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廣西五圩礦田成礦分帶特征及其地質意義

2016-12-23 01:47蔡明海胡家剛夏紅衛(wèi)李益智彭振安
地質與勘探 2016年1期
關鍵詞:礦田閃鋅礦礦床

趙 京,蔡明海,胡家剛,常 江,夏紅衛(wèi),李益智,彭振安

(廣西大學資源與冶金學院,廣西南寧 530004)

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廣西五圩礦田成礦分帶特征及其地質意義

(廣西大學資源與冶金學院,廣西南寧 530004)

根據(jù)野外地質調查和元素地球化學特征及流體包裹體研究,將五圩礦田分為3個成礦帶:中低溫成礦帶(Ⅰ)、中溫成礦帶(Ⅱ)和中高溫成礦帶(Ⅲ)。中低溫成礦帶內金屬礦物以辰砂、雄黃和雌黃等低溫礦物為主,帶內成礦溫度在150℃~236℃之間,大多200℃以下;中溫成礦帶內金屬礦物以閃鋅礦、輝銻礦和黃鐵礦等礦物為主,帶內成礦溫度在220℃~265℃之間;中高溫成礦帶內金屬礦物以深色閃鋅礦、輝銻礦和方鉛礦等礦物為主,帶內成礦溫度在245℃~322℃之間,大多在270℃以上。分析了構造的空間形態(tài), 比較了成礦流體物理化學性質,闡明了五圩礦田成礦分帶特征及其地質意義,并解釋了不同礦帶上的礦床差異。綜合五圩礦田成礦分帶特征,推測箭豬坡礦床附近的深部存在隱伏巖體,以箭豬坡礦床為中心的深部是成礦有利部位,為五圩礦田的進一步找礦提供了依據(jù)。

地球化學 成礦流體 成礦分帶 五圩礦田

Zhao Jing,Cai Ming-hai,Hu Jia-gang,Chang Jiang,Xia Hong-wei,Li Yi-zhi,Peng Zhen-an. Characteristics of metallogenic zoning in the Wuxu ore field of Guangxi Province and its geological implications[J]. Geology and Exploration,2016,52(1):0060-0069

位于桂西北河池市金城江區(qū)境內的五圩礦田是一個以Pb、Zn、Sb、Ag、Hg、As等一套中低溫元素成礦為主的多金屬礦田。礦田內主要礦床(點)有箭豬坡鉛鋅銻多金屬礦(大型)、三排洞鉛鋅銻多金屬礦(中型)、塘志-坡平鉛鋅銻多金屬礦(中型)、芙蓉廠鉛鋅銻礦(中型)、水落砷鉬汞多金屬礦(中型)、拔旺銻礦(小型)和橋凳-九瓦汞礦(小型)等。其中,位于五圩背斜軸部偏西翼的箭豬坡礦床規(guī)模最大、礦化特征最為典型。陳毓川等(1993)指出,五圩礦田中、低溫的各成礦階段礦化表現(xiàn)完整,具有由背斜軸部為中心向外擴展的成礦分帶特征;蔡建明等(1995)對五圩礦田進行了流體包裹體和物質來源的研究;覃艷引等(2012)總結了箭豬坡礦床礦物組合特征及其演化規(guī)律;徐鈺(1988)、章程(2000)和蔡明海等(2012)對區(qū)內控礦構造特征、構造樣式和應力場等進行了初步研究;孫德梅等(1994)通過重、磁資料推測五圩礦田深部存在隱伏巖體。本文在前人研究基礎之上,通過對礦物組合、元素地球化學及流體包裹體等的研究,總結了五圩礦田的成礦分帶特征,討論了成礦分帶的地質意義,為找礦工作的進一步開展提供了新的資料。

1 成礦地質背景

五圩礦田位于江南古陸西南緣、右江盆地北東側、NW向丹池錫多金屬成礦帶南段(圖1),屬古特提斯構造域和太平洋構造域復合部位(陳洪德等,1989;陳毓川等,1993;曾允孚等,1993)。礦田出露地層主要為下泥盆統(tǒng)塘丁組(D1t)、中泥盆統(tǒng)羅富組(D2l),上泥盆統(tǒng)榴江組(D3l)、五指山組(D3w)以及部分石炭系和中三疊統(tǒng)。賦礦圍巖主要為下泥盆統(tǒng)塘丁組(D1t)黑色碳質泥巖、泥灰?guī)r夾鈣質泥巖及粉砂巖。

