应用ICP-MS研究黔西南地区构造蚀变体稀土元素地球化学特征_赵平.pdf

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2 0 1 7年 1月 J a n u a r y 2 0 1 7 岩 矿 测 试 R O C KA N DM I N E R A LA N A L Y S I S V o l . 3 6 ,N o . 1 8 9~ 9 6 收稿日期 2 0 1 6- 0 2- 2 9 ;修回日期 2 0 1 6- 0 9- 2 0 ;接受日期 2 0 1 7- 0 1- 1 6 基金项目国家自然科学基金资助项目( 5 1 3 6 4 0 0 5 ) ;中国地质调查局贵州贞丰普安金矿整装勘查区关键基础地质研究 项目( 1 2 1 2 0 1 1 4 0 1 6 3 0 1 ) ;黔地矿科技合作项目( 2 0 1 4- 0 5 ) 作者简介赵平, 博士研究生, 工程技术应用研究员, 从事资源综合利用与分析测试技术研究。E - m a i l 4 0 8 6 5 8 8 6 7 @q q . c o m 。 通讯作者严春杰, 教授, 博士生导师, 从事资源综合利用研究。E - m a i l c h j y a n 2 0 0 5 @1 2 6 . c o m 。 赵平, 李爱民, 刘建中, 等. 应用 I C P - M S 研究黔西南地区构造蚀变体稀土元素地球化学特征[ J ] . 岩矿测试, 2 0 1 7 , 3 6 ( 1 ) 8 9- 9 6 . Z H A OP i n g ,L I A i - m i n ,L I UJ i a n - z h o n g ,e t a l . A p p l i c a t i o no f I C P - M St oS t u d yR E EG e o c h e m i s t r yo f S t r u c t u r eA l t e r a t i o nR o c k si n S o u t h w e s t e r nG u i z h o uP r o v i n c e ,C h i n a [ J ] . R o c ka n dM i n e r a l A n a l y s i s , 2 0 1 7 , 3 6 ( 1 ) 8 9- 9 6 . 【 D O I 1 0 . 1 5 8 9 8 / j . c n k i . 1 1- 2 1 3 1 / t d . 2 0 1 7 . 0 1 . 0 1 3 】 应用 I C P-M S研究黔西南地区构造蚀变体稀土元素地球 化学特征 赵平1 , 2 , 3,李爱民4,刘建中5,夏勇6,严春杰 3 * ,王泽鹏4,杨刚1 , 2,陈菊1 , 2 ( 1 . 贵州省地质矿产中心实验室,贵州 贵阳 5 5 0 0 1 8 ; 2 . 国土资源部贵阳矿产资源监督检测中心,贵州 贵阳 5 5 0 0 1 8 ; 3 . 中国地质大学( 武汉) 材料与化学学院,湖北 武汉 4 3 0 0 7 4 ; 4 . 山西省岩矿测试应用研究所,山西 太原 0 3 0 0 0 1 ; 5 . 贵州省地质矿产勘查开发局一 O五地质大队,贵州 贵阳 5 5 0 0 1 8 ; 6 . 中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室,贵州 贵阳 5 5 0 0 8 1 ) 摘要构造蚀变体( S B T ) 是沉积作用、 构造作用和热液蚀变的综合产物。S B T作为黔西南地区金、 锑、 萤石 等矿产的重要就位空间, 金锑矿成矿与其密切相关。近年在黔西南地区发现了丰富的金资源量, 关键在于 S B T体系的提出及与之为核心的成矿模式的建立和应用。本文应用电感耦合等离子体质谱法( I C P- M S ) 分 析了黔西南台地相区典型矿床的 S B T样品, 揭示稀土元素的地球化学特征。结果表明, 不同矿区 S B T的 Σ R E E= 4 9 . 5 5 1 0 - 6~ 2 7 1 . 7 2 1 0- 6, 含量变化较大, L R E E / H R E E= 5 . 6 2~ 1 3 . 5 9 , 轻重稀土分馏明显, 轻稀 土富集; S B T对北美页岩和 C I 球粒陨石标准化配分模式图均表现为轻稀土富集的右倾型、 “ 四分组” 效应明 显、 强烈热液作用, 为同一体系的产物; 大厂至戈塘一线显示高的正铕异常, 推测有两个方向含矿热液在此汇 聚。