伊麗娜，李 波，王新富，韓潤(rùn)生，唐 果，張羽洋

（1昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院/有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心西南地質(zhì)調(diào)查所，云南昆明 650093；2中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，云南昆明 650051；3貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局，貴州貴陽(yáng) 550002）

川滇黔鉛鋅成礦域位于四川-云南-貴州三省的交界地區(qū)，地處揚(yáng)子板塊西南緣(Zhou et al.,2014a)(圖1)，屬華南低溫成礦域的一部分(Hu et al.,2017;Wu et al.,2021)。成礦域內(nèi)分布有超過(guò)400個(gè)鉛鋅礦床(點(diǎn))(Li et al.,2018;Zhang et al.,2019a;2019b;Tan et al.,2019;Zhu et al.,2020)，為中國(guó)鉛、鋅、銀、鍺等金屬的重要產(chǎn)地(He Y F et al.,2020;He Z W et al.,2021)，已探明鉛鋅儲(chǔ)量高達(dá)260 Mt，鉛鋅品位達(dá)10%，甚至個(gè)別礦床達(dá)到30%(Zhou et al.,2015)。成礦域內(nèi)有3個(gè)超大型鉛鋅礦床，即滇東北的會(huì)澤鉛鋅礦床、毛坪鉛鋅礦床以及黔西北的豬拱塘鉛鋅礦床(Wei et al.,2021a)。對(duì)該成礦域內(nèi)鉛鋅礦床的成因一直爭(zhēng)議較大，主要有巖漿-熱液成因(謝家榮,1941)、沉積成因(張位及,1984)、沉積-改造成因(廖文,1984)等，是否屬M(fèi)VT型鉛鋅礦床成為爭(zhēng)議的焦點(diǎn)。近十年來(lái)的研究成果顯示，川滇黔成礦域內(nèi)絕大多數(shù)鉛鋅礦床的后生特征明顯，可與MVT型鉛鋅礦床類比，在礦化類型、賦礦地層巖性、礦物組合、圍巖蝕變等方面與典型MVT型礦床基本一致(張長(zhǎng)青,2005;吳越,2013)。也有學(xué)者認(rèn)為，川滇黔成礦域內(nèi)鉛鋅礦體品位普遍比典型MVT型礦床的高，部分礦床在礦床地質(zhì)特征、成礦物質(zhì)來(lái)源、成礦流體特征等方面均與典型MVT型鉛鋅礦床有明顯區(qū)別，如鉛鋅礦體呈巨厚脈狀產(chǎn)出的會(huì)澤超大型礦床，是世界上品位最高的鉛鋅礦床之一(黃智龍等,2004;韓潤(rùn)生等，2006)。對(duì)此，有學(xué)者提出了新的成因類型，如韓潤(rùn)生等(2012)提出會(huì)澤礦床為HZT(會(huì)澤型)鉛鋅礦床，Zhou等(2018)提出富樂(lè)礦床為SYG(川滇黔型)鉛鋅礦床。

松梁鉛鋅礦床位于滇東北昭通市巧家縣境內(nèi)，為小型鉛鋅礦床(李波等，2014)。前人研究了礦床地質(zhì)特征、控礦構(gòu)造、構(gòu)造地球化學(xué)，開(kāi)展了找礦預(yù)測(cè)等(李波,2008；2010；李波等,2014)，尚缺乏礦床地球化學(xué)研究資料，導(dǎo)致其成礦物質(zhì)來(lái)源和礦床成因不清。對(duì)于川滇黔成礦域內(nèi)鉛鋅礦床的成礦物質(zhì)，多認(rèn)為源自基底地層、賦礦圍巖或峨眉山玄武巖(黃智龍等，2001；李文博等,2006)，松梁鉛鋅礦床的成礦物質(zhì)來(lái)源和礦床成因，成為亟待解決的科學(xué)問(wèn)題。

同位素示蹤已成為研究成礦物質(zhì)來(lái)源及礦床成因的強(qiáng)有力手段(Zhou et al.,2013a;李延河,2020)。硫同位素在自然界的分餾變化范圍大，是了解成巖成礦過(guò)程的有效示蹤劑，用以確定硫源、限制熱液的性質(zhì)(Maanijou et al.,2020;Wei et al.,2020;Rddad,2021)。鉛同位素研究是基于各地質(zhì)儲(chǔ)庫(kù)的鉛同位素組成端員值、邊界值，追蹤不同地質(zhì)儲(chǔ)庫(kù)對(duì)礦床成礦Pb物質(zhì)組成的貢獻(xiàn)(孫衛(wèi)東等，2012)。鋅同位素作為非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素，已被廣泛應(yīng)用于宇宙化學(xué)、地球化學(xué)和生物化學(xué)等領(lǐng)域(王中偉等,2015)。得益于高精度質(zhì)譜技術(shù)的快速發(fā)展，鑒別鋅同位素等重元素同位素的微小分餾成為現(xiàn)實(shí)。Zn元素本身相對(duì)于其他成礦元素具有較高豐度(Zhu et al.,2020)，鋅同位素已廣泛應(yīng)用于示蹤鉛鋅礦床的Zn來(lái)源、分析成礦元素的沉淀機(jī)制和礦床成因等(Pa?ava et al.,2014;Zhou et al.,2014a;2014b;Zhu et al.,2018;2020)。本文在前人研究成果的基礎(chǔ)上，分析了松梁鉛鋅礦床的硫、鉛和鋅同位素組成，借以示蹤成礦物質(zhì)來(lái)源，進(jìn)而分析其礦床成因，以豐富川滇黔鉛鋅成礦域的成礦理論。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

揚(yáng)子板塊西南緣與三江褶皺帶以深大斷裂(金沙江-紅河斷裂；圖1)為界，地層具有“雙基雙蓋”結(jié)構(gòu)，即太古宙—中元古代形成的結(jié)晶基底、新元古代形成的褶皺基底、早震旦世的海相不連續(xù)沉積蓋層和晚震旦世—晚古生代的連續(xù)沉積蓋層，構(gòu)造變形以斷裂發(fā)育為主要特征(張長(zhǎng)青等,2005;孔志崗等，2018)。

