華南沉積巖系Hg、Sb豐度

劉義茂，楊東生，楊小強，龐保成

(1.中國科學院廣州地球化學研究所，廣東 廣州510640;2.中山大學 地球科學系，廣東 廣州510275;3.桂林理工大學地球科學學院，廣西桂林541004)

華南沉積巖系Hg、Sb豐度

劉義茂1，楊東生1，楊小強2，龐保成3

(1.中國科學院廣州地球化學研究所，廣東 廣州510640;2.中山大學 地球科學系，廣東 廣州510275;3.桂林理工大學地球科學學院，廣西桂林541004)

從區域構造地球化學演化的角度來看，華南Hg、Sb礦床的形成主要可劃分為三個階段:(1)沉積層(主要是元古宙基底沉積層)堆積過程中Hg、Sb的儲集;(2)元古宙基底(沉積層)的下沉－熔融－花崗巖形成與Hg、Sb釋放;(3)在有利構造的引控下，含Hg、Sb流體形成、演化與成礦，簡稱為儲存－釋放－富集宏觀三階段。本文重點闡述的是第一階段，華南沉積層特別是元古宙基底沉積層的Hg、Sb豐度。文中將華南沉積層Hg、Sb豐度分為四種類型:Ⅰ原生本底豐度;Ⅱ同生異常豐度;Ⅲ后生豐度;Ⅳ混合豐度。本文計算、統計出華南沉積巖系本底豐度 Hg為0.368μg/g，Sb 為1.28μg/g。華南元古宙基底沉積巖系本底豐度 Hg為0.363μg/g，Sb 為1.45μg/g都明顯高于地殼及花崗巖Hg、Sb豐度值。

Hg、Sb豐度;Hg、Sb成礦;沉積巖;元古宙基底;華南

0 引 言

在華南地區有兩類礦化最具特色，一類是較近花崗巖類的高、中溫 W、Sn(REE、Nb、Ta、Be、Mo、Bi、Pb)礦化;另一類是較遠離花崗巖類的低、中溫的 Hg、Sb(Au、U、Pb、Zn、W、Ag、As)礦化。這兩類礦化都形成了具有重要經濟價值的超大型礦床。前者如柿竹園，后者如錫礦山。

在過去，主要在二十世紀80年代以前，由于國家需求和自然條件等多種原因，對中、高溫礦床的研究比較深入。華南腹地的南嶺及周邊地區是花崗巖及鎢、錫、稀有多金屬礦床密集分布的典型區域。我國諸多部門和廣大地質工作者在花崗巖和成礦作用研究方面，取得了豐碩的成果，出版論著較多，對找礦起到了積極指導作用。在成礦理論認識上獲得了中高溫鎢、錫、稀有金屬元素的成礦與花崗巖有著密切成因聯系的共識和提出了各種成因機制(如:中國科學院地球化學研究所，1979;南京大學地質系，1981;莫柱孫等，1980;地礦部南嶺項目花崗巖專題組，1989)。同一時期，對華南中、低溫礦床的研究相對比較薄弱，但在國外卡林型Au礦和密西西比河谷型Pb、Zn礦成礦模式的影響下，以及在我國掀起的層控礦床研究熱潮的推動下，從80年代起對華南中、低溫 Hg、Sb、As、Au、Ag、U、Pb、Zn、W、Sn及分散元素礦床的研究與找礦工作如雨后春筍般蓬勃開展。華南Hg、Sb礦床主要分布于湘中、黔東－湘西及黔南三個成礦區域。主要礦床如湘中地區的錫礦山超大型Sb礦床，五峰山(Hg、Sb)、沃溪(W、Sb、Au)、龍山(Au、Sb)、渣滓溪(W、Sb)、高掛山(W、Sn、Sb)、蔣家財(Cu、Pb、Zn、Sb)、燈窩(Zn、Sb)、集福寺(Hg、Cu、、Sb)、板溪(Sb)等礦床;黔東湘西地區如萬山、冷風洞及酒店塘等Hg礦床及董家河、漁塘、茶田、桐木董、江家埡等 Hg、Pb、Zn礦床;黔西南－桂西北的右江盆地及其邊緣的低溫Hg、Sb、As、Au 成礦區，如貴州晴隆大廠(Sb)、丹寨(Hg、Au)、馬雄(Sb)、獨山(Sb)等礦床。多年來，對上述礦床及成礦區域進行了不同程度的研究工作，并取得很大進展。但對成礦物質及流體來源、成礦控制因素及礦床成因等仍存在不同觀點和新的爭論。如對湘中地區含銻成礦流體來源就存在幾種不同認識:

(1)礦床屬中低溫巖漿熱液礦床，深部或遠源巖漿是成礦金屬和成礦流體的主要供給源(徐克勤等，1965;楊舜全，1986;林肇風等，1987;史明魁等，1994)。

(2)礦床屬典型層控或沉積－改造礦床，成礦物質主要來自賦礦的礦源層或沉積建造(諶錫霖等，1983;肖啟民和李典奎，1984;涂光熾等，1984;張寶貴和梁偉義，1984;張寶貴，1989;曾允孚等，1987;梁華英，1991;Fan et al.，2004;陳多福等，2003)。

(3)礦床是區域古流體大規模運移的結果，其成礦物質很可能來源于前泥盆紀，尤其是元古宙基底碎屑巖(裴榮富等，1998;馬東升等，2002，2003;金景福等，1999;胡瑞忠等，2003;彭建堂等，2002;許繼峰等，2003;Yang et al.，2006;陶琰等，2001)。

對過去華南Hg、Sb礦床的基本特征、進展及存在的認識分歧，烏家達等(1989)及何立賢和曾若蘭(1989)曾作過總結性論述。在近期有關Hg、Sb礦床成因和成礦物質來源的爭論中，下列幾點是比較被忽視或值得商榷的問題:(1)大多數學者認為“礦床與花崗巖沒有明顯的空間聯系”，所以成礦與巖漿活動無關或關系不大;(2)成礦區域構造地球化學背景及演化和Hg、Sb成礦的關系，討論較少較淺;(3)Hg、Sb豐度研究亟需進一步深入，賦礦地層的高豐度是同生的還是后生貫入的?或疊加混合的?(4)流體形成與演化及 S、H、O、C、Sr、Nd 等同位素特征與金屬元素來源的關系?(5)識別層狀、似層狀礦體是同生礦體或疊生貫入礦體的方法、標志;(6)成礦與賦礦層的時差如何合理解釋?(7)如何識別硅質巖與硅化巖?(8)華南多期的構造運動，尤其是燕山運動如何影響、控制成礦?

