会泽型铅锌矿床铅锌共生分异的氧硫逸度制约.pdf

收稿日期 2013-05-08; 改回日期 2014-05-25 项目资助 国家自然科学基金项目批准号 Ｕ1133602, 40863002, 41103026、云南省自然科学基金重点项目编号 2010CC005、国家危机矿 山矿床成矿规律研究专项编号 20089943、云南省矿产资源预测与评价重点工程实验室2012和云南省昆明理工大学创新团队项 目资助。 第一作者简介 张艳1981–, 女, 博士研究生。矿产普查与勘探专业。Email 78598874 通信作者 韩润生1964–, 男, 研究员, 博士生导师, 主要从事矿床学及隐伏矿预测研究。Email 554670042 卷Volume38, 期Number4, 总SUM143 页Pages898907, 2014, 11November, 2014 大 地 构 造 与 成 矿 学 Geotectonica et Metallogenia 会泽型铅锌矿床铅锌共生分异的氧硫逸度制约 以滇东北昭通铅锌矿床为例 张 艳 1, 韩润生1, 吴 鹏1, 周高明2, 魏平堂3, 邱文龙1 1.昆明理工大学 国土资源工程学院, 有色金属矿产地质调查中心 西南地质调查所, 云南 昆明 650093; 2. 云南省昭通市铅锌矿, 云南 彝良 657602; 3.中国冶金地质总局 昆明地质勘查院, 云南 昆明 650024 摘 要 会泽型铅锌矿床是川-滇-黔接壤区广泛分布的直接受冲断褶皱构造控制的铅锌矿床, 其突出特点之一是矿体中 矿物组合具有明显的分带性, 其形成机理研究是探究构造驱动成矿流体演化过程的关键科学问题之一。本文通过精细解 剖典型的云南昭通铅锌矿床, 以岩矿鉴定和矿物流体包裹体研究为基础, 建立了相关热液体系中多组分平衡关系, 构建 了铅、锌、铁及其氧化物和硫化物的 logfo2-logfs2相图。根据计算结果和相图讨论了形成不同矿物及其组合的流体迁移、 沉淀的氧硫逸度条件和金属矿物分带机理。以 473 K 相图为例, 解析了 16 种矿物及其组合稳定存在的 logfo2、logfs2范围 及特征, 揭示了氧-硫逸度是铅锌元素共生分异的主要原因, 并直接控制了矿物组合分带。研究表明, 随着成矿流体的演 化, 温度下降, 矿物沉淀所需的 fo2、fs2随之减小, 氧化还原作用趋弱。理论计算和相图与宏观、微观地质事实相符。 关键词 矿物 logfo2-logfs2相图; 矿物组合分带; fo2和 fs2; 滇东北昭通铅锌矿床 中图分类号 P57 文献标志码 A 文章编号 1001-1552201404-0898-010 会泽型铅锌矿床是川-滇-黔接壤区广泛分布 的直接受冲断褶皱构造控制的铅锌矿床, 突出特 点之一是矿体中矿物组合具有明显分带性。 云南昭 通铅锌矿床是其典型代表, 它位于扬子地块西南 缘、滇东北富锗铅锌矿集区中北部, 处于会泽-牛 街断裂、 昭通-曲靖隐伏断裂及垭都-紫云断裂的复 合部位。 国内外地学工作者对世界各地的各类铅锌矿床 做了大量研究工作Bethke, 1986; Sverjensky, 1986; Parry, 1998; Leach et al., 1993, 2010, 积累了丰富的 成果, 滇东北矿集区铅锌矿床具有品位高、规模大、 伴生组分多、矿物分带清晰、经济价值高的特征。 