本文系统对比了黔西南地区 S B T稀土元素地球化学特征, 反映该区成矿流体来源及演化, 为本区微细 浸染型金矿的成矿预测提供了依据。 关键词黔西南金矿;构造蚀变体( S B T ) ;金矿成矿作用;稀土元素;电感耦合等离子体质谱法 中图分类号P 5 7 8 . 1 1 ;O 6 1 4 . 3 3 ;O 6 5 7 . 6 3文献标识码A 构造蚀 变 体 ( S B T ) , 产 于 中 二 叠 统 茅 口 组 ( P 2m ) 和上二叠统龙潭组( P3l ) 或峨眉山玄武岩组 ( P 3β ) 之间沉积间断面 -不整合界面附近的一套深 灰色中层强硅化角砾状硅质蚀变岩石及角砾状黏土 岩或角砾状凝灰岩组合, 由区域性构造作用形成并 经热液蚀变的构造蚀变岩石, 是沉积作用、 构造作用 和热液蚀变的综合产物, 包含 P 2m顶部灰岩和 P3l 底部黏土岩( 或 P 3β底部) 两部分 [ 1 - 3 ]。S B T作为 黔西南地区金、 锑、 萤石等矿产的重要就位空间, 金 锑矿成矿与 S B T密切相关, 水银洞金矿赋存于 S B T 中Ⅰa - 1矿体金资源量达 6 9吨, 为区内最大的金 矿体, 大厂锑矿也赋存其中。黔西南地区累计查明 金资源量 6 2 8吨, 赋存于 S B T中金约 1 1 0吨, 锑 2 0 万吨。近年来, 区内新增金资源量 2 4 6吨, 取得贵州 金矿找矿历史性突破, 其关键在于 S B T体系的提出 及其以之为核心的成矿模式的建立和应用。 关于黔西南地区 S B T稀土元素地球化学特征, 前人已有一些研究, 但主要集中在某一矿床, 未开展 98 ChaoXing 区域上系统的 S B T稀土元素地球化学研究。因此, 本 文拟以黔西南水银洞、 戈塘、 泥堡、 雄武、 贞丰背斜金 矿、 大厂锑矿的 S B T为研究对象, 采用电感耦合等离 子体质谱法( I C P- M S ) 研究其稀土元素地球化学特 征, 为本区微细浸染型金矿的成矿预测提供依据。 1 样品采集和分析 1 . 1 样品采集和处理 本次系统采集水银洞金矿、 戈塘金矿、 泥堡金矿、 雄武金矿、 贞丰背斜金矿、 大厂锑矿 S B T及围岩样品 ( 图1 ) 。水银洞金矿 1 8件, 其中 S B T1 4件, 龙潭组 3 件, 茅口组1 件; 戈塘金矿7 件, 其中 S B T3 件, 龙潭 组2 件, 茅口组2 件; 泥堡金矿3 0 件, 其中S B T1 3 件, 龙潭组1 5件, 茅口组 2件; 雄武金矿 8件, 其中 S B T 5 件, 龙潭组2 件, 茅口组 1件; 贞丰背斜金矿 1 0件, 其中 S B T9 件, 龙潭组1 件; 大厂锑矿 6件, 其中 S B T 4 件, 茅口组1 件, 峨眉山玄武岩组1 件。单件样品质 量约1k g , 风干后加工至2 0 0 目待分析。 ( a ) 雄武金矿 P 2m与 S B T接触带灰岩角砾; ( b ) 贞丰背斜硅质角砾( S B R ) ; ( c ) 戈塘金矿硅化黏土岩; ( d ) 雄武金矿角砾状硅质岩( S B R ) 。 图 1 黔西南地区 S B T岩石标本 F i g . 1 S a m p l e s c o l l e c t e df r o mt h eS B Ti nS o u t h w e s t e r nG u i z h o uP r o v i n c e 1 . 2 I C P- M S 分析测试方法 稀土元素的分析在贵州省地质矿产中心实验室 完成。样品处理过程为 称取 5 0m g 粉末( 2 0 0目以 下) 于带不锈钢外套的密封样装置中, 加入 1m L氢 氟酸, 在电热板上蒸干以去掉大部分 S i O 2, 再加入 1m L氢氟酸和 5m L硝酸, 盖上盖, 置于烘箱中于 2 0 0 ℃分解 1 2h以上, 取出冷却后于电热板上低温 蒸至近干, 加入 1m L硝酸再蒸干, 重复一次。最后 加入 2m L硝酸和 5m L水, 重新盖上盖, 于 1 3 0 ℃溶 解残渣 3h , 再取出, 冷却后加入 5 0 0n g 的 R h内标 溶液, 转移至 5 0m L离心管中, 用 I C P-M S测定稀 土元素的含量[ 4 - 6 ]。稀土元素数据标准化分别采用 北美页岩[ 7 ]、 C I 球粒陨石[ 8 ]。 