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位于扬子板块西缘的川滇黔接壤铅锌矿集区（即上扬子铅锌成矿省）是我国华南大面积低温成矿域的重要组成部分之一，区内已发现400多个铅锌矿床（点），累计探明铅锌金属储量超过2600万吨。本区铅锌矿床的50%以上（无论是数量，还是储量）均赋存于上震旦-下寒武统中，如天宝山、大梁子、乌斯河、赤普、麻栗坪、茂租、乐红和纳雍枝等等（图1）。尽管对这些矿床的研究已经取得了诸多成果，然而是什么主要因素的综合作用形成了这些矿床，目前还缺乏系统理解，制约了本区铅锌成矿理论与找矿方法体系的建立和应用。 图1研究区上震旦-下寒武统铅锌矿床联合柱状图（据前人资料综合） 野外观察和室内研究显示，上震旦-下寒武统中铅锌矿床明显与一套岩性组合密切相关（图1和图2），包括磷块岩、碳酸盐岩、蒸发膏盐岩、黑色页岩和浅变质岩等，但是对它们在铅锌成矿过程所扮演的角色未给予足够重视。为深入揭示这些岩石在本区铅锌成矿过程中所起到的关键作用，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博士研究生罗开在导师周家喜研究员（现工作于云南大学）和黄智龙研究员的指导下，以川滇黔铅锌成矿域内新发现的麻栗坪大型铅锌矿床为例，通过详实的野外观察和室内矿物学、流体地球化学、元素-同位素地球化学研究和原位Pb同位素分析，取得以下重要认识： 1、矿物学观察发现，麻栗坪（包括茂租等上震旦-下寒武统中铅锌矿床）硫化物与磷灰石具有密切的空间共存关系（图2）。通过综合分析，认为磷块岩可能对铅锌成矿起到地球化学障（隔挡或吸附）的作用，而远矿磷块岩中铅锌等金属具有较高的背景值，进一步暗示其具有提供部分金属的潜力。 图2麻栗坪(a-f)和茂租(g-l) 铅锌矿床硫化物与磷灰石的共存关系 2、麻栗坪铅锌矿床闪锌矿-黄铁矿阶段（I阶段）和闪锌矿-方铅矿阶段（II阶段）的闪锌矿和石英中包裹体分别以NaCl-H2O-H2S和NaCl-H2O体系为主。成矿流体具有中-低温度（185-282°C）和中-低盐度（3.39-17.17wt. % NaCl equiv.）的特征，这与典型MVT铅锌矿床低温（90-150°C）和高盐度（10-30wt. % NaCl equiv.）的特征不同（图3）。 3、REE和C-O同位素分析显示，碳酸盐矿物在铅锌成矿过程扮演重要角色，表现为：1）成矿前，碳酸盐岩与成矿流体之间发生水/岩相互作用，形成大规模白云石（岩）化，为成矿准备了岩性、物质和空间等必要条件；2）成矿期，热液碳酸盐矿物溶解-重结晶（CO2）的循环过程，对金属矿物大量沉淀导致的成矿环境（如pH等）改变起到了缓冲作用，促进形成大量雪花状（方解石/白云石斑点）的特征矿石；3）成矿后，碳酸盐矿物充填、胶结矿化场所，利于矿石保存，同时成为重要的找矿标志矿物。 图3麻栗坪铅锌矿床均一温度、盐度及其与典型MVT和同层位其他铅锌矿床的对比图 4、S同位素研究表明，赋矿地层中富海相硫酸盐的蒸发膏盐层为铅锌成矿提供了主要硫源（图4），而黑色岩系则为TSR（热化学硫酸盐还原作用）的启动提供了所需的还原剂；原位Pb同位素研究显示，本区铅锌矿床的主要金属源区是基底浅变质岩，赋矿沉积岩在成矿过程中也提供了部分金属，但其在晚期的贡献要比早期明显的多（图5）。 图4麻栗坪铅锌矿床与地层同期海水及同层位其他矿床S同位素对比图 图5麻栗坪铅锌矿床Pb同位素及其在不同阶段方铅矿中的变化 5、正是磷块岩、碳酸盐岩、蒸发膏盐岩、黑色页岩和浅变质岩等有利岩性的组合，才最终导致规模如此之大、数量如此之多的铅锌矿床定位于上震旦-下寒武统中。此外，结合这些矿床明显受特定构造样式的控制，本次工作还初步建立了有别于经典MVT铅锌矿床的成矿模式，即有利岩性组合-圈闭构造体系-大规模流体耦合成矿的新模式，这将为川滇黔铅锌矿集区的区域和深部找矿提供新的理论指导。 该成果发表于国际期刊《Gondwana Research》：KaiLuo, Jia-Xi Zhou*, Zhi-Long Huang, Xuan-Ce Wang, Simon Wilde, Wei Zhou, LiyanTian. 2019. New insights into the origin of early Cambrian carbonate-hostedPb-Zn deposits in South China: A case study of the Maliping Pb-Zn deposit.Gondwana Research 70:88-103. 链接： https:///10.1016/j.gr.2018.12.015 |
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