廣西融水縣南刀坳錫多金屬礦地球化學特征與成礦過程分析*

梁燕蘭 戴 昱 吳慶杰

（廣西壯族自治區區域地質調查研究院）

廣西融水縣南刀坳錫多金屬礦區位于華南大陸西南部，大地構造位置上屬于揚子和華夏陸塊拼貼帶（江南造山帶）的南緣［1］。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，具有巨大的找礦潛力和科研價值。本研究通過巖石地球化學、礦石元素分析和元素相關性分析等方法，探討錫礦的成礦物質來源和成礦過程。

1 地質背景

南刀坳錫礦地處于廣西融水縣城NW 310°方向直距約80 km處的南刀屯—南刀坳一帶，位于江南造山帶南緣，三防巖體的西南外接觸帶上（圖1）。

1.1 礦區地層

礦區出露地層為四堡群文通組，為一套淺變質巖系，巖性主要為薄—中層狀變質粉砂巖、變質泥質粉砂巖互層，夾有基性、超基性侵入巖。

1.2 礦區構造

礦區構造較復雜，主要見NNE向、近SN向、NE向、NW向構造，其中NNE向韌性剪切帶為礦區內主要控礦構造。

主要控礦構造F1斷層，近SN向展布，長約2 km、寬5～20 m，產狀80°∠84°。帶內巖石韌性變形強烈，粒度顯著減小，石英被拉長呈拔絲狀；帶內糜棱巖化、綠泥石化、硅化、黃銅礦化普遍發育；帶內片理多呈“S”形，蝕變礦物石英、綠泥石、透輝石及少量的黑云母、方解石等沿片理定向排列，錫礦體主要沿著該斷裂走向發育，并隨斷裂發生同步變形。

F17斷層，為一硅化破碎帶，地表岀露長2 300 m、寬5～8 m，產狀30～52°∠70°。帶內錫石主要分布在其與F1交匯處的硅化破碎帶中。偶見方鉛礦呈團塊狀、浸染狀分布，與閃鋅礦緊密共生，黃銅礦呈不規則細粒狀。

韌脆性變形以礦區北、北西側的文通組變質砂巖區為主，區內形成一系列NNE向，近SN向和少量NW向小規模的斷裂。

1.3 巖漿巖

礦區巖漿巖發育，主要有超基性巖體及酸性巖體出露，區域上經歷了四堡期和雪峰期，礦區巖漿巖以四堡期為主，形成一套超基性—基性巖，伴有中性巖侵入，四堡晚期則有大規模的花崗巖體侵入，隨后還有更晚期花崗斑巖、花崗細晶巖侵入 。

1.4 變質巖

南刀坳礦區巖石變質巖類，包括有區域變質、氣液變質、動力變質巖類，主要類型有云英巖類、片巖類，少量糜棱巖。其中以云英巖及云英巖化巖石為主。

1.5 礦體及礦石特征

礦區共發現2個錫礦體，分別產于近SN向展布的F1斷裂帶內和NW走向的F17斷裂帶內。礦體呈透鏡狀、脈狀、分枝復合狀，具有明顯韌性剪切變形特征，尤其是構造交匯部位礦體規模更大，品位更富。含礦巖石為破碎黑云母石英片巖，錫石呈棕褐色—棕紅色，不規則粒狀結構，以粒狀集合體呈細脈狀或網脈狀出現，致密塊狀構造；金屬礦物主要有錫石、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等；非金屬礦物主要有石英、黑云母及少量透輝石、絹云母、黏土礦物，黑云母連續定向排列。

錫石多呈他形大顆粒狀、脈狀及細粒狀產出，以大顆粒狀為主，且多聚集產出，部分與石英一起聚集呈脈狀穿插巖石中，少量呈細粒狀零散分布。錫石賦存在于3種巖石中，其一為破碎帶石英脈內；其二為破碎帶內及周邊交代的蝕變砂巖中；其三為變質砂巖中微細粒狀錫石。其中前2種是區內主要的含錫礦石，第三類錫石肉眼和顯微鏡下不可見，地球化學顯示達到工業要求。前2種是礦區主要礦石類型。