前人在滇东北矿集区区域地质背景、 矿床地球化学、 矿田构造等方面取得了一系列重要成果涂光炽等, 1984; 柳贺昌和林文达, 1999; 黄智龙等, 2004; 李 文博等, 2004, 2006; 张志斌等, 2006; 韩润生等, 2001, 2007, 2012; Han et al., 2004, 2007, 2012; 张长 青, 2005, 2008。 韩润生等2010, 2012通过对该类矿 床的精细研究, 提出了会泽型铅锌矿床“构造-流体 ‘贯入’成矿”模型, 认为成矿流体主要为来自富含矿 质基底的循环水和深部热流体Han et al., 2007, 进 一步论证了川-滇-黔地区接壤区会泽型铅锌矿床的 成矿构造动力学背景和成矿时代韩润生等, 2014, 并应用构造地球化学精细勘查技术开展了矿区深部 第 4 期 张 艳等 会泽型铅锌矿床铅锌共生分异的氧硫逸度制约 899 及外围找矿预测, 在会泽铅锌矿、昭通铅锌矿等矿 山取得重大找矿突破, 而且预测铅锌多金属潜在资 源量巨大韩润生等, 2010。截至目前, 对于区内铅 锌矿床产出构造背景、分布特征、赋矿围岩、成矿 作用与大规模流体运移等问题已基本达成共识, 但 对于该类矿床在构造驱动流体运移机制、硫化物沉 淀机理方面却鲜有涉及, 从而制约着矿床成矿机理 的深入研究。本文从构造驱动下成矿流体运移、沉 淀过程出发, 从不同温度下成矿流体的氧硫逸度对 矿物沉淀制约的侧面, 研究影响矿物组合明显分带 的 T、P、pH、logfO2、logfS2等因素, 揭示该类矿床 铅锌共生分异的形成机理。 1 矿床地质概况 矿区主要出露有中、上泥盆统、石炭系、二叠 系, 缺失奥陶系、志留系, 地层多以假整合接触。矿 区构造按走向主要可分为1NE 向构造 以猫猫山 倒转背斜、毛坪断裂、放马坝断裂、洛泽河断裂为 主; 2NW 向断裂 以龙街断裂为代表。毛坪断裂、 放马坝断裂、洛泽河三条断裂在剖面上呈叠瓦状展 布, 为典型的冲断褶皱构造, 控制了昭通铅锌矿田 的形成韩润生等, 2012, 其中 NE 向的毛坪压扭性 断裂和猫猫山倒转背斜共同控制了昭通大型铅锌矿 床的产出图 1。 1. 下三叠统紫色长石石英砂岩、粉砂岩夹泥岩、泥灰岩、白云岩; 2. 上二叠统峨眉山玄武岩; 3. 下二叠统碳酸盐岩; 4. 中石炭统白云岩、灰 岩及生物碎屑灰岩; 5. 下石炭统白云岩、燧石条带灰岩; 6. 上泥盆统粗晶白云岩夹薄层页岩; 7. 中泥盆统砂岩、页岩、泥灰岩; 8. 石炭系 碳酸盐; 9. 上泥盆统曲靖组砂岩、页岩、灰岩; 10. 下志留统菜地湾组的紫色页岩、粉砂岩; 11. 中奥陶统灰-深灰色厚层块状白云岩; 12. 铅锌 矿床点; 13. 逆断层; 14. 倾没背斜; 15. 河流; 16. 剖面线及编号; 17. 黄铁矿床; 18. 铜矿点; 19. 铁矿点。 图 1 昭通铅锌矿床地质简图据柳贺昌和林文达, 1999; 韩润生等, 2007 修改 Fig.1 Simplified geological map of the Zhaotong lead-zinc ore deposit 900 第 38 卷 昭通铅锌矿床主要由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体群组 成表 1, 矿体走向 NE-SW, 倾向 SE 或 NW, 倾角 6090。 矿体集中分布于猫猫山倒转背斜倾伏端、 NW 倒转翼的陡倾斜 NE 向层间断裂带中, 呈脉 状、透镜状、网脉状、“似层状”, 其延深大于走向 延长。近年来, 在 D3zg2中连续发现了Ⅰ-6、Ⅰ-8、 Ⅰ-10 号矿体。在平面和剖面上, 矿体具明显的尖 灭再现、膨大缩小现象, 矿体与围岩的界线明显。 