近年來開展的同位素、流體包裹體及實驗研究，把原來著重礦床地質的研究提高到了新的水平，但它又促使加強對宏觀綜合研究的期求。我們多年積累的有關華南沉積巖及花崗巖含礦性與成礦的資料與認識表明，華南Hg、Sb礦床形成是和華南地殼形成演化密不可分的。作者認為，從區域構造地球化學演化的角度來看，華南Hg、Sb礦床的形成主要可劃分為三個階段:(1)沉積層(主要是元古宙基底沉積層)堆積過程中Hg、Sb的儲集;(2)元古宙基底沉積層的下沉－加熱－熔融－花崗巖形成演化過程中Hg、Sb的釋放;(3)在有利構造的引控下，含Hg、Sb流體形成、演化與成礦。簡稱為儲存－釋放－富集宏觀三階段。我們將分別以三篇論文來闡述這一認識。第一篇論文，即本文，將報導和論述華南沉積巖系，尤其是元古宙基底沉積巖Hg、Sb豐度;第二篇討論華南沉積巖與花崗巖豐度對比及其成礦意義，將通過豐度差值的定量計算，論證基底沉積巖熔融和花崗巖形成過程釋放出了巨量的Hg、Sb，為成礦奠定了物質來源的基礎;第三篇將討論華南Hg、Sb礦床形成的構造控礦條件，提出具有華南特色的成礦模式。

已有一些學者對華南沉積巖Hg、Sb豐度進行過研究。如於崇文等(1987)對南嶺，葉緒孫和嚴云秀 (1996)對桂北，盧新衛(1999)、馬東升等(2002)對湘中、湘西北等地區沉積巖中Hg、Sb豐度或含量的研究。雖然主要是局部區域并著重Sb元素，但很有價值。研究元素豐度與區域地球化學背景有重要意義:(1)有助于查明礦床成因與成礦物質來源及礦源層問題;(2)為查明各種地層Hg、Sb的含礦性、豐度值，判別同生含礦性與后生疊加或貧化值及地球化學分布特征，以及為發現異常和深部找礦提供標尺性的作用;(3)研究地殼巖石中元素分布、分配、活化遷移，將為最終定量地建立地殼形成演化過程的化學平衡系統與局部化成礦機制打下基礎。

Hg、Sb兩元素具有相近的地球化學性質，均表現出很強的活動性和存在形式的多樣性，并在特定地區多次構造熱事件晚期的中低溫、壓條件下富集成礦。但是兩者也有較顯著的差異。與Sb相比，Hg的活動性較強，更易形成絡合物搬運，在更低溫壓條件下遷移和富集或貧化。所以它們的遷移定位往往存在時間和空間上的差別，在區域上共存的前提下，單汞礦床大多位于較上部的地殼層次，而單銻礦床則常產出在更深的地殼層次中。盡管如此，銻礦床中的Hg或汞礦床中的Sb，仍比正常豐度值高出許多倍。這反映了Hg、Sb之間曾經有過不同程度共同的生、運、聚的歷程，所以把Hg、Sb一起研究，能更多更準確地獲取有關元素所處的溫、壓條件及與構造、地層和巖漿巖關系的信息。

1 工作區的選擇及地質背景

本文研究的對象主要是元古宙基底，其次是寒武系。進行華南元古宙基底與花崗巖豐度比較是建立在華南花崗巖主體是元古宙基底熔融成因的認識基礎上的(劉義茂和江青松，1983;劉義茂等，1981，1986;劉義茂，1993;Gilder et al.，1996;Chen and Jahn，1998)。

本次采樣的地區(圖1)主要是遠離Hg、Sb礦化地區，包括:(1)貴州臺江地區:在番召、清水江等命名地標準剖面釆集番召組、清水江組等中－上元古界樣品，該區以舒緩褶皺的淺變質細碎屑巖占絕對優勢;(2)廣西北部羅城－融安地區:包括三防、元寶山及平英等晚元古花崗巖及其周圍區域的中－晚元古界、寒武系等古生代地層分布區;(3)廣西東北區:苗兒山、越城嶺－海洋山－姑婆山、大寧等古生代大巖基外圍區域寒武系分布區;(4)廣西東部:寒武系及泥盆系出露區;(5)粵北:佛岡東西向巖基外圍寒武系分布區;(6)贛南大余地區:是燕山期花崗巖和寒武系分布區，雖有強烈 W、Mo、Sn、Be、REE礦化，但沒有Hg、Sb礦化;(7)湘中地區:湘中盆地及其周邊地區是Sb礦床密集分布的區域，除錫礦山超大型礦床外，尚有大型礦床3處，中小礦床10多處，礦點及礦化點100多處，礦床或礦化可產出在由板溪群、震旦系、寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系至三疊系的各時代地層中。對此區地層，前人已做過較多的工作，我們沒有補采新的樣品，但文中我們列出了楊東生(本文作者之一)等將于另文發表的一些基底地層Sb資料。

