黃水保， 孟祥金， 徐文藝， 周顯榮， 吳美仁， 曾祥輝

(1.江西地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，江西南昌 330002;2.中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037)

冷水坑礦田層狀鉛鋅銀礦穩(wěn)定同位素特征與礦床成因

黃水保1， 孟祥金2， 徐文藝2， 周顯榮1， 吳美仁1， 曾祥輝1

(1.江西地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，江西南昌 330002;2.中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037)

賦存于火山巖地層層間破碎帶中的層狀鉛鋅銀礦是冷水坑礦田重要的礦化類型之一。層狀礦體內(nèi)碳酸鹽巖與礦石中金屬硫化物碳氧硫鉛同位素測定表明，鐵錳碳酸鹽礦物的δ13CV－PDB變化范圍在－4.8‰～－5.5‰之間，δ18OV－SMOW為12.6‰ ～14.1‰，白云質(zhì)灰?guī)r分別為 －3.3‰ ～ －5.9‰，9.8‰ ～17.2‰。金屬硫化物 δ34S 值為 －3.9‰ ～ +5.6‰，多集中在－1‰～6‰之間，與礦田斑巖型礦床硫同位素組成一致。礦石鉛同位素組成比較一致，其中206Pb/204Pb，207Pb/204Pb，208Pb/204Pb 分別為17.786 ～17.809，15.572 ～15.605，38.281 ～38.386。層狀礦體礦石鉛同位素組成位于礦田鉛同位素分布范圍內(nèi)且比斑巖型礦石鉛分布集中。礦石硫、鉛同位素組成表明層狀礦床成礦物質(zhì)來自礦田火山(巖漿)系統(tǒng)。含礦地層內(nèi)的碳酸鹽巖層為火山噴發(fā)間歇局限陸相湖正常沉積而成，鐵錳碳酸鹽為火山(巖漿)熱液成因而非噴流沉積。冷水坑層狀鉛鋅銀礦為火山熱液型礦床。

層狀礦體;鉛鋅銀礦;穩(wěn)定同位素;火山熱液礦床;冷水坑

黃水保，孟祥金，徐文藝，等.2012.冷水坑礦田層狀鉛鋅銀礦穩(wěn)定同位素特征與礦床成因［J］.東華理工大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，35(2):101-110.

Huang Shui-bao，Meng Xiang-jin，Xu Wen-yi，et al.2012.Characteristics of stable isotope of the bedded lead-zinc-silver orebody in Lengshuikeng orefield and ore genesis［J］.Journal of East China Institute of Technology(Natural Science)，35(2):101-110.

位于江西省貴溪境內(nèi)的冷水坑鉛鋅銀礦田，是我國重要的鉛鋅銀礦集區(qū)之一，是目前我國乃至亞洲已知最大的隱伏銀礦田。礦田已探明銀資源儲量近9 800 t，鉛鋅385萬t，金大于10 t(王長明等，2011)，銀、鉛鋅均達(dá)到特大型規(guī)模，在世界上亦屬罕見。冷水坑礦集區(qū)具有獨(dú)特的成礦特色，既有世界上少見的斑巖型鉛鋅銀礦床，又有層狀富鉛鋅銀礦床(孟祥金等，2009)。目前在礦集區(qū)內(nèi)已探明的七個礦床中，三個為斑巖型礦床(銀路嶺、鮑家、銀珠山礦床)，四個為隱伏的層狀鉛鋅銀礦床(下鮑、銀坑、營林、小源礦床)。斑巖型礦床的成礦作用屬陸殼重熔花崗巖類火山期后中溫?zé)嵋旱V床，而層狀鉛鋅銀礦床，目前在工作中對其成礦作用有不同的認(rèn)識:內(nèi)陸湖盆相火山沉積噴流成礦(陸相VMS型)、火山(噴流)沉積-巖漿疊加改造成礦(即層控疊生型，黃振強(qiáng)，1992，1993;何細(xì)榮等，2010)、火山期后熱液充填(交代)成礦。厘清層狀礦體的成因不僅對礦田成礦作用的準(zhǔn)確理解和對區(qū)域上成礦規(guī)律的正確認(rèn)識具有重要意義，也無疑對找礦方向的確定與找礦策略的制定也具有決定性的影響。本文在綜合分析前人資料的基礎(chǔ)上，通過詳細(xì)的野外工作與室內(nèi)分析研究，對冷水坑礦田層狀礦床的硫、鉛、碳、氧同位素進(jìn)行了分析研究，在此基礎(chǔ)上對層狀礦的成礦作用與成因進(jìn)行了初步探討，有助于更全面地認(rèn)識冷水坑礦田成礦系統(tǒng)特征。

