贵州镇远地区铅锌矿同位素地球化学特征及矿床成因

2014-08-03杨宗文

云南地质 2014年4期

杨宗文，刘灵

(贵州省地矿局101地质大队，贵州凯里 556000)

关于贵州铅锌矿成因划分，陈国勇、王砚耕[1]等(2011年)将贵州铅锌矿划分为：(1)与岩浆成矿作用有关的铅锌矿床；(2)与热卤水活动有关的铅锌矿床；(3)与变质热液活动有关铅锌矿床。

对于黔东铅锌矿，根据控矿构造格局[2](陈国勇等，2005年)，将黔东地区铅锌矿划为扬子准地台东缘、华南褶皱带西缘，以及扬子准地台与华南褶皱带过渡带等三个铅锌矿带。镇远铅锌矿是黔东地区的主要分布地区，矿床(点)主要位于扬子准地台东缘及扬子准地台与华南褶皱带过渡带。

通过开展镇远金堡、都坪、小溪矿床(点)调查及碳、氧、硫同位素地球化学特征研究，进一步深化黔东镇远地区铅锌矿成因认识，为下一步该区成矿远景及找矿靶区的圈定提供依据。

1 成矿地质背景

1.1 区域地质

镇远铅锌矿位于扬子准地台与华南褶皱带的过渡带(图1)，鄂湘黔铅锌多金属成矿带之西南部。区内主要出露有新元古代浅变质岩和古生代及新生代沉积岩，地层包括青白口系、震旦系、寒武系及少量白垩系。区域性北东向松桃—施洞口断裂、革东—台江断裂和近东西向镇远—贵阳断裂。据区域重力物探成果显示，施洞口断裂和镇远断裂为区域深大断裂，在该断裂带附近有岩浆岩出露，沿着该断裂带分布有湖南花垣、松桃嗅脑、镇远金堡、凯里叶巴硐、都匀牛角塘等著名矿床，成为湘西—黔东铅锌成矿带的重要组成部分。

区内岩浆岩较发育，主要为基性——超基性，岩体呈岩墙式或岩床式岩脉产于近东西向、北东断裂破碎带及其旁侧层间剥离构造中。侵入围岩主要为寒武系碳酸盐岩和青白口系浅变质岩，普遍具重结晶、硅化和褪色现象。

图1 镇远地区铅锌矿地质图

图2 镇远地区地层结构与铅锌矿关系示意图

1.2 矿床地质特征

镇远地区铅锌矿主要分布于北东向施洞口断裂北西、东西向镇远断裂北部，主要代表矿床(点)有镇远金堡、都坪、小溪、杨家湾、盘山等铅锌矿床(图1)。

区内主要出露新元古代浅变质岩和古生代及新生代沉积岩。地层主要为青白口系、震旦系、寒武系及少量白垩系。

1.2.1 金堡铅锌矿床

金堡铅锌矿床位于黔东铅锌成矿带的中段。区内主要出露有新元古代浅变质岩和古生代及新生代沉积岩，地层包括青白口系、震旦系、寒武系及少量白垩系。青白口系清水江组、平略组为区内含矿层位(图2)。

清水江组(Qbq)：岩性为灰色、深灰色中厚层变余凝灰岩、凝灰质板岩、凝灰质变余砂岩、变余砂岩及变余粉砂岩组成。具有水平层理、变余斜层理、波状层理，局部发育滑塌构造；

平略组(Qbp)：为灰绿、灰黄色中厚层粉砂质板岩、粉砂绢云母板岩、凝灰质绢云母板岩、含粉砂绢云母板岩，夹少量灰色、紫红色变余粉砂岩、粉砂质板岩等。

区域构造有北东向松桃—三都断裂(施洞口断裂)、革东—台江断裂(革东断裂)和近东西向镇远—贵阳断裂(镇远断裂)，其中松桃—三都断裂带属保靖—铜仁—凯里深大断裂带一部分。据区域重力物探成果显示，施洞口断裂和镇远断裂为区域深大断裂，在该断裂带附近有岩浆岩发育。岩体呈岩墙式或岩床式岩脉产出，与围岩突变接触。接触带蚀变多不明显，围岩普遍具重结晶和褪色现象，少数可见厚数米的硅化和铁染。围岩蚀变主要为强烈的硅化。矿化与硅化密切，一般硅化越强，矿化越好。硅化是一种重要的直接找矿标志。

