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。     

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。     

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。     

扬子北缘马元铅锌矿床闪锌矿微量元素及S-Pb-He-Ar-C同位素地球化学研究

马元铅锌矿床是近年扬子陆块北缘铅锌找矿的新突破。矿体呈层状、似层状产于碑坝隆起翼部震旦系灯影组角砾状白云岩层间构造带中,围岩蚀变很弱。矿石中硫化物以闪锌矿、方铅矿为主,中粗粒晶质结构,充填于白云岩角砾间。闪锌矿富集Cd、Ge、Ag,贫In、Tl、Se,Ga/In为6~132,Ge/In多1000,成矿温度以中-低温为主。金属硫化物ε~(34)S值相对集中,为12.9‰~19.4‰,平均为17.4‰,来自于海相硫酸盐的还原。铅同位素组成稳定,~(206)Pb/~(204)Pb为17.858~17.918:~(207)Pb/~(204)Pb为15.603~15.694;~(208)Pb/~(204)Pb为37.756~38.046,具有造山带和上地壳铅的特征,震旦系可能提供了金属成矿物质。闪锌矿中流体包裹体的~3He/~4He为0.03Ra~1.05Ra,~(40)Ar/~(36)Ar为326.1~765.1,~(38)Ar/~(36)Ar为0.183~0.204,表明成矿流体主要为地壳流体和饱和大气水(大气降水或海水)的混合。闪锌矿内流体包裹体挥发分δ~(13)C_(CH_4)值为-36.01‰~-28.80‰,δ~(13)C_(C_2H_6)值为-27.72‰~-22.44‰,δ~(13)C_(CO_2)值为-23.24‰~-9.68‰,表明有机流体参与了成矿作用。石英、方解石的H-O同位素结果表明具有海水和有机水混合的特征。可见,成矿流体具有两种流体混合的特征,一为蒸发海水与围岩反应所形成的盆地卤水,二为有机流体。推测矿区可能存在一个古油气藏,由于TSR生成一高硫气藏,为区内还原性有机流体的主要来源。当富含Pb、Zn等成矿物质的成矿流体运移至富含CH_4和H_2S的还原性流体的矿区角砾岩带时,两种流体混合,Pb、Zn等遇到H_2S发生反应而沉淀成矿,并伴生热液白云石等,形成了马元铅锌矿床。综上所述,我们认为马元矿床属MVT型铅锌矿床。     

新疆霍什布拉克铅锌矿床硫铅同位素地球化学研究

对新疆霍什布拉克铅锌矿床硫化物硫、铅同位素测定,获得成矿早期黄铁矿的δ34S值为-12.1‰～-8.5‰,闪锌矿的δ34S值为-17.6‰,方铅矿的δ34S值为-18.8‰;晚期黄铁矿的δ34S值为+12.8‰～+22.2‰,闪锌矿的δ34S值为+20.0‰～+24.2‰,方铅矿的δ34S值为+14.4‰+22.2‰.成矿从早到晚,硫同位素由大的负值变化到大的正值,方铅矿的206 Pb/204 Pb比值为17.900-18.086,207Pb/204Pb比值为15.586-15.732,208Pb/204Pb比值为37.997-38.381;黄铁矿的206Pb/204Pb比值为17.950,207 pb/204Pb比值为15.633,208 pb/204 Pb比值为38.144.灰岩的206pb/204 Pb比值为18.156-18.875,207Pb/204Pb比值为15.396-15.855,208Pb/204Pb比值为37.631-38.967.硫同位素指示硫来源于海水硫酸盐还原硫.铅同位素指示至少有两上以上来源.     

