貴州三都排正金礦床成礦元素賦存規(guī)律及成礦潛力評價

姜偉，令狐東，宮學智

(貴州省有色金屬和核工業(yè)地質勘查局地質礦產勘查院，貴陽 550005)

0 引言

三都—丹寨地區(qū)是貴州省一個重要的鉛、鋅、汞、金、銻等多金屬成礦帶，成礦帶內已探明或已發(fā)現(xiàn)大型汞礦床2處(宏發(fā)廠、四相廠)、中型金礦床1處、小型金礦床2處、小型銻礦床2處，以及多處鉛鋅、金、銻礦化點[1-4]。前人對該成礦帶內鉛鋅、汞、金及銻礦床研究較多，大致確定了成礦年代為燕山期至燕山晚期，且鉛鋅、金、銻、汞依次生成[5-6]；基本確定了成礦物質來源于深部含礦巖漿熱液沿斷裂構造向上運移過程中萃取地層中的含礦物質，其高溫巖漿熱液提供了運動動力[7-8]；查明了成礦帶內礦床多分布于斷裂構造帶的交匯處，礦體的展布、延伸及形態(tài)受構造控制明顯，其斷裂發(fā)育部位成為找礦的有利靶區(qū)[9-11]。

相對于成礦帶內其他礦床，前人對排正金礦床研究甚少，僅僅勘查了礦床的礦化點分布、礦石類型及蝕變特征，而對于礦石中成礦元素種類及賦存規(guī)律、成礦作用并未進行深入探討。本文將排正金礦床與三都—丹寨成礦帶內鉛鋅、汞、銻等礦床進行類比分析，剖析礦床礦石元素種類及賦存特征，進而推斷礦床成礦作用過程及形成機制，以期為圈定礦床成礦有利靶區(qū)及進行礦床深部找礦提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質特征

貴州三都—丹寨Hg-Au-Sb成礦帶大地構造位于揚子克拉通黔南臺陷與華南褶皺帶西緣交界處，地層分區(qū)位于上揚子地臺南部被動邊緣褶皺帶之都勻滑脫褶皺帶東南緣(圖1a)。成礦帶北起丹寨汞礦，南至三都北部拉峨一帶，大體上呈近NNE向帶狀分布，長約19 km，寬約6 km。受多期構造事件影響，區(qū)域成礦帶內斷裂構造十分發(fā)育，以NNE向、近SN向、NW向、NWW向為主，主斷裂派生的次級斷裂極其發(fā)育，斷裂延伸數(shù)千米至數(shù)十千米。

成礦帶內Hg、Au、Sb、Pb、Zn等礦床(點)受構造控制明顯，多分布在斷裂交叉與復合部位，錯綜復雜的斷裂控制了成礦帶內礦田及礦集區(qū)的分布(圖1b)。區(qū)域內主要出露的地層為前震旦系、震旦系、寒武系、志留系及泥盆系，其中前震旦系為一套變質巖，震旦系巖性以砂頁巖、冰磧礫巖及白云巖為主，寒武系巖性以白云巖、灰?guī)r及碎屑巖為主，泥盆系以碎屑巖及碳酸鹽巖為主。區(qū)域內未見火成巖出露。

圖1 貴州三都—丹寨Hg-Au-Sb成礦帶大地構造簡圖(a)及區(qū)域構造簡圖(b)

2 礦床地質特征

2.1 地層

排正金礦床內地層較發(fā)育(圖2)，走向大體呈SN向，地層巖性較復雜。礦床內出露地層由老至新依次為新元古界青白口系平略組(Ptxjp)、隆里組(Ptxjl)，巖性以灰色、灰綠色、淺灰綠色粉砂質絹云母板巖、絹云母板巖、凝灰質板巖等低級變質巖為主，大面積分布于礦床的東部；新元古界南華系大塘坡組(Nh2d)、南沱組(Nh3n)，其中大塘坡組巖性以淺灰色、灰色粉砂質黏土巖、泥巖、粉砂巖為主，夾少量黑色碳質頁巖，在該礦床中分布極少；南沱組巖性主要為灰綠色、紫紅色冰磧礫巖、含礫砂巖，分布于礦床的中部；新元古界震旦系陡山沱組(Z1d)，下部巖性為灰色、灰黃色粉砂質頁巖、粉砂巖及白云巖，上部巖性為灰色、黑色泥巖及碳質頁巖，分布于礦床的中部；新元古界震旦系—早古生界寒武系留茶坡組(Z—∈lc)，巖性以深灰色、灰黑色硅質巖、黑色碳質頁巖為主，較少出露，分布于礦床的西南部；早古生界寒武系九門沖組(∈1jm)、變馬沖組(∈1b)、烏訓組(∈1w)、都柳江組(∈2d)、楊家灣組(∈3y)，其巖性組合主要為泥巖、頁巖、粉砂巖、白云巖、灰?guī)r，夾有少許碳質頁巖、泥質粉砂巖、鈣質粉砂巖等，其中都柳江組、楊家灣組為本礦床內主要含礦層，分布于礦床的西部，受斷層影響地層界線錯動明顯；第四系(Q)主要分布于溝谷、山坡及地勢相對平坦地帶，巖性由褐色、灰黃色松散質黏土及亞黏土構成，夾有少量的礫石。

