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。     

湘西花垣铅锌矿田成矿物质来源的C、O、H、S、Pb、Sr同位素制约

花垣地区铅锌矿床有望成为中国最大的铅锌矿床,也是铅锌矿资源储量超过千万吨的世界级超大型矿床之一。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。测试结果显示,花垣地区铅锌矿床主成矿期方解石样品的δ~(13) CPDB值范围为-2.71‰~1.21‰,δ~(18) OSMOW值范围为16.09‰~22.48‰,该地区铅锌矿床成矿流体中的碳主要来源于海相碳酸盐岩的溶解作用。花垣矿区的围岩的δ~(13) CPDB值范围为0.29‰~1.05‰,δ~(18) OSMOW值范围为21.33‰~23.89‰,为沉积成因海相碳酸盐岩。矿石中硫化物的δ~(34) S变化于24.93‰~34.66‰之间,重晶石δ~(34) S为32.78‰~34.22‰,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,~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb和~(208)Pb/~(204)Pb分别为17.999~18.919、15.554~15.798和38.088~38.576,铅模式年龄为437~534Ma,成矿金属可能主要来源于奥陶系—寒武系。方解石和闪锌矿样品中流体的δD_(SMOW)变化于-91.1‰~-15‰之间,δ~(18) Ofluid变化范围为-4.1‰~8.75‰,矿床成矿流体的主要来源是建造水和大气降水。成矿流体与围岩的水-岩反应是导致该区铅锌矿床中方解石和闪锌矿矿物沉淀结晶的主要机制。成矿流体~(87)Sr/~(86)Sr为0.70906~0.71022,高于赋矿围岩寒武系清虚洞组灰岩锶同位素比值0.70886~0.70921,表明成矿流体流经了清虚洞组下伏地层,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。     

湘西花垣李梅铅锌矿床C、O、S、Pb同位素特征及成矿物质来源

李梅铅锌矿床位于扬子地块的东南缘,是湘西-鄂西成矿带花垣矿田中较早发现的超大型铅锌矿床之一,矿体呈层状、似层状产于寒武系清虚洞组藻灰岩中。文章通过对其进行C、O、S、Pb同位素地球化学及流体包裹体激光拉曼的研究,探讨了成矿流体和成矿物质的来源及演化。研究结果表明:成矿期热液方解石的δ~(13)CPDB为-2.79‰~1.11‰,δ~(18)OSMOW为14.59‰~23.05‰,表明成矿流体中的CO_2主要来自于寒武系碳酸盐岩的溶解,部分成矿期及成矿后的热液方解石与有机质的热化学还原作用有关。激光拉曼研究显示包裹体气相成分中含大量的CH_4、H_2S、N_2及其他烃类,推测已经演化到高成熟阶段的有机质可能以古油气藏的形式参与了成矿作用,闪锌矿中气态含碳质沥青包裹体的出现暗示有机质的热化学还原反应参与了铅锌成矿过程。矿石中硫化物的δ~(34)SCDT值为+26.30‰~+34.66‰,平均值为+30.52‰,表明还原S主要来自成矿流体中海水硫酸盐充分的热化学还原作用。矿石硫化物的Pb同位素组成变化范围较小,~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb、~(208)Pb/~(204)Pb分别为17.999~18.235、15.584~15.789、38.147~38.576,推测成矿物质主要来源于元古界浅变质基底板溪群和寒武系下统牛蹄塘组黑色页岩,部分来自于清虚洞组赋矿围岩。     

