APP下载

广西五圩矿田成矿分带特征及其地质意义

2016-12-23蔡明海胡家刚夏红卫李益智彭振安

地质与勘探 2016年1期
关键词:矿田闪锌矿矿床

赵 京,蔡明海,胡家刚,常 江,夏红卫,李益智,彭振安

(广西大学资源与冶金学院,广西南宁 530004)



广西五圩矿田成矿分带特征及其地质意义

(广西大学资源与冶金学院,广西南宁 530004)

根据野外地质调查和元素地球化学特征及流体包裹体研究,将五圩矿田分为3个成矿带:中低温成矿带(Ⅰ)、中温成矿带(Ⅱ)和中高温成矿带(Ⅲ)。中低温成矿带内金属矿物以辰砂、雄黄和雌黄等低温矿物为主,带内成矿温度在150℃~236℃之间,大多200℃以下;中温成矿带内金属矿物以闪锌矿、辉锑矿和黄铁矿等矿物为主,带内成矿温度在220℃~265℃之间;中高温成矿带内金属矿物以深色闪锌矿、辉锑矿和方铅矿等矿物为主,带内成矿温度在245℃~322℃之间,大多在270℃以上。分析了构造的空间形态, 比较了成矿流体物理化学性质,阐明了五圩矿田成矿分带特征及其地质意义,并解释了不同矿带上的矿床差异。综合五圩矿田成矿分带特征,推测箭猪坡矿床附近的深部存在隐伏岩体,以箭猪坡矿床为中心的深部是成矿有利部位,为五圩矿田的进一步找矿提供了依据。

地球化学 成矿流体 成矿分带 五圩矿田

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区境内的五圩矿田是一个以Pb、Zn、Sb、Ag、Hg、As等一套中低温元素成矿为主的多金属矿田。矿田内主要矿床(点)有箭猪坡铅锌锑多金属矿(大型)、三排洞铅锌锑多金属矿(中型)、塘志-坡平铅锌锑多金属矿(中型)、芙蓉厂铅锌锑矿(中型)、水落砷钼汞多金属矿(中型)、拔旺锑矿(小型)和桥凳-九瓦汞矿(小型)等。其中,位于五圩背斜轴部偏西翼的箭猪坡矿床规模最大、矿化特征最为典型。陈毓川等(1993)指出,五圩矿田中、低温的各成矿阶段矿化表现完整,具有由背斜轴部为中心向外扩展的成矿分带特征;蔡建明等(1995)对五圩矿田进行了流体包裹体和物质来源的研究;覃艳引等(2012)总结了箭猪坡矿床矿物组合特征及其演化规律;徐钰(1988)、章程(2000)和蔡明海等(2012)对区内控矿构造特征、构造样式和应力场等进行了初步研究;孙德梅等(1994)通过重、磁资料推测五圩矿田深部存在隐伏岩体。本文在前人研究基础之上,通过对矿物组合、元素地球化学及流体包裹体等的研究,总结了五圩矿田的成矿分带特征,讨论了成矿分带的地质意义,为找矿工作的进一步开展提供了新的资料。

1 成矿地质背景

五圩矿田位于江南古陆西南缘、右江盆地北东侧、NW向丹池锡多金属成矿带南段(图1),属古特提斯构造域和太平洋构造域复合部位(陈洪德等,1989;陈毓川等,1993;曾允孚等,1993)。矿田出露地层主要为下泥盆统塘丁组(D1t)、中泥盆统罗富组(D2l),上泥盆统榴江组(D3l)、五指山组(D3w)以及部分石炭系和中三叠统。赋矿围岩主要为下泥盆统塘丁组(D1t)黑色碳质泥岩、泥灰岩夹钙质泥岩及粉砂岩。

矿田内褶皱和断裂发育。NNW向五圩背斜为区内主要褶皱构造,背斜长约35km、宽4km~5km,由两个NNW向次级背斜和中间的次级向斜组成。背斜两翼不对称,东翼缓(20°~50°)、西翼陡(60°~85°),沿轴向呈“S”型拐弯,为一不对称复式背斜。此外,在其两翼还叠加有NE、近EW和SN向的次级褶皱。

图1 丹池成矿带区域构造及矿产分布示意图(据陈毓川等,1993)

矿田内断裂构造主要有NNW、NE和EW向三组,其中NNW向构造为区内主要控矿构造。NNW向断裂主要分布在五圩背斜轴部及西翼,彼此平行侧列产出(图2)。

图2 五圩矿田地质矿产略图(据罗永恩等,2009修改)

区内无岩浆岩出露,据物探资料推测,在箭猪坡矿床深部可能有隐伏岩体存在(孙德梅等,1994)。同属丹池成矿带的芒场、大厂等地区深部探矿工程中揭露出燕山晚期花岗岩体(王思源,1990;陈毓川等,1993;蔡明海等,2006;梁婷等2011)。

