广西河塘岩体地质地球化学特征及成矿作用-

1、第41卷第4期2005年7月地质与勘探GE OLOGY AND PROSPECTI N G Vol .41No .4July,2005地质矿床 收稿日期2005-02-24;修订日期2005-04-26;责任编辑曲丽莉。基金项目广西地质勘查专项经费资助项目(编号:桂国土资勘200312。第一作者简介王蓉嵘(1962年-,女,1983年毕业于成都地质学院,获硕士学位,副编审,现主要从事地质学及科技编辑工作。广西河塘岩体地质地球化学特征及成矿作用王蓉嵘,刘家远(桂林工学院,桂林541004摘要河塘杂岩体的组成由早而晚为:早期侵入相石英闪长岩主体侵入相花岗闪长岩补充侵入相二长花岗岩。岩石化学体现出由

2、基酸的变化规律;稀土配分模式形态相似,Eu 轻、中亏损,反映了杂岩体各类岩石之间成因上不可分割的内在联系。在岩体及接触带主要形成Au 、Cu 、Fe 多金属矿化,表现为具有两类不同性质的成矿作用,即岩浆自源成矿作用和岩浆他源成矿作用,并共同构成一个时空上规律组合的成矿系统。关键词中酸性岩浆岩岩石化学地球化学成矿作用河塘岩体广西中图分类号P588112文献标识码A 文章编号0495-5331(200504-0023-05河塘岩体位于广西横县,大地构造位置处于华夏古板块的西南活动边缘,传统上称为华南地槽区大瑶山凸起带南缘,广西山字型前弧东翼;构造上夹持于凭祥大黎与灵山藤县两条深断裂之间。区内构造活

3、动强烈,以花岗岩类为主的岩浆活动频繁,与之有关的贵重、有色金属成矿作用显著。1河塘杂岩体的组成及岩石学特征111杂岩体的组成及形成时代河塘岩体呈长条状近南北向产出(图1,长1213km ,宽23k m 。前人将其分解为5个独立的侵入岩体:新旺花岗闪长岩体、黄塘二长花岗岩体、六河花岗闪长岩体、牛芦二长花岗岩体、龙塘大岭花岗闪长岩体等。研究表明,由于普遍的第四系和植被覆盖,实际上很难将这些侵入体从地面空间上划分出来。但是,河塘岩体内确实存在闪长岩-石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩等多种明显不同的岩石类型,它们很可能构成独立存在的不同岩石单元。岩体内还发育有闪长岩、细粒花岗岩等不同规模的脉岩。其中

4、陈塘闪长岩脉规模最大,长约3k m ,宽30100m ,呈近东西向横贯侵入于河塘岩体及寒武系和下泥盆统碎屑岩中。岩体侵入的最新地层为下泥盆统,其侵位受印支期河塘复背斜控制,可以肯定河塘岩体形成的时代不早于印支期。据广西壮族自治区岩石地层图1河塘岩体地质图1燕山早期花岗闪长岩(25;2上石炭统(C 3;3中石炭统(C 2;4下石炭统(C 1;5中泥盆统(D 2;6下泥盆统(D 1;7寒武系(;8逆断层;9正断层;10实测、推测性质不明断层;11地质界线;12不整合界线;13岩脉;花岗斑岩;花岗岩资料,将其形成时代划归燕山早期中侏罗世,本次研究选择出露较好、岩石较新鲜的花岗闪长岩样品,挑选出角闪石

5、,做A r -A r 法年龄测定(有色金属桂林矿产地质测试中心,2004,获得坪年龄1451890150Ma和等时年龄1471112194Ma1。两组年龄数据十分接近,均属晚侏罗世,相当于燕山早期晚阶段,与上述地质研究的结论也大体相近。这一时期正是中国东部特别是华南地区与花岗岩类有关贵重、有色金属集中成矿的一个重要时期。112杂岩体岩石学特征河塘岩体的岩石类型,主要包括闪长岩-石英闪长岩、花岗闪长岩和二长花岗岩。11211闪长岩-石英闪长岩(早期侵入相呈大小不等的包体产于花岗闪长岩和二长花岗岩中,与二者界限清楚。环绕闪长岩质包体,在花岗闪长岩边缘,常形成一圈红色的钾化冷凝边,表明后者包裹闪长岩