川滇黔鉛鋅成礦域地處環(huán)太平洋構(gòu)造域和特提斯構(gòu)造域的結(jié)合部位，其東南與華夏板塊相靠，西南與三江褶皺系相鄰，北與松潘甘孜造山帶相接。成礦域大致呈“三角區(qū)”，以SN向的安寧河-綠汁江斷裂、NW向的康定-彝良-水城斷裂和NE向的彌勒-師宗-水城斷裂為構(gòu)造格架(圖1)。

滇東北地區(qū)為川滇黔鉛鋅多金屬成礦域的重要組成部分，地處小江深斷裂東側(cè)(圖1)，多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈(張長(zhǎng)青,2005;李波,2010)。區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)大量以碳酸鹽巖為容礦圍巖的鉛鋅(銀鍺)礦床，具備優(yōu)越的成礦地質(zhì)條件(Zhou et al.,2014b;Xu et al.,2020)。

圖1 川滇黔Pb-Zn成礦域礦產(chǎn)分布(據(jù)Zhou et al.,2018a修改)深大斷裂：①—安寧河-綠汁江斷裂；②—康定-彝良-水城斷裂；③—彌勒-師宗-水城斷裂；④—小江斷裂；⑤—金沙江-紅河斷裂Fig.1 Mineral deposits distribution in the Sichuan-Yunnan-Guizhou Pb-Zn metallogenic province(modified from Zhou et al.,2018a)Deep fault:①—Anninghe-Luzhijiang fault;②—Kangding-Yiliang-Shuicheng fault;③—Mile-Shizong-Shuicheng fault;④—Xiaojiang fault;⑤—Jinshajiang-Honghe fault

太古宙至古元古代，揚(yáng)子板塊西南緣形成結(jié)晶基底；中新元古代開(kāi)始形成褶皺基底，該褶皺基底主要為一套中-低級(jí)變質(zhì)巖，新元古代震旦紀(jì)形成了一套以碳酸鹽巖為主的沉積地層。寒武紀(jì)—二疊紀(jì)期間，川滇黔成礦域大部分地區(qū)接受沉積，但部分地區(qū)缺失上奧陶統(tǒng)至石炭系。海西運(yùn)動(dòng)晚期，地幔物質(zhì)不斷上涌，大量基性玄武巖漿在四川、云南和貴州等地大面積噴溢，形成了峨眉山大火成巖省(260~254 Ma;Shellnutt et al.,2020)；面積超過(guò)30多萬(wàn)km2，平均厚度為607 m，最大厚度＞3000 m，其形成時(shí)代、火山作用持續(xù)時(shí)間、與Guadalupian生物大滅絕的關(guān)聯(lián)、成因機(jī)制等被廣泛研究(黃智龍等,2001;He et al.,2014;Shellnutt,2014;Huang et al.,2019;王婕等,2019;Fu et al.,2021)。晚二疊世末期至早-中三疊世，該區(qū)又經(jīng)歷了一次大范圍海侵事件，上揚(yáng)子古陸發(fā)展為上揚(yáng)子陸表海，部分地區(qū)接受碎屑巖沉積。印支運(yùn)動(dòng)近水平的擠壓作用及其派生的NNW-SSE向的拉張作用，導(dǎo)致滇東北地區(qū)形成了規(guī)模不等的近SN向斷裂帶。晚三疊世，北特提斯邊緣盆關(guān)閉，攀西裂谷盆地轉(zhuǎn)化為內(nèi)陸凹陷盆地，該時(shí)期為川滇黔鉛鋅成礦域的大規(guī)模成礦時(shí)期(張長(zhǎng)青等,2005)。

2 礦床地質(zhì)

松梁鉛鋅礦床位于小江斷裂東側(cè)、蓮峰-巧家斷裂東南側(cè)(李波,2008)，礦區(qū)內(nèi)出露地層為上震旦統(tǒng)燈影組(Z2dn)、下寒武統(tǒng)筇竹寺組(∈1q)及下奧陶統(tǒng)巧家組(O1q)(圖2)。

圖2 松梁Pb-Zn礦床地質(zhì)簡(jiǎn)圖及A-A’剖面圖(據(jù)李波，2010)Fig.2 Simplified geologic map of the Songliang Pb-Zn deposit and A-A’cross section through the deposit(after Li，2010)

燈影組(Z2dn)廣泛分布于礦區(qū)中-西部，呈近SN向展布，為一套海侵系列的碳酸鹽巖；根據(jù)巖性、巖石結(jié)構(gòu)及生物組合特征，可分為3段：燈影組下段(Z2dn1)為灰白色-深灰色厚層狀白云巖夾白云質(zhì)灰?guī)r，偶含硅質(zhì)結(jié)核；燈影組中段(Z2dn2)為富含硅質(zhì)條帶的淺灰色中-厚層狀云巖，中上部為灰白色厚層塊狀白云巖，具硅質(zhì)結(jié)核或硅質(zhì)條帶，下部為灰色-灰白色厚層塊狀云巖，底部為紫紅色含鈣云質(zhì)巖、砂巖和灰綠色含白云質(zhì)泥質(zhì)灰?guī)r及硅質(zhì)巖；燈影組上段(Z2dn3)為乳白色、淺灰色含磷白云巖，夾黑色條帶狀磷塊巖及硅質(zhì)結(jié)核層。其中燈影組中、上段(Z2dn2、Z2dn3)白云巖是該區(qū)主要的賦礦地層。筇竹寺組(∈1q)分布于礦區(qū)東部及南部，其下段(∈1q1)為灰色至褐黑色細(xì)粒泥質(zhì)砂巖，上段(∈1q2)主要為紫紅色、黃色頁(yè)巖與灰色、紫紅色泥質(zhì)灰?guī)r互層，夾泥質(zhì)砂巖。巧家組(O1q)出露于筇竹寺組東部，主要為灰色-深灰色中-厚層狀泥質(zhì)灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r等，夾灰色鈣質(zhì)砂巖、頁(yè)巖、泥砂質(zhì)灰?guī)r。

