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安徽东至兆吉口铅锌矿床的地质和地球化学特征及成因

2015-08-26刘晓燕徐晓春谢巧勤赵艳玲张赞赞范子良

大地构造与成矿学 2015年6期
关键词:热液铅锌矿石英

刘晓燕, 徐晓春, 谢巧勤, 赵艳玲, 刘 雪,张赞赞,, 范子良, 何 俊

(1.合肥工业大学 资源与环境工程学院, 安徽 合肥 230009; 2.安徽省地质调查院, 安徽 合肥230001)

安徽东至兆吉口铅锌矿床的地质和地球化学特征及成因

刘晓燕1, 徐晓春1, 谢巧勤1, 赵艳玲1, 刘雪1,张赞赞1,2, 范子良1, 何俊1

(1.合肥工业大学 资源与环境工程学院, 安徽 合肥 230009; 2.安徽省地质调查院, 安徽 合肥230001)

安徽省东至县兆吉口铅锌矿床是近年来在江南过渡带上新发现的一处大型铅锌矿床。矿体受NNE向东至断裂及其次级张扭性裂隙控制。矿石主要呈脉状、细脉-网脉状充填于中元古界蓟县系木坑组浅变质碎屑岩中, 亦见矿脉穿切细晶闪长岩脉。矿石的矿物组合主要为闪锌矿+方铅矿+黄铁矿+石英+方解石。矿石结构以交代结构、交代残余结构和填隙结构为主; 矿石构造主要为脉状和网脉状, 局部块状或团块状。围岩蚀变主要为硅化、黄铁矿化和碳酸盐化。矿床主成矿阶段流体包裹体类型以富液相气液包裹体(VH2O+LH2O)为主, 均一温度为110~275 ℃, 盐度为0.18%~12.85%NaCleq, 密度为0.57~1.03 g/cm3, 成矿压力为24.4~61.9 MPa, 成矿深度为1.0~2.5 km, 显示成矿流体为低温、低密度、中-低盐度的流体; 流体包裹体液相成分反映成矿流体为CaSO4-NaCl-H2O体系。矿石中石英δ18O值为12.7‰~15.9‰, 换算为成矿流体的δ18OH2O值为-2.7‰~0.8‰, δD值为-81.5‰~-70.7‰, 显示成矿流体为深源岩浆水与大气降水的混合溶液。矿脉中的方解石δ13CV-PDB值为-8.08‰~-7.73‰, δ18OSMOW值为8.49‰~9.44‰, 反映成矿的炭质主要来自深部岩浆。综合成矿地质背景、矿床地质和地球化学特征, 可以认为, 兆吉口铅锌矿床是一个受断裂构造控制的、与燕山期中酸性岩浆作用密切相关的浅成低温热液脉状矿床。

地质和地球化学特征; 矿床成因类型; 成矿流体; 兆吉口铅锌矿床; 安徽东至

卷(Volume)39, 期(Number)6, 总(SUM)149

页(Pages)1072~1082, 2015, 12(December, 2015)

0 引 言

兆吉口铅锌矿床位于安徽省南部的池州市东至县境内。矿区自2007年开展普查至今, 已累计探明铅锌资源量超过50万吨, 伴生有铜、金和银, 后续勘探还有望进一步扩大规模。兆吉口铅锌矿床处在长江中下游铜铁硫金成矿带与皖南钨钼多金属成矿带之间的江南过渡带上, 发育在该带的最西端(图1)。值得指出的是, 在江南过渡带上, 以往少有矿床发现, 近年来陆续发现了一批以钨钼和多金属矿床为特征的大中型矿床, 如青阳百丈岩中型W-Mo矿床(赵文广等, 2007; 王克友, 2008; 秦燕等, 2010)、高家塝大型W-Mo多金属矿床(蒋其胜等, 2009; 张鹏等, 2011)、贵池黄山岭大型Pb-Zn-Mo多金属矿床(邱瑞龙, 1994; 李文庆和曹静平, 2006)、马头中-大型Cu-Mo矿床(宋国学等, 2010; 艾金彪等, 2013)、鸡头山中-大型W-Mo矿床(宋国学等, 2010), 等等,显示出该带具有巨大的找矿潜力以及有别于长江中下游成矿带和皖南成矿带的成矿特色。但迄今为止,不仅江南过渡带的区域成矿规律缺乏系统研究, 而且对该带上的单个矿床研究也不够深入。兆吉口铅锌矿床因近年来才发现和勘查, 研究工作尚未开展,仅有几例简要报道(曹达旺等, 2010; 乐成生和揭祥葵, 2012; 段开兵等, 2013), 对于矿床地质特征及成因缺乏基本的认识。本文在野外地质调查的基础上,对该矿床的地质特征及流体包裹体和H-O、C-O同位素地球化学特征进行了初步研究, 旨在查明成矿地质背景和控矿地质因素, 探讨成矿物质来源和成矿物理化学条件, 进而确定矿床成因类型, 以期对全面认识区域江南过渡带的成矿规律有所裨益, 同时也为兆吉口矿床的后续勘查提供理论依据。