礦田內褶皺和斷裂發(fā)育。NNW向五圩背斜為區(qū)內主要褶皺構造,背斜長約35km、寬4km~5km,由兩個NNW向次級背斜和中間的次級向斜組成。背斜兩翼不對稱,東翼緩(20°~50°)、西翼陡(60°~85°),沿軸向呈“S”型拐彎,為一不對稱復式背斜。此外,在其兩翼還疊加有NE、近EW和SN向的次級褶皺。

圖1 丹池成礦帶區(qū)域構造及礦產分布示意圖(據(jù)陳毓川等,1993)

礦田內斷裂構造主要有NNW、NE和EW向三組,其中NNW向構造為區(qū)內主要控礦構造。NNW向斷裂主要分布在五圩背斜軸部及西翼,彼此平行側列產出(圖2)。

圖2 五圩礦田地質礦產略圖(據(jù)羅永恩等,2009修改)

區(qū)內無巖漿巖出露,據(jù)物探資料推測,在箭豬坡礦床深部可能有隱伏巖體存在(孫德梅等,1994)。同屬丹池成礦帶的芒場、大廠等地區(qū)深部探礦工程中揭露出燕山晚期花崗巖體(王思源,1990;陳毓川等,1993;蔡明海等,2006;梁婷等2011)。

2 礦田礦化特征

五圩礦田的礦化和蝕變主要分布在五圩背斜西翼、軸部,以及東翼的近軸部(東翼主要分布在離軸部約500m范圍內)。區(qū)內礦體受斷裂構造控制十分明顯,礦體均產于NNW向斷裂及層間破碎帶中,呈脈狀、透鏡狀、似層狀產出。由西向東,沿同一方向的不同斷裂帶分別形成有水落As、Hg礦、芙蓉廠Sb、Zn礦、三排洞Pb、Zn、Sb、Ag礦、箭豬坡Pb、Zn、Sb、Ag礦、塘志Sb、Pb、Zn礦和九瓦Hg礦(圖2)。

區(qū)內礦體大小不一,沿走向長由數(shù)米至千余米,厚0.1m~2.0m,最大延深470m。常見的礦石構造為塊狀、浸染狀、條帶狀和角礫狀。礦物成分復雜,以硫化物為主,并出現(xiàn)大量硫鹽礦物,主要有黃鐵礦、閃鋅礦、輝銻礦、方鉛礦、脆硫銻鉛礦、雄黃、雌黃和辰砂等,常見的脈石礦物為石英和碳酸鹽類礦物(菱錳礦、方解石、白云石和菱鐵礦等)。區(qū)內圍巖蝕變不發(fā)育,主要蝕變有硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、絹云母化、鐵白云石化和葉臘石化等。根據(jù)野外觀察和室內鏡下礦相學研究,將區(qū)內成礦分為3個階段:第Ⅰ階段:黃鐵礦-石英階段。該階段礦化較弱,以黃鐵礦為主,偶見有閃鋅礦;第Ⅱ階段:鐵閃鋅礦-黃鐵礦-輝銻礦-脆硫銻鉛礦-石英-方解石-白云石階段。該階段為主成礦階段,礦化比較強烈、范圍大,此階段出現(xiàn)大量深色鐵閃鋅礦、放射狀脆硫銻鉛礦和輝銻礦以及黃鐵礦等,野外見不同礦物組合的脈體互相切割,鏡下可見自形程度較好的黃鐵礦,針狀脆硫銻鉛礦穿插鐵閃鋅礦,黃銅礦以乳滴狀分布于閃鋅礦中;第Ⅲ階段:石英-方解石階段。石英-方解石脈中含有少量鐵閃鋅礦、黃鐵礦等金屬礦物。