1 成礦地質(zhì)背景

區(qū)域上冷水坑礦集區(qū)位于中國東部環(huán)太平洋成礦帶的內(nèi)帶，武夷銀多金屬成礦帶北段，產(chǎn)于武夷隆起與饒南拗陷接壤處的隆起一側(cè)之月鳳山火山斷陷盆地北西邊緣。月鳳山斷陷盆地屬北武夷山火山噴發(fā)帶的組成部分，總體受北武夷東西向基底隆起控制，其組成地層主要為侏羅系上統(tǒng)打鼓頂組、鵝湖嶺組火山巖。在構(gòu)造上受鷹潭—安遠(yuǎn)深斷裂及鷹潭—瑞昌區(qū)域性大斷裂控制。

礦田出露地層主要為震旦系的變質(zhì)巖與侏羅系的火山巖(圖1)。震旦系由一套石英云母片巖、黑云斜長片麻巖等變質(zhì)巖組成。侏羅系地層為一套鈣堿－堿性系列陸相火山雜巖，主要是冷水坑礦田的重要賦礦地層，其中的上侏羅統(tǒng)打鼓頂組和鵝湖嶺組火山巖是冷水坑礦田鉛鋅銀礦的直接圍巖。

打鼓頂組(J3d)。上段為紫紅色、灰綠色安山巖、安山質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、熔結(jié)集塊巖及流紋質(zhì)凝灰角礫巖，底部常為角礫凝灰?guī)r及含礫沉凝灰?guī)r等。下段為紫紅色酸性-中酸性角礫狀熔結(jié)凝灰?guī)r、熔結(jié)凝灰?guī)r，夾少量紫紅色流紋巖及晶屑-薄屑沉凝灰?guī)r，底部發(fā)育角礫凝灰?guī)r，粉砂巖、粗砂巖和砂礫巖。

圖1 江西冷水坑鉛鋅銀礦床地質(zhì)圖Fig.1 Geological sketch map of Lengshuikeng ore district

鵝湖嶺組(J3e)。具明顯的間歇性噴發(fā)特征，碎屑沉積物厚度亦明顯增大。上段為紫紅色英安質(zhì)流紋巖、流紋質(zhì)晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r及凝灰質(zhì)粉砂巖、凝灰質(zhì)砂礫巖和沉凝灰?guī)r。中段上部以淡紫色流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r為主，夾有少量淺灰、棕紅色流紋巖，下部為灰綠色凝灰質(zhì)砂巖及粉砂質(zhì)泥巖。下段上部為紫紅色斑狀流紋巖、流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r及含角礫凝灰?guī)r。

礦田構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主，其次變質(zhì)基底及火山巖地層構(gòu)成簡單的褶皺構(gòu)造。主要斷裂為北東向和北西向兩組，在礦田深部打鼓頂組與鵝湖嶺組火山巖中還見有層間斷裂構(gòu)造。礦田南東側(cè)的F1斷裂和礦田中部的F2斷裂是礦田內(nèi)的兩條主要斷裂構(gòu)造(圖1)。F1斷裂是區(qū)域性湖石斷裂的一部分。走向NE，傾向北西，傾角50°～75°。F1斷裂活動時間較長，總體為逆斷層，具有先壓后扭再張、以壓(扭)為主的活動特征。F2斷裂為區(qū)域推覆構(gòu)造在礦田的出露部分，震旦系上統(tǒng)變質(zhì)巖被該斷裂推覆至侏羅系火山巖之上?？傮w走向NE，傾向北西。斷裂產(chǎn)狀從淺部至深部，呈斷坪-斷坡-斷坪-斷坡狀變化。F2主要形成于晚侏羅世鵝湖嶺火山巖噴發(fā)旋回以后、礦田含礦花崗斑巖侵入前。層間斷裂破碎帶主要發(fā)育在礦區(qū)深部侏羅系上統(tǒng)火山碎屑巖夾碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖等層位中。層間斷裂破碎帶為區(qū)內(nèi)重要的控礦儲礦構(gòu)造，礦田內(nèi)層狀鐵錳碳酸鹽鉛鋅銀礦體即賦存于其中。