图1 安徽东至兆吉口地区区域地质简图(据安徽省核工业勘查技术总院, 2011修改)Fig.1 Geological map of the Zhaojikou Pb-Zn deposit

1 地质背景

东至兆吉口铅锌矿床位于扬子陆块北缘、江南过渡带的西南端。江南过渡带西侧以北东向高坦断裂为界、北侧以东西向周王断裂为界与沿江凹陷带即长江中下游铜铁硫金成矿带相邻, 东侧以北东向江南深断裂为界与江南隆起带即皖南钨钼多金属成矿带相接 (图1)。江南过渡带在区域航磁和重力异常所反映的莫霍面等深线图上处在由幔隆向幔坳过渡的坡度带上(唐永成等, 1998), 与之在地质构造上由北侧沿江凹陷带过渡到南侧江南隆起带的特征相一致。

江南过渡带具有与其主体扬子陆块基本一致的区域地质特征和构造演化。区域主构造线呈NE向,发育一系列NE-NNE向褶皱和断裂构造, 叠加在E-W向基底之上。区域构造演化经历了基底(主要组成为中元古界蓟县系溪口岩群和新元古界青白口系历口群)形成阶段、盖层(由新元古界南华系-中生界中三叠统构成)发育阶段和板内变形阶段(中三叠世-新生代)(常印佛等, 1991)。江南过渡带以发育盖层沉积区别于江南隆起带, 以出露基底岩层和不发育中生代火山岩区别于沿江凹陷带。

2 矿床地质

2.1矿区地质

矿区出露地层主要为中元古界蓟县系溪口岩群木坑组下段(Jxm1)和新元古界青白口系历口群葛公镇组(Qbg), 系一套低绿片岩相的浅变质岩石, 原岩为浅海-滨海相碎屑岩。其中, 木坑组下段是兆吉口铅锌矿床的赋矿地层。

矿区褶皱和断裂构造均发育。褶皱构造主要为兆吉口倒转背斜和雷公尖倒转向斜, 轴向近E-W向,受后期构造应力的影响, 叠加北东向的宽缓小褶皱而呈花边状, 局部见有层间滑脱构造和劈理构造,有利于矿液运移和矿质充填。断裂构造以东至断裂和许村断裂为主。东至断裂为一条区域性的深大断裂, 走向15°~30°, 倾向SE, 倾角70°~85°。区域上,断裂旁侧间隔一定距离发育NE-NEE向次级断裂,构成“入”字形构造。在矿区, 断裂带内部发育断层角砾和断层泥, 西侧(下盘)发育张性和张扭性裂隙,伴有角砾岩或碎裂岩。断裂带内的岩石和构造显示其具有多期次活动特征, 早期具左行平移兼压扭性质, 晚期具拉张性质。目前揭露的矿体皆位于东至断裂及其西侧, 显示东至断裂为重要的导矿、控矿和储矿构造。许村断裂为一左行平移正断层, 走向40°左右, 倾向NW, 倾角较陡。许村断裂北侧发育NEE向韧性剪切带, 众多的金矿点与之关系密切(图1)。

矿区地表出露花岗斑岩脉和花岗闪长斑岩脉,钻孔中见有细晶闪长岩、闪长玢岩、辉绿玢岩和斜闪煌斑岩等岩脉。在矿区北部7 km处的戴村附近,出露有面积约为1.5 km2的花岗闪长岩体。该岩体与矿区花岗斑岩、细晶闪长岩等岩脉均属钙碱性系列岩石。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素地质年龄测定表明, 戴村花岗闪长岩为145.5±1.3 Ma, 矿区花岗斑岩脉为143.5±4.3 Ma, 细晶闪长岩脉为129.0±2.3 Ma和128.4±2.7 Ma, 显示区内岩浆岩均为燕山晚期岩浆作用的产物, 但可能分别形成于早晚两个阶段(徐晓春等, 2014)。细晶闪长岩脉中见有铅锌矿脉穿插,显示成矿时代晚于细晶闪长岩的形成。