礦化和蝕變強度與后期張扭性構造發(fā)育程度有關。以中部箭豬坡段最高,次為南部五圩鎮(zhèn)附近,北段板才一帶最弱。礦化類型以中低溫熱液充填脈型為主,并在箭豬坡礦床五圩背斜“S”型拐彎處發(fā)現(xiàn)有緩傾斜似層狀Pb、Sb、Sn等礦化,與大廠錫礦的似層狀礦體相類似。大廠背斜軸跡轉向和樞紐隆起對大廠錫礦似層狀礦體起到控礦作用(徐明等,2011)。

3 成礦分帶特征

根據(jù)野外地質調查和元素地球化學特征及流體包裹體研究,可將五圩礦田劃分為3個成礦帶,即中低溫成礦帶(Ⅰ)、中溫成礦帶(Ⅱ)、中高溫成礦帶(Ⅲ)。其中,中低溫成礦帶位于礦田的最外圍,主要由水落砷鉬汞多金屬礦床、危足汞砷銻鋅多金屬礦床、拉塘汞砷銻鋅多金屬礦床、九瓦汞礦床、紅沙汞礦床和橋凳汞礦床等礦床(點)組成。中溫帶主要由芙蓉廠鉛鋅銻礦床和塘志鉛鋅銻礦床等礦床(點)組成。中高溫帶主要由位于礦田中心部位的三排洞鉛鋅銻多金屬礦床、花洞鉛鋅銻礦床和箭豬坡鉛鋅銻銀多金屬礦床等礦床(點)組成。從空間分布上看3個成礦帶大體呈同心帶狀分布(圖3)。

圖3 五圩礦田成礦分帶

3.1 不同礦帶礦物組合特征

(1) 中低溫成礦帶(Ⅰ)

中低溫成礦帶中各礦床(點)金屬礦物主要以辰砂、雄黃、雌黃等低溫礦物為主(圖4)。其中水落砷鉬汞多金屬礦床、危足汞砷銻鋅多金屬礦床和拉塘汞砷銻鋅多金屬礦床中偶見有少量淺棕色、油脂光澤的閃鋅礦和鉛灰色致密細粒輝銻礦,閃鋅礦粒徑均<0.5mm,輝銻礦粒徑均<2mm,礦物粒徑較小。

(2) 中溫成礦帶(Ⅱ)

中溫成礦帶中各礦床(點)金屬礦物主要以閃鋅礦、輝銻礦和黃鐵礦等為主(圖5)。其中,閃鋅礦呈淺棕色、油脂光澤細粒狀,粒徑1mm~2mm;輝銻礦多呈鉛灰色柱狀,偶見細粒狀,柱長<6mm。

(3) 中高溫成礦帶(Ⅲ)

中高溫成礦帶中各礦床(點)金屬礦物主要以閃鋅礦、輝銻礦、方鉛礦和黃鐵礦等為主(圖6),在箭豬坡鉛鋅銻銀多金屬礦床見有大量鐵閃鋅礦和脆硫銻鉛礦。帶內閃鋅礦以深棕色-黑色粒狀為主,并伴有少量淺棕色粒狀,粒徑1mm~4mm;輝銻礦和脆硫銻鉛礦多呈鉛灰色柱狀,少量呈針狀,柱長在5mm~50mm之間。

各成礦帶礦物組合及礦物特征詳見表1。

從礦物組合上看,中低溫成礦帶以雄黃、雌黃、辰砂為主,中溫成礦帶以淺棕色閃鋅礦、細粒輝銻礦為主,中高溫成礦帶以深棕色閃鋅礦、輝銻礦、方鉛礦、脆硫銻鉛礦為主。從礦物顆粒大小來看,各礦床(點)中閃鋅礦和輝銻礦礦物顆粒由中低溫成礦帶→中溫成礦帶→中高溫成礦帶逐漸變大,鏡下觀察各礦床(點)閃鋅礦也發(fā)現(xiàn)了這一特點(圖4b~圖6b)。從礦物顏色深淺來看,各礦床(點)中閃鋅礦顏色由中低溫成礦帶→中溫成礦帶→中高溫成礦帶逐漸變深,閃鋅礦的顏色從半透明淺棕、褐色到不透明黑褐色。閃鋅礦在各溫度礦化帶中各礦床(點)礦物中幾乎都有出現(xiàn),但各礦床(點)中閃鋅礦顏色、顆粒有所不同。傳統(tǒng)認為顏色的深淺往往與鐵質含量有關,顏色越深說明鐵質含量越高(向鐵閃鋅礦靠近),鐵質進入閃鋅礦越多說明結晶時的溫度越高。溫度升高時Fe2+的配位數(shù)降至4,因而可以取代鋅,當溫度低時Fe2+配位數(shù)增大為6,ZnS與FeS發(fā)生固溶體分離(王濮等,1982)。因此閃鋅礦顏色越深表明其結晶成礦時的溫度越高。

