廣東省揭西縣金坑銅錫鉛鋅礦床地質(zhì)、地球化學(xué)特征及成因＊

張衛(wèi)凱，陳少青

（廣東省有色金屬地質(zhì)局九三一隊(duì)，汕頭 515041）

蓮花山深斷裂帶為環(huán)太平洋成礦帶的一部分，是重要的內(nèi)生金屬礦床成礦帶。廣東省揭西縣金坑銅錫鉛鋅礦床是近年來在蓮花山斷裂帶西南段最新發(fā)現(xiàn)的巖漿熱液型礦床。經(jīng)過近幾年的地質(zhì)勘查工作，目前已基本查明該礦床的地質(zhì)特征和成礦地質(zhì)條件，已圈定工業(yè)礦體24條，初步資源儲(chǔ)量估算已達(dá)中型規(guī)模。

目前，對(duì)該礦床的研究多側(cè)重于礦床的成礦地質(zhì)特征、成礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)和找礦潛力評(píng)價(jià)等方面［1－4］。筆者通過對(duì)該礦床地球化學(xué)特征進(jìn)行研究，探討該礦床的類型和成因，為該區(qū)找礦工作提供借鑒。

1 地質(zhì)背景

揭西縣金坑銅錫鉛鋅礦區(qū)處于亞洲大陸東南邊緣活動(dòng)帶，區(qū)內(nèi)以斷裂為主，主要呈NE 向分布。蓮花山深斷裂帶是該區(qū)重要的構(gòu)造，其沿著蓮花山山脈經(jīng)豐順、梅縣、大埔，進(jìn)入福建省華安、南靖一帶，向西南至海豐、惠東、寶安等縣［2］；蓮花山深斷裂帶在廣東省境內(nèi)延長(zhǎng)約500km，寬約20～40km，局部達(dá)60km；區(qū)內(nèi)主要由發(fā)育于蓮花山山脈兩側(cè)、大致平行、傾向相背的兩條“雙軌狀”亞帶組成，二者相距約20～40km。北亞帶位于蓮花山山脈北西側(cè)，稱為五華－深圳深斷裂亞帶，傾向NW，傾角20°～80°；南亞帶位于蓮花山山脈南東側(cè)，稱為大埔—海豐深斷裂亞帶，傾向SE，傾角40°～70°。單個(gè)亞帶寬度約10～20km。區(qū)內(nèi)與主干構(gòu)造線斜交的次級(jí)NW 向、EW 向斷裂發(fā)育，即蓮花山深斷裂南亞帶走向NE55°左右，主要由兩條近于平行的河田斷裂和河婆斷裂及與二者斜交的早禾坑斷裂組成（圖1）。

NE向河婆斷裂：分布于區(qū)域南東部，延長(zhǎng)＞42 km，斷層面走向略顯彎曲，西南部?jī)A向SE，北東部?jī)A向SEE，傾角30°～55°，斷層面在地貌上表現(xiàn)為平整的斷層崖。

EW 向早禾坑斷裂：分布于區(qū)域中東部，呈東西向延伸，傾向S，傾角35°～45°，延長(zhǎng)15km，其西端被花崗巖侵入，東端與官草湖群底部界線相切。

該區(qū)斷裂具多期性活動(dòng)特點(diǎn)，燕山期不同期次、大規(guī)模中酸性巖類侵入火山活動(dòng)。區(qū)域構(gòu)造動(dòng)力變質(zhì)作用形成糜棱巖化帶、片理化帶、劈理帶、混合巖化帶及壓碎角礫巖帶。卷入變質(zhì)帶的地層主要有晚三疊—晚侏羅世沉積火山巖系。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2．1 地層

礦區(qū)出露的地層，除第四系殘坡積層與沖積層外，均為上侏羅統(tǒng)高基坪群火山熔巖與火山碎屑巖，總體地層走向30°～50°，傾向SE，傾角較緩，為20°～40°。根據(jù)巖性及組合特征，與區(qū)域地層對(duì)比，屬高基坪群上亞群上段。自下而上可分為五個(gè)巖性層：

圖1 金坑礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖（據(jù)文獻(xiàn)［3］修編）Fig．1 Regional geological sketch map of Jinkeng mine field

