桂北九万大山—元宝山地区火成岩系列和锡多金属矿床成矿系列

【摘要】： 桂北九万大山—元宝山锡多金属成矿区位于扬子古陆南部边缘活动带，区内火成岩种类繁多和成岩成矿条件十分特殊。诸多地质学家认为华南地区地质演化特点是从扬子古陆边缘向外逐渐增殖，若对古陆边缘地区进行较好的研究必将得到认识华南地质史及成岩成矿的钥匙。近些年来，不少学者纷至踏来，对有关岩石和矿床进行了大量的研究，并获得了一些珍贵的资料和有意义的成果。在前人工作的基础上，笔者经过近四年的野外和室内工作，通过区域地质、地层地球化学、岩石学、岩石化学、微量元素、同位素和流体包裹体等方面综合研究了区内火成岩系列和锡多金属矿床成矿系列的成因演化特点和成岩成矿规律，取得如下一些新的认识： 1、桂北九万大山—元宝山地区是一个富成矿元素Sn、W、Cu、Pb．Zn、Cr、Co、Ni、Sb，碱质组分K和Na，挥发组分B、F和Cl及不相容元素Rb、Sr、Li、Ba，U和Th等的地球化学异常区。该异常区内的最大特征是无论地壳还是地幔都富有上述元素，这正是锡多金属矿床成矿的基础。 2、用Sm-Nd同位素年代学方法测得四堡群成岩时代为2412Ma。由此可以认为扬子地块最古老的地层形成于早元古代而不是中晚元古代。 3、通过区域岩石序列、岩石学、岩石组构、地球化学、微量元素等方面研究，确认原命名的层状基性-超基性侵入岩是一套镁铁质一超镁铁质火山杂岩，其中部分为科马提岩。 4、从岩石序列、矿体产状、矿石构造和硫同位素等方面证明原称之谓正岩浆熔离Cu-Ni硫化物矿床是一种与辉石质科马提岩有关的火山岩型铜镍矿床，系我国一个新的矿床类型。 5、黑云母花岗岩是锡多金属矿床成矿之主因。它来源于地壳，并分两个阶段于雪峰期定位。黑云母花岗岩对成矿的贡献有两个突出的方面：其一是其在重熔生成演化过程中，经高度分异作用，将原各地质体中的锡多金属元素分馏寓集，为成矿奠定了一个良好的基础。其二，花岗岩在定位期间，其本身的热能导致周围地层中的地下水形成了一系列热卤水循环系统，生成了许多的贱金属硫化物矿床。 6．收集了我国的有关资料，从岩石学、矿物学、地球化学、微量元素、过渡族元素、不相容元素和同位素等方面建立了我国含锡花岗岩的系列判别准则。并尝试对研究区内的花岗质岩石进行判别，得到了良好的效果。 7．长时间以来，本洞等花岗闪长岩体被认为是华南地区典型的幔源分异型花岗岩，近年又有人提出其为I型花岗岩，并与三防、元宝山、平英等S型花岗构成了大陆边缘成对花岗岩类。此次工作，通过进一步对该套岩体的岩石学、矿物学、地球化学、数量元素、稀土元素和同位素等方面研究，并考虑了区域地质演化和地质时代等因素，基本上证明其并非幔源分异型花岗岩，也不是典型I或S型花岗岩，而是一种以地壳物质为主、地幔物质为辅的混源重熔型花岗岩，该岩石的Sm-Nd同位素模式年龄恰与四堡群的Sm-Nd同位素等时线年龄一致，说明前者源于后者，花岗闪长岩之所以没有成矿，关键在于本身的分异程度太低，它们较小的体积，也不足以引起地下热卤水矿床的产生。 8、发现了四堡期昙状，透镜状体具层纹构造的电英岩锡矿化体。此举不仅将我国锡矿成矿时代从800Ma左右推前至2412Ma左右，而且证明了该区锡矿化的多旋回性和继承性，也提出了一个与镁铁质岩浆活动有关的热卤水锡矿化的实例。 9．本文从成矿系列角度研究了与雪峰期黑云母花岗岩有关的锡多金属矿床。该成矿系列的矿床在空间上有序分带，即以岩体为中心的顺向分带为：云英岩型锡矿床→电英岩型锡矿床→锡石石英型锡矿床→锡石硫化物型锡矿床→铜铅锌金属硫化物矿床→铅锌硫化物矿床→锑矿床，逆向分带为：锡多金属矿床→铜铅锌硫化物矿床→铅锌硫化物矿床。造成这种分带现象的内在因素是高热能且富含矿热液的黑云母花岗岩的高侵定位和岩体热中心的向下移动。该成矿系列时间递变可分为三个成矿期(锡石硅酸盐成矿期、锡石硫化物成矿期和贱金属硫化物成矿期)和六个成矿阶段。 10、关于内陆的成矿作用，岩浆热液成矿论者将花岗岩视为成矿物质唯一来源，而层控成矿论者将花岗岩仅看作成矿的能源，本区的工作初步证实，部分矿质(Sn。W、Cu等元素)与花岗岩有关，另一部分矿质(Cu、Pb、Zn、Sb等)与围岩石有关。锡多金属矿床的成矿水以岩浆水为主、混合有大气降水，而贱金属硫化物矿床的成矿水主要为大气降水。由此可以认为这正是在同一成矿系列中内生成矿作用与外生成矿作用的辩证统一。 11、提出了交代体系的概念．并运用了交代系列和交代建造的学术思想。以矿化蚀变期为经线，以交代系列为纬线，探讨了交代网落中各个子系列的化学变化、条件、演化方向和最终结果。 12，从成因矿物、矿石和蚀变岩地球化学、同位素和包裹体地球化学、成岩成矿物理化学等方面探讨了与黑云母花岗岩有关的锡多金属矿床成矿系列的成矿环境和组成演绎。 13．提出了以锡多金属地球化学异常场客观存在为基础，以构造运动为主导，以黑云母花岗岩分异演化及热功能作用为主因的成矿思路。此外，还建立了该区域成矿系列的成矿模型。 14、与周科子一起发现了一个新矿物，属Cu与Ni的金属互化物，具主要成分为Cu、28.52％、Ni、64.81％和Fe，6.58％。