào)查項目“南嶺地區(qū)巖漿巖成礦專屬性研究”(編號: 1212011120989)和“中國礦產(chǎn)地質(zhì)與區(qū)域成礦規(guī)律總結(jié)”(編號: 1212011220369)資助。

王成輝(1982-), 男, 博士, 助理研究員, 主要從事礦床學(xué)研究。Email: wangchenghui131@sina.com

劉善寶(1970-), 男, 博士, 副研究員, 主要從事礦床學(xué)研究。Email: liubaoshan7002@163.com