重要区段地球化学特征

同位素地球化学特征~

7.5.1.1 氢、氧同位素特征
作者对八件矿石样品中的石英分别测试了δ18O矿物值和包裹体δD值，并利用同位素分馏公式计算了与石英处于同位素平衡的 值，δD值域为-78.9‰～-28.5‰， 值域为-0.06‰～10.84‰。在 δD-δ18O图解上（图7.11），两件样品落入原生岩浆水区，四件样品落入变质水区，一件样品明显向雨水线方向飘移，显示有大气水参与的迹象及变质围岩对成矿流体 值的影响。华仁民等（1995）应用水-岩同位素交换理论，对银山地区各类蚀变岩石的氧同位素变化规律进行了研究和模拟计算，认为银山成矿流体来源于大气降水，是大气降水在深部较高温度和低W/R比值条件下与千枚岩发生水-岩反应的产物。

图7.11 δD-δ18O图解

7.5.1.2 碳、氧同位素特征
据矿床中碳酸盐矿物的碳、氧同位素测定（本书；叶庆同，1987），方解石δ18OSMOW值为＋8.85‰～＋15.85‰，δ13CPDB值为-10.81‰～-3.89‰；菱铁矿δ18OSMOW值为＋13.38‰～＋20.22‰，δ13CPDB值为-7.66‰～-1.37‰。在δ18O-δ13C图解上（图7.12），样品投点多落在海相碳酸盐岩区与花岗岩区之间，推测成矿流体中的含碳组分具有岩浆源和地层源等多种来源。
7.5.1.3 硫同位素特征
矿区硫化物δ34S值域为-6.1‰～＋3.4‰，平均为＋0.80‰。从铜矿带向铅锌矿带，从深部向浅部，δ34S值显示降低趋势，这种变化趋势与流体中 比值的降低有关。据H.Ohmoto（1972）研究，硫化物δ34S值受热液中 比值的制约，在T＝200℃和δ34S∑S＝0的热液条件下，随着 比值由1/9→1/1→9/1，结晶出的闪锌矿的δ34S值将由-30‰→-17.4‰→-4.4‰变化，方铅矿的δ34S值由-33.3‰→-20.5‰→-7.7‰变化，该值域明显远离了银山矿床δ34S平均值。据包裹体均一温度测定，银山矿床主要成矿温度范围在200～300℃（叶庆同，1987）。而矿石中重晶石的出现及流体包裹体成分中富含 的特征，表明除岩浆硫外，应有富34S的硫源参与成矿，这部分硫主要来自地层。利用矿区内黄铁矿的硫同位素组成，投点于斑岩铜矿及其他铜矿石硫同位素特征与物质来源关系图上（图7.13），矿区硫源位于Ⅱ区，表明成矿物质主要来源于地幔，但受到地壳物质的明显混染。

图7.12 δ18O-δ13C图解

（据刘建明等，1997；刘家军等，2004）
1.方解石；2.菱铁矿

图7.13 银山矿区硫同位素比值特征与其物质来源关系图解

Ⅰ区段成矿物质来源为地幔；Ⅱ区段成矿物质为地幔，受到地壳物质明显混染；Ⅲ区段成矿物质来源主要与地壳有关；Ⅳ区段成矿物质来自地幔，受到大规模地壳物质混染、同化、混合
7.5.1.4 铅同位素特征
据铅同位素测试（叶庆同，1987；江西地质勘查局，1996），靠近铜矿带方铅矿铅同位素组成较稳定，206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb的比值一致，依次分别为17.927～18.010、15.466～15.573、37.818～38.254。向两侧，即银山区、北山区铅同位素变化较大。银山区206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb 比值依次分别为17.956～18.204、15.459～15.755、37.735～38.407；北山区206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb 比值依次分别为 17.889～19.045、15.458～16.368、37.686～40.237。在铅同位素演化图上，矿石铅投点在造山带铅曲线附近较集中，部分投点则落在上地壳和地幔铅曲线附近，并且投点呈明显线性分布（图7.14），说明矿石铅来源较为复杂。

图7.14 银山矿床方铅矿的铅同位素组成

UC.上地壳；OR.造山带；UM.上地幔；LC.下地壳

　　环境中各种元素沿着特定的路线运动，由周围环境进入生物体，最后回到环境中，各种元素运动路线所包含着的活有机体的有机阶段和由各元素基本化学性质所决定的、无生命的阶段所组成的循环运动过程，称为生物地球化学循环。
　　biogeochemical cycle
　　又称生物地球化学旋回。在地球表层生物圈中，生物有机体经由生命活动，

　　从其生存环境的介质中吸取元素及其化合物（常称矿物质），通过生物化学作用转化为生命物质，同时排泄部分物质返回环境，并在其死亡之后又被分解成为元素或化合物（亦称矿物质）返回环境介质中。这一个循环往复的过程，称为生物地球化学循环。生物地球化学循环还包括从一种生物体（初级生产者）到另一种生物体（消耗者）的转移或食物链的传递及效应。