巖漿活動以燕山中期巖漿活動最為強(qiáng)烈，尚有少量燕山晚期及加里東中晚期巖漿巖。燕山中期為淺成、超淺成的侵入巖體，侵位于侏羅系火山巖中，主要有堿性花崗斑巖及石英正長斑巖，其中的堿性花崗斑巖為礦田斑巖型礦床的含礦巖體。燕山晚期為流紋斑巖和鉀長花崗斑巖，其巖體規(guī)模較小，主要呈巖脈、巖墻、巖瘤或巖盆產(chǎn)出。冷水坑礦田內(nèi)與鉛鋅銀多金屬成礦有關(guān)的花崗斑巖形成時間為162 Ma(左力艷等，2010)，與含礦圍巖侏羅紀(jì)打鼓頂組和鵝湖嶺組火山巖具有同源性(孟祥金等，2007)。

2 層狀富銀鉛鋅礦化特征

層狀富鉛鋅銀礦體均隱伏于礦田深部，它們產(chǎn)于侏羅系上統(tǒng)打鼓頂組下段與鵝湖嶺組下段火山巖中。含礦火山巖是一套巖石類型和韻律結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的火山碎屑巖-碳酸鹽巖-硅質(zhì)巖含礦建造。晶屑凝灰?guī)r、角礫凝灰?guī)r、石英正長質(zhì)凝灰角礫巖為礦體的直接頂?shù)装?，礦體與圍巖界線較清楚。礦體內(nèi)部有少量圍巖角礫，角礫成分主要為凝灰?guī)r、晶屑凝灰?guī)r、石英正長質(zhì)凝灰角礫巖及白云質(zhì)灰?guī)r等。

礦體以兩種形式產(chǎn)出:順層破碎帶中的似層狀、透鏡狀礦體和構(gòu)造破碎帶內(nèi)的脈狀、透鏡狀礦體，前者是冷水坑礦田層狀礦體的主體，其形態(tài)、產(chǎn)狀嚴(yán)格受層間斷裂破碎帶控制，礦體產(chǎn)狀變化與火山巖及含礦層的基本一致，總體走向北東(或北東東)，傾向南東，局部傾向北西。構(gòu)造破碎帶內(nèi)的脈狀礦體形態(tài)、產(chǎn)狀嚴(yán)格受層間斷裂破碎帶控制，多呈北東(或北東東)走向，傾向南東。礦體產(chǎn)狀較之斑巖型礦體穩(wěn)定，形態(tài)也相對簡單。

組成層狀鉛鋅銀礦床中的礦體可分為鐵錳碳酸鹽銀礦體、鐵錳碳酸鹽鉛鋅礦體與少量的鐵錳金礦(化)體。鐵錳碳酸鹽鉛鋅銀礦體在靠近花崗斑巖體時，逐漸過渡為磁鐵礦鉛鋅銀礦體，同時銀鉛鋅礦化及金礦化也相應(yīng)逐漸增強(qiáng)。

下鮑礦床共產(chǎn)出12個層狀礦體(何細(xì)榮等，2010)，其中11個為銀鉛鋅礦體。各礦體成層性比較明顯，相互間大致平行產(chǎn)出，礦體呈層狀，似層狀，局部呈透鏡狀;其走向北東，傾向南東，傾角5°～30°，平均傾角18°左右;在剖面上礦體由北西往南東變薄，呈楔形，在走向上132線附近礦層最多，厚度最大，向南西方向變薄(圖2)。單個礦體傾向延深一般50～410 m，最大延深610 m。礦體厚度1.0 ～ 53.0 m。平均品位 Ag 268.10 g/t，Pb 1.86%，Zn 2.41%。

