滇东北矿集区茂租铅锌矿床热液白云石稀土元素特征

茂租铅锌矿床位于扬子地台西南缘,是滇东北矿集区内的一个大型矿床,矿体呈似层状产于震旦系灯影组白云岩中。矿石矿物以闪锌矿为主,次为方铅矿。脉石矿物主要为白云石、萤石和方解石。矿床的矿化蚀变分带明显,从围岩到矿体,矿化蚀变分带分别为:斑点状白云石化带、脉状白云石化带、星点状矿化带、细脉浸染状矿化带和矿体。白云石是该矿床的重要脉石矿物,除了震旦系灯影组的微晶-细晶白云石外,与成矿热液活动有关的白云石主要有斑点状白云石、脉状白云石和团块状白云石。文章对茂租铅锌矿床3种热液白云石及围岩灯影组白云岩的稀土元素地球化学特征进行了对比研究。结果表明:3种热液白云石与灯影组白云岩的稀土元素配分模式比较接近,总体上具有稀土元素总量低、轻稀土元素富集和Ce元素负异常的特征,这些相似的稀土元素特征表明3种蚀变白云石与围岩之间存在着成因联系。灯影组白云岩ΣREE含量较低,具有Eu元素负异常,而脉状和团块状热液白云石具有明显的Eu元素正异常,反映了存在较高温度的流体活动,热液蚀变白云岩是由高温热液流体形成。斑点状热液白云石Eu元素异常不太明显,可能是由于蚀变强度较弱,继承了原岩Eu元素负异常的特征。团块状白云石ΣREE和w(Y)、w(Sm)较高,表明有其他REE富集流体的加入。3种热液白云石是由高温流体形成,流体主要来源于地层,并有其他富含REE流体加入。     

陕西南郑马元铅锌矿床热液白云石地球化学

陕西南郑马元层控型铅锌矿床位于扬子板块北部碑坝穹隆构造的南缘,呈似层状产于震旦系灯影组角砾状白云岩构造带中。矿石矿物为闪锌矿、方铅矿,脉石矿物有白云石、石英、重晶石、方解石和固体沥青。矿区明显发育早期微晶脉状和晚期(成矿期)粗晶团斑状热液白云石。本文对马元铅锌矿床两类热液白云石及围岩的C、O、Sr同位素及稀土元素(REE)地球化学特征进行了对比研究。结果表明:早期脉状白云石的δ~(13)C(0.18‰)、δ~(18)O(-7.39‰)及~(87)Sr/~(86)Sr(0.70967)值与围岩震旦系白云岩大致一致,表明成矿流体中C、O、Sr来源于震旦系白云岩的溶解,稀土元素具明显的Eu正异常(δEu=1.78),可能反映了其形成于较强的还原环境。成矿期团斑状白云石δ~(13)C值(-2.51‰~0.93‰)与围岩震旦系白云岩(-3.2‰~1.33‰)一致,δ~(18)O值(-12.91‰~-10.95‰)较围岩(-9.2‰~-3.85‰)平均偏低5.7‰,且团斑状白云石具有较围岩白云岩高的稀土总量和~(87)Sr/~(86)Sr值,表明流体可能流经了具有高87Sr/86Sr值和高稀土总量的基底或上覆碎屑岩系,其较围岩偏低δ~(18)O值和Eu正异常(δEu=1.42)可能与流体具有较高的温度有关。早期脉状白云石可能与震旦系地层中封存的低温压实作用流体有关,晚期(成矿期)与团斑状白云石有关的成矿期流体可能主要与循环达基底的深部中低温流体有关。     

