云南瀾滄大黑山鉛鋅礦床地質(zhì)與S、Pb同位素地球化學(xué)特征研究

張仲亞

摘要：大黑山鉛鋅礦床位于三江地槽褶皺系昌寧——孟連裂谷南部瀾滄裂谷中，構(gòu)造形態(tài)為挾持于黑河與瀾滄—孟連兩共軛斷裂間的南北向弧形斷褶帶，主構(gòu)造線總體呈近南北向，是多種地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境交替演變的地區(qū)，也是多種成礦有利構(gòu)造環(huán)境和多種重要成礦地質(zhì)作用“同位疊加”和耦合地區(qū)，具備典型的多成礦期、多成礦物質(zhì)來源、多礦床成因類型的成礦條件。但是該區(qū)域除老廠銀鉛鋅礦為超大型礦外，均沒有發(fā)現(xiàn)較大的礦床。在大黑山工作發(fā)現(xiàn)并圈出礦體2條，具備中到大型的資源量勘探潛力。因此，研究該礦床特征和S、Pb同位素分析成礦物質(zhì)來源，并與老廠礦床對(duì)比，研究成礦規(guī)律在該區(qū)域具有顯著的找礦意義。研究結(jié)果認(rèn)為大黑山鉛鋅礦具有巖漿熱液型礦床地質(zhì)特征，深部應(yīng)有斑巖的存在。

Abstract： Daheishan lead-zinc deposit is situated in Lancang rift valley， south of the three-river geosynclinal fold system Changning-Menglian rift valley. As far as structural features are concerned， it is a south-north arc fault fold belt lying between Heihe conjugated fracture and Lancang - Menglian conjugated fracture. On the whole， it features a south-north main tectonic line. Characterized by various geological structure environment， diversified favorable ore-forming tectonic environment and various important metallogenic geologic process， it is typical of multiple metallogenic periods， multiple ore-forming material sources and multiple genetic types of mineral deposit. Except the ultra-large silver-lead-zinc mine， Laochang deposit， however， no other large mineral deposit has been discovered here. During investigations in Daheishan， 2 ore bodies， with medium and large-scale resource exploitation potential， were discovered and marked. Hence， it is of great significance for mine exploration in this area to probe into characteristics of the ore deposit， make S and Pb-based isotope analysis of metallogenic material sources， compare it with the Laochang deposit， and study the ore-forming rules. The study found that Daheishan lead-zinc deposit is characterized by magmatic hydrothermal deposit and there should be porphyre hidden in the depth.

關(guān)鍵詞：瀾滄大黑山；三江成礦帶；礦床地質(zhì)特征；S、Pb同位素

Key words： Daheishan in Lancang；Three-river metallogenic belt；mineral deposite geological characteristics；S and Pb isotope

中圖分類號(hào)：P618.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）09-0156-04

0 引言

瀾滄大黑山鉛鋅礦礦區(qū)位于全球重要的三江特提斯成礦域，在區(qū)域上處于昌寧-孟連裂谷南段，多期構(gòu)造演化及巖漿活動(dòng)奠定優(yōu)越成礦背景，該成礦域分布大量規(guī)模不等的鉛鋅礦礦化點(diǎn)。老廠礦床是目前“三江”特提斯成礦帶南段瀾滄裂谷內(nèi)唯一的大型鉛鋅銀多金屬礦床，區(qū)內(nèi)還分布有哈卜馬、南本、考底、大黑山、阿卡白、南雅等銀、鉛鋅、銅、金礦點(diǎn)，它們與老廠礦床有相似的地質(zhì)、物探、化探、遙感特征。由云南錦業(yè)金屬礦業(yè)有限公司在大黑山礦區(qū)做到了詳查工作（筆者等人參與），從地表發(fā)現(xiàn)礦體到深部工程控制，找礦有較大的突破。筆者通過對(duì)對(duì)該礦床的地質(zhì)特征及S、Pb同位素分析進(jìn)行研究，以探討該礦床的成因。