根據Hg、Sb特別是Hg易揮發的地球化學性質和己知Hg、Sb礦床主要是燕山期成礦的基本特征，基底地層樣品的采集地，應盡可能排除燕山期花崗巖巖漿作用的影響;同時作為采樣地的基底巖石應當遠離Hg、Sb礦床。否則，將會因巖漿或構造衍生熱液的疊加而使地層的Hg、Sb含量增高或變貧，導致數據的多解性。但同時又不能太遠離成礦的區域，以便使樣品盡可能地代表成礦區的基底巖石。據此我們選擇了元古宇出露較全，燕山期巖漿活動、及成礦作用較弱，但離Hg、Sb主成礦區又不太遠的黔東南及桂北區作為研究重點。

同時，我們對一些有代表性的蓋層如寒武系及泥盆系等地層也進行了采樣。樣品主要采自5個系統剖面及零星分散的有代表性的地層采樣點。由于我們研究Hg、Sb的主要目的是為了獲得元古宇和花崗巖的豐度及進行對比，同時為了節約經費，所以主要部分是用組合樣分析的。

華南前寒武系主要分布在西北部的揚子地塊，東南褶皺區僅零星出露，在震旦系及以老地層中，未出露有太古宙地層，所以現在的趨勢性認識是把元古宇作為東南褶皺區的基底。

圖1 采樣位置圖(表1中組合樣品號，如組－12，在圖1中都簡化為12，余類推)Fig.1 Map showing the sampling locations

2 釆樣與分析

2.1 樣品采集

本文所報導的Hg、Sb地球化學資料，是作者多年來開展華南花崗巖與稀有、鎢錫、多金屬成礦地球化學背景成果的一部分。采集的沉積巖Hg、Sb樣品共529個。將這些樣品破碎、研磨成分析樣后，除17個樣直接進行分析外，其余512個樣品按剖面要求進行組合，組合成49個組合樣，共計66個樣品進行分析。其中有16個組合樣是從14條系統剖面上采集的309個樣的研磨副樣組合而成。路線及剖面一般是選擇垂直或大角度斜交地層走向的，有公路或小路穿過的有新鮮露頭的地段。采集的標本一般3～5kg，防止污染是加工樣品過程的首要前提。加工前，將標本進行洗刷晾干。加工過程首先對老虎口及對滾機清洗熱風吹干，同一類標本，順序加工。最后用棒磨筒打樣至分析粒度，每打磨完一個樣品，都將棒磨筒用水清刷干凈，再用藥棉蘸分析純酒精洗擦，最后吹風機吹干。上述過程保證避免污染。組合樣是同一時代的同一巖性段樣品組合而成，參與組合樣品的巖性是板巖、砂巖、千枚巖及凝灰質巖等。元古宙灰巖、基性火山巖及火成巖、石英脈、礦化脈及風化巖石樣品不參與組合。

2.2 樣品分析

樣品Sb含量的分析在廣東省測試中心完成，分析方法為中子活化法，靈敏度達0.1μg/g。Hg的分析由貴州省地質局實驗室完成，用中國上海新光廠研制的F732型冷原子吸收測汞儀測定。冷原子吸收法測定 Hg的基本原理及流程為:Hg原子在2537A譜線處有靈敏吸收，在常溫下Hg易成單原子蒸氣;利用這一特性，以王水分解礦樣，調整酸度，用氯化亞錫把二價Hg還原成Hg金屬，用抽氣泵把Hg原子蒸氣送入吸收池，在2537A處進行冷原子吸收測定。本法具有簡便、快速及靈敏度高等優點，汞最低檢出限為 0.001μg/g，報出精度在 0.01～100μg/g(鄭松，2010，個人通訊;向茂木，1989)。我們使用上述方法共對180個單樣+組合樣進行了分析，其中包括本文所報道的66個沉積巖分析樣(其余花崗巖類等的資料將另文報道)。在這180個分析樣中，僅有1個基性巖樣含Hg＜0.01μg/g，而且不屬華南區樣品(采自南極)。銻分析僅有1個樣＜0.1μg/g，我們將其以0.05μg/g參與統計。具體的分析結果列于表1，統計結果列于表2～4。

2.3 采樣位置與分析結果

(1)泥盆系 所分析的8個樣品中有碳酸鹽巖和砂巖－粉砂巖兩種巖性。組－22、組－23及組－24采自賀縣姑婆山巖體南端東側的上泥盆統灰巖－大理巖中，含 Hg 分別為 0.360μg/g、0.360μg/g及0.330μg/g，549號單樣采于石南SE約5km公路旁的中泥盆統灰巖，含Hg 0.410μg/g。珊瑚錫礦是中低溫礦床且局部有Sb的富集。組－25號樣與組－26號樣為珊瑚錫礦區粉砂質圍巖，分別采自400～250m標高的地表和110m標高的坑道，含Hg分別為 0.640μg/g 和 0.430μg/g，含Sb分別為4.22μg/g和 0.05μg/g，數據不參與本底豐度計算。廣西玉林中泥盆統砂巖兩個分析樣(546和547)Hg含量均為0.150μg/g?？偟膩砜矗緟^碎屑巖Hg含量差別稍大，而碳酸鹽巖中變化卻很小，且與碎屑巖平均值相近。

(2)奧陶系粉砂巖 組－66號樣采自廣西越城嶺地區。呈NNE向條狀分布的加里東期花崗巖基南端東側的奧陶系粉砂巖中。Hg含量達80.84μg/g，是除板溪群烏葉組的組－10樣之外最高的。

