黔西南泥堡金矿床硒元素地球化学特征与意义

　　摘要：泥堡金矿床微量元素的聚类分析与因子分析结果显示，Au、As、Sb、Hg、Tl、Ag、、Se相关性好，表明Se与Au在成矿作用过程中可能具有密切联系;硒化物主要出现在浅成低温热液矿床或成矿的中晚阶段，泥堡金矿床Au成矿温度集中于180～260℃，表明泥堡金矿床中Se可能主要以硒化物的形式存在;黔西南地区不同金矿床的黄铁矿、毒砂、辉锑矿、辰砂、雄黄等硫化物中，Se具有一定的富集，Se与的地球化学性质相似，Se主要以置换硫化物中的的形式存在;成矿过程中HS和HSe均可作为卡林型金矿中Au的载体，Se能为研究该区乃至贵州黔西南地区卡林型金矿中Au成矿环境、成矿机制及成矿流体演化规律提供间接性证据，提出Se可作为黔西南地区卡林型金矿床找金的指示元素。

　　关键词：泥堡金矿床;金;硒;黔西南

　　Se是典型的分散元素，而很难形成硒的独立矿床，多以伴生元素的形式赋存于其他元素矿床中。Se丰度值极低[1]，地壳中为0.05×10～0.09×10，大陆壳中0.07×10，洋壳0.056×10;我国首次发现自然硒矿物是1988年在新疆伊犁马渡地区自燃煤层的砂岩顶板中，含硒黄铁矿在煤层自燃中升华结晶而成。

　　日本硒型低温热液金矿床、西伯利亚金矿区中的热液型、变质岩型、岩浆岩型、熊尔群火山岩系中构造蚀变岩型金矿(北岭金矿、苗岭金矿)和爆破角砾型金矿(店坊金矿)、甘肃大水金矿床、西秦岭金、铀矿床、拉尔玛金矿床、邛莫金矿床、陕西略阳张家山金矿、内蒙塔木素砂岩型铀矿、皖南锑矿带、四川沐川含铜砂岩型钼铼(锇)矿床、山西岚皋浦沟铜矿床等矿床中均发现硒元素及硒化物。

　　国内外文献中所述的有硒化物产出的金矿床多是一些与陆相火山作用有关、富碲化物的浅成热液金银矿床。硒元素主要伴生富集于岩浆型铜镍硫化物矿床、斑岩型铜钼矿床、矽卡岩型铜矿床和火山沉积型黄铁矿中，而富集于中低温热液层控型金矿中很罕见。自20世纪80年代起，各类矿床中的硒受到了学者的重视，研究认为，硒的赋存状态一般以类质同象形式存在，独立矿物形式比较少见。

　　也有学者认为硒的赋存状态与有机质息息相关，以有机结合态或包裹吸附存在。先后有学者对不同含硒矿物进行命名1013;温汉捷等[1415]、朱建明等[16]认为硒可作为地球化学示踪指示元素，可通过硒同位素研究判别矿床中的成矿物质、形成及演化1718;硫硒比值可作为硫化物形成环境的一个重要参数[19]，能区分岩石、矿床、及沉积物的来源[20]，可作为判别成矿流体来源的重要依据之一。任富根等[21]研究熊耳群火山岩系中的金矿床指出，金与硒、碲呈正相关性，其主要载金矿物黄铁矿中富含硒(3.55×10～36.6×10)，硒是探寻金矿床重要的地球化学信息标志。

　　刘家军等[22]对西秦岭寒武系拉尔玛、邛莫金金矿床中金硒共生物理化学条件研究显示富硒、金成矿的形成具特殊的成矿环境，指出金硒的共同富集既要有丰富的金硒来源又需相对氧化环境。可见，对硒元素及硒化物的特征研究具有较高的矿床学意义。聚类分析与因子分析是多元统计学中的重要手段，聚类分析是根据研究对象(样品或数量)的多种特征在数值上可能存在的相似程度，将分析对象聚合为不同的点群的一种多元统计分析方法。型聚类分析能为研究矿床成因和元素组合规律提供依据;因子分析是研究从变量群中提取共性的统计技术23，实质是一种降维分析手段，其是一种将多变量化简的技术，目的是分解原始变量，从中归纳出潜在的“类别”，相关性较强的归为一类，每一类变量代表一个共同因子。

