会泽超大型铅锌矿床成矿时代研究.pdf
第 2 4 卷第 2 期 2 0 0 4年 6月 矿 物 学 报 A C T A M 『 E R I OGI CA S I N I C A Vo 1 . 2 4 . N o. 2 J u n . , 20 0 4 文章编号 1 0 0 0 -4 7 3 4 2 0 0 4 0 2 - 0 1 1 2 . 0 5 会泽超大型铅锌矿床成矿时代研 究 李文博 ,- , 黄智龙 ,陈 进3 ,韩润生 4 , 张振亮1 , 2 , 许 成 1 . 中国科学院 地球化学研究所, 贵州 贵阳5 5 0 0 3 2 ; 2 . 甲国科学院 研究生院, 北京 1 0 0 0 3 9 3 . 云南会泽铅锌矿, 云南 会泽 6 5 4 2 1 1 ; 4 . 昆明理工大学 地球科学系, 云南 昆明6 5 0 0 9 3 摘要 云南会泽超大型铅锌矿床由麒麟厂和矿山厂两个独立的铅锌矿床组成。利用两组 同源矿物组合 R b - S r 等时线方法测定了麒麟厂6号矿体的成矿时代 , 测定结果分别为 2 2 5 . 1 2 . 9 M a和 2 2 5 . 93 . 1 M a , 根据 已知 的分布于该矿床北部和西南部分布的峨眉山玄武岩成岩时代为 2 5 0 M a左右, 有多个火山喷发旋 回, 显示多期 次的喷发活动, 认为川一滇一黔成矿区内铅锌成矿作用与蛾眉山玄武岩岩浆活动存在成因联系。 关键词 同源矿物组合 R b - S r 等时线; 成矿时代; 云南会泽超大型铅锌矿床 中图分类号 P 5 9 7 文献标识码 A 作者简介 李文博, 男, 1 9 7 6 年生, 博士研究生 , 主要从事矿床地球化学研究 . 云南会泽超大型铅锌矿床位于川一滇一黔铅 锌成矿区中南部。许多研究者从成矿地质背景、 矿床地质、 成矿物质和成矿流体来源等方面对该 矿床进行过研究L 卜s l , 先后提出过多种成因模式 , 如岩浆. 热液成因L 9 J 、 沉积成因 0 l 、 沉积一 原地改造 成因[ J 、 沉 积. 改造 成 因[ 1 2 , 1 3 J 、 沉 积. 成 岩 期 后 热 液改造. 叠加成因⋯、 沉积. 改造. 后成成因 J 、 Mv T 矿床【 5 J 和贯入. 萃取. 控制成因【 8 J 等。由于铅锌矿 床之间存在很大的差异L M , 正确理解铅锌矿 床成因信息的最大障碍就是缺乏成矿年代学方面 的资料。如果能够精确厘定这些矿床的成矿时 代, 对探讨其成矿物质、 成矿流体来源和建立合理 的矿床成因模 式将具有 十分重要意义 。 实际上, 铅锌矿床定年一直是国内外地学界 研究的难题 , 即使是世界上研究程度很高的 Mv T 矿床都是如此【 “ , 其 主要原因是铅锌矿床 中 一 般缺少可以直接用于同位素定年的矿物。刘建 明等【 2 0 J 指出用热液矿物组合 R b . S r 等时线测定热 液矿床的成矿时代是 比较理想的, 由于不同矿物 相具有不同的化学势, 从而使化学性质不同的 R b 和 S r 发生化学分异 , 结果使从同一成矿母溶液中 沉淀出的一组共生矿物具有不同的 I/ s r 比值。 收稿日期- 2 0 0 4 - 0 1 . 1 5 基金项 目 国家自然科学基金 批准号 4 0 3 7 2 0 4 8 ; 云南省省院省 校科技合作项目 2 o 0 0 n 一0 4 用一组共生热液矿物来开展 R b - S r 等时线定年, 不仅符合 R b - S r 等时线定年的所有基本前提 , 而 且还将极大地提高 R b - S r 等时线的精确度。本文 利用会泽超大型铅锌矿床麒麟厂 6 号矿体两组同 源矿物组合 R b . S r 等时线测定了会泽超大型铅锌 矿的成矿时代。 1 地质特征 会泽超大型铅锌矿床受构造控制明显, 位于 N E向的小江深大断裂带、 N S向的昭通一 曲靖隐 伏断裂带和 N Ⅳ 向的紫云一垭都断裂带的构造复 合部位, 主要的控矿构造是北东向的矿山厂断裂、 麒麟厂断裂、 银厂坡断裂及 牛栏江断裂 图 1 。 矿区岩浆岩主要为二叠纪峨眉山玄武岩 , 出露于 矿床北部和西南部 1 k m 。 矿床由相距约 3 k m的矿山厂矿床和麒麟厂 矿床组成 图 1 , h等 总结其主要特征为 ① 矿区出露从震旦系灯影组至二叠系栖霞茅口组多 个时代的碳酸盐地层, 但是矿体都毫无例外的产 于石炭系摆佐组肉红色粗晶白云岩中; ② 矿体形 态不规则, 多为似筒状、 扁柱状、 透镜状、 囊状和脉 状, 剖面上总体呈“ 阶梯状” 分布 ; ③ 矿体与围岩 接触界线清晰; ④ 矿床的上部为氧化矿, 下部为 原生矿 , 中间为混合矿, 氧化矿组成相当复杂, 而 原生矿组成相当简单, 矿石矿物为方铅矿、 闪锌矿 和黄铁矿, 脉石矿物主要为方解石 , 其它矿物少 维普资讯 第 2期 李文博等 会泽超大型铅锌矿床成矿时代研究 l l 3 部分大.