2.2矿体与矿石

矿体产于兆吉口倒转背斜核部及南翼、东至断裂中的构造角砾岩和碎裂岩及断裂西侧次级张性-张扭性裂隙中。矿体定位与分布受东至断裂及其次级裂隙制约, 赋存于断裂带内的矿体呈薄板状、透镜状, 产状与东至断裂近于一致; 赋存于断裂带西侧次级张-张扭性裂隙中的矿体呈脉状和透镜状,与东至断裂斜交, 走向NW, 倾向NE, 倾角50°~60°, 且远离断裂带矿化逐渐减弱(图2)。

矿石以脉状充填为主, 交代为次。矿石结构主要为半自形粒状结构、不等粒变晶镶嵌结构, 其次为交代结构和交代残余结构(图3)。矿石构造主要为细脉状、网脉状、大脉状、局部团块状或块状(图3)。矿物组成简单, 矿石矿物为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿, 少量黄铜矿和白铁矿。脉石矿物以石英和方解石为主, 少量菱铁矿、长石、白云母、水云母、绢云母、绿泥石、重晶石等。

根据矿脉穿插关系和矿物共生组合, 矿床成矿作用可划分为3个阶段: 成矿早阶段形成无矿石英脉, 有时石英脉中见有细粒黄铁矿零星分布, 蚀变以硅化和黄铁矿化为主; 成矿中阶段为主成矿阶段,形成金属硫化物-石英-碳酸盐脉, 常常穿切早阶段无矿石英脉, 碳酸盐矿物除方解石外还有少量菱铁矿, 硅化、黄铁矿化和碳酸盐化均较强; 成矿晚阶段形成无矿石英方解石脉, 穿切较早阶段矿脉,或充填、胶结围岩碎屑和角砾。

3 矿床地球化学

3.1流体包裹体

3.1.1岩相学特征

根据矿脉穿切关系和矿物共生组合, 选取不同成矿阶段含石英、方解石和闪锌矿的矿石样品, 分别磨制成厚度为0.2~0.3 mm和0.1~0.2 mm的包裹体片, 进行流体包裹体显微岩相学观察和显微测温研究。包裹体测温工作在南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室流体包裹体室完成, 测试仪器: Linkam THMS600型冷热台, 测温范围-160~600 ℃; 测试精度30~300 ℃, ±1 ℃; 300~600 ℃,±2 ℃。

图2 兆吉口铅锌矿床VIII号勘探线剖面图(改自安徽省核工业勘查技术总院, 2011)Fig.2 The VIII prospecting line profile of the Zhaojikou Pb-Zn deposit

根据室温下包裹体的物理相态将原生包裹体划分为I、II和III 3种类型。I型, 纯液相(LH2O)包裹体, 含量约10%±, 呈米粒状、长条状、椭圆状和不规则状, 个体相差较大, 零星分布于石英中(图4a)。II型, 纯气相(VH2O)包裹体, 含量<5%, 其中个体很小(<2 μm)的包裹体常成群分布于闪锌矿中(图4b),个体相对较大(5~10 μm)的则沿闪锌矿生长环带呈定向分布, 或孤立状分布于石英中(图4c)。III型, 富液相气液两相(VH2O+LH2O)包裹体, 含量约80%±,气液比为4%~45%, 多为5%~15%, 椭圆、圆形和不规则状。III型包裹体在闪锌矿中有两种分布特征,一种是以孤立状分布, 个体10~20 μm, 气液比约30%, 另一种呈不规则状沿闪锌矿环带呈线状分布,个体大小和气液比相差大(图4d, e); 在石英中的包裹体个体相差也较大(4~18 μm)(图4f~i); 在方解石中的包裹体总体较小。III型包裹体是矿床最主要包裹体类型, 也是本次测温的对象。

3.1.2显微温度特征

气液两相包裹体的测温结果见表1, 均一温度、盐度和密度分布见图5。其中, 盐度值计算根据NaCl-H2O体系盐度经验公式S=0.00+1.78×A-0.0442× A2+0.000557×A3(Hall et al., 1988)求得。式中S为盐度(%NaCleq), A为冰点温度的绝对值(℃)。

