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川滇黔相鄰區(qū)碳酸鹽巖容礦鉛鋅礦成礦特征

2016-11-16 09:10秦建華廖震文朱斯豹
沉積與特提斯地質(zhì) 2016年1期
關(guān)鍵詞:會澤鉛鋅礦礦石

秦建華,廖震文,朱斯豹,賴 楊

(1.中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心,四川 成都 610081;2.中國地質(zhì)科學(xué)院成都礦產(chǎn)綜合利用研究所,四川 成都 610041)

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川滇黔相鄰區(qū)碳酸鹽巖容礦鉛鋅礦成礦特征

秦建華1,廖震文1,朱斯豹1,賴楊2

(1.中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心,四川成都610081;2.中國地質(zhì)科學(xué)院成都礦產(chǎn)綜合利用研究所,四川成都610041)

本文對川滇黔相鄰區(qū)碳酸鹽巖容礦鉛鋅礦成礦特征進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié),并對區(qū)域成礦過程進(jìn)行討論。該區(qū)碳酸鹽巖容礦鉛鋅礦發(fā)育3種礦床類型,主要分布在瀘定-滎經(jīng)-漢源、雷波-金陽-巧家-會東、赫章-威寧-水城和會澤-彝良4個礦集區(qū),震旦系和古生代地層為主要容礦層。鉛鋅礦形成于3個成礦期和3類構(gòu)造環(huán)境:以黑區(qū)-雪區(qū)鉛鋅礦床為代表的噴流沉積型(SEDEX型),形成于早寒武世海底地震同生斷裂環(huán)境;以會澤礦床為代表的與侵入作用有關(guān)的碳酸鹽巖容礦鉛鋅銀礦床類型(IRCH Pb-Zn-Ag型),形成于晚三疊世前陸早期局部引張環(huán)境;以大梁子和天橋礦床為代表的密西西比河谷型(MVT 型),形成于前陸晚期沖斷擠壓環(huán)境。與世界其它地方不同,川滇黔相鄰區(qū)MVT 鉛鋅成礦作用主要發(fā)生于早侏羅世。

川滇黔相鄰區(qū); 碳酸鹽巖容礦鉛鋅礦; 礦集區(qū); 礦床類型; 區(qū)域成礦

前言

川滇黔相鄰區(qū)位于川南、滇東北、黔西北相鄰區(qū)域。該區(qū)點(diǎn)已發(fā)現(xiàn)碳酸鹽巖容礦鉛鋅礦床400多處,主要分布于上揚(yáng)子陸塊南部碳酸鹽臺地上。該區(qū)自古以來是中國重要的鉛鋅礦產(chǎn)出區(qū)。

近年來,作者在開展西南地區(qū)礦產(chǎn)資源潛力評價項(xiàng)目中,對該區(qū)碳酸鹽容礦鉛鋅礦床資料進(jìn)行了系統(tǒng)收集和綜合研究。該區(qū)碳酸鹽容礦鉛鋅礦床主要賦存于震旦系和古生代地層中,發(fā)育3種礦床類型,即沉積噴流型(SEDEX型)、密西西比河谷型(MVT型)、與侵入作用有關(guān)的碳酸鹽巖容礦鉛鋅銀礦床類型(IRCH Pb-Zn-Ag型)。主要產(chǎn)出于4個礦集區(qū)(圖1),即Ⅰ瀘定-滎經(jīng)-漢源礦集區(qū)、Ⅱ雷波-金陽-巧家-會東礦集區(qū)、Ⅲ會澤-彝良礦集區(qū)、Ⅳ赫章-威寧-水城礦集區(qū)。本文對該區(qū)發(fā)育的3種類型碳酸鹽容礦鉛鋅礦成礦特征進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié),并對其區(qū)域成礦過程進(jìn)行討論。

1 碳酸鹽巖容礦鉛鋅礦成礦特征

1.1沉積噴流型(SEDEX型)

該類礦床主要分布于瀘定-滎經(jīng)-漢源礦集區(qū)(圖1),該礦集區(qū)地處四川瀘定-滎經(jīng)-漢源-金口河一帶,面積約2100km2。礦集區(qū)內(nèi),沉積噴流型(SEDEX型)鉛鋅礦(點(diǎn))分布廣泛,有黑區(qū)-雪區(qū)鉛鋅礦床和白沙河等20余個鉛鋅礦床(點(diǎn)),其中大型1個,中型5個。鉛鋅礦賦存于震旦系上統(tǒng)燈影組和寒武系下統(tǒng)麥地坪組粉晶白云巖、葡萄狀白云巖和硅質(zhì)白云巖中。

該類型礦床以四川黑區(qū)-雪區(qū)大型鉛鋅礦床為代表。該礦床位于烏斯河火車站北東方向約4km處的大渡河谷北岸。礦體產(chǎn)于下寒武統(tǒng)麥地坪組白云巖所夾的黑色硅質(zhì)巖層和角礫狀白云巖中。按Zn≥1.0%或 Pb≥0.5%圈出上、下兩層礦體。上層礦體為主礦體,呈整合層狀產(chǎn)出,礦體厚度0.50~4.86m,平均厚度1.81m,礦體橫向延伸規(guī)模大,從黑區(qū)向北東方向延至雪區(qū),地表露頭斷續(xù)長達(dá)6000m。礦石以鋅為主、鉛次之,礦體的平均品位Zn=8.62%,Pb=1.96%,Zn+Pb=10.58%,Zn∶Pb=4.4∶1。下層礦體呈透鏡狀,較不穩(wěn)定,分布于礦區(qū)西南部山斗崖一帶,工程控制厚度1.16m。

圖1川滇黔相鄰區(qū)碳酸鹽容礦鉛鋅主要礦床分布

Fig.1Distribution of major carbonate-hosted Pb-Zn deposits in the Sichuan-Yunnan-Guizhou area

礦體主要由金屬硫化物與黑色硅質(zhì)巖或白云巖組成。在層狀礦體之下,局部地段發(fā)育浸染狀鉛鋅礦化體。礦層底板為淺灰-灰色中厚層狀粉晶和細(xì)晶白云巖、薄層狀硅質(zhì)巖及硅化白云巖,在一些地段鉛鋅礦層之下分布碎裂白云巖或角礫巖狀白云巖,為海底地震作用形成的震積巖[1]。局部見星散狀或浸染狀鉛鋅礦化體(Zn=0.1%~1.0%,Pb=0.1%~0.5%),鉛鋅礦(化)體最大厚度可達(dá)20m,硅化及白云石化較強(qiáng)烈。

礦石礦物成分簡單。金屬礦物以閃鋅礦為主,其次為黃鐵礦、方鉛礦,有極少量白鐵礦;非金屬礦物主要為微晶石英,其次為玉髓、白云石,含少量重晶石、膠磷礦、水云母等,以及瀝青。

