广西大厂拉么锌铜矿床成矿物质来源探讨

广西大厂拉么锌铜矿床成矿物质来源探讨

蒙耀庭1，2，3文明4戴塔根1，2

1.中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083；

2.中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室湖南长沙410083；

3.广西建工集团第三建筑工程有限责任公司北海分公司

4.杭州鑫地控股有限公司浙江杭州310016

摘要：拉么锌铜矿床矿床是广西大厂锡多金属矿田中重要的矿床，其矿体依据产出特征可划分为层状矿体和脉状矿体两类，但前人研究中少有关注两类矿体的成因，缺乏针对其成矿物质来源的深入探讨。本文通过对两类矿体中重要的硫化物进行硫同位素测试，以期分析两类矿体在形成过程中成矿物质来源的异同。层状矿体和脉状矿体中硫化物均显示出明显的共生关系，整体表现出δ34S黄铁矿>δ34S闪锌矿>δ34S黄铜矿>δ34S方铅矿的趋势，并呈现出塔式分布，说明在成矿时期含矿热液的硫同位素分馏已经近于平衡。两类矿体具有相似的硫同位素组成，分别为-5.0‰–+5.0‰和-4.0‰–+4.0‰，反映出了相似的岩浆硫特征，说明拉么锌铜矿床不同类型矿体并不存在明显的物质来源上的差异，二者的形成可能与流体的流动位置和演化期次有关。

关键词：矿石组分；硫同位素；拉么锌铜矿床；大厂矿田

SourcesofOreComponentsofTheLameZn-Cudeposit，Dachang，GuangxiProvince

MengYao-ting1，2，3，WenMing4，DAITa-gen1，2

（1.SchoolofGeosciencesandInfo-Physics，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China：

2.KeyLaboratoryofMetallogenicPredictionofNonferrousMetalsandGeologicalEnvironmentMonitoring，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China：3.GuangxiConstructionEngineeringGroupThirdConstructionEngineeringCo.，Ltd.Beihaibranch.）

Abstract：TheLameZn-Cudeposit，asanimportantdepositintheDachangtin-dominantpolymetallicorecluster，consistsoftwotypesoforebodies，i.e.，beddedstyleandveinstyle.However，previousstudiesrarelyfocusedonthegenesisofthetwotypesoforebodies，resultinginthelackofdeepdiscussionsaboutsourcesoforecomponents.ThispaperanalyzedtheSisotopiccompositionsofsulfidefromtwotypesoforebodieswiththeaimsofcomparingthedifferencebetweenthemduringoreformingprocesses.Allsulfidesinbedded-andvein-styleorebodiesshowtheco-generationrelationshipsandhavethecharacteristicofδ34Spyrite>δ34Ssphalerite>δ34Schalcopyrite>δ34Sgalenawiththetowerdistribution，indicatingthatsulfurisotopefractionationhasbecomeequilibrium.Thebedded-andvein-styleorebodiessharesimilarSisotopiccompositions，i.e.，-5.0‰–+5.0‰和-4.0‰–+4.0‰，reflectingamagmaticsource.Ourstudysuggeststhatthetwostylesoforebodieshavethesamesourceoforecomponentsandtheirformationislikelyassociatedwiththespatiallocationoffluidflowandevolutionstageoforefluids.

Keywords：Orecomponents：Sisotope：LameZn-Cudeposit：Dachangorecluster

广西大厂矿田是世界级的锡多金属矿田，产出铜坑-长坡、高峰、大福楼、亢马、拉么等多个中大型矿床（图1）。前人研究显示，大厂矿田内各矿床产出时间较为相近，与笼箱盖岩体的形成是同期的，主要集中在90-95Ma（王登红等，2004；李华芹等，2008；梁婷等，2011；Guoetal.，2018）。拉么锌铜（锡）矿床位于大厂矿田中部，紧邻笼箱盖岩体。该矿床内产出两类矿体：层状矿体和脉状矿体，尽管两类矿体均显示出与岩体密切的空间关系，但层状矿体距离岩体较远，甚至可以单独产出于地层内。虽然前人对两类矿体开展了一些地质调查，但对于两类矿体的成矿物质来源缺少详细讨论，对地层、岩体对成矿的贡献仍然模糊。本文关注此现状，对两类矿体开展了详细的地质调查，对重要的金属硫化物开展了系统的采样和S同位素测试，以期对两类矿体的成矿物质来源进行探讨，分析二者在矿床成因上的关系。