圖2 貴州三都排正金礦床地質及取樣位置圖

2.2 構造

排正金礦床內地質構造復雜，以斷裂構造為主，褶皺構造不甚發(fā)育。斷裂構造以SN向、NNE向、EW向為主，多為舒緩波狀的高角度逆沖斷層，且規(guī)模大小不等。斷層在礦床延伸長度2.0～5.0 km，斷層傾向65°～335°，傾角較陡為55°～85°，從接觸、切穿關系看，EW向斷裂形成時間早于SN向、NNE向斷裂。

探槽所揭露的斷層中，多可見有斷層角礫巖，角礫巖呈棱角狀、次棱角狀，角礫大小不等，其成分多以石英、方解石及砂巖等為主。斷層的存在為礦床含礦熱液的流動及賦存提供了良好的條件。地球物理及土壤地球化學異常證實，在本礦床內斷裂構造中SN向斷裂成為重要的成礦及找礦標志。

2.3 礦體及礦石特征

礦床內共發(fā)現(xiàn)兩處金、鉛鋅礦化及蝕變點(圖2)。其中金礦化點分布于TC01、TC02中，金最高品位0.85×10-6，礦化體呈脈狀、透鏡狀展布，受構造控制，延伸較短，礦化帶多見有褐鐵礦化及碳酸鹽化。鉛鋅礦化體受斷層控制明顯，多呈脈狀、透鏡狀，大致呈NNW向，傾角58°～64°，礦體連續(xù)性較差，走向上控制最大約100 m，沿傾向控制最大約31 m，鉛品位0.48%～16.64%，鋅品位7.00%～27.36%。

礦床內金礦化體中金屬礦物主要為自然金、黃鐵礦、輝銻礦、毒砂、閃鋅礦及辰砂等，其中金礦物主要以微粒形式賦存于黃鐵礦中，金屬礦物主要呈星點狀、團塊狀、顆粒狀及脈狀，多發(fā)生褐鐵礦化(圖3a, 圖3b)；脈石礦物主要為石英(玉髓)、鐵白云石、方解石、水云母等。鉛鋅礦化體中金屬礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、黃銅礦、毒砂、磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦等，金屬礦物多呈他形-半自形粒狀、星點狀、浸染狀等(圖3c, 圖3d)；脈石礦物以方解石、重晶石、石英、白云石、方解石等為主。

圖3 三都排正礦床礦石結構構造及礦物組合關系

2.4 圍巖蝕變

礦床內圍巖蝕變強烈，蝕變種類眾多，以硅化、方解石化、白云石化、重晶石化、黃鐵礦化、毒砂化、褐鐵礦化為主。其中,硅化、黃鐵礦化及毒砂化與金、鉛、鋅成礦關系密切，為礦床內重要的找礦標志之一。

3 分析方法及測試結果

在該礦床內選擇探槽TC05、TC06、TC07、TC08進行系統(tǒng)取樣，將樣品磨碎至200目進行化學分析，測試單位為貴州有色地質化驗監(jiān)測中心。樣品測試結果見表1。其中，w(Pb)=5.50×10-6～52.30×10-6，平均為25.48×10-6；w(Zn)=13.80×10-6～245.1×10-6，平均為70.35×10-6；w(As)=1.73×10-6～55.92×10-6，平均為11.10×10-6；w(Hg)=0.04×10-6～0.54×10-6，平均為0.24×10-6；w(Au)=0.68×10-9～7.28×10-9，平均為1.70×10-9；w(Mo)=0.20×10-6～5.75×10-6，平均為1.75×10-6。