6、质包体时,尚未固结,而处于热熔的岩浆状态。岩石呈暗灰色、黑色、细粒结构。主要由斜长石(50%60%,普通角闪石(30%组成,其次含有正长石(3%10%、黑云母(5%、石英(2% 5%。由于石英含量的变化,包体常呈现由闪长岩含石英闪长岩石英闪长岩的递变。这种包体在整个河塘岩体内均有分布,但似以岩体北部更为多见。就其产出特征来看,闪长岩-石英闪长岩应属河塘杂岩体的早期侵入相岩石。11212花岗闪长岩-石英二长岩(主体侵入相遍布于整个河塘岩体,构成该岩体的主体侵入相岩石,紧随闪长岩-石英闪长岩之后侵入。褐灰色、红灰色,中粒中粗粒粒状结构。主要由斜长石(40%50%、正长石(15%20%、石英(15%

7、 25%组成,其次含黑云母(10%、角闪石(5%,有时含有少量微斜长。花岗闪长岩侵入体,局部随着石英和碱性长石含量的变化,也常导致岩石类型的递变。如有的样品石英含量仅为10%,岩石类型则递变为石英二长闪长岩;有的石英含量明显增多,达30%,岩石类型则递变为斜长花岗岩。不同岩石类型之间均为渐变过渡关系,且其总的矿物组成特征也基本一致,故不属于不同的岩石单元。11213二长花岗岩(补充侵入相主要分布于杂岩体北部、中部的黄塘、中团、牛芦一带,分布局限,岩石矿物组成、结构构造及外貌特征等与花岗闪长岩明显有别。岩石呈淡肉红色,细粒至中细粒粒状结构。主要由斜长石(40%、微斜长石(30%、石英(30%组成

8、,含少量白云母。推测其多呈岩枝、岩钟等小规模侵入体侵入于杂岩体内,紧随花岗闪长岩之后侵入,构成河塘杂岩体的晚期侵入相(或称补充侵入相岩石。当其形成作用延续到脉岩阶段时,则形成细粒二长花岗岩脉,属杂岩体侵入体形成阶段之后的早期脉岩阶段产物。11214闪长岩-二长闪长岩脉近东西向横贯侵入于杂岩体中部的大规模闪长岩-二长闪长岩(前人曾定名为辉石闪长岩脉,则属主要成矿之后的晚期脉岩阶段产物。岩石呈暗灰色、黑色,中细粒粒状结构,球状风化发育。主要由斜长石(60%、微斜长石(15%、角闪石(15%组成。其次含有较多黑色、不透明、晶面呈正方形特征的金属矿物(10%,可能为黄铁矿。综上所述,河塘杂岩体由早而晚

9、各类岩石具以下总体特征和演化规律。1由早而晚各类岩石在矿物组成特征上明显具有既相区别又相联系的规律变化。由早期侵入相石英闪长岩主体侵入相花岗闪长岩(石英二长岩补充侵入相二长花岗岩,其演化规律表现为:斜长石含量递减,碱性长石、石英、暗色矿物含量递增;从二长花岗岩开始,正长石为微斜长石取代,暗色矿物角闪石、黑云母消失,代之以少量白云母的出现;矿物组成及含量的规律变化,反映杂岩体各侵入体形成阶段岩浆由基而酸的正向演化规律。2晚期脉岩阶段中细粒闪长岩脉的出现,虽显示岩浆由酸而基的逆转演化特征,但与补充侵入相二长花岗岩相类似,微斜长石的存在,以及与杂岩体总体特征相一致的以斜长石为主要组成矿物的基本共性,

