广西大瑶山地区铜金多金属矿床成因探讨

邓 军

（中国地质大学，北京100083；广西壮族自治区地质勘查总院，广西南宁530023）

广西大瑶山地区铜金多金属矿床成因探讨

邓 军

（中国地质大学，北京100083；广西壮族自治区地质勘查总院，广西南宁530023）

从沉积建造、岩浆岩、构造-岩浆活动、成矿流体性质、矿石微量元素和硫同位素特征等方面分析了大瑶山地区与浅成-超浅成岩浆岩有关的铜金多金属矿成矿地质条件，认为矿床属沉积富集-断裂构造-热液（气）叠加改造型成因，可概括为矿源层形成、岩浆期热液叠加成矿、岩浆期后断裂构造热液改造成矿3个阶段.

浅成-超浅成岩浆岩；铜金多金属；矿床成因；成矿作用；大瑶山；广西

0 引言

大瑶山地区是广西重要的铜金多金属产地之一，目前已发现大小矿点或矿化点达200多处.长期以来，多家单位先后对该区的金矿做了大量研究工作和普查找矿勘探工作.前人在该区投入了大量的工作和资金，开展了许多有意义的科研工作❶广西区域地质测量队.桂平幅、梧州幅、贺县幅1∶20万区域地质调查报告.1965.［1-22］，取得了许多宝贵的第一手地质资料和数据，同时也探明了可观的地质储量.与浅成-超浅成岩浆岩有关的铜金多金属矿床是该区最主要的矿床类型，特别是在区内发现了次火山岩型或斑岩型铜金矿后，重新打开了该区地质找矿工作的新局面.目前区内已将找矿重点转移至老矿区深部及外围，同时，对老矿区外围斑岩脉的评价也势在必行.但对此类矿床的成因至今尚无统一认识，制约了该区下一步的找矿地质勘查工作.

本文以成矿系列理论为指导，结合前人研究成果，探讨此类矿床的成因，期望能开阔工作部署思路，为指导下一步找矿实践提供有益的参考.

1 成矿地质背景

研究区地处扬子板块与华南板块的钦州-钱塘结合带上［23］.根据广西地质志的三级构造单元划分［1］，本区位于南华准地台桂中-桂东台陷区，华南加里东褶皱大瑶山隆起区，受多旋回构造-岩浆-成矿作用和变质作用比较强烈，成矿地质背景比较复杂.

区内广泛出露新元古代震旦纪—早古生代奥陶纪沉积的一套巨厚深海—浅海相类复理石砂页岩、硅质岩建造，是主要的赋矿层位.晚古生代泥盆纪—二叠纪沉积了一套浅海相碎屑岩、硅质岩和碳酸盐岩的地台型建造，主要分布于大瑶山凸起边缘.中生代三叠纪—新生代古近纪主要为磨拉石、红色复陆源碎屑岩建造，分布集中于南部的断陷盆地（图1）.深大断裂纵横交错呈网格状，岩浆活动具有多时代、多旋回、多期次、多类型、多形式产出的特点，岩浆岩的空间分布受构造（主要是断裂）制约，沿断裂带分布，形成构造-岩浆岩带.

图1 大瑶山地区综合地质略图（据朱桂田等，2006）Fig.1 Geologic map of Dayaoshan area,Guangxi（after ZHUGui-tian et al.,2006）