小源礦區(qū)產(chǎn)出層狀礦體共11個礦體。按礦石有用組分的不同細(xì)分為銀鉛鋅礦體、鉛鋅礦體和低品位銀礦體。銀礦體一般出現(xiàn)在層狀礦體的上部。有尖滅再現(xiàn)、分枝復(fù)合現(xiàn)象，厚度變化較穩(wěn)定，礦化較均勻。

從層狀礦體產(chǎn)出部位看，其分布及礦化程度均與含礦花崗斑巖有關(guān)，多限于巖體外接觸帶數(shù)十米至百余米范圍內(nèi)，當(dāng)靠近含礦巖體時，礦體中具有明顯的交代作用現(xiàn)象;距含礦巖體較遠(yuǎn)時，銀鉛鋅礦化作用減弱。

礦石中鐵錳碳酸鹽礦物占25% ～80%，金屬硫化礦物占3% ～25%，局部磁鐵礦占8% ～15%。礦石中主要金屬礦物為鐵錳碳酸鹽礦物、閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦，螺狀硫銀礦和自然銀常見。

圖2 冷水坑礦田132勘探線剖面層狀鉛鋅銀礦體分布(據(jù)何細(xì)榮等，2010)Fig.2 Bedded orebodies in the 132nd exploratory line in Lengshuikeng ore district(after He et al.，2010)

礦石結(jié)構(gòu)主要有中細(xì)粒(半)自形-他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、充填結(jié)構(gòu)、交代(殘余)結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu);次要有微(細(xì))-顯微半自形粒狀結(jié)構(gòu)、交代假象結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)、嵌布結(jié)構(gòu)、乳滴狀結(jié)構(gòu)、球粒結(jié)構(gòu)等。礦石的構(gòu)造主要有塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造、稠密(或稀疏)浸染狀構(gòu)造及脈狀構(gòu)造等。次要構(gòu)造有條帶狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、團(tuán)塊狀構(gòu)造等。

與冷水坑礦田斑巖型礦床發(fā)育廣泛且強(qiáng)烈的圍巖蝕變不同，層狀富鉛鋅銀礦的礦化蝕變范圍較小。主要蝕變類型為綠泥石化、硅化、碳酸鹽化、黃鐵礦化、赤鐵礦化，少量的絹云母化、磁鐵礦化。

碳酸鹽化是層狀礦體的主要礦化蝕變。蝕變礦物主要有鐵錳碳酸鹽礦物、方解石等，以前者為主。鐵錳碳酸鹽除交代含礦斑巖的長石斑晶及晶屑凝灰?guī)r的長石晶屑外，還大量存在于層狀礦體之中，構(gòu)成鐵錳碳酸鹽鉛鋅銀礦石，在礦體圍巖硅化砂巖及白云質(zhì)灰?guī)r中均可見鐵錳碳酸鹽礦物存在。鐵錳碳酸鹽化時間可能與綠泥石化及絹云母化同時，少量呈團(tuán)塊狀(角礫)出現(xiàn)。與斑巖型礦床中鐵錳碳酸鹽化不同，層狀鉛鋅銀礦床中鐵錳碳酸鹽主要表現(xiàn)為交代充填形式，呈脈狀、團(tuán)塊狀或集合體沿巖石裂隙交代充填，常與其他蝕變礦物(綠泥石、石英等)共生。鐵錳碳酸鹽形成可分兩階段，晚階段鐵錳碳酸鹽成脈狀分布或交代其它礦物包括早期的鐵錳碳酸鹽。

層狀礦體蝕變碳酸鹽礦物有含錳菱鐵礦、含鐵菱錳礦、菱錳鐵礦、富錳菱鐵礦、富鐵菱錳礦等，碳酸鹽的Fe，Mn含量通常變化很大，屬M(fèi)nCO3-Fe-CO3系列。冷水坑層狀鉛鋅銀礦化所具有的碳酸鹽蝕變特點(diǎn)與一般火山巖型銀礦相似，而與斑巖型礦化中鐵錳碳酸鹽蝕變具有一定的差異。