礦石類型有層紋狀礦石、條帶浸染狀礦石、浸染狀礦石、塊狀礦石、脈狀礦石、角礫狀礦石。

圍巖蝕變在層狀礦體產(chǎn)出區(qū)不甚明顯,但在脈狀礦石分布地帶相對發(fā)育,有硅化、白云石化、黃鐵礦化、瀝青化、黑色有機(jī)質(zhì)浸染等。蝕變礦物往往呈毫米級-厘米級的微小斑點(diǎn)狀或細(xì)脈狀產(chǎn)出。局部見白色粗粒石英、白云石亮晶呈斑塊狀、晶洞狀、脈狀產(chǎn)出;有的白色粗粒石英與深色閃鋅礦、粗粒方鉛礦等共生。

林方成對該礦床的包體和稀土元素、硫、硅、氧、鉛同位素等特征進(jìn)行了研究[2]。研究表明,紋層狀礦石微晶石英和玉髓中的流體包裹體很少,且非常微細(xì),一般<3μm,基本為單一的液相包體,偶見氣-液二相包體,反映了礦石沉淀的溫度低。在分布于層紋狀礦石中的硅巖角礫和閃鋅礦石角礫的粒度較粗大的石英中,見有氣液二相包體,特別是分布于SiO2—黑色有機(jī)質(zhì)等復(fù)雜沉積物中的硅質(zhì)巖角礫中包裹體較發(fā)育,其形態(tài)呈橢圓形、圓形、三角形、透鏡狀、不規(guī)則狀等,大小約2~9μm,氣/液比介于5%~15%。所測定的氣/液二相包體的均一溫度變化于140~285℃,平均197℃(n=47)。礦床富硅質(zhì)鉛鋅礦石及硅質(zhì)巖稀土元素總量為(1.45~48.47)×10-6,LREE/HREE為8.06~23.24。經(jīng)北美頁巖標(biāo)準(zhǔn)化后,δCe為0.28~0.74,δEu為0.76~1.09,La/Yb為0.48~4.62,稀土元素組成具有稀土總量低、Ce虧損顯著、Eu呈弱負(fù)異常或不具異常、輕稀土較富集的特點(diǎn)。經(jīng)球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化后,礦床容礦硅質(zhì)巖及礦石的δCe和δEu均呈現(xiàn)明顯的負(fù)異常(δCe=0.30~0.85,δEu=0.54~0.79,n=12),δCe、δEu的負(fù)異常以及LREE的曲線配分曲線形態(tài)與海水REE極其相似。礦石中閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦硫同位素δ34S值變化范圍為7.48‰~15.51‰,平均12.30‰(n=18),與同期海水硫同位素組成基本一致,指示成礦的硫來自同期海水硫酸鹽。礦床中灰白色微晶硅巖的δ30Si介于-0.3‰~-0.2‰,δ18O介于20.9‰~21.8‰(n=3),該礦床微晶硅巖的δ18O落在熱泉華石英和成巖重結(jié)晶石英δ18O值范圍內(nèi)。同時,礦床賦礦層位處于震旦系—寒武系過渡界面附近,層狀硅質(zhì)巖的δ30Si值較低,可能是海底熱水活動的反映。礦石中方鉛礦的鉛同位素組成:206Pb/204Pb介于17.974~18.171,207Pb/204Pb介于15.599~15.652,208Pb/204Pb介于37.986~38.251(n=8),礦石的鉛同位素組成相當(dāng)均一,礦石鉛可能來源于峨邊群等基底變質(zhì)巖系。

1.2密西西比河谷型(MVT型)

該類型礦床主要分布在雷波-金陽-巧家-會東礦集區(qū)和赫章-威寧-水城礦集區(qū)(圖1)。

雷波-金陽-巧家-會東礦集區(qū)位于四川雷波-金陽-布拖、云南永善-巧家一帶,礦集區(qū)面積約4500km2。密西西比河谷型(MVT型)鉛鋅礦在該礦集區(qū)內(nèi)已有大梁子、茂租等鉛鋅礦床(點(diǎn))46個,其中大型2個,中型7個。鉛鋅礦容礦地層為震旦系燈影組、寒武系麥地坪組、筇竹寺組、滄浪鋪組、龍王廟組、二道水組,奧陶系寶塔組及志留系大關(guān)組,鉛鋅礦床主要受斷裂控制,北西向斷裂與北東向或近南北向斷裂交會部位是鉛鋅成礦的有利位置,該礦集區(qū)MVT型鉛鋅礦以大梁子鉛鋅礦為代表。

赫章-威寧-水城礦集區(qū)位于貴州赫章至云南彝良地區(qū),面積約6000km2。MVT型鉛鋅礦在該礦集區(qū)已有天橋等鉛鋅礦床(點(diǎn))16個,其中,中型礦床7個。鉛鋅礦產(chǎn)出與斷裂或?qū)娱g構(gòu)造有關(guān),礦體呈似層狀或脈狀,鉛鋅礦主要賦存層位為石炭系馬平組(C2m)-黃龍組(C2hn)-大塘組(C1d)-擺佐組(C1b)和二疊系棲霞組(P2q)-茅口組(P2m)。該礦集區(qū)MVT型鉛鋅礦以天橋鉛鋅礦床為代表。

1.2.1大梁子鉛鋅礦

該礦床為大型礦床,位于四川會東縣大橋區(qū)小街鄉(xiāng)境內(nèi),小江深大斷裂西側(cè)。賦礦地層主要為燈影組中、上部,礦體頂部延入筇竹寺組底部。燈影組總厚928m,主要巖性為白云巖,其中下部富藻,中部細(xì)碎屑成分較多,上部富含磷質(zhì)和燧石條帶。

礦區(qū)發(fā)育以F1、F15斷裂為南、北邊界的寬約600~800m的NWW向斷裂構(gòu)造帶,是主要的控礦構(gòu)造系統(tǒng)。

礦體產(chǎn)狀、形態(tài)、規(guī)模、分布以及礦石構(gòu)造,都明顯地受斷裂構(gòu)造控制。橫向上,礦體主要賦存于F15、F6斷裂拐彎的內(nèi)側(cè);縱向上,礦體富厚部位與斷裂傾角由陡變緩及構(gòu)造破碎帶膨大部位相一致。其中,張性“黑破帶”及NWW向組斷裂帶是最主要的容礦空間,在這些構(gòu)造部位分布塊狀、角礫狀礦石;其次,NWW向及NW向斷裂旁側(cè)伴生的羽狀裂隙也是貯礦的良好空間,分布著脈狀、細(xì)脈浸染狀礦石。鋅礦體的空間連續(xù)性好,而鉛礦體則由一系列大致與斷裂傾向相平行的脈狀體構(gòu)成。

礦床主要由1號和2號兩個礦體組成,前者規(guī)模大,為主礦體,其儲量占整個礦床的99%以上;后者規(guī)模小,位于礦床的東南角。I號礦體受陡立的斷裂構(gòu)造破碎系統(tǒng)控制。礦體的形態(tài)猶如一系列厚大的透鏡體呈左列疊置而成,中部厚,兩端薄,淺部厚于深部,在三度空間上形似火炬狀,一般稱之為筒狀。礦體走向NW290°~310°,傾向總體向北,局部向南,陡傾斜(75°~90°)。礦體長度630m,最大厚度205m,最小厚度為0.8m,平均厚度為46m,控制延深大于410m,大部分礦體賦存于燈影組,而頂部沿斷裂帶伸入筇竹寺組中。