中型铅锌矿床 ≥峨眉山玄武岩分布区 / 断裂 /地层界线 图 1 会泽超大型铅锌矿床地质图 F i g.1 .Ge o l o g i c a l ma p o ft h e Hu i z e a n f P b - Z n d e p o s i t . 见; ⑤ 矿石铅锌品位极高 开采的矿石 P b z n 平 均品位 大于 3 0 %, 部 分矿石 P bZ 1 含量大 于 6 0 % , 伴生有 用分散元素多 鲰 、 G e 、 C a 、 C d 、 I n 等 ; ⑥ 矿体从底部到顶部矿物组合出现分异现 象, 大致为铁 闪锌矿. 粗晶黄铁矿. 少量方解石一 闪锌矿. 方铅矿. 黄铁矿. 方解石一细晶黄铁矿. 方 解石; ⑦ 从浅部到深部, 矿体有变厚 、 变富的趋 势 。 2 样品及其分析方法 本 文测定 了两条同源矿物组合 R b . S r 等时 线, 两块手标本均采 自麒麟厂 6 号矿体地下坑道 , 取样位置相隔 1 5 m左右。将手标本粉碎到 4 0~ 8 0目, 在双 目镜 下挑 选 出单 矿 物 , 由于会 泽 超大 型铅锌矿床的原生矿石矿物组合极为简单, 为闪 锌矿、 方铅矿 、 黄铁矿和方解石 , 样品数量有限, 所 以我们还挑选了不同颜色的闪锌矿。样品挑纯达 9 9 %以上, 用蒸馏水清洗 , 低温蒸干 , 然后将纯净 的单矿物样品在玛瑙研钵内研磨至 2 0 0目左右待 测。 样品的 R b 、 S r 同位素组成测定在南京大学现 代分析中心同位素分析室完成 , 采用高压密闭熔 样和 阳离子交 换技 术分 离和 提纯 , 然后用 英 国产 的 V G 3 5 4质谱仪测定。测定方法同方维萱等【 2 2 J 。 测定 的美 国 N B S 9 8 7同位素标 样为 8 7 S r / 8 6 S r 0 . 7 1 0 2 2 3 8 , s r的全 流程空 白为 5~7 X 1 0 g , S T S r / a 6 S r 同位素比值用8 6 S r / 黯 S r 0 . 1 1 9 4进行标 准化 。 卵R b S r的分析 误 差 为 l %, 1 . 4 2 1 0 I 1 a _ 。 。等时线年龄用 I S o 哪 V e r s i 0 n 2 . 9 o , 1 9 9 4 程序计算。 3 结果及讨论 两组样品的 R b 、 s r 同位素组成测定结果见 表 l , 得到的卵R b S 卜 卵 S S r 图均 表现出很好 的线性关系 图 2 。由于镜下鉴定黄铁矿、 闪锌 矿和方解石不存 在明显穿插关系, 1 / S r 与卵 S r s r 之 问也不 存 在 线 性 关 系 , 可 以认 为 图 2所 表 现 出 的 两 条 直 线 具 有 等 时 线 意 义 。 利 用 I s O 哪软件包计算 出样品 L . C . 5的等 时线 年 龄为 t 2 2 5 . 1 2 . 9 M a , 初始锶 同位素组成为 0 . 7 1 7 5 4 l , MS WD0 . 0 2 2 5 ; 样 品 L 广 C . 7的等 时 线 年 龄 为 t 2 2 5 . 9 3 . 1 Ma , I s r 0 . 7 1 6 4 4 3 , M S WD0 . 0 7 9 6 。两组年龄值在误差范 围内一致, 初始锶同位素组成与 Z h o u等 J 的研究 结果相近 。 笔者对云南会泽超大型铅锌矿床的成矿时代 早先也做过研究 , 测得 l 号矿体和 6号矿体方解 石 S m . N d等时线定年结果分别为 2 2 81 6 M a 和 2 2 5 9 . 9 M a , 闪锌矿 R b - S r 等时线年龄测定 结果 6号矿体为 2 2 3 . 5 3 . 9 M a和 l 0号矿体为 2 2 6 6 . 4 M a [ 2 1 ,2 3 】 , 与本文研究结果一致。 维普资讯 l l 4 矿物学报 2 0 0 4 往 表 l 会泽超大型铅锌矿床 同源矿物组合 R b S r 同位素组成 T a b l e 1 .R bS r i s o t o p i c a n a l y s e s f o r m i n e r a l s f r o m t h e Hu i z e g i a n t Z nP b o r d e p o s i t s 注 n d为未 检H 图 2 会泽超大型铅锌矿床同源矿物组合 R b - S r 等时线图解 F i g . 2 . R b - S r i s o c h r o nf o r t h e a L - C 一 5 b L - C 一 7 f r o m t h e H u i z e g i a n t P b - Z n d e p o s i t 我国许多学者试图根据地质和 区域铅锌矿 床 铅同位素模式年龄等间接方法确 定的川一 滇一 黔 铅锌成矿区各矿床的成矿时代也与本文研究结果 相近。