老挝一矿区矽卡岩地球化学特征与找矿研究
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摘要：本文通过对老挝一矿区矽卡岩型矿石的地球化学特征研究，表明矿区铜、铅、锌、银在成矿时具有分带现象，是找矿的有利标志；矿区成矿主要发生在湿矽卡岩阶段和其后的中低温热液成矿期。
关键字：矽卡岩 地球化学特征 主微量元素 找矿
Skarn geochemical characteristics and prospecting of a mine in Laos
Yuan shuai
（College of Engineering and Technology in Yangtze University, Jingzhou, Hubei 434020）
Abstract: Based on the skarn ore geochemistry of a mine in Laos, indicating that the mining of copper, lead, zinc and silver mineralization, have a zonation is prospecting favorable signs; Wet skarn stage and in epithermal mineralization of the main mineralization stage in the mining area.
Key words: Skarn; geochemistry; major and trace elements; oreTD173
0 引言
矿区位于老挝国琅布拉邦构造带和长山构造带的交汇部位，主要出露一套石炭系的碳酸盐岩建造。印支期、燕山期花岗岩体，沿矿区近东西向的复式背斜核部侵入，矽卡岩广泛分布在二者的接触带上，与成矿关系密切［1］。
1矿区地质背景
矿位地层主要由石炭系和二叠系碳酸盐岩、侏罗系的海陆交互相碎屑岩和第四系残坡积物等构成。地层的展布、岩体的分布、主要褶曲的轴向和主要断裂形迹都受赛松奔NE向构造带和近EW向纳勐弧形构造控制［2］。矿区岩浆活动发育，岩浆岩主要为花岗岩，岩浆的侵位方式具有明显的隆起侵位特点，呈岩脉和岩墙产出。。从矿区矽卡岩的矿物组合特征和矿体产出方式来看，矿区的变质作用类型主要有热变质作用和接触交代变质作用。矿区围岩蚀变类型有矽卡岩化、硅化、褐铁矿化、黄铁矿化和绢云母化等，与矿化有关的蚀变主要为矽卡岩化、硅化和碳酸盐化。
2矽卡岩地球化学特征
通过对不同矽卡岩类型矿石，进行采样及主量元素和微量元素分析，分析结果显示，矿区内各矿石类型主量元素和微量元素的含量随着铜铅锌银含量而变化，氧化物与微量元素含量存在差异性变化，这种变化规律是矿区铜、铅、锌、银等多金属成矿活动的反映［3］。
2.1矿石主要氧化物、元素特征
在矿区采集了10件矽卡岩型矿石和矿化样品，进行了主要氧化物和主要成矿元素分析［4］，分析数据见表1。数据显示，矿石、矿化岩石的氧化物与成矿元素存在着相关变化。图1、图2和图3为各氧化物随Cu、Pb、Zn含量变化趋势图，由图可见， SiO2、MgO、Al2O3、FeO含量，在以铜为主的矿化区略高，在以锌（铅）为主的矿化区略低，但总的来说呈降低的趋势，MnO含量则相反；CaO总随着成矿元素的增加而减少；Fe2O3普遍高，但与铜矿化一侧略高，其变化多呈M型双峰式；P2O5、TiO2、S变化不明显。Pb、Zn都随Cu的增多而增多，氧化物与成矿元素之间的这种相对变化，表明本区锌（铅）铜（银）在成矿时有分带。
表1 矿区矽卡岩矿石样品主量元素分析结果（单位：mass%）
图1 各主量元素随Cu含量的变化趋势图
图2 各主量元素随Pb含量的变化趋势图
图3 各主量元素随Zn含量的变化趋势图
2.2矿石微量元素特征