　　地质学中可通过聚类分析与因子分析，分析与成矿作用相关的元素组合关系，解释成矿过程和成矿元素的迁移与富集变化等。目前已有大量关于聚类分析、因子分析用于金、铜等矿床中的相关文献2427。泥堡金矿床是原贵州省地矿局109地质大队于1988年开展﹕万区域化探测量时圈定，其后经贵州省地质矿产勘查开发局106队和117队勘查，查明金资源量22t。2010年以来，贵州省地质矿产勘查开发局105地质大队开展泥堡金矿床勘查工作，新增金资源量48t，累计探明金资源量70t，成为黔西南卡林型金矿矿集区的重要组成部分之一。

　　众多学者从构造角度分析泥堡金矿床构造特征及矿床类型[2830]，也有从矿床地球化学特征角度探讨过矿床成因和成矿物质及流体来源2835;关于泥堡金矿金成矿物质来源的判别、成矿时代、成矿机理等皆存有较大争议31333637。近期，笔者通过对泥堡金矿床9460勘探线的个钻孔、共189件钻孔样微量元素测试，发现硒元素含量为0.08×10～26.1×10，平均值2.03×10远远高于地壳中硒丰度值0.05×10～0.09×10，笔者认为泥堡金矿床富硒绝非偶然，其与金的富集可能存在某种程度上的关联。

　　对泥堡金矿床有关金、硒相关资料甚少，重视不够，且未提出过泥堡金矿金与硒呈正相关性的论点。本文以泥堡金矿床为例，通过聚类与因子分析研究金与硒的相关性、金、硒共存指示意义等，与前期研究成果对比，浅析硒在泥堡金矿床中的地球化学信息，以期为该区Au的成矿环境及成矿流体演化规律、矿床成因及成矿机制等后期研究提供间接信息。

　　1泥堡金矿床地质概况

　　泥堡金矿床属于南盘江-右江成矿区带北部兴仁-安龙金矿带北东向泥堡背斜矿田东段，区域上位处北东向弥勒-师宗深断裂、北西向紫云-垭都深断裂及近东西向开远-平塘深断裂为界所构成的滇黔桂“金三角”北部(图)之四级构造单元(Ⅳ)兴义隆起区(兴义穹盆构造变形区)。泥堡金矿是滇黔桂“金三角”金矿成矿区断裂层控复合型金矿的典型代表，与水银洞、紫木凼、戈塘、架底、大麦地、老万场、雄武、沙地、甘沟等一批矿床一起构成了贵州西南部“卡林型”金矿集中区。

　　根据构造形迹及其交错、叠加特点确定其形成先后关系。区内最早受近SSE(NNW)向挤压应力作用而形成了近NEE向构造(如泥堡背斜、断层、二龙抢宝背斜);次受近SE(NW)向张力作用而形成了新一期近北东东向构造;再受近SE(NW)向挤压应力作用而形成了NE向的平移断层并错断最早期形成的近EE向构造。多期构造复合叠加形成现有构造格架。按金矿体的产状、空间位置和控制因素划分为断裂型、层控性及残坡积型类。

　　以受断裂控制的断裂型金矿体规模最大，单个矿体即可达中型规模;层控型矿体产出于断层上盘二龙抢宝背斜550m范围内的峨眉山玄武岩组与茅口组之间构造蚀变体中，规模次之。氧化矿体规模最小。层控型矿体平面上与断裂型矿体重叠，空间上位于断裂型矿体之上。断裂型矿体严格受断裂破碎带控制，主要表现为角砾岩、碎裂岩及断层泥，断层带内角砾成分受断层带上下盘地层岩性控制，角砾成分以凝灰岩、沉凝灰岩、粉砂岩为主，其次为粒屑沉凝灰岩及灰岩(茅口灰岩)。