云南会泽铅锌矿田成矿物质来源：Pb、S、C、H、O、Sr同位素制约

云南会泽铅锌矿田是我国著名的超大型特富铅锌矿田之一,由相距3公里的矿山厂和麒麟厂两个独立的矿床组成,Zn Pb 金属量超过五百万吨,矿石品位在25%至35%之间。为确定矿床成矿流体和成矿金属来源,本文系统研究了矿床的 Pb、S、C、O、H 和 Sr 同位素组成特征。矿石硫化物的铅同位素组成均一,~(206)Pb/~(204)Pb,~(207)Pb/~(204)Pb 和~(208)Pb/~(104)Pb 的变化范围分别为18.251～18.530,15.663～15.855和38.487～39.433,与围岩碳酸盐岩中浸染状黄铁矿一致,与碳酸盐地层相近,在~(208)Pb/~(204)Pb-~(206)Pb/~(204)Pb 图上显示明显的线性关系,表明铅同位素组成相近的碳酸盐围岩地层提供了成矿物质。矿石硫化物的δ~(34)S 变化范围为10.9‰～17.4‰,多数集中于13‰～17‰,表明还原硫主要来自地层中海相硫酸盐的还原,还原方式为热化学还原,下伏页岩、碎屑岩和泥质岩中的有机质在硫酸盐还原过程中发挥了重要作用。三种不同产状的脉石矿物方解石的碳氧同位素组成均一且没有明显差别,δ~(13)C 变化范围为-2.1‰～-3.5‰,δ~(18)O 为16.8‰～18.6‰。脉石矿物方解石中流体包裹体水的δD_(FI)为-50‰～-60‰,取温度为200℃计算包裹体水的δ~(18)O_(H_2O)值为7.0‰～8.8‰。碳、氧和氢、氧同位素研究结果表明,成矿流体为来自下部上升的变质流体,由于下伏页岩、碎屑岩和泥质岩中有机质的参与,成矿流体具有低的δ~(13)C和δD_(FI)值,在上升过程中与围岩发生了同位素交换。矿石中黄铁矿、闪锌矿和方解石的初始锶同位素组成(~(87)Sr/~(86)Sr)_i值的变化范围为0.714～0.717,赋矿围岩中未蚀变白云岩的初始锶同位素组成(~(87)Sr/~(86)Sr)_i值为0.7083～0.7093,明显低于蚀变白云岩(0.7106),表明成矿流体具有高的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i比值。相对围岩碳酸盐岩而言,下伏地层中的页岩、碎屑岩和泥质岩往往具有高得多的~(87)Sr/~(86)Sr,因此,流经或者起源于这些地层的流体具有高的锶同位素比值。     

湘中锑(金)矿床成矿物质来源——Ⅱ.同位素地球化学证据

文章从碳、氢、氧、硫、铅、锶等同位素地球化学方面探讨了湘中锑金矿床的成矿物质与成矿流体来源。研究表明：湘中盆地中锑矿床的碳、硫等矿化剂主要来源于基底地层，而盆地边缘锑（金）矿床的碳、硫等矿化剂来源于深部岩浆作用；Au,Sb等成矿物质都来源于基底碎屑岩；成矿流体主要为大气降水。     

湘中龙山Au-Sb矿床成矿物质来源——来自S、Pb和Sr同位素证据

龙山Au-Sb矿床是湘中Au、Sb矿集区的代表性矿床,本文对其不同类型矿石、矿区围岩和区域地层进行了S、Pb、Sr同位素组成对比研究。矿石中硫化物的δ³⁴S值为-3.0‰～5.1‰,平均值2.3‰;矿区围岩的δ³⁴S值为4.0‰～5.9‰,平均值5.2‰;区域地层的δ³⁴S值为9.3‰～13.3‰,平均值11.3‰。矿石与矿区围岩、区域地层的硫同位素组成差别较大,矿石硫具岩浆来源特征。矿石中硫化物的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb比值分别为16.992～18.457、15.392～15.722和37.586～38.960,矿区围岩的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb比值分别为17.630～...     

西藏邦铺铅锌矿床S、Pb、C、O同位素组成及成矿物质来源研究

邦铺铅锌矿床系邦铺钼铜矿区斑岩矿化体外围形成的矽卡岩型铅锌矿床;矿石品位较富,成矿元素以铅锌为主,基本不含铜。文章以矿床中主要金属硫化物为研究对象,采用S、Pb同位素研究方法对矿床成矿物质来源进行探讨。结果表明,矿石金属硫化物δ34S值分布范围较宽,但主要集中于-3.7‰～-0.7‰之间,具塔式分布特征,硫主要来源于岩浆;矿石铅同位素组成稳定,为正常普通铅,矿石铅的高μ值(大于9.58)及构造环境演化图解中样品点的分布特征指示矿石铅主要来源于上地壳物质。与驱龙外围知不拉、甲玛矽卡岩矿体对比研究发现,3个矿床硫均为岩浆来源;而金属物质来源空间上则显示出一定的规律,驱龙—甲玛—邦铺矿集区由南向北壳源物质的混染作用不断增加;大理岩及方解石碳-氧同位素组成特征显示矿床成矿流体中碳源主要来自于岩浆,碳酸盐岩地层提供了部分成矿物质。     

会泽铅锌矿床Pb、Zn成矿物质来源探讨

长期以来,有关会泽铅锌矿床的Pb、Zn成矿物质来源问题存在较大的争论。作者从成矿金属元素地球化学特征、Sr和Pb同位素组成特征出发,全面阐述了会泽铅锌矿床的Pb、Zn成矿物质来源。指出：成矿金属则是来自多方面的,它不仅来源于从震旦系到二叠系碳酸盐岩地层,而且来源于基底岩石（如昆阳群）和峨眉山玄武岩。因此,成矿物质具有多源性。     