扬子地台西缘大梁子铅锌矿床成因:流体包裹体及同位素地球化学约束

扬子地台西缘大梁子铅锌矿床是川滇黔铅锌矿集区具代表性的大型矿床之一,矿体主要赋存于震旦系灯影组白云岩中,矿石矿物主要为闪锌矿和方铅矿,脉石矿物主要为白云石、石英和方解石。大梁子铅锌矿床可划分闪锌矿-黄铁矿-炭质、闪锌矿-方铅矿和方铅矿-黄铜矿-碳酸盐三个成矿阶段。H-O同位素及流体包裹体研究表明,成矿流体为中–低温(均一温度在117.5～320.3℃)及中-低盐度(盐度范围为5.11%～18.96%NaCl_(eqv))的盆地卤水,有机质参与成矿。灯影组白云岩与海相沉积碳酸盐岩具有相似的C、O同位素组成,而热液方解石C、O同位素组成均稍低于灯影组白云岩,可能是海相碳酸盐岩溶解与有机质共同作用的结果。矿区硫化物δ~(34)S值为9.8‰～20.8‰,结合成矿温度,S主要形成于灯影组海相硫酸盐的热化学还原作用。矿石硫化物的Pb同位素比值在Pb演化图解上主要落在上地壳与造山带之间,表明Pb具有壳源特征,成矿物质可能主要来源于围岩,部分来自于基底地层。热液方解石及闪锌矿的(~(87)Sr/~(86)Sr)i比值均高于围岩,表明成矿流体可能流经了具有高(~(87)Sr/~(86)Sr)i比值的基底地层,并与其发生水岩反应及同位素交换。综上,大梁子铅锌矿床成矿流体具有盆地卤水特征,盆地卤水在运移过程中萃取了基底及围岩中的Pb、Zn等成矿物质,成矿流体运移至矿区"黑破带"时,在有机质作用下发生TSR作用,形成还原S,导致Pb、Zn等金属沉淀成矿。     

扬子板块北缘马元铅锌矿床稀土元素地球化学研究

马元铅锌矿床是近年来在扬子板块北缘铅锌找矿的新突破。文章通过对马元铅锌矿床原生矿体中不同脉石矿物及矿区出露地层中稀土元素地球化学特征的研究,探讨了其成矿物质来源。马元矿区热液脉石矿物及出露的沉积地层稀土元素北美页岩标准化配分曲线总体呈比较平坦的特点,而且在Y-∑REE图解中呈线性分布,表明成矿物质主要来源于沉积地层。晚期方解石较早期热液白云石具有轻稀土元素总量高且相对富集的特点,表明二者是不同来源流体演化的结果。早期热液白云石在稀土元素总量(ΣREE)、轻、重稀土元素比值LREE/HREE以及在Y-∑REE图解上的分布等方面与灯影组白云岩比较接近,说明早期热液白云石主要来源于灯影组白云岩的溶解;而晚期方解石稀土元素总量明显高于灯影组白云岩而低于基底及古生代沉积碎屑岩系,晚期流体可能流经了具有高稀土元素总量的基底及沉积盆地中的碎屑岩系。矿区热液脉石矿物北美页岩标准化稀土元素配分曲线均显示出有较明显的Eu异常,表明成矿流体具有相对较高温(>200℃)和还原的环境。     

黔西北天桥铅锌矿床热液方解石C、O同位素和REE地球化学

利用连续流动质谱和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)对黔西北天桥铅锌矿床原生矿石中脉石矿物热液方解石C、O同位素组成和稀土元素含量进行了分析,结果表明热液方解石C、O同位素组成相对均一,不同标高方解石C、O同位素组成不具明显差别,其δ13CPDB和δ18OSMOW分别为-3.4‰～-5.3‰和14.7‰～19.5‰,在δ13CPDB-δ18OSMOW图上介于原始碳酸岩与海相碳酸盐岩之间。热液方解石总稀土元素含量较低(ΣREE=6.80×10-6～49.1×10-6),表现为轻稀土富集、Eu负异常的"M"型,其Eu/Eu*变化范围为0.30～0.55,与硫化物具有相似的稀土配分模式。根据热液方解石与蚀变围岩、远矿围岩及不同时代地层碳酸盐岩的C、O同位素组成和REE含量特征对比结果,结合前人研究成果,认为该矿床成矿流体具"多来源混合"特征,其中围岩碳酸盐岩为成矿流体提供了主要的C和REE来源,地层中膏岩海相硫酸盐岩为成矿流体提供了主要的S来源,而成矿流体中的水则主要为变质基底昆阳群等提供的变质水,并受到大气降水的影响。     