扬子板块北缘马元铅锌矿床闪锌矿LA-ICP-MS微量元素特征与指示意义

马元铅锌矿床是我国近年来在扬子板块北缘探获的大型铅锌矿床,对马元铅锌矿床闪锌矿微量元素进行了高精度的LA-ICP-MS测试研究,结果表明矿床闪锌矿微量元素含量具有低Fe、Mn,高分散元素Cd、Ge、Ga,低分散元素In的特征;闪锌矿Fe、Mn含量和Ga/Ge比值特征指示了矿床成矿流体温度不高,可能为与中低温盆地流体有关的铅锌矿床;闪锌矿中分散元素In、Ge特征能有效的区分铅锌矿床的成因类型:与岩浆或火山活动有关的铅锌矿床闪锌矿具有高In或低In,低Ge的特征,而与盆地卤水有关的中低温矿床中闪锌矿则普遍富Ge贫In。依据马元铅锌矿床微量元素特征,结合矿床地质与地球化学特征,认为马元铅锌矿应属于密西西比河谷型铅锌矿床(MVT铅锌矿床)。     

闽中丁家山铅锌矿床同位素地球化学及其地质意义

通过铅、硫、铷、锶同位素地球化学特征的系统分析,对闽中丁家山铅锌矿床的成矿物质来源、成矿时代及矿床成因进行了深入研究。围岩全岩及矿石内方铅矿的Pb同位素变化范围较宽,方铅矿的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb比值在18.182~18.605之间, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb比值在15.010~15.932之间,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb比值在38.331~39.666之间,具有明显的壳-幔混合来源特征,可能由龙北溪组地层和燕山期重熔型花岗岩共同提供。黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿的δ³⁴S组成为-1.7‰~5.6‰,平均值为2.7‰,具有向正值偏移的塔式分布特征;系统δ³⁴S初始值为3.97‰,深源硫特征明显,说明硫由燕山期重熔型花岗岩提供。成矿期的石英铷-锶等时线年龄为(146.15±3.95) Ma,成矿时间属燕山早期第三阶段。以上结果进一步证实,丁家山铅锌矿床为马面山群龙北溪组上段经区域变质的富钙质沉积岩与燕山期重熔型花岗岩发生接触交代作用,形成的矽卡岩型矿床。     

新疆可可塔勒铅锌矿床形成硫铅同位素地球化学证据

对新疆可可塔勒铅锌矿床物理化学条件和硫铅同位素研究,获得矿床形成温度为300℃;logfo2为-32.75～-33.91; logf2为-6.75～-10.00;pH值为5.3～7.0.矿石和脉石的206 Pb/204Pb比值为18.001～18.200,207pb/204 Pb比值为15.480～15.705,208Pb/204 Pb比值为37.605～38.861.硫化物的206Pb/204Pb比值为18.001～18.176,207pb/204 Pb比值为15.480～15.634,208Pb/204 Pb比值为37.605～38.027;铁帽的206Pb/204Pb比值为18.017～18.200,207pb/204Pb比值为15.509～15.617,208pb/204 Pb比值为37.833～38.283;重晶石和石英的206 pb/204 Pb比值为18.014～18.027,207pb/204 Pb比值为15.482～15.495,208Pb/204Pb比值为37.632～37.675.硫化物的δ34S值为-15.8‰～+5.1‰,其中黄铁矿的δ34S值为-14.3‰～+5.1‰,方铅矿的δ34S值为-15.8‰～-1.0‰,磁黄铁矿的δ34S值为-14.6‰～-1.4‰,闪锌矿的δ34S值为-14.5‰～-11.3‰.硫同位素指示硫来源于岩浆,铅同位素指示铅是多来源.     