1 地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

大黑山礦區(qū)位于印度與歐亞板塊接觸帶。三江褶皺系南部昌寧—孟連裂谷的次級(jí)構(gòu)造瀾滄斷陷盆地中，主構(gòu)造線總體呈南北向[2]。古特提斯洋自早石炭世開始打開，形成三個(gè)主支（修溝-瑪沁洋、金沙江-哀牢山洋、瀾滄江-昌寧孟連洋），至早二疊世擴(kuò)張到最大規(guī)模后開始俯沖消減，逐漸縮小，至晚三疊世末-早侏羅世初洋盆閉合，使岡瓦納古陸的前緣與勞亞古陸的前緣發(fā)生碰撞。大致在晚三疊世或更早，新特提斯洋兩支同時(shí)打開，并大致于早-中侏羅世之交擴(kuò)張到最大規(guī)模，然后開始削減、縮小。北支班公湖-怒江洋在早白堊世末到晚白堊世（即大致在100-80Ma）閉合，完成拉薩地塊與羌塘地塊的碰撞拼合過程。這樣導(dǎo)致晚古生代以來，大黑山礦區(qū)構(gòu)造環(huán)境歷經(jīng)三次重大的轉(zhuǎn)變與演化：大陸裂谷期（D-P）→區(qū)域斷塊隆升與斷陷期或滇西特提斯開啟與閉合期（T-K）→陸內(nèi)碰撞造山期（Kz）。大陸裂谷期大黑山與老廠礦區(qū)都屬于昌寧—孟連裂谷帶，該帶南北長(zhǎng)大于320km，寬約15-50km，北窄南寬。其基底為中-新元古代變質(zhì)巖系，主要巖性為絹云母石英片巖、綠泥石石英片巖、變基性-中基性火山巖及菱鐵礦層。裂谷自泥盆紀(jì)開始擴(kuò)張裂陷，連續(xù)沉積整套上古生界地層，總厚度大于15000m?；诪橹?新元古代變質(zhì)巖系（東部是瀾滄群，西部為西盟群），其主要巖性為絹云母石英片巖、變基性-中基性火山巖、綠泥石英片巖及菱鐵礦層，原巖為火山-沉積巖系，帶內(nèi)有泥盆系、石炭系、二疊系、第四系等地層出露（圖1）[3]。

1.2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)主要出露地層由老到新分別為下石炭統(tǒng)南段組中段碎屑巖、上石炭統(tǒng)上段—下二疊統(tǒng)回行組碳酸鹽巖局部夾碎屑巖，下二疊統(tǒng)拉巴組碎屑巖及下石炭統(tǒng)依柳組火山巖以及第四系殘積、沖積、河流堆積物。區(qū)內(nèi)褶皺不發(fā)育，僅發(fā)育SN、NE、NW和近EW向四組斷裂構(gòu)造，且以大黑山為中心，自東向西形成放射狀格局，SN向斷裂控制了大黑山鉛鋅礦的形成[4]。區(qū)內(nèi)地表巖漿巖不發(fā)育，至今尚未發(fā)現(xiàn)未穩(wěn)定的火成巖，在大黑山地區(qū)坑道工程中見到大量的富錳碳酸鹽巖，表明礦區(qū)深部可能存在提供成礦物質(zhì)的巖漿巖。

礦體主要賦存于近南北向的F2斷裂中，出露于碳酸鹽巖和砂板巖千枚巖接觸的斷裂接觸帶上盤碳酸鹽巖破碎帶及富錳碳酸鹽蝕變巖帶中，目前發(fā)現(xiàn)并圈出2條礦體K1、K2，均平行于F2排列，K1礦體賦存于斷裂角礫破碎帶內(nèi)，靠斷裂面一側(cè)的破碎帶中；K2礦體賦存于灰黑色、褐色富錳白云巖蝕變巖帶中。目前有TC1、TC2、BT1、PD1和PD2等多個(gè)工程揭露控制，礦體斜深控制200m，走向控制210m，平均厚度13.6m（圖2）。含金銀鉛鋅等有用，按照礦床勘察Ⅱ類型勘探間距100*100m方法，即：沿礦體走向100m，傾向100m。原則上單工程間距符合上述條件控制的塊段，資源儲(chǔ)量類型確定為（332）；大于上述基本工程間距控制的塊段和外推圈定塊段資源儲(chǔ)量類型確定為（333、334），可獲得K1、K2源總儲(chǔ)量Pb7.36萬噸、Zn5.87萬噸、Au6.63萬噸、Ag224.7萬噸，礦石量3197447噸。鉛鋅金屬礦物主要有：氧化鉛、氧化鋅、方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、軟錳礦等。脈石礦物主要有石英、方解石、富錳方解石等（圖3）。鉛鋅礦石的結(jié)構(gòu)主要有它形粒狀結(jié)構(gòu)、土狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、充填交代結(jié)構(gòu)；鉛鋅礦石構(gòu)造為致密塊狀構(gòu)造、侵染狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造。