四川牦牛坪稀土矿床萤石Sr、Nd同位素对地幔成矿流体的指示意义

萤石是四川牦牛坪稀土矿床主要的脉石矿物之一，其形成贯穿了整个稀土成矿过程，因此同位素的研究对探讨萤石和稀土成矿流体的来源具有重要的价值。矿区6件萤石样品的Sr、Nd同位素组成没有明显差异，结合围岩（碳酸岩－正长岩，花岗岩）同位素组成特征研究表明，不同颜色、来自不同矿石类型、具有不同REE类型的萤石为同源产物，稀土成矿流体来源于富集地幔，与区内碳酸岩－正长岩岩浆活动密切相关。     

云南会泽铅锌矿床脉石矿物方解石REE地球化学

方解石是云南会泽铅锌矿床最重要的脉石矿物，原生矿石中三种产状（即团块状状、团斑状和脉状）方解石的REE含量、有关参数和配分模式都有一定的差异，但不同产状方解石之间以及同种产状方解石的REE地球化学特征具有连续变化规律。分析结果表明：矿区原生矿石中三种产状方解石为同源不同阶段形成的产物；矿床成矿流体具有多来源特征，地幔流体在成矿流体形成过程中具有重要作用；成矿流体在演化过程REE含量逐渐降低；成矿环境由相对还原向相对氧化变化。     

布拖小洞子萤石矿床稀土元素地球化学特征及意义

萤石经常以脉石矿物存在于各类金属矿床中,但以矿石矿物与金属矿物共存较为少见。布拖小洞子铅锌矿体和萤石矿体是赋存在震旦系灯影组不同部位的典型矿床,受四开-交际河断裂的次级断层带控制,是该区较为特殊,研究程度较低的一类矿床。其中萤石矿床产于与黑色燧石条带白云岩相关的断裂构造,矿石矿物以萤石为主。本文通过对震旦系灯影组下部萤石矿床开展稀土元素地球化学研究,结果表明轻稀土元素富集,重稀土元素略亏损,LREE/HREE介于0.96~1.61,(La/Yb)_N为1.19~3.23,稀土元素配分图表现出略微右倾的特征,具Eu正异常和Ce负异常特征。Tb/Ca-Tb/La、Y/Ho-La/Ho及La/Yb-∑REE等图解表明小洞子萤石矿床主要为同一体系不同阶段的热液产物,破碎带充填交代型矿床成因,其成矿物质来源与灯影组地层和峨眉山玄武岩热液有关。     

贵州紫云方解石矿床地球化学特征及成因研究

贵州紫云方解石矿床是在贵州西南部新发现的非金属矿床,方解石矿体呈脉状、透镜状和似层状产出。对紫云火山关、达则等方解石矿床开展同位素地球化学及微量元素、稀土元素研究,结果表明碳、氧同位素显示成矿物质来源于海相碳酸盐岩,成矿流体以富含HCO3-为主,大气水参与成矿,与岩浆作用关系不大。其中达则矿段相对于围岩,成矿物质具有较高的Sr、Zn和Ni含量,稀土元素配分曲线明显区别于围岩,δEu显示正异常等特征,暗示可能有深部流体参与成矿。火山关、打劳等其他矿段,矿体和围岩具有相似的稀土配分模式和∑REE变化规律,表明成矿物质来源于碳酸盐岩围岩。通过区域成矿作用比较,认为成矿时代可能属于印支—燕山期。     