圍巖蝕變簡(jiǎn)單，主要有白云石化、硅化、方解石化、黃鐵礦化和少量重晶石化，反映出中、低溫?zé)嵋撼傻V特點(diǎn)。其中白云石化較普遍，且圍巖褪色現(xiàn)象明顯，局部地段形成灰白色粉末，被當(dāng)?shù)乩相l(xiāng)稱為“炮灰”，為重要的找礦標(biāo)志之一。

松梁鉛鋅礦床目前已發(fā)現(xiàn)2個(gè)鉛鋅礦體、4條鉛鋅礦化蝕變帶。礦體呈脈狀、透鏡體狀產(chǎn)出，其形態(tài)特征和空間展布明顯受斷裂控制(圖2)。礦區(qū)斷裂發(fā)育，可分為NW向、NE向和近SN向3組，礦體及礦化帶均產(chǎn)出于NW向斷裂及其與NE向?qū)娱g斷裂的交匯處。NW向斷裂以F1(二龍溝斷裂)和F5(二龍溝北坡斷裂)、F6(白沙槽-木廠灣子斷裂)為代表；總體走向NW50°~70°，傾向NE，傾角較陡(＞62°)，局部反傾；F5和F6嚴(yán)格控制著Ⅰ號(hào)和Ⅱ號(hào)礦體的空間產(chǎn)出，為該礦床的主要容礦構(gòu)造。NE向斷裂組以F3(葫蘆溝斷裂)為代表，多為層間斷裂，總體走向NE20°~70°，傾向SE或NW，傾角約45°。近SN向斷裂以F2(白沙槽斷裂)為主。

礦石中礦物組成簡(jiǎn)單，金屬礦物主要由閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦等硫化物和菱鋅礦、鋅礬等氧化物組成，非金屬礦物主要為方解石、白云石及少量石英。礦石結(jié)構(gòu)主要為壓碎結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、溶蝕結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、固溶體分離結(jié)構(gòu)、共邊結(jié)構(gòu)、他形填隙結(jié)構(gòu)等(圖3e~m)。礦石構(gòu)造主要有斑點(diǎn)狀和斑雜狀構(gòu)造、細(xì)脈狀和網(wǎng)脈狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造等(圖3a~d)。

圖3 松梁鉛鋅礦床的礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造照片a.斑雜狀構(gòu)造；b.細(xì)脈狀構(gòu)造，閃鋅礦呈脈狀穿插于硅質(zhì)條帶狀白云巖內(nèi)；c.網(wǎng)脈狀構(gòu)造，閃鋅礦細(xì)脈交織成不規(guī)則網(wǎng)脈狀；d.塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造，閃鋅礦中含不規(guī)則狀、棱角狀方解石角礫；e.壓碎結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)，早期碎裂狀黃鐵礦及不規(guī)則粒狀閃鋅礦交代圍巖；f.細(xì)脈狀構(gòu)造、交代結(jié)構(gòu)，細(xì)脈狀閃鋅礦充填交代圍巖，與圍巖界線模糊；g.溶蝕結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)，方鉛礦沿閃鋅礦的邊緣及裂隙交代溶蝕閃鋅礦，可見(jiàn)一些島嶼狀和不規(guī)則狀閃鋅礦殘余體；h.壓碎結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)，自形.他形晶黃鐵礦呈壓碎結(jié)構(gòu)，閃鋅礦沿黃鐵礦裂隙充填，并交代黃鐵礦；i.固溶體分離結(jié)構(gòu)、共邊結(jié)構(gòu)，方鉛礦與閃鋅礦共生，呈共邊結(jié)構(gòu)，黃銅礦呈乳滴狀分布在閃鋅礦內(nèi)部；j.交代結(jié)構(gòu)，黃鐵礦沿閃鋅礦顆粒周邊進(jìn)行交代；k.交代結(jié)構(gòu)，不規(guī)則狀、細(xì)脈狀方鉛礦交代閃鋅礦，黃鐵礦沿閃鋅礦裂隙充填并交代閃鋅礦；l.溶蝕結(jié)構(gòu)，閃鋅礦溶蝕交代脈石礦物；m.填隙結(jié)構(gòu)，他形晶方鉛礦填充于石英脈與白云石礦物間孔隙Sp—閃鋅礦；Gn—方鉛礦；Py—黃鐵礦；Ccp—黃銅礦；Dol—白云石；Q—石英Fig.3 Ore texture and structure of the Songliang Pb-Zn deposit a.Patchy structure;b.Veined and banded structure,veined sphalerite are interspersed in banded siliceous dolomite;c.Stockwork structure,an irregul ar stockwork of intersecting sphalerite veins;d.Massive and brecciated structure,irregular and brecciated calcite in sphalerite;e.Crushed and metasomatic texture,early crushed pyrite and irregular granular sphalerite replaced the wall rock;f.Veined structure and metasomatic texture,veined sphalerite filled and replaced wall rock whose boundary is blurred;g.Dissolution and metasomatic residual texture,galena metasomatically dissolves sphalerite along the edges and fissures of sphalerite,there are some island and irregular sphalerite remains;h.Crushed and metasomatic texture,euhedral&anhedral pyrite with crushed texture,the fissures of the pyrite are filled and replaced by sphalerite;i.Solid solution separation and common edge texture,virus-like chalcopyrite is distributed in the sphalerite,galena and sphalerite are coexisted,showing a common edge texture;j.Metasomatic texture,pyrite metasomatizes around sphalerite grains;k.Metasomatic texture,sphalerite is replaced by irregular and veined galena,and the sphalerite fissures are filled and replaced by pyrite;l.Dissolution texture,gangue minerals are dissolved and replaced by sphalerite;m.Interstitial texture,the cracks of quartz veins and dolomite minerals are filled by anhedral galena Sp—Sphalerite;Gn—Galena;Py—Pyrite;Ccp—Chalcopyrite;Dol—Dolomite;Q—Quartz