　　走向和倾向上呈波状起伏延伸，浅部(上部)含矿带产状平缓(倾角小于20°)，中部含矿带产状较陡(倾角大于45°)，下部(深部)含矿带产状又转为平缓(倾角20°～5°);由缓变陡和由陡变缓处是赋矿有利地段，往往破碎带变宽、蚀变矿化变强，矿体相对富厚。凝灰岩、沉凝灰岩、粉砂岩为主要容矿岩石。层控型矿体空间上受构造蚀变体(SBT)控制，产状与“SBT”一致，呈似层状、透镜状产出，接近断裂带及二龙抢宝背斜核部矿体相对富厚。

　　自上而下为正常粘土岩→沉凝灰岩→碎裂凝灰岩→硅化角砾状凝灰岩粘土岩→强硅化角砾岩→硅化角砾状灰岩→硅化灰岩→正常灰岩，蚀变强度自上而为下弱→强→弱，蚀变种类为少→多→少，容矿岩石主要为硅化角砾状凝灰岩(或沉凝灰岩)，其次为硅化角砾状灰岩。此外，泥堡金矿em、中分布有零星的层控型小矿体，但规模小，走向与倾向上连续性差。

　　2金、硒相关性分析

　　泥堡金矿床9460勘探线的189件样品(个钻孔)由贵州省地质矿产中心实验室采用MEMS61四酸消解法，用HClO、HNO、HF和HCl进行消解，静置周后烘干，蒸至近干后的样品用HCl溶解定容，再用等离子体发射光谱仪(ICPMS)进行测试分析，经矫正各元素间的光谱干扰后，即为最终分析结果，分析误差优于3%。微量元素测试分析统计，(Se)为0.075×10～26.06×10，平均值2.03×10。

　　其中，件矿化样品中，(Se)为0.33×10～26.06×10，平均值2.66×10;15件非矿化样品中(Se)为0.075×10～9.62×10，平均值1.41×10。无论是矿化样还是非矿化样，(Se)远远高于地壳中硒丰度值0.05×10～0.09×10，(Se)平均是地壳中硒丰度值的～30倍。此外，矿化样中(Se)的平均值是非矿化样的1.89倍。

　　利用PSS软件对泥堡金矿床9460勘探线的189件钻孔样个微量元素测试分析结果进行聚类分析，具明显的个大类，一类为Zr、Hf、Nb、Ta、Th、Sn、Cu、Zn、、Co、Ni，Cu、Zn为亲硫元素，反映原生晕中分散硫化物的矿化，属硫化物矿化因子;、Rb、Th、Ta、Nb、Hf、Zr为亲石元素，反映热液与围岩间所产生的围岩蚀变，如硅化、绢云母化、碳酸盐化等;Co、Ni、Sn为亲铁元素，主要存在于磁铁矿中，此组元素代表金成矿过程之前的沉积成岩阶段，伴随深部热液运移过程中与围岩间的交代作用，产生围岩蚀变，同时，以发育黄铜矿、闪锌矿、磁铁矿等硫化物矿物为特征。一类为Au、Ag、As、Sb、Hg、Tl、、Se，反应Au在成矿作用过程中，与低温热液元素组合密切相关。

　　因子分析与聚类分析结果一致，Au、、Sb、Hg、Tl、Ag、、相关性最好，与众多学者研究成果基本一致，黔西南地区卡林型金矿土壤地球化学测量、水系物沉积测量及构造地球化学测量均表现为与成矿密切的元素组合形式为AuAsSbHgTl，该元素组合是成矿最有利的地方。同时，表现出与Li呈负相关，谭亲平在研究水银洞金矿微量元素特征也显示Au与Li呈负相关关系24。