礦石礦物主要為閃鋅礦,其次為方鉛礦,其它金屬礦物有黃鐵礦、黃銅礦、白鐵礦、(砷、銀)黝銅礦等。脈石礦物主要為白云石和石英,此外,還有方解石、重晶石、瀝青、石墨、絹云母等。近地表以及深部一些斷裂帶中及旁側(cè)發(fā)育次生氧化礦物,如菱鋅礦、異極礦、水鋅礦、白鉛礦、褐鐵礦等。

礦石以Zn為主,Pb次要,平均品位Zn 10.47%,Pb 0.75%,Zn∶Pb≈14∶1。Ag、Cd、Ge、Ga、S等為可綜合利用的伴生組分,其平均含量為:Ag 43.1g/T;Cd 0.116%;Ge 0.00129%;Ga 0.00106%;S 4.99%。閃鋅礦富含Cd、Ge、Ga;鉛,鋅、銅的硫化物均較富含Ag,各種礦物含銀量從高到低的順序?yàn)椋恒y黝銅礦-砷黝銅礦-閃鋅礦-輝銅礦-方鉛礦。Ag在黝銅礦、方鉛礦、輝銅礦等礦物中主要呈類質(zhì)同象存在,而在閃鋅礦中主要以機(jī)械混入物賦存于晶體缺陷、晶間、礦物解理、微裂隙中。

礦石結(jié)構(gòu)有粒狀結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、草莓狀結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)等;礦石構(gòu)造有層紋狀、角礫狀、脈狀、網(wǎng)脈狀、致密塊狀、團(tuán)塊狀、星散浸染狀等構(gòu)造;此外,氧化帶中還發(fā)育蜂窩狀、土狀、鐘乳狀、皮殼狀等次生氧化構(gòu)造。

礦體圍巖蝕變較弱,僅見硅化、炭化、黃鐵礦化和碳酸鹽化,以硅化和黃鐵礦化最廣,其次是炭化。

礦床微量元素特征的研究表明[3],閃鋅礦中鎘的含量為0.10%~1.07%;黃鐵礦中鍺含量較高,最高達(dá)0.21%;方鉛礦中鍺、鎵的含量分別為0.08%~0.35%和0.09%~0.37%。礦床中Cd與Zn、Pb與Ge、Ga 呈明顯的正相關(guān)關(guān)系(相關(guān)系數(shù)R分別是0.65、0.58、0.70),說明Cd主要賦存在閃鋅礦中,而Ge、Ga主要賦存在方鉛礦中;Fe與Cd、Ga呈負(fù)相關(guān)(R分別為-0.38、-0.35),說明Cd、Ga分別以類質(zhì)同象形式取代Fe進(jìn)入閃鋅礦中,由于Fe的減少,導(dǎo)致閃鋅礦的顏色變淺;Zn與Ge、Ga都呈負(fù)相關(guān)(R分別為-0.55、-0.23),說明Ge和Ga可能是以類質(zhì)同象的形式進(jìn)入閃鋅礦晶格替換了Zn,出現(xiàn)此消彼長現(xiàn)象。

大梁子礦區(qū)礦石以及礦區(qū)外圍地層巖石的稀土元素配分曲線都為右傾型,為輕稀土富集[4],同時,礦石稀土配分曲線與燈影組白云巖配分曲線形狀相似,說明在成礦熱液作用過程中,礦區(qū)燈影組地層稀土已隨成礦流體進(jìn)入到熱液礦石中。

大梁子鉛鋅礦氫、氧同位素研究表明,礦床成礦熱液為大氣降水。礦床石英包裹體水δDH2O(‰)為-96.3‰,δ18OH2O(‰)為-6.62‰,其δDH2O(‰)值與我國西南地區(qū)大氣降水值(-70‰~-110‰)相近;而閃鋅礦包裹體水中δDH2O(‰)為-40.3‰,δ18OH2O(‰)為3.31‰,較石英包裹體水均有不同程度的增加,且δDH2O(‰)與現(xiàn)代大氣降水值范圍相差較大;在氫-氧同位素投點(diǎn)圖上(圖2),大梁子礦床投點(diǎn)均在巖漿水與變質(zhì)水區(qū)域之外,并強(qiáng)烈地向雨水線“飄移”,顯示出強(qiáng)烈的氧同位素交換后的大氣降水特征[5]。

圖2川滇黔相鄰區(qū)碳酸鹽巖容礦鉛鋅礦δD -δ18O圖(毛坪數(shù)據(jù)來源[6];大梁子數(shù)據(jù)來源[5];會澤數(shù)據(jù)來源[7];天寶山數(shù)據(jù)來源[8-10])
Fig.2δD-δ18O diagram for the carbonate-hosted Pb-Zn deposits in the Sichuan-Yunnan-Guizhou area

大梁子礦床鉛來源較為復(fù)雜,鉛同位素組成變化較大,206Pb/204Pb變化范圍為18.0347~18.9693,207Pb/204Pb變化范圍為15.2171~15.8815,208Pb/204Pb變化范圍為37.2740~39.5863。在207Pb/204Pb-2O6Pb/204Pb關(guān)系上(圖3),大部分?jǐn)?shù)據(jù)落入上地殼或地幔線附近,表明礦石鉛可能主要由上部地殼貢獻(xiàn),但不排除有少量幔源鉛和下地殼鉛的加入[5]。

1.2.1天橋鉛鋅礦床

該礦床為一個中型礦床,位于赫章縣媽姑鎮(zhèn)境內(nèi),北東向貓貓廠-耗子硐斷裂帶與北西向構(gòu)造帶交匯處。礦床賦礦層為下石炭統(tǒng)泥晶灰?guī)r和生物屑灰?guī)r,分營盤上和沙子地兩個礦段,礦床共有32個礦(化)體。礦體受層間剝離、層間滑動構(gòu)造控制,在地層和層間滑動面由陡變緩部位,礦體增厚變富。營盤上礦段以Ⅱ號礦體規(guī)模最大,長200m,寬120m,厚1.50m,Pb含量1.23%,Zn含量5.69%;沙子地礦段以1、2、3、4、5號礦體為主,長50~100m,延深110~170m,厚1.57~8.90m平均含Pb含量1.70%,Zn含量10.24%。沙子地礦段以氧化礦石為主,營盤上礦段為硫化礦石。礦石構(gòu)造有土狀、脈狀、條帶狀、塊狀。礦石礦物有方鉛礦、閃鋅礦、菱鋅礦、水鋅礦、白鉛礦、黃鐵礦,脈石礦物有石英、方解石、白云石。