通過對(duì)二號(hào)坑道取樣化驗(yàn)，礦石的主要成分是鉛鋅金銀錳鐵錫鉬，其中鉛鋅金銀都達(dá)到了工業(yè)品位：Pb 5.48%、Zn 2.44%、Au 3.18%、Ag 128%。礦石中伴生有益組份據(jù)便攜式光譜儀掃描錫：0.9g/t、鉬：0.02g/t。構(gòu)造破碎帶、蝕變帶化學(xué)成分據(jù)光譜分析結(jié)果如表1。

通過現(xiàn)已完工的工程可以看出，從上到下，礦體氧化程度變低，深部應(yīng)為硫化礦。由高到低，由淺到深礦體的變化是碳酸鹽構(gòu)造破碎帶的氧化鉛鋅礦、金礦、銀礦—產(chǎn)于碳酸鹽構(gòu)造破碎帶的氧硫混合鉛鋅礦、金礦、銀礦—產(chǎn)于碳酸鹽構(gòu)造破碎帶的原生礦。礦體據(jù)化驗(yàn)分析其自然類型為方鉛礦閃鋅礦黃銅礦黃鐵礦礦石；按照礦石的氧化程度看礦體的工業(yè)類型為氧化礦石和硫化礦礦石。礦體圍巖上盤以白云巖為主，下盤以砂板巖千枚巖為主。礦體夾石以咖啡色富錳灰質(zhì)白云巖和灰白色白云巖為主。礦體頂板白云巖和灰?guī)r分布于礦區(qū)的中東部，規(guī)模大（貫穿整個(gè)礦區(qū)，厚約150-500m）礦體底板圍巖沿?cái)嗔褞б晕鞣植?，出了礦區(qū)范圍。礦石中的伴生有益有害組分：根據(jù)礦區(qū)目前所獲的資料，除評(píng)價(jià)了金、銀、鉛鋅外，礦石中伴生有益組份還有錫、鉬：通過便攜式光譜儀在PD2外礦石堆場(chǎng)，進(jìn)行多點(diǎn)掃描，Sn含量：0.1-0.9g/t、Mo含量：0.02g/t。

2 樣品采集及分析方法

樣品采自大黑山礦區(qū)PD2內(nèi)，由于其他坑道工程所見礦石主要是氧化礦，所以僅選取PD2中的殘留硫化礦做代表性研究。分析硫同位素、鉛同位素樣品中有閃鋅礦2件、方鉛礦2件，取樣位置在靠K1礦體底部。首先將樣品粉碎至60-80目，在雙目鏡下分別挑選出閃鋅礦、方鉛礦單礦物，單礦物挑選純度達(dá)到99%左右。樣品分析單位為廣州澳實(shí)礦物實(shí)驗(yàn)室，硫同位素測(cè)定方法為S-ISTP01，取硫化物（閃鋅礦、方鉛礦）粉末樣品，稱取適量放入錫舟中，采用Costech ECS4010元素分析儀配套Finnigan MAT 253穩(wěn)定同位素比質(zhì)譜儀測(cè)定樣品中的34S/32S比值，數(shù)據(jù)經(jīng)V-CDT國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化，得到δ34S數(shù)據(jù)，以‰表示方法精度優(yōu)于0.2‰，鉛同位素測(cè)定方法為PbIS-RAT61和Pb-IRM01/Pb-IRM02，PbIS-RAT61測(cè)定方法為：稱取0.5克試樣，用高氯酸、氫氟酸、硝酸和鹽酸消解蒸干后，電熱板加熱-鹽酸浸?。焕鋮s后的溶液用10%的鹽酸稀釋至25mL，用高精度的電感耦合等離子質(zhì)譜分析。檢測(cè)過程中，用Pb同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和內(nèi)標(biāo)來控制精密度和準(zhǔn)確度。Pb-IRM01/Pb-IRM02測(cè)定方法為：試樣加入硝酸、鹽酸和氫氟酸，微波消解，然后用扇形磁場(chǎng)等離子質(zhì)譜（HR-ICP-SFMS）測(cè)定Pb的含量。若Pb含量低，需要分離，即將消解好的溶液蒸干，加入3摩爾硝酸，通過Eichrom的離子交換樹脂把Pb分離出來。把待測(cè)樣品溶液中的Pb調(diào)整到適當(dāng)濃度，加入內(nèi)標(biāo)（TI），用扇形磁場(chǎng)等離子質(zhì)譜（HR-ICP-SFMS）測(cè)定Pb同位素，數(shù)據(jù)經(jīng)內(nèi)標(biāo)（TI同位素比率）和外部校準(zhǔn)（自然鉛物質(zhì)標(biāo)樣）標(biāo)準(zhǔn)化。每個(gè)消解好的樣品測(cè)試兩次，以獲得其標(biāo)準(zhǔn)差SD。若樣品中的Pb含量足夠，相對(duì)偏差RSD一般小于0.1%～0.2%。