依據(jù)礦石組構(gòu)特征、礦物共生組合以及礦脈之間的穿插關(guān)系，松梁鉛鋅礦床的形成過(guò)程可劃分為沉積-成巖期、熱液成礦期和表生氧化期。其中，熱液成礦期又可分為3個(gè)成礦階段：(Ⅰ)閃鋅礦-黃鐵礦階段、(Ⅱ)閃鋅礦-方鉛礦-石英階段和(Ⅲ)閃鋅礦-方鉛礦-黃鐵礦-方解石階段(圖4)。黃鐵礦的生成貫穿于整個(gè)成礦過(guò)程，閃鋅礦和方鉛礦主要形成于Ⅱ、Ⅲ階段。

圖4 松梁Pb-Zn礦床成礦階段及礦物生成順序表Fig.4 The metallogenic stages and mineral paragenetic sequence of the Songliang Pb-Zn deposit

3 樣品采集及測(cè)試方法

本文采集了松梁鉛鋅礦床不同部位的典型礦石標(biāo)本，在手標(biāo)本描述和顯微鏡下鑒定的基礎(chǔ)上，分別挑選閃鋅礦、方鉛礦和黃鐵礦單礦物樣品，純度在99.99%以上。硫同位素(閃鋅礦19件、方鉛礦6件、黃鐵礦2件)測(cè)試在廣州澳實(shí)公司(ALS Scandinavia AB)同位素實(shí)驗(yàn)室和中國(guó)科學(xué)院礦床地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。鉛同位素(閃鋅礦9件、方鉛礦5件、黃鐵礦2件)和鋅同位素(閃鋅礦6件)測(cè)試在廣州澳實(shí)公司(ALS Scandinavia AB)同位素實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

硫同位素測(cè)定使用元素分析儀-氣體同位素質(zhì)譜(EA-IRMS)測(cè)34S/32S，數(shù)據(jù)采用相對(duì)國(guó)際硫同位素標(biāo)準(zhǔn)CDT(Canyon Diablo Troilite)值表示，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)選用NBS127，RSD<0.03%。鋅同位素采用HNO3+HCl+HF消解相結(jié)合的方法制備，在離子交換分離后得出分析結(jié)果，鋅同位素比值的δ值(δ66/64Zn及δ68/64Zn)基于IRMM-3702CRM標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ)是從兩次連續(xù)的獨(dú)立測(cè)試結(jié)果中得出，以反映數(shù)據(jù)的精密度。

4 測(cè)試結(jié)果

松梁鉛鋅礦床的硫化物(閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦)硫同位素組成見(jiàn)表1，δ34SCDT值變化范圍介于+4.6‰～+13.7‰，均值+10.5‰(n=27)。閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦的δ34SCDT有所差異，閃鋅礦δ34SCDT介于+5.5‰～+13.7‰，均值+11.0‰(n=19)；方鉛礦的δ34S值變化范圍較窄，且略低于閃鋅礦，其范圍為+9.1‰～+11.0‰，均值+10.2‰(n=6)；黃 鐵 礦 只有2件，δ34S值為+4.6‰和+9.3‰。松梁鉛鋅礦床的δ34S值以正值且富重硫?yàn)樘卣?圖5a)。18.344(n=9)；207Pb/204Pb比值介于15.633~15.895，均值15.761(n=9)；208Pb/204Pb比值介于38.096~38.786，均值38.456(n=9)。方鉛礦206Pb/204Pb比值介于18.186~18.248，均值18.214(n=5)；207Pb/204Pb比值介于15.675~15.705，均值15.689(n=5)；208Pb/204Pb比值介 于38.192~38.276，均值38.245(n=5)。黃鐵礦的206Pb/204Pb比值為18.237和18.251；207Pb/204Pb值為15.654和15.672；208Pb/204Pb值為38.163和38.226。16件硫化物的206Pb/204Pb比值介于18.158~18.513，均值18.291；207Pb/204Pb比值介于15.633~15.895，均值15.727；208Pb/204Pb比值介于38.096~38.786，均值38.357；測(cè)試結(jié)果相對(duì)集中。μ值變化范圍在9.56~10.04之間(n=16)，均值為9.73‰，數(shù)據(jù)變化范圍小。

表1 松梁Pb-Zn礦床硫化物的硫同位素組成Table 1 Sulfur isotopic compositions of sulfide from the Songliang Pb-Zn deposit

松梁鉛鋅礦床的閃鋅礦鋅同位素組成見(jiàn)表3，6件閃鋅礦的δ66ZnIRMM-3702值介于-0.126‰～+0.082‰，均值+0.007‰；δ68Zn值 介 于-0.237‰～+0.155‰，均值+0.015‰。過(guò)去鋅同位素常用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為JMCLyon，但現(xiàn)在已不再適用(Hoefs et al.,2018)。Moeller等(2012)將歐洲標(biāo)準(zhǔn)IRMM-3702校準(zhǔn)為新的鋅同位素標(biāo)準(zhǔn)，其δ66Zn值相對(duì)于JMC-Lyon為0.29‰；為便于對(duì)比，本文將所有δ66Zn值統(tǒng)一為IRMM-3702標(biāo)準(zhǔn)。

表3 松梁Pb-Zn礦床閃鋅礦鋅同位素組成Table 3 Zinc isotopic compositions of sphalerite from the Songliang Pb-Zn deposit