2 S B T稀土元素地球化学特征 测量的 S B T稀土元素组成及特征参数见表 1 。 从表 1可见, 大厂、 贞丰背斜、 雄武、 泥堡、 戈塘、 水银 洞各矿床 S B T中的稀土元素( Σ R E E ) 总量分别为 1 2 0 . 3 1 0 - 6~ 4 0 1 . 8 1 0- 6、 7 . 4 1 0- 6~ 3 1 6 . 5 1 0 - 6、 3 1 . 01 0- 6 ~7 9 . 61 0 - 6、 1 5 . 01 0- 6 ~ 5 1 1 . 3 1 0 - 6、 1 2 9 . 71 0- 6~1 7 1 . 01 0- 6、 9 . 2 1 0 - 6~ 3 1 5 . 7 1 0- 6, 变化较大, 单件样品的稀土元 素含量悬殊, 部分矿区 S B T继承了茅口组灰岩、 龙 潭组碎屑岩或峨眉山玄武岩, 戈塘地区 S B T的 Σ R E E值远高于茅口组灰岩而低于龙潭组碎屑岩。 大厂、 贞丰背斜、 雄武、 泥堡、 戈塘、 水银洞各矿床 S B T的 L R E E / H R E E值分别为7 . 3 5~ 1 6 . 5 3 、 2 . 1 4~ 2 1 . 3 3 、 3 . 9 0~ 8 . 2 1 、 6 . 9 8~ 1 9 . 9 1 、 5 . 3 1~ 6 . 2 9 、 4 . 9 3 ~ 2 1 . 1 2 , 样品对北美页岩和 C I 球粒陨石标准化配分 模式图均表现为轻稀土富集的右倾型、 铈弱负异常、 “ 四分组” 效应明显, 表现为强烈热液作用( 图 2 、 图3 ) 。样品北美页岩标准化铕表现为高正异常, C I 球粒陨石标准化铕高负异常; 部分样品 N d 、 E r 、 L u明 显富集或亏损, 可能受强烈热液作用影响。 09 第 1期 岩 矿 测 试 h t t p ∥w w w . y k c s . a c . c n 2 0 1 7年 ChaoXing 表 1 黔西南地区 S B T稀土元素组成( 1 0 - 6) 及特征参数 T a b l e 1 R E Ec o m p o s i t i o n s a n dc h a r a c t e r i s t i cp a r a m e t e r s o f S B Ti nS o u t h w e s t e r nG u i z h o uP r o v i n c e 样品编号L aC eP rN dS mE uG dT bD yH oE rT mY bL uΣ R E E L R E EH R E E L R E E / H R E E ( L a / Y b )N δ E uδ C e Z F S N- P 3l 9 0 . 4 92 3 9 . 1 02 3 . 0 2 8 7 . 5 0 1 5 . 7 2 3 . 5 6 1 2 . 0 0 1 . 5 1 6 . 4 3 0 . 9 7 2 . 5 4 0 . 3 4 2 . 0 1 0 . 3 1 4 8 5 . 5 04 5 9 . 3 9 2 6 . 1 1 1 7 . 6 04 . 2 41 . 2 1 1 . 2 4 N B- P 2m平均 6 . 0 3 1 1 . 4 9 1 . 3 8 5 . 2 4 0 . 9 3 0 . 2 3 0 . 7 4 0 . 1 1 0 . 5 3 0 . 1 0 0 . 2 7 0 . 0 4 0 . 2 8 0 . 0 4 2 7 . 4 1 2 5 . 3 02 . 1 11 2 . 0 12 . 0 41 . 2 8 0 . 9 5 N B- S B T平均4 7 . 2 41 0 2 . 8 61 0 . 6 9 3 8 . 8 5 6 . 2 6 1 . 2 3 4 . 7 9 0 . 6 4 3 . 6 6 0 . 7 2 2 . 2 4 0 . 3 7 2 . 4 1 0 . 4 1 2 2 2 . 3 62 0 7 . 1 3 1 5 . 2 4 1 3 . 5 91 . 8 51 . 0 5 1 . 0 8 N B- P 3β 平均 7 9 . 0 41 7 4 . 6 91 8 . 4 0 6 8 . 0 6 1 1 . 0 9 1 . 8 5 7 . 7 2 1 . 0 1 5 . 5 4 1 . 0 5 3 . 1 6 0 . 4 9 3 . 1 3 0 . 4 8 3 7 5 . 7 03 5 3 . 1 2 2 2 . 