自浅部至深部, 矿石呈现氧化矿→混合矿→硫化 矿的变化规律。 2 矿石组构特征 昭通铅锌矿床主要矿石矿物为闪锌矿、 方铅矿、 黄铁矿, 脉石矿物主要为方解石、白云石及石英。 矿石呈块状、浸染状构造, 具自形-半自形、粒状、 交代、镶嵌、共边、填隙、包含、内部解理、揉皱 及碎裂结构等。 据邹海俊等2004、 Han et al. 2007及本次岩矿 鉴定表 2, 图 2, 昭通铅锌矿床的主要矿石矿物闪 锌矿、方铅矿和黄铁矿分别可分为三个世代、两个 世代和三个世代。其中, 早世代深色闪锌矿一般呈 粗晶, 与粗晶黄铁矿共生, 有时交代较早形成或沉 积成岩期形成的黄铁矿, 且镶嵌有半自形黄铁矿集 合体; 二世代棕色闪锌矿一般呈粗晶-中晶, 多以闪 锌矿-方铅矿共生组合沿裂隙充填交代早世代闪锌 矿, 并叠加在黄铁矿-闪锌矿共生组合之上; 三世代 表 1 昭通铅锌矿床矿体特征 Table 1 The characteristics of the major orebodies in the Zhaotong lead-zinc ore deposit 矿体产状 矿石品位 矿体规模 矿体 编号 走向 倾向倾角 产出 地层 Pb10–2 Zn10–2 长度m 厚度m 延深m Ⅰ NE3060 SE 6080 D3zg2 2.294.56 7.7221.53 35144 0.916 ＞300 Ⅱ NE6575 SE 6080 C1b2-2 1.2030.03 0.9132.78 5.5182 0.510.76 ＞540 Ⅲ NE5060 SE 6080 C2w 0.212.7 0.213.89 12202.5 0.372.76 ＞600 Ⅰ-6 NE5060 SE 7585 D3zg2 7.72 17.71 80180 20.50 410 Ⅰ-8 NE5060 SE 7585 D3zg2 8.56 20.35 166 20.10 ＞700 Ⅰ-10 NE5060 SE 7585 D3zg2 ＞700 据柳贺昌和林文达1999及矿山资料综合整理修改。 表 2 昭通铅锌矿床成矿阶段的划分及矿物生成顺序表 Table 2 Metallogenic periods and stages and mineral-ing sequence of the Zhaotong lead-zinc deposit 热 液 成 矿 期 成矿期次 主要矿物 粗晶黄铁矿少量深褐 色粗晶闪锌矿阶段 棕色中粗晶闪锌矿-方铅 矿-铁白云石阶段 方铅矿-褐色、淡黄色中细晶 闪锌矿-石英-方解石阶段 细晶黄铁矿-白云石-方 解石阶段 表生氧化期 黄铁矿 闪锌矿 方铅矿 白云石 方解石 铁白云石 石英 异极矿 白铅矿 褐铁矿 矿石构造 块状、浸染状 致密块状 致密块状 致密块状、脉状 土状、蜂窝状 矿石结构 粗晶、交代、镶嵌、 压碎 粗-中晶、交代、填隙、 共边、包含 中-细晶、交代、填隙、 共边、揉皱 细晶自形 胶状 矿石类型 黄铁矿-闪锌矿矿石 黄铁矿-闪锌矿- 方铅矿矿石 方铅矿-闪锌矿矿石 黄铁矿矿石 铅锌氧化矿石 据 Han et al. 2007修改。线条粗细表示矿物含量的多寡。 