據(jù)研究,天橋礦床硫化物樣品以具有低∑REE(<3×10- 6)和負(fù)的Eu異常(0.13~0.88)為特征[10-11]。在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖上,全部樣品具有相似特征,且與地層中的黃鐵礦(下石炭統(tǒng)大塘組C1d)、白云巖地層及蝕變圍巖相比,具有一致的稀土配分模式和Eu負(fù)異常特征,表明成礦流體來源于圍巖及下伏碳酸鹽地層。該礦床熱液方解石δ13CPDB值范圍在-5.3%~-3.4‰之間,δ18OSMOW范圍為+14.9%~+19.6‰,在碳-氧同位素圖上(圖4)的投點(diǎn)顯示,礦床流體中的CO2組成是地幔流體、海相碳酸鹽巖以及沉積有機(jī)質(zhì)的混合產(chǎn)物。

圖3川滇黔相鄰區(qū)碳酸鹽巖容礦鉛鋅礦207Pb/204Pb-206Pb/204Pb圖(會澤數(shù)據(jù)來源[12];大梁子數(shù)據(jù)來源[5,8];天橋、天寶山、青山、茂租及筲箕灣數(shù)據(jù)來源[9-11])

Fig.3207Pb/204Pb-206Pb/204Pb diagrams for sphalerite (a), galena (b) and pyrite (c) from the carbonate-hosted Pb-Zn deposits in the Sichuan-Yunnan-Guizhou area

圖4川滇黔相鄰區(qū)碳酸鹽巖容礦鉛鋅礦床δ13CPDB‰-δ18OSMOW‰圖(天橋、茂租、天寶山及青山數(shù)據(jù)來源[9-11];毛坪數(shù)據(jù)來源于[6,12];會澤數(shù)據(jù)來源[7])

a.樣品取自礦體中的方解石;b.樣品取自礦體碳酸鹽圍巖

Fig.4δD13CPDB-δ18OSMOWdiagrams of the carbonate-hosted Pb-Zn deposits in the Sichuan-Yunnan-Guizhou area

礦床中方鉛礦、閃鋅礦以及黃鐵礦均較富集重硫同位素34S,其δ34SCDT(‰)值范圍分別為+8.4%~+12.6‰,+10.9%~14.2‰,+12.8%~14.4‰,黃鐵礦34S含量相對最高,方鉛礦最低(圖5)。硫同位素研究表明,成礦流體的34S主要來源于泥盆系—石炭系地層蒸發(fā)巖。礦床硫化物礦石鉛同位素組成范圍(圖3):206Pb/204Pb為18.378~18.601,207Pb/204Pb為15.519~15.811,208Pb/204Pb為38.666

圖5川滇黔相鄰區(qū)碳酸鹽巖容礦鉛鋅礦床34S同位素特征(筲箕灣數(shù)據(jù)來源[9-10,13];會澤數(shù)據(jù)來源[14];天寶山數(shù)據(jù)來源[9-10];青山、天橋及茂租數(shù)據(jù)來源[9-10])

Fig.5Sulfur isotope (34S) values for galena (a), pyrite (b) and sphalerite (c) from the carbonate-hosted Pb-Zn deposits in the Sichuan-Yunnan-Guizhou area

~39.571,鉛同位素組成較為均勻,放射鉛含量較低,成礦流體鉛來源較為復(fù)雜,可能是區(qū)內(nèi)玄武巖、沉積巖以及基底巖石混合的結(jié)果。該礦床硫化物礦石中鍶同位素87Sr/86Sr值范圍為0.7125~0.7167(圖6),明顯高于震旦—二疊紀(jì)沉積巖石和二疊紀(jì)峨眉山玄武巖的87Sr/86Sr值,但是低于區(qū)內(nèi)古老基底巖石(昆陽-會理群基底),成礦流體中的Sr同位素組成可能也是區(qū)內(nèi)古老基底巖石、較新的沉積巖石(泥盆系—二疊系沉積巖)以及峨眉山玄武巖等各個源區(qū)Sr同位素混合的結(jié)果。

1.3與侵入作用有關(guān)的碳酸鹽巖容礦鉛鋅銀礦(IRCH Pb-Zn-Ag型)

該類型鉛鋅礦(IRCH Pb-Zn-Ag型,為Intrusion-related carbonate-hosted Pb-Zn-Ag deposits 的縮寫),主要分布在會澤-彝良礦集區(qū)。礦集區(qū)面積約4700km2。該礦集區(qū)分布會澤特大型礦床及樂紅大型、五星廠中型礦床等45個礦床(點(diǎn)),賦礦地層包括震旦系、寒武系、泥盆系、石炭系。區(qū)內(nèi)北東向斷裂往往近于等距出現(xiàn),鉛鋅礦床亦沿北東向的控礦斷裂構(gòu)造展布;北西向斷裂有牛欄江斷裂和大關(guān)斷裂,其與北東向斷裂或北東向背斜交會處是礦床(點(diǎn))產(chǎn)出的部位。區(qū)內(nèi)次級區(qū)域性斷裂,主要為走向逆斷層,多數(shù)發(fā)生在褶皺軸部,這些斷層促使層間發(fā)生滑動破碎,形成次級張性裂隙,控制礦床、礦體的產(chǎn)出。礦體形態(tài)多呈似層狀、透鏡狀,部分呈脈狀。主礦體周圍往往有囊狀、扁豆?fàn)钚〉V體平行產(chǎn)出,在層間滑動構(gòu)造發(fā)育處或地層產(chǎn)狀轉(zhuǎn)折地段礦體變富變厚。該類型以會澤鉛鋅礦床為代表。

1.3.1會澤鉛鋅礦床

該礦床為超大型礦床,由礦山廠和麒麟廠兩個礦段組成。礦山廠礦段位于會澤縣城北東58°方位48km處,麒麟廠礦段位于礦山廠礦段北東3.08km處,緊依牛欄江西岸。礦區(qū)出露震旦系至二疊系地層,石炭系下統(tǒng)擺佐組(C1b)在礦區(qū)內(nèi)廣泛出露,為賦礦地層,厚達(dá)40~60m,與上覆、下伏地層均呈整合接觸。礦區(qū)構(gòu)造主要為北東-南西向礦山廠逆斷層和麒麟廠逆斷層,是重要的控礦構(gòu)造,分別控制了礦山廠礦床和麒麟廠礦段。礦區(qū)分布有大面積的峨眉山玄武巖。礦床上部為氧化礦,下部(指標(biāo)高1800m以下)為原生礦,中間為混合礦。麒麟廠礦段3、6、8、10號礦體和礦山廠礦段1號礦體是礦床最大的礦體,5個礦體鉛鋅金屬量占整個礦床總儲量約90%。鉛鋅品位高(平均大于30%)是該礦床最明顯、最重要的特征,其中3號礦體Pb+Zn平均品位為36.5%,6號礦體為34.6%,8號礦體為25.8%,10號礦體為33.5%,1號礦體為32.6%。此外,礦石中伴生的銀、鍺、鎵、鎘等元素均達(dá)到可綜合利用的品位。

礦山廠礦段1號、13號礦均產(chǎn)出在逆斷層上盤,其間以NW向F4橫斷層為界,F(xiàn)4南西為1號礦群,北東為13號礦群,單礦體呈透鏡狀,沿走向及傾斜均有分支、復(fù)合、尖滅、再現(xiàn)等特征。