圖4 中低溫成礦帶(Ⅰ)礦石標本和礦物鏡下照片

圖5 中溫成礦帶(Ⅱ)礦石標本和礦物鏡下照片

圖6 中高溫成礦帶(Ⅲ)礦石標本和礦物鏡下照片

表1 五圩礦田不同成礦帶礦物組合特征

3.2 元素地球化學特征

根據(jù)五圩礦田地區(qū)元素地球化學特點,本次選取了Pb、Zn、As、Cu、Sb、Sn、Ag、Hg 8個成礦元素為研究對象,其中Pb、Zn、Sb、Hg為主要利用元素。為研究成礦元素的空間分布特征,本文主要對五圩礦田內各主要礦床(點)進行了取樣和成礦元素分析。成礦元素的測試在廣西冶金產品質量監(jiān)督檢驗站完成,采用方法為電感耦合等離子發(fā)射光譜法,測試結果見表2。

由表2可以看出,水落礦床(Ⅰ礦帶)→芙蓉廠礦床和塘志礦床(Ⅱ礦帶)→三排洞、花洞和箭豬坡床(Ⅲ礦帶)(Hg+As)/(Zn+Pb)和(Hg+As)/Zn比值明顯出現(xiàn)了由高到低的變化趨勢,表明低溫礦物元素Hg、As在中低溫最為富集,中溫和中高溫礦帶遞減;而Zn、Pb、Sb較高溫礦物元素則相反,在中高溫礦帶最為富集,中溫和中低溫礦帶遞減。前人研究得出五圩礦田的成礦活動是一個整體,是同一成礦源在成礦過程中逐步演化的結果,各成礦階段都與相鄰的成礦階段在礦物組成上有繼承性和延續(xù)性(陳毓川等,1993)。所以由多元素富集中心空間分布特征顯示,成礦熱液的運移方向可能為自箭豬坡礦床附近為中心向外圍運移。

同屬丹池成礦帶的大廠礦田也具有相似的特征,以中央隆起帶的大廠礦田為中心形成正向的區(qū)域性礦床分帶,中心帶為錫、銅、鉛、鋅、銻、鎢礦帶;中間帶為鉛、鋅、銻、砷礦帶;外帶為汞礦帶(據(jù)陳毓川等,1985)。芒場礦田也是如此,芒場礦田元素組合存在著以隱伏花崗巖體為中心,自內向外的水平分帶,其順序由內向外大致為:Be→Mo→W→Bi→Cu→Sn→Zn→As→Ag→Sb→Pb(齊家喆,1986)。丹池成礦帶上的礦田普遍具有礦物(元素)分帶的特征,且礦物(元素)都是從中心的高溫帶向外部的低溫帶,依據(jù)溫度而發(fā)生分帶的變化。

3.3 成礦流體包裹體測溫研究

本次研究的樣品分別采自五圩礦田中水落礦床、塘志礦床、芙蓉廠礦床、三排洞和箭豬坡礦床,樣品采集于各礦床主要礦脈中礦石。顯微測溫儀器為英國Linkam THMSG600地質型冷熱臺與德國Leica-DM2700P偏光顯微鏡匹配。技術參數(shù):0~+600℃的精度為±1℃;0~-196℃的精度為±0.2℃冷熱臺。系統(tǒng)測定了樣品中石英、閃鋅礦和方解石中包裹體均一溫度,具體測試結果見表3、表4。采用均一法測定均一溫度,冷凍法測定冰點溫度,具體測試方法和原理參見文獻(盧煥章等,2004)。

