滇东南洒西白钨矿床稀土元素地球化学特征及其成因指示意义.pdf

第 2 8 卷 第 3 期 2 0 1 2年 9月 华 南 地 质 与 矿 产 Ge o l o g y a nd M in e r a l Re s o u r ce s of S o ut h Ch ina Vo 1 28 No 3 S e p ，2 01 2 文章编号： 1 0 0 7 3 7 0 1 ( 2 0 1 2 ) 0 3 - 2 3 2 0 5 滇东南洒西白钨矿床稀土元素地球化学特征 及其成 因指示意义 张 彬 一 ， 张林奎 ， 石洪召 ， 陈敏华 ， 刘书生 ( 1 成都地质调查中心， 成都 6 1 0 0 8 2 ； 2 中国地质大学( 武汉) ， 武汉 4 3 0 0 7 4 ) 摘要： 洒西白钨矿床位于滇东南老君山矿集区内， 呈层状、 似层状产出。矿区围岩为一套中深 变质岩，其稀土元素组成特征为：矿区围岩 L R E E H R E E比值为 4 3 76 8 7 ， 6 E u为 0 6 7 1 4 9 ， 6 C e值为 0 6 20 9 8 ；外围混合片麻岩 L R E E HR E E比值为4 5 1 5 5 8 ， 6 E u平均为 0 1 4 。矿石 E u正异常与 c e负异常同时存在说明矿石沉淀时相对高温的热水流体和较低温 的海水在海底发生了对流混合， 部分样品中 E u负异常的形成可能与后期岩浆热液叠加改造 作用有关。结合矿床地质特征， 洒西白钨矿床成因为喷流沉积 一 后期岩浆热液改造型。 关键词： 稀土元素； 地球化学特征 ； 矿床成因； 洒西白钨矿 ； 滇东南 中图分类号 ： P 6 1 8 6 7 文章标识码 ： A 洒西 白钨矿床位于我 国著名的滇东南锡多金 属成矿 区之老君山矿集 区 ，地处滨太平洋与特提 斯一 喜马拉雅两大构造域的复合部位 ，是滇东南老 君山地区继南秧 田超大型层状 白钨矿床之后 ， 在猛 硐岩群地层中发现 的又一中型层控型白钨矿床。目 前该矿床研究程度较低 ， 许翠芳 通过对其成矿 规律的研究认为其成因属多期岩浆热液一 交代变质 叠加改造型 ，主成矿期为燕山期 的热液叠加作用。 笔者对洒西 白钨矿的赋矿 围岩和 白钨矿石及外 围 的花 岗质混合 片麻岩的稀土元素地球化学特征进 行了研究 ， 以探讨矿床成 因。 1区域地质背景 老君 山矿集 区位于杨子陆块 东南部被动边缘 褶皱带西南端 ， 属文山一 富宁一 大新 断隆带 ， 西邻中 越边境 ( 图 1 ) 。区内地层从老到新依次 出露元古 界 、 寒武系、 奥陶系、 泥盆系 、 石炭系 、 三叠系及少量 第 四系。区内燕 山期都龙花 岗岩、 南温河混合花岗 岩广泛出露， 燕 山期都龙花 岗岩锆石定年获得的可 靠年龄范 围为 8 3 39 6 0 Ma ，侵位时间为燕山晚 收稿 日期： 2 0 1 2 0 3 1 4 ； 修回日 期： 2 0 1 2 0 5 0 5 基金 项 目： 中国地质调 查局地保项 目“ 云南麻栗坡矿产远景调查 ” ( 编 号： 1 2 1 2 0 1 0 8 8 0 4 0 2 ) 作 者简介 ： 张彬 ( 1 9 8 4 一 ) ， 男 ， 助理工程师 ， 主要 从事区域地质 、 矿产地质调查研究 工作， E ma i l ： cg s z b i n h o t ma i l t o m 期 ； 南温河混合花 岗岩在区内大面积出露 ， 侵 入于 元古宇一 寒武系地层 中， 被燕山期花岗岩侵入 ， 是都 龙一 S o n g C h a y穹窿体 的一部分 ，其确信的年 龄为 4 2 0 4 4 0 Ma ， 张斌辉等2 1 认为可能存在新元 古代 花岗岩 ， 是新元古代和志留纪两期花 岗岩搅合未解 体的片麻状花 岗杂岩。区内构造 以文 山一 麻栗坡断 裂 、 马关断裂及其所挟持的南温河片麻岩穹窿构造 为主体 ， 控制着区内主要矿产的分布。 