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黄沙坪多金属矿床流体地球化学研究进展

发布时间:2022-03-18 08:44:54 浏览数:


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摘要:黄沙坪铅锌矿床是南岭钨锡钼铋铅锌多金属成矿带的一个典型矿床,是湘南地区最大的铅锌多金属矿床。通过对该矿床前人研究资料的收集和整理,对矿床流体地球化学研究中的重要进展进行归纳总结。矿床不同矿物中发育六类包裹体,分别为纯气相、纯液相、富气相气液两相、富液相气液两相、含CO2三相、含子矿物三相包裹体。按照矽卡岩不同矿化类型成矿流体呈现矽卡岩阶段分异作用和硫化物阶段混合作用为主的演化特征;是典型的还原性矽卡岩型铜多金属矿床。

Abstract: The Huangshaping lead-zinc deposit is a typical deposit of the Nanling W-Sn-Mo-Bi-Cu-Pb-Zn polymetallic metallogenic belt and the largest lead-zinc polymetallic deposit in southern Hunan. Based on the collection and collation summarized the important progress in the geochemical study of predecessors" research in Huangshaping deposit. Dividing six kinds of inclusions in different minerals-hosted, which are pure gas phase, pure liquid phase, gas-rich gas-liquid two-phase, liquid-phase gas-liquid two-phase, CO2 three-phase, and three-phase inclusions containing minerals. According to the different mineralization types of skarn, the ore-forming fluids are characterized by the differentiation of skarn stage and the mixing of sulfide phases. As a typical reduced skarn type copper polymetallic deposit.

关键词:流体地球化学;硫同位素;黄沙坪铅锌多金属矿床

Key words: fluid geochemistry;sulfur isotope;Huangshaping lead-zinc polymetallic deposit

中图分类号:P588.1                                     文献标识码:A                                  文章编号:1006-4311(2019)17-0244-03

0  引言

南岭钨锡铅锌钼铋多金属成矿带,以陆内岗岩成矿作用强烈著称,成矿作用与燕山期中细粒碱长花岗岩演化密切相关[1]。大地构造位置位于华南板块近中生代欧亚板块与西太平洋板块碰撞消减带陆内一侧,多期多方向构造作用明显[2]。燕山期以来,成矿带内岩浆侵入活动受构造作用影响呈现多期同源岩浆空间相互叠加的特征。

成矿带内铜山岭、宝山等铜铅锌多金属矿床,锡田、香花岭钨锡多金属矿床,柿竹园钨锡钼铋多金属矿床、芙蓉锡矿床、新田岭钨矿床以及黄沙坪钨锡钼铋铜铅锌多金属矿床共同构成世界上最大的钨锡铜铅锌多金属成矿省[3-4]。

1  矿床地质特征

黄沙坪铅锌矿床位于湖南省桂阳县黄沙坪镇以南,是湖南省内最大的铅锌开采矿山和原料生产基地,为湘南地区矽卡岩钨锡铜铅锌多金属矿床的典型代表。受南岭纬向构造带与耒(阳)—临(武)经向构造带中段坪宝背斜所控制。矿区主要发育晚古生代海相沉积岩,自下而上分別为上泥盆统佘田桥组、锡矿山组白云质灰岩夹薄层状泥灰岩、砂岩;下石炭统陡岭坳组(C1d)灰岩、石磴子组(C1s)灰岩、测水组(C1c)砂页岩、梓门桥组(C1z)白云岩。其中,石磴子组(C1s)为矿区主要赋矿地层。

矿区为南北向构造系与北东向构造系转换部位,先后经历了加里东运动、海西运动、印支运动及燕山运动多次构造活动,形成了北北东向构造-岩浆活动带[5](图1)。矿区 SN 向构造主要有 F1、F2、F3 等,NE 向构造主要有 F5 等;近EW 向构造有 F6、F7、F9。分别控制了宝岭、观音打座石英斑岩以及南部花岗斑岩岩体的侵位;而SN向褶皱断裂构造控制了矿床矿体的整体分布。

岩浆岩主要为中酸性、酸性浅成侵入体,主要岩性有石英斑岩、花岗斑岩、花斑岩、英安斑岩,其中石英斑岩和英安斑岩出露于地表,花岗斑岩及花斑岩为隐伏岩体。岩体中富含铜、铅、锌、钼、铁等元素,较为富集钨、锡、银等元素。浅成低温侵入体为成矿提供了热源和成矿物质来源。

矿体型式多样,分别有矽卡岩型、热液交代充填型、斑岩浸染型矿体出露。其规模和产状,空间上受斑岩体及次级构造控制,多呈脉状、透镜状、似层状及不规则状产出,走向延长大于倾向延伸特征明显[6],垂向上兼有尖灭侧现及尖灭再现的特点。矿石组分复杂多样,矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、黄铁矿,少量辉钼矿,脉石矿物有方解石、萤石、绿泥石、石榴石、透辉石、透闪石、阳起石、符山石等。矿石构造主要有细脉浸染状、条带状、角砾状、网脉状和团块状构造,矿石结构有交代残余结构、交代溶蚀结构、骸晶结构、共边结构、自形-半自形晶结构等。

矿床深部探测结果显示矿化样式受成矿流体演化控制,呈现明显的垂向分带,成矿物理化学条件介于弱碱-弱酸性;浅部交代充填型方铅矿-闪锌矿-黄铁矿(伴生银、锡)矿体;浅中部交代充填+矽卡岩型(铁)闪锌矿-方铅矿-黄铁矿-毒砂(伴生银、锡)矿体;中上部矽卡岩型磁铁矿-锡-萤石矿体;中部矽卡岩型白钨矿、辉钼矿-磁铁矿体;中深部矽卡岩型白钨矿-辉钼矿-辉铋矿矿体[1,6]。