2．2 構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造受區(qū)域深斷裂控制，主要構(gòu)造線方向與區(qū)域深斷裂一致。礦區(qū)有蓮花山深斷裂南亞帶的河婆斷裂和早禾坪斷裂，其斷裂規(guī)模較大，對(duì)礦區(qū)的地層、構(gòu)造產(chǎn)生不同程度的影響。礦區(qū)斷裂主要為區(qū)域斷裂派生的次一級(jí)斷裂，可分為NE 向（F5、F7）、NW－NWW 向（F1、F2、F3、F6、F26、F27）和近SN向（F4、F8、F22）三組，控制礦體形態(tài)、產(chǎn)狀的變化。

2．3 巖漿巖

巖漿巖多出露于礦區(qū)西北部，主要有中粗粒黑云母花崗巖、細(xì)粒黑云母花崗巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖、石英斑巖、閃長(zhǎng)巖和輝綠巖。

3 礦床地質(zhì)特征

3．1 礦體形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模及品位

目前礦區(qū)發(fā)現(xiàn)的礦（化）體主要為分布在馬山、崆角、赤告嶺、黃竹嶂4個(gè)區(qū)段的24條礦（化）體，其中馬山區(qū)段11條、崆角區(qū)段6條、赤告嶺區(qū)段4條、黃竹嶂區(qū)段3條，通過山地工程和深部鉆探工程揭露，掌握和控制了馬山區(qū)段礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模和品位。

馬山區(qū)段礦化帶呈NE 向，長(zhǎng)1 500 m，寬200～50m（南西部較窄，北東部較寬），已發(fā)現(xiàn)11條礦體（V1、V4、V2、V14、V16、V17、V18、V19、V20、V21、V22），主要以V1、V4兩礦體為主（圖2）。礦體產(chǎn)于上侏羅統(tǒng)高基坪群的流紋巖、流紋斑巖的層間滑動(dòng)帶內(nèi)，呈多層產(chǎn)出，呈似層狀、透鏡狀和脈狀?，F(xiàn)以V1和V4礦體為例，說明如下：

圖2 揭西縣金坑銅錫鉛鋅礦區(qū)馬山區(qū)段15、3號(hào)勘探線剖面圖Fig．2 Profile of exploration line 15and 3in mashan section，Jinkeng copper－tin－lead－zine deposit，Jiexi County

V1礦體：呈脈狀賦存于上侏羅統(tǒng)高基坪群的流紋巖、流紋斑巖的層間滑動(dòng)帶內(nèi)，受層間滑動(dòng)帶控制，由數(shù)個(gè)連續(xù)或間斷的扁豆?fàn)顦?gòu)成，呈似層狀、透鏡狀和脈狀。礦體走向NNE，傾向100°～130°，傾角25°～40°，礦體形態(tài)變化較大，沿走向、傾向具尖滅再現(xiàn)、分支復(fù)合現(xiàn)象，局部可形成較穩(wěn)定的似層狀礦體。當(dāng)扁豆?fàn)畹V體連續(xù)性好時(shí)，則礦體品位較高。礦體沿走向延長(zhǎng)約1 300m，沿傾向延伸約435m；賦存標(biāo)高131．2～－216．3 m，礦體埋深0～347．5 m，厚度為0．70～2．14m，平均厚度為1．13m；平均品位：Cu 0．51%、Sn 0．36%、Pb 0．66%、Zn 0．56%、Ag 82．36×10－6。礦體的Cu、Sn品位均達(dá)到工業(yè)要求，是該區(qū)段最具工業(yè)價(jià)值的礦體。通過估算探獲推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（333）金屬量：Cu 4052．9t、Sn 1331．2t、Pb 2654．6t、Zn 1732．3t、Ag 64．25t［4］。

