APP下载

宁夏二人山地区银铅矿地球化学特征及成矿物质来源

2019-03-05潘进礼汪栋刚马瑞赟

世界有色金属 2019年23期
关键词:山地区热液同位素

张 勇,潘进礼,汪栋刚,马瑞赟,李 刚

(宁夏回族自治区地质调查院,宁夏 银川 750021)

宁夏中卫市二人山~黄石坡沟位于宁夏中卫市北部的卫宁北山西部单梁山以南。出露地层有上泥盆统老君山组第三岩段,下石炭统前黑山组第一、二岩段以及下石炭统臭牛沟组第一岩段;出露的主要构造为F18断裂,研究区矿体受F18构造控制明显,各矿体均产出于F18破碎带中,F18破碎带即是导矿构造,也是容矿构造[1]。

1 矿区地球化学特征

通过对二人山ZK139-1钻孔原生晕地球化学测量来看,已知矿体上盘(或前部)富集特征元素Cd、Hg、Au、Na2O、CaO,下部(矿体)富集特征元素Ba、S、K2O(Cu、Mo、Bi、As),显示出重晶石和黄铁矿化的特征,与矿体存在大量重晶石和细粒粉末状黄铁矿相对应的。从矿体元素组合观察与块状硫化物的蚀变特征和元素组合有相似之处。

为了查明矿区横向的变化,以四个剖面的5个钻孔ZK133-2、ZK133-1、ZK139-1、ZK143-3、ZK145-4自东向西组成一个剖面,同时进行了Pb、Au、Cu、Zn、Sb、Hg、Ag等元素化合物异常的圈定横向剖面上发育多元素异常,整体上为上宽下窄呈上张口喇叭状特征[2]。垂直方向存在上下两个浓集中心。标高1150m~1300m处是铅锌多金属矿体引起的异常,下部标高深度850m~950m处,该异常有高浓度现象,且在139-1孔深部铅锌含量达到了最低工业品位。由此推测下部存在矿化现象,而且元素组合多,异常强度大,推测深部应有新的多金属矿体存在。

目前发现的矿体均赋存在角砾岩带北侧与泥盆系接触带上,从元素的异常和矿体分布推测,该接触带是一个曲面相对压性构造部位。注意异常带与构造带关系,综合考虑曲面构造带面找矿。

2 成矿物质来源

(1)硫同位素特征。硫化物矿石中硫的来源是解决成矿物质来源问题的重要方法之一,在热液矿床中硫化物的硫同位素组成是由成矿溶液总硫同位素组成、氧逸度(fO2)、pH、离子强度和温度的函数(Ohmoto,1972)。

图1 硫稳定同位素直方图

二人山地区ZK139-1钻孔分析10件硫同位素样品,分析结果显示硫同位素δ34S变化范围介于+0.11‰-+6.97‰之间。最小值为+0.11‰,最大值为+6.97‰,算术平均值+4.86‰,呈塔式分布。说明二人山地区硫化矿矿石来源比较单一,主要物质来源为上地幔岩浆。再者,二人山地发育多条闪长玢岩脉,矿体中发育石英和重晶石团块、网状细脉,综合以上多种因素,笔者认为成矿热液与岩浆热液密切相关。

(2)成矿温度。ZK116-1钻孔岩心中的蚀变石英脉流体包裹体测定结果显示:热液均一温度34.4℃~252℃,平均温度207.78℃,冰点温度-3.3℃~0.2℃,平均温度-0.75℃;盐度质量分数为0。综上所述,结合硫稳定同位素测试结果、流体包裹体测试结果以及矿体结构、构造特征分析,二人山地区矿床成因类型为成矿物质与岩浆相关的受构造破碎带控制的破碎带蚀变岩型中低温热液多金属矿床(受构造控制的浅成中低温热液矿床)。