2 区域成矿条件分析

2.1 沉积建造与成矿的关系

区内震旦-寒武系地层岩性为一套厚达数千米的富含碳质及硫化物的具浊流沉积特征的浅变质碎屑岩.据胡楚雁等❶胡楚雁，叶乃青.桂东古袍-桃花地区金成矿规律及找矿预测研究（国家黄金局91-93-l9号科技报告）.1993.的研究，震旦-寒武系含碳质和含黄铁矿岩层以及硅质岩层中金的丰度值明显偏高，浓集系数最高可达 56.37；陈开礼等［15］研究认为，震旦-寒武系地层是本区金矿的矿源层；刘国庆等［18］在对比大瑶山地区震旦-寒武系及周缘邻区下泥盆统莲花山组（D1y）、那高岭组（D1n）的微量元素特征时发现，震旦-寒武系地层中的Au、As含量明显高于地壳和该区泥盆系地层的丰度值，而Cu含量与泥盆系地层的丰度值相当，但均低于地壳的丰度值，表明地层并不具备铜矿物质富集层.从区内及周缘邻区矿床分布情况看，金多金属矿床或矿点（矿化点）绝大多数产出在震旦-寒武系地层中，与周缘邻区相比，尽管大瑶山岩浆构造活动远不及周缘邻区频繁，但金矿化仍然集中分布在该区，这表明金矿化与震旦-寒武系沉积建造有一定联系，其中的微量金是金矿形成的物质来源之一.此外，从该区金矿体赋矿层位的岩性看，金矿体大多数赋存于富含碳质岩层和硅质岩层的破碎带中，表明金成矿与含碳质岩层及硅质岩层密切相关.

2.2 岩浆岩与成矿的关系

研究区与成矿有关的岩浆岩主要是加里东期和燕山期的中酸性—酸性岩类，前者多与独立金矿有关，后者多与金多金属矿化有关.有利成矿的岩体规模不大，一般为岩枝、岩脉等小岩体，其深部往往与岩株或岩基相连.大岩体本身成矿差，矿化好的主要在其周围.在隆起区东部的岩浆侵入活动形成于加里东期，即在成岩前断裂作用的基础上再次发生构造-岩浆活动，形成了昭平古袍、古里脑、大王冲、一山岭花岗斑岩岩枝等，岩体的锆石 U-Th-Pb 年龄为 465 Ma［4］.在隆起区西部的岩浆侵入活动形成于燕山期，形成了贵港龙头山花岗斑岩、石英斑岩、火山角砾熔岩等，成岩年龄在163 Ma(流纹斑岩)和 91 Ma(花岗斑岩)之间［3］，后者相当于燕山晚期.

成矿年龄具有多期次性.如古里脑矿床的成矿年龄在 244.88～187.87 Ma 之间.金矿化可分为绢英岩-硫化物、石英-硫化物和石英-碳酸盐3个阶段.而在龙头山矿床中的含金流纹斑岩、角砾熔岩的成矿年龄为107.7～103.5 Ma，是金的主要成矿期，矿床中的含金花岗斑岩成矿年龄为103.5～66.2 Ma（花岗斑岩中绢云母年龄值）［21］.

岩浆岩体中的蚀变、矿化具多期性.朱桂田等［21］研究表明，加里东期古里脑和大王冲花岗斑岩中的蚀变强，主要有硅化、绢云母化、黄铁矿化、绿泥石化、碳酸盐（方解石和菱铁矿）化.在断裂带蚀变强烈部位出现黄铁绢英岩.古里脑花岗斑岩体浅部具有全岩矿化，其 Au 含量在 30×10-9～ 270×10-9之间，平均为 120×10-9.在花岗岩破碎带中，Au含量达1100×10-9.金矿体直接赋存于花岗斑岩体内，两者空间关系密切，表明其具有成金岩体的特征.局部具有金富集的特点，与斑岩型金矿化特征相似.燕山期龙头山次火山岩体中，Au平均值达110×10-9，热液蚀变异常强烈，主要有电气石化、硅化、钾长石化、绢云母化、高岭石化、黄铁矿化和绿泥石化.黄铁矿的颜色、晶粒受力破碎程度和被后期矿物交代程度均与金矿化强度关系较为密切.

以上分析说明，区内成矿岩体以燕山期为主，次为加里东期，金矿化具多期次、多阶段性.

