黔西南卡林型金矿床中矿化异常元素Ag-U-W-Mo等的来源探讨

时间：2024-10-25

宋威方，刘建中，2，3，吴攀，李俊海，，杨成富

（1.贵州大学资源与环境工程学院，贵州贵阳550025；2.贵州省地质矿产勘查开发局，贵州贵阳550004；3.自然资源部基岩区矿产资源勘查工程技术创新中心，贵州贵阳 550081；4.贵州省地质矿产勘查开发局105地质大队，贵州贵阳 550018）

滇黔桂“金三角”作为我国最重要的卡林型金矿集区，区内已发现超大型、特大型、大型和中小型矿床（点）200余处，按矿体产状区内矿床又可以划分为层控型、断控型和复合型（刘建中等，2012；陈懋弘等，2011）。黔西南作为金三角的重要组成部分，区内金矿床的研究和找矿勘查备受学者关注。不同学者对这些金矿床的地质特征、矿物学、矿相学、控矿类型、地球化学和成矿年代学开展了大量研究，总结了矿床成因和成矿模式（Hu et al., 2002; 刘建中等，2005；Su et al., 2009; Xie et al., 2018）。截至目前，前人研究发现黔西南卡林型金矿中一个难以解释的，也是与内华达卡林型金矿存在显著差异的现象，就是黔西南卡林型金矿不同分布区域、不同容矿岩石、不同规模和品位的大量金矿床普遍存在W、Mo、Ag、U等元素的矿化异常，但异常组合和富集程度存在差异，这些元素是从何而来？是什么因素造成了这种异常特征差异性？是目前亟待解释的一个重要问题。

1 矿区地质特征

黔西南矿集区大地构造位置处于扬子地台与华夏板块拼贴部位，同时处于特提斯-喜马拉雅成矿带和环太平洋成矿带的汇合处，由EW向宾阳—个旧深断裂、SE向南丹—昆仑深断裂、NE向弥勒—师宗深断裂三条断裂围成的三角形块体北部（Zheng et al.,2019）（图1）。成矿环境为华夏板块与扬子地台拼合部位的板块边缘挤压与拉张交替演化的构造背景。矿体、矿床和成矿带受区内不同级别断裂和褶皱构造的控制。区内还产出低温热液矿种砷矿、锑矿、铊矿和汞矿等，在空间上与卡林型金矿集区基本重叠，形成我国西南重要的低温成矿域。

1.1 矿区地层

区域上出露地层主要有中二叠统茅口组（P2m）、上二叠统龙潭组（P3l）、下三叠统飞仙关组（T1f）、中三叠统关岭组（T2g）和第四系。茅口组岩性为中厚层生物碎屑灰岩、白云质灰岩和泥晶灰岩。龙潭组地层根据岩性组合特征可以划分为三段，龙潭组第一段岩性自下而上依次为凝灰岩夹火山角砾岩，砂岩夹炭质泥岩，泥质粉砂岩夹炭质泥岩、凝灰质粉砂岩，炭质泥岩夹粉砂岩。龙潭组第二段岩性自下而上依次为泥质粉砂岩夹炭质泥岩，砾屑凝灰岩、含凝灰质粉砂岩、泥质粉砂岩夹炭质泥岩，砾屑砂岩夹灰岩透镜体。龙潭组第三段为泥质粉砂岩夹炭质泥岩、粉砂岩。飞仙关组( T1f) 紫红、灰绿色薄层泥质粉砂岩夹紫红色泥岩，关岭组(T2g) 中厚层状灰岩夹白云岩，下部夹泥岩、砂质泥岩等。

1.2 构造特征

区内卡林型金矿的分布与近EW向的断裂密切相关，一般认为近EW向和SE向断裂为导矿断裂同时也是容矿空间。随后的燕山-喜山运动形成了的近EW、SN向构造和叠加改造的断裂褶皱等，由此次构造运动产生的扭转作用和叠加改造作用，使得区内原有褶皱构造轴部发生扭转形成环状和蛇形褶皱等更为复杂的构造样式（如灰家堡背斜）。

1.3 区域岩浆岩分布

贵州西南部地区岩浆岩仅零星分布于罗甸-望谟和贞丰县白层地区，按成因区内岩浆岩主要为偏碱性辉绿岩，辉绿岩墙和大陆溢流拉斑玄武岩：（1）偏碱性辉绿岩主要侵入到二叠至三叠系安顺组、青岩组和边阳组地层中，岩体规模小，主要分布在望谟-贞丰地区；（2）大陆溢流拉斑玄武岩侵位于兴仁-关岭一带中-上二叠系地层中；（3）辉绿岩主要侵入于上二叠统四大寨组碳酸盐岩地层中。

2 矿化异常元素组成特征

经详细的统计分析发现，黔西南各金矿床均存在不同程度的Ag-U-W-Mo-Pb-Zn等元素富集特征，但富集程度和异常元素组合存在显著差异，主要表现为矿集区由东到西（水银洞→泥堡→架底）异常元素组合从个别元素（Ag、Mo等）到多数元素（Ag-U-W-Mo-Pb-Zn）同时发生矿化富集为特征，同时富集程度也有增加趋势。相应的容矿地层从不纯碳酸盐岩、钙质粉砂岩和沉凝灰岩逐渐过渡到细碎屑岩和薄层峨眉山玄武岩，再到架底地区的峨眉山玄武岩容矿。矿化异常元素的变化特征与火山成因岩石和火山灰含量的增加具有明显的正相关关系，推测这些异常元素可能来源于峨眉山玄武岩和沉凝灰岩。同时，主成矿阶段载金环带黄铁矿的微区原位微量元素也表现出相似的变化特征，更加说明了峨眉山玄武岩和沉凝灰岩提供了部分矿化异常元素，这些异常元素与含金流体并不同源。

图1 滇黔桂“金三角”区低温热液矿床分布图（据Zheng et al.,2019修编）

3 稀土元素含量变化特征

已有研究显示，矿石的全岩稀土元素含量从矿集区东部到西部有增加趋势，并认为造成这种变化的原因与矿石中凝灰质和粘土质成分有显著的相关性（郑禄林等，2014）。而峨眉山玄武岩的全岩稀土含量高于区域内沉积地层，同时，含金流体与围岩发生水岩反应时并不能引起容矿岩石稀土总量的显著变化，分析认为造成稀土总量增加的原因应该是玄武岩和沉凝灰岩加入，且玄武岩和沉凝灰岩含量越高相应的稀土总量也越高。

4 载金硫化物S同位素特征

黔西南金矿载金硫化物主要包括富砷黄铁矿、毒砂和辉锑矿等，总结前人研究成果显示，水银洞金矿富砷含金环带黄铁矿的微区原位S同位素值介于1‰～5‰之间，沉积成因内核S同位素值主要集中在55‰～61‰之间（Li et al.,2019），泥堡金矿环带状载金黄铁矿微区S同位素平均值为2.1‰，核部S同位素平均值为13.4‰，含金热液交代容矿围岩，使得热液成因载金黄铁矿的S同位素向左漂移（Li et al.,2019）。架底金矿辉锑矿的S同位素组成为-0.9‰～-0.8‰（赵富远等，2018）。综上所述，矿集区从东到西主要载金矿物微区原位S同位素值逐渐降低并接近岩浆热液S同位素组成（-3‰～3‰），与地质事实一致，说明S同位素组成同样受到峨眉山玄武岩和沉凝灰岩中岩浆硫的影响。