綠泥石化廣泛分布于層狀礦體角礫巖礦石以及礦體圍巖中。綠泥石分為交代綠泥石與充填綠泥石，前者主要選擇交代礦化圍巖(晶屑凝灰?guī)r)長石斑晶，綠泥石多呈綠色，顆粒較粗，粒徑0.10～0.20 mm，多呈細(xì)小纖維狀、扇形放射狀、束狀集合體。充填成因的綠泥石，呈不規(guī)則網(wǎng)脈狀充填于巖石微裂隙中，主要呈黃綠色。

硅化或單獨(dú)產(chǎn)出，硅化多與鐵錳碳酸鹽、絹云母、綠泥石等蝕變礦物共生。絹云母化在斑巖型礦床中為面型蝕變，而在層狀礦體絹云母蝕變多出現(xiàn)在層狀礦體近礦圍巖中。

磁鐵礦化在下鮑礦床較為發(fā)育，主要分布于層狀鐵錳碳酸鹽鉛鋅銀礦體與花崗斑巖體的接觸帶，遠(yuǎn)離接觸帶則磁鐵礦化明顯變?nèi)踔敝料?。在交代成因的磁鐵礦核部主要成分為菱錳鐵礦，說明蝕變磁鐵礦系交代層狀鐵錳碳酸鹽中的菱錳鐵礦。

3 穩(wěn)定同位素組成特征

為探討層狀礦體成因，對層狀礦體相應(yīng)礦物分別進(jìn)行了碳氧硫鉛同位素組成測試分析。

3.1 碳氧同位素組成

對礦田層狀礦體中鐵錳碳酸鹽礦物、白云質(zhì)灰?guī)r及礦田外圍石炭系沉積地層(白云質(zhì))灰?guī)r進(jìn)行的碳氧同位素組成測定結(jié)果列于表1中。層狀礦體中鐵錳碳酸鹽礦物的 δ13CV-PDB變化范圍為－4.8～ － 5.5‰，δ18OV-SMOW變化范圍為 12.6 ～14.1‰。其變化范圍位于礦田鐵錳碳酸鹽(菱鐵礦)分布范圍之內(nèi)(圖3)。在δ18O-δ13C圖解中，冷水坑礦田由碳氧同位素組成限定的碳酸鹽礦物位于淡水碳酸鹽與深部來源巖石之間，與礦田外圍地層純灰?guī)r絕然不同，礦田碳酸鹽礦物的碳氧主要來自巖漿。同時，層狀礦體賦礦構(gòu)造帶內(nèi)大量存在的白云質(zhì)灰?guī)r角礫，大部分碳氧同位素組成范圍與礦田產(chǎn)出的鐵錳碳酸鹽礦物相當(dāng)，與海相地層碳酸鹽地層相差甚遠(yuǎn)，個別落在淡水相成因區(qū)，可能暗示其形成于陸相環(huán)境，后期受到來自火山(巖漿)熱液改造。

3.2 硫同位素組成及其來源

對下鮑和小源礦區(qū)的層狀礦體金屬硫化物進(jìn)行了硫同位素組成測定，分析結(jié)果見表2中。硫同位素組成 δ34S值為 －3.9‰ ～ +5.6‰，除個別樣品外變化范圍較小，多集中在－1‰～6‰。

圖3 冷水坑礦田碳酸鹽δ18O-δ13C圖解Fig.3 δ18OSNOWvs δ13CPDBdiagram of the carbonate and carbonate minerals from Lengshuikeng orefield