成矿中阶段的均一温度为110~275 ℃, 峰值在140~170 ℃之间(表1, 图5), 成矿温度低。冰点温度为-9.0~-0.1 ℃, 换算盐度为0.18%~12.85%NaCleq(表1, 图5b), 平均值为4.90%NaCleq, 显示成矿流体盐度也较低。应用流体密度经验公式(刘斌和沈昆, 1999)计算得到兆吉口矿床成矿流体的密度在0.57~1.03 g/cm3之间(表1, 图5c), 平均值为0.95 g/cm3。根据经验公式P1=P0×Th/T0×0.1(邵洁涟, 1988)(P0=219+26.2×S; T0=374+9.2×S; T0、P0为成矿溶液形成时的初始温度、初始压力; Th为流体包裹体的均一温度; P1为成矿时的压力; S为流体包裹体溶液的盐度)求得成矿流体压力为24.4~61.9 MPa, 平均值为35.2 MPa;通过公式H1=P1/25 (P1和H1为成矿时的压力和深度)得出兆吉口矿床成矿深度为1.0~2.5 km, 平均1.4 km,反映成矿深度浅。

图3 兆吉口铅锌矿床矿石照片Fig.3 Photos and microphotographs of the ores from the Zhaojikou Pb-Zn deposit

表1 兆吉口铅锌矿床包裹体温度、盐度和密度值Table 1 Temperature, salinity and density of fluid inclusions in the Zhaojikou Pb-Zn deposit

3.1.3液相成分特征

选取成矿中阶段的硫化物石英方解石脉样品,破碎至40~60目, 经筛分、清洗、干燥、磁选后, 在双目镜下挑选单矿物石英和方解石, 纯度达到99%以上, 经去离子水清洗并烘干, 再进行包裹体液相成分分析。实验在中国地质科学院矿产资源研究所完成, 测试仪器为Shimadzu HIC-SP Super 离子色谱仪, 测量误差小于5%。

图4 兆吉口铅锌矿床流体包裹体显微照片Fig.4 Micrographs of the fluid inclusions from the Zhaojikou Pb-Zn deposit

图5 兆吉口铅锌矿床流体包裹体均一温度(a)、盐度(b)和密度(c)直方图Fig.5 Histograms of homogenization temperature (a), salinity (b), and density (c) of the fluid inclusions from the Zhaojikou Pb-Zn deposit

兆吉口矿床包裹体液相成分结果(表2)显示: (1)石英流体包裹体液相成分中, 阳离子主要为Ca2+, Na+、K+离子含量较高, Mg2+离子含量低; 阴离子主要为SO42-, 其次为 Cl-, NO3-和F-含量低。(2)方解石流体包裹体液相成分中, 阳离子主要为Ca2+,Mg2+、Na+、K+离子含量均较低; 阴离子主要为 SO42-,其次为 Cl-, F-和NO3-含量低。方解石中的Ca2+和SO42-含量明显高于石英, 可能与寄主矿物方解石溶解进入流体包裹体及其形成时的氧逸度条件差异有关。成矿流体的F-/Cl-为0.02~0.38, K+/Na+为0.45~1.36,其中石英流体包裹体的为 0.63~1.36, 成矿流体为CaSO4-NaCl-H2O体系。

表2 兆吉口铅锌矿床流体包裹体液相成分分析结果(μg/g)Table 2 Chemical compositions (μg/g) of liquid phase in the fluid inclusions in the Zhaojikou Pb-Zn deposit

3.2稳定同位素

3.2.1H-O同位素

选取不同成矿阶段的石英样品, 分选出石英使之纯度达到99%以上, 经去离子水清洗并烘干。δ18D测定采用高真空热爆法取水、锌法制H, δ18O测定采用BrF5法(Clayton and Mayeda, 1963)。H、O同位素分析在核工业北京地质研究院分析检测研究中心MAT-253EM型质谱仪上完成, 分析精度分别为±2‰和±0.2‰, 相对标准分别为SMOW和PDB。由平衡方程)计算得出, 成矿流体的值根据石英的值结合流体包裹体测温结果及平衡方程)计算得出。

表3 兆吉口铅锌矿床石英中流体包裹体的H-O同位素组成Table 3 Hydrogen and oxygen isotopes of the minerals and fluid inclusions in Zhaojikou Pb-Zn deposit

兆吉口铅锌矿床石英中的流体包裹体H-O同位素分析结果(表3和图6)显示: (1)成矿早阶段H-O同位素组成接近原生岩浆水的范围显示热液流体起源于岩浆; (2)中-晚阶段成矿流体的H-O同位素组成集中落在原生岩浆水与大气降水之间的过渡区域, 显示有大气降水参与成矿; (3)从成矿早阶段到晚阶段, 成矿流体的δ18OH2O值逐渐减小,并明显地向大气降水线漂移, 表明随着成矿作用的进行, 有越来越多的大气降水混入成矿热液流体中。与流体包裹体研究显示的成矿中、晚阶段流体均一温度低、盐度较低的特征相吻合。