湖南花垣铅锌矿床成矿物质来源与成矿机制——来自S、Pb、Sr同位素的证据

湖南花垣铅锌矿床位于扬子地台东南缘,是湘西—黔东地区最典型的超大型铅锌矿床,已探明铅锌储量超过500×10~4t,其预测资源量逾1800×104t。报道了该矿床主要矿石硫化物的S、)Pb同位素研究成果,结合前人的Sr同位素数据,分析了矿床的成矿物质来源,并探讨了成矿机制。硫化物的δ~(34)S值变化范围较小,为24.5‰~34.7‰,平均值为30.2‰,硫来源于各时代碳酸盐地层中硫酸盐热化学还原作用(TSR),有机质在还原反应过程中发挥了重要作用;硫化物的~(206))Pb/~(204))Pb、~(207)Pb/~(204)Pb、~(208)Pb/~(204)Pb值分别为18.139~18.678、15.691~15.832、38.300~39.255,变化范围较小,具有上地壳来源的特点,赋矿地层下部具有高)Pb-Zn含量的地层为成矿提供了大量的金属物质;闪锌矿的~(87)Sr/~(86)Sr值变化范围为0.70915~0.70996,高于赋矿地层清虚洞组灰岩的Sr同位素比值(0.70885~0.70909),表明成矿流体可能流经围岩及基底地层,从而引起Sr同位素比值因混染作用而升高;矿石矿物的沉淀机制为2种流体的混合,即含金属物质的成矿溶液与富含有机质、硫酸盐的热水溶液在合适的部位汇合,并发生反应。     

川滇黔地区典型铅锌矿床成矿物质来源分析:来自S-Pb同位素证据

川滇黔铅锌矿集区位于扬子地块西南缘,发育有400多个矿床(点),铅锌矿石储量超2亿t,Pb平均品位(质量分数)达5%,Zn平均品位达10%。矿体主要呈似层状、脉状赋存于震旦系—二叠系碳酸盐岩地层中,为碳酸盐岩容矿后生铅锌矿床。文中通过综合分析川滇黔矿集区21个典型矿床的S-Pb多元同位素数据,示踪成矿元素主要来源,并为进一步找矿提供指导。研究区大部分铅锌矿床硫化物的δ34S值介于9.0‰~28.6‰之间,与震旦系—二叠系地层中海水硫酸盐δ34S值(+8.0‰到+38.7‰)相似,暗示研究区铅锌矿床硫化物中的S主要来源于赋矿地层中海水硫酸盐,TSR作用是还原硫的主要生成机制。部分矿床中,含硫有机质热解可能是还原硫的另外一种生成机制。该区硫化物Pb同位素组成显示4种不同的成矿物质来源模式:(1)唐家等矿床Pb主要来源于基底岩石;(2)金沙厂、乐马厂、乐红等矿床Pb主要来源于基底富放射性成因Pb的岩层及盖层沉积岩中富有机质地层;(3)会泽、天宝山、茂租、银厂沟、大梁子、云炉河、毛坪、富乐、杉树林、天桥等矿床Pb主要来源于基底岩石和沉积盖层中多源流体的混合,峨眉山玄武岩可能提供少量成矿物质;(4)青山、赤普、银厂坡、筲箕湾、板板桥等矿床Pb主要来源于沉积盖层,基底岩石提供了部分成矿物质。典型矿床的S-Pb同位素组成特征表明成矿物质具有混合来源的特征。     

扬子板块北缘马元铅锌矿床两类矿石地球化学特征及其对成矿作用的制约

对马元铅锌矿白云石-硫化物型和重晶石-硫化物型矿石中的热液矿物白云石和重晶石的同位素和稀土元素地球化学特征对比研究表明,白云石的δ~(13)CPDB为-2.51×10-3~0.93×10-3,δ18OSMOW为17.55×10~(-3)~23.24×10~(-3),说明成矿流体中碳、氧来源于震旦系碳酸盐岩的溶解;锶同位素组成(0.711 46)表明Sr来源以壳源锶为主,可能与富放射性锶的上覆碎屑岩或下伏基底变质火山岩有关;稀土元素具有明显的正Eu异常(δEu平均为1.415),表明白云石-硫化物型矿化流体具有盆地中循环热卤水特点。重晶石的硫同位素(平均为33×10~(-3))具有富重硫且分布均一的特点,暗示硫可能来源于富集重硫的单一海相硫酸盐;Sr同位素(0.709 18~0.709 71)特征表明其来源以海水锶为主,有少量壳源锶加入;稀土元素具有明显负Ce异常(δCe平均为0.255)和正Eu异常(δEu平均为1.43),表明重晶石--硫化物型矿化有关的流体可能是海水(或大气降水)与盆地循环热流体混合的结果。白云石--硫化物型矿石和重晶石-硫化物型矿石的沉淀可能是盆地中循环热卤水与海水(或大气降水)两种端元组分以不同比例混合的结果。     

