贵州普定纳雍枝铅锌矿矿床成因:S和原位Pb同位素证据

通过近五年(2011~2015)勘查实现找矿重大突破的贵州普定纳雍枝铅锌矿床,位于扬子陆块西南缘,五指山背斜南东翼北中部,是黔西北铅锌成矿区的重要组成部分。矿区内已发现20余个铅锌矿体,探获铅锌金属资源储量超135万吨,是川滇黔接壤铅锌矿集区贵州境内目前已发现和探明规模最大的铅锌矿床。主矿体多呈层状、似层状、透镜状和陡倾斜脉状产出,除了陡倾斜脉状矿体产于F7断层破碎带,其余(似)层状矿体均产于下寒武统清虚洞组和上震旦统灯影组白云岩中,与围岩产状一致,层控特征明显。其矿石类型主要有块状、角砾状、细脉状和浸染状等,矿石矿物以闪锌矿为主,其次为方铅矿和黄铁矿,脉石矿物以方解石、白云石为主,含少量石英,偶见重晶石。本次研究表明,该矿床硫化物δ~(34)S_(CDT)值介于15.94‰~25.49‰之间,均值为22.41‰(n=21),其中黄铁矿δ~(34)S_(CDT)值为22.06‰,闪锌矿δ~(34)S_(CDT)值为19.37‰~25.49‰,均值为23.17‰(n=17),方铅矿δ~(34)S_(CDT)值为15.94‰~19.70‰(n=3),均值为18.23‰。各类硫化物δ~(34)S值部分重叠,总体上不具有δ~(34)S黄铁矿δ~(34)S闪锌矿δ~(34)S方铅矿的特征,暗示硫同位素在硫化物矿物间的分馏未达到平衡。此外,矿石存有少量硫酸盐矿物(重晶石),暗示成矿流体的δ~(34)S3∑S值应高于硫化物的平均δ4S值(22.41‰),接近赋矿地层中海相硫酸盐岩的δ~(34)S值(22‰~28‰)。因此,成矿流体中的还原硫最可能为海相硫酸盐岩热化学还原的产物,来源于赋矿地层中的蒸发岩。应用飞秒激光剥蚀多接收器等离子体质谱法首次获得了纳雍枝铅锌矿中方铅矿原位Pb同位素数据,结果显示Pb同位素组成非常集中(~(206)Pb/204Pb=17.828~17.860,均值17.841,~(207)Pb/204Pb=15.648~15.666,均值15.659,~(208)Pb/204Pb=37.922~37.979,均值37.960,n=32),位于上地壳平均Pb演化曲线上,表明其成矿物质具壳源特征,可能来源于基底岩石。综合矿床地质、矿物学、S和原位Pb同位素数据,本文认为纳雍枝铅锌矿床S主要来源于其赋矿地层,Pb等金属元素主要来源于基底岩石,这两组流体的混合是导致其金属硫化物沉淀成矿的重要机制,成矿流体具后生、低温热液等特征,属于密西西比河谷型(MVT)矿床,很可能形成于燕山期,与右江盆地演化有关。     