表1 貴州三都排正金礦床成礦元素分析結果

4 討論

三都—丹寨成礦帶中已發(fā)現(xiàn)多處汞、金、銻及鉛鋅礦床(點)，前人對成礦帶內礦床的成礦時代、成礦物質來源、成礦作用、成礦環(huán)境及礦石微量元素地球化學特征進行了研究[4-6,8,12]。通過對成礦帶中段交犁—拉峨汞礦床中熱液方解石脈進行Sm-Nd同位素測年，獲得等時線年齡為129 Ma±20 Ma，該年齡與成礦帶北段宏發(fā)廠、排庭及羊勇金礦石中Rb-Sr及石英單礦物ESR年齡在誤差范圍內是一致的，結合斷裂構造特征及形成時代，從而確定成礦帶成礦年代為燕山晚期[5,12-14]。綜合對成礦帶內硫、鉛、碳、氧同位素分析，認為成礦帶內多金屬成礦物質多來自于深部熱液含礦巖漿沿斷裂構造上移，與此同時萃取地層中成礦物質，且在淺部成礦時混有大氣降水的參與[4,6-7,15-16]。通過與老東寨鉛鋅礦床的對比分析，礦石的稀土元素、微量元素與賦礦圍巖的變化趨勢具有一致性，存在鈰負異常及銪正負異常，表明鉛鋅礦形成于由氧化環(huán)境轉變?yōu)檫€原環(huán)境下[3,8,17]。

排正金礦床位于成礦帶中南部，毗鄰苗龍金礦床，其礦床內斷裂構造極其發(fā)育，南北向或近南北向斷裂與東西向斷裂結合處為礦床內重點異常區(qū)。對礦床TC05、TC06、TC07、TC08進行系統(tǒng)取樣并進行化學測試分析，樣品分析結果顯示礦床內Pb、Zn、As、Hg、Au、Mo成礦元素平均含量分別為25.48×10-6、70.35×10-6、11.10×10-6、0.24×10-6、1.70×10-9、1.75×10-6，均高于地殼克拉克值，表明礦床楊家灣組、都柳江組及烏訓組為賦礦地層。對排正金礦床成礦元素之間進行相關性分析，可得出成礦元素Au與As、Pb+Zn、Hg元素為正相關性，而Au與Mo元素相關性不強(圖4a, 圖4b, 圖4c, 圖4h)；Hg與As、Pb+Zn、Mo元素具有較強的正相關性(圖4d, 圖4e, 圖4i)；Pb+Zn、Mo與As均具有正相關性(圖4f, 圖4g)。

圖4 三都排正金礦床成礦元素關系圖

排正金礦床內礦石礦物主要為自然金、黃鐵礦、輝銻礦、毒砂、方鉛礦、閃鋅礦、辰砂、磁鐵礦、赤鐵礦、輝鉬礦及黃銅礦等。通過對成礦帶其他礦床成因分析，認為其成礦物質來源于深部含礦巖漿熱液上移過程中萃取地層中成礦物質，通過對排正金礦床成礦元素之間相互關系的分析，認為在成礦流體中As元素起著至關重要的作用，可為成礦元素的活化劑。與苗龍金礦床進行對比分析，可知排正金礦床載金礦物主要為毒砂及黃鐵礦[18-19]，且礦床為含金、汞、鉛鋅等多金屬礦床，應加大對多金屬元素的綜合評價。

綜合上述分析，認為排正金礦床為一處以Au、Pb、Zn金屬元素為主的多金屬礦床。其礦床形成演化機制大致為：深部高溫含礦熱液流體在構造運動作用下，沿斷裂構造向上運移，熱液上移過程中萃取古老楊家灣組、都柳江組、烏訓組中的成礦元素，由As離子活化作用在適宜的環(huán)境下富集成礦。

5 結論

(1)排正金礦床礦石中Au與As、Pb+Zn、Hg元素為正相關性，As與Hg、Pb+Zn、Mo均為正相關性，表明礦床中毒砂為主要的載金礦物。

(2)排正金礦床形成于深部含礦巖漿熱液在上移過程中萃取礦床中楊家灣組、都柳江組、烏訓組地層中的成礦元素，在As離子活化作用下，在適宜的環(huán)境下富集成礦。

(3)排正金礦床為一處以Au、Pb、Zn金屬元素為主的多金屬礦床，應加大對伴生Hg、Mo等金屬元素的含礦性評價。