云南武定迤纳厂铁-铜-金-稀土矿床成矿物质来源——来自矿床地质与S、Pb、H、O同位素的制约

武定迤纳厂铁铜金稀土矿位于我国云南省中部,扬子板块西缘,康滇地轴云南段。根据矿物组合、围岩蚀变和矿化特征等方面的差异,可将其蚀变矿物组合划分为铁稀土长石硅酸盐组合和铜金石英碳酸盐组合两类,前者发生在矿化中前期,后者发生于矿化后期。铁铜稀土长石硅酸盐组合又可划分为磁铁矿钠长石稀土组合和黄铜矿钾长石石榴子石黑云母组合。分别对黄铜矿钾长石石榴子石黑云母组合中的黄铜矿、萤石,铜金石英碳酸盐组合中的黄铜矿、萤石、石英、方解石开展了S、Pb、H、O同位素的示踪研究。两组黄铜矿的δ34SCDT(‰)值变化范围为-0.44‰~+4.07‰,集中于0值附近,说明其具有单一岩浆来源。后一组黄铜矿单矿物的δ34SCDT(‰)值稍高于前一组合。第一组黄铜矿的Pb同位素组成较为均一,206Pb/204Pb比值范围为37.684~51.112,207Pb/204Pb比值范围为16.939~17.875,208Pb/204Pb比值范围为40.116~41.984,表明其来源单一;而第二组黄铜矿的Pb同位素组成则相对分散且具线性趋势,206Pb/204Pb比值范围为19.523~356.740,207Pb/204Pb比值范围为15.853~41.182,208Pb/204Pb比值范围为39.411~42.010,表明其为混合来源。前一组合中的萤石单矿物δ18OV-SMOW值介于+9.30‰~+10.80‰之间,δDV-SMOW值介于-63.20‰~-80.20‰之间,表明其更具岩浆水性质;后一组合中的石英单矿物δ18OV-SMOW值介于+15.20‰~+18.10‰之间,δDV-SMOW值介于-47.70‰~-91.20‰之间;方解石单矿物δ18OV-SMOW值介于+17.00‰~+19.60‰之间,δDV-SMOW值介于-66.10‰~-98.20‰之间,表明其更具有变质水的特征。     

扬子板块北缘马元铅锌矿地球化学特征及成矿机制探讨

位于扬子板块北缘的马元铅锌矿呈似层状产于震旦系灯影组角砾状白云岩中,矿石矿物为闪锌矿、方铅矿,脉石矿物有白云石、重晶石和少量石英、萤石、方解石等。本文着重对主要矿石及脉石矿物的锶、硫同位素和稀土元素地球化学特征进行对比研究,以探讨其成矿机制。早期沉淀产物闪锌矿流体包裹体及白云石的~(87)Sr/~(86)Sr比值为0.71111~0.71241,表明Sr来源以壳源锶为主;晚期重晶石~(87)Sr/~(86)Sr比值为0.70918和0.70971,表明重晶石中的锶主要来源于海水锶,有少量壳源锶加入。早期产物白云石、闪锌矿和方铅矿的稀土元素具有类似热卤水特征的明显正Eu异常(去掉特高值后平均值为1.99),而晚期重晶石则具有类似海水特征的负Ce异常(0.26)。硫同位素表现出富重硫(δ~(34)S12‰)的特点,表明硫可能主要来源于海相硫酸盐。还原硫的形成机制为硫酸盐的热化学还原作用,有机质如甲烷可能充当了还原剂。闪锌矿、方铅矿及重晶石的δ~(34)S值各自集中分布在较小的范围内且同位素分馏达到平衡,暗示金属、还原硫和硫酸根可能是同一成矿流体搬运的。矿质沉淀机制可能是地层中循环的富含放射性锶以及多种金属元素的成矿热卤水与下渗的海水(或大气降水)混合导致的。早期沉淀白云石、闪锌矿以及方铅矿的流体以热卤水为主,晚期与重晶石沉淀有关的流体则具有相对富含海水(或大气降水)的特点。     