贵州纳雍枝铅锌矿床地质、地球化学及矿床成因

纳雍枝铅锌矿床位于扬子陆块西南缘,是黔西北地区五指山背斜内近年来取得勘查突破的大型铅锌矿床(1.30Mt),也是川滇黔矿集区贵州境内目前发现的最大规模的铅锌矿床。矿体受层位和构造控制明显,呈似层状、脉状及透镜状产于五指山背斜南东翼穿层和顺层构造带内,赋矿围岩为下寒武统清虚洞组和上震旦统灯影组白云岩。无论是缓倾斜的似层状矿体,还是陡倾斜的脉状矿体,矿石中普遍发育角砾状、脉状、网脉状和浸染状构造,金属矿物主要为闪锌矿,次为方铅矿和黄铁矿,脉石矿物以白云石、方解石为主,次为石英和重晶石。研究结果显示,该矿床硫化物δ~(34)SV-CDT值变化范围较宽,介于4.7‰~22.8‰之间,平均16.68‰,多数集中在18‰~22.5‰之间,远高于赋矿白云岩的δ~(34)S_(V-CDT)值(7.3‰)。硫化物总体呈现δ~(34)S_(闪锌矿)δ~(34)S_(方铅矿)δ~(34)S_(黄铁矿),暗示S同位素分馏未达到平衡,成矿流体的δ~(34)S_(∑S)值应高于硫化物的平均δ~(34)S值(16.68‰)。因此,成矿流体中的硫主要来源于赋矿海相碳酸盐岩中的蒸发膏岩,是蒸发硫酸盐矿物热化学还原(TSR)作用的产物。硫化物具有正常Pb的组成特征,~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb及~(208)Pb/~(204)Pb变化范围分别为17.8240~17.9701、15.6364~15.7651和37.8956~38.3230,与赋矿白云岩Pb同位素组成略有不同,但壳源特征明显,很可能来源于区域基底岩石。综上认为,纳雍枝铅锌矿床兼具层控和断控成矿特征,成矿物质主要由壳源岩石提供,硫化物沉淀受控于富金属流体与富还原硫流体的混合作用,其形成是区域构造与大规模成矿流体耦合作用的结果,属于MVT矿床。     

纳雍枝铅锌矿床——贵州第一个大型铅锌矿床的发现和探明过程

纳雍枝铅锌矿床,位于贵州省中部普定县与织金县交界的五指山背斜南东翼,由北东向南西设置玉合、芦茅林、金坡和砂岩共4个矿权,2012-2015年4个矿权通过评审备案Pb+Zn资源量分别为35.29万t、37.79万t、44.49万t和53.29万t,总计170.86万t,是贵州省境内发现的第一个大型铅锌矿床,改写了贵州省没有大型铅锌矿床的历史。矿床从发现矿化线索到探明大体经历了3个阶段:第一,地表调查,发现矿化线索;第二,地质测量、面上矿点调查、工程验证发现断裂型小矿体;第三,转变找矿思路,探明了全隐伏、产出稳定、规模大的层控铅锌矿体。本文在总结纳雍枝大型铅锌矿床成矿背景和地质特征基础上,详细介绍了该矿床的发现过程、总结了找矿过程中的经验教训。     

贵州纳雍枝大型铅锌矿床成矿地质条件分析

纳雍枝铅锌矿床位于贵州中部五指山背斜南东翼,是贵州省境内发现的第一个大型铅锌矿床。本文利用矿床勘探和开发的最新地质资料,从成矿背景、构造、地层、岩性和岩相等方面分析了成矿地质条件。结果表明,五指山背斜控制了矿床的分布,区内与该背斜轴向近于平行的深断裂为成矿流体运移提供了有利通道,构造破碎带和地层层间破碎带为成矿提供了良好空间,赋矿地层下寒武统清虚洞组成矿元素高背景值为成矿提供了物质基础,地层中的白云岩和泥质白云岩为重要赋矿岩性,上部泥质白云岩(砂泥质层)+中部瘤状似瘤状白云岩或细-中晶白云岩+下上部泥质白云岩岩性组合是成矿的关键,有利矿化富集的地段是洼地微相、滩丘微相和过渡微相的急变带,沉积微相变化营造了良好的成矿环境。     

贵州纳雍水东铅锌矿床地质特征及找矿远景

纳雍水东铅锌矿床共圈定7处铅锌矿体,矿体严格受断裂控制,呈透镜脉状产出。铅锌矿体平均厚度为1.50m,平均品位Zn9.06%,Pb1.05%。估算锌铅金属资源(332+333)总量分别为7.91万t和0.92万t,为小型矿床规模。通过在区内多年的勘查工作,并结合区内的地球化学异常特征,系统地分析了铅锌矿床的矿床地质特征、矿体形态以及矿石特征,并论述了矿床成因及Pb-Zn-Ag-Cd找矿前景。     

贵州纳雍水东铅锌矿矿床地球化学特征

对贵州纳雍水东乡洗米沟、坟山脚一带灯影组地层中铅锌矿石采样,进行镜下观察和全岩主量、微量元素、稀土元素以及硫同位素地球化学研究。微量元素研究表明,矿床中N i、Mo、As、Sb等成矿元素富集明显,Sr、Ba、V等元素强烈亏损,认为早寒武世热水对铅锌矿源层进行了淋滤和改造;稀土元素研究表明,铅锌矿石稀土配分曲线向右倾斜,...     