第 4 期 张 艳等 会泽型铅锌矿床铅锌共生分异的氧硫逸度制约 901 a 压碎结构 Py 表面发育碎裂纹, 为Ⅰ阶段 Py, 局部被 Sp 或 Ga 交代呈港湾或交代结构, Ga 与 Sp 接触界线较光滑, 具共边结构, 矿物生成 顺序 PyⅠ→SpⅡGa Ⅱ; b 包含结构 Py 被包含于 Qtz 和 Sp 中, 指示 Py 形成早于 Qtz, Ga 交代 Sp 呈港湾结构, 矿物生成顺序 PyⅠ QtzⅠ→SpⅡQtzⅡ→GaⅡ; c 共边结构 Py粒径较粗, 表面光滑, 为中阶段产物, Ga、 Py为同阶段的产物, 交代结构 Sp被 Ga交代, 矿 物生成顺序 SpⅠ→PyⅡGaⅠ; d 共边结构 Qtz、Ga 二者为同阶段产物, 包含结构 Py 被包含于 Ga 中; 半自形-自形粒状结构 Py 呈 中-粗晶, 表面光滑, 为中阶段产物; 交代结构 Sp 被 Ga 轻微交代; 矿物生成顺序 PyⅡSpⅡ→GaⅡQtz; e 共边结构 Cc、Sp 二者为 晚阶段产物, 填隙结构, Ga 充填于 Sp 晶粒间隙中, 矿物生成顺序 SpⅢCc →Ga Ⅱ; f 共边结构 Ga、Qtz 二者为同阶段产物, 交代结构 Sp 被 Ga 交代, 矿物生成顺序 Sp →GaQtz。Py. 黄铁矿; Sp. 闪锌矿; Ga. 方铅矿; Qtz. 石英; Cc. 方解石。 图 2 昭通铅锌矿床典型的矿石结构 Fig.2 Photomicrographs of the typical textures of the ores in the Zhaotong lead and zinc deposit 浅褐色、淡黄色闪锌矿一般呈中晶-细晶, 以共生碳 酸盐为特点, 主要呈脉状、网脉状穿插和交代二世 代闪锌矿-方铅矿共生组合。 早世代方铅矿多与二世 代闪锌矿呈共边结构, 局部可见后期应力作用形成 的揉皱结构; 晚世代方铅矿多呈不规则细脉状、网 脉状充填于闪锌矿或黄铁矿的裂隙内, 局部见方铅 矿轻微交代闪锌矿。 早世代黄铁矿呈自形-半自形粗 粒状, 浅铜黄色, 由于受后期应力作用, 表面明显 发育碎裂纹, 具压碎结构, 沿微细裂纹或黄铁矿晶 粒间的裂隙常充填方解石、方铅矿或闪锌矿。中世 代黄铁矿呈自形-半自形粗粒-中粒状, 常与闪锌矿 呈共边结构, 或呈自形晶粒状包含于方铅矿或闪锌 矿内; 由于该阶段为铅锌主成矿阶段, 其主要特征 是矿物表面光滑, 未见碎裂纹, 反映其并未受到应 力的作用。晚世代黄铁矿粒径细小, 自形程度较高, 主要产出于构造裂隙内或细小溶洞内, 反映其形成 晚于主成矿阶段。昭通铅锌矿床具有明显的矿物组 合分带现象, 即矿体从底部到顶部, 大致为粗晶黄 铁矿少量深褐色闪锌矿→棕色闪锌矿方铅矿铁 白云石→方铅矿浅褐色-淡黄色闪锌矿石英方 解石→细晶黄铁矿方解石白云石图 3。 这种矿物 组合分带现象, 其本质为铅、锌等元素的共生分异。 3 热力学相图与应用 目前, 利用热力学软件对地质学相图的研究主 要局限于氧化物, 如 THERMOCALC 软件Powell and Holland, 1988和 PELE 软件Boudreau, 1999, 而对于中低温-低压硫化物体系, 尚无相应的热力 学软件涉及。本文在对昭通铅锌矿床精细解剖的基 础上, 通过矿物共生组合建立化学反应方程式表 3, 利用林传仙等1985手册中的热力学数据, 用 Excel 表格编写计算公式的方法计算并绘制了铅、锌、铁、 闪锌矿、方铅矿、黄铁矿等共 16 种矿物及其矿物组 合的 logfo2-logfs2相图。 据韩润生等2007对昭通铅锌矿床流体包裹体 的测温结果 热液成矿期温度主要集中在 100250 ℃, 以 20020 ℃为主。故本文选取 T523 K、473 K、 423 K、373 K 四个温度截面进行计算。 