（一）微量元素含量特征

1.平均含量特征

各成矿区段平均含量与全区相比（表3-2-2），太平－泾县区段Au、Sn、Cu、Hg、Cd相对低，而W、Bi相对高；黟县－绩溪区段Bi、W、Sb、As相对较低，而Cd、Au、Cu、Hg相对较高；平里－漳前区段Cd、Mo、Ag、Bi很低，而Au、Sn、Hg相对较高；小贺－璜尖－古祝区段Ag、Hg、Mn相对较低，而Au、Bi、Mo、Pb、W相对较高；岭脚－逍遥－仙霞成矿区段Au、W相对较低，而Ag、Cd、Mo、Sb、Zn相对较高。

2.总体变化系数

从表3-2-2中可以看出，在太平－泾县、黟县－绩溪、平里－漳前、岭脚－逍遥－仙霞、小贺－璜尖－古祝5个区段中，除Cu、Pb、Zn、Mn元素多呈弱分异—均匀型分布模式，Au、Cd、Sb、Mo、W元素呈强分异—分异型分布模式及Hg元素在太平－泾县、黟县－绩溪、平里－漳前、岭脚－逍遥－仙霞4个区段中呈强分异—分异型分布模式，在小贺－璜尖－古祝区段呈弱分异型分布模式外，其余元素亦在不同的区段中其分布模式略有差异，Ag在平里－漳前成矿区段呈均匀分布，而在另外4个区段中均呈分异—强分异型分布模式；As在黟县－绩溪及平里－漳前区段内呈均匀—弱分异型，而在太平－泾县、岭脚－逍遥－仙霞和小贺－璜尖－古祝3区段内呈分异—强分异型分布模式；Sn在平里－漳前区段内呈强分异分布，在岭脚－逍遥－仙霞和小贺－璜尖－古祝2个区段内呈均匀分布，而在另外2个区段内均呈分异型分布模式。

（二）主要成矿元素含量分布特征

1.Cu

在5个区段中，水系沉积物Cu含量分布有所差异：在平里－漳前区段铜的含量区间值较其他区段的区间值小，中位数以平里－漳前区段的数值为最高，达33.25×10^-6。应用柯尔莫格洛夫－斯米尔诺夫非参数正态检验（以下简称为非参数正态检验），结果表明：平里－漳前区段Cu的含量服从正态分布，而太平，泾县、黟县－绩溪和小贺－璜尖－古祝区段的铜含量则服从对数正态分布，其直方图上呈现为正向偏斜。

2.Au

在5个区段中，Au含量分布具有相似的特征，直方图均呈现多峰分布特征，且在小贺－璜尖·古祝区段内的小贺－九亩丘区和璜尖－古楼区，Au含量平均值分别达到26.6×10^-9、23.6×10^-9，呈明显的多峰分布和强富集分异分布模式的特征。

3.Pb

在5个区段中，Pb的含量均服从于正态或对数正态分布，其中平里－漳前和小贺－璜尖－古祝区段内Pb含量呈正态分布，而在其他3个区段内，Pb含量则服从于对数正态分布。在直方图上显示为正偏斜特点，且在岭脚－逍遥－仙霞区段Pb含量分布呈双峰分布特征。

4.Ag

在5个区段的水系沉积物中，Ag的含量直方图特征与全区基本一致，其中：太平－泾县、黟县－绩溪、小贺－璜尖－古祝和岭脚－逍遥－仙霞4个区段含量直方图呈明显的正向偏斜，多峰叠加分布特点明显；平里－漳前区段内Ag含量经非参数正态检验剔除离群数值后，含量服从对数正态分布。

5.Sn

在5个区段中，太平－泾县、黟县－绩溪区段Sn含量直方图分布呈正向偏斜，其含量中位数小于全区，分别为5.6×10^-6、5.42×10^-6；平里－漳前与小贺－璜尖－古祝区段的Sn含量中位数均大于全区，分别为7.48×10^-6、7.86×10^-6，显示出明显的正向偏斜分布，并具多峰叠加分布特征，尤以平里－漳前区段显著；小贺－璜尖－古祝区段Sn含量经非参数正态检验，剔除离群数值后，服从于对数正态分布。

6.W

在5个区段中，W的含量范围都较宽，且太平－泾县和小贺－璜尖·古祝区段的含量显示出明显地正向偏斜分布。W 含量≥8.0×10^-6的样品依次为：太平－泾县区段15.5%、黟县－绩溪区段3.7%、平里·漳前区段5.4%、小贺－璜尖·古祝区段13.3%、岭脚－逍遥－仙霞区段8.6%。由此反映出在太平－泾县与小贺－璜尖－古祝两区段内，具有寻找钨矿较为有利的地球化学信息条件，应是重要的找矿区域。