麒麟廠礦段已探明規(guī)模不等的礦體50多個,礦體在擺佐組粗晶白云巖中沿層產(chǎn)出,其頂?shù)装迮c圍巖界限清楚,受順層陡傾的斷裂帶控制,礦體均沿層產(chǎn)于白云巖中,礦體走向長達(dá)700m,傾斜延伸大于1000m,厚度0.7~40m。主礦體在縱剖面上呈“階梯狀”向南側(cè)伏,單個礦體形態(tài)不規(guī)則,多為似筒狀、囊狀、扁柱狀、透鏡狀、脈狀、多脈狀、網(wǎng)脈狀及“似層狀”。礦體在平面上形態(tài)不規(guī)則,同一礦體在不同中段具有不同形態(tài),均為中部厚大,沿走向變薄或分枝尖滅。礦體在剖面上均為上部薄或分枝尖滅,向深部、逐漸變厚,局部出現(xiàn)小的膨脹和收縮。

礦石自然類型有氧化礦石、混合礦石和原生礦石。原生礦石根據(jù)礦石的結(jié)構(gòu)和礦物共生組合不同,劃分為閃鋅礦型礦石、閃鋅-方鉛礦型礦石、方鉛礦-黃鐵礦型礦石和黃鐵礦型礦石。

原生硫化物礦石礦物主要是閃鋅礦、方鉛礦和黃鐵礦,在閃鋅礦和方鉛礦中包裹有少量的黃銅礦、硫銻鉛礦、硫砷鉛礦、深紅銀礦和自然銻等,脈石礦物主要為方解石,其次為白云石,偶見重晶石、石膏、石英和粘土礦物。

礦石結(jié)構(gòu)有粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、交代環(huán)狀結(jié)構(gòu)、固溶分解結(jié)構(gòu)、揉皺結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)、細(xì)(網(wǎng))脈狀結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)、共結(jié)邊結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、填隙式結(jié)構(gòu);礦石構(gòu)造有條帶狀構(gòu)造、層狀-似層狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造和脈狀構(gòu)造等。

礦體與圍巖接觸界限清楚,圍巖蝕變簡單,與原生礦體接觸的圍巖除褪色現(xiàn)象外,其它蝕變作用少見。圍巖蝕變作用主要為白云巖化和黃鐵礦化,偶見方解石化、硅化和粘土化等。

礦床以富集Cd和Ge為特征,含量分別為(900~2900)×10-6和(200~2300)×10-6,Ga 含量相對較低,其中Cd主要富集于閃鋅礦中,Ge、Ga主要富集于方鉛礦中[15]。

礦床流體包裹體類型較為簡單,以純液相、氣液兩相包裹體為主。在成礦流體中,陽離子以Na+、Ca2+為主,且Na+> K+、Ca2+>Mg2+,Ca2+與K+在閃鋅礦的包裹體中大致相當(dāng),在方解石包裹體中Ca2+大于K+;而陰離子則以Cl-、F-、SO42-為主,Cl->F-、SO42-;氣相成分主要為H2O、CO2、CO、CH4、H2;w(NaCl)4.3%~15.8%,平均6.2%,成礦流體為Na+-Cl--Ca2+-SO42-型流體[16-19]。礦床方解石流體包裹體的均一溫度在142~245℃之間變化,礦床成礦壓力為(436~618)×105Pa,換算成成礦深度為1.54~2.06km[17]。

據(jù)研究,礦床δDSMOW(‰)值介于-59.2‰~50.2‰之間,根據(jù)包裹體計算的δ18OH2O(‰)范圍為7‰~8.8‰[7],在δ18OH2O(‰)—δDSMOW(‰)圖(圖2)上,落入巖漿水和變質(zhì)水混合區(qū);礦床方解石碳-氧同位素δ13CPDB‰的變化范圍為-2.1‰~-3.5‰,顯示成礦流體具有較賦礦圍巖低得多的δ13CPDB‰值,在δ13CPDB‰—δ18OH2O(‰)圖(圖4)上,投點(diǎn)落于巖漿水與海相碳酸鹽區(qū)域之間,指示成礦流體在上升過程中通過水巖反應(yīng)與圍巖碳酸鹽地層進(jìn)行了碳氧同位素交換,導(dǎo)致流體中 δ13C值升高,圍巖δ13C值降低。礦床硫化物(閃鋅礦、方鉛礦及黃鐵礦等)δ34SCDT值變化范圍介于10.9‰~17.4‰之間(圖5),多集中于13‰~17‰,不同礦體或同一礦體中硫化物δ34SCDT值沒有明顯差異,同時,δ34SCDT值滿足黃鐵礦>閃鋅礦>方鉛礦,指示礦石達(dá)到硫同位素平衡,礦床的還原硫可能主要來自硫酸鹽的還原,礦體含礦層位之下的黑色頁巖、碎屑巖及泥質(zhì)巖為硫酸鹽還原提供了有機(jī)質(zhì)。

圖6赫章-威寧-水城礦集區(qū)碳酸鹽巖容礦鉛鋅礦床87Sr/86Sr圖解(天橋、青山及筲箕灣數(shù)據(jù)來源[9-10])
Fig.687Sr/86Sr diagram of the carbonate-hosted Pb-Zn deposits in the Hezhang-Weining-Shuicheng ore field, Guizhou

硫化物礦石的Pb同位素組成均一,206Pb/204Pb比值范圍為18.251~18.496,207Pb/204Pb比值范圍為15.663~15.855,208Pb/204Pb比值范圍為38.487~39.0,與玄武巖Pb同位素范圍類似(206Pb/204Pb=18.175~18.371,207Pb/204Pb=15.629~15.662,208Pb/204Pb=38.38~38.666),指示礦石鉛為上地殼鉛與造山帶鉛混合來源[7-12](圖3)。

目前,該礦床成礦類型尚有頗多爭議,本文將其劃分為與侵入作用有關(guān)的碳酸鹽巖容礦鉛鋅銀礦(IRCH Pb-Zn-Ag型),詳見下述區(qū)域成礦討論部分。

2 區(qū)域成礦討論

如上所述,川滇黔相鄰區(qū)3種類型碳酸鹽巖容礦鉛鋅礦主要產(chǎn)出于4個礦集區(qū)。同一礦集區(qū)內(nèi),礦床具有相似的成礦地質(zhì)特征,不同礦集區(qū)的礦床具有不同的成礦地質(zhì)特征,礦集區(qū)內(nèi)發(fā)生的成礦作用應(yīng)是區(qū)域性的成礦事件,而非局部或孤立的事件[18]。