本次測試的包裹體均為石英中的原生包裹體,包裹體與石英晶體為同期生長,其均一溫度與石英的結晶溫度相近(盧煥章等,2004),且石英與各礦床成礦關系密切,故所測溫度可作為推測各礦床成礦溫度的依據(jù)。經室內鏡下形態(tài)特征觀察以及測溫試驗數(shù)據(jù),確定包裹體類型主要有:單相鹽水包裹體(LH2O)、H2O-NaCl型包裹體、H2O-NaCl-CO2型包裹體以及少量兩相CO2包裹體。

表2 五圩礦田各成礦帶原生暈樣品分析結果

Table 2 Analysis results of primary halo samples from different metallogenic belts of Wuxu ore field

礦帶礦床PbZnAsCuSbSnAgHg(Hg+As)/(Hg+As)/(%)(%)(%)(%)(%)(%)(g/t)(%)(Zn+Pb)ZnⅠ水落0.0040.02015.3000.0010.0720.00210.00.02900638.708766.45000.0130.03323.6000.0020.0570.00310.00.03600513.826716.24240.0090.0247.8900.0010.0440.00210.00.01000239.394329.1667Ⅱ芙蓉廠塘志0.1601.1700.0280.04923.9000.00315.00.000940.02180.02470.1200.1800.1300.0041.3800.00310.00.000090.43360.72270.0010.2400.0560.05342.6000.00249.50.000190.23320.23410.1100.1500.0260.0111.8500.00210.00.000100.10040.17400.0710.7500.1800.0070.0490.00312.10.000160.21940.2402Ⅲ三排洞花洞箭豬坡3.08016.5000.2600.0102.7500.00343.50.032000.01490.01773.83028.5001.7300.0202.7000.002145.50.110000.05690.06461.0602.6700.7100.0030.4300.00310.00.005400.19180.26791.8404.2200.6400.0341.5100.02384.90.000750.10570.15181.8805.2900.2300.1202.1300.01282.20.000410.03210.04363.3803.7000.0620.0584.5700.012307.20.000100.00880.01681.1900.9000.0570.0151.2900.00672.30.000090.02730.06342.29012.6600.0840.0536.3100.025111.70.000450.00570.00678.3608.7900.3900.1006.9000.032314.70.000250.02280.04441.0807.8000.0990.18012.2800.037299.70.000360.01120.01270.6303.2200.0580.0388.0300.01492.40.000150.01510.018111.3104.5400.1100.0595.0200.028125.60.000180.00690.02436.53012.4300.1700.25012.3000.019563.80.000330.00890.01370.9704.9300.0430.08610.8300.015133.50.000150.00730.0088

表3 五圩礦田H2O-NaCl型包裹體參數(shù)

Table 3 Parameters of H2O-NaCl type fluid inclusions from different deposits of Wuxu ore field

礦帶礦床名稱包裹體特征大小氣液比礦物μm%初熔溫度(Tfm)冰點溫度(Tm)均一溫度(Th)/℃鹽度/℃/℃V→Lwt%Ⅰ水落4~125~20石英-20.6~-20.9-2.4~-3.7145~2494.01~5.99Ⅱ塘志3~125~25石英-20.5~-20.9-2~-5.1155~2823.37~7.99芙蓉廠3~105~20石英-20.5~-20.9-2.1~-3.9165.9~2883.53~6.29Ⅲ三排洞4~105~30石英-20.6~-20.9-2.22~-4.2207~2673.69~6.72箭豬坡4~205~10石英-20.6~-20.9-2.1~-5.3152~1963.53~8.27

本次主要研究H2O-NaCl包裹體和H2O-NaCl-CO2包裹體,各礦帶包裹體特征如下:

(1) 中低溫成礦帶(Ⅰ)

該帶內各礦床流體包裹體類型主要有單相鹽水溶液包裹體和H2O-NaCl型包裹體,并以后者為主。單相鹽水溶液包裹體多呈自由狀和小群狀分布,形態(tài)以米粒狀為主,少量呈不規(guī)則狀,大小為1μm~10μm之間;H2O-NaCl型包裹體呈小群狀分布,占包裹體總量的50%左右,形態(tài)以橢圓形、多邊形為主,其次是負晶形及少量呈不規(guī)則狀,大小為2μm~20μm之間。

表4 五圩礦田含CO2三相包裹體參數(shù)