扬子陆块北缘马元铅锌矿床成矿物质来源探讨: 来自C、O、H、S、Pb、Sr同位素地球化学的证据

呈层状、似层状产于震旦系灯影组角砾状白云岩层间构造带中的马元铅锌矿床是近年来在扬子陆块北缘铅锌找矿的新突破。文章通过碳、氧、氢、硫、铅和锶同位素地球化学特征研究,探讨了成矿流体和成矿金属来源。研究结果表明:矿石中热液脉石矿物的δ13CPDB为-4.24‰~0.93‰,δ18OSMOW为15.92‰~23.24‰,表明成矿流体中的CO2为震旦系碳酸盐岩的溶解成因。矿石中硫化物的δ34S变化于12.94‰~19.4‰之间;硫酸盐矿物的δ34S为32.2‰~33.48‰,表明还原硫主要来自地层中海相硫酸盐的还原。矿石硫化物的铅同位素组成均一,206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb分别为17.62~18.02、15.49~15.63和37.57~38.35,成矿金属可能主要来源于震旦系—志留系。脉石矿物石英流体包裹体的δDFI为-92‰和-113‰,如果取成矿温度200℃,根据δ18O石英值计算的相应流体包裹体的δ18O水为6.03‰~12.73‰,推测成矿流体可能起源于大气降水为主的盆地卤水,或为其他来源的流体与有机质反应形成。成矿流体87Sr/86Sr为0.70967~0.71146,高于赋矿围岩震旦系灯影组白云岩锶同位素比值(0.70890~0.70945),表明成矿流体流经了古生代地层(及基底),并与其中具有高锶同位素比值的碎屑岩、页岩和泥岩等进行了水岩反应及同位素交换。     

黔东铜仁地区寒武系热液白云岩特征及其成矿意义*

黔东铜仁地区寒武系清虚洞组和娄山关组中分布有多处热液白云岩,其形态包括块状、透镜状、角砾状等。通过露头及薄片观察、流体包裹体温度测定、稀土元素和锶同位素分析,笔者探讨了研究区不同类型热液白云岩的形成机制、热液性质与来源及其与铅锌成矿作用的关系。结果表明: (1)热液白云岩由中粗晶-巨晶鞍状白云石组成,形成温度为96~223 ℃,平均为155.86 ℃;盐度为8.28~16.15 wt% NaCl,平均为12.30wt% NaCl;具有轻稀土富集和Ce负异常特征,LREE/HREE为16.51,δCe为0.79, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr为0.708662。(2)块状和透镜状热液白云岩形成于交代作用较完全的环境,角砾状热液白云岩可能形成于水力破裂作用;白云石化流体可能来自包括震旦系碳酸盐岩在内的下伏地层,断层和裂缝为其运移通道。(3)白云石化流体与区域铅锌成矿流体温度、盐度和地球化学特征相近,来源相同或相似;热液白云岩中含有少量成矿物质,应形成于铅锌主成矿期前后。     

黔西南灰家堡金矿田热液方解石稀土元素与C-O-Sr同位素地球化学特征

为探讨灰家堡金矿田矿化剂和成矿物质来源,系统开展了热液方解石的稀土元素和C-O-Sr同位素研究。结果表明,热液方解石的稀土元素具有"上凸型"配分模式,低的(La/Sm)N值(0.003~0.580),较高的(Gd/Yb)_N值(1.21~15.73),Eu正异常,显示成矿流体的壳源特征;产于龙潭组(P3l)的矿体中的方解石δ13CPDB为-9.3‰~1.7‰(均值为-3.93‰);产于构造蚀变体(SBT)的矿体中的方解石δ¹³CPDB为-7.8‰~3.3‰(均值为1.04‰),C-O同位素组成介于地幔碳酸岩与海相碳酸盐岩之间,在δ¹³CPDB-δ¹⁸OSMOW图解上呈近水平分布,与矿体全岩及围岩碳同位素组成相似,表明成矿流体的C可能具有多来源特征。成矿流体与围岩之间的水-岩反应并未改变矿石的碳、氧同位素组成,流体-岩石相互作用不是导致热液方解石沉淀的主要机制,而更可能与CO₂的脱气作用有关;方解石的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值接近碳酸盐岩围岩、明显高于幔源物质的平均值,表明成矿热液中的Sr可能主要来自碳酸盐岩围岩。     