马元铅锌矿床角砾岩成因及成矿地质背景

马元铅锌矿床是中国近年来在扬子板块北缘南大巴山陆内造山带中发现的大型铅锌矿床。对矿田构造的研究发现,成矿作用受震旦系灯影组白云岩地层层间破碎带的控制。破碎带中见大量紧闭褶皱转折端角砾,下盘附近发育层间剪切滑移断层带,显示控矿构造为低角度逆冲推覆过程中形成的断层褶皱和与之相关的角砾岩。矿质充填在破碎带白云岩角砾间的空隙中,矿石的晶洞梳状构造发育,未见后期破坏,表明矿床形成于构造定型期。对成矿晚期热液沥青进行Re Os同位素年龄测试,获得(126±8) Ma的等时线年龄,结合区域构造背景,认为该矿床形成于中晚侏罗世。控矿构造角砾岩为低角度逆冲推覆构造作用的产物。     

扬子陆块北缘马元铅锌矿床地质和地球化学特征

马元铅锌矿床是近年在扬子陆块北缘铅锌找矿的新突破.矿床主要形成于边缘基底隆起翼部震旦系灯影组中,矿体呈层状、似层状产于角砾化白云岩层间构造带中,围岩蚀变很弱.矿石中硫化物以闪锌矿、方铅矿为主,矿物成分简单,中粗粒晶质结构,充填于白云岩角砾间.矿石中矿物流体包裹体记录的成矿流体温度为100～320℃,密度为0.850～1.068 g/cm3,估算成矿流体压力为24.9～31.7 Mpa,相应成矿深度900～1 198 m.矿石中硫化物的δ34SV-CDT为12.94‰～19.4‰,且δ34S黄铁矿＞δ34S闪锌矿＞δ34S方铅矿;硫酸盐矿物的δ34S为32.2‰～33.48‰,H2S来自海相硫酸盐的还原.矿石硫化物206Pb/204Pb为17.62～18.02,207Pb/204Pb为15.49～15.63,208Pb/204Pb为37.57～38.35,成矿金属来源于震旦纪一寒武纪地层.矿石中热液脉石矿物的δ13 CV-PDB为-3.2‰～-1.2‰,δ18OV-SMOW为19.4‰～21.4‰,成矿流体中CO2为震旦系碳酸盐岩的溶解成因.马元铅锌矿床成矿流体可能为起源于盖层沉积的中低温盆地卤水,伴随碑坝穹隆构造过程,成矿流体沿灯影组白云岩层间(滑脱或溶塌)构造从盖层沉积中心向隆起边部运动并发生热液充填成矿,在成因上为MVT铅锌矿床.     

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。     

广西下巴铅锌矿床稀土元素地球化学特征研究

利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析了广西下巴铅锌矿床中不同矿脉矿石以及围岩中的稀土元素地球化学特征,并对成矿流体的来源进行了探讨。结果表明:下巴铅锌矿床的稀土总量较低,为0.51×10-6～36.53×10-6,LREE/HREE比值相对稳定,介于3.06～6.05之间;在不同类型矿体中,稀土含量和配分模式变化较大,样品测试结果中出现Ce的负异常和Eu的正负两种异常。根据上述结果和矿床特征研究,推断矿床成因为含矿热卤水与深部循环地下热水汇合形成,在特定的物理化学条件下沉淀下来并富集成矿。     

义县萤石矿床稀土元素地球化学特征及其指示意义

为了研究辽西义县萤石矿床的成矿机理及成矿流体来源,文章对矿区萤石稀土元素进行了分析。结果表明:2种类型的萤石为同源不同阶段的产物,从成矿早期至晚期,LREE逐渐减少,Ce负异常由弱变强,Eu则均显明显的正异常;矿床成矿流体主要来源于中侏罗世髫髻山旋回岩浆热液;成矿过程为岩浆热液与围岩(主要为白云质灰岩和灰岩)的相互作用,并有天水的混入;成矿环境相对氧化。     