贵州纳雍水东铅锌矿床石英包裹体特征及成矿温度研究

利用显微测温学的方法,对纳雍水东铅锌矿床中石英进行显微及包裹体测温研究。研究表明,石英的流体包裹体主要以气液相包裹体居多,纯液相次之。包裹体测温结果显示,成矿流体冰点温度为-12.5℃~0.1℃,均一温度变化范围为122.1℃~307.0℃,峰值范围为120℃~150℃,反映出中低温成矿的特征;流体盐度W(NaC leq)%变化范围为0.18%~16.43%,平均盐度7.05%;流体密度为0.8 g/cm3~1.02g/cm3,平均密度0.95 g/cm3;成矿压力为87.86×105Pa~351.94×105Pa,其对应的成矿深度为0.29 km~1.17 km之间,平均成矿深度为0.50 km。综合研究表明本区矿床为典型的中低温热液铅锌矿床,成矿流体呈现中低温、低盐度、中等密度、低压、浅成相的矿床成矿环境特征。     

小红石砬子铅锌(银)矿床成因：来自S-Pb同位素和元素特征的证据

小红石砬子铅锌(银)矿床是吉中-延边铜镍多金属成矿带中具有代表性的中型矿床,前人关于该矿床类型划分的观点有火山成因块状硫化物型(Volcanogenic Massive Sulfide, VMS)、中-低温热液脉型、喷流沉积-热液叠加改造型,这三种观点的争论严重制约了对该矿区及区域成矿和找矿的认识。本文选取该矿床中金属硫化物开展原位微量和S-Pb同位素分析,赋矿围岩开展全岩S同位素分析。闪锌矿Fe-Zn含量(4.48%～10.33%、53.67%～62.12%)与中温热液矿床一致(3.00%～10.00%、50.00%～60.00%,成矿温度约200℃),Zn/Cd比值(53.68～76.75)同样指示中低温成矿作用(高温：Zn/Cd>500;低温：Zn/Cd<250),Ga/Ge比值在lg(Ga/Ge)-T图解中,对应温度约为100～180℃,上述温度范围与前人测定的流体包裹体均一温度基本吻合(90～250℃)。闪锌矿Zn/Cd的比值(53.68～76.75)与Cd含量(7577×10^-6～11266×10^-6)特征与密西西比河...     