图1大厂矿田地质简图（修改自Guoetal.，2018）

1地质背景

拉么锌铜矿床位于大厂矿田中部，矿床主要产出与笼箱盖花岗岩体与泥盆系地层的接触带附近（图1）。矿区内出露的地层主要为泥盆系上统同车江组页岩、硅质岩、粉砂岩系列、榴江组扁豆状灰岩、中统马家坳组灰岩、泥灰岩以及少量下统车河组泥灰岩，其中榴江组地层是主要的赋矿围岩（图2）。

笼箱盖岩体是拉么矿区主要出露的岩浆岩，形成年代在90-107Ma，该岩体主要呈岩株、岩脉状产出，在平面上近似呈椭圆状。岩性主要为黑云母花岗岩、花岗斑岩、伟晶岩等，其中黑云母花岗岩是主要的岩性单元。花岗斑岩主要见有岩体边部，多与前者直接接触，形成晚于黑云母花岗岩，该岩性中可见少量的黄铁矿、闪锌矿等金属矿物。伟晶岩主要出现于岩体中部，主要矿物为石英、钠长石和白云母。

矿区构造主要发育NW笼箱盖背斜、NW向六里沟纵向背斜以及次级挠曲或小背斜。笼箱盖背斜是主要构造，矿床主要位于该背斜的西翼。断裂构造主要为SN向，NW向和NE向，控矿构造主要为近SN向笼箱盖逆断层、NWW向六里沟逆断层和拉么逆断层，成矿期后断层规模相对较小，对矿体破坏作用不大。

图2拉么锌铜矿床典型地质剖面

2矿床地质特征

依据矿体产出特征，拉么锌铜矿床的矿体主要可以划分为层状（似层状）矿体和陡立倾斜充填脉状矿体。层状矿体是主要的工业类型矿体，产出0号、1号、3号矿体，储量占比可达80%以上，主要赋存在榴江组的扁豆状灰岩与花岗岩体的外接触带上（图3），主要的矿体走向在NW310°-NE10°，倾向SW。该类型矿体又可细分为层间交代矿体和接触交代矽卡岩型矿体，后者的规模相对较大。层状矿体的成矿元素主要以Zn、Cu为主，Cu较高，并伴生Sn、Ag等。层状矿体的矿石主要呈块状构造和条带状构造结构，局部发育变形，结构多呈交代残余结构，特征矿物为黑褐色铁闪锌矿、黄铜矿、磁黄铁矿、毒砂矽卡岩矿物（图3），蚀变为复杂矽卡岩化、硅化、绢云母化、碳酸盐化等。

脉状矿体主要产于岩体的西侧，产状较为陡立，可分为大脉状、细脉带型、裂隙脉型矿体。脉状矿体的矿化特征明显，主要以锌矿化为主，品位一般在1.83-6.56%。该类型矿体多与围岩截然接触，区别于层状矿体，并显示出与近SN向断裂的密切关系。矿石主要为角砾状构造、块状构造、充填状构造（图3），结构多呈残余结构，主要的金属矿物为闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂，围岩蚀变发育有简单矽卡岩化、绿泥石化、大理岩化。

图3拉么锌铜矿床脉状和层状矿体野外产出特征

3矿石地球化学特征

3.1样品测试

本文对具代表性的矿化样品进行了单矿物硫同位素进行分析。硫化物的分选工作委托廊坊宇能地质服务公司完成。硫同位素分析利用美国ThermoFinnigan公司生产的气体稳定同位素比值质谱仪MAT253、FlashEA2000型元素分析仪及ConfloIV连续流装置完成，标样选择IAEAS1（?0.3‰），IAEAS2（+22.62‰）和IAEAS3（?32.49‰），其分析结果用相对于国际标准CDT的δ34S表示，测试精度优于0.2‰（1σ）。测试单位为核工业北京地质研究院分析测试研究中心。