5 討論

5.1 硫同位素

5.1.1 與川滇黔典型鉛鋅礦床對(duì)比

松梁鉛鋅礦床硫化物的δ34S值（圖5a、b），與同樣賦存于震旦系的烏斯河、金沙廠、天寶山、茂租、大梁子礦床的δ34S值存在差異(圖5c)。烏斯河鉛鋅礦床主成礦階段相對(duì)富集重硫同位素(δ34S值為+11.0‰～+23.3‰)，為賦礦地層蒸發(fā)巖的熱化學(xué)還原作用的產(chǎn)物(Wei et al.,2020)，與松梁鉛鋅礦床δ34S為正值且富重硫的特征相似；烏斯河鉛鋅礦床成礦早期的δ34S值較低，基底可能是其潛在硫源(Zhang et al.,2019a)。金沙廠鉛鋅礦床硫化物中多伴生螢石、石英、重晶石等礦物，與川滇黔地區(qū)大部分礦床有所區(qū)別，其閃鋅礦、方鉛礦的δ34S值(+3.6‰～+13.4‰、+3.7‰～+9.0‰)與松梁鉛鋅礦床閃鋅礦、方鉛礦的δ34S值(+5.5‰～+13.7‰、+9.1‰～+11.0‰)接近。Bai等(2013)研究重晶石的硫同位素組成，認(rèn)為金沙廠硫化物的還原硫主要與巖漿活動(dòng)有關(guān)，是殼源硫和硫酸鹽熱化學(xué)還原反應(yīng)(TSR)生成還原硫的混合。天寶山鉛鋅礦床δ34S值介于4.24‰～4.87‰，均值4.59‰，略小于松梁鉛鋅礦床；何承真等(2016)認(rèn)為該礦床的硫不完全來(lái)源于燈影組白云巖，有少量地幔硫的加入。大梁子和茂租鉛鋅礦床的硫同位素主要來(lái)源于燈影組海相硫酸鹽的熱化學(xué)還原作用(周家喜等,2012;王海等,2018)，與松梁鉛鋅礦床一致，δ34S為正值且富集重硫。

5.1.2 硫源

自然界硫源有3種：地幔硫、現(xiàn)代海水硫及還原/沉積硫(或稱生物硫)。地幔硫的δ34S值接近0，變化范圍在-3‰～+3‰；現(xiàn)代海水硫變化范圍很大，δ34S值約+20‰，一般認(rèn)為海相蒸發(fā)鹽巖的δ34S代表海水硫酸鹽的硫同位素值；生物硫則以δ34S負(fù)值為特征(陜亮等，2009)。熱液礦床中的硫源主要有幔源硫、殼源硫、混合來(lái)源硫3大類(張?jiān)菩碌龋?014;Zhou et al.,2014a;王云峰等，2016)。其中幔源硫δ34S值接近0，變化范圍小，接近于隕石的硫同位素組成。殼源硫則變化范圍很大，地殼物質(zhì)在巖漿、沉積、變質(zhì)作用過(guò)程中，其硫同位素發(fā)生了很大的變化，這就導(dǎo)致了各類地殼巖石的硫同位素組成變化很大；例如海水或海相硫酸鹽的硫以富34S為特征，生物成因硫則以貧34S、富32S為特征?；旌蟻?lái)源硫指巖漿在上升侵位過(guò)程中混染了地殼物質(zhì)，導(dǎo)致該類硫同位素組成變化較大。前人研究表明，熱液體系還原硫的形成主要通過(guò)2個(gè)過(guò)程：硫酸鹽熱化學(xué)還原反應(yīng)(TSR)和硫酸鹽微生物還原反應(yīng)(BSR)，Δ34SSO4-H2S最高分別可達(dá)20‰(100~200℃，Machel et al.,1995)和72‰(＜100℃，Lefticariu et al.,2017)。

松梁鉛鋅礦床的硫化物主要為閃鋅礦、方鉛礦和黃鐵礦，在這種礦物組合簡(jiǎn)單的情況下，松梁鉛鋅礦床主要硫化物δ34S平均值可近似代表成礦熱液流體的δ34S∑S-fluids值(Ohmoto et al.,1982)。部分共生閃鋅礦和方鉛礦硫同位素組成呈現(xiàn)出δ34S閃鋅礦＞δ34S方鉛礦的規(guī)律(圖4)，表明成礦流體已達(dá)到了熱力學(xué)平衡，松梁鉛鋅礦床δ34S值(+4.6‰～+13.7‰，均值+10.5‰)，顯示該礦床還原性硫?yàn)闅ぴ戳?；相比燈影組硫酸鹽δ34S值(+24.0‰～+36.7‰，均值+29.6‰;Goldberg et al.,2005)低20‰左右(圖5b)，可以確定松梁礦床硫來(lái)源于其賦礦地層(震旦系燈影組硫酸鹽)，且其S還原過(guò)程是通過(guò)TSR進(jìn)行的，這與茂租、大梁子等鉛鋅礦床一致(圖5c;Wang et al.,2018;Zhang et al.,2019 b;Zhu et al.,2020)。

圖5 松梁Pb-Zn礦床硫化物的硫同位素直方圖(a)、硫同位素組成與海相硫酸鹽(b，底圖據(jù)Claypool et al.,1980修改)及其與其他Pb-Zn礦床的對(duì)比(c)數(shù)據(jù)來(lái)源：杉樹(shù)林（Zhou et al.,2014a）；天橋（Zhou et al.,2014b）；納雍枝（金中國(guó)等,2016;楊興玉等,2018;Zhou et al.,2018b;Wei et al.,2021b）；富樂(lè)（付紹洪,2004;Zhou et al.,2018a;任濤等,2019）；毛坪（任順利等,2018;談樹(shù)成等,2019;He et al.,2020;Xiang et al.,2020;楊清,2021）；會(huì)澤（付紹洪,2004;李文博等,2004;韓潤(rùn)生等,2006;吳越,2013;王磊等,2016）；火德紅（金燦海等,2016;武昱東等,2016）；大梁子（付紹洪,2004;吳越,2013;袁波等,2014;劉志鵬,2016;王海等,2018;Zhu et al.,2020）；金沙廠（Bai et al.,2013）；天寶山（付紹洪,2004;Zhou et al.,2013b;何承真等,2016;Zhu et al.,2016;Tan et al.,2019）；烏斯河（Zhu et al.,2018;Zhang et al.,2019a;Luo et al.,2020;Wei et al.,2020）；茂租（Zhou et al.,2013a;Wang et al.,2018;Zhang et al.,2019b）；燈影組硫酸鹽（Goldberg et al.,2005）Fig.5 Histogram of S isotope compositions of sulfides from the Songliang Pb-Zn deposit(a)and comparison of the S isotopic compositions of the sulfides from the Songliang with marine sulfate(b,base map modified after Claypool et al.,1980)and other Pb-Zn deposits in SYG(c)Data source:Shanshulin(Zhou et al.,2014a),Tianqiao(Zhou et al.,2014b),Nayongzhi(Jin et al.,2016;Yang et al.,2018;Zhou et al.,2018b;Wei et al.,2021b),Fule(Fu,2004;Zhou et al.,2018a;Ren et al.,2019),Maoping(Ren et al.,2018;Tan et al.,2019;He et al.,2020;Xiang et al.,2020;Yang,2021),Huize(Fu,2004;Li et al.,2004;Han et al.,2006;Wu,2013;Wang et al.,2016),Huodehong(Jin et al.,2016;Wu et al.,2016),Dangliangzi(Fu,2004;Wu,2013;Yuan et al.,2014;Liu,2016;Wang et al.,2018;Zhu et al.,2020),Jinshachang(Bai et al.,2013),Tianbaoshan(Fu,2004;Zhou et al.,2013b;He et al.,2016;Zhu et al.,2016;Tan et al.,2019),Wusihe(Zhu et al.,2018;Zhang et al.,2019a;Luo et al.,2020;Wei et al.,2020),Maozu(Zhou et al.,2013a;Wang et al.,2018;Zhang et al.,2019b),Dengying Formation sulphate(Goldberg et al.,2005)