2 矿田矿化特征

五圩矿田的矿化和蚀变主要分布在五圩背斜西翼、轴部,以及东翼的近轴部(东翼主要分布在离轴部约500m范围内)。区内矿体受断裂构造控制十分明显,矿体均产于NNW向断裂及层间破碎带中,呈脉状、透镜状、似层状产出。由西向东,沿同一方向的不同断裂带分别形成有水落As、Hg矿、芙蓉厂Sb、Zn矿、三排洞Pb、Zn、Sb、Ag矿、箭猪坡Pb、Zn、Sb、Ag矿、塘志Sb、Pb、Zn矿和九瓦Hg矿(图2)。

区内矿体大小不一,沿走向长由数米至千余米,厚0.1m~2.0m,最大延深470m。常见的矿石构造为块状、浸染状、条带状和角砾状。矿物成分复杂,以硫化物为主,并出现大量硫盐矿物,主要有黄铁矿、闪锌矿、辉锑矿、方铅矿、脆硫锑铅矿、雄黄、雌黄和辰砂等,常见的脉石矿物为石英和碳酸盐类矿物(菱锰矿、方解石、白云石和菱铁矿等)。区内围岩蚀变不发育,主要蚀变有硅化、黄铁矿化、碳酸盐化、绢云母化、铁白云石化和叶腊石化等。根据野外观察和室内镜下矿相学研究,将区内成矿分为3个阶段:第Ⅰ阶段:黄铁矿-石英阶段。该阶段矿化较弱,以黄铁矿为主,偶见有闪锌矿;第Ⅱ阶段:铁闪锌矿-黄铁矿-辉锑矿-脆硫锑铅矿-石英-方解石-白云石阶段。该阶段为主成矿阶段,矿化比较强烈、范围大,此阶段出现大量深色铁闪锌矿、放射状脆硫锑铅矿和辉锑矿以及黄铁矿等,野外见不同矿物组合的脉体互相切割,镜下可见自形程度较好的黄铁矿,针状脆硫锑铅矿穿插铁闪锌矿,黄铜矿以乳滴状分布于闪锌矿中;第Ⅲ阶段:石英-方解石阶段。石英-方解石脉中含有少量铁闪锌矿、黄铁矿等金属矿物。

矿化和蚀变强度与后期张扭性构造发育程度有关。以中部箭猪坡段最高,次为南部五圩镇附近,北段板才一带最弱。矿化类型以中低温热液充填脉型为主,并在箭猪坡矿床五圩背斜“S”型拐弯处发现有缓倾斜似层状Pb、Sb、Sn等矿化,与大厂锡矿的似层状矿体相类似。大厂背斜轴迹转向和枢纽隆起对大厂锡矿似层状矿体起到控矿作用(徐明等,2011)。

3 成矿分带特征

根据野外地质调查和元素地球化学特征及流体包裹体研究,可将五圩矿田划分为3个成矿带,即中低温成矿带(Ⅰ)、中温成矿带(Ⅱ)、中高温成矿带(Ⅲ)。其中,中低温成矿带位于矿田的最外围,主要由水落砷钼汞多金属矿床、危足汞砷锑锌多金属矿床、拉塘汞砷锑锌多金属矿床、九瓦汞矿床、红沙汞矿床和桥凳汞矿床等矿床(点)组成。中温带主要由芙蓉厂铅锌锑矿床和塘志铅锌锑矿床等矿床(点)组成。中高温带主要由位于矿田中心部位的三排洞铅锌锑多金属矿床、花洞铅锌锑矿床和箭猪坡铅锌锑银多金属矿床等矿床(点)组成。从空间分布上看3个成矿带大体呈同心带状分布(图3)。

图3 五圩矿田成矿分带

3.1 不同矿带矿物组合特征

(1) 中低温成矿带(Ⅰ)

中低温成矿带中各矿床(点)金属矿物主要以辰砂、雄黄、雌黄等低温矿物为主(图4)。其中水落砷钼汞多金属矿床、危足汞砷锑锌多金属矿床和拉塘汞砷锑锌多金属矿床中偶见有少量浅棕色、油脂光泽的闪锌矿和铅灰色致密细粒辉锑矿,闪锌矿粒径均<0.5mm,辉锑矿粒径均<2mm,矿物粒径较小。

(2) 中温成矿带(Ⅱ)

中温成矿带中各矿床(点)金属矿物主要以闪锌矿、辉锑矿和黄铁矿等为主(图5)。其中,闪锌矿呈浅棕色、油脂光泽细粒状,粒径1mm~2mm;辉锑矿多呈铅灰色柱状,偶见细粒状,柱长<6mm。

