韓兆詣，梁斌，鐘長洪

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寧南地區(qū)鉛鋅礦地球化學(xué)特征

韓兆詣1，梁斌1，鐘長洪2

（1. 西南科技大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，四川 綿陽 621000；2. 四川地勘局攀西地質(zhì)隊(duì)，四川 西昌 615000）

攀西寧南地區(qū)是我國重要的鉛鋅礦成礦區(qū)。對該區(qū)四大塊鉛鋅礦床礦石、圍巖微量、稀土元素特征研究表明，礦體頂?shù)?、板白云巖均具有弱的或較高的正銪異常，δEu為1.13~2.23；而鉛鋅礦化白云巖卻具有弱的負(fù)銪異常，δEu為0.64~1.00。這一特征反映了海底噴流鹵水參與了鉛鋅礦床的成礦作用，具有SEDEX型鉛鋅礦的成因特點(diǎn)。

鉛鋅礦；地球化學(xué)；礦床成因；寧南地區(qū)

四川攀西寧南地區(qū)位于揚(yáng)子地臺西南緣的滇川黔鉛鋅多金屬成礦區(qū)，是我國重要的鉛鋅礦礦集區(qū)，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大、中、小型鉛鋅多金屬礦床和礦點(diǎn)400多個(gè)，主要賦存于震旦-寒武燈影組白云巖之中。前人對該區(qū)的鉛鋅礦成礦作用已進(jìn)行了大量的研究，但是對礦床的成因存在不同的認(rèn)識，主要有兩種觀點(diǎn)：一種認(rèn)為該區(qū)鉛鋅礦成礦作用經(jīng)歷了沉積-成巖期初步富集和后生期疊加成礦兩個(gè)成礦階段，屬典型的密西西比型（MVT型）[1-4]；另一種認(rèn)為該區(qū)鉛鋅礦為海底熱水噴流沉積型（SEDEX型）[5]。通過對攀西寧南地區(qū)典型鉛鋅礦床礦體圍巖、頂?shù)装寮暗V石微量、稀土元素特征研究，探討其礦床成因，為該地區(qū)地質(zhì)找礦提供依據(jù)。

1 地質(zhì)特征及樣品采集

四大塊鉛鋅礦礦區(qū)出露地層主要有震旦系上統(tǒng)-下寒武燈影組和下寒武統(tǒng)筇竹寺組。燈影組為一套厚層塊狀白云巖，局部為黑色含燧石條帶泥質(zhì)白云巖，其上部的麥地坪段是礦區(qū)含礦層位，主要由厚層狀微晶白云巖、中厚層狀微晶白云巖夾硅質(zhì)條帶白云巖組成。在麥地坪段中有上、下兩個(gè)含礦層，分布位于麥地坪組頂部和底部。

本次研究，在該礦區(qū)四大塊鉛鋅礦區(qū)，麥地坪組頂部礦層中采集了4件樣品（編號Kd15），其中鉛鋅礦礦化白云巖2件，頂?shù)?、板巖白云巖樣品各1件；麥地坪組下部礦層中采集了3件樣品（編號BT），礦石及頂、底板樣品各1件。

2 微量元素特征

四大塊鉛鋅礦具鉛鋅礦化的白云巖及頂?shù)装灏自茙r的微量元素分析結(jié)果見表1。成礦作用是在特定的地質(zhì)條件下，元素遷移、富集的過程，礦石和圍巖中微量元素的富集和遷移是對成礦作用的記錄。

將四大塊具鉛鋅礦圍巖（頂、底板巖石）中的微量元素與世界碳酸鹽巖（涂里千和費(fèi)德波，1961）相比較，圍巖的白云巖中顯著富集成礦元素Pb、Zn和伴生微量元素Cu、Co、Cd、Hg，總體上虧損Sr、V、Cr、Ga、Th、U等元素（圖1），這表明在白云巖形成時(shí)盆地?zé)嵋夯顒觿×?，海水中富含金屬元素，改造成礦作用和白云巖化的熱液中富含基性巖漿熱液。具鉛鋅礦礦化的白云巖（礦石）中的微量元素與世界碳酸鹽巖（涂里千和費(fèi)德波，1961）相比較，顯著富集Pb，個(gè)別樣品中顯著富集Zn等成礦元素，Cu、Co、Cd、Rb等元素也顯著富集，普遍虧損Sr、V、Ni、Ga、Th、U等元素（圖2），與圍巖的微量元素分布特征相似。圍巖與礦石微量元素特征上的相似性表明鉛鋅礦經(jīng)歷了沉積-改造成礦作用。