表2 松梁Pb-Zn礦床硫化物鉛同位素組成Table 2 Lead isotopic compositions of sulfides from the Songliang Pb-Zn deposit

川滇黔地區(qū)大部分鉛鋅礦床的還原硫主要來(lái)自沉積物，Zhu等(2020)按照δ34S值變化區(qū)間將該區(qū)域鉛鋅礦床分為2大類：①諸如富樂(lè)、茂租、大梁子、會(huì)澤等礦床，δ34S值范圍在11‰～19‰，明顯大于幔源硫(0±3‰)，與同時(shí)期海水硫酸鹽的δ34S值相近，還原硫由硫酸鹽熱化學(xué)還原作用(TSR)形成；②如天寶山、金沙廠礦床，δ34S值范圍在4‰～7‰，略大于幔源硫，但遠(yuǎn)低于同時(shí)期海水硫酸鹽。本文將川滇黔區(qū)域內(nèi)部分鉛鋅礦床的S-Pb同位素繪制二元圖解(圖6)，可圈出3個(gè)區(qū)域；δ34S值變化范圍與上述Zhu等(2020)提出的兩大分類基本一致，并在此基礎(chǔ)上可增添第三類：③如還原硫可能由硫酸鹽生物成因還原作用(BSR)形成的火德紅礦床，其δ34S值為負(fù)值，Δ34SSO4-H2S大于30‰(火德紅δ34S值：-10.4‰-16.4‰，賦礦地層中泥盆統(tǒng)的同時(shí)期海相硫酸鹽δ34S值：+17.5‰～+26.5‰；金燦海等,2016；武昱東等,2016)。圖6顯示松梁礦床大部分δ34S值位于①類范圍內(nèi)，但有少數(shù)幾個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)落于②類范圍。針對(duì)天寶山和金沙廠此類礦床，其硫來(lái)源存在爭(zhēng)議，Zhu等(2016)認(rèn)為，天寶山礦床還原硫是在TSR作用下由賦礦地層經(jīng)蒸發(fā)淋濾形成；何承真等(2016)認(rèn)為，天寶山鉛鋅礦床成礦流體中的硫來(lái)源于地幔和上震旦統(tǒng)燈影組白云巖源區(qū)的混合作用。金沙廠礦床因其礦物組成有重晶石(BaSO4)與硫化物共存，其硫化物還原硫可能與巖漿活動(dòng)有關(guān)，受殼源硫和TSR產(chǎn)生還原硫的影響(Bai et al.,2013)。綜合來(lái)看，松梁鉛鋅礦床落入②類范圍內(nèi)的個(gè)別數(shù)據(jù)點(diǎn)可能是由TSR過(guò)程中成礦溫度變化所致(Xu et al.,2020)。

圖6 川滇黔成礦域部分Pb-Zn礦床δ34SV-CDT-206Pb/204Pb圖解①②③代表川滇黔成礦域部分鉛鋅礦床根據(jù)δ34S區(qū)間劃分的類別序號(hào)數(shù)據(jù)來(lái)源：富樂(lè)（付紹洪,2004;任濤等,2019）；毛坪（He et al.,2020）；會(huì)澤（付紹洪,2004;李文博等,2006）；大梁子（付紹洪,2004;劉志鵬,2016;Zhu et al.,2020）；烏斯河（Zhu et al.,2018）；茂租（Zhou et al.,2013b）；天寶山（付紹洪,2004;Zhou et al.,2013b）；金沙廠（Xu et al.,2020）；火德紅（金燦海等,2016;武昱東等,2016）Fig.6δ34SV-CDT-206Pb/204Pb diagram of some Pb-Zn deposits in the Sichuan-Yunnan-Guizhou metallogenic province①②③represent the classification numbers of some Pb-Zn deposits in the SYG metallogenic Province according to theδ34S interval Data source:Fule(Fu,2004;Ren et al.,2019),Maoping(He et al.,2020),Huize(Fu,2004;Li et al.,2006),Daliangzi(Fu,2004;Liu,2016;Zhu et al.,2020),Wusihe(Zhu et al.,2018),Maozu(Zhou et al.,2013b),Tianbaoshan(Fu,2004;Zhou et al.,2013b),Jinshachang(Xu et al.,2020),Huodehong(Jin et al.,2016;Wu et al.,2016)

5.2 鉛同位素

硫化物的Th和U含量非常低，因而放射性成因Pb可忽略不計(jì)，鉛同位素組成接近礦化流體的初始鉛同位素組成(Pass et al.,2014)。207Pb/204Pb-206Pb/204Pb圖解(圖7a)中，松梁鉛鋅礦床數(shù)據(jù)點(diǎn)大部分投影在上地殼鉛演化曲線附近，少數(shù)位于造山帶和上地殼造山帶鉛生長(zhǎng)演化曲線之間。鉛同位素組成△β-△γ圖(圖7c)中，松梁鉛鋅礦床與川滇黔地區(qū)部分鉛鋅礦類似，大部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)位于上地殼鉛區(qū)域，部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)位于上地殼與地幔混合的俯沖帶鉛區(qū)域內(nèi)，表明松梁鉛鋅礦床的Pb源自上地殼。