(3)岩石地球化学特征。对该钻孔853m~954m深度范围的岩芯样品进行了深部地球化学研究工作。大致按5m间距共采集岩石地球化学样品19件。本次所采样品元素Au、Sb、Hg、Ag、Pb、Zn、Cu、Mo、Bi、W。从分析结果看,有以下特征。相关系数大于0.7表示相关性较好。部分元素显示弱的负相关。Cu、Mo、Sb、Bi与Au有较好的相关性,而且呈正相关,说明本地区的矿化作用受到了深部岩浆活动的影响。在这个地区Hg与Zn有很好的正相关,但是Zn含量低,在这里没有经济价值。传统的金富集成矿指示计As、Hg,在这个地区没有起作用。Mo、Cu、W元素在垂向上具有基本一致的变化规律,受后期热液改造叠加的影响较明显,且向深部二者含量有增加的趋势,反映这种改造叠加作用可能来自深部的岩浆作用。

(4)控矿因素及其特征。矿体受F18断裂破碎带所控制明显,以填充、交代的形式产出在破碎带中。F18破碎带既是导矿构造,也是容矿构造,它为矿物提供了运移通道和沉淀场所。二人山地区成矿过程伴随着多期的构造叠加,以及多期热液的蚀变混合,导致最终成矿时期的含矿热液沿破碎带中的孔隙度较大的角砾岩和裂隙填充和交代。早期形成的矿石以浸染状和致密块状的类型产出,而后热液持续充填,最终形成角砾型银铅矿石。在ZK139-1钻孔中矿石类型为致密块状银铅锌矿石,笔者认为原生的致密块状的银铅矿被F18或者后期次生构造搓碎成角砾后重新胶结成新的构造角砾岩,尔后在该类含矿角砾岩中继续发育有浸染状的黄铁、方铅矿化,形成新的角砾型银铅锌矿石。

(5)矿化富集规律。二人山地区矿体矿化蚀变,银铅锌矿以重晶石化、黄铁矿化、硅化为主;铜钴矿以高岭土化、黄铜矿化为主;金银铜硫铁矿矿体多以黄铁矿化、高岭土化、碳酸盐化为主。矿种组合方面铜钴、银铅锌、铅锌常以共生形式产出。银矿化最为普遍,几乎在所有的矿体中以共伴生的形式产出,一般当银铅共生组合时,银的品位随之也高与之共生,否则多以低品位或者伴生矿的形式存在。二人山地区浅表褐铁矿化、铁染现象极发育,并发育有三个呈串珠状分布的铁帽(风化淋滤形成的蜂窝状褐铁矿化体),深部逐渐过渡为以高岭土化、重晶石化、碳酸盐化和硅化为主;黄石坡沟地区地表和钻孔中均以粘土矿化、碳酸盐化和硅化为主,并且地表有多个规模较大的膨润土采坑。

3 结论

宁夏二人山地区矿石类型有四种:分别为角砾状银铅锌矿石、致密块状银铅矿石、角砾状铜钴矿石、浸染状金银铜硫铁多金属矿石。根据硫同位素分析判断二人山地区硫化矿矿石来源主要为上地幔岩浆。根据流体包裹体测试结果判断二人山地区矿床成因类型为中低温热液多金属矿床。F18断裂在二人山成矿过程中起着举足轻重的作用,即为热液提供运移通道,又为各类元素聚集提供场所。二人山地区矿化具有明显的分带特性,矿化蚀变也有一定的规律性。

猜你喜欢

山地区热液同位素
贺兰山沿山地区强对流潜势预报方法研究
安徽省东至县柴山地区土壤地球化学异常特征及找矿潜力评价
江西相山矿田鹏姑山地区铀成矿条件及资源潜力分析
柴北缘牦牛山地区辉绿岩体锆石U-Pb年龄及地质意义
塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩热液蚀变类型及蚀变流体的分带特征
热液锆石鉴定特征及在热液型金矿床年代学研究中的应用
《同位素》变更为双月刊暨创刊30周年征文通知
《同位素》(季刊)2015年征订通知
硼同位素分离工艺与生产技术
稳定同位素氘标记苏丹红I的同位素丰度和化学纯度分析