甘肃花牛山铅锌银矿床成因：来自原位S、Pb同位素及微量元素的约束

甘肃花牛山铅锌银矿床位于中亚造山带中段的甘肃北山地区。本文在详细的野外观察和室内鉴定的基础上,将花牛山铅锌银矿床成矿阶段划分为石英-毒砂-黄铁矿(第Ⅰ成矿阶段)和石英-多金属硫化物(第Ⅱ成矿阶段)两个阶段;进一步将黄铁矿划分为三种类型,分别为第一种类型的胶状黄铁矿(Py0)、第二种类型的热液叠加交代特征的黄铁矿(Py Ⅰ)及第三种类型的热液黄铁矿(PyⅡ)。黄铁矿、磁黄铁矿的原位硫同位素研究表明,成矿从早到晚硫化物δ~(34)S值呈递增的规律,具有逐渐向岩浆硫演化的趋势;胶状黄铁矿δ~(34)S值为-9.37‰～-8.10‰,具有沉积(生物成因)硫的特征;成矿第Ⅰ阶段硫化物δ~(34)S值为-9.03‰～-7.03‰,成矿第Ⅱ阶段硫化物δ~(34)S值为-5.77‰～-4.88‰,成矿阶段具有沉积硫与岩浆硫混合来源的特征。黄铁矿、磁黄铁矿的原位铅同位素研究表明,成矿期硫化物的~(206)Pb/~(204) Pb值、~(207)Pb/~(204) Pb值、~(208) Pb/~(204) Pb值以及μ、ω等铅同位素特征值组成范围较窄,铅源为与岩浆作用有关的壳幔混合来源,且与壳幔混合来源的晚三叠世花岗岩中长石铅及其控制的矽卡岩型金矿硫化物铅同位素组成类似。黄铁矿原位微量元素研究表明,胶状黄铁矿(Py0) Co/Ni和S/Se 比值分别为0.004～0.34和3.43 × 10~4～34.84 × 10~4,Se含量为1.558 × 10~(-6)～15.82 × 10~(-6),表现为沉积成因黄铁矿的特征。具有热液叠加交代特征Py Ⅰ的Co/Ni和S/Se 比值分别为0.05～3.38、0.05 ×10~4～5.38 ×10~4,Se含量为10.09 × 10~(-6)～1070 × 10~(-6),数值分布范围广,总体上有别于沉积成因黄铁矿,类似于热液成因黄铁矿的特征。热液黄铁矿(Py Ⅱ)的Co/Ni和S/Se 比值分别为0.60-68.88、1.46 × 10~4～9.15 × 10~4,Se含量为5.938 × 10~(-6)-35.91 × 10~(-6),表现为热液成因的特征。综上研究,认为花牛山矿床经历了南华纪-震旦纪沉积胶状黄铁矿形成期和晚三叠世岩浆热液成矿期,胶状黄铁矿在成矿过程中提供了部分硫,成矿金属物质主要来自晚三叠世岩浆成矿热液,并认为矿床成因为岩浆热液型矿床。     

滇东北富乐铅锌矿床微量元素和S-Pb同位素地球化学研究

富乐铅锌矿床位于我国西南川滇黔铅锌多金属矿集区的东南部,矿体呈层状、透镜状赋存于中二叠统阳新组白云岩中,受层间破碎带控制。该矿床铅锌金属资源量超过50万吨,铅锌平均品位大于15. 6%。碳酸盐岩围岩溶蚀、重结晶和热液角砾岩化是该矿床普遍发育的热液蚀变类型,是酸性热液流体与碳酸盐岩围岩化学反应的结果。热液白云岩在成矿期前、成矿期和成矿期后都可形成,晚期形成的热液白云岩往往会部分替换早期形成的白云石,热液沿裂隙充填过程中,会引起围岩重结晶作用,形成明显的蚀变晕。矿石中主要硫化物包括闪锌矿、方铅矿和黄铁矿,伴有少量的黄铜矿和黝铜矿,白云石和方解石是主要脉石矿物。矿石的主要构造有致密块状、浸染状、脉状和角砾状。本次工作在富乐矿床厘定出三种颜色闪锌矿,即黑色、红色和棕色。LA-ICPMS研究表明,三种颜色闪锌矿中Cd、Cu、Ga和Ge等元素不同程度富集,而Fe、Mn和In等元素有不同程度亏损。在LA-ICPMS时间分辨率剖面图中,上述元素均呈水平直线出现,与Zn和S等主要元素的含量曲线平行,表明它们可能以类质同象形式赋存于闪锌矿中。而Sb、Pb和Ag等元素在LA-ICPMS时间分辨率剖面图中,呈较大波动趋势,暗示这些元素可能以微细粒包体存在,这与显微观测发现闪锌矿中有方铅矿微小矿物颗粒相吻合。本研究初步认为富乐闪锌矿颜色可能是Ni、Cu、Tl、Ga、Hg、Fe和Cr等多种元素共同引起的,其中Ni、Cu和Ga使闪锌矿呈紫色,Cu使闪锌矿呈红色,Ga使闪锌矿呈黄色。三种颜色闪锌矿样品的硫同位素组成变化较小,其δ~(34)S值变化范围为12. 2‰～14. 6‰,具有富集34S特征,与二叠系海相硫酸盐的δ~(34)S值相似,暗示热化学硫酸盐还原作用(TSR)可能是该矿床HS~-或S~(2-)离子形成的主要机制。不同颜色闪锌矿的~(207)Pb/~(204)Pb、~(206)Pb/~(204)Pb和~(208)Pb/~(204)Pb值分别为15. 604～15. 737、18. 570～18. 732和38. 532～38. 667。大部分闪锌矿的Pb同位素组成与基底昆阳群浅变质岩石的Pb同位素组成相似,少量闪锌矿具有与峨眉山玄武岩和赋矿沉积岩相似的Pb同位素组成,表明富乐铅锌矿床的成矿金属主要来源于基底岩石,并可能受到沉积岩和玄武岩的影响。综上所述,本文认为富乐铅锌矿床是一个形成于挤压背景下、受层间构造控制的高品位、富分散元素后生碳酸盐岩容矿型铅锌矿床。     