2矿床地质特征 矿 区地层主要为已变质的新元古界猛硐岩群 ， 其 中上段岩性为二云母 片岩 、 绢云母片岩 、 黑云母 片岩 ；中段主要为黑云母石英变粒 岩夹二云母片 岩 、 黑云母片岩， 是区内主要的含矿层位 。 白钨矿呈 星点状或斑点状在黑云母石英变粒岩中不均匀分 布 ， 局部构成工业矿体， 呈层状、 似层状产出； 下段岩I生 为黑云母斜长片麻岩 、 黑云母片岩 、 二云母片岩。志留 纪花岗质混合片麻岩主要分布于矿区外围。 围岩蚀变主要为绿帘石化 、 硅化 、 电气石化等。 矿石主要金属矿物有 白钨矿 、 磁黄铁矿 、 黄铁矿 ， 偶 见黄铜矿 、 毒砂 、 方铅矿。白钨矿一般 以星点状 、 小 团块状产出 ， 部分沿层理聚集形成条带状 、 条纹状 的富矿脉 ， 少量后期石英脉 、 含电气石石英脉中的 白钨矿呈囊状 、 团块状产出。 第 2 8卷 第 3期 张 彬等： 滇东南洒西白钨矿床稀土元素地球化学特征及其成因指示意义 2 3 3 口 口 z口 囹 口 s U 口 口 s豳 嘲 固 固 H s 1 回 ， 圈 s 圈 ， 圈 20 圈 ： 困 ： 圈 2 5 - 1 0 V- 1 圈 z 曰 2 2 图1 云南省老君山矿集区地质构造简图 F ig 1 S im p l i f i e d g e o l o g ica l ma p o f L a o j u n s h a n o r e d is t r ict Y n n n a n p r o v i n ce 1 古近系一 第四系( E Q ) ； 2 三叠系 ) ； 3 石炭一 二叠系( c P ) ； 4 泥盆系( D ) ； 5 上寒武统一 奥陶系( e 3 - 0 ) ； 6 中寒武统( e ； 7 震旦一 寒武系( Z e ) ； 8 新元古 界猛硐岩群( P t M ) ； 9 燕 山期花 岗岩 ； 1 0 志留纪混合花 岗( 片麻 ) 岩 ； 1 1 镁铁质一 超镁铁质岩石 ； 1 2 辉绿岩 ； l 3 沉积不整合 ； 1 4 混 合岩化接触界线 ； 1 5 断层 ； 1 6 逆 冲推覆断层 ； l 7 矿区位置 ； l 8 铜矿床 ； 1 9 铅矿床 ； 2 0 铅锌矿 床； 2 1 锡 多金属矿床 ； 2 2 锡矿床 ； 2 3 钨矿 床； 2 4 钨锡矿床 ； 2 5 锑矿床 3稀土元素分析结果及地球化学特征 1 4件岩石稀土元素分析结果列于表 1 ， 其地球 化学特征如下： 片岩 R E E含量在 1 4 1 6 8 x 1 0 - 2 0 6 5 8 x 1 0 ) ， 平均 1 7 2 2 2 1 0 ，黑 云母石英变粒岩 R E E含量 在 1 3 9 1 7 x 1 0 - 6 1 9 4 1 6 x 1 0 ， 平均 1 5 7 5 5 x 1 0 ， 片 岩及 变粒岩岩石 中 L a Y b比值 为 1 0 21 7 5 4 ， 大 部分样 品在 4 5 27 3 2之间 ， L R E E HR E E比值 为 4 3 76 8 7 ，最 高 达 1 1 7 0 ， 6 E u为 0 6 71 4 9之 间 ，具弱的正异常或弱的负异常 ； 8 ce 值 为 0 6 2 0 9 8 ， 具弱的负异常 。 其中样品 Z K 2 3 0 2 B 6 R E E含 量较低 ， 为 3 4 2 3 ， L R E E H R E E为 1 9 4 ， 无明显的分 馏 。花岗片麻岩 R E E含量明显较高 ， 其中一件为 3 7 9 6 9 x l O ， L R E E H R E E 比值 平均 为 5 0 4 ， L a Yb 比值平均 为 4 5 0 ，为 轻稀土 富集 型 ； 6 E u平 均为 0 1 4 ， 为明显 的负异常 ， 6 C e 为 1 0 31 0 4 ， 为弱的 正异常。 