表1拉么锌铜矿床金属硫化物的硫同位素组成

图4拉么锌铜矿床脉状矿体（A）和层状矿体（B）中硫化物硫同位素组成直方图（部分数据来源：陈毓川等，1993：梁婷，2008：王海波，2013）

4讨论

硫同位素是有效的示踪元素，但成矿流体在热液作用和不同环境下会出现分馏，进而导致硫同位素在不同硫化物的富集程度不同。因此，讨论硫同位素示踪前，需要分析硫同位素分馏是否平衡，若不平衡，测试的硫同位素组成不能反映成矿流体中的总硫同位素含量，必须对此进行校正计算（Ohmoto，1972）。研究显示，当成矿流体中硫同位素分馏平衡时，成矿流体中共生的硫化物富集顺序依次为硫酸盐、辉钼矿、黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、方铅矿，即δ34S的值依次降低。一系列的观察显示，在相同类型矿石中，闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿常呈浸染状、脉状产出，并且发育明显的共边结构，说明这些硫化物的形成时间较为相近。从硫同位素组成来看，整体表现出δ34S黄铁矿>δ34S闪锌矿>δ34S黄铜矿>δ34S方铅矿的趋势，并且硫同位素的组成整体呈现出塔式分布，说明在成矿时期，含矿热液的硫同位素分馏已经近于平衡，所测的同位素反映了流体的总硫同位素组成。

从统计图中，不难看出，拉么矿区不同矿体中的硫同位素组成主要分布在0‰附近区间，比较接近陨石硫、洋中脊玄武岩和花岗岩，远离同时期的海洋硫，说明金成矿过程中的硫的来源相对单一，表现出岩浆硫的特征。但是需要值得注意的是，层状矿体的硫同位素分布更为广泛，可能反映出了在成矿过程中多源物质的加入，意味着少量地层的混入。该认识与层状矿体与围岩的渐变接触关系和强烈的热液交代反应相符合。最近的Pb同位素测试显示，拉么矿床中不同类型矿石的铅同位素组成较为相似，均表现出了壳幔混合源的特点（王海波，2013）。大量的年代学资料表明，在燕山晚期笼箱盖岩体的活动为拉么锌铜矿床的形成提供了热力、流体、应力等必要条件。因此，笼箱盖岩浆岩体的侵位可能释放了一定的含硫岩浆热液，在岩体冷凝收缩后引起的一系列张性空间或早期构造薄弱空间的低压作用下汇聚。此过程中，在构造裂隙发育部位或地层岩性软弱带，流体与围岩发生强烈的水岩反应形成了层状矿体，而在构造裂隙较弱的部位，晚期流体交代能力较弱，并以充填形式成矿。本文推断，拉么锌铜矿床不同类型矿体并不存在明显的物质来源上的差异，二者的形成与流体的流动位置和演化期次有关。

5结论

拉么锌铜矿床是大厂矿田内重要的矿床，发育了两类不同矿体：层状矿体和脉状矿体。层状矿体主要赋存在灰岩与花岗岩体的外接触带，硫同位素层状矿体的硫同位素在-5.0‰–+5.0‰，脉状矿体多呈陡立状产出，距离岩体较近，硫同位素变化范围为-4.0‰–+4.0‰。两类矿体具有相似的硫同位素组成，反映出了相似的岩浆硫特征，但层状矿体的形成也可能涉及了少量地层的贡献。拉么矿床是笼箱盖岩体的侵位的产物，不同类型矿体的形成与流体的流动位置和演化期次有关。

参考文献：

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作者简介：

蒙耀庭（1986-09），男，中南大学地球科学与信息物理学院地质工程专业研究生，研究方向：矿床学与成矿预测。