5 8 1 5 . 6 42 . 3 80 . 9 3 1 . 0 9 N B- P 3l 平均 3 4 . 7 1 5 1 . 7 1 7 . 3 5 2 6 . 8 1 3 . 6 5 0 . 7 8 2 . 8 4 0 . 3 9 2 . 3 6 0 . 4 9 1 . 4 6 0 . 2 3 1 . 4 4 0 . 2 1 1 3 4 . 4 21 2 5 . 0 0 9 . 4 21 3 . 2 72 . 2 81 . 1 4 0 . 7 7 D C- P 2m 2 9 . 9 9 5 7 . 3 6 7 . 7 0 3 0 . 3 2 5 . 2 4 1 . 5 2 4 . 1 6 0 . 6 3 3 . 5 7 0 . 6 7 1 . 9 8 0 . 3 1 1 . 9 4 0 . 3 2 1 4 5 . 7 11 3 2 . 1 2 1 3 . 5 89 . 7 31 . 4 61 . 5 3 0 . 9 0 D C- S B T平均4 9 . 0 91 1 1 . 5 61 3 . 8 5 5 7 . 7 0 1 0 . 9 5 3 . 5 5 8 . 9 3 1 . 3 4 6 . 9 9 1 . 1 9 3 . 1 4 0 . 4 4 2 . 5 8 0 . 4 1 2 7 1 . 7 22 4 6 . 6 9 2 5 . 0 39 . 8 61 . 8 01 . 6 8 1 . 0 1 D C- P 3β 3 0 . 5 2 6 7 . 3 9 9 . 4 4 4 2 . 1 9 8 . 8 2 2 . 5 3 5 . 1 9 0 . 5 0 1 . 8 5 0 . 2 9 0 . 8 9 0 . 1 1 0 . 7 4 0 . 1 2 1 7 0 . 5 91 6 0 . 8 8 9 . 7 01 6 . 5 83 . 8 71 . 7 2 0 . 9 4 S Y D- Z K- P 3l 平均 4 7 . 7 8 8 9 . 3 2 1 2 . 0 0 4 6 . 9 8 8 . 1 9 1 . 8 6 5 . 6 0 0 . 6 8 3 . 2 2 0 . 5 5 1 . 5 9 0 . 2 2 1 . 3 4 0 . 2 1 2 1 9 . 5 62 0 6 . 1 4 1 3 . 4 2 1 5 . 3 63 . 3 61 . 2 8 0 . 8 8 S Y D- Z K- P 2m 5 7 . 9 01 1 7 . 8 01 4 . 1 9 5 4 . 1 3 1 0 . 0 4 2 . 8 9 8 . 1 8 1 . 1 8 5 . 7 9 0 . 9 0 2 . 3 1 0 . 3 2 1 . 8 4 0 . 2 8 2 7 7 . 7 42 5 6 . 9 5 2 0 . 8 0 1 2 . 3 52 . 9 61 . 4 9 0 . 9 7 S Y D- Z K- S B T平均3 0 . 7 3 5 0 . 7 9 6 . 7 7 2 6 . 1 8 4 . 7 4 1 . 0 7 3 . 6 7 0 . 4 9 2 . 4 7 0 . 4 4 1 . 2 6 0 . 1 9 1 . 1 9 0 . 2 0 1 3 0 . 1 91 2 0 . 2 8 9 . 9 11 2 . 1 42 . 4 41 . 2 0 0 . 8 3 G T- P 3m平均 0 . 3 3 0 . 5 9 0 . 0 7 0 . 2 6 0 . 0 5 0 . 0 2 0 . 0 6 0 . 0 1 0 . 0 6 0 . 0 1 0 . 0 3 0 . 0 0 0 . 0 3 0 . 0 0 1 . 5 21 . 3 10 . 2 16 . 4 11 . 1 01 . 4 6 0 . 9 4 G T- S B T平均3 2 . 4 7 5 7 . 1 7 7 . 4 4 2 9 . 5 1 4 . 7 3 1 . 2 0 3 . 8 0 0 . 4 8 2 . 5 6 0 . 4 8 1 . 4 9 0 . 2 1 1 . 3 6 0 . 1 9 1 4 3 . 1 01 3 2 . 5 2 1 0 . 5 8 1 2 . 5 32 . 2 61 . 3 3 0 . 8 7 G T- P 3l 平均 1 0 6 . 7 02 5 2 . 6 52 6 . 1 71 0 2 . 8 11 7 . 3 4 3 . 8 9 1 3 . 9 0 1 . 8 2 9 . 4 6 1 . 