(3) 中高温成矿带(Ⅲ)

中高温成矿带中各矿床(点)金属矿物主要以闪锌矿、辉锑矿、方铅矿和黄铁矿等为主(图6),在箭猪坡铅锌锑银多金属矿床见有大量铁闪锌矿和脆硫锑铅矿。带内闪锌矿以深棕色-黑色粒状为主,并伴有少量浅棕色粒状,粒径1mm~4mm;辉锑矿和脆硫锑铅矿多呈铅灰色柱状,少量呈针状,柱长在5mm~50mm之间。

各成矿带矿物组合及矿物特征详见表1。

从矿物组合上看,中低温成矿带以雄黄、雌黄、辰砂为主,中温成矿带以浅棕色闪锌矿、细粒辉锑矿为主,中高温成矿带以深棕色闪锌矿、辉锑矿、方铅矿、脆硫锑铅矿为主。从矿物颗粒大小来看,各矿床(点)中闪锌矿和辉锑矿矿物颗粒由中低温成矿带→中温成矿带→中高温成矿带逐渐变大,镜下观察各矿床(点)闪锌矿也发现了这一特点(图4b~图6b)。从矿物颜色深浅来看,各矿床(点)中闪锌矿颜色由中低温成矿带→中温成矿带→中高温成矿带逐渐变深,闪锌矿的颜色从半透明浅棕、褐色到不透明黑褐色。闪锌矿在各温度矿化带中各矿床(点)矿物中几乎都有出现,但各矿床(点)中闪锌矿颜色、颗粒有所不同。传统认为颜色的深浅往往与铁质含量有关,颜色越深说明铁质含量越高(向铁闪锌矿靠近),铁质进入闪锌矿越多说明结晶时的温度越高。温度升高时Fe2+的配位数降至4,因而可以取代锌,当温度低时Fe2+配位数增大为6,ZnS与FeS发生固溶体分离(王濮等,1982)。因此闪锌矿颜色越深表明其结晶成矿时的温度越高。

图4 中低温成矿带(Ⅰ)矿石标本和矿物镜下照片

图5 中温成矿带(Ⅱ)矿石标本和矿物镜下照片

图6 中高温成矿带(Ⅲ)矿石标本和矿物镜下照片

表1 五圩矿田不同成矿带矿物组合特征

3.2 元素地球化学特征

根据五圩矿田地区元素地球化学特点,本次选取了Pb、Zn、As、Cu、Sb、Sn、Ag、Hg 8个成矿元素为研究对象,其中Pb、Zn、Sb、Hg为主要利用元素。为研究成矿元素的空间分布特征,本文主要对五圩矿田内各主要矿床(点)进行了取样和成矿元素分析。成矿元素的测试在广西冶金产品质量监督检验站完成,采用方法为电感耦合等离子发射光谱法,测试结果见表2。

由表2可以看出,水落矿床(Ⅰ矿带)→芙蓉厂矿床和塘志矿床(Ⅱ矿带)→三排洞、花洞和箭猪坡床(Ⅲ矿带)(Hg+As)/(Zn+Pb)和(Hg+As)/Zn比值明显出现了由高到低的变化趋势,表明低温矿物元素Hg、As在中低温最为富集,中温和中高温矿带递减;而Zn、Pb、Sb较高温矿物元素则相反,在中高温矿带最为富集,中温和中低温矿带递减。前人研究得出五圩矿田的成矿活动是一个整体,是同一成矿源在成矿过程中逐步演化的结果,各成矿阶段都与相邻的成矿阶段在矿物组成上有继承性和延续性(陈毓川等,1993)。所以由多元素富集中心空间分布特征显示,成矿热液的运移方向可能为自箭猪坡矿床附近为中心向外围运移。

同属丹池成矿带的大厂矿田也具有相似的特征,以中央隆起带的大厂矿田为中心形成正向的区域性矿床分带,中心带为锡、铜、铅、锌、锑、钨矿带;中间带为铅、锌、锑、砷矿带;外带为汞矿带(据陈毓川等,1985)。芒场矿田也是如此,芒场矿田元素组合存在着以隐伏花岗岩体为中心,自内向外的水平分带,其顺序由内向外大致为:Be→Mo→W→Bi→Cu→Sn→Zn→As→Ag→Sb→Pb(齐家喆,1986)。丹池成矿带上的矿田普遍具有矿物(元素)分带的特征,且矿物(元素)都是从中心的高温带向外部的低温带,依据温度而发生分带的变化。