Table 4 Parameters of three-phase CO2rich fluid inclusions from different deposits of Wuxu ore field

礦帶礦床名稱包裹體特征大小氣液比礦物μm%初熔溫度(Tfm)籠形物溫度(Tm)部分均一溫度(ThCO2)/℃均一溫度(Th)/℃鹽度/℃/℃V→LL→VV→LL→Vwt%Ⅱ塘志6~1515~45石英-56.4~-57.79.2~9.528.9~30230~2651.027~1.631芙蓉廠6~2010~75石英-56.8~-57.76.7~1022.4~2816.9~22.4215~274223~2590.208~6.290Ⅲ三排洞6~1515~25石英-59.1~-59.88.9~9.928.1~29.5245~2830.208~2.225箭豬坡5~1515~65石英-58.6~-66.66~7.624~28.919.9~27.6249.5~306270~3224.689~7.477

(2) 中溫成礦帶(Ⅱ)

該帶內各礦床流體包裹體類型主要有單相鹽水溶液包裹體、H2O-NaCl型包裹體、兩相CO2包裹體和H2O-NaCl-CO2型包裹體,并以H2O-NaCl型包裹體和H2O-NaCl-CO2型包裹體為主。單相鹽水溶液包裹體多呈自由狀和小群狀分布,少量沿石英微裂隙分布。形態(tài)以米粒狀和橢圓形為主,少量呈多邊形和不規(guī)則狀,大小為1μm~15μm之間;H2O-NaCl型包裹體呈小群狀分布,形態(tài)以橢圓形、長方形為主,其次是負晶形及少量不規(guī)則狀,大小為2μm ~18μm之間;兩相CO2包裹體數(shù)量較少,呈小群狀或沿石英結晶帶呈定向進行分布或呈分散狀分布于其它包裹體中,形態(tài)呈橢圓形、負晶形和多邊形等,大小為5μm~10μm;H2O-NaCl-CO2型包裹體呈小群狀分散狀分布于其它包裹體中,形態(tài)多為橢圓形、負晶形、多邊形半、自形負晶形和少量不規(guī)則狀,大小為5μm~20μm之間。

(3) 中高溫成礦帶(Ⅲ)

包裹體類型有單相鹽水溶液包裹體、H2O-NaCl型包裹體、兩相CO2包裹體和H2O-NaCl-CO2型包裹體,其中以H2O-NaCl型包裹體和H2O-NaCl-CO2型包裹體為主。單相鹽水溶液包裹體呈自由狀和小群狀分布,少量沿石英微裂隙分布。形態(tài)以米粒狀、橢圓形為主,少量呈多邊形和不規(guī)則狀,大小為1μm~15μm;H2O-NaCl型包裹體呈小群狀分布,占包裹體總量的50%左右,形態(tài)以橢圓形、長方形為主,其次是負晶形,多邊形以及少量不規(guī)則狀,大小為4μm~20μm ;兩相CO2包裹體呈小群狀或沿石英結晶帶呈定向進行分布或呈分散狀分布于其它包裹體中,占包裹體總量的5%左右,形態(tài)呈橢圓形、負晶形或半自形負晶形,多邊形等,大小為3μm~7μm;H2O-NaCl-CO2型包裹體呈小群狀分散狀分布于其它包裹體中,形態(tài)以橢圓形、負晶形、半自形負晶形、多邊形為主,少量呈不規(guī)則狀,大小為5μm~15μm。

將測得各類包裹體的均一溫度進行統(tǒng)計并得出直方圖(圖7),從直方圖可以看出:箭豬坡礦床H2O-NaCl-CO2型包裹體溫度主體為270℃~322℃,但其H2O-NaCl型包裹體溫度則較低,主要在163℃~184℃(圖7a);三排洞H2O-NaCl-CO2型包裹體溫度主體為245~283℃,H2O-NaCl型包裹體溫度主體為211℃~267℃(圖7b);芙蓉廠H2O-NaCl-CO2型包裹體溫度主體為220℃~265.5℃,H2O-NaCl型包裹體溫度主體為187℃~277.5℃(圖7c);塘志H2O-NaCl-CO2型包裹體溫度主體為230℃~265℃,H2O-NaCl型包裹體溫度主體為192~255℃(圖7d);水落礦床H2O-NaCl型包裹體溫度主體為150℃~236℃(圖7e)(表3、表4);溫度在各礦床空間有明顯變化規(guī)律,以箭豬坡礦床溫度為最高,向外圍逐漸降低,到最外圍以Hg、As低溫礦物組合為主的水落礦床,溫度呈遞減趨勢。蔡建明等(1995)也得出水落礦床為整個五圩礦田內已知礦床中成礦溫度最低的礦床。