(3)寒武系 寒武系在華南分布很廣，它兼有基底與蓋層的兩重特征，是本次研究的次重點。樣品主要分布在贛南、廣西及粵北。共采樣225個，組成23個組合分析樣。在小區域內Hg、Sb含量的分布比較均勻，但在不同地區之間，卻顯示出明顯的差異性。廣西寒武系的5個組合分析樣含Hg僅在0.300～0.580μg/g內變化，平均 0.412μg/g?；洷狈饘貐^一個組合分析樣(組－27)含 Hg 0.290 μg/g。贛南的大余和全南地區16個組合分析樣含Hg由0.09～0.44μg/g，平均 0.217μg/g。大余地區是巖漿熱液作用較強的地方，寒武系是燕山期花崗巖及鎢礦床的圍巖。該區有兩條NE向花崗巖條狀隆起帶，相應分別控制了相同走向的中部和東部兩條鎢礦帶。中帶由 SW-NE向展布的西華山－蕩坪－木梓園－大龍山－漂塘－棕樹坑等鎢礦床組成，各礦床的間距約3km。在此帶上，采集了盡量遠離巖體的寒武系砂巖、板巖共92個樣，組成11個組合分析樣(組30～組33及組37～組43)，其Hg含量基本在0.12～0.25μg/g，平均為 0.200μg/g。另外，在中帶漂塘礦區與東帶大江橋之間的寒武系中采集了50個樣品(大于600m深處有隱伏花崗巖)，組成3個組合分析樣(組34、組35、組36)，其 Hg、Sb平均含量(分別為0.167μg/g及0.73μg/g)都明顯偏低。由此可見，華南地區寒武系含Hg有由西向東降低之趨勢。華南地區燕山期巖漿活動自西向東加強，即熱變質作用加強，影響Hg的保存。

表1 華南碎屑沉積巖系采樣及Hg、Sb含量Table 1 Average Hg and Sb contents of the composite samples of clastic sedimentary rocks in South China

1)指參與組合的樣品數。

表2 華南碎屑沉積巖系Hg含量 (μg/g)Table 2 Hg contents of the clastic sedimentary rocks in South China(μg/g)

表3 華南沉積巖系Sb平均含量 (μg/g)Table 3 Average contents of Sb of the sedimentary rocks in South China(μg/g)

表4 湘中盆地各地層樣品的Sb含量和同生異常Table 4 Sb contents and the syngenetic anomalies of sedimentary rocks from Central-Hunan basin

(4)震旦系 在廣西大寧花崗閃長巖巖體之北的震旦紀地層中，由巖體與圍巖接觸帶以北200m處作為采樣起點，向北直至大寧河與桂嶺河交叉口南200m處的2.1km范圍內共采集了8個樣品(82－420至82－427號樣)，這8個樣品Hg含量很穩定，除采自最近接觸帶的427號樣含 Hg為0.720 μg/g外，其余樣品含 Hg僅在0.310～0.420μg/g內變化，平均為0.402μg/g(見表1)，與廣西羅城 (組－14，0.500μg/g)及貴州臺江(組－ 11，0.340 μg/g)的震旦系樣品含Hg量相近。華南震旦系組合樣加上單樣共10件分析樣品，其Hg平均值為0.420μg/g。

(5)板溪群 這是本次研究的主要對象。貴州臺江地區的板溪群沉積成巖后受巖漿和熱動力影響很弱，在番召、清水江標準剖面命名地，我們主要通過三個系統剖面，從下向上采集了烏葉組、番召組及清水江組地層樣共160個，組合成10個組合分析樣。此外，在揚子地塊江南隆起區南端的桂北羅城、苗兒山、英陽關等地采集了23個樣，組成3個組合分析樣。

上述地區板溪群含 Hg基本上在0.280～0.550μg/g之間。僅臺江烏葉組黑色含炭質板巖(組－10)含Hg稍高，達1.00μg/g。華南板溪群Hg平均值為 0.412μg/g，含 Sb 0.68～3.72μg/g，平均1.15μg/g。

(6)雙橋山群 樣品由趙振華提供，為采自贛北雙橋山群第三巖組中的8個鉆孔樣。本組樣品組合成組－44號分析樣，結果顯示Sb為2.82μg/g，而Hg則很低，僅為0.04μg/g。相對于揚子地塊黔桂地區元古宙地層，贛北雙橋山群Sb含量變化不大，但Hg含量卻幾乎低了一個數量級。這8個鉆孔樣中，3個為千枚巖，2個為凝灰質千枚巖，一個是含炭千枚巖，一個為硅質巖。根據其巖性結合區域地質背景，初步認為地層含Hg超低可能和后來該區受到稍強的千枚巖相熱動力變質作用而致其Hg逸散有關。但對Sb而言，可能由于它比Hg穩定而導致其含量無明顯變化。

(7)四堡群 本群樣品采自桂北地區。在三防巖體以南，從廣西羅城四堡鎮－黃金村近南北向的下(中?)元古四堡群–震旦系南沱組的剖面中，共采取42個樣品，其中四堡群樣品有14個，從中選取了6個新鮮的碎屑巖樣品(除去基性巖閃長巖及受風化樣品)，組合成為組－12號分析樣品，其Hg含量為0.320μg/g。同時，在組－12以西約20km處的融水縣汪洞鄉上雙河村附近的四堡群中(圖1)，由三防巖基南南西接觸帶向南4m起始的500m范圍內，采集了11個樣品(338～348號)，選取其中6個樣品(338、339、342、344、347、348)進行了 Hg 含量分析(表1)，結果僅在0.210～0.450μg/g之間變化，其平均含量為0.317μg/g，與組－12號分析樣品的Hg含量完全一致。另外，在桂北羅城平英巖體東北所采四堡群樣品中，組－45、組－46及組－47樣 含 Hg 分 別 為 0.620μg/g、0.420μg/g、0.580μg/g。這再次說明，元古宙地層Hg含量很穩定，但有一定的區域性差別。