3.3 成矿流体包裹体测温研究

本次研究的样品分别采自五圩矿田中水落矿床、塘志矿床、芙蓉厂矿床、三排洞和箭猪坡矿床,样品采集于各矿床主要矿脉中矿石。显微测温仪器为英国Linkam THMSG600地质型冷热台与德国Leica-DM2700P偏光显微镜匹配。技术参数:0~+600℃的精度为±1℃;0~-196℃的精度为±0.2℃冷热台。系统测定了样品中石英、闪锌矿和方解石中包裹体均一温度,具体测试结果见表3、表4。采用均一法测定均一温度,冷冻法测定冰点温度,具体测试方法和原理参见文献(卢焕章等,2004)。

本次测试的包裹体均为石英中的原生包裹体,包裹体与石英晶体为同期生长,其均一温度与石英的结晶温度相近(卢焕章等,2004),且石英与各矿床成矿关系密切,故所测温度可作为推测各矿床成矿温度的依据。经室内镜下形态特征观察以及测温试验数据,确定包裹体类型主要有:单相盐水包裹体(LH2O)、H2O-NaCl型包裹体、H2O-NaCl-CO2型包裹体以及少量两相CO2包裹体。

表2 五圩矿田各成矿带原生晕样品分析结果

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

矿带矿床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芙蓉厂塘志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三排洞花洞箭猪坡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 五圩矿田H2O-NaCl型包裹体参数

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

矿带矿床名称包裹体特征大小气液比矿物μm%初熔温度(Tfm)冰点温度(Tm)均一温度(Th)/℃盐度/℃/℃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芙蓉厂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箭猪坡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包裹体和H2O-NaCl-CO2包裹体,各矿带包裹体特征如下:

(1) 中低温成矿带(Ⅰ)

该带内各矿床流体包裹体类型主要有单相盐水溶液包裹体和H2O-NaCl型包裹体,并以后者为主。单相盐水溶液包裹体多呈自由状和小群状分布,形态以米粒状为主,少量呈不规则状,大小为1μm~10μm之间;H2O-NaCl型包裹体呈小群状分布,占包裹体总量的50%左右,形态以椭圆形、多边形为主,其次是负晶形及少量呈不规则状,大小为2μm~20μm之间。

表4 五圩矿田含CO2三相包裹体参数

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

矿带矿床名称包裹体特征大小气液比矿物μm%初熔温度(Tfm)笼形物温度(Tm)部分均一温度(ThCO2)/℃均一温度(Th)/℃盐度/℃/℃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芙蓉厂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箭猪坡5~1515~65石英-58.6~-66.66~7.624~28.919.9~27.6249.5~306270~3224.689~7.477

(2) 中温成矿带(Ⅱ)

该带内各矿床流体包裹体类型主要有单相盐水溶液包裹体、H2O-NaCl型包裹体、两相CO2包裹体和H2O-NaCl-CO2型包裹体,并以H2O-NaCl型包裹体和H2O-NaCl-CO2型包裹体为主。单相盐水溶液包裹体多呈自由状和小群状分布,少量沿石英微裂隙分布。形态以米粒状和椭圆形为主,少量呈多边形和不规则状,大小为1μm~15μm之间;H2O-NaCl型包裹体呈小群状分布,形态以椭圆形、长方形为主,其次是负晶形及少量不规则状,大小为2μm ~18μm之间;两相CO2包裹体数量较少,呈小群状或沿石英结晶带呈定向进行分布或呈分散状分布于其它包裹体中,形态呈椭圆形、负晶形和多边形等,大小为5μm~10μm;H2O-NaCl-CO2型包裹体呈小群状分散状分布于其它包裹体中,形态多为椭圆形、负晶形、多边形半、自形负晶形和少量不规则状,大小为5μm~20μm之间。

(3) 中高温成矿带(Ⅲ)

包裹体类型有单相盐水溶液包裹体、H2O-NaCl型包裹体、两相CO2包裹体和H2O-NaCl-CO2型包裹体,其中以H2O-NaCl型包裹体和H2O-NaCl-CO2型包裹体为主。单相盐水溶液包裹体呈自由状和小群状分布,少量沿石英微裂隙分布。形态以米粒状、椭圆形为主,少量呈多边形和不规则状,大小为1μm~15μm;H2O-NaCl型包裹体呈小群状分布,占包裹体总量的50%左右,形态以椭圆形、长方形为主,其次是负晶形,多边形以及少量不规则状,大小为4μm~20μm ;两相CO2包裹体呈小群状或沿石英结晶带呈定向进行分布或呈分散状分布于其它包裹体中,占包裹体总量的5%左右,形态呈椭圆形、负晶形或半自形负晶形,多边形等,大小为3μm~7μm;H2O-NaCl-CO2型包裹体呈小群状分散状分布于其它包裹体中,形态以椭圆形、负晶形、半自形负晶形、多边形为主,少量呈不规则状,大小为5μm~15μm。

