廣西環江縣平安村鉛多金屬礦地球化學特征及成因分析

梁燕蘭，戴 昱

（廣西壯族自治區區域地質調查研究院，廣西 桂林 541003）

1 地質背景

平安村鉛多金屬礦位于桂北九萬大山地區剪切帶南側的平安村南（圖1），其南側2km處有關閉的錫礦床，該區地質構造演化復雜，構造運動頻繁，是華南大陸揚子地臺南緣的一個重要的錫多金屬成礦區[1]，具有巨大的找礦潛力和科研價值。

圖1 平安村鉛多金屬礦地質簡圖

1.1 地層

礦區及周邊出露主要地層為新元古代四堡群魚西組，是一套淺變質巖系，屬深海相復理石砂泥巖及鎂鐵質-超鎂鐵質火山巖建造。巖性主要為淺灰色-灰綠色薄-中層狀變質泥質粉砂巖、變質粉砂巖、板巖，絹云千枚巖夾中-厚層變質細砂巖、基-酸性火山噴出巖組成，普遍發育水平節理[2]。

1.2 構造

礦區斷層、節理構造較為發育，節理為鉛鋅錫多金屬成礦提供了容礦和導礦的場所，礦化主要沿石英脈或節理面發育，其產狀為105°∠62°。

1.3 巖漿巖

礦區巖漿巖較為發育，主要為超基性巖-酸性巖，區域上經歷了四堡期、雪峰期，主要形成了四堡晚期變輝綠巖[3]。主要分布在礦區的中部和東部，多呈巖脈或巖枝產出。巖石為灰-淺灰綠色，該巖體與圍巖侵入接觸，鉛鋅錫多金屬礦化在巖體附近的強蝕變帶中。

1.4 變質巖

平安村變質巖主要為變質中性巖，局部可見變質碎裂巖及變質泥巖，原巖成分結構不同程度被取代、破壞。

1.5 礦體及礦石特征

該礦體主要受產狀為100°～120°∠60°～70°的節理或石英脈所控制，主要分布于靠近輝綠巖的四堡晚期變砂巖中。礦體長大于100m，寬2m～6m，走向NNE。礦體內有較多石英脈，長約10m～15m，寬2mm～15mm不等。礦體主要強蝕變帶內，有明顯的沿裂隙交代現象。在石英脈附近存在明顯對礦化反應，靠近石英脈的礦體Pb、Zn、Sn礦品位明顯變富，弱蝕變和剪切裂隙不發育地區礦化程度差。該礦化體具有分帶明顯，礦體寬度較大，延伸較短，礦化分布不均勻等特征。

1.6 礦體圍巖及蝕變特征

鉛鋅錫礦化礦體總體呈帶狀產出，鉛鋅硫化物等熱液礦物沿著早期形成的節理、劈理或區域斷裂留下的束狀裂隙充填，近礦圍巖蝕變主要為硅化、碳酸鹽化、黃鐵礦化等，其中，硅化與成礦關系最為密切。硅化主要表現為：石英細脈、透鏡體位于斜穿圍巖節理對巖石裂隙中，脈中多見金屬礦物發育。在地表環境下由于黃鐵礦氧化形成褐鐵礦，使巖石顏色變深形成鐵帽，成為找礦的標志之一。

2 地球化學特征

2.1 金屬元素特征

礦區地層中Sn含量較低，波動范圍較大。而礦石中Sn含量比地層中高10-20倍。Pb在礦石中比地層中高出2個數量級，Zn在礦石中比地層高出約10倍，而Cu地層中比礦石還高出約10倍。相對比，地層比三防巖體更富Cu、Zn、Pb等金屬元素。根據對樣品Pb、Zn與Sn關系分析，Pb、Zn高的樣品一般Sn含量比較底；Sn含量高的樣品，Pb、Zn含量低。說明Sn元素與Pb、Zn元素的來源不同，地層中Cu、Pb、Zn含量比三防巖體要高，暗示礦化中硫化物的金屬可能主要來自地層。

2.2 稀土元素特征

礦區地層中稀土總量小于100×10-6，輕重稀土分餾明顯，輕稀土內部分餾明顯，重稀土分餾不明顯，無Eu異常。礦石中稀土元素含量差別則比較大，從46.93～223.46×10-6都有，輕重稀土分餾較明顯，輕稀土內部分餾較明顯，重稀土分餾不明顯，有輕微的Eu虧損，個別樣品有輕Ce虧損。