3 有關華南沉積巖系Hg、Sb豐度的討論

Hg、Sb豐度，按空間尺度大小分為三類:(1)全球及地殼單元的豐度;(2)大區域豐度，如華南地區豐度;(3)小區域豐度，如湘中，湘南豐度。按豐度的成因、來源與計算方法，沉積巖豐度可以分為四類:(1)本底豐度:原生本底豐度就是指在沉積系統中與主巖具有相同的物質來源、沉積方式、沉積過程和成巖過程所獲得的元素豐度，是在計算豐度時將不符合系統正態分布的異常、離群的數據去除掉以后計算的平均值。地殼、地殼單元的豐度值都屬于這類。如何描述、表征和確定原生本底豐度值，已有一些學者對此進行了探討(如劉義茂，1979;劉義茂等，1981，於崇文等，1987)。(2)同生異常豐度:指屬于同生成因的離群的高含量數據也計算在內的豐度值。如同生火山熱液或熱水沉積作用所形成的局部異常值，它們是和主巖來源不同、但沉積和成巖方式相同且與本底豐度值大體同時形成的。同生異常產生礦源體、礦源巖或礦源層，如果達到開采價值，便形成同生礦床。(3)后(疊)生異常豐度:在原生本底值形成以后，沉積層受到了地質作用的影響、改造從而形成后生異常，多次后生異常的疊加便形成疊生異常，當異常達到開采價值時，便形成后生礦床或疊生礦床。與就地賦礦的礦源層無關的礦床，一般都是后生礦床。(4)混合豐度:當確定既有同生異常也有后生異常的疊加時，我們就稱它為混合異常。真正的沉積改造礦床，層控礦床，其異常都屬于混合異常。在湘中、湘南等具有多期次、多成因、多來源的成礦區域中，區別出各種豐度，尤其區分出同生與后生異常豐度，非常必要。在成礦過程中，地層含礦元素含量的高低與其所釋放含礦元素的量并不總是同步的，由于不同成礦元素性質、賦存狀態和熱動力環境各異，兩者不但不同步甚至可以相反。其次，由于選擇引用數據的嚴格標準的缺乏，及研究者先入為主的不同觀點，往往把成礦區后生高品位異常列入豐度統計范圍，或者相反，把高品位同生異常都刪除在統計豐度之外。這兩種傾向都會導致對礦床成因和找礦方向的誤判。如果要闡明湘中地塊化學組成、演化與成礦，那么，就必須區分和厘定出本底豐度、同生異常豐度、后生異常豐度和混合豐度，盡管這是一項難度很大的工作。

本文的主要內容是分析、統計華南地區沉積巖，主要是元古宙基底沉積巖的本底豐度，此項工作將為下篇文章討論華南沉積巖和花崗巖Hg、Sb豐度對比以及定量計算華南花崗巖形成過程中Hg、Sb的釋放量提供便利，進而可為闡明Hg、Sb成礦的物質來源提供依據。

3.1 華南沉積巖系Hg豐度

根據17個單樣和49個組合樣的分析結果統計，華南沉積巖系的Hg含量平均值為0.368μg/g，元古宇碎屑沉積巖系Hg豐度為0.363μg/g(34個組合樣)，寒武系碎屑沉積巖系 Hg豐度為0.261μg/g(23 個組合樣)(見表1、表2)。Hg在元古宙基底震旦系、板溪群及四堡群Hg含量高且很穩定，平均值僅在 0.412～0.429μg/g之間變化，明顯高于蓋層寒武系。但雙橋山群第三巖組含Hg卻很低(組－44，0.04μg/g)。蓋層中寒武系 Hg含量較低(平均0.261μg/g，表2)。奧陶系含 Hg高達0.840μg/g，但僅有一個奧陶系組合樣品(組－66)。在空間上，同一小區內，Hg的分布比較均勻，但在不同小區之間卻有較大差別，而且這種差別與沉積層Hg原始豐度及成巖后的熱動力保存條件有明顯關系。采樣區從西向東，地層中Hg含量如下:貴州臺江地區板溪群0.465μg/g，桂北四堡群及板溪群0.395μg/g，桂東寒武系 0.416μg/g，粵北寒武系0.290μg/g，贛南及全南寒武系0.217μg/g，贛北雙橋山群第三巖組0.040μg/g?？傏厔菔菑倪h離到接近燕山期成礦(鎢)花崗巖區、從弱熱動力變質至近中度熱動力變質，Hg含量逐漸降低。在巖性上，Hg分布有一定選擇性，如本區含Hg最高(1.000μg/g)的貴州臺江上元古板溪群烏葉組是黑色含炭質板巖。據初步統計，華南碎屑巖從粗粒富石英砂巖到細砂巖到泥質板巖及千枚巖，伴隨 SiO2降低，Al2O3、K2O 及 Rb、Sr升高，Hg含量有增高趨勢，但變化幅度一般僅在0.1～0.5μg/g范圍內?；鹕侥規r含Hg與一般板巖相比差別不大。泥盆系灰巖12個樣品平均值為0.352μg/g，接近于華南沉積巖豐度值。

3.2 華南沉積巖系Sb豐度

3.2.1 本底豐度

根據本文14件組合樣和一個單樣的分析統計結果(表1、表2)，得出華南沉積巖系 Sb豐度值為1.74μg/g，元古宇碎屑沉積巖系豐度值為1.79μg/g，華南寒武系碎屑沉積巖Sb豐度值為1.36μg/g，泥盆系為1.98μg/g(表3)。在表3中歸納了4組作者(包括本文作者在內)的資料，據此計算出華南沉積巖系Sb豐度為1.28μg/g，元古宙基底碎屑沉積巖Sb豐度為1.45μg/g?？偟膩砜?，華南元古宙基底與顯生宙沉積巖系Sb豐度相近，并且兩者的Sb(Hg)都顯示出高豐度特征(見下文內容)，表明它們的物質成分有繼承關系，且都具有豐富的Hg、Sb儲集。