3.2.2C-O同位素

图6 兆吉口铅锌矿床石英中流体包裹体的δD-δ18O关系图(中生代大气降水范围据张理刚, 1989; 底图据Hoefs, 1997 )Fig.6 δD vs. δ18O diagram of fluid inclusions in the Zhaojikou Pb-Zn deposit

分选提纯单矿物方解石, 经去离子水清洗并烘干。C、O同位素分析在中国科学院地球化学研究所矿床地球化学实验室MAT-252型质谱仪上完成, 分析采用100%正磷酸方法(McCrea, 1950), 分析精度为±0.2‰, 相对标准分别为PDB和SMOW。热液方解石的C-O同位素组成是示踪成矿物质来源的有效手段(郑永飞和陈江峰, 2000)。成矿热液中的C主要有3种可能来源: (1)地幔射气或岩浆来源(Taylor, 1986); (2)沉积岩中碳酸盐岩的脱气或含盐卤水与泥质岩相互作用(Veizer et al., 1980); (3)各种岩石中的有机C(Ohmoto and Rye, 1972, 1979; 郑永飞和陈江峰, 2000)。因兆吉口铅锌矿床中未见石墨与方解石共生, 故方解石的C同位素组成代表矿物沉淀热液的总C同位素组成(Ohmoto and Rye,1979)。

兆吉口矿床22件方解石样品的C同位素组成δ13CV-PDB为-7.64‰~-8.29‰, 全为负值且相对变化较小(图7), 明显高于有机质(Schidlowski, 1998)、淡水CO2(Hoefs, 1997), 低于海相碳酸盐(Hoefs, 1997),而与大气CO2(Schidlowski, 1998)、岩浆系统(Hoefs,1997)、地壳(Faure, 1986)和地幔(Hoefs, 1997)大致相似, 并与“初生碳”(张理刚, 1989)相吻合。兆吉口矿床方解石的O同位素组成δ18OV-PDB为-20.43‰~-22.99‰, 换算为δ18OV-SMOW值=7.16‰~9.80‰, 落在“初始火成碳酸岩”(Keller and Hoefs, 1995)范围内, 说明兆吉口矿床成矿流体的C和O主要来自岩浆系统。

图7 兆吉口铅锌矿床方解石的δ13C-δ18O关系图(底图据刘建明和刘家军, 1997)Fig.7 δ13C vs. δ18O diagram of fluid inclusions in the Zhaojikou Pb-Zn deposit

4 讨 论

4.1成矿流体性质与来源

兆吉口铅锌矿床成矿流体均一温度为110~275 ℃,盐度为0.18%~12.85%NaCleq, 流体密度为0.57~1.03 g/cm3;成矿压力为24.4~61.9 MPa, 成矿深度为1.0~2.5 km,显示其为低温、低密度、中-低盐度流体, 成矿深度浅。成矿流体的F-/Cl-为0.02~0.38, K+/Na+为0.45~1.36, 其中石英流体包裹体的F-/Cl-为0.02~0.07, K+/Na+为0.63~1.36。通常岩浆热液的K+/Na+>1,与沉积或地下热卤水有关的矿床K+/Na+比值较低(Roedder, 1979)。与I型花岗岩有关的斑岩型、矽卡岩型、次火山型及中低温热液型Fe, Cu, Pb, Zn矿床的矿物包裹体具有较低的F-/Cl-比值(F-/Cl-比值<1或F-/Cl-比值<<1), 和较低的K+/Na+比值(张德会,1992)。矿区出露花岗斑岩脉与北部戴村花岗闪长斑岩体均为I型花岗岩, 且部分铅锌矿脉产于细晶闪长岩脉中。结合兆吉口铅锌矿床石英包裹体K+/Na+值以及矿床地质特征, 显示成矿流体来源于岩浆。石英包裹体F-/Cl-值为0.02~0.07, F-/Cl-比值低可能是地下水热液的一个标志(张德会, 1992)。石英包裹体中大量Ca2+和SO42-存在, 表明流体在成矿期处于高度氧化状态(高氧逸度)(秦臻等, 2012); 成矿作用发生于浅部氧化环境, 亦与流体包裹体研究显示成矿深度浅相对应。