　　研究表明Li同位素、流体、热液矿床三者之间存在某种既间接又密切的关系4041，郑禄林等认为泥堡金矿床是成矿流体的不混溶或混合作用，以及流体与围岩之间的水岩反应(碳酸盐化、硫化物化)可能是导致泥堡金矿床Au沉淀的主要机制33。泥堡金矿区Au与Li呈负相关性可能是温度的降低，流体不混溶作用使成矿流体中的Li不断的分离出来，也可能是后期阶段富含Li的流体与围岩的交代作用形成一系列的蚀变矿物(如伊利石)。

　　3Au、Se共存指示意义

　　Se与的地球化学性质相似，导致Se易进入硫化物的结晶格架，以类质同象替换的形式广泛存在于硫化物中。Au与Se均属亲硫元素，在热液中Au、Se易活化迁移，同时可结合形成金的硒化物或硫硒化物;还原性条件下，金主要以硫氢络合物形式迁移，当被取代，被取代，被Se取代，可生成HA(HS,HS或(HS,HS形式的Au络合物42。受海西期东吴运动作用，峨眉地慢热柱活动强烈且规模较大，在兴义-安龙-兴仁-贞丰一带形成泻湖潮坪前海台地相过度的古地理环境。

　　同时，峨眉地幔热柱活动产生的晚二叠世早期峨眉山玄武岩浆喷发强烈，有利于大量凝灰质沉积36。受峨眉地慢热柱活动，泥堡金矿床于茅口组与峨眉山玄武岩组(em)间形成了一套沉凝灰岩、含凝灰质粘土岩，且发育了大量沉积成岩期黄铁矿，表现为相对闭塞具还原性的环境。被认为是卡林型金矿Au在热液中运移的主要载体47，郑禄林33在研究泥堡金矿黄铁矿中硫同位素显示，同一黄铁矿中δ34核部(4.95‰～13.4‰)大于环带(5.24‰～8.48‰)，同时，黄铁矿复合体的ICPMS激光剥蚀面显示元素仅沿边缘带分布。表明泥堡金矿床中部分被Se取代，使得黄铁矿中δ核部大于环带。成矿热液期，部分被取代，被取代，被Se取代，Au很可能以HA(HS,HS或(HS,HS形式的Au络合物进行迁移。

　　热液中，温度是控制硒活动的重要因素，高温条件下更有利于硒置换硫，而在低温条件下形成的硫化物中含硒较少。但若硫少硒多，或硫作为硫酸根离子(Eh值高)参加到成矿作用中时，则有利于硒的独立矿物的形成[46]。硒在热液中的地球化学性质研究显示含、Se的水溶液中，温度高于00℃，和占主导地位[2]。泥堡金矿成矿温度集中于80～260℃，平均.82(据贵州省05地质队泥堡勘探报告矿石组合分析)，Eh值介于0.57～0.45间，多数为负值。表明泥堡金矿床中以独立矿物形式出现几率较小，而多以置换硫化物中的存在，与均可作为Au的主要载体。

　　成矿流体的沸腾作用以及成矿流体与浅部富氧水相混合是Au、Se共同富集的主要机制，氢氧同位素研究指出大气降水在硒型低温热液金银脉型矿床的矿石流体中居主导地位48。泥堡金矿床成矿流体中富含挥发组分3233，成矿流体来自于深部且混入变质水和大气降水，成矿作用经历了不混溶(沸腾)和混合作用33，表明泥堡金矿床具Au、Se共同富集的条件。Se的赋存状态可应用于某些矿床中推断成矿元素及成矿流体的迁移机制，如拉尔玛金矿、邛莫金矿、大水金矿中通过对Se的研究，认为成矿流体中Au以AuSe络合物的形式进行迁移[3];通过测定(Se判断成矿的物理化学条件以及判定成矿阶段，如谭毓雯[49]通过构建硫化物和硒化物的热力学关系相图，揭示了张家山金矿的物理化学环境，分析了Au的成矿阶段特征。