2.1沉積噴流型(SEDEX型)鉛鋅礦區(qū)域成礦

黑區(qū)-雪區(qū)礦集區(qū)為沉積噴流型鉛鋅礦集區(qū),鉛鋅礦成礦機(jī)制為海底地震誘發(fā)深部超壓流體庫排泄噴流。據(jù)研究,位于鉛鋅礦層底板呈區(qū)域性分布的震裂角礫巖的發(fā)育,寓示著強(qiáng)大的海底地震是海底噴流-沉積成礦的開始,同生斷裂帶的活動和與之相伴的地震活動,觸發(fā)了深部流體庫的震蕩破裂,并與同生斷裂帶溝通,含礦流體向斷裂減壓空間匯集、向上運(yùn)移,并噴出海底成礦[1]。在一次強(qiáng)大的地震活動之后,尚有多幕式強(qiáng)度逐漸減弱的余震發(fā)生。隨著地殼應(yīng)力的釋放和深部流體的排放,流體庫枯竭,結(jié)束了一次大規(guī)模的SEDEX成礦作用。Pb、Zn、Fe、SiO2、有機(jī)質(zhì)等成礦物質(zhì)主要來自峨邊群等基底變質(zhì)巖系,成礦硫質(zhì)來自海水硫酸鹽,富含有機(jī)質(zhì)的含礦流體噴溢出海底,由于物理化學(xué)條件的急劇改變以及有機(jī)質(zhì)對海水SO42-的還原作用,導(dǎo)致了硅質(zhì)巖和鉛鋅硫化物的沉淀。

2.2密西西比河谷型(MVT型)鉛鋅區(qū)域成礦

雷波-金陽-巧家-會東和赫章-威寧-水城礦集區(qū)為兩個MVT型礦集區(qū)。

2.2.1成礦流體性質(zhì)

雷波-金陽-巧家-會東礦集區(qū)成礦流體性質(zhì)通過大梁子鉛鋅礦的研究(見上述),揭示鉛鋅礦成礦流體主要為雨水來源,成礦流體類型屬Ca2+-Mg2+-C1--HCO3-型,為弱酸到近中性,鹽度NaCl為約4wt%,主成礦階段成礦溫度為150~200°C,成礦流體成礦深度為地下1km左右[19]。

赫章-威寧-水城礦集區(qū)成礦流體性質(zhì)通過天橋鉛鋅礦的研究,揭示成礦流體為Cl--Na+-Ca2+-F--SO42-型; 含鹽度為10wt%,成礦流體來源圍巖及下伏碳酸鹽地層,成礦溫度為150~240°C,成礦深度大于400m[10]。

2.2.2成礦年齡

雷波-金陽-巧家-會東礦集區(qū)礦床成礦年齡,目前已有大梁子、寧南跑馬和茂租鉛鋅礦的成礦年齡測定(表1)。寧南跑馬鉛鋅礦閃鋅礦Rb-Sr年齡為200.1±4.0Ma[20]。茂租鉛鋅礦熱液方解石Sm-Nd年齡為196±13Ma[9]。大梁子礦床閃鋅礦Rb-Sr年齡為366.3±7.7Ma[21]。結(jié)合礦集區(qū)成礦地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境演化,筆者認(rèn)為雷波-金陽-巧家-會東礦集區(qū)成礦年齡為196~200Ma,與區(qū)域成礦地質(zhì)構(gòu)造演化特征更為一致(見下述)。

表1 川滇黔相鄰區(qū)碳酸鹽容礦鉛鋅礦放射性年齡一覽表

赫章-威寧-水城礦集區(qū)礦床成礦年齡,目前,已有天橋鉛鋅礦的年齡測定[10]。對天橋鉛鋅礦的閃鋅礦、黃鐵礦利用Rb-Sr法年齡測定結(jié)果為191.9±6.9Ma(表1)。

2.2.3成礦物質(zhì)來源

通過對礦集區(qū)內(nèi)礦床的鉛、硫、鍶、碳、氧同位素分析(圖3、圖4、圖5、圖6),表明成礦金屬物質(zhì)主要來自上地殼基底巖石和震旦系燈影組白云巖、寒武系—三疊系碳酸鹽巖沉積蓋層和峨眉山玄武巖,碳、氧、硫物資主要來源于海相碳酸鹽巖和硫酸鹽巖石,鍶則是來源于基底巖石、較新的沉積巖石(泥盆系—二疊系沉積巖)以及峨眉山玄武巖。

2.2.4區(qū)域成礦討論

(1)MVT鉛鋅礦區(qū)域成礦研究進(jìn)展

MVT鉛鋅礦是形成于臺地碳酸鹽巖石中的后生礦床。近年來的研究表明[18],世界上絕大多數(shù)MVT鉛鋅礦形成于造山前陸地區(qū),少數(shù)形成于或相鄰于裂谷引張環(huán)境,極少數(shù)形成于克拉通內(nèi)盆地中。造山前陸型MVT礦床就是形成于造山前陸隆起相對未變形的臺地碳酸鹽或前陸沖斷帶中,前者如Pine Point,Ozark和田納西中部礦集區(qū)內(nèi)的MVT鉛鋅礦,后者可以阿巴拉契亞山脈和落基山脈的MVT鉛鋅成礦帶中的鉛鋅礦為代表;而歐洲阿爾卑斯MVT礦集區(qū)中的MVT鉛鋅礦就是形成或相鄰于裂谷帶;密西西比河谷上游礦集區(qū)(Upper Mississippi Valley district)MVT鉛鋅礦則是形成于克拉通內(nèi)盆地中的典型代表。

雖然,MVT鉛鋅礦的成因一直是令人困惑的,但近年來隨著人們對MVT礦集區(qū)地球化學(xué)、地質(zhì)特征的研究和新的放射性年齡的測定,以及對地殼中大規(guī)模流體流動認(rèn)識的研究進(jìn)展表明,世界上絕大多數(shù)MVT礦集區(qū)都是區(qū)域性或次大陸尺度水文過程的產(chǎn)物,MVT鉛鋅礦形成于熱-溫?zé)岬暮}溶液(類似于油田鹵水),從沉積盆地經(jīng)由含水層遷移到盆地周緣并進(jìn)入到臺地碳酸鹽地層層序中。關(guān)于含礦硫化物鹵水的運(yùn)動過程,目前至少已提出了3種不同的流體流動模式[22]:

一是地形或重力驅(qū)動流體流動模式(topographic or gravity-driven fluid flow model)。

二是沉積和構(gòu)造壓實(shí)模式(sedimentary and tectonic compaction model)。

三是熱液對流模式(hydrothermal convection model)。

而關(guān)于MVT礦床成礦流體硫化物化學(xué)搬運(yùn)和沉淀的通用模式(conventional model),目前也提出了3種模式,即混合模式、硫酸鹽還原模式和還原硫模式[22]。

(2)區(qū)域成礦討論

主要根據(jù)近年來獲得的最新的礦床成礦年齡資料,重點(diǎn)結(jié)合礦集區(qū)區(qū)域成礦地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境,對兩個礦集區(qū)MVT鉛鋅礦區(qū)域成礦進(jìn)行討論。