据区域航磁异常推测, 戴村岩体的深部存在一个向东南倾伏的隐伏岩体, 且矿区地表出露较多的小岩脉和钻孔中见到相似岩性的侵入岩脉, 都说明兆吉口铅锌矿床深部极可能存在隐伏的侵入岩体。其次, 矿区出露的花岗斑岩脉与北部戴村岩体年龄一致(徐晓春等, 2014), 说明二者为同一期岩浆活动。最后, 部分铅锌矿脉穿插细晶闪长岩中, 亦说明成矿与岩浆热液活动密切相关。作者对矿区地层成矿元素分析表明, 成矿元素含量Cu为35.7 μg/g、Zn 为107 μg/g、Au为0.0045 μg/g、Ag为0.047 μg/g, 均略高于中国东部地壳平均值, 而Pb的丰度为15 μg/g, 略低, 显示地层提供成矿物质的可能性不大。而且这套浅变质碎屑岩石岩性致密坚硬, 孔隙度低, 化学性质稳定, 也不利于成矿热液流体的运移和交代萃取。根据前文兆吉口矿床成矿流体的C-H-O同位素特征, 结合矿区和区域地质情况, 认为成矿流体来源于岩浆, 成矿中、晚期大气降水参与成矿。矿区花岗斑岩及北部戴村花岗闪长斑岩体符合流体源区物质的特征。

4.2矿床成因

矿区赋矿细晶闪长岩脉年龄为129~128 Ma(徐晓春, 2014), 且矿床H-O和C-O同位素组成均指示成矿流体具有岩浆来源的特征, 表明铅锌矿化与该期岩浆作用关系密切。矿床流体包裹体研究显示成矿流体属于低温、低密度、中-低盐度流体, 成矿深度较浅; 矿体赋存形式、矿石结构构造、矿物共生组合及蚀变特征也均显示出低温热液成矿的特征。一些规模大的低温热液矿床都定位于深大断裂的次级断裂中, 成矿热液的运移与深大断裂密切相关(李朝阳, 1999)。兆吉口铅锌矿床即受区域性NNE-NE向东至断裂及其次生裂隙控制。且兆吉口铅锌矿床在地质和地球化学特征上与低硫型浅成低温热液矿床和斑岩-浅成低温热液矿床较为相似, 如庐枞盆地中的岳山银铅锌矿床(查世新和韩忠义, 2002; 钱兵等, 2010)和江西德兴银山银铜铅锌矿床(毛景文等,2010)。综上所述, 兆吉口铅锌矿床为一受东至断裂控制的、与中生代岩浆作用密切相关的浅成低温热液脉状铅锌矿床。

5 结 论

通过对兆吉口铅锌矿床地质和地球化学特征的研究, 可以得出如下认识:

(1) 矿床发育纯液相、纯气相、富液相气液两相包裹体, 中晚成矿阶段以气液两相包裹体为主。成矿流体为低温、低密度、中-低盐度的流体; 成矿压力低、深度浅; 成矿流体为CaSO4-NaCl-H2O体系。

(2) 矿床H-O和C-O同位素组成显示成矿流体来自岩浆热液及大气降水。

(3) 兆吉口铅锌矿床的成矿特征与斑岩-浅成低温热液矿床相似, 成因上应为与燕山期中酸性岩浆活动有关的浅成低温热液脉状铅锌矿床。

致谢: 野外工作得到了安徽省核工业勘查技术总院271地质队的大力支持, 室内测试工作得到南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室、核工业北京地质研究院和中国科学院地球化学研究所矿床地球化学实验室的帮助。研究工作得到合肥工业大学石永红教授的有益指导, 两位评审老师提出了宝贵的修改意见和建议, 在此表示衷心的感谢!

(References):

艾金彪, 马生明, 朱立新, 樊连杰, 胡兆鑫, 席明杰. 2013.长江中下游马头斑岩型钼铜矿床常量元素、稀土元素特征及迁移规律. 地质学报, 87(5): 691-702.

安徽省核工业勘查技术总院. 2011. 安徽省东至县兆吉口铅锌多金属矿床成矿规律研究报告.

曹达旺, 陈永明, 乐成生. 2010. 东至县兆吉口铅锌多金属矿成矿地质特征及找矿方向. 上海地质, 31(增刊):206-209.

查世新, 韩忠义. 2002. 岳山银铅锌矿床地球化学特征.资源调查与环境, 23(4): 272-280.

常印佛, 刘湘培, 吴言昌. 1991. 长江中下游铁铜成矿带.北京: 地质出版社: 1-379.

段开兵, 庄天明, 段吉琳. 2013. 安徽东至兆吉口铅锌多金属矿床地质特征及找矿方向. 东华理工大学学报,36(2): 143-151.

蒋其胜, 余传周, 黄伟平. 2009. 安徽省青阳县高家塝钨矿床地质特征及控矿因素. 安徽地质, 19(4):251-254.

乐成生, 揭祥葵. 2012. 安徽省东至县兆吉口铅锌矿成矿控制条件分析. 科技与企业, 4: 105-107.

李朝阳. 1999. 中国低温热液矿床集中分布区的一些地质特点. 地学前缘, 6(1): 163-170.