7.Zn

在5个区段中，太平－泾县、黟县－绩溪、小贺－璜尖－古祝、岭脚－逍遥仙霞4个区段内Zn含量范围都较宽，而平里－漳前区段含量范围较小，介于31.23×10^-6～227.60×10^-6之间。但5个成矿区段中Zn的中位数值基本相近，在95.11×10^-6～104.7×10^-6之间；黟县－绩溪、小贺－璜尖－古祝两个区段明显地显示出多峰叠加分布，这种分布亦显示出区内Zn含量具成矿的数值特征，是寻找（铅）锌矿的较为有利的区段。

（三）微量元素组合特征

1.各区段内微量元素相关性

各区段的元素相关系数列于表3-3-5～3-3-9中，按其相关系数（R≥0.5）由大到小的排列，各区段的元素组合顺序依次如下：①太平－泾县区段：As-Sb、Ag-Cd、W-Bi、Cd-Mo、Ag-Pb、Ag-Cu、Ag-Mo、Ag-Zn、Cu-Zn、Cd-Zn、Cd-Sb。②黟县－绩溪区段：Ag-Cd、Cd-Mo、Ag-Mo、As-Sb、Ag-Zn、Cd-Zn、Cu-Zn、Ag-Cu、W-Bi。③平里－漳前区段：Cu-Zn、Cu-Mn、W-Bi、As-Mn、As-Cu、Pb-Zn、Ag-Cd、Cu-Pb、As-Cu。④小贺－璜尖－古祝区段：Ag-Cd、W-Bi、Mo-Cd、As-Sb、Ag-Mo、Ag-Cu、Zn-Cd、Cu-Zn、Cd-Cu、Ag-Zn、Mo-Sb、Mo-Zn、Ag-Sb、Pb-Bi、As-Mo、Cu-Mo、Ag-As、Cd-Sb。⑤岭脚－逍遥－仙霞区段：Ag-Cd、Mo-Cd、Ag-Mo、As-Sb、Zn-Cd、Ag-Zn、Cd-Sb、Cu-Sb、W-Bi、Sb-Zn、Ag-As、Mo-Sb、Cu-Zn、Mo-Zn、As-Cd、Au-Cu、As-Mo、Cu-As、Zn-As。

表3-3-5 太平－县泾金铜钨锡区段元素相关系数表

表3-3-6 黟县－绩溪钨锡铜金区段元素相关系数表

表3-3-7 平里－漳前铜金多金属区段元素相关系数表

表3-3-8 小贺－璜尖－古祝金铜多金属区段元素相关系数表

表3-3-9 岭脚·逍遥－仙霞钨铜多金属区段元素相关系数表

2.各区段内微量元素组合特征

在对各区段微量元素相关性分析的基础上，又进行了各区段微量元素含量的R型因子分析，其结果分别列于表3-3-10～3-3-14中。结合各区段内地质与矿产特征及其矿床的元素组合特点，给出了各区段内水系沉积物中元素组合及其可能反映的地质地球化学意义。

表3-3-10 太平－泾县区段水系沉积物14种元素因子分析结果

表3-3-11 黟县－绩溪区段水系沉积物14种元素因子分析结果

表3-3-12 平里·漳前区段水系沉积物14种因子分析结果

表3-3-13 小贺－璜尖·古祝区段水系沉积物14种元素因子分析结果

表3-3-14 岭脚－逍遥－仙霞区段水系沉积物14种元素因子分析结果

由此我们可以看出，在不同区段内水系沉积物具有不同的元素组合，而同一成矿元素亦呈现出不同的元素组合特征，尤以Au元素更为明显。Au在5个区段中都作为主要载荷元素出现在因子中，并构成了指示或反映金矿化在各（成矿）区段内不同的元素组合。在太平－泾县区段金矿化元素组合为Au、As、Sb，在黟县－绩溪区段为单一元素，在平里·漳前区段元素组合为Au、Ag，小贺－璜尖－古祝区段金矿化的元素组合为Au、Sn.岭脚－逍遥－仙霞区段金矿化的元素组合为Au、Cu、Sb、As、Zn。这种在不同（成矿）区段内的元素组合特征，亦为区内化探异常评价及找矿和地球化学信息的提取提供了有意义的信息与指示。

（四）地球化学异常分布与特征

根据区内地质、矿产特征和化探数据的结构特点，按照地质构造与成矿单元分区，分别统计计算了太平－泾县、黟县－绩溪、平里－漳前、小贺－璜尖－古祝、岭脚－逍遥－仙霞等5个区段的元素含量的平均值与标准离差（均为剔除平均值加减3倍标准离差的计算结果），并根据计算公式（T=X+2S）确定了各构造单元内各元素的异常下限值（表3-3-15），进而获得各元素的衬值（原始数据被异常下限值除所得的商），在此基础上，按异常下限值的1、2、3倍值，进行各元素的异常圈定，编制了单元素异常图和综合异常图。