湘南宝山铅锌矿床硫、铅、碳、氧同位素特征及成矿物质来源

宝山铅锌矿床是湘南地区代表性矿床之一。宝山铅锌矿床的成矿作用与156~158 Ma的宝山花岗闪长斑岩密切相关。花岗闪长斑岩主要由古老地壳部分熔融而成。为确定成矿物质来源,文章系统研究了宝山铅锌矿床的硫、铅、碳、氧同位素组成特征。矿床中硫化物黄铁矿、闪锌矿、方铅矿的δ34S值呈狭窄的塔式分布,变化在-2.17‰~6.46‰之间,平均值为3.13‰。δ34S值总体表现为δ34S黄铁矿δ34S闪锌矿δ34S方铅矿,表明硫同位素分馏基本达到了平衡。矿石、花岗闪长斑岩和赋矿地层硫同位素对比研究表明,矿石中的硫主要由岩浆分异演化而来,岩浆中的硫主要来自古老地壳。矿石206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb比值分别为18.188~18.844、15.661~15.843和38.562~39.912,赋矿地层206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb比值分别为18.268~19.166、15.620~5.721和38.364~39.952。矿石铅同位素组成比地层中的更富放射性成因铅,矿石中部分铅来自宝山花岗闪长质岩浆,在成矿流体运移过程中有部分地层铅参与了成矿,岩浆中的铅主要来自古老地壳。热液方解石的碳、氧同位素组成介于岩浆和赋矿碳酸盐岩的碳、氧同位素之间,主要是由于岩浆流体和碳酸盐岩不同比例的水岩反应所致,测水组有机碳的加入造成了部分热液方解石δ13CPDB值偏低。     

滇西镇康水头山Pb-Zn矿床成矿流体及矿质来源探讨——H、O、S、Pb同位素地球化学证据

滇西镇康水头山Pb-Zn矿床是保山地块镇康Pb-Zn-Fe-Cu多金属矿集区内又一重要找矿成果。矿体呈似层状、透镜状产于上寒武统保山组大理岩化灰岩中,呈NEE向顺层产出,矿石矿物主要为闪锌矿和方铅矿,偶见黄铜矿和黄铁矿等;脉石矿物主要有白云石、绿泥石、方解石、石英和绢云母等。本文基于对矿床地质特征的详细研究,结合矿床H、O、S、Pb同位素组成,对其成矿流体和矿质来源进行了探讨,同时与毗邻的芦子园超大型Pb-Zn-Fe-Cu多金属矿床进行了对比。研究表明:该矿床石英的δD值介于-101.1‰~-93.3‰之间,均值为-96.85‰(n=4),δ~(18)O_(H_2O)值为3.37‰~3.77‰之间,均值为3.57‰(n=4),表明成矿流体早期以原生岩浆水为主,有大气降水的混入。矿床金属硫化物的δ~(34)S值均为正值,介于4.1‰~12.2‰,均值为8.23‰(n=10),与旁侧的芦子园矿床δ~(34)S值(8.9‰~12‰)较为接近。该矿床可划分出三个成矿阶段,阶段Ⅱ为以闪锌矿和方铅矿为主的主要成矿阶段(δ~(34)S主要集中在4.1‰~6.2‰之间),其δ~(34)S均值可近似代表成矿热液中的δ~(34)S∑S值,即δ~(34)S∑S≈δ~(34)S均值=6.56‰(n=7),闪锌矿和方铅矿δ~(34)S值有部分重叠,但总体上具有δ~(34)S闪锌矿δ~(34)S方铅矿以及不同颜色闪锌矿之间δ~(34)S深棕色闪锌矿δ~(34)S棕褐色闪锌矿δ~(34)S浅棕色闪锌矿的分布特征,暗示硫同位素在硫化物间的分馏达到平衡,表明S同位素组成较为稳定,显示水头山矿床具有深部壳源岩浆成因的特征。矿床金属硫化物的Pb同位素分析显示,Pb同位素组成非常集中(~(206)Pb/~(204)Pb=18.3408~18.4483,均值为18.3815,~(207)Pb/~(204)Pb=15.8337~15.9440,均值为15.8745,~(208)Pb/~(204)Pb=38.8224~39.4391,均值为38.9941,n=10),投点主要分布在上地壳演化线上方,表明其Pb主要来自于以岩浆作用为主的上地壳物质。本文认为矿区深部壳源岩浆热液是水头山矿床最重要的成矿流体与矿质来源,流体的混合作用是矿床金属元素沉淀和富集的重要机制,矿床具有低温、后生成矿特征,推测矿床的形成与燕山晚期的岩浆热液作用有关。