松梁礦床的鉛同位素?cái)?shù)據(jù)變化范圍較窄，表明成礦金屬的來(lái)源較為單一或混合多個(gè)鉛同位素組成相似的源區(qū)。208Pb/204Pb-206Pb/204Pb圖解(圖7b)中，松梁礦床的鉛同位素?cái)?shù)據(jù)分布呈明顯的線性相關(guān)趨勢(shì)，反映出該礦床硫化物Pb可能來(lái)自單個(gè)均勻的同位素儲(chǔ)層或具不同鉛同位素組成特征的2個(gè)儲(chǔ)層的混合(Zartman et al.,1981)。已有的研究表明，川滇黔成礦域的潛在成礦物質(zhì)來(lái)源主要為元古代基底巖、震旦紀(jì)—中二疊世沉積巖及晚二疊世峨眉山玄武巖(金中國(guó)等，2016;Wang et al.,2018)，這3種源區(qū)金屬物質(zhì)的提供模式和比例決定了不同鉛鋅礦床的鉛同位素組成。將區(qū)域結(jié)晶基底(昆陽(yáng)群、會(huì)理群)、峨眉山玄武巖、震旦系燈影組白云巖和各時(shí)代碳酸鹽巖的沉積地層鉛同位素組成投影到207Pb/204Pb-206Pb/204Pb圖(圖7a)中，松梁鉛鋅礦床的鉛同位素主要集中于震旦系燈影組白云巖和結(jié)晶基底的鉛同位素范圍內(nèi)，極少數(shù)樣品落入峨眉山玄武巖或泥盆系至二疊系碳酸鹽巖蓋層區(qū)域內(nèi)。與川滇黔成礦域內(nèi)典型鉛鋅礦床鉛同位素對(duì)比，松梁礦床的鉛同位素組成與賦存于震旦系燈影組的大梁子、茂租等鉛鋅礦床高度一致，指示它們可能具有相似的鉛源；而顯著不同于賦存于其他時(shí)代地層的會(huì)澤、毛坪、富樂(lè)和納雍枝等礦床。因此，松梁礦床的成礦物質(zhì)殼源鉛由震旦系燈影組白云巖和川滇黔區(qū)域結(jié)晶基底提供。

圖7 松梁Pb-Zn礦床與川滇黔地區(qū)部分鉛鋅礦床鉛同位素組成與晚二疊世峨眉山玄武巖、埃迪卡拉—中二疊世沉積巖、元古代變質(zhì)巖的Pb同位素組成對(duì)比(a，底圖據(jù)Zartman et al.,1981；朱炳泉等，1998)、松梁礦床硫化物208Pb/204Pb-206Pb/204Pb圖(b)及松梁鉛鋅礦床鉛同位素組成△β-△γ圖(c，底圖據(jù)朱炳泉等，1998)數(shù)據(jù)來(lái)源：富樂(lè)（付紹洪,2004;Zhou et al.,2018a;任濤等,2019）；毛坪（談樹(shù)成等,2019;He et al.,2020;Xiang et al.,2020;Wu et al.,2021）；火德紅（金燦海等，2016;武昱東等,2016）；納雍枝（金中國(guó)等,2016）；天寶山（付紹洪,2004;Zhou et al.,2013b;Tan et al.,2019）；大梁子（付紹洪,2004;劉志鵬,2016;王海等,2018;Zhu et al.,2020）；茂租（Zhou et al.,2013a;Wang et al.,2018）；烏斯河（Zhu et al.,2018;Wei Chen et al.,2020）；會(huì)澤（付紹洪,2004;李文博等,2006）Fig.7 Comparison of Pb isotope compositions between the Songliang deposit and some Pb-Zn deposits in SYG and the Pb isotope compositions of the Late Permian Emeishan basalts,Late Ediacaran-Middle Permian sedimentary rocks,and Proterozoic metamorphic rocks(a,base map after Zartman et al.,1981;Zhu et al.,1998),plots of 208Pb/204Pb-206Pb/204Pb(b)and△β-△γdiagram of Pb isotope composition of the Songliang Pb-Zn deposit(c,base map after Zhu et al.,1998)Data source:Fule(Fu,2004;Zhou et al.,2018a;Ren et al.,2019),Maoping(Tan et al.,2019;He et al.,2020;Xiang et al.,2020;Wu et al.,2021),Huodehong(Jin et al.,2016;Wu et al.,2016),Nayongzhi(Jin et al.,2016),Tianbaoshan(Fu,2004;Zhou et al.,2013b;Tan et al.,2019),Daliangzi(Fu,2004;Liu,2016;Wang et al.,2018;Zhu et al.,2020),Maozu(Zhou et al.,2013a;Wang et al.,2018),Wusihe(Zhu et al.,2018;Wei Chen et al.,2020),Huize(Fu,2004;Li et al.,2006)

5.3 鋅同位素

鋅同位素可用于示蹤熱液系統(tǒng)中鋅的提取、搬運(yùn)和沉淀的地球化學(xué)過(guò)程(Pa?ava et al.,2014;Duan et al.,2016)。前人對(duì)不同類型礦床(VMS型、MVT型礦床)和現(xiàn)代海底熱液系統(tǒng)的研究表明，閃鋅礦的鋅同位素組成受控于源巖以及沉淀過(guò)程中與溫度有關(guān)的動(dòng)力學(xué)分餾(Mason et al.,2005;Wilkinson et al.,2005;John et al.,2008;Kelley et al.,2009)。64Zn富集的硫化物主要出現(xiàn)在熱液系統(tǒng)的早期，而殘余流體和后期沉積物的δ66Zn值較高；熱液與閃鋅礦的鋅同位素分餾值一般在0~+0.2‰之間(Archer et al.,2004;Fujii et al.,2011;Gagnevin et al.,2012)。