下鮑與小源兩個礦區(qū)的金屬硫化物δ34S分布略有差異?？傮w上，下鮑礦區(qū)各類硫化物的δ34S值要大于小源礦區(qū)的。下鮑方鉛礦δ34S為－0.5‰～+3.7‰，平均 2.23‰。黃鐵礦 δ34S 為 1.8‰ ～+3.6‰，平均 +2.73‰。閃鋅礦 δ34S 為 +4.3‰ ～+5.6‰，平均 5.05‰。小源礦區(qū)方鉛礦 δ34S 為－3.9‰ ～ +0.6‰，平均 －0.45‰。黃鐵礦 δ34S 為0.1‰ ～ +2.1‰，平均 +1.1‰，閃鋅礦 δ34S 為+2.7‰ ～ +3.0‰，平均 2.73‰?？傮w上 δ34S 在礦物中的分布服從下列順序:δ34S閃鋅礦＞δ34S黃鐵礦＞δ34S方鉛礦(表2)。這種δ34S在礦物中的富集順序與硫化物結(jié)晶時的δ34S富集順序不一致，也與斑巖型礦床金屬硫化物δ34S富集順序不同(孟祥金等，2007)，說明在成礦流體中硫化物間的硫同位素尚未完全達(dá)到平衡或表明這些金屬硫化物并不形成于同一階段，即層狀礦體中金屬硫化物的形成具有多階段。

同冷水坑礦田斑巖型礦床金屬硫化物硫同位素組成的對比可以看出，除下鮑閃鋅礦具有略高的δ34S值外，其它具有相同的分布特征(圖4)，說明成礦物質(zhì)中的硫源在很大程度上相一致。資料表明，超鎂鐵質(zhì)巖 δ34S平均值為 +1.2‰(+7.3‰ ～－1.3‰)，基性巖 δ34S 為 +2.7‰(+7.6‰ ～+5.7‰)，石隕石的 δ34S 變化為 +2.6‰ ～ －5.6‰(叢柏林，1979)。由此看來，無論是斑巖型礦化還是層狀礦體，其成礦流體硫的主要來源具有一致性，即火山-斑巖巖漿體系，地層硫則不同程度的加入成礦流體中。礦田的層狀礦化應(yīng)是整個礦田火山-斑巖成礦系統(tǒng)的一部分。礦田的這種巖漿硫比深部地幔硫(δ34S≈0‰)稍富重同位素34S，可能反映了含礦巖漿是地殼物質(zhì)重熔的產(chǎn)物。

表1 冷水坑礦田層狀礦碳酸鹽碳、氧同位素組成Table 1 The carbon and oxygen isotopes compositions of the carbonate and carbonate minerals from the bedded orebodies in Lengshuikeng orefield ‰

表2 冷水坑礦田層狀礦體硫同位素組成Table 2 The sulfur isotope composition of the bedded orebodies in Lengshuikeng orefield ‰

圖4 冷水坑礦田層狀礦體硫同位素組成分布直方圖(孟祥金等，2007)Fig.4 Sulfur isotope composition distribution histogram of ore from bedded orebody in Lengshuikeng orefield左圖為冷水坑斑巖礦床，右圖為下鮑和小源礦區(qū)

3.3 鉛同位素組成

層狀礦體礦石鉛同位素測試結(jié)果見表3。礦石鉛同位素組成較一致，其中206Pb/204Pb為17.786～17.809，207Pb/204Pb 為 15.572 ～15.605，208Pb/204Pb為 38.281 ～38.386。在206Pb/204Pb-207Pb/204Pb 和206Pb/204Pb-208Pb/204Pb圖上(圖5)，層狀礦體方鉛礦鉛同位素組成位于礦田鉛同位素分布范圍內(nèi)且比斑巖型礦石鉛分布要集中。礦田中無論是斑巖型礦體還是層狀礦體其礦石鉛同位素組成與礦田巖石鉛有所不同，礦石鉛同位素組成分布與地層沉積巖石及區(qū)域變質(zhì)巖石有一定的分離，而與花崗斑巖及火山巖分布緊密，說明礦石鉛部分與花崗斑巖及火山巖具有相似的來源，暗示礦石鉛來自于花崗斑巖(火山巖)。