10、表明其与杂岩体成因上的内在联系。因此,中细粒闪长岩脉应属杂岩体形成演化的晚期产物。2杂岩体各类岩石地球化学特征211岩石化学特征从表1可见,杂岩体由早而晚各类岩石具如下岩石化学共同特征和规律变化。1各类岩石总体特征为Si O2过饱和,弱碱性。值4,属钙碱系列岩石,其强度由中强。2由早而晚由基酸的规律变化:Si O2和(Na2O+K2O含量递增,A l2O3、(Fe2O3+Fe O、Mg O、Ca O、MnO含量递减。Na2O/K2O值递减(31421119。分异指数D I递增,组合指数固、固结指数S I递减。反映岩浆的分异程度高,二长花岗岩是杂岩体岩浆充分分异演化的产物。充分、彻底的岩浆分异演

11、化,无疑对铜、金多金属成矿是有利的。3同岩石学特征一样,随着晚期脉岩阶段中细粒闪长岩脉的出现,又呈现岩浆由酸而基逆转演化地质与勘探2005年的趋势,而一般认为晚期中基性脉岩已属主要成矿阶段之后的产物。212微量元素特征杂岩体各类岩石具有总体相近的微量元素特征(表2。由早而晚各类岩石Cr 、N i 、Co 、V 和Ba 、Sr含量递减,而Pb 、Th 呈递增趋势。Rb /Sr 、Rb /Ba 、Rb /Nb 和N i/Co 值递增,而Ba /Sr 值递减。这也从微量元素角度反映杂岩体由早而晚各类岩石地球化学特征的规律演化。同样也以二长花岗岩反映这一规律演化最为显著。表1岩石化学成分分析结果w B

12、 /%岩石类型样号Si O 2A l 2O 3Fe 2O 3Fe O Mg O Ca O Na 2O K 2O MnO Ti O 2P 2O 5H 2O +总量D IARS IFL闪长岩包体1561921510821825107416564114118012601510112135991721535112011782511649175花岗闪长岩265139141591148314721483134310231080115015101112119917211666618521031813364162花岗闪长岩36511714162114131522145316231172177011501510

13、1121279917611596610611971813962113二长花岗岩4781871018012111120120132311441040113010701020187991791144921794164213095173闪长岩脉55112413138315710148313471083137110401272190126218399176 21364018611551513238138由武汉综合岩矿测试中心测定,2003。表2微量元素分析结果w (Au /10-9,w B /10-6岩石类型样号SRbThNbZrCrBaSrN iCoVCuAuSc Rb /Sr Rb /Ba K/R

14、b Rb /Nb Ba /Sr N i/Co闪长岩包体12070182281711382197671822321151801819017141901390109210194811441211107花岗闪长岩21401411217101513644117211801517141112121131142716017801201811241314341011111花岗闪长岩3501241819101213150186421741614141412224191111418017101191851341211631691114二长花岗岩4601635111912115311823269187193151

15、11216141113213401702051641717231322126闪长岩脉576048115167162421517278161101334173205314019361101300117179139613311730130中国大陆岩石圈元素丰度314860147115151477141720243275124051135913381811761116由武汉综合岩矿测试中心测定,2003。从图2、图3可见,杂岩体由早而晚各类岩石,具有完全一致的模式曲线,反映了杂岩体各类岩石不可分割的成因联系。细粒闪长岩脉模式曲线的变异特征,同样反映了它所代表的同源岩浆分异演化末期的逆转趋向。图2微量

16、元素比值蛛网图1闪长岩包体;2、3花岗闪长岩;4二长花岗岩;5闪长岩脉同国内典型壳幔混熔过渡型花岗岩类相对比,这种多峰多谷型微量元素比值蛛网模式曲线和低缓双峰双谷型过渡元素对球粒陨石标准化模式曲线,既反映了杂岩体岩浆物质来源的幔壳混熔深源特征,也表明河塘杂岩体的成因归属,当属幔壳混熔过渡型花岗岩类,也相当于查佩尔等的I 型花岗岩。213稀土元素特征从表3可见,河塘杂岩体稀土元素特征如下:图3过渡元素对球粒陨石标准化曲线1闪长岩包体;2、3花岗闪长岩;4二长花岗岩;5闪长岩脉1各类岩石由早而晚,稀土总量由2631510-61661010-61651710-6991410-6递减;到中细粒闪长岩脉