表1 四大塊鉛鋅礦礦石、圍巖微量元素分析結(jié)果表（×10-6）

測試單位：武漢巖礦測試中心

圖1 圍巖/世界碳酸鹽巖微量元素蛛網(wǎng)圖

圖2 礦石/世界碳酸鹽巖微量元素蛛網(wǎng)圖

3 稀土元素特征

四大塊鉛鋅礦稀土元素分析結(jié)果見表2。

表2 四大塊鉛鋅礦礦石、圍巖稀土元素（×10-6）分析結(jié)果表

測試單位：武漢巖礦測試中心

從表2可以看出，具鉛鋅礦礦化的白云巖（礦石）以及頂、底板巖石在稀土元素特征上存在顯著的差異，均具有礦化的白云巖稀土總量高于圍巖，圍巖具有正銪異常而具礦化的白云巖具有中等的負(fù)銪異?；驘o異常的特點(diǎn)。麥地坪組上部礦層礦石和圍巖的稀土總量（∑REE）在（34.34～148.91）×10-6之間，具礦化的白云巖稀土總量（73.64×10-6、148.91×10-6）是圍巖（31.11×10-6、34.34×10-6）的2~5倍，具有中等的負(fù)銪異常，δEu為0.64、0.77，而圍巖具有高的正銪異常，δEu為2.22、2.23，均具有弱～中等的負(fù)鈰異常，δCe在0.62～0.89之間，輕稀土相對重稀土富集，（La/Yb）N在6.50～19.93之間，其球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化的稀土元素分布模式向右傾斜（圖3）。麥地坪組下部礦層中，稀土總量在（5.56～10.48）×10-6之間，具礦化的白云巖與圍巖樣品稀土總量差別不大，但總體上仍高于圍巖中的稀土總量，無銪異常，但圍巖具有弱－中等的正銪異常，δEu為1.44、1.13，具礦化的白云巖具有中等的的負(fù)鈰異常，δCe為0.69，圍巖具有弱的負(fù)鈰異常或正異常，分別為0.78、1.31，輕稀土相對重稀土富集，（La/Yb）N在9.63～17.79之間，其球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化的稀土元素分布模式向右傾斜（圖4）。

圖3 四大塊鉛鋅礦頂部礦層稀土元素分配圖

（用Nakamura,1977球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化）

圖4 四大塊鉛鋅礦下部礦層稀土元素分配圖

（用Nakamura,1977球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化）

4 稀土元素特征對礦床成因的指示

礦物和巖石的稀土元素含量和特征可以反映物質(zhì)來源、形成環(huán)境和介質(zhì)的性質(zhì)[6-8]，其地球化學(xué)特征記錄了成礦流體的來源及演化等方面的重要信息[9-11]。稀土元素Eu，被認(rèn)為是唯一一個(gè)可以從Eu3+還原為Eu2+的元素。Eu是以Eu3+還是Eu2+存在，主要受氧化還原電位、溫度、pH值和壓力條件控制[12]。Sverjensky[13]和Bau[7]指出:在常溫常壓條件下，Eu在水溶液中以Eu3+形式存在；Eu3+/Eu2+的氧化還原電位隨溫度的增加而強(qiáng)烈增大，隨pH值增大而有輕微增加，壓力的變化影響很小。所以，Eu3+被還原為Eu2+的氧逸度隨溫度的增加而增加，當(dāng)溫度足夠高時(shí)，即使在中等還原環(huán)境下，Eu以Eu2+形式出現(xiàn)，故高溫流體中Eu2+占主導(dǎo)。Eu2+由于離子半徑大，不易被吸附到礦物晶格中從而導(dǎo)致流體相對富Eu；當(dāng)溫度降低（小于250℃）而使Eu2+重新被氧化時(shí)[12]，由于Eu3+半徑（0.99）與Ca2+接近，所以較易置換出鈣質(zhì)礦物的Ca2+，使得此類礦物中呈Eu正異常。因此白云巖中存在的δEu正異常,反映了存在較高溫度的流體活動。丁振舉等[9]報(bào)道了海底熱液系統(tǒng)高溫流體的稀土元素具有明顯的正Eu異常。對現(xiàn)代大洋中脊熱水系統(tǒng)噴口流體稀土元素組成的調(diào)查表明，顯著的Eu正異常是高溫流體（>250℃）普遍的特征。