V4礦體：是該區(qū)段具有工業(yè)價(jià)值的礦體，分布于馬山西側(cè)、V1礦體上部，并與V1礦體近平行產(chǎn)出，其產(chǎn)狀與V1類似。礦體呈脈狀，走向NNE，傾向95°～110°，傾角30°，礦體延長(zhǎng)約1 000 m，沿傾向延伸約350m，賦存標(biāo)高122．4～－277．3m，垂幅399．7m，埋深0～399．7m；厚度為0．72～5．03m，平均厚度為1．75m；平均品位：Cu 0．54%、Sn 0．18%、Pb 0．44%、Zn 0．73%、Ag 31．53×10－6。通過估算，探獲推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（333）金屬量：Cu 4825．0t、Sn 1537．56t、Pb 472．8t、Zn 783．1t、Ag 29．82t。

3．2 礦石類型

礦石類型主要為塊狀、細(xì)脈—浸染狀銅錫鉛鋅硫化物礦石；工業(yè)類型為銅錫鉛鋅多金屬硫化物礦石；工業(yè)品級(jí)為品位中等的銅錫鉛鋅工業(yè)礦石。

3．3 礦石組分

礦石礦物主要有黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、毒砂、磁黃鐵礦，其次為藍(lán)銅礦、錫石、孔雀石、銅藍(lán)、輝鉬礦等，脈石礦物主要有石英、綠泥石、絹云母、石榴子石等。

3．4 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要為半自形—它形粒狀結(jié)構(gòu)及包含結(jié)構(gòu)、溶蝕填隙結(jié)構(gòu)、殘余結(jié)構(gòu)等；礦石構(gòu)造主要有脈狀構(gòu)造、星點(diǎn)狀及浸染狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造。

根據(jù)金屬礦物的產(chǎn)出狀態(tài)、相互關(guān)系、鏡下礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造及分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)金坑礦區(qū)金屬硫化物生成于高中溫成礦階段，其晶出的大致順序?yàn)椋哄a石、輝鉬礦→黃鐵礦、毒砂→磁黃鐵礦、黃銅礦→閃鋅礦、方鉛礦→輝鉬礦（部分）。

3．5 圍巖蝕變

礦區(qū)賦礦或近礦圍巖蝕變明顯，不同礦化類型、不同區(qū)段的蝕變類型不同，主要有硅化、綠泥石化、石榴石化、絹云母化及碳酸巖化，其次為鈉化、云英巖化、螢石化。硅化、綠泥石化、石榴子石化是該區(qū)與成礦作用關(guān)系最為密切的蝕變類型，形成于層間破碎帶內(nèi)。蝕變分帶沿礦體表現(xiàn)為從中間向兩側(cè)依次是硅化→絹云母化→綠泥石化、石榴子石化。

4 礦床地球化學(xué)特征

4．1 常量元素地球化學(xué)特征

區(qū)內(nèi)花崗巖類常量元素分析結(jié)果見表1。從表1可以看出，研究區(qū)花崗巖SiO2含量（70．85%～75．42%）較高，Al2O3含量為12．65%～13．99%，MgO、Fe2O3含量較低，分別為0．06%～0．66%和1．57%～3．49%。此外，花崗巖中大部分K2O 含量（2．88% ～5．51%）高于Na2O 含量（2．75% ～3．27%）?；◢弾r在QAP 圖中落在堿長(zhǎng)花崗巖和二長(zhǎng)花崗巖范圍內(nèi)（圖3），在A／CNK－A／NK 圖中均落在過鋁質(zhì)花崗巖區(qū)（圖4）。

表1 金坑礦區(qū)常量元素分析結(jié)果（wt%）Table．1 Major element analysis results of Jinkeng deposit

研究區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖SiO2含量62．77% ～69．00%，Al2O3含量變化較大，為15．35% ～17．08%，CaO 含量1．72%～3．50%、Fe2O3含量4．96%～6．54%、Na2O 含量1．37%～2．26%、K2O含量3．44%～4．00%。與該區(qū)花崗巖相比，花崗閃長(zhǎng)巖相對(duì)富Al2O3、CaO、MgO 和Fe2O3，為鋁過飽和型和高鉀型，為同熔型花崗巖類的典型特征［5］，因此，認(rèn)為本區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖為地殼物質(zhì)在動(dòng)力作用下熔融形成的?；◢忛W長(zhǎng)巖在QAP分類圖中落在二長(zhǎng)花崗巖和正長(zhǎng)花崗巖范圍內(nèi)（圖3），但大部分巖石的SiO2含量＜65%。巖相分析顯示巖石普遍含有較高的暗色礦物，故將其歸為花崗閃長(zhǎng)巖類。