张云湘 等L 2 4 J 根 据铅 同位 素模 式 年龄 的 分 组, 认为康滇地轴东缘的铅锌矿床为多期成矿产 物 , 主成矿期 为海西 晚期 和燕 山期 。杨 应选等 【 J 根据构造矿化及铅同位素模式年龄, 将这些铅锌 矿床的成矿时代划分为海西成 矿期和 印支燕 山成 矿期 。柳贺 昌等_ 3 j 也认为康滇地轴东缘铅 锌矿床 的成矿时代为海西 成矿 期和印 支 一燕 L U 成 矿期 。 张立 生L 2 6 j 根据 构 造 、 矿 石 、 围岩 之 间 的关 系等 地 质资料 推断 , 整个 川滇 经 向构 造带东 侧 的铅锌 矿 床成矿作用发生于晚二叠纪峨眉山玄武岩喷发时 期。管士平等【 2 7 j 在对本区 l 5 个矿床铅同位素资 料总结 的基础上 , 利 用铅 同位素组 成计算 出该 区 铅锌矿床成矿时代为 2 4 5 Ma 。韩润生 J 根据不 同时代岩 石的实测 古应 力值反 映 的构造期 次 , 推 测会泽超大型铅锌矿床的成矿时代与峨眉山玄武 岩岩浆喷发时代接近。 岩浆活动与成矿作用一 般存在 3 ~2 5 Ma以 上的时 差[ 凹~ , L e a c h等 [ 3 3 ] 对 北 美 6个 主要 的 M Ⅵ 铅锌矿 区的古 地磁定 年统计 结果也 显示 , 矿 化过程可 以持续 2 5 M a 。峨眉 山玄武岩 成岩时代 为2 5 0 M a 左右l 一 3 6 ] , 有多个火山喷发旋回, 显示 多期次 的喷 发活 动【 4 0 ] 。川一滇一黔 铅锌多 金 属成矿区中的绝大部分矿床 点 , 包括会泽超大 型铅锌矿田在内, 其外围均有大面积峨眉山玄武 岩分布 图 1 。因此 , 许多学者认为峨眉山玄武 岩在铅锌矿床成矿过程中可能起到提供部分成矿 物 质[ 1 , , , 引、成 矿 流 体[ 6 , 7 , 4 1 ]和 成 矿 热 动 力[ 7 , 2 4 , 28 ,4 2 ] 的作用, 但缺乏铅锌矿床的准确年代 学资料 。本文 的测定结 果无 疑 为“ 峨眉 山玄武岩 浆活动与铅锌成矿存在成因联系” 提供 了重要的 证据。 本次研究 的两组 样品的初始锶 同位 素组成分 别为 0 . 7 1 7 5 4 1 和 0 . 7 1 6 4 4 3 , 还 有此前计 算 的 1 号 矿体方解石 £ N d 一1 0 . 6 , 6号矿体方解石 £ N d 一 1 0 . 8 , 以及 6号矿体闪锌矿 , s r0 . 7 1 7 0 1 7 , 1 0 号矿体闪锌矿 , s r0 . 7 1 6 7 2 9 , 它们与本 区峨眉 山 玄武岩 、 矿 区各时代地层 以及基底都有较大差别 , 其原因尚待进一步研究。 致谢 在野外工 作期 间得 到会泽铅锌矿地质科和资源 接替指挥部的大力支持, 同位素分析测试 由南 京大学现 代分析中心同位素分析室王银喜工程师完成 , 在此一并 致以诚挚的谢意。 维普资讯 第 2 期 李文博等 会泽超大型铅锌矿床成矿时代研究 l l 5 参考文献 [ 1 ] 陈进.麒麟厂铅锌硫化物矿床成因及成矿模式探讨[ J ] .有色金属矿床与勘查。1 9 9 3 , Z Z g 5 ~ 8 9 . 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D u b l i n I I i s h A s s o c i a li o n o f E e o n O lT li C c e 0 l 0 g i s t s , 1 9 8 6 . 6 2 5 ~ 6 3 3 . 【 1 6 ] L e a c h D L, S a n g s t e r D F . /V l i s s i s i p p i V a l l e y t y p e l e a d z i n c d e t i t s [ J ] . C . e o / A s s o c C a n P a p ,1 9 9 3 . 4 0 2 8 9 ~ 3 1 4 . [ 1 7 ] N a k a i S , H a l l i d a y A N, K e r S E , J o n e s H D. R b - S r o f 即l1 a l t e 8 f r o m T e n e s a n d t h e g n e s i 8 0 f 盹a 日 i V a l l e y - T y p e mr r 堪 e a e v o 6 i t s [ J ] . N a t u r e , 1 9 9 0 , 3 4 6 3 5 4 ~ 3 5 7 . [ 1 8 ] N a k a i S , H a ll i d a y A N ,K e l , S E ,J o n e H D ,K y l e J R ,L a n e T E .R b - S r d a ti n g 0 f 即 l 1 a l t e 8 fr o m M 堪 e, t e t s [ j ] . D d 矗 Cb 口 n o dl t 口Aaa , 1 9 9 3。