李文庆, 曹静平. 2006. 黄山岭铅锌钼多金属矿床地质特征、成因及找矿方向探讨. 安徽地质, 16(3): 190-193.刘斌, 沈昆. 1999. 流体包裹体热力学. 北京: 地质出版社: 1-137.

刘建明, 刘家军. 1997. 滇黔桂金三角区微细侵染型金矿床的盆地流体成因模式. 矿物学报, 17(4): 448-456.

毛景文, 张建东, 郭春丽. 2010. 斑岩铜矿-浅成低温热液银铅锌-远接触带热液金矿矿床模型: 一个新的矿床模型——以德兴地区为例. 地球科学与环境学报,32(1): 1-14.

钱兵, 袁峰, 周涛发, 范裕, 张乐骏, 马良. 2010. 庐枞盆地岳山银铅锌矿床地质特征及硫同位素地球化学研究. 矿床地质, 24(增刊): 495-496.

秦燕, 王登红, 吴礼彬, 王克友, 梅玉萍. 2010. 安徽东源钨矿含矿斑岩中的锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义. 地质学报, 84(4): 479-484.

秦臻, 戴雪灵, 邓湘伟. 2012. 东秦岭秋树湾铜钼矿流体包裹体和稳定同位素特征及其地质意义. 矿床地质,31(2): 323-336.

邱瑞龙. 1994. 贵池黄山岭层控矽卡岩及铅锌矿床成因.安徽地质, 4(3): 10-18.

邵洁涟. 1988. 金矿找矿矿物学. 北京: 中国地质大学出版社: 147-205.

宋国学, 秦克章, 李光明. 2010. 长江中下游池州地区矽卡岩-斑岩型W-Mo矿床流体包裹体与H、O、S同位素研究. 岩石学报, 26(9): 2768-2782.

唐永成, 吴言昌, 储国正, 邢凤鸣, 王永敏, 曹奋扬, 常印佛. 1998. 安徽沿江地区铜金多金属矿床地质. 北京: 地质出版社: 1-351.

王克友. 2008. 青阳县百丈岩钨钼矿床中斑岩型(浸染状)钼矿体的发现及其找矿意义. 安徽地质, 18(3): 185-188.

徐晓春, 刘雪, 张赞赞, 何苗, 刘晓燕, 谢巧勤, 范子良,何俊. 2014. 安徽东至兆吉口铅锌矿区岩浆岩锆石U-Pb年龄及其地质意义. 地质科学, 49(2): 431-455.

张德会. 1992. 矿物包裹体液相成分特征及其矿床成因意义.地球科学——中国地质大学学报, 17(6): 677-688.

张理刚. 1989. 成岩成矿理论与找矿. 北京: 北京工业大学出版社: 1-200.

张鹏, 袁晓玲, 张青, 阳珊. 2011. 安徽省青阳县高家塝钨、钼矿床矿石物质组成及其赋存状态. 安徽地质,21(3): 35-39.

赵文广, 孙乘云, 狄勤松, 蔡晓兵. 2007. 安徽省青阳县百丈岩钨钼矿床地质特征、成因及找矿方向分析. 安徽地质, 17(2): 90-94, 104.

郑永飞, 陈江峰. 2000. 稳定同位素地球化学. 北京: 科学出版社: 1-312.

Clayton R N and Mayeda T K. 1963. The use of bromine pentafluoride in the extraction of oxygen from oxides and silicates for isotopic analysis. Geochimica et Cosmochimica Acta, 27(1): 43-52.

Clayton R N, O'Neil J R and Mayeda T K. 1972. Oxygen isotope exchange between quartz and water. Journal of Geophysical Research, 77(17): 3057-3067.

Faure G. 1986. Principles of Isotope Geology (2rd editon). New York: Wiley: 1-589.

Friedman I and O'Neil J R. 1977. Compilation of stable isotope fractionation fraction factors of geochemical interest // Fleischer M. Data of Geochemistry (Sixth Edition). Geology Survey Professional Paper: 117.

Hall D L, Sterner S M and Bodnar R J. 1988. Freezing point depression of NaCl-KCl-H2O solutions. Economic Geology, 83: 197-202.

Hoefs J. 1997. Stable Isotope Geochemistry. 3rd Edition. Berlin: Springer-Verlag: 1-201.

Keller J and Hoefs J. 1995. Stable isotope characteristics of recent natrocarbonatite from Oldoinyo Lengai // Bell K and Keller J. Carbonatite Volcanism: Oldoinyo Lengai and the Petrogenesis of Natrocarbonatites. IAVCEI Proceedings in Volcanology: 113-123.