7 6 5 . 3 0 0 . 7 2 4 . 5 8 0 . 6 7 5 4 7 . 7 55 0 9 . 5 5 3 8 . 2 0 1 3 . 3 42 . 2 01 . 1 7 1 . 1 3 X W- P 2m 1 0 . 2 7 1 0 . 2 4 2 . 0 1 7 . 9 9 1 . 7 6 0 . 4 8 1 . 6 2 0 . 2 4 1 . 3 9 0 . 3 0 0 . 8 5 0 . 1 3 0 . 7 8 0 . 1 2 3 8 . 1 8 3 2 . 7 55 . 4 36 . 0 31 . 2 51 . 3 2 0 . 5 3 X W- S B T平均1 3 . 9 5 1 2 . 9 5 2 . 4 9 1 0 . 0 1 2 . 0 7 0 . 6 0 2 . 4 6 0 . 3 2 1 . 8 6 0 . 3 9 1 . 1 2 0 . 1 7 1 . 0 0 0 . 1 6 4 9 . 5 5 4 2 . 0 77 . 4 85 . 6 21 . 3 21 . 2 3 0 . 5 1 X W- P 3 l 平均5 9 . 4 91 2 5 . 8 01 3 . 8 0 5 1 . 6 5 8 . 5 3 2 . 2 2 1 0 . 4 3 1 . 1 5 6 . 3 2 0 . 9 4 2 . 5 9 0 . 4 1 2 . 5 5 0 . 3 9 2 8 6 . 2 52 6 1 . 4 8 2 4 . 7 7 1 0 . 5 62 . 2 01 . 0 9 1 . 0 4 罗甸晚二叠世辉绿岩 2 4 . 7 3 5 5 . 5 3 7 . 0 9 3 2 . 4 3 6 . 8 2 2 . 3 5 6 . 4 3 0 . 9 4 5 . 2 6 1 . 0 4 2 . 5 6 0 . 3 6 2 . 2 1 0 . 3 1 1 4 8 . 0 51 2 8 . 9 5 1 9 . 1 06 . 7 51 . 0 51 . 6 6 0 . 9 9 贵州西部玄武岩7 7 . 1 01 4 2 . 4 01 9 . 4 0 7 9 . 4 0 1 4 . 0 3 3 . 4 1 1 0 . 0 9 1 . 7 5 8 . 6 5 1 . 4 4 3 . 7 6 0 . 5 5 3 . 3 8 0 . 5 3 3 6 5 . 8 93 3 5 . 7 4 3 0 . 1 5 1 1 . 1 42 . 1 51 . 3 4 0 . 8 7 P 3β 晴隆大厂玄武岩 3 9 . 0 5 8 6 . 2 5 9 . 4 7 4 4 . 5 4 9 . 6 1 2 . 6 8 8 . 9 3 1 . 2 7 6 . 5 8 1 . 1 3 2 . 4 9 0 . 2 1 1 . 4 9 0 . 2 2 2 1 3 . 8 91 9 1 . 5 8 2 2 . 3 18 . 5 92 . 4 71 . 3 5 1 . 0 6 中国辉长岩2 5 . 0 0 4 8 . 0 0 5 . 4 0 2 4 . 0 0 5 . 0 0 1 . 6 0 4 . 7 0 0 . 7 4 4 . 0 0 0 . 8 0 2 . 1 0 0 . 3 2 1 . 9 0 0 . 3 0 1 2 3 . 8 61 0 9 . 0 0 1 4 . 8 67 . 3 41 . 2 41 . 5 5 0 . 9 8 中国东部泥质石灰岩 1 0 . 0 0 1 9 . 0 0 2 . 2 0 9 . 0 0 1 . 7 0 0 . 3 7 1 . 6 0 0 . 2 4 1 . 2 5 0 . 2 5 0 . 7 0 0 . 1 1 0 . 7 0 0 . 1 1 4 7 . 2 3 4 2 . 2 74 . 9 68 . 5 21 . 3 51 . 0 5 0 . 9 6 注 Z F B X 贞丰背斜金矿; N B 泥堡金矿; D C 大厂锑矿; S Y D 水银洞金矿; G T 戈塘金矿; X W雄武金矿。 3 成岩成矿环境探讨 稀土元素由于具有相似的原子结构及地球化学 性质, 在地质作用中, 往往以“ 整体” 运移, 除经受岩 浆熔融外, 稀土元素基本上不破坏它们的整体组成 特征。同时, 也可由于外界条件的变化, 元素间细微 差异而发生一定程度的“ 分馏” , 它们的分馏情况能 够灵敏地反映地质 -地球化学作用的性质, 有良好 的示踪作用, 因此, 稀土元素如一组“ 同位素” 一样, 既被视为成岩成矿作用中良好的示踪剂, 又可用来 研究和查明成岩成矿环境、 岩矿成因等。