3.2.2 湘中沉積巖的同生異常豐度

在湘中Sb成礦區，已有不少有關Sb高異常的報道。據湘中羅城地區320個沉積巖Sb化學分析結果統計，不同巖石的 Sb含量分別為:灰巖5.65μg/g(236，統計樣品數，下同);泥灰巖4.54μg/g(7);白云質灰巖 5.26μg/g(45);砂巖3.18μg/g(17);黏土質巖(泥、頁巖及、凝灰巖)6.20μg/g(15)，其算術平均值為 4.97μg/g，按樣品數量加權平均值為5.45μg/g(林肇風等，1987)。此外，Fan et al.(2004)最近的研究表明，錫礦山銻礦的主巖層位，佘田橋黑色巖系含Sb為24.31～83μg/g。游先軍等(2009)指出，湘西北地區廣泛分布的下寒武統黑色巖系普遍含有較高的V、Mo、Co、Ni、U及親銅元素，其中也有Sb的不同程度富集，樣品含Sb最高可達369μg/g。楊東生最近在湘中冷水江以南的禾青及其鄰近地區采集了26個沉積巖樣品，主要是遠離礦化的泥質巖、硅質板巖及凝灰巖等。樣品送加拿大ACTLAB用INNA(儀器中子活化)方法分析，含 Sb從 1.1～370μg/g，平均23.76μg/g(表4)。其中屬上元古的震旦系及板溪群樣品共19個，含 Sb從1.8～370μg/g，最高達370μg/g的是凝灰質板巖。上元古界Sb平均含量為29.54μg/g。上述數據我們暫將其列為同生異常?？傊?，同生高異常是存在的，但是必須與后生疊加高異常相區別。進一步還要確定后生疊加異常是來源于下部/深部流體抑或是就近負異常流體。這是成礦理論研究和找礦基礎研究的關鍵問題。

3.3 華南沉積巖系Hg、Sb豐度與中國其它地區及全球資料的對比

華南沉積巖系Hg豐度(0.368μg/g)與陜西公館汞礦床外圍地層Hg的含量具有可比性。后者外圍地層Hg含量分別為:志留系川家溝組0.24μg/g，泥盆系廟溝組0.28μg/g，公館組三段地層分別為0.39μg/g、0.28μg/g 和 0.23μg/g， 石 家 溝 組0.21μg/g，大楓溝組 0.27μg/g，楊嶺溝組0.29μg/g，冷水河組 0.28μg/g，南羊山組 0.33μg/g，石炭系0.49μg/g。上述11組地層Hg的平均含量都穩定在0.21～0.49μg/g之間，算術平均值為0.299μg/g(何立賢和曾若蘭，1989)。

據張寶貴(1989)及張寶貴和梁偉義(1984)的總結，我國不同地區13個礦床的礦化圍巖含Hg從6μg/g到613μg/g。Hg分布特點是含量高且變化大。相比之下，華南沉積巖系及公館汞礦外圍區域地層Hg平均含量要低得多而且穩定。

華南沉積巖系的Sb豐度值(1.28μg/g)稍低于全球頁巖 (1.4μg/g)，明顯高于全球砂巖(0.0n μg/g)(Turekian and Wedepohl，1961)和上地殼(0.4μg/g)(Rudnick and Gao，2004)，也明顯高于中國東部頁巖(0.58μg/g)及砂巖(0.43μg/g)(Yan and Chi，2005)。

全球Hg元素地殼與區域豐度的研究比較薄弱，已發表的Hg豐度資料差別也很大:全球頁巖0.4μg/g(Turekian and Wedepohl，1961)，上地殼0.05μg/g及下地殼 0.014μg/g(Rudnick and Gao，2004)、中國沉積層 0.11μg/g及中國上地殼0.089μg/g(黎 彤，1994)， 中 國 東 部 頁 巖0.027μg/g、華北地臺上地殼0.0078μg/g及下地殼0.0093μg/g(Yan and Chi，2005)。由上述資料可知，地殼及固體地球物質汞含量在0.n～0.00n μg/g范圍。根據我們及其他作者的研究結果，可以總結出Hg豐度的若干變化規律及趨勢:(1)地殼高于地幔;(2)上地殼高于下地殼;(3)沉積巖高于火成巖;(4)頁巖高于砂巖;(5)沉積巖高于變質巖。上述規律和趨勢與Hg(Sb)的地球化學性質相一致。華南碎屑沉積巖以富泥質淺變質巖為主，而且是Hg(Sb)礦床產出的區域。如果以上地殼0.05μg/g及下地殼 0.014μg/g(Rudnick and Gao，2004)為含Hg相對參考標準的話，那么，華南地區沉積巖系的Hg豐度值應該明顯高于上地殼的豐度值，所以其豐度值(0.368μg/g)是比較合理的。

4 結論

從區域構造地球化學演化的角度來看，我們認為華南Hg、Sb礦床的形成主要可劃分為三個階段:(1)沉積層(主要是元古宙基底沉積層)堆積過程中Hg、Sb的儲集，(2)元古宙基底(沉積層)的下沉－熔融－花崗巖形成－Hg、Sb釋放，(3)含 Hg、Sb流體形成、演化、遷移，在有利構造的引控下局部富集成礦;簡稱為儲存－釋放－富集三階段。本文重點闡述的是第一階段，即華南沉積層，尤其是元古宙基底沉積層Hg、Sb豐度。

元素豐度可劃分為四種類型:本底豐度、同生異常豐度、后(疊)生異常豐度及混合豐度。要確定同生異常豐度，必須區分出后生異常和混合異常。本文通過對華南古生界和上、中元古界地層樣品的取樣分析和對前人資料的綜合對比，將不符合系統正態分布的異常、離群的數據去除掉以后計算Hg、Sb平均值，統計出了華南沉積巖系的本底豐度。