902 第 38 卷 图 3 昭通铅锌矿床 98勘探线 760670 中段矿物组合分带图 Fig.3 Zonation of the mineral assemblages along the 98 exploration line at 760670 level in the Zhaotong lead and zinc deposit 由于林氏热力学数据手册中热力学数据以100 K 为间隔, 只能查到 T298.15 K、T400 K、T500 K 和 T600 K 的相关数据, 用拉格朗日插值法计算所 选取温度下化合物的生成吉布斯自由能ΔG。 然后计 算表 3 中各反应的反应吉布斯自由能ΔG。 据林氏手 册中“研究矿物平衡的热力学方法”可计算反应的反 应自由能ΔG 0 , , ln R T PR T GGRTK 不考虑压力对平衡的影响0 反应达到平衡时 于是有 0 , ln R T GRTK  1 其中, 1 m c i i Ka   2 表 3 中所建立的化学反应方程式是固相与气相 参与的反应, 溶液相的作用可忽略。 假定固相是纯的固相, 将2带入1并将自然对 数换为常用对数后得 0 , 1 2.303log i m c i R Ti RfGT     3 式中, fi是第i种气体的逸度, ci是第i种气体的反应 计量系数, 共有m种气体, T为绝对温度, 0 ℃ 273.15 K。当只有一种气体时代入气体常数R 8.315 J/mol后得到 0 , 19.1494 log i c R Ti TGf 4 利用公式4, 代入温度和计算得到的反应吉布 斯自由能即可计算出相应化学反应方程式反应达平 衡时的氧或硫的逸度。计算结果见表3。 对有氧和硫同时参与的反应, 其平衡线必然会 通过另两条平衡线的交点, 可由吉布斯-杜哈姆方 程得到直线的斜率即氧的计量系数比硫的计量系 数, 例如5线必然会通过1和3两条平衡线的交 点, 以该交点为起点按5的斜率画直线就可得到5 反应的平衡线。 C1dlnf1 C2dlnf20 5 12 21 dln dln fC fC   6 氧的计量系数 由此得出斜率 - 硫的计量系数 7 最终以logfo2-logfs2和373 K、423 K、473 K、 523 K为约束条件绘制矿物及矿物组合的系统平衡 相图图4。 第 4 期 张 艳等 会泽型铅锌矿床铅锌共生分异的氧硫逸度制约 903 表 3 金属矿物相关的化学反应方程式和计算结果 Table 3 Chemical reactions and calculation results for major metal minerals T373 K T423 K T473 K T523 K 化学反应方程式 logfo2 logfs2 logfo2 logfs2 logfo2 logfs2 logfo2 logfs2 1 3Fe 2O2 Fe3O4 69.1 59.9 52.7 46.8 2 2Fe3O4 1/2O2 3Fe2O3 53.7 45.7 39.3 34.2 3 Fe 1/2S2 FeS 37.9 32.5 28.3 24.9 4 FeS 1/2S2 FeS2 25.0 20.5 16.9 14.0 5 3FeS 2O2 Fe3O4 3/2S2 tanα4/3, α53.1 6 3FeS2 2O2 Fe3O4 3S2 tanα2/3, α33.7 7 2FeS2 3/2O2 Fe2O3 2S2 tanα3/4, α36.9 8 Zn 1/2O2 ZnO 90.6 79.1 69.9 62.3 9 Zn 1/2S2 ZnS 65.8 56.9 49.8 44.1 10 ZnS 1/2O2 ZnO 1/2S2 