2.3 构造、岩浆活动与成矿的关系

刘国庆等［18］研究指出，构造、岩浆活动，尤其是岩浆活动是研究矿床形成的重要因素之一，矿区是否有同时期相应的岩浆侵入是判断矿床成因与岩浆关系的宏观直接证据.

在研究区桃花、六岑、古袍3个较大的金矿田内虽然都见有岩浆侵入体，但从成矿期与岩浆岩的侵入期看，前者为燕山早期［11］，后者为加里东晚期.在桃花、六岑、古袍3个金矿田内均见有岩体破碎带含矿，但含矿段的破碎带均切穿岩体并延伸到围岩地层中，矿化、蚀变与斑岩活动无明显递变关系，表明金成矿与该期斑岩活动无直接联系.而龙头山金矿体，无论是在岩体内还是在隐爆角砾岩中，金矿化体或金矿体与斑岩-次火山岩的活动具有明显的内在成因联系，矿化、蚀变与斑岩活动具有明显的递变蚀变分带.虽然该区的金矿床在成因上与加里东晚期的岩浆热液活动无直接联系，但来自深部燕山早期的岩浆侵入活动对该区的金成矿起了一定的作用.遥感卫星照片显示在该区较大矿田的下部均存在隐伏岩体环状构造，对成矿更为有利.岩体侵位浅者，矿化浅；侵位较深的隐伏岩体，矿化也较深.

区内金矿体或金矿化体大部分都赋存在近东西向多期活动的断裂破碎带内，少部分赋存在北西向断裂破碎带内.赋矿断裂的多期活动特征显著，岩石破碎强烈，构造透镜体、挤压片理、碎裂岩、碎斑岩、角砾岩十分发育，并可见多组方向的擦痕.成矿前主要表现为压或压扭或扭性活动；成矿期表现为张性活动；成矿后又有压或压扭性活动.南北向和北东向断裂多为限矿（隔矿）或切矿构造，活动特征主要表现为压扭或扭性.构造裂隙中含矿热液的多期叠加与改造致使金属矿化和围岩蚀变呈现多期性作用的特征.

加里东期和燕山早期是区内构造活动最强烈的两期构造运动，并伴随有岩浆侵入.而海西—印支期虽有断裂和褶皱的形成，但无相应的岩浆侵入活动，断裂的影响深度也不大.从构造－岩浆热事件看，加里东期和燕山早期都有满足成矿的构造－岩浆热事件，但加里东期形成的各方向断裂裂隙系统远不及燕山早期，且主要以具可塑性的褶曲变形为主，各层之间的沟通和物质交换十分有限.在燕山早期，各方向的断裂均已形成，并构成了立体网络系统，从而有利于各层之间平面与剖面、深部与浅部的物质交换.从成矿时的容储矿构造力学性质看，加里东期近东西向断裂裂隙构造处于高度挤压状态，不利于储矿.此时的储矿构造应当是近南北向构造，但该区并未见到近南北向的金矿体和金矿化体，这可能与当时断裂裂隙的发育程度以及切割深度有关.区内金矿体和金矿化体的展布方向以近东西向为主，而南北向和北东向主要为限矿（隔矿）构造，表明在燕山早期成矿时，区内的南北向和北东向构造处于张应力状态，这与燕山早期太平洋板块与欧亚大陆板块的相对运动是相符的.至于区内的金矿展布选择燕山早期的近东西向构造成矿的原因，除了近东西向断裂裂隙构造的发育程度、规摸、影响深度在区内的影响占主导地位外，可能还与以下因素有关：①成矿时的应力状态以及成矿时对地层岩性碳硅质岩系的选择；②燕山早期该区深部有利于金成矿物质活化萃取的岩浆活动中某些物质的加入；③燕山早期整个华南的区域热流质高，岩浆侵入活动频繁，规模大，分布面广.

上述研究分析说明，区内构造（以断裂为主）、岩浆活动具有多期次、多阶段性的特点，其中，加里东期和燕山早期的构造－岩浆热事件与成矿关系十分密切.

