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川滇黔矿集区灯影组中代表性铅锌矿床地球化学
Alternative TitleThe Geochemistry of the Lead-Zinc Deposits hosted in Dengying Formation in the Sichuan-Yunnan-Guizhou Pb-Zn Metallogenic Province,Southwest China
李珍立
Subtype博士
Thesis Advisor叶霖
2019
Degree Grantor中国科学院大学
Place of Conferral中国科学院地球化学研究所
Keyword川滇黔铅锌矿集区 硫化物原位分析 流体包裹体 同位素地球化学 Mvt型矿床
Abstract

川滇黔铅锌矿集区位于扬子地块西南缘,攀西裂谷东侧,为南北向小江断裂带、北西向垭都-紫云断裂带和北东向弥勒-师宗断裂带所挟持的构造复合部位,是我国重要铅锌资源基地,也是我国铅锌地质研究热点之一,积累了丰硕的地质地球化学研究成果,但仍存在一些不足:首先,区内铅锌矿床受构造控制等后生成矿特征与典型MVT型类似,而较高的成矿温度、高品位及巨厚脉状矿体等特征又与MVT型略有区别,因此,关于矿床成因类型一直存在较大争论;其次,该区铅锌成矿流体的显微尺度演化特征研究十分薄弱;再次,尽管铅锌矿床中沥青较发育,然而,有机质在铅锌成矿过程中的作用并不清楚。震旦系灯影组碳酸盐岩地层是区内铅锌矿床的主要赋矿地层之一,本研究选取其中乌斯河、茂租、金沙厂和天宝山四个大型铅锌矿床作为重点剖析对象,在系统的野外地质研究基础上,开展详细的基础地质、矿相学、硫化物原位微量元素、流体包裹体地球化学(包裹体原位成分分析)、同位素地球化学(原位S、Pb及H-O同位素)、沥青的微量元素和S同位素等综合研究,结合前人已有研究成果,探讨这类矿床铅锌成矿作用。本研究表明,川滇黔铅锌矿集区赋存于灯影组碳酸盐岩中铅锌矿床的矿物组合简单,金属矿物以闪锌矿为主,其次为方铅矿和黄铁矿,含少量黄铜矿及微量硫砷铅矿、灰硫砷铅矿和黝铜矿等,矿床中均有脉石矿物沥青发育。此外,矿床具典型后生成矿特征,且其赋矿岩性、控矿特征、矿体形态、矿石品位及矿物组成等地质特征基本相似,皆相似于典型川滇黔MVT型铅锌矿床。这类矿床在微量元素、成矿流体及物质来源方面具有相似的地球化学特征。① 硫化物的原位LA-ICPMS微量元素特征研究表明,闪锌矿中以富集Cd、Ge和Ga等低温成矿元素为特征(与MVT型类似),这些微量元素多以类质同象形式赋存于闪锌矿中,主要替代机制为多元素耦合置换,如茂租矿床4(Cu2++Sb3+) + (Ge4++2Ag+)+2□ ? 13Zn2+和2In3++Sn4++2□ ? 5Zn2+,金沙厂矿床Cu2++Ge2+ ? 2Zn2+和(2Cu2++3Sb3+) + (Pb2++As2++Ag+) ? 9Zn2+和天宝山铅锌矿床nCu2++Ge2+ ? (n+1)Zn2+,而方铅矿微量元素组成简单,以富集Ag和Sb为特征,简单的替代机制为Ag++Sb3+ ? 