5 7 41 7~42 7. [ 1 9 ] s 丑 n 时 D F . b t i s i s s i p p i V a l l e y - t y p e l e a d - z i n c [ J ] . &n C a n a d a , 1 9 9 6 。 8 2 5 3 ~2 6 1 . 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[ 3 4 ] B o v e n A, P a s t e e l s P ,P u / l tn L E 。d a / . 4 0 A t / 3 9 A r g e o c h r o n o l o g i c a l c o n s tr a i n t s o n t h e a g e a n d e v o l u l i o n o f t h e P e mo - T fi a i c E cI l e i s l l a I I V o l c a n i c P r o v i n c e , S o u t h w e s t a l i n [ J J .J o u /ofA s / a n E a r t h 5 d l o , 2 O O 2 ,2 0 1 5 7 ~1 7 5 . 【 3 5 J I _ o C H。 C h u n g S L , L e e T Y, W u G Y. o f t h e E m e i s h n n fl o o ds n l a n d r e l a ti o m t o P e r m i a n T r i a s s i c b o u r K l , y e v , t s [ J ] .E a r t h P / a n s d ,2 O O 2 ,1 9 8 3 - 4 4 4 9~4 5 8. 1 3 6 ] Z h o u/V l F , M a l p a s J , S o n g X Y , R o b i m P T , S u n/ V l ,K e n n e d y A K ,I e l “ A/ V l ,K e a y s R R . A t e m p 0 l i n k b e t w e e t a t h e F a l l e / s l u m l 矗 学 维普资讯 l l 6 矿物学报 2 O O 4 正 i g n e o u s p r o v in c e s w C h i n a a n d t h e e n d . Ql a d a l a n n ∞ %曲 0 f I [ J ] .E a r t h a n d 哪 , 2 0 O 2 , 1 9 6 1 1 3 _l [ 3 7 ] C h u n g S L , J o h n B M. P h 】 r r l i d 1 0 s p h e r e i n t e r a c t i o n i n g e n e r a ti o n 0 f t h e E m e i s t u m fl o o d b a s tt l t s a t t h e P e r m i an- T r i a s o i e b 0 I |玎 也Ir y [ J 】 C o t o S r , 1 9 9 5, 2 3 8 8 98 9 2. [ 3 8 ] 王登红.地幔柱与热点的成矿作用[ J ] . 地球学报 , 1 9 9 8 , 1 7 4 3 9 3 4 0 0 . [ 3 9 ] S o n s X Y, Z h on M F , H on Z Q ,d . G e o c h e m i c a l c o tn t s 0 f I t h e m a n t l e s 0 I l r c e 0 f th e U p p e r P e r m i a n E m e i s h a n c n t i n t a t a l fl o o d b a s a l t s , S o u th w e s t e rn C h i . a [ J ] . 