研究得到以下主要結論:

(1)根據本文作者17個單樣和49個組合樣的分析結果，得出華南沉積巖系 Hg本底豐度為0.368μg/g，元古宙基底碎屑沉積巖Hg的本底豐度為 0.363μg/g。

(2)根據本文1個單樣和15個組合樣的分析結果，計算出華南沉積巖系Sb豐度為1.74μg/g，元古宙基底碎屑沉積巖Sb豐度為1.79μg/g。

(3)根據包括本文在內的4組作者的資料，綜合計算出華南沉積巖系Sb豐度為1.28μg/g，元古宙基底碎屑沉積巖Sb豐度為1.45μg/g。

(4)與全球上地殼資料對比，華南沉積系與元古宙基底Hg豐度比全球上地殼 Hg豐度(0.05μg/g)高出7.3倍。Sb豐度比全球上地殼 Sb豐度(0.4μg/g)高出 3.2 倍。

(5)華南元古宙基底和顯生宙沉積巖系均呈現出Hg、Sb的高豐度特征，表明它們的物質成分有繼承關系，都具有豐富的Hg、Sb儲集。

致謝:作者衷心感謝馬東升教授和李朝陽研究員針對文章初稿、馬東升教授針對修改稿所提出的建設性修改意見。衷心感謝李華梅研究員對本文的有益討論及幫助。在黔桂地區的野外工作中，貴州省地礦局和廣西地礦局給予了寶貴支持，尤其感謝貴州地礦局高級工程師秦守榮和廣西地礦局張明星工程師攜帶1∶20萬地質圖幫助定點和繪制剖面圖。趙勁松、鄧秋鳳、彭建、江克堅、江青松參加了野外工作?；粲袢A、譚運金參與指導了贛南野外工作，孫愛萍等參加了室內工作。解慶林和胡雄偉參與指導了湘中野外工作并提供了部分樣品。本研究除獲得國家自然科學基金項目(40772056)資助外，也曾得到其它多項國家和科學院項目的資助。

陳多福，范德亷，張燾，盧家爛，陳先沛，葉杰，陳光謙.2003.第八章:古環境與超大型礦床的形成 //趙振華，涂光熾等.中國超大型礦床(2).北京:科學出版社:441－486.

諶錫霖，蔣云杭，李世永，廖洪震.1983.湖南錫礦山銻礦成因探討.地質論評，29(5):486－492.

地礦部南嶺項目花崗巖專題組.1989.南嶺花崗巖地質及其成因和成礦作用.北京:地質出版社:1－445.

廣西地質局.1968.廣西羅城幅1∶20萬地質圖說明書.

貴州省地質礦產局.1982.貴州省區域地質志.北京:地質出版社:1－40.

何立賢，曾若蘭.1989.中國汞礦床 //《中國礦床》編輯委員會.中國礦床上冊.北京:地質出版社:413－481.

胡瑞忠，王國芝，蘇文超，彭建堂，畢獻武.2003.第五章:大面積低溫成礦域及其超大型礦床的形成 //趙振華，涂光熾等.中國超大型礦床(2).北京:科學出版社:267－302.

江西省地質礦產局.1984.江西省區域地質志.北京:地質出版社:1－40.

金景福，陶琰，賴乃昌.1999.湘中錫礦山式銻礦成礦規律及找礦方向.成都:四川省科學技術出版:1－176.

梁華英.1991.龍山金銻礦床成礦流體地球化學和礦床成因研究.地球化學，20(4):324－350.

黎彤.1994.中國陸殼及其沉積層和上陸殼的化學元素豐度.地球化學，23(20):140－145.

林肇風，鄧國光，付必勤，周雪昌，易延桃，鄒今湛.1987.湘中地區銻礦地質.湖南地質，(增刊3號):1－11.

劉義茂.1979.花崗巖類鎢、鈹地球化學 //中國科學院地球化學研究所.華南花崗巖類的地球化學.北京:科學出版社:303－332.

劉義茂.1993.層圈滑切構造與華南板內花崗巖的成因//第五屆全國礦床會議論文集.北京:地質出版社:47－49.

劉義茂，江青松.1983.中國鎢礦地質概論 //中國科學院地球化學研究所年報:18－20.

劉義茂，楊啟順，諸穎杰，江青松.1981.華南花崗巖類鎢豐度及演化問題 //國際鎢礦地質討論今論文集.北京:地質出版社:115－126.

劉義茂，張建中，孫愛萍，鄧秋風.1986.南嶺及鄰區基底構造層的性質及其對成巖成礦的控制作用 //地球化學文集.北京:科學出版社:31－36.

盧新衛.1999.湘中金、銻礦床區域控礦特征研究.鈾礦地質，15(6):344－349.

馬東升，潘家永，解慶林.2002.湘中銻(金)礦床成礦物質來源Ⅱ——Ⅰ.微量元素及其實驗地球化學證據.礦床地質，21(4):366－376.

馬東升，潘家永，解慶林，何江.2003.湘中銻(金)礦床成礦物質來源Ⅱ——Ⅱ.同位素地球化學證據.礦床地質，22(1):78－87.

莫柱孫，葉伯丹等.1980.南嶺花崗巖地質學.北京:地質出版社.

南京大學地質系.1981.華南不同時代花崗巖類及其與成礦關系.北京:科學出版社.

裴榮富，吳良士，焦群堯等.1998.中國特大型礦床成礦偏在性與異常成礦聚斂場.北京:地質出版社:202－223.

彭建堂，胡瑞忠，鄒利群，劉建雄.2002.湘中錫礦山銻礦床成礦物質來源的同位素示蹤.礦物學報，22(2):155－159.

史明魁，勒西祥，傅必勤等.1994.湘中銻礦.長沙:湖南科學出版社:1－150.