　　S/Se可作为硫化物形成环境的一个重要研究参数[19]，不同矿床的硫化物中Se的含量和S/Se值有所不同，可通过S/Se区分岩石、矿床及沉积物来源[20]，矿床中硫化物的S/Se值是一个重要的地球化学示踪剂，根据流体中具有不同的S/Se值，可判别成矿流体来源;Se具有74Se、76Se、77Se、78Se等多个稳定同位素，可根据含硒矿物、硒化物的矿体、围岩中Se同位素研究，判别矿床的来源、形成与演化[1718]。钱汉东等[43]早期对烂泥沟、紫木凼金矿床的雄黄、辉锑矿、辰砂电子探针分析显示：烂泥沟金矿的雄黄中(Se)最高可达0.233%，而辉锑矿与辰砂中则含量较低;紫木凼金矿的辰砂中(Se)最高可达4.688%，雄黄中最高可达0.42%，辉锑矿中则较低。

　　张立中和曹新志[50]在研究水银洞金矿床黄铁矿标型特征中显示(S)/(Se)<1.510，指示黄铁矿为热液成因。黔西南卡林型金矿的研究中对Se的重视程度不够，在对硫化物如黄铁矿、毒砂等做电子探针分析时大多忽略了Se的分析，或未更深入的剖析Se对Au成矿作用的影响。烂泥沟金矿、紫木凼金矿、水银洞金矿、泥堡金矿的黄铁矿、毒砂、辰砂、辉锑矿的电子探针或激光剥蚀ICPMS分析显示Se在不同硫化物中具一定程度的富集，暗示黔西南地区Se与Au在成矿作用中很可能存在某种成因联系。

　　黔西南卡林型金矿暂未系统开展过Se对该类型金矿成矿作用的研究，在后期工作或研究中是否可针对性地通过分析Se的赋存状态、Se同位素、S/Se比值来反演Au的迁移机制、成矿作用与成矿环境及成矿流体演化规律，为研究该区Au成矿作用与成矿环境及成矿流体演化规律提供间接性证据，丰富并完善黔西南卡林型金矿的成矿理论。结论黔西南卡林型金矿与元素组合密切相关，元素组合在黔西南卡林型金矿找矿过程中起着至关重要角色。热液活动阶段，硒呈类质同像进入硫化物晶格中是应用硒探索金矿床的地球化学理论基础，刘家军早期也提出硒可作为微细浸染型金矿的一个重要指示元素42，硒异常以及AuSe相关系数也是重要的地球化学信息标志。

　　通过泥堡金矿床微量元素聚类分析与因子分析显示Au、As、Sb、Hg、Tl、Ag、、Se相关性最好，Au、Se的正相关性表明泥堡金矿区Se与Au在成矿作用中可能具有一定的密切联系，这是首次提出Se可作为泥堡金矿Au的指示元素之一;黔西南地区不同金矿床的不同载金硫化物中显示了Se的不同程度的富集，在今后工作中随着对黔西南地区Au、Se的深入研究，Se也可能成为黔西南地区找金的指示元素之一。对泥堡金矿床中Au、共存指示意义探讨了该区Se以独立矿物存在的几率较小，多以置换硫化物中的存在;与Se均可作为的主要载体，Au很可能以HA(HS,HS或(HS,HS形式的Au络合物进行迁移;后期可通过对Se的赋存状态、迁移机制、同位素等相关研究，探讨Se对Au成矿过程中的作用，为研究黔西南地区Au成矿过程与成矿环境及成矿流体演化规律等提供间接性证据，丰富并完善黔西南卡林型金矿的成矿理论。

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　　作者：徐良易1,3，刘建中2,3*，李应辉，郑禄林3,4，李俊海1,3，王泽鹏1,3，杨成富1,3，陈发恩1,3，王大福1,3，宋威方3,4

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