根據(jù)礦田內各礦床的成礦溫度,發(fā)現(xiàn)箭豬坡礦床和三排洞礦床H2O-NaCl-CO2型包裹體成礦溫度較高,主要溫度范圍在245℃~322℃之間,且溫度以270℃以上為主體,屬于中高溫熱液礦床;芙蓉廠礦床和塘志礦床H2O-NaCl-CO2型包裹體成礦溫度在220℃~265℃之間,溫度較箭豬坡、三排洞礦床明顯降低,屬于中溫熱液礦床;以低溫成礦元素Hg、As為主的水落礦床成礦溫度較低,H2O-NaCl型包裹體溫度在150℃~236℃之間,且以200℃以下為主體,屬于中低溫熱液礦床。所得礦床成礦溫度結果與按礦物組合和礦物粒徑所劃分的溫度成礦帶結果相一致。

4 討論

自W.H.Emmons(1936)提出受地熱控制礦床礦物組分分帶現(xiàn)象以來,前人對礦床的分帶性做了大量的研究(Ю.A.畢為賓,1953;郭文魁,1963;程裕淇等,1979;邵躍,1984),近年來借助于分析設備的進步,礦床分帶性的研究更是數(shù)不勝數(shù),但研究更多的是側重于單一礦床或者單一地球化學的研究。帶狀分布是礦床的物質成分、結構構造在空間上的變化規(guī)律(郭文魁,1963),在研究物質成分的同時,結構構造也是研究的重點。同時,元素分帶研究中,不能忽視了礦物分帶的影響,同一元素以不同的礦物形式存在、便具有不同的熱穩(wěn)定性,可處在分帶序列的不同位置(伍宗華等,1993)。1979年以程裕淇和陳毓川等地質學家為首的科研團隊提出了“成礦系列”,某種意義上是礦床分帶的延伸,將同一地質作用下的多個礦床歸納到了一起。林小明等(2002)提出了與花崗巖有關的熱液成礦元素的析出順序和分帶規(guī)律,與元素的離子半徑和離子電位密切相關。分帶現(xiàn)象在礦床研究中是一個普遍且重要的現(xiàn)象,更加全面的去研究這種現(xiàn)象,才能揭示其地質意義。

圖7 五圩礦田流體包裹體均一溫度直方圖

本文根據(jù)對五圩礦田進行的礦物學研究,發(fā)現(xiàn)從箭豬坡礦床中心向外圍,其礦物組合,有分帶變化的趨勢,且礦物顆粒趨于變小。通過地球化學研究,發(fā)現(xiàn)箭豬坡礦床和三排洞礦床Zn、Pb、Sb等高溫元素最為富集,其外圍礦床Zn、Pb、Sb等高溫元素逐漸降低,而Hg、As等低溫礦物元素相對富集。通過流體包裹體測溫,發(fā)現(xiàn)其溫度分帶明顯,其中以箭豬坡礦床和三排洞礦床為溫度最高,是其溫度分帶的中心部位。從構造上看,五圩背斜軸部中泥盆統(tǒng)納標組泥巖夾白云巖地層中發(fā)育有多條平行陡立產出(傾角>60°)的NNW向斷裂、裂隙構造(圖2),該斷裂、裂隙是區(qū)內箭豬坡、三排洞、芙蓉廠、花洞、水落等礦床的主要控礦構造(蔡明海等,2012)。NNW向斷裂、裂隙構造自五圩背斜軸部平行產出的特點是五圩礦田成礦分帶重要控制因素。從以上幾方面并且結合前人對同屬丹池成礦帶上的大廠礦田(陳毓川等,1985,1993;葉緒孫,1985)和芒場礦田(齊家喆,1986)礦化分帶特征的研究,推測出以箭豬坡礦床為中心的深部是成礦有利部位,具有較好找礦前景。同時,中國有色桂林礦產地質研究院有限公司在五圩礦田施工的物探勘查工作得到的CSAMT測量二維反演結果表明隱伏巖體可能出現(xiàn)在箭豬坡礦床深部,這也印證了箭豬坡礦床具有較好找礦前景。