将测得各类包裹体的均一温度进行统计并得出直方图(图7),从直方图可以看出:箭猪坡矿床H2O-NaCl-CO2型包裹体温度主体为270℃~322℃,但其H2O-NaCl型包裹体温度则较低,主要在163℃~184℃(图7a);三排洞H2O-NaCl-CO2型包裹体温度主体为245~283℃,H2O-NaCl型包裹体温度主体为211℃~267℃(图7b);芙蓉厂H2O-NaCl-CO2型包裹体温度主体为220℃~265.5℃,H2O-NaCl型包裹体温度主体为187℃~277.5℃(图7c);塘志H2O-NaCl-CO2型包裹体温度主体为230℃~265℃,H2O-NaCl型包裹体温度主体为192~255℃(图7d);水落矿床H2O-NaCl型包裹体温度主体为150℃~236℃(图7e)(表3、表4);温度在各矿床空间有明显变化规律,以箭猪坡矿床温度为最高,向外围逐渐降低,到最外围以Hg、As低温矿物组合为主的水落矿床,温度呈递减趋势。蔡建明等(1995)也得出水落矿床为整个五圩矿田内已知矿床中成矿温度最低的矿床。

根据矿田内各矿床的成矿温度,发现箭猪坡矿床和三排洞矿床H2O-NaCl-CO2型包裹体成矿温度较高,主要温度范围在245℃~322℃之间,且温度以270℃以上为主体,属于中高温热液矿床;芙蓉厂矿床和塘志矿床H2O-NaCl-CO2型包裹体成矿温度在220℃~265℃之间,温度较箭猪坡、三排洞矿床明显降低,属于中温热液矿床;以低温成矿元素Hg、As为主的水落矿床成矿温度较低,H2O-NaCl型包裹体温度在150℃~236℃之间,且以200℃以下为主体,属于中低温热液矿床。所得矿床成矿温度结果与按矿物组合和矿物粒径所划分的温度成矿带结果相一致。

4 讨论

自W.H.Emmons(1936)提出受地热控制矿床矿物组分分带现象以来,前人对矿床的分带性做了大量的研究(Ю.A.毕为宾,1953;郭文魁,1963;程裕淇等,1979;邵跃,1984),近年来借助于分析设备的进步,矿床分带性的研究更是数不胜数,但研究更多的是侧重于单一矿床或者单一地球化学的研究。带状分布是矿床的物质成分、结构构造在空间上的变化规律(郭文魁,1963),在研究物质成分的同时,结构构造也是研究的重点。同时,元素分带研究中,不能忽视了矿物分带的影响,同一元素以不同的矿物形式存在、便具有不同的热稳定性,可处在分带序列的不同位置(伍宗华等,1993)。1979年以程裕淇和陈毓川等地质学家为首的科研团队提出了“成矿系列”,某种意义上是矿床分带的延伸,将同一地质作用下的多个矿床归纳到了一起。林小明等(2002)提出了与花岗岩有关的热液成矿元素的析出顺序和分带规律,与元素的离子半径和离子电位密切相关。分带现象在矿床研究中是一个普遍且重要的现象,更加全面的去研究这种现象,才能揭示其地质意义。

图7 五圩矿田流体包裹体均一温度直方图

本文根据对五圩矿田进行的矿物学研究,发现从箭猪坡矿床中心向外围,其矿物组合,有分带变化的趋势,且矿物颗粒趋于变小。通过地球化学研究,发现箭猪坡矿床和三排洞矿床Zn、Pb、Sb等高温元素最为富集,其外围矿床Zn、Pb、Sb等高温元素逐渐降低,而Hg、As等低温矿物元素相对富集。通过流体包裹体测温,发现其温度分带明显,其中以箭猪坡矿床和三排洞矿床为温度最高,是其温度分带的中心部位。从构造上看,五圩背斜轴部中泥盆统纳标组泥岩夹白云岩地层中发育有多条平行陡立产出(倾角>60°)的NNW向断裂、裂隙构造(图2),该断裂、裂隙是区内箭猪坡、三排洞、芙蓉厂、花洞、水落等矿床的主要控矿构造(蔡明海等,2012)。NNW向断裂、裂隙构造自五圩背斜轴部平行产出的特点是五圩矿田成矿分带重要控制因素。从以上几方面并且结合前人对同属丹池成矿带上的大厂矿田(陈毓川等,1985,1993;叶绪孙,1985)和芒场矿田(齐家喆,1986)矿化分带特征的研究,推测出以箭猪坡矿床为中心的深部是成矿有利部位,具有较好找矿前景。同时,中国有色桂林矿产地质研究院有限公司在五圩矿田施工的物探勘查工作得到的CSAMT测量二维反演结果表明隐伏岩体可能出现在箭猪坡矿床深部,这也印证了箭猪坡矿床具有较好找矿前景。