本文将根 据黔西南地区 S B T稀土元素地球化学特征, 反映该 区成岩成矿环境及成矿流体来源及演化。 3 . 1 流体性质及来源 为了系统开展稀土元素地球化学特征对比, 本 文收集了中国辉长岩、 中国东部泥质石灰岩[ 9 ]、 罗 甸晚二叠世辉绿岩 1 0个样品[ 1 0 ]、 贵州西部玄武岩 2 6个样品[ 1 1 ]、 晴隆大厂玄武岩 2个样品[ 1 2 ]的平均 稀土元素含量数据。同时, 对各个矿区茅口组、 S B T 、 峨眉山玄武岩组、 龙潭组样品的稀土元素含量 求平均值, 见表 1 。 表 1数据显示, 罗甸晚二叠世辉绿岩、 中国辉绿 岩、 中国东部泥质石灰岩的( L a / Y b ) N值分别为 1 . 0 5 、 1 . 2 4 、 1 . 3 5 , 轻重稀土分馏不明显。S B T的 ( L a / Y b ) N= 1 . 3 2~ 2 . 4 4 、 茅口组( L a / Y b )N= 1 . 1 0 ~ 2 . 9 6 , 龙潭组( L a / Y b ) N= 2 . 2~ 4 . 2 4 , S B T 、 茅口 组、 龙潭组( L a / Y b ) N较高, 均有一定程度的轻重稀 土分馏, 可能与地层中含有一定量的凝灰质、 玄武质 碎屑有关。泥堡( 凝灰岩) 的( L a / Y b ) N= 2 . 3 8 , 轻重 稀土分馏较明显; 取自大厂的致密玄武岩( L a / Y b ) N = 3 . 8 7 , 重稀土明显亏损。 S B T的 Σ R E E平均值为 4 9 . 5 5 1 0 - 6~ 2 7 1 . 7 2 1 0 - 6, 与泥质石灰岩相当, 个别样品稀土总量较 高, 说明其物质构成复杂; L R E E / H R E E=5 . 6 2~ 1 3 . 5 9 ; 铈的负异常或无异常( δ C e= 0 . 5 1~ 1 . 0 8 ) 。 S B T北美页岩标准化模式曲线平坦, 具有铕的正异 常( δ E u = 1 . 0 5~ 1 . 3 3 ) , 不同于中国东部泥质石灰 岩, 而与罗甸晚二叠世辉绿岩一致( 图 4 a ) 。夹在茅 口组和龙潭组之间有一层向东逐渐减薄的凝灰岩沉 积层 δ E u = 0 . 8~ 1 . 0 8 , 平均 0 . 9 3 , 不具有铕的异常 特征( 图 2 c ) , 说明凝灰岩不是 S B T的铕异常的来 源。大厂地区致密玄武岩( 图 3 f ) 重稀土明显亏损, 不同于本次研究的任何地层稀土特征。因此, S B T 是受构造热液蚀变作用形成, 大气水和成岩过程中 释放出来的水不能形成富含铕的热液, 热液活动过 19 第 1期赵平, 等 应用 I C P- M S 研究黔西南地区构造蚀变体稀土元素地球化学特征第 3 6卷 ChaoXing ( a ) 水银洞地区;( b ) 戈塘地区;( c ) 泥堡地区;( d ) 雄武地区;( e ) 贞丰背斜地区;( f ) 大厂地区。 图 2 黔西南 S B T稀土元素北美页岩配分模式图 F i g . 2 T h eN o r t hA m e r i c a nS h a l eR E Ep a t t e r n s o f S B Ti nS o u t h w e s t e r nG u i z h o uP r o v i n c e 程中应该有富含铕的流体的加入。研究表明, 斜长 石对铕的分配系数远远大于其他稀土元素, 在各类 岩浆岩中铕异常的产生常与斜长石的结晶有关[ 1 3 ], S B T中铕的正异常可能说明了来自深源的流体或经 历了相对富含斜长石的源区。 区域上, S B T之下茅口组、 摆佐组均有辉绿岩侵 入体, 岩床( 墙) 状辉绿岩分布在黔西北和黔南两个地 区。黔西北辉绿岩侵入围岩层位自上泥盆统代化组 至下二叠统茅口组, 以茅口组一、 二段之间居多, 辉绿 岩体的矿物成分与峨眉山玄武岩相同; 黔南区辉绿岩 侵入围岩层位均为下二叠统四大寨组中部, 矿物成分 主要为斜长石和辉石。来自深源的流体与茅口组或 摆佐组的辉绿岩侵入体发生水 - 岩反应, 长石分解释 放的 E u 2 +在高温下比较稳定, 从其他 R E E3 +中分馏 出来, 在成矿流体中富集[ 1 4 ]。当流体运移到 S B T中 时, 由于温度降低, E u 2 +被氧化为 E u3 +, 并进入岩石 中, 从而形成明显的铕正异常。