圖3 金坑礦區(qū)花崗巖及花崗閃長(zhǎng)巖的QAP 分類圖解（○花崗巖；＋花崗閃長(zhǎng)巖）Fig．3 QAP classification diagram of granites and granodiorites in Jinkeng deposit

圖4 金坑礦區(qū)花崗巖及花崗閃長(zhǎng)巖的A／CNK－A／NK圖解（○花崗巖；＋花崗閃長(zhǎng)巖）Fig．4 A／CNK－A／NK diagram of granites and granodiorites in Jinkeng deposit

4．2 微量元素與稀土元素特征

研究區(qū)花崗巖的稀土元素含量較高，輕稀土含量尤高，部分樣品La含量高達(dá)75．5×10－6，在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖上表現(xiàn)為向右傾斜，Eu具有低—中等虧損（圖5a），可能代表樣品在形成過程中發(fā)生少部分斜長(zhǎng)石分異作用。在花崗巖微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（圖5b）上，總體表現(xiàn)為負(fù)斜率的分布型式，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta、Zr等，另外還有明顯的Ba、Sr、Eu元素的虧損，表明巖漿演化過程中斜長(zhǎng)石發(fā)生部分分異。花崗巖的另一個(gè)特點(diǎn)是明顯富Pb、Th、La等元素，可能與巖漿起源于地殼有關(guān)。研究區(qū)花崗巖具有高鉀和過鋁質(zhì)的特征，說明該區(qū)花崗巖可能形成于地殼部分熔融。

圖5 金坑礦區(qū)花崗巖稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線（a）及微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（b）Fig．5 Chondrite－normalized REE distribution patterns（a）and primitive mantle－normalized trace elements spider diagram（b）of granites in Jinkeng deposit

研究區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖的稀土元素含量較為相近，表現(xiàn)在稀土配分曲線上接近，并具有負(fù)斜率分布型式，輕稀土分異明顯，重稀土間分異不明顯而呈近于水平。與花崗巖相比Eu虧損較?。▓D6a），說明在花崗閃長(zhǎng)巖形成時(shí)斜長(zhǎng)石未曾發(fā)生明顯分異。在花崗閃長(zhǎng)巖微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（圖6b）上，總體表現(xiàn)為負(fù)斜率的分布型式，而且?guī)r石間幾乎未發(fā)生明顯的分異，其微量元素含量高度一致。巖石虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta、Zr等，Ba、Sr、Eu略有虧損，但虧損程度明顯弱于花崗巖，此亦與前已提到的花崗閃長(zhǎng)巖在形成時(shí)斜長(zhǎng)石未發(fā)生過明顯分異相一致。與花崗巖類似，花崗閃長(zhǎng)巖同樣明顯富Pb，Th、La也呈正異常。

圖6 金坑礦區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線（a）及微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（b）Fig．6 Chondrite－normalized REE distribution patterns（a）and primitive mantle－normalized trace elements spider diagram （b）of granodiorites in Jinkeng deposit

4．3 成礦元素特征

礦區(qū)主要巖體成礦元素含量分析見表2。從表2可以看出，礦區(qū)花崗巖的W、Mo、Sn是全球花崗巖平均含量的10～50倍，Cu、Pb、Zn的含量也是全球花崗巖平均含量的2～4倍（已扣除礦化花崗巖的含量）。局部地段花崗巖本身具有Cu、Pb、Zn礦化，若將其包括在內(nèi)則花崗巖的Cu、Pb、Zn含量是全球平均含量的20～30倍。因此，該礦區(qū)花崗巖成礦元素豐度值高且富集，可能為礦區(qū)成礦源巖。

礦區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖的成礦元素豐度低于花崗巖，主要成礦元素Cu、Pb、Zn分別是全球花崗巖平均含量的4～5倍，這些成礦元素含量在花崗閃長(zhǎng)巖中變化較大，可能也是潛在的礦源巖之一。