雷波-金陽-巧家-會東礦集區(qū)該礦集區(qū)構(gòu)造上位于上揚(yáng)子地臺西緣,該礦集區(qū)MVT鉛鋅成礦年齡,經(jīng)放射性年齡測定表明在196~200Ma,相對應(yīng)于早侏羅世。早侏羅世,該礦集區(qū)區(qū)域成礦構(gòu)造環(huán)境主要受特提斯甘孜-理塘洋演化影響,甘孜-理塘洋盆此時向西與義敦島弧發(fā)生同碰撞造山作用[24]。而雷波-金陽-巧家-會東礦集區(qū)的成礦構(gòu)造環(huán)境受甘孜-理塘洋盆同碰撞造山磨拉石前陸沖斷影響,主要來源于地層建造水的區(qū)域性流體在前陸沖斷帶中可能通過地形或重力驅(qū)動由西向東沿區(qū)域性斷裂發(fā)生了區(qū)域性流體流動,并在流動中不斷溶濾、萃取了區(qū)域內(nèi)基底巖石震旦系燈影組白云巖、泥盆系—二疊系碳酸鹽巖和峨眉山玄武巖中的礦質(zhì)和碳、氧、硫、鍶物質(zhì),形成了 Ca2+-Mg2+-C1--HCO3-型成礦硫化物鹵水,在區(qū)域性成礦流體流動的區(qū)域斷裂旁側(cè)發(fā)育的次級(2級、3級斷裂)斷裂中,成礦鹵水在物理化學(xué)變化時或因能量的突然釋放或因不同性質(zhì)水溶液的加入,與圍巖發(fā)生反應(yīng),鉛鋅物資以硫化物形式沉淀形成了MVT鉛鋅礦床[23]。

赫章-威寧-水城礦集區(qū)與雷波-金陽-巧家-會東礦集區(qū)不同,其在構(gòu)造上位于上揚(yáng)子地臺南部,與南盤江盆地相鄰,礦集區(qū)MVT鉛鋅成礦年齡,如前述,為191.9±6.9Ma,為早侏羅世。該礦集區(qū)區(qū)域成礦構(gòu)造環(huán)境受特提斯洋馬江構(gòu)造帶和南盤江盆地演化影響,早三疊世末,華南板塊與印支板塊在馬江構(gòu)造帶發(fā)生碰撞,中晚三疊世,南盤江盆地進(jìn)入前陸盆地早期演化接受復(fù)理石沉積,早侏羅世,盆地進(jìn)入前陸盆地晚期演化接受磨拉石沉積。赫章-威寧-水城礦集區(qū)MVT成礦作用就與南盤江早侏羅世前陸沖斷作用有關(guān)。該礦集區(qū)MVT鉛鋅成礦作用在早侏羅世由前陸沖斷擠壓形成的Cl--Na+-Ca2+-F--SO42-型含礦鹵水由南向北發(fā)生類似于雷波-金陽-巧家-會東礦集區(qū)的區(qū)域性的流體流動并在合適的斷裂構(gòu)造中發(fā)生硫化物沉淀形成MVT鉛鋅礦床(圖7)。

對世界上MVT鉛鋅礦與地質(zhì)歷史演化的關(guān)系進(jìn)行了研究后發(fā)現(xiàn)[27],世界上許多鉛鋅礦主要形成于全球幾個特定時期發(fā)生的大規(guī)模的收縮構(gòu)造事件中,并主要形成于泥盆紀(jì)-二疊紀(jì)和白堊紀(jì)-第三紀(jì)兩個時期。而正如上所述,雷波-金陽-巧家-會東和赫章-威寧-水城兩個MVT礦集區(qū)成礦作用就也是發(fā)生于甘孜-理塘洋和馬江洋在三疊紀(jì)-侏羅紀(jì)發(fā)生的大規(guī)模收縮構(gòu)造事件中,為造山前陸型MVT礦床。與世界上其它地方不同,川滇黔MVT鉛鋅成礦作用發(fā)生于早侏羅世(圖8)。

圖7赫章-威寧-水城礦集區(qū)MVT鉛鋅礦區(qū)域成礦模式

Fig.7Mineralization model for the Mississippi Valley-type Pb-Zn deposit in the Hezhang-Weining-Shuicheng ore field, Guizhou

2.3與侵入作用有關(guān)的碳酸鹽巖容礦鉛鋅礦集區(qū)區(qū)域成礦

會澤-彝良礦集區(qū)為與侵入作用有關(guān)的碳酸鹽巖容礦鉛鋅礦集區(qū)。

2.3.1成礦流體性質(zhì)

經(jīng)對會澤和毛坪鉛鋅礦的研究,會澤-彝良礦集區(qū)鉛鋅礦成礦流體為Na+-K+-Ca2+-Cl--F--(SO42-)型,含鹽度 NaC1為4.1%~12wt%,成礦溫度:142~245℃,成礦壓力為(436~618)×105Pa,換算成成礦深度為1.54~2.06km,成礦流體主要為巖漿水、變質(zhì)水、建造水混合來源,與沉積作用、昆陽群基底的變質(zhì)作用和巖漿熱液作用有關(guān)[12,17,18,29]。

2.3.2成礦年齡

近10年來,已有較多研究者對會澤鉛鋅礦進(jìn)行了成礦年齡測定(表1),利用Sm-Nd法和Rb-Sr法測得的成礦年齡數(shù)據(jù)主要集中在224~226 Ma(晚三疊世卡尼期),張長青[30-32]等(2005b)對會澤麒麟廠鉛鋅礦伊利石利用 K-Ar 法測得年齡為176.5±2.5Ma,結(jié)合成礦地質(zhì)背景認(rèn)為該礦集區(qū)成礦作用更可能發(fā)生在224~226 Ma。

2.3.3成礦物質(zhì)來源

通過對礦集區(qū)礦床鉛、硫、碳同位素的分析(圖3、4、5),表明礦床成礦流體中的金屬物質(zhì)主要來源于上地殼,并存在造山帶鉛和地幔鉛少量混源的可能[6,7,28,33];碳主要來源于海相碳酸鹽巖,并有源于深部流體碳加入[6,28];硫主要來源于海水硫酸鹽[6,33]。

圖8川滇黔相鄰區(qū)與世界密西西比河各型(MVT)鉛鋅礦成礦年齡和容礦巖石對比[27]

Fig.8Correlation of mineralization ages and host rocks of the Mississippi Valley-type Pb-Zn deposits in the Sichuan-Yunnan-Guizhou area and other parts of the world (after Leach et al., 2001)

2.3.4區(qū)域成礦討論

目前,有關(guān)以會澤鉛鋅礦為代表的會澤-彝良礦集區(qū)鉛鋅礦成因有許多研究,也存頗多爭議。韓潤生等[34]提出會澤鉛鋅礦為深源流體貫入-蒸發(fā)巖層萃取-構(gòu)造控制的后生礦床;黃智龍等[35]從峨眉山地幔柱考慮,提出會澤為均一化成礦流體貫入的成礦模式。張長青等[36]認(rèn)為屬于比較典型的密西西比河谷型鉛鋅礦床。Han Rs等[28]認(rèn)為毛坪鉛鋅礦床不同于典型的MVT型鉛鋅礦床,是一個碳酸鹽巖為主巖的鉛鋅多金屬硫化物礦床,認(rèn)為會澤鉛鋅礦是變形的碳酸鹽巖容礦MVT型礦床[12](deformed,carbonate-hosted MVT type deposit)。