1.6 礦體圍巖及蝕變特征

錫礦體圍巖為黑云母石英片巖，硅化強烈。錫礦體夾石主要為破碎帶內硅化變質粉砂巖及碎裂巖，大都蝕變強烈。

礦區錫礦化與含礦破碎帶內蝕變強度關系緊密。破碎帶內云英巖化、糜棱巖化、綠泥石化、絹云母化、電氣石化強烈地段，礦體品位則相對較高，反之蝕變較弱地段品位則相對較低。巖石受力經糜棱巖化作用，形成透鏡狀、碎斑狀，定向排列特征明顯。一部分碎斑為蝕變產生的白云母、綠泥石等，形成典型的云母魚結構。

2 地球化學特征

2.1 成礦元素特征

在南刀坳礦區中，礦區地層中Sn含量總體較低，主要在（2.51～3.97）×10-6，個別明顯偏高達到18.63×10-6。地層中Pb和Cu比三防巖體中低，Zn則反之。總體上來分析，礦區Sn、Pb、Zn和Cu元素在礦石中明顯比地層和三防巖體高很多倍，Sn高出2～3個數量級，Pb、Zn和Cu元素達到1～2個數量級。W元素含量在三者中差別不大（圖2）。成礦金屬元素比值圖（圖3）顯示，Sn/（Pb+Zn）和Sn/Cu在地層和三防巖體中比值均比較小，變化幅度相對不大，而在礦石中比值明顯增大，變化幅度也較大；Sn/W在地層中比值較小，變化較大，而在礦石和三防巖體中比值大，并且變化較大，Sn和W的化學性質相似，在地質作用中往往具有形同或相似的行為，因此成礦元素Sn主要來自三防巖體，而不是地層；如果考慮到工業最低品位，在析出相同金屬量的情況下，地層中Pb和Zn優于Sn先達到工業品位。據成礦元素分析，礦區Sn元素可能主要來自三防巖體，Pb、Zn主要來自地層，Cu來源可能更廣泛。

2.2 稀土元素特征

南刀坳錫礦地層中稀土總量在（119.7～131.03）×10-6，變化范圍較小。輕重稀土分餾明顯，La/Yb主要在9～10。輕稀土內分餾較明顯，La/Nd總體大于1.1，Eu虧損不明顯；礦石稀土總量在（58.02～181.74）×10-6，變化范圍較大。輕重稀土分餾明顯，La/Yb變化較大。輕稀土內分餾變化大，La/Nd、Eu虧損、富集均有，但幅度不大。三防巖體稀土總量小于150×10-6，輕重稀土分差，La/Yb為0.6～1.1，輕稀土內分餾相對較弱，La/Nd在3.53～5.81，有顯著的Eu虧損；礦石稀土含量在（112.5～255.71）×10-6，輕重稀土分餾明顯，La/Yb總體大于10，輕稀土內分餾較明顯，La/Nd總大于1，Eu虧損較弱（圖4）。

南刀坳錫礦礦石、地層和三防巖體的稀土元素配分曲線形態不一致，其中礦石曲線比較分散，地層和三防巖體曲線相對集中。并且三防巖體可見到明顯的Eu虧損，地層和礦石則無明顯虧損。從稀土配分特征分析，礦石物質來源與地層和三防巖體關系密切，單一的地層或巖體可能都無法提供這么復雜的成礦物源。

2.3 微量元素特征

礦石中的微量元素明顯比地層和三防巖體中更加分散，往往有很大的波動范圍，地層和三防巖體中的微量元素相對穩定。其中，地層中的Cr、Sr、Co比三防巖體高。微量元素特征顯示南刀坳錫礦地層、礦石和三防巖體Rb、Th、U、La、Ce等相對富集，Ba、Nb和Sr相對虧損。地層與三防巖體微量元素具有較好的相似性，三防巖體比地層的富集和虧損程度更明顯一些。而礦石可分為3種：一種與三防花崗巖形似；一種與地層特征大體一致；另外一種則變化幅度較大，具有地層和巖體結合的特征。礦石微量元素分散可能因為礦石在破碎帶中，受風化作用的影響。Ba/Sr，Rb/Sr，Th/Hf，Nb/Ta和Ni/Co對比顯示，地層中比值比較低，相對穩定。三防巖體比值差異較大，礦山中比值差異最大。礦石和三防巖體中Th/Hf、Ni/Co相對較小，變化幅度較小，反映了成礦物質與三防巖體關系更為密切。