圖5顯示，礦田鉛同位素大部分?jǐn)?shù)據(jù)落在下地殼分布區(qū)內(nèi)，說明礦田的鉛來源具有多源性或鉛的演化過程中有混染作用的發(fā)生。礦石鉛與含礦的花崗斑巖一樣，應(yīng)主要來源于下地殼，同時有部分鉛可能來自深部地殼甚至地幔。層狀礦體礦石鉛單階段模式年齡非常集中，在587～606 Ma之間(表3)，明顯老于含礦斑巖形成年齡及礦化年齡，說明礦石鉛來源于較古老的鉛源，應(yīng)來自于被重熔老地層中的鉛。由鉛同位素組成計(jì)算得到的參數(shù)μ 值在9.49～9.55 之間、ω 值在 37.22 ～39.87 之間(表3)，這些參數(shù)變化范圍不大，表示層狀礦體礦石鉛的演化過程沒有含礦斑巖及其礦化巖石復(fù)雜，且其主要來自于下地殼。

表3 冷水坑礦田層狀礦體礦石鉛同位素組成Table 3 The lead isotope composition of the bedded orebodies in Lengshuikeng orefield

圖5 冷水坑礦田層狀礦體礦石206Pb/204Pb-207Pb/204Pb和206Pb/204Pb-208Pb/204Pb圖(原圖據(jù)Zartman et al.，1981)Fig.5 206Pb/204Pb-207Pb/204Pb and206Pb/204Pb-208Pb/204Pb diagram of ore from bedded orebody in Lengshuikeng orefield

4 礦床成因探討

產(chǎn)于火山巖地層的層狀鉛鋅銀礦體是冷水坑礦田重要的礦化類型之一，礦體多順層間破碎帶分布。含礦的層間破碎帶發(fā)育碳酸鹽巖-白云質(zhì)灰?guī)r及鐵錳碳酸鹽(菱鐵菱錳礦)，與鉛鋅銀礦化具有密切的空間關(guān)系。含礦帶中的白云質(zhì)灰?guī)r與灰?guī)r，以角礫形式產(chǎn)出，角礫大小不等，最大者直徑可達(dá)幾十公分。在靠近花崗斑巖體時巖石發(fā)生大理巖化蝕變，部分成為大理巖，這一現(xiàn)象在下鮑礦區(qū)十分明顯。白云質(zhì)灰?guī)r在空間上分布并不連續(xù)，且與鉛鋅銀礦體并無必然的依托性。鐵錳碳酸鹽礦物(菱鐵菱錳礦)，一部分呈角礫狀產(chǎn)出，一部分呈細(xì)小脈狀充填于角礫巖之間，膠結(jié)白云質(zhì)灰?guī)r與鐵錳碳酸鹽角礫。無論是角礫狀還是脈狀，均可見鐵錳碳酸鹽與鉛鋅礦化、黃鐵礦化共生，而以脈狀鐵錳碳酸鹽中礦化最明顯。白云質(zhì)灰?guī)r中幾乎未見有礦化現(xiàn)象。詳細(xì)的野外觀察發(fā)現(xiàn)，白云質(zhì)灰?guī)r位于含礦火山巖層間破碎帶中，與其一同產(chǎn)出的巖石有厚度不等的粉(細(xì))砂巖。顯然它們都是正常沉積而成。而含礦破碎帶中的鐵錳碳酸鹽巖石不具有任何沉積組構(gòu)特征，不是沉積作用的產(chǎn)物。層狀礦層中的白云質(zhì)灰?guī)r和鐵錳碳酸鹽成因完全不同。

對層狀礦層中的白云質(zhì)灰?guī)r、鐵錳碳酸鹽(菱鐵菱錳礦)以及礦田外圍沉積地層中的碳酸鹽巖進(jìn)行稀土元素分析顯示(表4)，上述碳酸鹽巖(礦物)稀土元素組成有較大差異，鐵錳碳酸鹽(菱鐵菱錳礦)具有較大的δEu正異常，而沉積地層碳酸鹽巖δEu幾乎無異常，含礦層中的碳酸鹽巖δEu介于兩者之間，這一特征在稀土元素配分圖上表現(xiàn)顯著，顯示它們的成因不相同(表4)。礦田碳酸鹽巖(礦物)碳氧同位素組成(圖3)指示含礦層內(nèi)的碳酸鹽巖形成環(huán)境更傾向于陸相而非海相，而鐵錳碳酸鹽更具有火山(巖漿)熱液成因。

表4 冷水坑礦田碳酸鹽巖(礦物)稀土元素組成Tab 4 Rare trace elements content of carbonate rocks(minerals)from the bedded orebodies in Lengshuikeng orefield (×10－6)