2Pb2+;② 各矿床主成矿阶段流体包裹体温度盐度主要为中(低)温中低盐度,乌斯河铅锌矿床135.9~301.2℃(平均261.7℃)和1.9~13.7wt% NaCl eqv(平均5.7 wt% NaCl eqv)、茂租铅锌矿床188.6~444.1℃(均值320.8℃)和5.6~16.2 wt% NaCl eqv(均值9.2wt% NaCl eqv)、金沙厂铅锌矿床102.7~330.6℃(均值204.3℃)和2.2~18.0 wt% NaCl eqv(均值9.2 wt% NaCl eqv),石英流体包裹体中含CO2和CH4等成分,流体包裹体原位LA-ICP-MS微量元素分析结果表明,微量元素主要为As、Sr、Ba、Sb和Pb、Zn、Fe、Ag、Ge等,且成矿元素在石英晶体核心位置含量高,边缘位置含量低,石英较萤石具有更低的D和更高的O同位素组成,川滇黔地区铅锌矿床的H2O主要来自大气降水和地层水,为混合来源;③ 铅锌矿床和玄武岩铜矿床(点)中硫化物的硫同位素基本达到分馏平衡,其δ34S值均为正值且变化范围基本一致,主要集中在+9~+21‰,大部分的δ34S值与赋矿地层形成时的海相硫酸盐相似,推测其硫源主要来自赋矿地层海相硫酸盐的TSR作用,也有少量BSR作用。二叠纪峨眉山玄武岩铜矿床(点)中的沥青和硫化物的硫来自二叠纪同时期海水。铅锌矿床的铅同位素基本在上地壳平均演化线附近,属壳源铅,且主要来自基底地层(昆阳群和会理群),少量来自赋矿围岩地层(如乌斯河、茂租),而金沙厂铅锌矿床中的铅也具壳源特性,但可能受高放射性地幔的影响,这可能与晚二叠世峨眉山玄武岩及晚三叠世岩浆的喷发有关。综上研究,我们认为川滇黔铅锌矿集区内赋存于灯影组地层中的铅锌矿床属于MVT型矿床,二叠纪峨眉山玄武岩在铅锌成矿过程中主要作为阻挡层,但不排除峨眉山玄武岩为铅锌成矿提供部分成矿物质(如与峨眉山玄武岩非常近的富乐铅锌矿床中部分Cu等成矿物质),油气卤水在铅锌成矿过程中能将碳酸盐岩地层中的硫酸盐还原为具有还原性的S,在热液成矿过程中提供S充当还原剂。

Other Abstract

川滇黔铅锌矿集区位于扬子地块西南缘,攀西裂谷东侧,为南北向小江断裂带、北西向垭都-紫云断裂带和北东向弥勒-师宗断裂带所挟持的构造复合部位,是我国重要铅锌资源基地,也是我国铅锌地质研究热点之一,积累了丰硕的地质地球化学研究成果,但仍存在一些不足:首先,区内铅锌矿床受构造控制等后生成矿特征与典型MVT型类似,而较高的成矿温度、高品位及巨厚脉状矿体等特征又与MVT型略有区别,因此,关于矿床成因类型一直存在较大争论;其次,该区铅锌成矿流体的显微尺度演化特征研究十分薄弱;再次,尽管铅锌矿床中沥青较发育,然而,有机质在铅锌成矿过程中的作用并不清楚。震旦系灯影组碳酸盐岩地层是区内铅锌矿床的主要赋矿地层之一,本研究选取其中乌斯河、茂租、金沙厂和天宝山四个大型铅锌矿床作为重点剖析对象,在系统的野外地质研究基础上,开展详细的基础地质、矿相学、硫化物原位微量元素、流体包裹体地球化学(包裹体原位成分分析)、同位素地球化学(原位S、Pb及H-O同位素)、沥青的微量元素和S同位素等综合研究,结合前人已有研究成果,探讨这类矿床铅锌成矿作用。本研究表明,川滇黔铅锌矿集区赋存于灯影组碳酸盐岩中铅锌矿床的矿物组合简单,金属矿物以闪锌矿为主,其次为方铅矿和黄铁矿,含少量黄铜矿及微量硫砷铅矿、灰硫砷铅矿和黝铜矿等,矿床中均有脉石矿物沥青发育。此外,矿床具典型后生成矿特征,且其赋矿岩性、控矿特征、矿体形态、矿石品位及矿物组成等地质特征基本相似,皆相似于典型川滇黔MVT型铅锌矿床。这类矿床在微量元素、成矿流体及物质来源方面具有相似的地球化学特征。