贵州铜仁塘边铅锌矿床成因的流体包裹体和同位素证据

文章阐述了塘边铅锌矿床地质特征,首次对闪锌矿和成矿期方解石进行了流体包裹体测温和流体成分分析,测定了方解石碳氢氧同位素。结果显示,成矿流体温度范围较低,为92~193℃,盐度w(Na Cleq)相对较高,为8.9%~21.2%,流体包裹体阳离子主要为Ca2+、Mg2+、Na+、K+等,阴离子主要为Cl-、NO-3、F-、Br-等;气相成分主要为N2、H2O、CO2、O2及少量的还原性气体。方解石的δ13CV-PDB介于-0.5‰~1.5‰,δ18OV-SMOW值介于21.2‰~25.1‰,δDV-SMOW值为-93‰~-57‰,成矿流体的中的δ18O流体值为8.8‰~12.7‰,提出成矿流体具多来源特点,碳来源于围岩。结合前人研究成果认为,矿床成因属MVT型铅锌矿床,矿床形成与湘黔断裂带演化密切相关。     

滇西兰坪金顶铅锌矿床精细刻画矿化过程：来自硫化物原位微量元素和S-Pb同位素的证据

金顶铅锌矿床位于中国西南中新生代兰坪盆地,是亚洲第二大铅锌矿床,其巨大的储量和复杂的地质成矿史吸引了众多学者的研究,但在矿床成因和矿化过程的精细描述等方面仍存在较大争议。本文通过详细的野外地质调查并结合硫化物的LA-(MC)ICP-MS微量元素和硫、铅同位素分析对该矿床进行了详细解剖。金顶铅锌矿床的含矿地层为景星组砂岩、云龙组含砾砂岩及灰岩角砾岩。成矿过程可分为2个主要阶段：第Ⅰ阶段早期为浸染状的黄铁矿-白铁矿-闪锌矿-方铅矿,晚期硫化物呈块状且出现天青石;第Ⅱ阶段为闪锌矿-方铅矿-黄铁矿-天青石-重晶石-方解石-石膏阶段。成矿过程中硫化物的原位微量元素和S-Pb同位素表现出规律演化特征。主要金属元素除了以简单的类质同象形式赋存于闪锌矿中,Zn²⁺与微量元素存在4Zn²⁺?2Fe²⁺+Ge⁴⁺、2Zn²⁺?Fe²⁺+Mn²⁺、3Zn²⁺?In³⁺+Sn³⁺等复杂的替代关...     