准噶尔盆地东部中二叠统幔源热液沉积白云岩*

准噶尔盆地东部吉木萨尔凹陷中二叠统芦草沟组,沉积于陆内裂谷背景下岩浆—热液活动强烈的咸化湖盆中。在芦草沟组中发现一类与湖底热液活动有关的幔源热液沉积白云岩,包括方沸钠长白云岩、硅质白云岩与含水铵长石钠长白云岩。作者对该类白云岩开展微米级尺度的岩相学研究,结合同位素地球化学研究,探讨成矿流体性质与详细成因机理。岩矿特征和同沉积变形构造指示白云岩形成于沉积期。白云石为有序性较差的原白云石,呈微米级球状、葡萄状晶体,与方沸石、水铵长石、钠长石及玉髓等热液矿物彼此镶嵌结晶,高温下发生了白云石对钠长石碎屑的交代作用;白云岩锶同位素(平均为0.705 687)显示成矿流体中幔源组分较多;白云岩具有重δ¹³ C_PDB (平均为6.94‰)和轻δ¹⁸ O_PDB (平均为-8.12‰)。基于成矿流体由幔源热液与湖水混合的假设,利用δ¹⁸ O_PDB计算估计,研究区白云岩的形成温度较普通云质岩高25~50 ℃。研究表明白云石为幔源热液喷出湖底后直接沉淀形成,并提出可能的成因模式。热液沉积白云岩是一种不可或缺的白云岩成因类型,研究成果对促进人们理解白云石的形成规律、推动完善成因岩石学理论具有重要意义。     

川西尔呷地吉Pb-Zn矿床方解石Sm-Nd等时线年龄及其地质意义

尔呷地吉中型铅锌矿床位于扬子地块西南缘川滇黔交界地带.矿体主要呈似层状、透镜状赋存于震旦系灯影组白云岩中,顶板为下寒武统筇竹寺组含炭质砂页岩.主要金属矿物为闪锌矿和方铅矿,Zn平均品位5.30%,Pb平均品位3.25%;主要非金属矿物为方解石和石英.矿石结构主要有自形晶结构、交代-侵蚀结构和固溶体分离结构,矿石构造主要有细脉-浸染状、块状和角砾状.矿床中铅锌矿化与硅化、沥青化和方解石化密切相关.对尔呷地吉Pb-Zn矿床成矿期8件与铅锌矿共生的方解石样品进行了Sm-Nd同位素体系研究,结果表明方解石的¹⁴⁷Nd/¹⁴⁴Nd值变化于0.058489~0.663246,¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd值变化于0.511852~0.512626,获得Sm-Nd等时线年龄为203±6 Ma （MSWD=1.2）,该年龄代表了尔呷地吉MVT Pb-Zn矿床的成矿年龄.尔呷地吉Pb-Zn矿床是典型的MVT Pb-Zn矿床,其矿床成矿作用与峨眉山玄武岩岩浆活动无关,与古特提斯洋闭合背景下的造山运动密切相关.     

四川盆地东南地区林1井灯影组鞍形白云石成因及其意义

对四川盆地东南地区林1井上震旦统灯影组鞍形白云石的岩相学特征和碳、氧、锶同位素特征及流体包裹体成分与温度进行研究,认为它属热液成因。研究区热液活动在岩相学上表现为充填状鞍形白云石,发育鞍形白云石线状充填晶洞。鞍形白云石共生矿物包括石英、沥青等。鞍形白云石δ18O值和δ13C值异常偏负,87Sr/86Sr值异常偏高,与围岩差异明显。鞍形白云石原生流体包裹体均一温度为270～320℃,明显超过了该井最高埋藏温度;流体包裹体的气相部分以CO2、CH4和N2为主,液相部分以H2O和CO2为主。这些特征表明,形成鞍形白云石的流体来自于基底的热液,灯影组白云岩受热液溶蚀改造而发育热液改造型白云岩储层,并有过油气成藏过程。     