tanα1, α45 11 Pb 1/2O2 PbO 60.3 51.0 43.8 37.9 12 3Pb 2O2 Pb3O4 43.1 37.1 32.3 28.4 13 Pb O2 PbO2 30.1 26.6 22.9 19.9 14 Pb 1/2S2 PbS 36.2 30.9 26.9 23.3 15 PbS 1/2O2 PbO 1/2S2 tanα1, α45 16 3PbS 2O2 Pb 3O4 3/2S2 tanα3/4, α36.9 17 PbS O2 PbO2 1/2S2 tanα2, α63.4 18 4S2 S8 8.1 6.2 5.1 4.1 4 结果与讨论 由图4, 在一定温度下各种矿物及其矿物组合 均有各自稳定存在的logfo2和logfs2值范围表3。 通过473 K的相图解析, 可得到16种矿物及其 组合稳定存在的logfo2、logfs2范围和氧化还原区块 分布趋势表4, 其氧化还原态势是随着logfo2和 logfs2的增高, 氧化还原作用增强, 但logfs2一侧的 氧化还原程度低于logfo2方向, 且每一区块都有其 控制的主要因素和特征。 1 闪锌矿形成所需的logfs2最低, 其次是方铅 矿, 最后是黄铁矿, 相图中三者所占区块存在包含 关系, 即黄铁矿∈方铅矿∈闪锌矿, 因此造成了铅 锌的共生分异, 形成了从矿体底部到顶部的矿物组 合分带。 2 同一温度下, 各种矿物及其矿物组合均有 各自稳定存在的logfo2和logfs2值范围, 即不同条件 的logfo2和logfs2限定了不同矿物组合的沉淀区间。 3 对比图4中四幅相图 温度下降, 矿物沉淀 所需的logfo2、logfs2值随之减小, 氧化还原作用趋 弱, 矿物稳定范围相图中占据的区块向硫化物和 氧化物方向移动, 即相同氧硫逸度条件下降温有利 于金属硫化物的沉淀。以黄铁矿为例, 不同温度下 其形成的氧硫逸度如表5所示, 温度降低, 形成黄 铁矿所需的氧硫逸度降低。 上述分析表明 矿物氧-硫逸度相图中矿物的 排列组合和矿物组合本身反映的氧化还原态势一致, 而且也和昭通铅锌矿床的矿物共生组合及矿物分带 相符合。 据此判定氧-硫逸度对该矿床形成的氧化还 原态势、主要金属矿物组合沉淀、铅锌的共生分异 及矿物组合分带起控制作用。因此, 矿床元素沉淀 富集和矿物组合状态为 当含矿热液在构造驱动下运移至容矿构造层 间破碎带时, 由于物理化学条件改变, 铅锌络合物 的溶解度降低, 导致络合物分解, 铅锌沉淀成矿。 因 此, 在热液运移过程中, 温度不断下降, 形成相同 矿物组合所需的logfs2不断减小, 有利于铅锌沉淀 成矿。在热液成矿过程中, 常见闪锌矿、方铅矿中 包裹微小的黄铁矿, 这是闪锌矿、方铅矿交代早期 黄铁矿形成的现象, 化学反应可以表达为 2PbClnn2 2FeS2 2H2O PbS 2n–1Cl1/n–1 2FeCl 2H2S O2 2ZnCl nn2 2FeS2 2H2O ZnS 2n–1Cl1/n–1 2FeCl 2H2S O2 结合logfo2-logfs2相图图4可知, 闪锌矿形成 所需的logfs2最低logfs2–52.7 , 因而在成矿期最 904 第 38 卷 第 4 期 张 艳等 会泽型铅锌矿床铅锌共生分异的氧硫逸度制约 905 图中字母代表 Py. 黄铁矿; Sp. 闪锌矿; Po. 磁黄铁矿; Mt. 磁铁矿; Hm. 赤铁矿; Ga. 方铅矿; Spa. 红锌矿; Li. 铅黄; Pl. 铅丹; Mi. 块黑铅 矿。