5 结论

通过野外调查与样品的包裹体测温、元素地球化学和室内镜下鉴定等工作,得出矿田内各矿床(点)的矿物组合、矿物颜色和成矿温度的变化特征,并在此基础上将五圩矿田各矿点进行成矿分带:

低温带中金属矿物主要以辰砂、雄黄、雌黄等低温矿物为主,并伴有少量闪锌矿、辉锑矿;带内成矿温度在150℃~236℃之间,且以200℃以下为主体;微量元素(Hg+As)/(Zn+Pb)和(Hg+As)/Zn的比值都特别大,说明微量元素Hg-As相较Zn-Pb更为富集。

中低温带中金属矿物以闪锌矿、辉锑矿为主,不见辰砂、雄黄、雌黄等低温矿物,带内闪锌矿、辉锑矿颜色、颗粒也较低温带变深变大;带内成矿温度在220℃~265℃之间;微量元素(Hg+As)/(Zn+Pb)和(Hg+As)/Zn的比值较低温带明显变小,说明微量元素Zn-Pb进一步富集,而Hg-As富集程度降低。

中高温带中金属矿物以闪锌矿、辉锑矿、脆硫锑铅矿为主,且矿物颜色、颗粒较中低温成矿带明显变深变大;带内平均成矿温度在245℃~322℃之间,且温度以270℃以上为主体,其中箭猪坡矿床温度为最高;微量元素(Hg+As)/(Zn+Pb)和(Hg+As)/Zn的比值最小,微量元素Zn-Pb相较Hg-As更为富集。

Ю.А.毕力宾.1953.The ventical zoning issues of metal deposits[J].Acta Geological Sinica,33(1):85-92(in Chinese)

Cai Jian-ming,Xu Xin-huang,Liu Wen-zhou.1995.Metallogenic Characteristics And The Source Of Oreforming Materials Of The Polymetallic Deposits In The Wuxu Ore Field[J].Journal Of Mineralogy And Petrology,15(3):63-68(in Chinese with English abstract)

Cai Jian-ming,Xu Xin-huang,Li Bao-hua.1995.A Study Of The Geochemical Characteristic Of Inclusions In The Wuxu Polymetallic Ore Field[J].Journal Of ChengduUniversity Of Technology,22(1):69-77(in Chinese with English abstract)

Cai Ming-hai,Liang Ting,Wu De-cheng,Huang Hui-min.2004.Structure Characteristics and Mineralization Controls of The Nandan-Hechi Metallogenic Belt in GuangxiProvince[J].Geology and Exploration,40(6):5-10(in Chinese with English abstract)

Cai Ming-hai,He Long-qing,Liu Guo-qing,Wu De-cheng,Huang Hui-min.2006.SHRIMP Zircon U-Pb Dating of the Intrusive Rocks in the Dachang Tin—Polymetallic Ore Field,Guangxi and Their Geological Significance[J].Geological Review,52 (3):409-414(in Chinese with English abstract)

Cai Ming-hai,Zhao Guang-chun,Zhen Yang,Wang Xian-bin,Guo Teng-fei,Liu Hu.2012.Ore-controlling Structural Styles of the Nandan-Hechi Metallogenic Belt in Northwestern Guangxi[J].Geology and Exploration,48(1):68-75(in Chinese with English abstract)

Cheng Hong-de,Zeng Yun-fu,Li Xiao-quan.1989.Evolution Of The Sedimentation And Tectonics Of Late Paleozoic Danchi Basin[J].Acta Sedimentologica Sinica,7(4):85-96

Chen Yu-chuan,Huang Min-zhi,Xu Jue,Ai Yong-de,Li Xiang-ming,Tang Shao-hua,Meng Ling-ku.1985.Geological Features And Metallogenetic Series Of The Dachang Cassiterite-Sulfide-Polymetallic Belt[J].Acta Geological Sinica,(3):228-240(in Chinese with English abstract)

Chen Yu-chuan,Huang Min-zhi,Xu Jue,Hu Yun-zhong,Tang Shao-hua,Li Yin-qing,Meng Ling-ku.1993.Tin Deposits Of Dachang[M].Beijing:Geological Publishing House:1-340(in Chinese)

Cheng Yu-qi,Chen Yu-chuan,Zhao Yi-ming.1979.Preliminary Discussion On The Problems Of Minerogenetic Series Of Mineral Deposits[J].Acta Geoscientica Sinica,1(1):32-58(in Chinese with English abstract)

Guo Wen-kui.1963.The Problems Of Hypogene Zoning And Its Genesis Of Certain Ore Deposits[J].Acta Geological Sinica,43(3):247-268(in Chinese with English abstract)