南方震旦系灯影组热液白云岩化及其对储层形成的影响研究——以黔中隆起为例

我国南方地区,特别是四川盆地震旦系灯影组是我国当前高演化天然气勘探的热点,以黔中隆起为例,新揭示了其中发育的热液白云岩化现象,并探讨了其对储层形成的影响。研究区灯影组白云岩溶蚀孔洞或裂缝中见有白云石、石英、沥青充填,其中一种充填的粗晶白云石具有弯曲晶面、波状消光特征,在岩石学特征上初步反映热液成因。地球化学特征进一步揭示了这种热液成因。不同采样位置热液白云石样品中流体包裹体均一温度平均为157.5 ℃～205.8 ℃,最高为253.5 ℃。热液白云石具有较轻的氧同位素组成,δ¹⁸O_PDB 位于 -15.3‰～-8.6‰之间,平均值为 -11.2‰;较高的⁸⁷Sr/⁸⁶ Sr比值（0.709 445～0.713 131）,其平均值为0.710 843,在稀土元素组成上,热液白云石具有典型的Eu正异常的特点,δEu值为1.11～7.46,平均值为2.37。因此,灯影组热液白云石发育。热液活动对储层形成具有积极影响,主要体现在对充填在早期岩溶孔洞和构造裂缝中的白云石产生了溶蚀作用,溶蚀孔中见沥青充填,反映为油气运移通道和聚集空间。因此,热液溶蚀改造作用对我国南方地区震旦系灯影组及下古生界碳酸盐岩储层发育可能具有重要意义,值得加强探索研究。     

四川盆地高石梯—磨溪地区震旦系灯影组储层特征及主控因素

经过数十年的勘探,勘探家们在四川盆地高石梯—磨溪地区获得了万亿方级的探明储量。为研究高石梯—磨溪地区震旦系(≈埃迪卡拉系)灯影组白云岩储层特征及成藏主控因素,开展了岩芯观察、薄片鉴定、阴极发光分析、物性测试、扫描电镜观察、主微量元素和碳氧同位素分析、包裹体均一温度测试、沉积相带划分、宏观构造对成藏控制作用解析等。结果表明:(1)高石梯—磨溪地区灯影组四段发育优质白云岩储层,包括泥晶藻云岩、砂屑白云岩和晶粒白云岩。(2)灯影组四段优质储集层遭受了桐湾Ⅱ幕的大气淡水岩溶作用和埋藏期热液改造作用,溶蚀孔隙广泛发育,平均孔隙度为4.8%,平均渗透率为0.5×10-3μm2,为"低孔—特低渗"型储层。(3)有利相带、白云石化作用控制了优质储层的发育和分布,多分布于裂陷槽边缘的台缘带内,尤其是藻丘滩相白云岩为研究区的主力产气层;埋藏期的热液白云石化作用改善了其储集物性和孔隙结构,主要证据包括:裂缝和溶蚀孔洞中可见各种热液矿物、溶蚀孔洞和裂缝中充填的鞍状白云石具有典型的雾心亮边结构、氧同位素组成"偏负"、流体包裹体均一温度平均值高达175.7℃、高含Mn和阴极发光下发明亮红光等。该研究成果对拓展古老碳酸盐岩油气勘探具有重要理论意义。     

Geology and Isotope Geochemistry of the Yinchanggou-Qiluogou Pb-Zn Deposit, Sichuan Province, Southwest China