4讨论与结论 E u异 常 的形 成与 它在 自然界 中存 在 E u 和 E u 有关 ，在还原条件下 ， E u元素主要以二价态形 式存在 ，由于电荷数 的减少和离子半径的相对增 大 ，使 E u常表现出与其他三价稀土元素不同的地 球化学性质 ， 在地质地球化学作用过程中与其他元 素分离 ， 从而出现 E u异常 。丁振举等 。 认 为矿石中 产生 E u异常的原因可能有两种 ：一是矿石沉淀时 从成矿热液中继承了相对富 E u的特征 ；二是矿石 形成后 ， 后续 的变质变形或流体作用导致 E u异常。 岛 ， 、 诳 丑摹 。 霎 窭 j= 。 謇 “L 7 球 剥 d 甓 副 1 辩 g 茁 骥 鉴 疆 掣 如 永 姜 z -7 醚 封 龚 雕 球 赠 诿 沤 之 寸 蕾 j 塑 交 龌 j 华 南 地 质 与 矿 产 莩 17“- 薰 茧 童 墨 蓥 墨 鎏 墨 室 蓍 姜 童 妻 喜 童 量 堇 卜、 n 一 v、 一 -_ 0 0 0 芝 昌 g 昌 占 星 击 苫 暑 0 O0 0 0 一0 I n一0 0。 0 0 0 0 N 0 0 H I n 0 寸 o 。 0 2 01 2正 ， 剐 略妻 4 蓝恩妻 1 u 毫- d u H B o 。 菪 I 】 旺 删 _聿 匝聪蕊 岬 一 一 扑 匝岳 哥强嚣。 呈 里 寒 _【 N 曹一 寒疑_【 口 n N 口 卜 n n 卜 n 寸 0 n一 寸 寸 n 寸 0 0 寸 0 0 0 0 一 卜 卜 0 n 0 U 一 卜 0 寸 0 0 卜 0 0 0 一 一 ： 山 0 一 8 _【 一 n 鲁 n z e苦一 _I N ” 0 _【 一 一 口 ， n t ， 呲 rd r 寸 卜 0 n 卜 0H 一 寸 0 寸 ， n 0 寸一 0 0 n 0 寸_【 0 H _【 n n 一 0 0 卜 叫 譬 一 0 _【 一 卜 n n 0 n n 6 0 0_【 寸 寸 n n 卜 6 n 卜 寸 n _【 卜_【 卜 N 0 _【 n n 寸一 _【 n 卜 _ 山 厂 I 卜 0H 一 n 寸 寸_【 卜 寸_I 卜 寸 n _【 一 寸 _【 _【 寸 寸一 n _【 H 0 N n 寸 n _【 寸 _【 卜 _【 n H 卜 寸_ 卜 n _【 _【 _l _I 寸_【 _E 0 00 0 0 0 0 n 0 0 n 0 寸 0 寸 n 0 卜 0 0 0 0 寸 卜 0 0 H _【 0 甘 寸 寸 0 寸 0 寸 H 0 寸 _E n 寸 寸 n 卜 寸 n n 寸 寸一 0 卜 寸 0 寸 0 0 0 卜 0 n 0 0 0 0 n 0 寸 n 0 价 0 0 寸 0 一 卜 0 0 一 一 0 n 卜 寸 n N 寸 _【 寸 0 n 寸 0 寸寸 0 n 0 0 0 寸 n 寸 卜 0 寸 寸 n 0 一 0 n _【 0 寸 一 n 寸 _【 0_I 寸 寸 _【 一 卜 0 一 寸 寸 0 卜 0 寸 卜 _【 n 一 寸 _E n 寸 卜 n 一 _E 卜 n 卜 寸_E n _【 n n 0 0 0 _【 n 寸n _【 寸 卜 寸 0 0 寸一 州 n 0 一 0_【 一 寸 寸 一 0一 _【 寸 _【 一 H 0 0 0 寸 0 N 一 0 一 _E 卜 一 卜 0 卜 卜 0 N n 寸 寸 卜 n 0 寸 n _【 甘 寸 0 n 0 _【 ， n 卜 _【 寸 一 寸 0 卜 N 0 n _【 n 一 【 一 N 0 n n n _【 寸 价 0 n 0 n 0 卜 _E 一 卜 0 寸 一 n 卜 0 n 0 0 n 0 卜n 0 0 寸 0 卜n N 0 n n 0 0 0 0 寸 n 0 卜 一 0 卜 0 卜 寸 0 卜 卜 0 n 0 一 n 一 卜 竹 卜 卜 寸 一 一 _【 寸 一 n