2  流体地球化学

2.1 流体包裹体

根据前人对黄沙坪多金属矿床流体包裹体岩相学的研究,矿床主要发育六类包裹体:纯液相(VL)、纯气相(Vg)、富液相气液两相(VL+Vg,Vg<40%)、富气相气液两相(VL+Vg,Vg>60%)、含CO2三相(VCO2+LCO2+VL)、含子矿物三相(VL+Vg+Vs)[7-12]。

付旭[11]对花斑岩及穿插于花斑岩-矽卡岩中的石英脉发育富液相气液两相(L+V)、富气相气液两相(L+V)及含子矿物三相三类流体包裹体;王艳丽等[12]分别对矽卡岩和铅锌矿石中萤石进行了包裹体岩相学研究,发现矽卡岩中萤石矿物发育纯液相(L)、富液相气液两相(L+V)、富气相气液两相(L+V)和含子矿物三相四类包裹体;黄诚等[9]通过对不同时期不同矿化阶段矽卡岩矿物流体包裹体岩相学研究发现:①早矽卡岩阶段石榴石与阳起石中主要发育三类流体包裹体:富气相气液两相(L+V)、富液相气液两相(L+V)、含子矿物三相(L+V+S)包裹体;②晚矽卡岩阶段:1)钨矿化阶段白钨矿主要赋存含子矿物三相(L+V+S)、纯气相(V)、富液相气液两相(L+V)包裹体,2)钨钼矿化阶段萤石矿物发育纯气相(V)、富液相气液两相(L+V)、富气相气液两相(L+V)、含CO2三相(VCO2+LCO2+VL)、含子矿物三相(L+V+S)五类包裹体;③硫化物阶段:1)钼矿化阶段石英包裹体发育含CO2三相(VCO2+LCO2+VL)、富液相气液两相(L+V)和富气相气液两相(L+V)包裹体,2)铅锌矿化阶段萤石中赋存富液相气液两相(L+V)包裹体为主。由包裹体岩相学分析,成矿流体在矽卡岩阶段表现为高盐度高分异成矿流体特征,在晚矽卡岩阶段流体分异作用显著,典型的去气作用下的高盐度与低盐度流体分异。而硫化物阶段表现为由成矿流体分异作用向混合作用转换的特征,为成矿流体与建造水和/或地层水的混合作用。

2.2 流体包裹体测温

根据流体包裹体均一温度与冰点温度计算流体物理化学条件,其计算结果与包裹体岩相学结果存在一致性特征。早矽卡岩阶段,主要为高温高盐度分异型流体特性;晚矽卡岩阶段:①钨矿化阶段呈现高温高盐度分异型流体特点;②钨钼矿化阶段呈现中高温强分异型流体特征;硫化物阶段:①钼矿化阶段呈现中温中盐度流体性质;②铅锌矿化阶段为中低温中低盐度-中盐度流体混合特征。

不同水平均有明显的矽卡岩化矿化蚀变分带特征,以花岗斑岩-花斑岩为中心,接触带高温成矿流体控制钨钼铋矿化,中高温成矿流体控制交代充填型铜铅锌矿化,外接触带中低温交代充填型铅锌(银)矿化的特点。同时,不同垂向上同样存在成矿流体物理化学条件的变化。

2.3 硫同位素

根据全球各种硫化物矿物(包括黄铁矿,磁黄铁矿,辉钼矿,黄铜矿,闪锌矿,斑铜矿,砷黄铁矿和方铅矿)的硫同位素研究表明,δ34S值的范围非常窄,与硫的来源一致。总体而言,稳定同位素研究与流体包裹体和矿物平衡研究一致,这些研究表明大多数大型矽卡岩矿物来自包括岩浆系统早期的高温高盐度流体等不同流体。矿床硫同位素组成:石英斑岩δ34S+4.1‰~+7.5‰;花岗斑岩δ34S+4.9‰~

+11.4‰[13],矿石δ34S+2.3‰~+17.5‰[8,14];硫化物钼矿化阶段δ34S为>+15‰,硫化物铅锌矿化阶段δ34S居于+10‰~

+15‰范围[15]。成矿流体在迁移卸载中存在逐渐降温及流体混合作用的特点:硫化物阶段重硫可能来源于地层或C1地层中膏盐层硫的混合作用[13]。

3  讨论

通过对黄沙坪铅锌多金属矿床前人流体地球化学及硫同位素的研究成果分析,黄沙坪铅锌多金属矿床成矿流体呈现早矽卡岩阶段以岩浆来源为主、流体分异作用显著为特征,晚矽卡岩阶段至硫化物阶段表现以流体混合作用显著为特点,结合硫同位素研究结果,该阶段成矿流体可能于地层水及地层中的膏盐层流体进行了物质交换,导致硫化物阶段所形成的钼矿化及铅锌矿化硫同位素相对富集重硫的特性。与国内外其他矽卡岩型铜多金属矿床对比,矿床的矽卡岩蚀变矿化特征反映了还原性矽卡岩矿物组合的特点(图4),不同于氧化性矽卡岩和变质矽卡岩多金属矿床。

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[16]Meinert LD,Dipple GM,Nicolescu S. One Hundredth Anniversary Volume[M]. [S.l.]: Society of Economic Geologists, 2005: 0.

作者简介:邓安平(1970-),男,湖南祁东人,本科,主要从事矿山地质与矿产勘查研究。

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