① 硫化物的原位LA-ICPMS微量元素特征研究表明,闪锌矿中以富集Cd、Ge和Ga等低温成矿元素为特征(与MVT型类似),这些微量元素多以类质同象形式赋存于闪锌矿中,主要替代机制为多元素耦合置换,如茂租矿床4(Cu2++Sb3+) + (Ge4++2Ag+)+2□ ? 13Zn2+和2In3++Sn4++2□ ? 5Zn2+,金沙厂矿床Cu2++Ge2+ ? 2Zn2+和(2Cu2++3Sb3+) + (Pb2++As2++Ag+) ? 9Zn2+和天宝山铅锌矿床nCu2++Ge2+ ? (n+1)Zn2+,而方铅矿微量元素组成简单,以富集Ag和Sb为特征,简单的替代机制为Ag++Sb3+ ? 2Pb2+;② 各矿床主成矿阶段流体包裹体温度盐度主要为中(低)温中低盐度,乌斯河铅锌矿床135.9~301.2℃(平均261.7℃)和1.9~13.7wt% NaCl eqv(平均5.7 wt% NaCl eqv)、茂租铅锌矿床188.6~444.1℃(均值320.8℃)和5.6~16.2 wt% NaCl eqv(均值9.2wt% NaCl eqv)、金沙厂铅锌矿床102.7~330.6℃(均值204.3℃)和2.2~18.0 wt% NaCl eqv(均值9.2 wt% NaCl eqv),石英流体包裹体中含CO2和CH4等成分,流体包裹体原位LA-ICP-MS微量元素分析结果表明,微量元素主要为As、Sr、Ba、Sb和Pb、Zn、Fe、Ag、Ge等,且成矿元素在石英晶体核心位置含量高,边缘位置含量低,石英较萤石具有更低的D和更高的O同位素组成,川滇黔地区铅锌矿床的H2O主要来自大气降水和地层水,为混合来源;③ 铅锌矿床和玄武岩铜矿床(点)中硫化物的硫同位素基本达到分馏平衡,其δ34S值均为正值且变化范围基本一致,主要集中在+9~+21‰,大部分的δ34S值与赋矿地层形成时的海相硫酸盐相似,推测其硫源主要来自赋矿地层海相硫酸盐的TSR作用,也有少量BSR作用。二叠纪峨眉山玄武岩铜矿床(点)中的沥青和硫化物的硫来自二叠纪同时期海水。铅锌矿床的铅同位素基本在上地壳平均演化线附近,属壳源铅,且主要来自基底地层(昆阳群和会理群),少量来自赋矿围岩地层(如乌斯河、茂租),而金沙厂铅锌矿床中的铅也具壳源特性,但可能受高放射性地幔的影响,这可能与晚二叠世峨眉山玄武岩及晚三叠世岩浆的喷发有关。综上研究,我们认为川滇黔铅锌矿集区内赋存于灯影组地层中的铅锌矿床属于MVT型矿床,二叠纪峨眉山玄武岩在铅锌成矿过程中主要作为阻挡层,但不排除峨眉山玄武岩为铅锌成矿提供部分成矿物质(如与峨眉山玄武岩非常近的富乐铅锌矿床中部分Cu等成矿物质),油气卤水在铅锌成矿过程中能将碳酸盐岩地层中的硫酸盐还原为具有还原性的S,在热液成矿过程中提供S充当还原剂。

Pages146
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.gyig.ac.cn/handle/42920512-1/10746
Collection研究生
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GB/T 7714
李珍立. 川滇黔矿集区灯影组中代表性铅锌矿床地球化学[D]. 中国科学院地球化学研究所. 中国科学院大学,2019.
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