2.3 微量元素特征

其中Ba、Rb、Sr、Zr和Ga元素在礦化中含量最高；Cr、Ni和Hf元素在礦化中最少；Th、Ta、U和Nb元素三防巖體中最多，地層中含量最少；Co和Sc元素地層中最多，礦化體次之，三防巖體最少。做球粒隕石配分曲線圖，Ba、Nb和Sr相對虧損，Rb、U和Ta相對富集，這些都是典型巖漿特征。礦石樣品虧損和富集程度更高，變化幅度更大，分析成礦物質來源有地層和巖漿的共同作用，其中巖漿作用的貢獻更大一些。微量元素Nb/Ta和Th/Hf比值在地層、礦化體和三防巖體中相對穩定；Ba/Sr和Rb/Sr比值礦化體中最大，同時變化幅度也最大；Ni/Co比值礦化體中最低，三防巖體中最大，變化幅度最大。根據微量元素分析，礦化體不是單一的地層或巖體提供物質，兩者都可能提供了部分物質。

綜合以上分析，我們認為平安村鉛鋅多金屬礦物質來源至少有三防巖體、地層都提供了部分物質。其中三防巖體提供了Sn金屬物質，同時通過熱液提供了部分微量元素。地層提供了Pb、Zn和Cu等金屬物質來源，其中基性巖是否提供了部分成礦元素還有待進一步研究。

3 成因分析

礦石中熱液鋯石U-Pb顯示，該礦形成于430Ma，此時脆性剪切變形已經結束，熱液系統萃取了地層中的Cu、Pb、Zn等金屬元素，同時將周邊和深部的金屬元素和微小碎裂錫石帶入熱液。熱液在主要沿著斷裂和剪切裂隙運移，交代地層巖石，金屬硫化物在熱液和礦物裂隙中析出結晶。礦區南部的錫石礦在剪切作用時破碎，一些微小的顆粒（＜2μm）在熱水或熱液中沿剪切裂隙遷移到礦區位置，最終被封閉在鈦鐵礦的空隙、裂隙或周邊[4]。該礦床中金屬礦物沒有明顯的碎裂特征，但有比較清晰的后期熱液溶蝕改造的特征。說明區域上脆性剪切作用在該礦形成之前已經結束，剪切作用為后續熱液遷移提供了良好的通道，也為礦化體的空間展布奠定了基礎。礦石中有少量極小的錫石顆粒在鈦鐵礦中，我們認為這可能是元古代錫礦結晶（礦區南側有一錫礦），剪切作用形成了一些細微的錫石，這些錫石在后期熱水和熱液活動時，被帶入到含礦熱液系統，運移到成礦空間，金屬礦物結晶時，被封存在鈦鐵礦內或邊部。

4 結論

在新元古代830±Ma，三防巖體、元寶山巖體及周邊其他一些中酸性巖體侵位，從中分餾出含Sn的成礦流體沿著區域上近SN向或其他方向的深大斷層侵入地層。錫石礦物在相對封閉的環境中結晶，部分流體中結晶出石榴石等高溫低壓的礦物，結晶礦物在深部一般自形程度好，發育良好的環帶，在略淺部和地層接觸帶自形程度較差[5]。形成了區域上錫礦雛形，錫礦床的形成時代為834 Ma。

加里東運動，在440±Ma區域上脆性剪切作用開始，破壞了原來的地層和礦物[6]。尤其沿著斷裂部位是應力釋放處，結晶的錫石、石榴石等礦物被左右形剪切錯斷碎裂。在430±Ma左右韌性剪切作用發育，活化和萃取地層中Cu、Pb、Zn等金屬元素進入熱液，同時熔融碎裂的錫石的礦段，從深部約5km處開始沿著斷裂，剪切裂隙向地層淺部運移。流體鹽度從過飽逐漸降低，最終在距離地表1km附近流動中快速冷凝。將碎裂錫石封閉在流體所能到達的空間，同時流體遷移過程中結晶微細粒錫石和金屬硫化物。

海西、印支和燕山期構造運動導致這些礦床受到不同程度的剪切破壞，同時伴隨的熱液充填破礦構造，形成石英脈穿插礦體的現象。