1.2.2 都坪、小溪铅锌矿床

位于扬子准地台与华南褶皱带的过渡带北段。区内铅锌矿具层控特征，矿体严格受地层、构造控制，呈层状、似层状或透镜状产于寒武系下统九门冲组二段层间破碎带中(图2)。九门冲组含矿岩石主要为深灰色碎裂状、角砾状白云岩，容矿构造为层间破碎带中的网状裂隙、羽状裂隙和早期形成的小褶皱。

2 矿床地球化学特征

该研究主要采集铅锌矿矿石，碳、氧同位素分析矿物为白云石及方解石脉石矿物，硫同位素测试为闪锌矿；流体包裹体样品为方解石矿物和闪锌矿。测试分析由中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室承担完成。

2.1 碳、氧同位素

通过采集镇远铅锌矿：都坪1件、小溪1件、金堡4件样品分析(表1)，碳、氧同位素分析结果显示(图3)，都坪、小溪矿床的碳同位素在-0.1‰～2.1‰之间，落在海相碳酸盐岩范围内。略低于海相碳酸盐岩，这很有可能是因为碳酸盐的溶解作用，导致氧同位素降低，推断都坪和小溪矿床的成矿物质可能来源于海相沉积碳酸盐地层。

表1 镇远铅锌矿床碳、氧同位素分析结果

图3 镇远地区铅锌矿床碳氧同位素分布图(据hoefs，1973及参考文献[4])

金堡矿床中方解石和白云石，碳同位素在-5.7‰～-6.9‰，落在典型的火成碳酸岩区域(-5～-7‰)；氧同位素在11.2‰～12.2‰之间，略高于火成碳酸岩，可能是火成碳酸岩物质经过低温蚀变造成氧同位素偏高。说明都坪、小溪铅锌矿床成矿物质可能来源于沉积碳酸盐岩地层，而金堡铅锌矿床的成矿物质可能来源于深部的地幔物质，与岩浆作用有关。

图4 镇远地区铅锌矿床硫同位素分布图[5]

2.2 硫同位素

通过采集镇远铅锌矿都坪2件、小溪2件、金堡11件(表2)，分析结果显示，都坪黄铁矿、闪锌矿硫同位素位于27‰～28‰，小溪闪锌矿硫同位素位于32‰～35‰之间，与海相蒸发硫酸盐的硫同位素接近；金堡闪锌矿硫同位素分析结果非常集中，位于11.5‰～14.2‰之间。从硫同位素分布图中的投影可以看出(图4)，都坪和小溪矿床硫同位素明显落在海相蒸发岩范围内，其矿床硫来源于海相蒸发岩中的硫酸盐的还原作用。金堡硫同位素略高于花岗岩，落在变质岩、沉积岩硫化物和海相蒸发岩(硫酸盐)范围内，矿床硫则既可能来自于海相蒸发岩的还原作用，也可能来自于变质岩或花岗岩。

结合碳同位素分析结果，清楚显示都坪和小溪矿床成矿物质来自于海相蒸发岩或沉积地层，而金堡矿床成矿物质很有可能来自于深源的岩浆作用(图5)。

表2 镇远地区铅锌矿硫同位素分析结果表

图5 镇远地区铅锌矿床碳—硫同位素分布图

3 成因探讨

对于贵州铅锌矿矿床成因研究[6]，王华云，1996年认为，贵州铅锌矿主要与盆源热液来源有关。对于黔东铅锌矿成因，陈国勇等[2]，2005年将黔东地区铅锌矿分为准同生沉积型铅锌矿床和热液交代充填型铅锌矿床两种成因类型。这两种类型皆主要与海相地层及低温热液作用有关。

对于金堡铅锌矿成因，也都归类于以上的准同生沉积型铅锌矿床和热液交代充填型铅锌矿床两种成因类型中。

根据区域成矿地质背景及矿床地质特征，金堡铅锌床位于两大区域构造的交接部位，构造应力集中，是地壳结构虚弱部位，这些深大构造及其旁侧次级断裂为深部岩浆的侵入及喷出提供了良好的通道，成矿流体来源可能是受沿深大断裂上升的岩浆影响，并且参与围岩间水/岩反应，导致热液方解石碳同位素靠近火成碳酸盐岩的区域，而氧同位素略高于火成碳酸岩，可能是火成碳酸岩物质经过低温蚀变造成氧同位素偏高，进而说明成矿流体可能来源于深部岩浆作用，具备形成与岩浆作用有关的铅锌矿床。据杨宗文、刘灵[7](2014年)，认为金堡铅锌矿的形成与深部岩浆作用密切相关的认识。

从图1中可以看出，盘山铅锌矿区更靠近两大区域构造交汇部位，更有利于深部岩浆侵入，是寻找这类矿床的有利靶区。