表3-3-15 不同构造分区内水系沉积物中元素异常下限值表

1.主要成矿元素异常分布特征与解译

（1）Cu：从总体上看，区内Cu异常强度较弱，仅局部有强异常的显示，多为已知铜和铅锌银多金属矿床、矿点或矿化点的反映，主要分布于闪里北部、渔亭－蓝田、歙县的桂林与古祝，绩溪的金川、三阳坑、逍遥，宁国的塘坞岭、宁墩、东瓜山，泾县茂林等。

（2）Au：区内金异常的展布与区内断裂构造关系较为密切，多沿断裂带及韧性剪切带两侧分布，并由南向北主要形成了4个异常带：①小贺－黄备－井潭－仙霞异常带，该带与区内岭南－小川·银峰深大断裂相对应，且以西南段异常为主，在小贺－九亩丘区和璜尖－古楼区呈现出明显的强异常，较好地反映了区内已知金矿床（点）；②屯溪－歙县－绩溪－和阳－宁国墩－汪村异常带，该带与区内宁国墩－五城断裂相呼应，并在该带的北东段宁墩一带呈现大面积的异常；③用功城－蓝田－汤口－三溪－汀溪异常带，该带大致沿榔桥·里东坑深大断裂带及两侧分布；④程郑村－官田坑－铜山－晏公堂异常带，该带大致沿铜山－平里深大断裂及两侧分布。此外，在花园里－源口、青坑－云岭一带也有金异常的分布。上述的Au异常带（区）既反映了区内已知金（银）矿床（点）或矿化点，又给出了寻找金矿（化）的信息与线素。

（3）Pb、Zn：区内Pb、Zn异常分布多与区内已知铅锌铜多金属矿床（点）或矿化相对应，其异常规模与强度大都较弱，仅在宁国的银峰、泾县的茶冲－大山头、青阳的青坑等处形成明显较强的铅异常。

（4）Ag：区内Ag异常的展布受地层与构造的控制较为明显，且大致构成了以下异常（区）带：①长陔·三阳坑和大龙－仙霞异常带，②歙县－绩溪－伏岭－宁墩－汪村异常带，③程郑村－蓝田异常区，④花园里－流源异常带，⑤包村西北部异常区。此外在泾县的铜山、三溪西北部以及高甲地等处亦有Ag异常的分布。Ag异常既反映出区内震旦系、寒武系的黑色岩系富Ag特征和区内已知的铜铅锌银多金属矿床（点），也为银铅锌多金属矿的寻找提供了靶区信息。

（5）W、Sn：区内W、Sn异常的分布多与区内花岗岩关系密切，也反映了区内已知的钨、钼、锡等矿床（点）。其中：①W异常主要分布于里东坑、古祝、古门坑、逍遥、巧川、龙头坝、黄狮党－蜈蚣山和旌德、榔桥、板桥等地，前者反映了已知的钨、铜钼等矿床（点），后者多与岩体关系十分密切；②Sn异常主要分布于黄狮党－蜈蚣山、黟县、歙县等地。

2.多元素综合异常分布特征与解译

成矿元素的异常分布特征表明，区内元素异常的分布主要受断裂的控制，与区内地层、岩浆岩也具有较为密切的关系。由南往北形成多元素异常的密集带（区）：①小贺－井潭－三阳坑、大龙－仙霞多元素异常带，该带异常元素主要为Au、W、Cu、Ag及As、Sb、Bi、Cd、Mo等，与岭南－小川－银峰深大断裂相对应。②漳前－屯溪－歙县和绩溪－宁墩－汪村综合异常带，该带与宁国墩－五城断裂相对应，其中漳前－屯溪－歙县段异常元素主要为Au、Sn、Hg，各元素异常强度相对较弱，绩溪－宁墩－汪村段异常元素主要为Au、Ag、As、Sb、Bi、Cd、Mo及W、Cu、Pb、Zn、Sn等，局部地段的Ag、Cd、Mo、Au、As、Sb异常与区内的黑色岩系有关。③小连口－蓝田－汤口－汀溪综合异常带，沿榔桥－里东坑深大断裂带及两侧分布。该带异常元素主要为Au、Ag、Pb、W、Cd、As、Sb、Bi等，局部有Cu、Zn、Hg等元素异常。④程郑村－田畈里－铜山－晏公堂综合异常带，大致沿铜山－平里深大断裂及两侧展布，异常元素主要为Ag、Pb、Au、Cd、Mo、Bi、W等，局部有Sn、Cu、Zn等异常分布。此外还在花园里－源口，青坑－云岭形成了两个多元素异常密集区。

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