N 寸 0 0 n 寸 0 寸 寸 0 0 n 0 寸 n 卜 卜 n 卜 0一 卜 卜 n 0 n 卜 0 卜 甘 0 卜 0 _【 0 寸 n 0 0 卜 寸 一 _【 寸 0 0n 0 0 0 0 一 n 0 0 _【 寸 0 0 n 寸 n 0 寸 n n n 0 卜 一 寸 0 寸 0 卜n 寸卜 0 0卜 融 证 _牛釜套 _l 寸 寸 ) I N QZ 一 寸 卜 U 0 卜 0 N 笛 0 基 0 ) I n 0 ) I N 一 0 0 n 0 n ) I N 0 n 寸 0 n n 0 n N_【 0 n N 0 0 0 0 0 0 n Q 一 0 0 口 妒 _ l s 0 cl 尝 一 3 l a 0 I I u ! 】 【 B I I s ， l o J _ 嗣 事 它 _ I B s a 1 0 J 0苦 e u兰l I 昌 I a_ 宅 荫 0 I 岛 _I a I q 爿 一 I 一 咔阜 手 嚣 懈 刊氍 匣 审 拿 皿 艇 第 2 8 卷 第 3 期 张 彬等： 滇东南洒西白钨矿床稀土元素地球化学特征及其成因指示意义 2 3 5 除 Z K 2 3 0 2 B 6样 品外 的 1 2件矿 区地 层 样 品 E u异 常类 型可 明显分为两类 ， 一类具有弱 的正异 常 ， 一类 具有弱 的负异常 。由于后期岩浆 流体具 有较强 的 E u负异 常 ，叠加改造作用 不可能形成 第一类样 品中的正异常 ，因此 ， E u正异常不应是 后期地 质作用 的结果 ， 而是 矿石沉淀时继 承的成 矿热 液 的稀 土元素特 征的反映 ；第二类 中的 E u 表现 为弱的负异常 ，则 可能是原来 E u正异 常叠 加 了后期 强负异常 的流体 演化 的结果 ， 暗示 其多 期成矿 的性质 。 C e异常 的产生主要与其在氧化环境下 以 ce 形式出现有关 ，矿区地层样 品中出现的 ce负异常 应是成矿热液 C e相对亏损 的反应 。 有两种可能 ， 一 种是海水 围岩反应不够彻底 ， 由海水演化生成 的 流体继续保 留海水的部分特征 ；一种是系统深部 高度演 化的流体在上升过程 中通过与下渗的海水 瞪 爨 酱 罐 发生混合 ， 被标记上 了海水 的标志 。 由于前者不可 能使流体同时发育明显 的 E u正异常。因此 E u正 异 常和 C e负异 常的同时出现应指示在矿石沉淀 时相对 高温 的热水流体和较低温 的海水在海底发 生 了对流混合 ， 是典型喷流沉积成因的证据15 - 9 1 。 从矿区矿石的稀土元素配分模式图 ( 图 2 ) 上 可 以明显看出 ， 洒西 白钨矿床与大厂锡矿、 加拿 大沙利文铅锌矿 、 南秧田白钨矿【 】 ” 等典型的喷流沉 积型矿床具有相似 的特征 ， 说明洒西 白钨矿床与上 述矿床具有相似 的成因模式 ，为喷流沉积成 因。 Z K 2 3 0 2 B 6样 品稀土元素配分模 式与原始 地幔类 似 ， 有弱的 E u正异常 ， 轻重稀土几乎没有分异 ， 呈 一 条近于平整的直线 ， 可能代表 了刘玉平等 认 为 的古元古代一 新元古代的火山杂岩 。 综上所述 ，洒西 白钨矿床成因类 型为 喷流沉 积一 后期岩浆热液改造型。 图2洒西白钨矿石、 花岗质片麻岩与大厂锡矿、 沙利文铅锌矿稀土配分模式图 F ig 2 Ch r o n d r it e n o r ma l iz e d RE E p a t t e r n co mp a r in g a mo n g S a x i s ch e e l it e d e p o s it ， Da ch a n g t in d e p o s it a n d S u l l iv a n P b Z n d e p o s it 参考文献 ： 1 许翠芳， 舒培华， 王建萍云南麻栗坡洒西、 r口白钨矿成 矿规律 J 1 