17、又出现逆转,上升为1921410-6。主体侵入相花岗闪长岩REE 与华南壳幔混熔过渡型花岗岩类REE (16010-6相近,低于世界花岗岩类(25010-628010-6。早期侵入相闪长岩REE 与世界花岗岩类相近,而高于华南过渡型花岗岩和壳型花岗岩(21510-6。补充侵入相二长花岗岩REE 低于世界花岗岩类和华南过渡型和壳型两类花岗岩。2LREE /HREE 值介于11743121,显示轻稀土轻度富集,重稀土微弱亏损。中细粒闪长岩脉则基本上二者趋于平衡(0199,重稀土相对富集。第4期王蓉嵘等:广西河塘岩体地质地球化学特征及成矿作用表3稀土元素分析结果及其特征参数w B /10-6岩石类型

18、样号La CePrNdS m Eu Gd Tb DyHoEr T m Yb LuYREE EuLa N /Yb N Ce N /Yb N La N /S m N Gd N /Yb N 闪长岩包体12916731110114218918118917116111021361411061911156132631501562183217011841113花岗闪长岩23218591161622154130194120174130192160142190152313166 1001657145512041641116花岗闪长岩3331559116142241314120174130192160142170

19、1423121651701728117515841741125二长花岗岩42513351731481711501211501321101511701321701415119914014161173137101260144闪长岩脉5161738105162514717215915117111021361411061511057111921401901169114911321117由武汉综合岩矿测试中心测定,2003。3Eu 值介于01410190,显示轻微至中度的铕亏损。由早而晚总体呈现铕的负异常逐渐增强趋势。到中细粒闪长岩脉出现逆转,又呈微弱的铕负异常。在稀土元素配分模式图上(图4,除中细粒闪

20、长岩脉呈近于水平的曲线之外,其配分模式曲线形态相似,Eu 轻、中亏损。反映了杂岩体各类岩石之间成因上不可分割的内在联系。图4稀土元素配分模式图1闪长岩包体;2、3花岗闪长岩;4二长花岗岩;5闪长岩脉3成矿作用311杂岩体的含矿性河塘杂岩体成矿元素含量及分布不均,据文献2,Au 、Cu 、Zn 等成矿元素含量较高,特别是主体侵入相花岗闪长岩。如取自牛芦的花岗闪长岩w(Cu 18610-6,w (Zn 16010-6,w (Au 101510-6,其含量均高于中国大陆岩石圈平均值(黎彤,19973数倍以上。在本次地球化学找矿中,发现的4个含矿异常,其中2个位于河塘岩体(花岗闪长岩中,1个位于岩体(

21、花岗闪长岩与寒武系接触变质带,1个距岩体五六百米的寒武系浅变质砂泥岩中。在岩体内及接触带主要为Au 、Ag 、Cu 异常,其中w (Au 一般2010-910010-9,最高110910-9;w (Ag 01210-601410-6,最高119110-6;w (Cu 1010-610010-6,最高181410-6。另外杂岩体内各种酸性岩脉(细粒二长花岗岩、花岗斑岩等与金、银矿化关系尤为密切,局部脉岩体本身即构成Au 、Ag 矿体(如大虫岭、木赖岭等地。因此河塘杂岩体作为本区成矿岩浆建造,乃是这一地区铜、金多金属成矿物质来源的主要提供者,区内所有铜、金多金属矿化及综合多金属化探异常均环绕河塘杂