带括号的数字编号为相应反应的平衡线, 黑色细实线为铁的平衡线, 红色点化线为锌的平衡线, 蓝色虚线为铅的平衡线, 黑色虚线为硫的 凝固线。 图 4 不同温度下的 logfo2-logfs2相图 Fig.4 The logfo2-logfs2 phase diagrams at different temperatures 表 5 黄铁矿形成于不同温度时所需的氧、硫逸度 Table 5 The logfo2-logfs2 of pyrite stable area at different temperatures 温度 523 K 473 K 423 K 373 K logfO2 logfO2≤–25 logfO2≤–27.8 logfO2≤–31.5 logfO2≤–36.7 logfs2 –13.9 ≤logfs2≤4.1 –16.9≤ logfs2≤–5.1 –20.5≤ logfs2≤–6.5 –25.0≤ logfs2≤–5.1 先沉淀出含铁较高的深褐色闪锌矿, 然后沉淀出方 铅矿-棕色闪锌矿组合, 其次是浅黄色-玫瑰色闪锌 矿-方铅矿-黄铁矿的组合, 这与镜下鉴定和成矿期 次划分的矿物组合一致。 据此可以推断 当成矿流体在构造驱动下从深 部向上运移过程中, 初始时热液温度相对较高, 成 岩期形成的黄铁矿发生重结晶作用, 形成粗晶黄铁 矿; 当流体运移至成矿构造中, 随着温度降低, 首 先达到闪锌矿沉淀所需的logfs2, 闪锌矿沉淀成矿, 同时交代黄铁矿, 形成闪锌矿晶体中包裹黄铁矿的 包含结构, 释放出的H2S为硫化物沉淀提供部分S 源。 由于未达到黄铁矿沉淀所需的logfs2, Fe2与Zn2 半径很接近, 可发生类质同象置换, 流体中的大量 Fe2较易进入闪锌矿晶格, 形成深色含铁闪锌矿, 此为一生酸过程 ZnCl nn–2 H2S ZnS nCln2 2H 围岩中的白云岩发生溶解反应 CaMgCO32 H Ca2 Mg2 CO2 H2O 流体的PCO2增大并含大量Fe2、Mg2使围岩中 的白云石交代形成铁白云石, 发生反应 906 第 38 卷 2Ca2 Mg2 Fe2 4 2 3 CO  CaMgCO32 – CaFeCO32 铁白云石 所以, 矿区近矿围岩发育强烈的铁白云石化。 之后随着热液中Fe2浓度降低, 进入闪锌矿晶格将 变得越来越难, 形成的闪锌矿颜色也会逐渐变浅; 温度进一步降低, logfo2逐渐升高, 尽管logfs2有所 降低, 但温度下降使矿物沉淀所需达到的logfs2降 低幅度更大如T473 K时闪锌矿形成的条件为 logfo2≥–69.9, logfs2≥–49.8, T423 K时闪锌矿形成 的条件为logfo2≥–79.1, logfs2≥–54.8, 达到了方铅 矿沉淀所需的氧硫逸度条件, 方铅矿随之沉淀; 当 最终达到黄铁矿沉淀的logfs2时, 大量黄铁矿从热 液中析出, 形成的黄铁矿颗粒较细。从而形成了矿 体从底部到顶部矿物组合的分异规律 粗晶黄铁矿 少量深褐色闪锌矿→棕色闪锌矿方铅矿铁白云石 →方铅矿浅褐色-淡黄色闪锌矿石英方解石→细 晶黄铁方解石白云石。 5 结 论 通过对主要温度下logfo2-logfs2的计算和相图 解析, 可以得出如下结论 1 以昭通铅锌矿床为例, 说明会泽型矿床的 矿物组合分带主要受fo2和fs2控制, 闪锌矿形成所 需的fs2最低, 其次是方铅矿、黄铁矿, 从而造成了 铅锌的共生分异现象, 较好地解释了该类矿床矿物 组合的分带规律。 2 温度变化对矿物沉淀的fo2和fs2影响明显。 