云南地质 ， 2 0 1 0 ， 2 9 ( 3 ) ： 3 1 8 - 3 2 2 f 2 】 张斌辉， 丁俊， 张林奎， 等滇东南“ 新寨岩组” 与变质花 岗质岩的接触关系及其地质意义 J 地质论评， 2 0 1 1 ， 5 7 ( 3) ： 3 1 6 3 2 6 3 】 丁振举， 姚书振 ， 刘丛强 ， 等东沟坝多金属矿床喷流沉 积成矿特征的稀土元素地球化学示踪 J 岩石学报 ， 2 0 0 3， 1 9( 4) ： 7 9 2 7 9 8 4 】 L i u Y S ， Z o n g K Q ， K e l e m e n P B ， e t a 1 G e o ch e m i s y a n d ma g ma t ic h is t o r y o f e e l o g it e s a n d u l t r a ma fic r o ck s f r o m t h e Ch in e s e c0 nt in e n t a l s cie n t if ic dr il l h o l e：s ub du ct io n a nd ul t r a h ig h - p r e s s u r e me t a m o r p h i s m o f l o w e r cr u s t a l cu m u l a t e s J Che mica l Ge o l o g y。 2 47 ： 1 33 1 53 【 5 J5 B o s t r o m K ， R y d e 1 1 H ， L a n g b a n k O J A n e x h a l a t i v e s e d im e n t a r y d e p o s it J E co n o m ic G e o l o g y ， 1 9 7 9 ， 7 4 ( 5 ) ： 1 0 0 2 1 0 1 1 6 Ma r ch in g V ， G u n d l a ch H ， M o il e r P S o m e g e o l o g ica l i n d i 2 3 6 华 南 地 质 与 矿 产 2 0 1 2年 ca t o t s f o r d is cr imin a t io n b e t we e n d ia g e n e t ic a n d h y d r o t h e r - m al me t a l l i f e r o u s s e d i me n t s O Ma rin e G e o l o g y ， 1 9 8 2 ， 5 0 ( 3 ) ： 241 2 5 6 9 9 M u r r a y R W， B u ch h o h z T ， J O N E S D L R a r e e a r t h e l e me n t s a s in d ica t o r s o f d if f e r e n t ma ri n e d e p o s it io n a l e n v ir o n me n t s in ch e r t a n d s h a l e J G e o l o g y ， 1 9 9 0 ， 1 8 ： 2 6 8 2 7 1 【 7 C r e r a r D A ， N a m s o n J ， C h y i M S Ma n g a n i f e r o u s ch e r t o f th e 【 1 0 韩发， R W哈钦森 大厂锡一 多金属矿床热液喷气沉积成 f r a ncis ca n a s s emb l a g e ：ig e ne r a l g e o l o g y a ncie n t a n d mo de r n a n a l o g u e s a n d imp