通過對礦集區(qū)鉛鋅成礦特征、成礦流體性質(zhì)、礦床地球化學(xué)和成礦物質(zhì)來源等特征的系統(tǒng)綜合研究,結(jié)合晚三疊世早期礦集區(qū)所處的成礦地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境等因素,認(rèn)為會澤-彝良礦集區(qū)鉛鋅礦成礦類型應(yīng)屬于與侵入作用有關(guān)的碳酸鹽容礦鉛鋅銀礦床類型(IRCH Pb-Zn-Ag礦床)(intrusion-related carbonate-hosted Pb-Zn-Ag deposit)[37]。礦集區(qū)區(qū)域成礦過程與其成礦構(gòu)造環(huán)境密切相關(guān)。晚三疊世早期卡尼期,會澤-彝良礦集區(qū)構(gòu)造上位于上揚(yáng)子地臺西南部,區(qū)域成礦地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境主要受特提斯洋馬江構(gòu)造帶與南盤江盆地演化的影響。據(jù)秦建華等[25]研究,早三疊世末,華南板塊與印支板塊在馬江構(gòu)造帶發(fā)生碰撞。中晚三疊世,南盤江盆地進(jìn)入前陸盆地早期演化接受復(fù)理石沉積。會澤-彝良礦集區(qū),此時的成礦地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境正處于南盤江早期前陸盆地在盆地北側(cè)揚(yáng)子臺地南緣發(fā)生的局部引張構(gòu)造環(huán)境中。礦集區(qū)在引張作用地質(zhì)背景下,在會澤地區(qū)發(fā)生了巖漿侵入。巖漿水在上升過程中與地層建造水、基底昆陽群的變質(zhì)水逐步混合,溶濾、萃取來自上地殼和造山帶的礦質(zhì)鉛,并與來自少量地幔鉛組成礦質(zhì)混源鉛來源。同時,溶濾、萃取來自地層海水碳酸鹽和硫酸鹽的碳質(zhì)和硫質(zhì),形成了混合水來源的Na+-K+-Ca2+-Cl--F--(SO42-)型成礦鹵水,該礦集區(qū)可能以會澤地區(qū)為巖漿侵入成礦中心,成礦鹵水在上升中向上和四周相鄰區(qū)主要沿斷裂等薄弱地帶進(jìn)行流動,并在合適的斷裂構(gòu)造中發(fā)生硫化物沉淀形成了以會澤為代表的IRCH Pb-Zn-Ag礦床(圖9)。會澤-彝良礦集區(qū)鉛鋅礦可與美洲地區(qū)科迪勒拉西部和拉臘米或更年輕造山作用有關(guān)形成的IRCH Pb-Zn-Ag礦床進(jìn)行對比[37]。

圖9會澤-彝良礦集區(qū)與侵入作用有關(guān)的碳酸鹽巖客礦(IRCH)Pb-Zn-Ag區(qū)域成礦模式

Fig.9Mineralization model for the intrusion-related Pb-Zn-Ag deposits in the Huize-Yiliang ore field, Yunnan

需要指出的是,上述對川滇黔礦集區(qū)MVT鉛鋅礦和以會澤為代表的IRCH Pb-Zn-Ag礦床的區(qū)域成礦過程的討論重點(diǎn)是結(jié)合礦床形成時的成礦構(gòu)造環(huán)境進(jìn)行的。而對與礦床形成有關(guān)的成礦流體的形成、流動、礦質(zhì)化學(xué)搬運(yùn)和沉淀等方面的形成機(jī)制未做深入討論。從目前已發(fā)表的研究成果來看,今后應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對川滇黔相鄰區(qū)MVT鉛鋅礦和IRCH Pb-Zn-Ag礦的成礦機(jī)制(如硫化物化學(xué)搬運(yùn)模式、沉淀機(jī)制等)的研究。

3 結(jié)論

川滇黔相鄰區(qū)碳酸鹽巖容礦鉛鋅礦,主要以4個礦集區(qū)的形式分布,形成于3期、3種構(gòu)造環(huán)境:黑區(qū)-雪區(qū)礦集區(qū),成礦時代為早寒武世,形成于臺地區(qū)海底地震引發(fā)的同生斷裂構(gòu)造環(huán)境;雷波-金陽-巧家-會東礦集區(qū)和赫章-威寧-水城礦集區(qū),成礦時代為早侏羅世,形成于前陸盆地晚期前陸沖斷環(huán)境;會澤-彝良礦集區(qū),成礦時代為晚三疊世早期,礦床形成于前陸盆地早期碳酸鹽臺地局部引張構(gòu)造環(huán)境。

鳴謝:本文得到中國地質(zhì)調(diào)查局西南地區(qū)礦產(chǎn)資源潛力評價項(xiàng)目的支持。成都地質(zhì)調(diào)查中心金燦海教授級高級工程師、張嶼工程師閱讀了本文初稿;研究生游欽幫助繪制了圖8和圖9。在此,一并表示感謝。

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Mineralization of the carbonate-hosted Pb-Zn deposits in the Sichuan-Yunnan-Guizhou area, southwestern China

QIN Jian-hua1, LIAO Zhen-wen1, ZHU Si-bao1, LAI Yang2

(1.ChengduCenter,ChinaGeologicalSurvey,Chengdu610081,Sichuan,China; 2.InstituteofMultipurposeUtilizationofMineralResources,CAGS,Chengdu610041,Sichuan,China)

The present paper gives a detailed description of the mineralization of the carbonate-hosted Pb-Zn deposits in the Sichuan Yunnan-Guizhou area, southwestern China. Three types of the Pb-Zn deposits may be distinguished in the Luding-Yingjing-Hanyuan, Leibo-Jinyang-Qiaojia-Huidong, Hezhang-Weining-Shuicheng and Huize-Yiliang ore fields. The Sinian and Palaeozoic strata constitute the main host rocks of the Pb-Zn deposits outlined above. These Pb-Zn deposits are assigned to three types of mineralization and three types of tectonic settings, including the SEDEX-type deposit represented by the Heiqu-Xuequ Pb-Zn deposit formed in the Early Cambrian submarine seismic contemporaneous fault environment; the intrusion-related carbonate-hosted (IRCH) deposit represented by the Huize deposit formed in the extensional environment in the early stages of foreland thrust during the Late Triassic, and the Mississippi Valley-type (MVT) deposit represented by the Daliangzi and Tianqiao deposits formed in the late stages of foreland thrust and compression. Different from those in the other parts of the world, the mineralization of the Mississippi Valley-type Pb-Zn deposits in the study areas occurred mostly during the Early Jurassic.

Sichuan-Yunnan-Guizhou area; carbonate-hosted Pb-Zn deposit; ore field; ore deposit type; mineralization

1009-3850(2016)01-0001-13

2015-02-11; 改回日期: 2015-04-08

中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查專項(xiàng)項(xiàng)目(1212011121033)、(12120113053000)

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