2.4 成矿流体性质

刘国庆等［18］对研究区金矿床中石英流体包裹体的成分和流体包裹体成分比值特征数据显示，燕山早期含矿流体的含量 Na+＞K+、Ca2+＞Mg2+、Cl－＞F－、Cl－＞（Na++K+），属氯碱浓度较高的含矿流体，其Na+/K+值大于1.只有龙头山金矿的Na+/K+值明显小于1.其Ca2+/Mg2+值的特征如下：古袍志隆、古里脑（16.67，9.83）＞桃花（4.42，5.43）＞龙头山（1.14）.其Na+/（Ca2++Mg2+）值的特征如下：古袍志隆、古里脑 （2.08，1.95）＞桃花（0.06，0.07）＞龙头山 （0.02）.其 F－/Cl－值远小于 1.据Roedder（1972）的资料，岩浆热液成因流体包裹体的Na+/K+值一般小于1，而与沉积或地下水热液成因有关的矿床，其流体包裹体的Na+/K+值则大于1.另据卢焕章［24］的资料，F－/Cl－值大于或接近于 1 者主要为岩浆热液成因；该比值很小时，反映为地下水热液成因.龙头山与桃花、古袍志隆、古里脑的Na+/（Ca2++Mg2+）值有很大差别，反映其成矿物质的来源不同.在大瑶山地区，燕山早期金矿流体包裹体成分的上述比值与龙头山岩浆热液型金矿流体包裹体的相应比值均有明显差异，反映大气降水在成矿流体中占主导地位.

上述分析表明，区内金矿成矿流体为多来源流体.

2.5 矿石微量元素及硫同位素特征

刘国庆等［18］通过对大瑶山地区不同成因的黄铁矿、毒砂的微量元素分析研究表明，矿石中的黄铁矿与地层中的黄铁矿均具有富 Au、As、Ag、Cu、Ni，贫 Co 的特征，但金含量有所不同.黄铁矿中的Co/Ni值一般具有较好的成因含义.该区矿石中的黄铁矿与地层中的黄铁矿的Co/Ni值均小于1，显示成矿热液主要是对地层改造的结果，成矿物质与地层建造有一定的继承性.矿石中的毒砂和地层中的毒砂的微量元素含量明显不同，细粒针柱状毒砂中的Au、Pb、Co、Ni含量明显高于粗粒毒砂，且Ag、Cu、Zn含量相对较低，反映不同成因的毒砂在微量元素特征上有明显差别.从不同成因黄铁矿中的硫同位素特征来看，典型的斑岩型金矿（龙头山）15件样品的值为 0.64‰ ～2.48‰ ，平均为1.84‰，反映其硫以深源硫为主.桃花和古袍地区地层中黄铁矿的 δ34S 值为－14.7‰ ～ －2.82‰ ，反映其硫以浅源地层硫为主.而古袍含金石英脉黄铁矿矿石的δ34S 值为－9.0‰～+2.6‰ ，离散度较大，以负值为主，与地层中的硫近似，反映矿石中的硫以浅源硫为主.

上述说明本区金矿的硫既有深源硫，又有浅源硫，具多源性.

3 矿床成因探讨

对于研究区金矿的成因认识，前人曾提出过多种观点:①岩浆热液成因（刘腾飞，1990）；②变质热液－岩浆热液叠加改造成矿（骆靖中，1988）；③变质热液成因（毋端身，1985；秦鼐，1986）；④斑岩型金矿床（康先济等，1994）.近年刘国庆等（2004）提出地下水热液改造破碎带蚀变岩型金矿的观点；朱桂田等（2006）则特别强调了岩浆期后断裂构造－热液作用的重要性.