铅锌矿床中矿石铅同位素研究

铅同位素研究一直以来是矿床成因研究的重点，岩石和矿物中Pb同位素组成显示出极复杂的变化模式，反映了它们各自的特殊地质历史。铅同位素研究的目标就是解释这些模式，并揭露这些含铅的矿石和岩石的地质历史，从而为矿床成因研究和找矿预测提供理论依据。本文主要探讨铅同位素在铅锌矿床研究中的应用。从成矿时代的测定、成矿物质来源的示踪和找矿评价等方面进行介绍。     

云南东川大笑铅锌矿床成矿物质来源：S和Pb同位素制约

位于扬子板块西南缘的云南东川大笑铅锌矿床,赋存于中—新元古代昆阳群黑山组泥质白云岩中,呈脉状、透镜状或似层状产出。该矿床矿石矿物主要为方铅矿,闪锌矿和黄铁矿次之,脉石矿物主要有方解石、白云石和石英。矿石矿物具有粒状、交代等结构,矿石具有块状、脉状、浸染状等构造,具有后生热液成矿特征。方铅矿的δ³⁴S值介于+6.1‰～+8.5‰,明显高于幔源岩浆硫的δ³⁴S值(-3‰～+3‰),但位于赋矿中-新元古代变质岩/流体的δ³⁴S值(-20‰～+20‰)范围内,所以不能排除赋矿地层的贡献。此外,与上覆震旦—二叠系沉积岩中海相硫酸盐矿物的δ³⁴S值(+11.8‰～+28.3‰)相比,该矿床硫化物的δ³⁴S值要明显低的多,但硫酸盐热化学还原作用(TSR,能产生高达+15‰的分馏)可以形成大笑铅锌矿床硫化物的S同位素组成特征,所以也不能排除上覆地层蒸发膏岩(层)的贡献。因此,最合理的解释是该矿床成矿流体中的S由赋矿地层和上覆地层共同提供,而TSR在还原S的形成中扮演了重要角色。单颗粒方铅矿的P...     

硼同位素在矿床学中的应用研究

硼在自然界有两种稳定同位素11B和10B,常采用δ(11B)/10-3来表示不同地质体的同位素组成。由于硼同位素在不同地质体中的分馏作用大,在较大温度范围内岩浆-热液流体中的高活动性和化学性质稳定等方面的优势,使硼同位素在地球科学研究中的作用越来越广泛。控制硼同位素分馏的主要因素是硼源。一般情况下,非海相的硼酸盐矿物和与之相关的电气石的δ(11B)值为负值,而在某些盐湖卤水和与海相环境有关的硼酸盐矿物的δ(11B)值则为正值。目前,硼同位素示踪主要应用于块状硫化物矿床、与花岗岩有关的热液矿床以及盐湖矿床的研究。随着硼同位素分馏机制及其在不同环境地质样品中分布特征的深入研究,硼同位素在解决矿床的成矿物质来源、矿床成因和成矿作用等方面将发挥更大的作用。     

硫同位素在岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床成因研究中的应用

岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床形成的重要过程是硫化物熔体的熔离,而关键在于成矿岩浆中硫的过饱和。判断岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床中硫来源最直接有效的方法就是研究其硫同位素特征。当矿床的硫同位素值超出了地幔硫同位素的组成范围,揭示了壳源硫的混入。如果矿床硫同位素值δ³⁴S落入地幔值的范围内,则需要结合围岩硫同位素组成、并考虑岩浆房中是否发生了硫同位素交换反应来进一步判断是否有围岩硫的加入。异常的Δ³³S值主要出现在太古宙沉积硫化物中,利用δ³⁴S与Δ³³S相结合可识别样品中是否存在太古宙岩石中来源的硫;然而,一些太古宙岩石中硫化物Δ³³S值也可以在0‰附近;在一些后太古宙岩石的硫化物中也发现了异常的Δ³³S值;因此在根据Δ³³S值来判断S是否来源于太古宙岩石时应谨慎。仔细测定围岩和潜在的混染源的硫同位素组成对于准确评价岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床中S的来源是非常关键的。硫同位素和其他同位素如镍同位素、铜同位素、铁同位素相结合也许对于认识岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床中成矿物质来源及成矿岩浆演化过程能够提供新的思路。