層狀礦體金屬硫化物S，Pb同位素組成特征顯示其礦化物質(zhì)的來源與礦田火山-巖漿(花崗斑巖)及斑巖型礦體的相一致，結(jié)合層狀礦體的空間展布形態(tài)及與礦化密切相關(guān)的鐵錳碳酸鹽的成因，可以認(rèn)為，冷水坑礦田賦存于火山巖地層內(nèi)的層狀展布的鉛鋅銀礦的成因?yàn)榛鹕?巖漿)熱液成因。含礦火山巖地層內(nèi)的白云質(zhì)灰?guī)r系火山噴發(fā)間歇于陸相湖盆正常沉積而成，而大量發(fā)育的鐵錳碳酸鹽則是含礦火山熱液的組成部分。

5 結(jié)論

冷水坑礦田含白云質(zhì)灰?guī)r的火山巖層間破碎帶為層狀鉛鋅銀礦的成礦提供了空間，地層內(nèi)的碳酸鹽巖層為火山噴發(fā)間歇局限陸相湖正常沉積而成，部分地段構(gòu)成礦體的直接圍巖。與礦化關(guān)系密切的鐵錳碳酸鹽為火山(巖漿)熱液成因而非噴流沉積。礦石硫、鉛同位素組成表明成礦物質(zhì)來自礦田火山(巖漿)系統(tǒng)，來源于下地殼深部重熔的老地層。

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Characteristics of Stable Isotope of the Bedded Lead-Zinc-Silver Orebody in Lengshuikeng Orefield and Ore Genesis

HUANG Shui-bao1， MENG Xiang-jin2， XU Wen-yi2， ZHOU Xian-rong1， WU Mei-ren1， ZENG Xiang-hui1
(1.Jiangxi Bureau of Exploration and Development for Geology and Mineral Resources，Nanchang，JX 330002，China;2.Institute of Mineral Resources，CAGS，Beijing 100037，China)

The layered Pb-Zn-Ag mineralization concealed in the volcanic strata containing ferrous manganese carbonate is one of important mineralization types in Lengshuikeng ore district.The S-and Pb-isotopic data for the metals and the C-and O-isotopic date for carbonate rocks from the bedded ore-bodies in Lengshuikeng orefield were given in this paper.The δ13CV-PDBand δ18OV-SMOWvalues of ferromanganese carbonate minerals range from-4.8‰ to-5.5‰ and+12.6‰ to+14.1‰，while dolomitic limestone from-3.3‰ to-5.9‰，+9.8‰ to+17.2‰，respectively.The δ34S values for the sulfides from the ore-bodies vary slightly，ranging from-3.9‰ to+5.6‰，in accord with those from the porphyry deposit.The206Pb/204Pb，207Pb/204Pb and208Pb/204Pb ratios for the metals from the bedded ore-bodies vary in the rangers of 17.786 to 17.809，15.572 to 15.605 and 38.281 to 38.386，respectively.The lead isotope composition for the metals is in the range of that for the ores and the rocks from the porphyry deposit.The sulfur and lead isotopic features of the ore minerals from the bedded ore-bodies suggest that ore-forming materials are mainly from the volcanic rock and the ore-bearing granite porphyry.The carbonate in the volcanic strata was deposited in a restricted continental lake as volcano erupt intermission，while the ferrous manganese carbonate in the layered ore-body formed as not exhalative genesis but volcano hydrothermal.The bedded ore deposit in Lengshuikeng ore district is classified as a typical volcanic hydrothermal one.

bedded ore-body;lead-zinc-silver deposit;stable isotope;volcanic hydrothermal;Lengshuikeng

P611

A

1674-3504(2012)02-0101-10

10.3969/j.issn.1674-3504.2012.02.001

2012-02-23 責(zé)任編輯:吳信民

國家科技支撐重點(diǎn)項(xiàng)目(2009BAB43B03);國土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)(201011011)

黃水保(1954—)，男，高級工程師，主要從事礦產(chǎn)普查與勘探。E-mail:13807919815@163.com