前人的观点过多地强调了岩浆热液（气）的作用，而忽视了地层（矿源层）和断裂构造的控矿因素.因此，本文综合分析前人研究成果后认为，研究区铜金多金属矿床应属沉积富集-断裂构造-热液（气）叠加改造型成因，包含了斑岩型、夕卡岩型和断裂-蚀变岩型3种矿床类型.整个成矿过程是一个复杂的、不断演化渐进叠加改造的过程，可概括为矿源层形成、岩浆期热液叠加成矿、岩浆期后断裂构造热液改造成矿3个阶段，现简要分述如下.

（1）矿源层形成

研究区寒武纪时处于不稳定的被动大陆边缘凹陷环境，沉积了一套厚度巨大的含碳浊积岩系，海底喷流、生物作用及机械沉积分异作用使得成矿元素在富含砷、硫、碳、硅的沉积岩层中发生了相对的初始富集，形成矿源层.矿源层中金主要呈裂隙金、吸附金产出，与黄铁矿、黄铜矿、石英、碳质等有关，易于活化迁移，可为成矿提供矿源.

（2）岩浆期热液叠加成矿

加里东晚期—燕山晚期区内构造活动强烈，岩浆活动频繁，在每次岩浆上升的过程中，都可活化沿途围岩中的成矿物质，迁移出的矿质和含矿岩浆热液混合成为含矿混合热液.加里东晚期形成的含矿热液随岩浆凝结后围绕岩体在适当位置成矿；燕山早期形成的含矿热液随岩浆上升后围绕成矿岩体形成高温—低温的各种矿床，可叠加于加里东晚期成矿分布区；而燕山晚期形成的含矿热液随岩浆上侵后也围绕成矿岩体周围有利部位成矿，并可叠加于加里东晚期和燕山早期的成矿分布区.

（3）岩浆期后断裂构造热液改造成矿

岩浆期后断裂构造热液成矿流体主要为深部循环对流的大气降水，属富氯、碱，中等盐度弱酸性流体.成矿物质以地层来源为主，并有部分深源物质加入.在构造应力及区域岩浆热动力（隐伏的燕山期侵入体）作用下，下渗的含矿流体沿断裂破碎带上涌.由于压力差和化学势差及周围含矿热液的汇聚补给，形成深部的热液循环，沿途大量萃取成矿物质，矿质浓度显著提高形成含矿热液.当其运移至低压扩容带后，发生减压沸腾、渗透扩散等一系列作用.由于自身物化性质的改变和环境介质等条件的影响，含金络合物分解，导致金沉淀聚集成矿.

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GENESIS OF THE COPPER-GOLD POLYMETALLIC DEPOSITS IN DAYAOSHAN OF GUANGXI,CHINA

DENG Jun

（China University of Geosciences,Beijing 100083,China;Guangxi Institute of Geological Exploration,Nanning 530023,China）

The copper and gold deposits in Dayaoshan area of Guangxi Region occur mainly in Cambrian strata.The Cu-Au mineralization is genetically related to the Caledonian and Yanshanian tectonomagmatic activities.Based on the results of previous geological survey and researches,the metallogenic conditions for the Cu-Au polymetal deposits related to hypabyssal and super-hypabyssal igneous rocks are analyzed from the view of sedimentary formation,magmatic rock,tectonomagmatic activity,ore-forming fluid,trace element and sulfur isotopic characteristics.It is concluded that the deposits in the area genetically belong to sedimentary enrichment-fault structure-hydrothermal overlapping reformation type.The metallogenesis underwent early stage of sedimentary enrichment,middle stage of magmatic hydrothermal overlapping mineralization and end stage of post-magmatic fault and hydrothermal reformation.

hypabyssal and super-hypabyssal igneous rock;copper-gold polymetal;genesis of deposit;metallogenesis;Dayaoshan;Guangxi

1671-1947（2011）04-0287-05

P618.41；P618.51

A

2011－03－07；

2011-04-08.编辑：李兰英.

邓军（1973—），男，硕士，高级工程师，从事地质矿产勘查及技术管理与研究工作，通信地址广西南宁市园湖北路21号1603室，邮政编码530023，E-mail//dragon.dj@163.com