McCrea J M. 1950. On the isotope chemistry of carbonates and a paleotemperature scale. Journal of Chemical Physics, 18: 849-857.

Ohmoto H and Rye R O. 1972. Isotopes of sulfur and carbon // Barnes H L. Geochemistry of Hydrothermal Ore Ddeposits. New York: Wiley-Inter Science: 509-567.

Ohmoto H and Rye R O. 1979. Isotopes of sulfur and carbon // Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits. Economic Geology, 67: 551-579.

Roedder E. 1979. In Physics and Chemistry of the Earth(Volumes 13-14). Oxford: Pergamas Press: 9-35.

Schidlowski M. 1998. Beginning of terrestrial life: Problems of the early record and implications for extraterrestrial scenarios // Instruments, Methods, and Missions for Astrobiology, SPIE, 3441: 149-157.

Taylor B M. 1986. Magmatic volatiles: Isotope variation of C,H, S // Stable Isotopes in High Temperature Geological Process. Mineralogical Society of America, 16: 185-226.

Taylor H P. 1974. The application of oxygen and hydrogen isotope studies to problems of hydrothermal alteration and ore deposition. Economic Geology, 69(6): 843-883.

Veizer J I, Holser W T and Wilgus C K. 1980. Correlation of13C/12C and34S/32S secular variation. Geochimica et Cosmochimica Acta, 44: 579-588.

Geological and Geochemical Characteristics and Genesis of the Zhaojikou Lead-Zinc Deposit in Dongzhi County, Anhui Province

LIU Xiaoyan1, XU Xiaochun1, XIE Qiaoqin1, ZHAO Yanling1, LIU Xue1, ZHANG Zanzan1,2,FAN Ziliang1and HE Jun1
(1. School of Resources and Environmental Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, Anhui,China; 2. Geological Survey of Anhui Province, Hefei 230001, Anhui, China)

The Zhaojikou lead-zinc deposit is located in the Jiangnan transition belt of Anhui province. The ore-bodyis controlled by regional structures of the NNE-trending Dongzhi fault and its secondary tensional shear fractures. Theoccurrence of ores is vein, veinlet, and stockwork in the low metamorphic clastic rocks of the Mukeng Formation of theMesoproterozoic Jixian Syetem. The ore mineral assemblage includes sphalerite, galena, pyrite, quartz, and calcite. Theore is characterized by metasomatic texture, metasomatic relict and filling texture, vein, stockwork and massivestructure. The types of wall-rock alteration are mainly silicification, pyritization, and carbonatization. There are threetypes of fluid inclusions in the Zhaojikou deposit, mainly the gas-liquid fluid inclusions. Study of the fluid inclusions inquartz in various mineralization stages indicates that the ore fluids belong to low-temperature (110-275 ℃), lowdensity(0.57-1.03 g/cm3),low- to medium-salinity (0.18%-12.85% NaCleq), the CaSO4-NaCl-H2hydrochemical typeand formed in a low-pressure (24.4-61.9 MPa) and shallow (1.0-2.5 km) environment. The δ18OSMOW values of thequartz in the main mineralization stage change from 12.7‰ to 15.9‰, and theδ18OSMOWvalues of thequartz in the main mineralization stage change from 12.7‰ to 15.9‰, and theδ18OH2Ovalues vary between -2.7‰ and0.8‰, with the δDV-SMOW>values vary between -2.7‰ and>0.8‰, with the δ13CV-PDBvalues vary from -8.08‰ to -7.73‰, and the δ18OSMOWvalues ranging from 8.49‰ to 9.44‰ for calcites show that the carbon and oxygen of calcites are sourced mainly frommagma. Combined with the geological evidence and analytical results, we conclude that the Zhaojikou lead-zinc depositis of low temperature epithermal type that is controlled by fault system and related to the Yanshan magma activity.

geological and geochemical characteristics; ore deposit genesis; ore-forming fluid; Zhaojikou lead-zincdeposit; Dongzhi county, Anhui province

P61

A

1001-1552(2015)06-1072-011

10.16539/j.ddgzyckx.2015.06.009

2014-11-07; 改回日期: 2015-02-04

项目资助: 国家自然科学基金项目(41172085, 41472066)和安徽省国土资源厅科技项目(2011-K7)联合资助。

刘晓燕(1989-), 女, 硕士研究生, 矿床学、岩石学、矿物学专业。Email: liuxiaoyhappy@sina.cn

徐晓春(1961-), 男, 教授, 博士生导师, 主要从事矿床学研究。Email: xuxiaoch@sina.com

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