西 t 1 G e o l R e v , 2 0 0 1 , 4 3 2 1 3 2 2 5 . [ 4 0 ] x u Y G , C h u n g S L , J o h n B M ,d . P e t r o l o g i c a n d g e o c h e m i c a l c o n s t r a i n t s O n th e p e t r o g e t m s i s o f P e r m i an- T r i a s s i c E m e i s h a n fl o o d |a l t 8 in s onth w e s t e m C h i m[ J ] . / i th o s , 2 0 0 1 , 5 8 1 4 5 1 6 8 . [ 4 1 ] H u a n g Z L ,L i W B , C h e n J ,H a r t R S ,e t 0 f . C a r b o n a n d o x y g e n i s o t o p e e o n s t / a i n t s o l l m a n t l e fl u i d i n v o l v e m e n t in th e m i n e r a l i z a t i o n 0 f th e H u i z e s u p e r - l a r g P b - Z n d e p o s i t s , Y u n n a n P r o v i n c e , C h i n a [ J ] J a t r n d o f , 2 0 0 3 , 7 8 7 9 6 3 7 6 4 2 . [ 4 2 ] 胡耀国 . 贵州银厂坡银多金属矿床银的赋存状态、 成矿物质来源与成矿机制[ D ] . 贵阳 中国科学院地球化学研究所 博士学位论 文 , 2 O O O . Rb - S r DA G oF A s s 姗I A GE F ROM T眦l I I J I z E G j r I ’ Z n - P b E l , s n ’ ,YUNNAN P ROVI NE L I We n b o . 一 , HUANG Z h i 1 o n g , C H E N J i n 3 ,H A N R u n s } l e , Z HANG Z h e n - l i a n g j 一,XU C h e n g 1 . 肺础她 ∞ 嘶,a 嘶 S c k - v s , 5 5 0 0 0 2 , ; 2 .C .,rr M u a t e h o d,a 咖 ofS c /t n c e s , 1 0 0 0 3 9 , O i / n a ; 3 . H u / z e Z / n c - L e a d M / h e o fY u n a t m P r t l / t , H u k e 6 5 4 2 1 1 , 妇 ; 4 . 函 & , 嘶 面嘶 切口 a n d 由蝴, ‘ , |, r 嘲 6 5 0 O 9 3 , ‰ A b s t r a c t T h e H u i z e g i a n t z i n c l e a d o r e d e p o s i t c o m p r i s e s t h e K u a n g s h a n c h a n g d e p o s i t a n d t h e Q i l i n c h d e p o s i t .T h e a g e o f t h e N o . 6 o r e b o d y o f t h e Q i l i n c h g d e p o s i t h a s b e e n d e t e m a i n e d b y t h e R b - S r i s o c h r o n m e t h o d f o r t w o g r o u p s o f m i n e r a l a s s e m b l a g e s a mp l e s .T h e a g e s a r e 2 2 5. 1 2 . 9 Ma a n d 2 2 5 . 9 3. 1 Ma f o r t h e t w o g r o u p s o f mi n e r a l a s s e mb l a g e s a m p l e s ,r e s p e c t i v e l y .T h e s e t w o a g e s a r e c l o s e t o t h e age o fthe E m e i s h a n b a s a l t i n t h i s唧,w h i c h i s a b o u t 2 5 0 Ma .Ma n y r e s e a r c h r e s u l t s h a v e s h o w n tha t the E me i s h a n b a s a l t h a s m a n y c y c l o t