四大塊鉛鋅礦礦石頂?shù)装宓陌自茙r均具有弱的或較高的正銪異常，而具鉛鋅礦礦化的白云巖卻具有弱的負(fù)銪異常。正常沉積碳酸鹽巖的REE組成與海水REE的組成有關(guān)，正常海水的REE含量較低，具有強(qiáng)的負(fù)Ce異常、Eu異常不明顯的特點(diǎn)，而成礦熱液的REE含量較高，并且通常具有正Eu異常。正常海水與噴流含礦熱水的REE組成特征的不同反映在碳酸鹽巖樣品的δEu值上。受噴流鹵水影響的巖石樣品具有正的Eu異常，而正常沉積碳酸鹽巖Eu負(fù)異?；驘o異常。四大塊鉛鋅礦頂、底板白云巖為δEu為1.13~2.23，具有正銪異常，反映了海底噴流鹵水參與鉛鋅礦床的成礦作用。因此，攀西寧南地區(qū)鉛鋅礦的成礦作用與海底噴流熱鹵水有關(guān)，具有SEDEX型鉛鋅礦的成因特點(diǎn)。

[1] 王獎(jiǎng)?wù)?，李朝陽，李澤琴，? 川滇地區(qū)密西西比河谷型鉛鋅礦床成礦地質(zhì)背景及成因探討[J]. 地質(zhì)地球化學(xué)，2001，29（2）：41~45.

[2] 張立生．康滇地軸東緣以碳酸鹽巖為主的鉛鋅礦床的幾個(gè)地質(zhì)問題[J].礦床地質(zhì),1998，17 （增刊）:135~178.

[3] 張長青，毛景文，吳鎖平，等. 川滇黔地區(qū) MVT 鉛鋅礦床分布、特征及成因[J]. 礦床地質(zhì)，2005，24 （3）：336～349.

[4] 徐新煌. 康滇地軸東緣震旦系層控鉛鋅礦床地質(zhì)地球化學(xué)特征及成因[M]. 成都：成都科技大學(xué)出版社, 1992.

[5] 林方成. 四川漢源黑區(qū)_雪區(qū)層狀鉛鋅礦床典型礦石組構(gòu)與成因[J]. 礦床地質(zhì)，2005，24（2）：122~133

[6] 王中剛. 稀土元素地球化學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社, 1989.

[7] Bau M. 1991. Rare-earth element mobility during hydr -othermal and metamorphic fluid-rock in traction and the significance of the oxidation state of europium [J]. Chemical Geology, 93: 219-230.

[8] Davies J F, Prevec S A, Whitehead R E and Jackson S E. 1998. Variations in REE and Sr-isotope chemistry of carbonate gangue, Castellanos Zn-Pb deposit[J]. Cuba. Chem. Geol., 144（1-2）: 99-199.

[9] 丁振舉, 劉從強(qiáng), 姚書振, 周宗桂. 海底熱液系統(tǒng)高溫流體的稀土元素組成及其控制因素[J]. 地球科學(xué)進(jìn)展, 2000, 15（3）: 307-312.

[10] 黃智龍, 李文博, 陳進(jìn), 吳靜, 韓潤生, 等. 云南會澤超大型鉛鋅礦床構(gòu)造帶方解石稀土元素地球化學(xué)[J].礦床地質(zhì), 2003, 22（2）: 199-207.

[11] 周家喜, 黃智龍, 周國富, 等. 黔西北天橋鉛鋅礦床熱液方解石C、O同位素和REE地球化學(xué)[J]. 大地構(gòu)造與成礦學(xué)2012,36（1）:93-101.

[12] Luders V, Moller P and Dulskl P. 1993. REE fractiona -tion in carbonates and fluorite [J]. Monograph Series on Mineral Deposits, 30（9）: 133-150.

[13] Sverjensky D A. 1984. Europium redox equilibria in aqueous, solution [J]. Earth and Planetary Scienc Let -ters, 67（1）: 70-78.

Geochemical Characteristics of the Pb-Zn Deposits in the Ningnan Area

HAN Zhao-yi1LIANG Bin1ZHONG Chang-hong2

（1. College of Environment and Resources, Southwest University of Science and Technology, Mianyang, Sichuan 621000；2. Panxi Geological Party, BGEEMRSP, Xichang, Sichuan 615000）

TheNingnan area is an important lead-zinc mineralization area in China. The δEu values for dolomite as wallrock vary from 1.13 to 2.23, while δEu values for Pb-Zn-mineralized dolomite range from 0.64 to 1.00. This indicates that submarine brine took part in the mineralization of lead-zinc deposits and the deposit is a SEDEX type one.

lead-zinc deposit; geochemistry; ore genesis; Ningnan area

2017-04-25

中國地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目（1212010610206）資助

韓兆詣（1992-），男，河北唐山人，碩士研究生，主要從事礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查研究

P618.42,43；P632+.2

A

1006-0995（2018）03-0394-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.03.009