The Yinchanggou-Qiluogou Pb-Zn deposit,located in the western Yangtze Block,southwest China,is hosted by the Upper Sinian Dengying Formation dolostone.Ore bodies occur in the Qiluogou anticline and the NS-and NNW-trending faults.Sulfide ores mainly consist of sphalerite,pyrite,galena and calcite,with subordinate dolomite and quartz.Seventeen ore bodies have been discovered to date and they have a combined 1.0 million tons of sulfide ores with average grades of 2.27wt%Zn and 6.89wt%Pb.The δD_(H2O-SMOW) and δ~(18)O_(H2O-SMOW) values of fluid inclusions in quartz and calcite samples range from-68.9‰ to-48.7‰ and 7.3‰ to 15.9‰,respectively,suggesting that H_2O in the hydrothermal fluids sourced from metamorphic water.Calcite samples have δ~(13)C_(PDB) values ranging from-6.2‰ to-4.1‰ and δ~(18)O_(SMOW) values ranging from 15.1‰ to 17.4‰,indicating C and O in the hydrothermal fluids likely derived from a mixed source of metamorphic fluids and the host carbonates.The δ~(34)S_(CDT) values of sulfide minerals range from 5.5‰ to 20.3‰,suggesting that thermal chemical reduction of sulfate minerals in evaporates were the most probable source of S in the hydrothermal fluids.The ~(206)Pb/~(204)Pb,~(207)Pb/~(204)Pb and ~(208)Pb/~(204)Pb ratios of sulfide minerals fall in the range of 18.11 to 18.40,15.66 to 15.76 and 38.25 to 38.88,respectively.The Pb isotopic data of the studied deposit plot near the upper crust Pb evolution curve and overlap with the age-corrected Proterozoic basement rocks and the Upper Sinian Dengying Formation hosting dolostone.This indicates that the Pb originated from a mixed source of the basement metamorphic rocks and the ore-hosting carbonate rocks.The ore geology and C-H-O-S-Pb isotopic data suggest that the YinchanggouQiluogou deposit is an unusual carbonate-hosted,strata-bound and epigenetic deposit that derived ore-forming materials from a mixed source of the underlying Porterozoic basements and the Sinian hosting carbonates.     

Ore genesis of the Tianbaoshan carbonate-hosted Pb–Zn deposit,Southwest China: geologic and isotopic (C–H–O–S–Pb) evidence

The Tianbaoshan Pb–Zn deposit, part of the Sichuan–Yunnan–Guizhou (SYG) Pb–Zn metallogenic province, is located in the western Yangtze Block and contains 2.6 million tonnes of 10–15 wt.% Pb + Zn metals. Ore bodies occur as vein or tubular types and are hosted in Sinian (late Proterozoic) carbonate rocks and are structurally controlled by the SN-trending Anninghe tectonic belt and NW-trending concealed fractures. The deposits are simple in mineralogy, with sphalerite, galena, pyrite, chalcopyrite, arsenopyrite, freibergite, and pyrargyrite as ore minerals and dolomite, calcite, and quartz as gangue minerals. These phases occur as massive, brecciated, veinlet, and dissemination in dolostone of the upper Sinian Dengying Formation. Hydrogen and oxygen isotope compositions of hydrothermal fluids range from –47.6 to –51.2‰ and –1.7 to +3.7‰, respectively. These data suggest that H₂O in hydrothermal fluids had a mixed origin of metamorphic and meteoric waters. Carbon and oxygen isotope compositions range from –6.5 to –4.9‰ and +19.3 to +20.2‰, respectively. These compositions plot in the field between mantle and marine carbonate rocks with a negative correlation, suggesting that CO₂ in the ore-forming fluids had multiple sources, including the Permian Emeishan flood basalts, Sinian-to-Permian marine carbonate rocks, and organic matters in Cambrian-to-Permian sedimentary rocks. Sulphur isotope compositions range from –0.4 to +9.6‰, significantly lower than Cambrian-to-Permian seawater sulphate (+15 to +35‰) and sulphate (+15 to +28‰) from evaporates in Cambrian-to-Permian strata, implicating that the S was derived from host-strata evaporates by thermal–chemical sulphate reduction. ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb, and ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb ratios range from 18.110 to 18.596, 15.514 to 15.878, and 38.032 to 39.221, respectively, which plot in field of the upper crust Pb evolution curve, unlike those of Proterozoic basement rocks, Sinian dolostone, Devonian-to-Permian carbonate rocks, and the Permian Emeishan flood basalts, implying complex derivation of Pb metal in the ore-forming fluids. Geological and isotopic studies of the Tianbaoshan Pb–Zn deposit reveal that constituents in the hydrothermal fluids were derived from multiple sources and that fluid mixing was a possible metallogenic mechanism. The studied deposit is not distal magmatic–hydrothermal, sedimentary exhalative (SEDEX), or Mississippi Valley (MVT) types, rather, it represents a unique ore deposit type, named in this article the SYG type.