l ica t io n f o r h y d r o t h e r - ma l co n v e ct io n a t 0 一 ce a n i c s p r e a d i n g ce n t e r s【 J 】 E co n o m ic G e o l o g y ， 1 9 8 2 ， 7 7 ( 3 ) ： 51 9 -5 40 8 】 Y o m a n o t o K G e o ch e m i ca l ch a r a ct e r i s t i cs a n d d e p o s i t i o n a l e n v ir o n me n t s o f ch e r t s a n d a s s o cia t e d r o ck s in t h e f r a n cis ca n a n d s ch i m a n t o t e r r a n e s【 J J S e d im e n t a r y G e o l o gy， 1 9 8 7 ， 5 2 ： 6 5-】 08 因的证据一 容矿岩石的微量元素及稀土元素地球化学 【 J 】 矿床地质， 1 9 8 9 ， 8 ( 3 ) ： 3 3 4 2 t 1 】 石宏召 云南麻栗坡南秧 田元古界层控白钨矿床地质地 球化学特征及成因探讨 D 北京：中国地质科学院， 2 01 0 1 2 刘玉平， 叶霖， 李朝阳， 等 滇东南发现新元古代岩浆岩： S H R I M P 锆石u P b 年代学和岩石地球化学证据叫岩石 学报 ， 2 0 0 6 ， 2 2 ( 4 ) ： 9 1 6 9 2 6 Ra r e Ea r t h El e m e nt s Ge o c h e m ica l Ch a r a Or e Ge n e s is i n S a x i S ch e e l it e De p o s it ， ct e r is t ics a nd I t s I m pl ica t io n f o r S o ut h e a s t Yu nna n Pr o v ince ZHANG Bin ， ， ZHANG Lin Ku i ， SH1 Ho ng Zha o ， CHEN M i n- Hua ， LI U S h u S h e n g ( 1 C h e n g d u ce n t e r o f C h i n a G e o l o g i ca l S u r v e y ， C h e n g d u 6 1 0 0 8 2 ， C h i n a ； 2 C h in a U n iv e r s i t y o f G e o s ci e n ce s ， Wu h a n 4 3 0 0 7 4 ， C h in a ) Ab s t r a ct ：S a x i s ch e e l it e d e p o s it is o ccu r r e d in b e d 。 o r s t r a t if o r i n in L a o j u n s h a n o r e cl u s t e r r e g io n s o u t he a s t e r n Yu n na n p r o v in ce T he wa l l r o ck s a r e a s u it o f me s 0 me t a mo r D hi c r o cks Th e d if f e r e n t r o ck s ha v e g o t d i f f e r e n t r a r e e a r t h e l e me n t s co mp o s it io n ：wa l l r o ck s h a v e t h e L