熱液系統(tǒng)中的鋅同位素分餾主要經(jīng)歷礦物學(xué)分餾、淋濾作用、沉淀作用3種過(guò)程(Mason et al.,2005)。其中，沉淀作用過(guò)程中又受控于4種因素：①動(dòng)力瑞利分餾、②溫度變化、③源巖或不同來(lái)源鋅的混合、④生物(有機(jī)質(zhì))(Wilkinson et al.,2005;John et al.,2008;Kelley et al.,2009)。前人研究表明，無(wú)論是在實(shí)驗(yàn)中(30~50°C，Maréchal et al.,2002)或是在熱液系統(tǒng)中(60~250°C，Wilkinson et al.,2005)，中低溫度(＜300°C)條件下的δ66Zn值與溫度之間不存在相關(guān)性。松梁鉛鋅礦床所處的川滇黔成礦域，同樣也是著名的華南低溫成礦域(胡瑞忠等，2020)，因此可以確定松梁鉛鋅礦床δ66Zn值與溫度無(wú)關(guān)。

松梁礦床閃鋅礦的δ66ZnIRMM-3702值介于-0.126‰～+0.082‰，處于震旦系碳酸鹽巖鋅同位素組成(-0.32‰～+0.21‰)范圍內(nèi)，基本與結(jié)晶基底鋅同位素組成(-0.22‰～+0.05‰)一致，大于泥盆系—下二疊統(tǒng)沉積巖的鋅同位素組成(-0.51‰～-0.12‰)，其閾值略小于峨眉山玄武巖鋅同位素組成(-0.075‰～+0.15‰；圖7)；表明松梁礦床存在2個(gè)Zn源：震旦系碳酸鹽巖和結(jié)晶基底。值得注意的是，川滇黔區(qū)域鉛鋅成礦時(shí)代與峨眉山玄武巖漿活動(dòng)時(shí)限相差久遠(yuǎn)，峨眉山玄武巖漿活動(dòng)與鉛鋅成礦只是空間上的重合、并沒(méi)有直接的成因聯(lián)系，但不排除成礦流體活化峨眉山玄武巖中的部分成礦元素(黃智龍等,2001;李波等,2012;周家喜等,2012)。因此，松梁礦床的鋅源自震旦系碳酸鹽巖和結(jié)晶基底的混合，峨眉山玄武巖為潛在鋅源。

會(huì)澤鉛鋅礦床閃鋅礦鋅同位素組成集中，δ66ZnIRMM-3702值 介 于-0.151‰～+0.005‰，均 值 為-0.081‰(圖8)，按其從流體中晶出先后順序，未表現(xiàn)出規(guī)律性變化，與松梁鉛鋅礦床的鋅同位素組成相似。吳越(2013)認(rèn)為會(huì)澤礦床成礦流體的鋅同位素組成均一，閃鋅礦晶出前成礦流體經(jīng)過(guò)充分“均一化”過(guò)程(黃智龍等,2004)。何承真等(2016)報(bào)道了天寶山礦床鋅同位素組成，其微區(qū)樣品δ66ZnIRMM-3702值介于+0.1‰～+0.23‰，均值+0.169‰，結(jié)合S同位素?cái)?shù)據(jù)，表明同一手標(biāo)本的閃鋅礦微區(qū)樣品具有均一的鋅同位素組成；3個(gè)中段閃鋅礦鋅同位素組成范圍變化較大，δ66ZnIRMM-3702值介于-0.14‰～+0.44‰，均值為-0.092‰，該變化主要受成礦流體中鋅同位素和成礦流體的遷移就位途徑控制。

圖8 川滇黔地區(qū)部分Pb-Zn礦床與典型VHMS和SEDEX型鉛鋅礦床閃鋅礦的鋅同位素組成Fig.8 Zn isotope variation of sphalerite from Pb-Zn deposits in SYG and typical VHMS and SEDEX Pb-Zn deposits

5.4 成礦物質(zhì)來(lái)源

松梁礦床的鉛鋅礦體主要賦存于震旦系燈影組白云巖中，主要呈脈狀、透鏡體狀，嚴(yán)格受斷裂控制，后生成礦特征明顯；其礦物組成簡(jiǎn)單，圍巖蝕變單一，主要有白云石化、方解石化、硅化、重晶石化、黃鐵礦化等，反映出中、低溫?zé)嵋撼傻V的特征，同川滇黔成礦域內(nèi)多數(shù)礦床一樣，與典型的MVT礦床具有相似之處，可能是大規(guī)模流體活動(dòng)的結(jié)果(黃智龍等,2004)，但對(duì)于該域鉛鋅礦床成礦物質(zhì)來(lái)源與演化過(guò)程，以及礦床成因仍存在較大爭(zhēng)議。

本文同位素地球化學(xué)研究表明，松梁鉛鋅礦床的成礦物質(zhì)硫源自震旦系燈影組地層，成礦物質(zhì)鉛源自震旦系燈影組白云巖和結(jié)晶基底的混合，成礦物質(zhì)鋅源自震旦系碳酸鹽巖和結(jié)晶基底的混合，峨眉山玄武巖為潛在鋅源?？紤]到該域內(nèi)鉛鋅礦床相較典型MVT礦床的特殊性，本文暫將松梁鉛鋅礦床定為后生碳酸鹽巖容礦型鉛鋅礦床。

6 結(jié) 論

（1）松梁鉛鋅礦床的硫化物δ34SCDT值在+4.6‰～+13.7‰之間，平均值為+10.5‰；硫來(lái)源于賦礦圍巖，為震旦系燈影組蒸發(fā)巖經(jīng)TSR反應(yīng)的產(chǎn)物。

（2）鉛同位素組成反映成礦物質(zhì)為殼源鉛，源自震旦系燈影組白云巖與結(jié)晶基底的混合。

（3）鋅同位素組成表明成礦物質(zhì)源自震旦系燈影組碳酸鹽巖和結(jié)晶基底的混合，峨眉山玄武巖為潛在鋅源；松梁鉛鋅礦床為后生碳酸鹽巖容礦型鉛鋅礦床。