本次研究及夏勇[ 1 6 ]、 张瑜等[ 1 5 ]研究也认为, 具有正铕异常的流体, 来源于 深部或至少经历过对富含斜长石源区的水 - 岩反应, 而不是含矿地层( 以泥质岩类为主) 的改造热液。可 见, S B T中稀土元素特征是茅口组灰岩、 峨眉山玄武 岩组凝灰岩、 龙潭组泥质灰岩和深源流体相互叠加的 结果, 且具有区域分布特征。 3 . 2 铕的变化及对流体运移的指示 黔西南地区 S B T均具有铕的正异常( 图 4 ) , 但 异常程度不同, 将 δ E u值从小到大排列依次为泥 堡贞丰背斜水银洞雄武戈塘大厂。以戈 塘大厂连线, 泥堡和水银洞正好分布在该线的两 侧, 呈对称分布; 线上 S B T铕异常大, 线两侧异常 小; 水银洞和贞丰背斜离线距相等, 铕异常大小也相 近; S B T铕异常大小与玄武岩分布区的远近没有关 系, 如大厂就在玄武岩分布区中, 戈塘远离玄武岩, 但它们的铕异常都较高。以上特征可能暗示来源于 戈塘大厂的南西和南东两侧的与富含斜长石的岩 体发生水 -岩反应后的深源流体, 在戈塘大厂连 线附近汇集, 从而造成了以大厂戈塘为轴, 轴上铕 异常大、 轴两侧铕异常小的特征( 图 5 ) , 同时也指示 了黔西南大面积的成矿作用与峨眉山玄武岩没有直 接的关系。成矿流体为富含 A u-A s -S b-H g -T l - H 2O-C O2-C H4-N2深源流体, A u-S b共同迁 移而又分别沉淀, A u沉淀成矿后相对更富含 S b的 热液继续运移至最有利部位沉淀成矿[ 1 7 ], 金锑矿床 29 第 1期 岩 矿 测 试 h t t p ∥w w w . y k c s . a c . c n 2 0 1 7年 ChaoXing ( a ) 水银洞地区;( b ) 戈塘地区;( c ) 泥堡地区;( d ) 雄武地区;( e ) 贞丰背斜地区;( f ) 大厂地区。 图 3 黔西南 S B T稀土元素 C I 球粒陨石配分模式图 F i g . 3 T h eC h o n d r i t e - n o r m a l i z e dR E Ep a t t e r n s o f S B Ti nS o u t h w e s t e r nG u i z h o uP r o v i n c e 图 4 黔西南 S B T ( a ) 、 龙潭组( b ) 、 茅口组( c ) 及峨眉山玄武岩组( d ) 稀土元素北美页岩标准化分布型式图 F i g . 4 T h eN o r t hA m e r i c a ns h a l eR E Ep a t t e r n s o f t h eS B T ,P 3l ,P2m ,a n dP3βi nS o u t h w e s t e r nG u i z h o uP r o v i n c e 39 第 1期赵平, 等 应用 I C P- M S 研究黔西南地区构造蚀变体稀土元素地球化学特征第 3 6卷 ChaoXing 1 燕山期偏碱性超基性岩类; 2 燕山期基性碱性岩类; 3 金矿床( 点) ; 4 汞矿床( 矿化点) ; 5 铊 -汞矿床; 6 锑矿床( 点) ; 7 金成矿 区; 8 锑成矿区; 9 成矿流体运移方向; Ⅰ灰家堡金成矿区; Ⅱ泥堡金成矿区; Ⅲ戈塘洒雨金成矿区; Ⅳ莲花山金成矿区; Ⅴ雄 武成矿区; Ⅵ烂泥沟金成矿区; Ⅶ板其丫他金成矿区; Ⅷ包谷地成矿区; Ⅸ大厂锑成矿区。 图 5 贵州西南部地区金锑矿成矿流体运移方向示意图 F i g . 5 M i g r a t i o nd i r e c t i o no f o r e - f o r m i n gf l u i d s f o r g o l d - a n t i m o n yd e p o s i t s i nS o u t h w e s t e r nG u i z h o uP r o v i n c e 之间的空间关系, 可能代表了成矿流体的运移方向; 成矿流体运移方向的反方向可能具有较大的找矿空 间; 金锑矿床平面连线之间仍具有找金的潜力, 锑矿 床或锑矿化区域不太可能成金矿床。 4 结论 S B T作为黔西南地区金、 锑、 萤石等矿产的重要 就位空间, 金锑矿成矿与 S B T密切相关。