广西桂北地区元宝山复式花岗岩体地球化学特征和成岩成矿关系探讨

2020-04-20杨宝丁李泽江

世界有色金属 2020年3期

杨宝丁，李泽江，黄宇

（广西壮族自治区地球物理勘察院，广西柳州 545005）

元宝山岩体分布于融水县四荣乡九溪村～香粉～元宝山一带，出露面积约315km2。该区已发现的九毛、六秀等锡多金属矿床，认为与元宝山复式花岗岩体具有密切的时空关系。按岩石结构和岩性组合特征及相互关系可将元宝山复式岩体划分为四堡晚期第一次细、中细粒斑状黑云（二长）花岗岩岩体（Pt3γ1）、四堡晚期第二次中粒斑状黑云（二长）花岗岩岩体（Pt3γ2）、四堡晚期第三次中粗粒斑状黑云（二长）花岗岩岩体（Pt3γ3）、四堡晚期第四次细粒斑状黑云（二长）花岗岩岩体（Pt3γ4）。

1 岩石学特征

四堡晚期第一次细、中细粒斑状黑云（二长）花岗岩岩体（Pt3γ1）：岩石类型主要有细粒斑状黑云母花岗岩、细粒（黑云母二长）花岗岩、细粒黑云母（二长）花岗岩等，其中以轻微云英岩化细粒斑状黑云母花岗岩为主。具中-细粒花岗结构的似斑状结构、细粒花岗结构，局部具片麻状构造，岩石普遍轻微云英岩化特征。

四堡晚期第二次中粒斑状黑云（二长）花岗岩岩体（Pt3γ2）：岩石类型主要有细～中粒斑状黑云母花岗岩、中粒黑云母（二长）花岗岩、中粒黑云母花岗岩、糜棱岩化粗～中粒黑云母花岗岩等，具变余细～中粒花岗结构、中粒花岗结构，局部具片麻状构造，岩石普遍云英岩化，局部可见电气石化、糜棱岩化。

四堡晚期第三次中粗粒斑状黑云（二长）花岗岩岩体（Pt3γ3）：岩石类型主要有中-粗粒斑状黑云母花岗岩、粗粒斑状黑云母花岗岩、粗粒斑状黑云母二长花岗岩等，具粗粒花岗结构的似斑状结构、变余粗粒花岗结构、变余似斑状结构，局部具片麻状构造，岩石普遍具云英岩化、白云母化，局部具糜棱岩化。

四堡晚期第四次细粒斑状黑云（二长）花岗岩岩体（Pt3γ4）：岩石类型主要有细粒斑状黑云母花岗岩、细粒黑云母花岗岩，具细粒花岗结构、似斑状结构，局部具片麻状构造，岩石普遍具云英岩化、白云母化，局部具电气石化。

2 岩石化学特征

（1）主元素特征。元宝山黑云母花岗岩各期次岩石主量元素比较稳定，其中SiO2（四个期次平均值73.95%～75.96%）、K2O（4.81%～5.24%）普遍偏高，均高于中国和世界花岗岩的平均含量（SiO2：72.2%，K2O：4.32%），CaO（0.24%～0.89%）远低于中国和世界花岗岩的平均含量；TiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、Na2O、FeO略低于中国和世界花岗岩的平均含量。元宝山四期次花岗岩平均分异指数DI：81.36～93.06，说明岩浆的分异、酸性程度高；固结指数SI：1.08～7.09，说明岩石固结程度低，分异程度高；碱度率2.64～3.93，里特曼指数σ：1.1～1.96，显示反映其为钙碱性岩系。

（2）微量元素特征。根据广西物勘院区调工作采集20个微量元素样品测试分析，Rb、Th、U、Pb等元素相对富集，高于中国和世界花岗岩平均值，呈正异常；Ba、Sr、Ta、Hf等元素呈负异常。

（3）稀土元素特征。广西物勘院区调工作采集了20个稀土分析样品，第一期次(Pt3γ1)、第二期次(Pt3γ2)、第四期次(Pt3γ4)稀土总量（ΣREE）为26.94～69.65（×10-6），远低于中国和世界花岗岩平均值（147.8×10-6），第三期次（Pt3γ3）稀土总量（ΣREE）为75.03～151.35（×10-6）。四期次花岗岩轻重稀土比（LREE/HREE）在1.95～5.91之间，远低于中国和世界花岗岩平均值（8.87），说明了轻稀土富集程度一般。La和Yb标准化后的比值（LaN/YbN）为1.42～6.26，远低于中国和世界花岗岩平均值（10.62）。铕亏损值（δEu）为0.09～1.0，呈铕负异常，可能在岩浆分离结晶过程中，斜长石的大量晶出导致残余熔体中形成明显负异常。

表1 元宝山黑云母花岗岩体与中国和世界花岗岩平均元素丰度对比表

3 岩石与成矿关系

（1）成矿元素丰度。元宝山黑云母花岗岩体主要成矿元素丰度与中国和世界花岗岩平均丰度对比（表1），可见元宝山黑云母花岗岩Sn、W、Cu等元素丰度远大于中国和世界花岗岩平均丰度，这与元宝山地区已发现的Sn、W、Cu等多金属矿床相吻合，也显示在元宝山黑云母花岗岩为该区Sn、W、Cu等矿床的形成提供了物质和能量来源。

（2）岩石类型与成矿关系。陈毓川、毛景文等（1995）认为九万大山-元宝山地区最大的特点有：①成矿作用与雪峰期黑云母花岗岩的演化生成有密切的联系，成矿时代在717Ma～800Ma之间，与黑云母花岗岩系列定位时间接近，略晚于三防、元宝山复式岩体年龄。而所有矿床分布总是以黑云母花岗岩为中心，局部可见到从岩体接触带向有锡钨矿床→锡铜矿床→铜铅锌矿床→锑矿床的分带现象；②构造-岩浆的多旋回性与成矿多期性、多阶段性的有机联系，默契吻合于各个矿田及矿床。桂北锡多金属矿床中，高温热液型锡矿一般产于花岗岩体接触带上，以含锡云英岩和锡石-电气石石英脉两种矿石建造为主，矿物成分较简单，围岩具云英岩化、电气石化；高-中温热液型锡矿产于花岗岩体外接触带上，主要工业类型有大脉充填型、细脉侵染交代型和似层状矿床三种。

（3）元宝山黑云母花岗岩成因及成矿探讨。。元宝山花岗岩为多期侵入的复式岩体，其成因主要为突变式侵入接触关系，其稀土元素组成模式基本一致，表现为左高右低的缓倾斜特征，有明显的铕亏损。本区雪峰期花岗岩反映出SiO2、K2O高，MgO、CaO、Fe2O3+FeO、Al2O3低，其原因可能是本区重熔型花岗岩是交代型花岗岩进一步演化的产物，岩浆在向上运移重熔过程中，从地壳岩石中获取了Sn、Cu、Fe、S等金属元素和矿化剂，显示了元宝山黑云母花岗岩Sn、Cu成矿元素丰度明显高于中国和世界花岗岩平均元素丰度的现在，为本区形成Sn、Cu等矿床提供物质和能量来源。