四川盆地北缘马元铅锌矿床与古油藏关系研究

马元铅锌矿床是四川盆地北缘重要的铅锌矿床之一,赋矿地层为震旦系灯影组,野外可见大量的沥青与铅锌矿共生/伴生,镜下见早期沥青与闪锌矿、方铅矿共生,沥青的生物标志物与郭家坝组烃源岩极为相似。物质来源方面,铅锌成矿主要的物质来源和两期油气成藏的物质来源均为下寒武统郭家坝组;时间关系方面,铅锌成矿的共生矿物Rb-Sr同位素等时线年龄为(486.7±3.1)Ma,仅可能与第一期古油藏形成、破坏有关。闪锌矿和重晶石包裹体中含有CH4和少量H2S、沥青,表明铅锌成矿流体中富含有古油藏裂解产物。生烃、排烃、初次运移萃取出"双源层"中的铅锌元素,第一期古油藏裂解和短暂TSR作用产生的还原性硫为铅锌络合物沉淀提供了物质基础,第一期古油藏最终完全破坏残留下早期沥青。     

Geochemical Characteristics and Sources of Ore-forming Fluids of the Mayuan Pb-Zn Deposit, Nanzheng, Shaanxi, China

The Mayuan stratabound Pb-Zn deposit in Nanzheng,Shaanxi Province,is located in the northern margin of the Yangtze Plate,in the southern margin of the Beiba Arch.The orebodies are stratiform and hosted in breciated dolostone of the Sinian Dengying Formation.The ore minerals are primarily sphalerite and galena,and the gangue minerals comprise of dolomite,quartz,barite,calcite and solid bitumen.Fluid inclusions from ore-stage quartz and calcite have homogenization tempreatures from 98 to 337℃ and salinities from 7.7 wt%to 22.2 wt%(NaCl equiv.).The vapor phase of the inclusions is mainly composed of CH_4 with minor CO_2 and H_2S.The δD_(fluid) values of fluid inclusions in quartz and calcite display a range from-68‰ to-113‰(SMOW),and the δ~(18)O_(fluid)values calculated from δ~(18)O_(quartz) and δ~(18)O_(calcite) values range from 4.5‰ to 16.7‰(SMOW).These data suggest that the ore-forming fluids may have been derived from evaporitic sea water that had reacted with organic matter.The δ~(13)C_(CH4) values of CH_4 in fluid inclusions range from-37.2‰ to-21.0‰(PDB),suggesting that the CH_4 in the ore-forming fluids was mainly derived from organic matter.This,together with the abundance of solid bitumen in the ores,suggest that organic matter played an important role in mineralization,and that the thermochemical sulfate reduction(TSR) was the main mechanism of sulfide precipitation.The Mayuan Pb-Zn deposit is a carbonate-hosted epigenetic deposit that may be classified as a Mississippi Valley type(MVT) deposit.     

青海东昆仑果洛龙洼金矿床东区Ⅰ矿体群稀土元素地球化学

位于东昆仑东段昆中断裂的果洛龙洼金矿,为一具有大型远景的金矿床,是沟里金矿化集中区中造山带型金矿床的典型代表.根据对Ⅰ矿体群深入系统的野外地质考察和显微镜下观察结果,本文将矿化分为石英脉型、蚀变岩(强硅化)型、千枚岩(弱硅化)型和破碎带型等四大类(其中石英脉型和蚀变岩型最为主要),并对这四类矿石的分布特征、矿物组合、结构构造和围岩蚀变等进行了系统的描述.借助电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)对不同类型矿石进行稀土元素含量分析,结果显示全部样品的轻、重稀土元素分异特征明显(LREE/HREE=4.52～16.82),轻稀土元素和重稀土元素内部分异不显著,为典型的轻稀土富集型.具有Eu负异常(Eu/Eu*=0.56～1.00)和Ce正异常(Ce/Ce*=0.95～1.61)特征,表明成矿流体本身亏损Eu或来源于亏损Eu的源区,且成矿时处于还原环境.不同类型矿石与赋矿围岩及含金黄铁矿稀土组成特征和分布模式对比,结果显示成矿流体中的稀土元素主要继承于围岩,并具有由石英脉型向蚀变岩型,再向千枚岩型演化的特征.