陶琰，高振敏，金景福，曾令交.2001.湘中錫礦山式銻礦成礦物質來源探討.地質地球化學，29(1):14－20.

涂光熾等.1984.中國層控礦床地球化學(第一卷).北京:科學出版社:1－150.

王昌烈，羅仕徽，胥友志，孫一虹，謝慈國，張重銘，徐文光，任湘眉.1987.柿竹園鎢多金屬礦床地質.北京:地質出版社:8－10.

烏家達，肖啟明，趙守耿.1989.中國銻礦床 //《中國礦床》編輯委員會.中國礦床(上冊).北京:地質出版社:338－412.

向茂木.1989.貴州省基巖汞元素地球化學特征 //嚴均平等.貴州汞礦地質.北京:地質出版社:324－343.

肖啟明，李典奎.1984.湖南銻礦成因探討.礦床地質，3(3):13－24.

許繼峰，劉義茂，彭建堂.2003.第一章:元素超常富集與超大型礦床 //趙振華、涂光熾等.中國超大型礦床(Ⅱ).北京:科學出版社:31－42.

徐克勤等.1965.礦床成因論.北京:地質出版社:1－434.

楊舜全.1986.湖南省銻礦成因及找礦方向的探討.湖南地質，5(4):12－25.

葉緒孫，嚴云秀.1996.廣西大廠超大型錫礦床成礦條件.北京:冶金工業出版社:45－46.

游先軍，戴塔根，恩胡莊，五明艷，鄒艷紅.2009.湘西下寒武統黑色巖系地球化學.大地構造與成礦學，33(2):304－312.

於崇文，駱庭川，鮑征宇，胡云中，粱約翰，魏秀結.1987.南嶺地區區域地球化學.北京:地質出版社:1－436.

曾允孚，沈德麟，張錦泉，池三川，葛朝華，劉文均，徐新煌等.1987.南嶺泥盆系層控礦床.北京:地質出版社:126－145.

張寶貴.1989.中國主要層控汞銻砷(雌黃、雄黃)礦床分類成礦模式與找礦.地球化學18(2):131－137.

張寶貴，梁偉義.1984.第四章:層控銻、汞礦床的地球化學//涂光熾等.中國層控礦床地球化學(第一卷).北京:科學出版社:189－218.

中國科學院地球化學研究所.1979.華南花崗巖類的地球化學.北京:科學出版社:1－418.

Chen J F and Jahn B M.1998.Crustal evolution of southeastern China:Nd and Sr isotopic evidence.Tectonophysics，284(1－2):101－133.

Fan D L，Zhang T and Ye J.2004.The Xikuangshan Sb deposit hosted by the upper Devonian black shale series.Ore Geol Rev，24(1－2):121－133.

Gilder S A，Gill J，Coe R S，Zhao X，Liu Z，Wang G，Yuan K，Liu W，Kuang G and Wu H.1996.Isotopic and paleomagnetic constraints on the Mesozoic tectonic evolution of south China.J Geophys Res，101(B7):16137－16154.

Rudnick R L and Gao S.2004.Composition of the continental crust//Holland H D，Turekian K K and Rudnick R L.Treatise on geochemistry，Volume 3－ The crust.Elsever Pergamon，3:17－96.

Turekian K K and Wedepohl K H.1961.Distribution of the elements in some major unites of the earth crust.Bull Geol Soc Amer，72(2):175－192.

Yang D S，Shimizu M，Shimazaki H，Li X H and Xie Q L.2006.Sulfur isotop geochemistry of the Supergiant Xikuangshan Sb Deposit，Central Hunan，China:Constraints on sources of ore constituents.Resour Geol，56(4):385－396.

Yan M C and Chi Q H.2005.The chemical compositions of the continental crust and rocks in the eastern part of China.Beijing，China:Science Press:44－134.

Mercury and Antimony Abundances of Sedimentary Rocks in South China

LIU Yimao1，YANG Dongsheng1，YANG Xiaoqiang2and PANG Baocheng3
(1.Guangzhou Institute of Geochemistry，Chinese Academy of Sciences，Guangzhou510640，Guangdong，China;2.Department of Earth Science，Sun Yat-Sen University，Guangzhou510275，Guangdong，China;3.College of Earth Science，Guilin University of Technology，Guilin541004，Guangxi，China)

The evolution of Hg-Sb provinces in South China can be divided into three stages:(1)pre-enrichment of ore metals in sedimentary sequences，especially in Proterozoic basement;(2)tectonically driven subsidence of the Proterozoic basement(sedimentary sequences)，followed by granite formation through partial melting of the basement;(3)involvement of structure-controlled fluids and subsequent ore mineral precipitation.This paper analyzes Hg and Sb abundances of sedimentary rocks(the Proterozoic basement in particular)from South China.Four types of Hg-Sb abundances have been identified for the South China sedimentary rocks.They are primordial background abundance(Ⅰ)，cogenetic abnormal abundance(Ⅱ)，epigenetic abundance(Ⅲ)，and abundance being multiple in origin(Ⅳ).Average Hg and Sb background abundances are estimated to be 0.368μg/g and 1.28μg/g for the South China sedimentary strata and 0.363μg/g and 1.45μg/g for the Proterozoic basement，respectively.These Hg-Sb abundance values are significantly higher than the average of the crust and granitic rocks.

Hg-Sb abundances;Hg-Sb mineralization;sedimentary rocks;Proterozoic basement;South China

P595

A

1001-1552(2011)03-0410-011

2010－06－24;改回日期:2010－11－26

項目資助:國家自然科學基金(批準號:40772056)和中國科學院廣州地球化學研究所同位素地球化學國家重點實驗室部分資助。

劉義茂(1934－)，男，研究員，長期從事華南花崗巖及稀有、鎢、錫、鐵、銅成礦作用與地球化學研究。