22、岩体内外接触带分布这一空间制约关系(远离接触带向外即消失,也充分证明了这一点。312成矿作用根据研究成果1,河塘岩体环绕接触带产生的金属成矿作用,主要受岩体、构造(包括接触带(反映在遥感图上为清晰的环形影像特征和以岩体为中心的米字型断裂构造及其特定层位(寒武系黄洞口组三大因素控制。岩体属内因,形成河塘岩体的花岗闪长质母岩浆是该区金、铜成矿矿质来源的主源提供者。构造和特定层位均属外因,即控制该区金、铜成矿的外部控矿条件;而该区铁(主要赋存于外接触带的成矿,其矿质则主要源自寒武系黄洞口组,反映该区金属成矿作用物质来源的多源性。在上述控矿机制的制约下,河塘岩体成矿作用的突出特征,表现为具有两类不同性

23、质的成矿作用,即岩浆自源成矿作用和岩浆他源成矿作用,并共同构成一个时空上规律组合的成矿系统。岩浆自源成矿作用系指岩浆热液自身携带矿质,在有利的构造部位和物理化学条件下所完成的地质与勘探2005年成矿作用;而岩浆他源成矿作用则系指岩浆通过其所提供的热能作用于特定层位,使其中初始(或原始富集的矿质活化、迁移和进一步富集形成工业矿化的成矿过程,亦称叠加改造成矿作用。在河塘岩体接触带,岩浆自源成矿作用表现为与河塘岩体有关的岩浆热液充填交代成矿作用,及由其所形成并伴生于磁铁矿砂卡岩层中的脉状铜、金矿化。如横县大虫岭、大塘等矿区的热液脉状金矿及其伴生的铜多金属矿化,即属此类岩浆自源成矿作用之产物。铜、金成

24、矿时间较晚,系紧随晚侏罗世(同位素年龄145189015Ma147111219Ma河塘岩体之后的晚期岩浆热液阶段形成。岩浆他源成矿作用表现为花岗闪长质岩浆对寒武系黄洞口组碳酸盐岩层中初始富集铁矿质的叠加改造成矿作用及由其所形成的接触交代卡岩型磁铁矿化。如古坪、大虫岭、中团等矿区环绕岩体接触带形成产出的似层状夕卡岩型磁铁矿,即属此类岩浆他源成矿作用之产物。故铁的成矿时间早于铜、金成矿,且延续时间较长。铁的初始富集始于寒武纪时期,而其进一步富集形成夕卡岩型磁铁矿,则成功于晚侏罗世河塘岩体侵入与黄洞口组围岩发生接触交代的岩浆晚期早期岩浆热液阶段。按瞿裕生4所提出的“成矿系统”概念,包括河塘岩体在内的

25、整个黄令山地区客观存在的以成矿岩浆建造为主导,辅以特定层位和有利构造的三大控矿因素;及其在三大控矿因素制下所产生的铁、铜、金成矿作用;以及由其两类成矿作用所形成的全部产物由早而晚不同类型的铁、铜、金矿化,三者共同构成了一个时空上规律组合的完整的成矿系统,刘家远等(2003将其统称为黄令山地区与花岗闪长质潜火山岩浆作用有关的铁、铜、金成矿系统1;该区具有十分有利的成矿地质条件和找矿潜在远景,应以“成矿系统”理论为指导,通过地质与物化探、遥感紧密结合的综合途径,进一步深入开展深部的铁、铜、金多金属找矿预测评价工作。参考文献1刘家远,钱建平,吴虹,等.横县黄岭山地区与潜火山杂岩有关的铜、金找矿评价研

26、究R.南宁:广西国土资源厅,2003. 2广西地矿局第四地质队.广西河塘岩体周边地区金多金属矿大比例尺成矿预测报告R.南宁:广西地矿局第四地质队,1998.3黎彤,倪守斌.中国大陆岩石圈的化学元素丰度J.地质与勘探,1997,(1:3137.4瞿裕生.论成矿系统J.地学前沿,1999,6(1:1327.GE OLO G I CAL-GE OCHE M I CAL CHARACTER I ST I CS AN D M ETALLO GENES I SO F HETANG R OCK B ODY,GUANGX IWANG Rongr ong,L I U J iayuan(Guilin U niversity of Technology,Guilin541004Abstract:Hetang comp lex r