總之，南刀坳錫礦地球化學特征顯示其具有明顯的Pb、Zn和Cu異常，其成礦物質不只是來源于三防巖體，還可能來源于文通組的地層。

3 成礦過程分析

3.1 高溫階段錫石礦物結晶

礦區錫石和石榴石在這一階段形成，深部的含Sn熱液從三防巖體侵位過程中分離出來，沿著早期SN向容礦斷裂上侵。Sn元素在高溫低壓（斷裂帶深部）封閉條件下，結晶形成自形、環帶結構完整的晶體，部分充填在地層的裂隙中形成他形晶體，石榴石同時也結晶自形。這時結晶的礦物被封閉在斷裂的深部，形成了一個隱伏的Sn礦床。

3.2 剪切改造階段

根據區域構造分析，在加里東期該區發生剪切構造活動。該期近SN向剪切活動，剪切作用可以分為早期脆性和晚期韌性為主。左右形的剪切錯動致使早期結晶的巖石礦物發生了不同程度的碎裂巖化和糜棱巖化。

在剪切運動后期，有熱液活化，這期熱液從圍巖中萃取了部分Cu、Pb、Zn等金屬礦物，沿著早期斷裂和剪切裂隙上侵，熔融了原來的含錫石地層，將錫石和石榴石礦物攜帶進入熱液。熱液攜帶金屬向淺層運移，同時也造成了韌性變形和熱液蝕變。

3.3 含礦熱液攜帶碎裂錫石就位及錫石重結晶

在距離地表大約1 km，溫度壓力顯著下降，熱液開始快速結晶。大粒度的錫石和石榴石等被封閉在石英脈和沿剪切裂隙面中，部分細小錫石被帶到地層和蝕變帶的裂隙中，微細粒錫石（＜10μm）則被帶入到更遠的地層裂隙和孔隙中，可能以簡單的含錫絡合物在低溫條件下［4］沿著巖石層理、脈體或有利部位重新結晶成微細粒錫石或其集合體。熱液中硫化物在420℃左右開始結晶，形成團塊狀、不規則片狀的黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、毒砂等，被封閉在沿斷裂的石英脈及熱液與地層交代處。含礦熱液沿SN向斷裂到達淺部，在流動中快速冷凝結晶，形成大量星點狀，云霧狀的黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等金屬礦物。

3.4 熱液改造疊加階段

在石英脈測年中顯示石英脈中鋯石具有多個峰值，表明錫石結晶后有多期熱液活動。在顯微尺度下，可見錫石被后期石英脈整體切斷穿插，這些特征顯示成礦后熱液改造疊加。

4 結論

（1）從地球化學特征分析認為：該礦的Sn等成礦物質主要來自三防巖體，Pb和Zn等金屬元素可能來自地層萃取。金屬元素在巖漿演化過程中從熔漿中分離出來，通過隱伏巖體頂部分餾進入地層，提供了區域錫礦成礦的物質來源［5］。同時地層中可能有熱水循環，導致Pb、Zn等元素進入流體，同時成礦流體混染了部分地層和熱水物質，在稀土和微量元素上造成了較大差異。

（2）廣西融水縣南刀坳錫多金屬礦成礦過程基本可以分為4個階段：第一階段是高溫Sn熱液從三防巖體侵位過程中分離、結晶、富集階段；第二階段是錫礦的剪切改造階段；第三階段是含礦熱液攜帶碎裂錫石就位及錫石重結晶階段；第四階段為成礦后熱液改造疊加階段。