Jia Yan-yin,Zeng Nan-shi,Hao Seng.2012.The mineral assemblages and evolution characteristics of Jianzhupo Pb-Zn-Sb(Ag) polymetallic deposit in Guangxi Wuxu[J].Acta Mineralogica Sinica,(S1):45-46(in Chinese)

Lin Xiao-ming,Chen Guo-neng.2002.Studies on the Mineral Zoning Indicated by Geochemical Field of Elements[J].ACTA Scientiarun Naturalium Universitatis Sunyatseni,41(5):91-94(in Chinese with English abstract)

Liang Ting,Wang Deng-hong,Hou Ke-jun,Li Hua-qin,Huang Hui-ming,Cai Min-ghai,Wang Dong-ming.2011.LA-MC-ICP-MS zircon U-Pb dating of Longxianggai pluton in Dachang of Guangxi and its geological significance[J].Acta Petrologica Sinica,27(6):1624-1636(in Chinese with English abstract)

Lu Huan-zhuang,Fan Hong-rui,Ni Pei,Ou Guang-xi,Shen Kun,Zhang Wen-huai.2004.Fluid Inclusion[M].Beijing:Science Press:172-229(In Chinese)

Luo Yong-en,Huang Qing-wu.2009.Geological Char acters and Prospecting of the Poping Sb-Zn Polymetallic Ore in Wuxu area,Guangxi Province[J].Geological Survey and Research,32(1):41-47(in Chinese with English abstract)

Qi Jia-zhe.1986.Discussion On The Geophyso-Geochemical Model Of Mangchang Tin-Polymetallic Deposit[J].Geology Of Guangxi,12(2):33-40(in Chinese with English abstract)

Shao Yue.1984.The study of primary elements zoning of deposits and the application of geochemical prospecting[J].Geology and Prospecting,(2):47-55 (In Chinese)

Sun De-mei,Liu Xin-zhu,Peng Cong,Zeng Qing-shi,Liu Yi-chun,Qi Jia-zhe,Li Yan.1944.The Application Of Gravity And Magnetic Data To The Study Of Geological Structure Of The Mangchang-Dachang Metallogenic Belt In Guangxi And The Prognosis Of Concealed Rock Bodies[J].Bulletin Of The Institute Of Mineral Deposits Chinese Academy Of geological Sciences,1:120-138(in Chinese with English abstract)

Wang Pu,Pan Zhao-lu,Weng Ling-bao.1982.The system of mineralogy(on)[M].Beijing:Geological Publishing House:266-269(In Chinese)

Wang Si-yuan.1990.Metallotectonic Analysis For Tin-Multimetal Deposits Of Strata-Bound Type[J].Earth Science-Journal Of China University Of Geosciences,15 (4):421-440(in Chinese with English abstract)

Wu Zong-hua,Jin Yang-fen.1993.Some Problems Concerning Element Zoning And Its Application To Geological Ore-Prospecting[J].Geophysical and Geochemical Exploration,17(1):7-13(in Chinese with English abstract)

Xu Ming,Cai Ming-hai,Peng Zhen-an,Zhang Shi-qi,Chen Yan,Wang Xian-bin.2011.Characteristics of Structures and Controls on Mineralization of Tongkeng Tin-Polymetallic Deposit in Guangxi[J].Geotectonica Et Metallogenia,35(4):587-595(in Chinese with English abstract)

Xu Jue.1988.The ore field structure of Danchi area of Guangxi[M].Beijing:Geological Publishing House:3-85(In Chinese) (in Chinese)

Ye Xu-sun.1985.The metallogenic regularity and metallogenic prediction of Dachang tin polymetallic ore field[J].Geology and Prospecting,(5):1-7 (In Chinese)

Zeng Yong-fu,Liu You-xi.1993.Sedimentary and tectonic evolution of Youjiang basin,Southern China[M].Beijing:Geological Publishing House:1-15(In Chinese)

Zhang Cheng.2000.Study on the stages and force sources of tectonic stress field in Wuxu ore area,Hechi city,Guangxi[J].Geology Of Guangxi,12(2):33-40(in Chinese with English abstract)

[附中文参考文献]

毕力宾Ю.А..1953.金属矿床垂直分带问题[J].地质学报,33(1):85-92

蔡建明,徐新煌,刘文周.1995.广西五圩矿田多金属矿床的成矿特征及物质来源[J].矿物岩石,15(3):63-68

蔡建明,徐新煌,李保华.1995.五圩多金属矿田包裹体地球化学特征研究[J].成都理工学院学报,22(1):69-77

蔡明海,梁 婷,吴德成,黄惠民.2004.广西丹池成矿带构造特征及其控矿作用[J].地质与勘探,40(6):5-10

蔡明海,何龙清,刘国庆,吴德成,黄惠民.2006.广西大厂锡矿田侵入岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其意义[J].地质论评,52(3):409-414