5 結論

通過野外調查與樣品的包裹體測溫、元素地球化學和室內鏡下鑒定等工作,得出礦田內各礦床(點)的礦物組合、礦物顏色和成礦溫度的變化特征,并在此基礎上將五圩礦田各礦點進行成礦分帶:

低溫帶中金屬礦物主要以辰砂、雄黃、雌黃等低溫礦物為主,并伴有少量閃鋅礦、輝銻礦;帶內成礦溫度在150℃~236℃之間,且以200℃以下為主體;微量元素(Hg+As)/(Zn+Pb)和(Hg+As)/Zn的比值都特別大,說明微量元素Hg-As相較Zn-Pb更為富集。

中低溫帶中金屬礦物以閃鋅礦、輝銻礦為主,不見辰砂、雄黃、雌黃等低溫礦物,帶內閃鋅礦、輝銻礦顏色、顆粒也較低溫帶變深變大;帶內成礦溫度在220℃~265℃之間;微量元素(Hg+As)/(Zn+Pb)和(Hg+As)/Zn的比值較低溫帶明顯變小,說明微量元素Zn-Pb進一步富集,而Hg-As富集程度降低。

中高溫帶中金屬礦物以閃鋅礦、輝銻礦、脆硫銻鉛礦為主,且礦物顏色、顆粒較中低溫成礦帶明顯變深變大;帶內平均成礦溫度在245℃~322℃之間,且溫度以270℃以上為主體,其中箭豬坡礦床溫度為最高;微量元素(Hg+As)/(Zn+Pb)和(Hg+As)/Zn的比值最小,微量元素Zn-Pb相較Hg-As更為富集。

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Characteristics of Metallogenic Zoning in the Wuxu Ore Field of Guangxi Province and its Geological Implications

ZHAO Jing,CAI Ming-hai,HU Jia-gang,CHANG Jiang,XIA Hong-wei,LI Yi-zhi,PENG Zhen-an

(CollegeofResourcesandMetallurgy,GuangxiUniversity,Nanning,Guangxi530004)

This work was based on field geological investigation,geochemical features of elements and the study on fluid inclusions.We divided the Wuxu ore field into three metallogenic belts,which are the intermediate-and low-temperature belt(Ⅰ),intermediate-temperature belt(Ⅱ) and intermediate-and high-temperature belt (Ⅲ).In the belt I,metallic minerals are dominated by cinnabar,realgar,and orpiment,which formed at low temperatures.Their metallogenic temperatures are in 150℃~236℃,mostly below 200℃.The belt II contains sphalerite,stibnite,and pyrite,which were generated at 220℃~265℃.The belt III is featured by dark sphalerite,stibnite,and galena,of which the metallogenic temperatures are 245℃~322℃,mostly above 270℃.We analyzed the spatial patterns of the structure,compared the physicochemical properties of ore-forming fluids,elucidated geological characteristics of the Wuxu ore field and their geological implications,and explained the differences between different deposits of each metallogenic belt.We inferred that there are concealed rock bodies in the deep subsurface somewhere around the Jianzhupo deposit.The deep subsurface centered at Jianzhupo is the favorable place for mineralization.These results provide evidence for further prospecting in the Wuxu ore field

geochemistry,ore-forming fluid,metallogenic zoning,Wuxu orefield

2015-03-19;

2015-12-24;[責任編輯]陳偉軍。

廣西大廠錫石硫化物型錫礦科學基地研究項目(編號200911007-13)、河池五圩礦田及外圍成礦規(guī)律和找礦預測研究項目資助。

趙 京(1988年—),男,廣西大學在讀研究生,固體礦產評價與預測專業(yè)。E-mail:nmgzj5616@163.com。

P624.6

A

0495-5331(2016)01-0060-10

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