当温度下降, 矿物沉淀所需的fo2、fs2值随之减小, 氧化还原作用趋弱。相同氧硫逸度条件下降温有利 于金属硫化物的沉淀。 致谢 在论文撰写和修改过程中, 得到桂林理工大 学钱建平教授、中南大学彭建堂教授、中国科学院 广州地球化学研究所白正华研究员和匿名审稿人的 悉心指导和帮助, 在此一并致谢 参考文献References 韩润生, 胡煜昭, 王学琨, Hou Baohong, 黄智龙, 陈进, 王峰, 吴鹏, 李波, 王洪江, 董英, 雷丽. 2012. 滇东 北富锗银铅锌多金属矿集区矿床模型. 地质学报, 862 280–294. 韩润生, 刘丛强, 黄智龙, 陈进, 马德云, 李元. 2001. 论云南 会泽富铅锌矿床成矿模式. 矿物学报, 214 674–680. 韩润生, 王峰, 胡煜昭, 焜王学, 任涛, 邱文龙, 钟康惠. 2014. 会泽型HZT富锗银铅锌矿床成矿构造动力学 研究及年代学约束. 大地构造与成矿学, 384 758–771. 韩润生, 王峰, 赵高山, 王进, 周高明, 焜王学. 2010. 滇 东北矿集区昭通毛坪铅锌矿床深部找矿新进展. 地 学前缘, 173 275. 韩润生, 邹海俊, 胡彬, 胡熠昭, 薛传东. 2007. 云南毛坪 铅锌银、锗矿床流体包裹体特征及成矿流体来源. 岩石学报, 239 2109–2118. 黄智龙, 陈进, 韩润生, 李文博, 刘丛强, 张振亮, 马德 云, 高德荣, 杨海林. 2004. 云南会泽超大型铅锌矿 床地球化学及成因 兼论峨眉山玄武岩与铅锌成矿 的关系. 北京 地质出版社 1–187． 李文博, 黄智龙, 王银喜. 2004. 会泽超大型铅锌矿田方 解石Sm-Nd等时线年龄及其地质意义. 地质论评, 502 189–195． 李文博, 黄智龙, 张冠. 2006. 云南会泽铅锌矿田成矿物 质来源 Pb、S、C、H、O、Sr同位素制约. 岩石学报, 2210 2567–2580． 林传仙, 白正华, 张哲儒. 1985. 矿物及有关化合物热力 学数据手册. 北京 科学出版社 50–148, 335–345. 柳贺昌, 林文达. 1999. 滇东北铅锌银矿床规律研究. 昆 明 云南大学出版社 1–419． 涂光炽等. 1984. 中国层控矿床地球化学, 第一卷. 北京 科学出版社 13–69． 张志斌, 李朝阳, 涂光炽, 夏斌, 韦振权. 2006. 川、滇、 黔接壤地区铅锌矿床产出的大地构造演化背景及成 矿作用. 大地构造与学, 303 343–354. 张长青, 毛景文, 吴锁平, 李厚民, 刘峰, 郭保健, 高德 荣. 2005. 川滇黔地区MVT铅锌矿床分布、特征及成 因. 矿床地质, 243 336–348. 张长青. 2008. 中国川滇黔交界地区密西西比型铅锌矿床成矿 模型. 北京 中国地质科学院矿产资源研究所 1–159． 邹海俊, 韩润生, 胡彬, 刘鸿. 2004. 云南昭通毛坪铅锌 矿床成矿物质来源的新证据NE向断裂构造岩微 量元素R型因子分析结果. 地质与勘探, 405 43–48. 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Faculty of Land Resources Engineering / Southwest of Geological Survey, Geological Survey Center for Non-ferrous Metals Resources, Kunming University of Sc