蔡明海,赵广春,郑 阳,王显彬,郭腾飞,刘 虎.2012.桂西北丹池成矿带控矿构造样式[J].地质与勘探,48(1):68-75

陈洪德,曾允孚,李孝全.1989.丹池晚古生代盆地的沉积和构造演化[J].沉积学报,7(4):85-96

陈毓川,黄民智,徐 珏,艾永德,李祥明,唐绍华,孟令库.1985.大厂锡石-硫化物多金属矿带地质特征及成矿系列[J].地质学报,(3):228-240

陈毓川,黄民智,徐 珏,胡云中,唐绍华,李荫清,孟令库.1993.大厂锡矿地质[M].北京:地质出版社:1-340

程裕淇,陈毓川,赵一鸣.1979.初论矿床的成矿系列问题[J].中国地质科学院院报,1(1):32-58

郭文魁.1963.某些金属矿床的原生分带及其成因问题[J].地质学报,43(3):247-268

覃艳引,曾南石,郝 森.2012.广西五圩箭猪坡Pb-Zn-Sb(Ag)多金属矿床矿物共生组合及其演化特征[J].矿物学报,(S1):45-46

林小明,陈国能.2002.从离子半径变化看元素地球化学场中的成矿分带[J].中山大学学报(自然科学版),41(5):91-94

梁 婷,王登红,侯可军,李华芹,黄惠明,蔡明海,王东明.2011.广西大厂笼箱盖复式岩体的LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义[J].岩石学报,27(06):1624-1636

卢焕章,范宏瑞,倪 培,欧光习,沈 昆,张文淮.2004.流体包裹体[M].北京:科学出版社:172-229

罗永恩,黄庆武.2009.广西河池市坡平锑锌多金属矿床地质特征及找矿远景分析[J].地质调查与研究,32(1):41-47

齐家喆.1986.芒场锡多金属矿床地球物理、地球化学模型探讨[J].广西地质,12(2):33-40

邵 跃.1984.矿床元素原生分带的研究及其在地球化学找矿中的应用[J].地质与勘探,(2):47-55

孙德梅,刘心铸,彭 聪,曾青石,刘宜春,齐家喆,李 燕.1994.应用重磁资料研究广西芒场-大厂成矿带的地质构造及隐伏岩体预测[J].中国地质科学院矿床地质研究所所刊,1:120-138

王 濮,潘兆橹,翁玲宝.1982.系统矿物学(上)[M].北京:地质出版社:266-269

王思源.1990.芒场矿田锡多金属成矿构造解析[J].地球科学-中国地质大学学报,15(4):421-440

伍宗华,金仰芬.1993.元素分带及其在地质找矿中应用的几个问题[J].物探与化探,17(1):7-13

徐 明,蔡明海,彭振安,张诗启,陈 艳,王显彬.2011.广西铜坑锡多金属矿构造特征及控矿作用[J].大地构造与成矿学,35(4):587-595

徐 珏.1988.广西丹池地区矿田构造[M].北京:地质出版社:3-85

叶绪孙.1985.大厂锡多金属矿田成矿规律与成矿预测[J].地质与勘探,(5):1-7

曾允孚,刘佑希.1993.华南右江盆地沉积构造演化[M].北京:地质出版社:1-15

章 程.2000.广西河池五圩矿田构造应力场划分及力源探讨[J].广西地质,13(2):7-10

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;[责任编辑]陈伟军。

广西大厂锡石硫化物型锡矿科学基地研究项目(编号200911007-13)、河池五圩矿田及外围成矿规律和找矿预测研究项目资助。

赵 京(1988年—),男,广西大学在读研究生,固体矿产评价与预测专业。E-mail:nmgzj5616@163.com。

P624.6

A

0495-5331(2016)01-0060-10

猜你喜欢

矿田闪锌矿矿床
西藏甲玛斑岩成矿系统闪锌矿矿物学特征及其地质意义*
基于密度泛函理论的铁含量对含铁闪锌矿浮选影响的研究
构造叠加晕找矿方法在青海哈西哇金矿床深部找矿预测中的应用
构造叠加晕法在深部找矿中的应用——以河南小秦岭杨砦峪金矿床S60号矿脉为例
诸广长江矿田铀矿地质特征及找矿潜力
湖南水口山矿田康家湾铅锌金银矿床第二找矿空间地质特征及找矿方向
诸广岩体南缘长江矿田铀矿成矿机理探讨
黑龙江省林口县三合村探明超大型石墨矿床
Cu-X(X=C,Si,Ge,Sn,Pb)掺杂对闪锌矿ZnS 可见光吸收的影响研究
氧化剂在刺槐豆胶浮选分离方铅矿和闪锌矿中的作用及机理