通过分析矽卡岩型矿石和矿化岩石微量元素数据（表2）可知，Be、Sc、V、Cr、Ga、Mo、Rb、Sr、Y、Zr、Ni、Nb、Ta、In、Sb、Cs、Ba、Hf、W、Th和U等元素含量有程度不同的富集现象；Tl和Bi元素有降低的趋势；Cd和Co没有明显变化。TC4-10到TC4-22矿石样品，Cd 和Ga元素有不同程度富集，与中国云南省个旧矿区白云岩风化壳Cd 和Ga元素富集类似。铅锌矿石的Cd、In和Ga都接近或超过了伴生元素的边界品位0.001％。Cd元素含量3.77×10-6～466×10-6，平均103.7×10-6；In含量0.25×10-6～129×10-6，平均24.2×10-6；Ga含量1.39×10-6～29.6×10-6，平均23.1×10-6，是值得注意的找矿现象[6]。
表2 矿区矽卡岩矿石样品微量元素分析结果（单位：ppm）
3 矽卡岩型矿石、矿化岩石
对矽卡岩型矿石、矿化岩石，进行了酸碱度、相态和稀土分布形式研究，初步取得如下几点认识：
3.1酸碱度研究
矿区矽卡岩型矿石和矿化岩石PH值在3.26-5.84区间,属强酸和酸性矿石特征，且在矿石、矿化岩石中Fe2O3含量较高，表明该区矽卡岩矿体在以酸性、中酸性热液为主导的成矿作用中形成。这一成矿作用，对早期矽卡岩阶段、晚期矽卡岩阶段和石英硫化物阶段都有影响，而高Fe2O3含量表明成矿主要发生在湿矽卡岩阶段晚期的磁铁矿阶段。
3.2 稀土研究
计算矿石及矿化岩石的ΣREE为3.28×10-6～101×10-6，δCe为0.074～1.192，δEu为0.225～2.398，REE分布型式为轻稀土富集型。矽卡岩原生矿石到氧化矿石，ΣREE 从3.28×10-6升高到97.9×10-6，δCe从0.741减小到0.074， Ce负异常可能与酸性环境有关，δEu没有明显变化。
3.3 相态研究
通过对Cu、Pb、Zn、Ag及 Au元素进行过一些相态研究。认为Cu元素主要以硫化物态和残渣态存在，表生作用下Cu贫化，以硫化物态活化迁移，大部分Cu与铁锰氧化物态结合或形成碳酸盐矿物； Pb元素相态复杂，有硫化物态、残渣态、吸附态、碳酸盐态和铁锰氧化物态等。有机态和铁锰氧化物态的存在说明Pb可能有表生矿物形成。表生作用初期，Pb贫化，吸附态降低，而铁锰氧化物态、碳酸盐态和有机态升高。Zn元素主要为硫化物态。表生作用初期，Zn贫化程度高于Pb，Zn硫化物态降低，铁锰氧化物态、有机态、碳酸盐态和吸附态升高。说明闪锌矿已经发生了明显的表生淋失现象； Ag元素主要以硫化物态存在。表生氧化初期Ag贫化，Ag硫化物态降低，铁锰氧化物态和有机态升高，反映出热带季雨林植被条件下矿石表生变化中，硫化物中的Ag活化迁移，改变为Ag的铁锰氧化物态和有机态等相态。Au元素相态以硫化物态为主。氧化初期Au硫化物态降低，其他相态特别是有机态升高，反映出热带季雨林植被条件下矿石表生变化中，硫化物态Au活化迁移，主要形成Au有机态和铁锰氧化物态。
4 结论
从矿区的矽卡岩矿石和矿化样品主微量元素分析结果显示，各矿石和矿化样品的主微量元素含量与铜铅锌银等成矿元素含量具有相关变化：SiO2、MgO、Al2O3、FeO含量，在以铜为主的矿化区略高，在以锌（铅）为主的矿化区略低，但总的来说呈降低的趋势，MnO含量则相反；CaO总随着成矿元素的增加而减少；Fe2O3普遍高，但与铜矿化一侧略高，其变化多呈M型双峰式；P2O5、TiO2、S变化不明显。Pb、Zn都随Cu的增多而增多。这种相对变化表明本区铜铅锌银在成矿时具有分带现象，可作为找矿的标志。通过矽卡岩型矿石、矿化岩石，进行酸碱度、相态和稀土分布形式研究，认为矿区成矿主要发生在湿矽卡岩阶段和其后的中低温热液成矿期。
参考文献
［1］赵一鸣.中国矽卡岩矿床［M］.北京: 地质出版社，1990
［2］朱延浙，吴军，崔子良，严城民.老挝北部地区矿产资源与成矿预测［J］.矿产与地质，2007，21(6)： 665~667
［3］李昌年.火成岩微量元素岩石学［M］.武汉：中国地质大学出版社，1992
［4］赵振华.微量元素地球化学原理［M］.北京：科学出版社，1997