4．4 硫同位素特征

金坑礦區(qū)不同礦體的硫同位素值見表3。從表3可知，不同礦石的硫化物硫同位素組成δ34S（‰）為0．96‰～2．79‰，變化范圍較小，說明硫來源比較單一，未發(fā)生明顯分餾作用［6］，且處于低氧逸度環(huán)境，其值接近于下地殼部分熔融硫［7］；由于該區(qū)未發(fā)現(xiàn)有硫酸鹽礦物，硫化物的硫同位素組成代表了成礦流體的總硫同位素組成，故指示硫源具有較均一的深源巖漿特點(diǎn)［8］。

表2 金坑礦區(qū)花崗巖和花崗閃長(zhǎng)巖的成礦元素含量（×10－6）Table 2 Contents of ore－forming elements from granites and granodiorites in Jinkeng deposit

表3 金坑礦區(qū)不同礦體硫同位素組成分析結(jié)果Table 3 Analytical results of sulfur isotopic composition from different ore－bodies in Jinkeng deposit

5 控礦因素

5．1 成礦物質(zhì)來源

硫同位素特征指示硫可能來自下地殼的深源巖漿，通過該區(qū)高鉀過鋁質(zhì)花崗巖鋯石U－Pb年齡分析其成巖年齡為130．7±2．6 Ma。通過銅鉛鋅硫化物礦石中的閃鋅礦、黃鐵礦、黃銅礦單礦物樣品的Rb－Sr測(cè)定年齡為119．1±6．8 Ma。同位素年齡測(cè)定結(jié)果說明成礦作用與燕山晚期巖漿活動(dòng)接近，可見揭西金坑銅錫鉛鋅礦區(qū)成礦流體硫源主要來自地殼同熔形成的花崗巖體。

5．2 控礦因素

（1）礦化明顯受斷裂破碎帶控制

馬山控礦構(gòu)造主要受韌性剪切帶控制，在韌性剪切作用下形成一系列NE 向?qū)娱g斷層，層間滑動(dòng)破碎帶和片理化帶是成礦期良好的容礦及導(dǎo)礦空間，幾乎所有的礦體都賦存于NE向?qū)娱g滑動(dòng)帶內(nèi)，很大程度上決定了礦體的產(chǎn)出狀態(tài)。

（2）礦化與巖體關(guān)系密切

花崗巖是成礦的重要控礦因素，礦體主要圍繞花崗巖分布；馬山區(qū)段幾個(gè)礦化類型及礦體分布都與花崗巖有關(guān)。已揭露的礦化表明：一是礦化均形成在花崗巖與圍巖的接觸帶外側(cè)，靠近巖體礦化規(guī)模、礦脈厚度、礦石富集程度都有變高趨勢(shì)，如馬山的V4、V1，崆角的V5礦脈均如此；二是向花崗巖體內(nèi)部礦化消失。另外，由上已知成礦物質(zhì)來源于花崗巖漿熱液，為成礦元素的供給創(chuàng)造了良好的條件。

6 結(jié)論

揭西金坑銅錫鉛鋅礦床成礦物質(zhì)來源主要是地殼同熔形成的花崗巖，花崗巖與成礦關(guān)系密切。成礦期主要包括由韌性剪切作用形成的馬山段NE 向斷裂帶和崆角礦段的NW 向斷裂帶。礦化主要在花崗巖體與圍巖接觸帶分布，成礦物質(zhì)主要來源于花崗巖，是巖漿期后熱液裂隙充填（交代）型礦床。

［1］古潤(rùn)平，卜安，陳少青．廣東省揭西金坑銅錫鉛鋅礦區(qū)礦床地質(zhì)特征與遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)［J］．資源調(diào)查與環(huán)境，2009，30（2）：109－114．

［2］廣東省地質(zhì)局．廣東省區(qū)域地質(zhì)志［M］．北京：地質(zhì)出版社，1988：763－764．

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［4］廣東省有色金屬地質(zhì)局九三一隊(duì)．廣東省揭西縣金坑礦區(qū)銅錫鉛鋅礦普查報(bào)告［R］．汕頭：廣東省有色金屬地質(zhì)局九三一隊(duì)，2008．

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