不同矿区 S B T稀土配分模式的相似性显示为同一体系的产 物, 大厂、 贞丰背斜、 雄武、 泥堡、 戈塘、 水银洞各矿床 S B T中的 Σ R E E和 L R E E / H R E E变化较大, 单件样 品稀土含量悬殊, 物质构成复杂。北美页岩标准化 表现为高的 E u 正异常。研究表明, S B T中稀土元素 特征是茅口组灰岩、 峨眉山玄武岩组凝灰岩、 龙潭组 泥质灰岩和深源流体相互叠加的结果, 且具有特定 的区域分布特征; 区域上 S B T稀土北美页岩、 C I 球 粒陨石标准化配分模式图均表现为轻稀土富集的右 倾型、 “ 四分组” 效应明显, 表现为强烈热液作用。 大厂至戈塘一线显示的高的正铕异常, 可能代表了 两个方向的含矿热液在此汇聚。 本研究通过采用高分辨率、 高灵敏度的 I C P- M S 开展 S B T系统的稀土元素地球化学的研究, 指 示了区域上成矿流体的来源和演化, 为本区卡林型 金矿的成矿预测提供了依据。 5 参考文献 [ 1 ] 刘建中, 刘川勤. 贵州水银洞金矿床成因探讨及成矿 模式[ J ] . 贵 州 地 质 , 2 0 0 5 , 2 2 ( 1 ) 9- 1 3 . L i uJZ , L i uCQ . O r i g i na n dm e t a l l o g e n i cm o d e lf o r S h u i y i n g d o n gg o l dd e p o s i to fG u i z h o u[ J ] .G u i z h o u G e o l o g y , 2 0 0 5 , 2 2 ( 1 ) 9- 1 3 . 49 第 1期 岩 矿 测 试 h t t p ∥w w w . y k c s . a c . c n 2 0 1 7年 ChaoXing [ 2 ] 刘建中, 夏勇, 张兴春, 等. 层控卡林型金矿床矿床模 型 贵州水银洞超大型金矿[ J ] . 黄金科学技术, 2 0 0 8 , 1 6 ( 3 ) 1- 5 . L i uJ Z , X i aY , Z h a n gXC , e t a l . M o d e l o f s t r a t ak a r l i n - t y p eg o l dd e p o s i t T h eS h u i y i n g d o n gs u p e r - s c a l eg o l d d e p o s i t [ J ] . G o l dS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y , 2 0 0 8 , 1 6 ( 3 ) 1- 5 . [ 3 ] 刘建中, 夏勇, 邓一明, 等. 贵州水银洞 S B T研究及区域 找矿意义探讨[ J ] . 黄金科学技术, 2 0 0 9 , 1 7 ( 3 ) 1 - 5 . L i uJ Z , X i a Y , D e n g YM , e t a l . R e s e a r c h e s o nt h e S b t o f S h u i y i n d o n gg o l dd e p o s i ta n ds i g n i f i c a n c ef o rr e g i o n a l p r o s p e c t i n g [ J ] . G o l dS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y , 2 0 0 9 , 1 7 ( 3 ) 1 - 5 . [ 4 ] 贾双琳, 赵平, 杨刚, 等. 混合酸敞开或高压密闭溶样 I C P- M S 测定地质样品中的稀土元素[ J ] . 岩矿测试, 2 0 1 4 , 3 3 ( 2 ) 1 8 6- 1 9 1 . J i aSL , Z h a oP , Y a n gG , e t a l . Q u i c kd e t e r m i n a t i o no f r a r ee a r t he l e m e n t s i ng e o l o g i c a l s a m p l e s w i t ho p e na c i d d i g e s t i o no r h i g h -
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