3 測(cè)試結(jié)果

3.1 硫同位素組成

對(duì)硫同位素組成的研究，是探討成礦物質(zhì)來源的重要手段，有助于示蹤鉛、鋅等成礦物質(zhì)來源，從而近一步探討礦床成因和成礦模型（張理剛，1985）[5]。測(cè)得兩件閃鋅礦樣品δ34S值閃鋅礦>方鉛礦，反映礦區(qū)硫同位素分餾可能達(dá)到平衡[5]。大黑山鉛鋅礦硫化物的硫同位素組成為-0.9‰～1.1‰，極差2.0‰，平均值-0.125‰，分布范圍較集中，大致可以得出礦床的硫來自深部幔源（圖4）。

3.2 鉛同位素組成

Doe和Zartman[6-7]等在研究世界上各類礦床大量鉛同位素的基礎(chǔ)上，提出把鉛同位素與地質(zhì)環(huán)境和時(shí)間聯(lián)系起來的構(gòu)造模式，根據(jù)同位素比值投影點(diǎn)的分布特征及與不同地質(zhì)單元平均演化曲線的關(guān)系判斷成礦物質(zhì)的來源[8]。因此，筆者將鉛同位素組成投影于Doe和Zartman的Pb構(gòu)造模式圖中（圖5）。

在207Pb/204Pb-206Pb/204Pb圖上，大部分樣品投點(diǎn)于上地殼之上，少量投點(diǎn)于造山帶與上地殼之間。在208Pb/204Pb-206Pb/204Pb圖上，所有樣品均投點(diǎn)于造山帶附近，并且靠近上地殼，結(jié)合鉛同位素構(gòu)造模式圖可以推測(cè)鉛等成礦物質(zhì)主要來自于上地殼與造山帶的混合，屬于殼源，與構(gòu)造活動(dòng)有關(guān)。

4 討論和結(jié)論

瀾滄地區(qū)位于青藏高原東南緣，受印度與亞洲大陸持續(xù)匯聚、印度大陸東北端阿薩母突角向東楔入的影響[9]。青藏高原新生代碰撞造山運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，大致可以分為主碰撞（65-41Ma）、晚碰撞（40-26Ma）和后碰撞（25-0Ma）三大階段（侯增謙，2006a，2006b）。瀾滄地區(qū)新生代陸內(nèi)碰撞造山強(qiáng)烈，經(jīng)歷強(qiáng)烈擠壓逆沖-推覆為主→大規(guī)模走滑斷裂活動(dòng)→伸展造山崩塌等構(gòu)造環(huán)境的轉(zhuǎn)換，與青藏高原構(gòu)造演化過程總體相似[10]。由上文得知，大黑山鉛鋅礦硫同位素來自于幔源，鉛同位素來自上地殼與造山帶混合的殼源，推測(cè)可能深部花崗斑巖侵入帶來的熱液有關(guān)。

大黑山礦區(qū)位于同處于瀾滄地區(qū)的老廠礦區(qū)南端160°方向，10km處，根據(jù)前人在老廠礦區(qū)所做的地球化學(xué)研究，老廠礦區(qū)花崗斑巖的硫同位素方鉛礦δ34S值虧損主要集中在-0.28～-1.27，平均-0.87；閃鋅礦δ34S存在富集及虧損，主要集中在-0.62～0.75，平均-0.06?？傮w存在規(guī)律δ34S閃鋅礦>δ34S方鉛礦，與大黑山礦區(qū)硫同位素組成十分接近，且δ34S接近0的礦床硫的來源主要為巖漿，總體來說，認(rèn)為老廠與大黑山的硫來自巖漿，可能為花崗斑巖侵入。鉛同位素主要分布于地幔-造山帶-上地殼之間同位素造山帶演化曲線兩側(cè)，與老廠礦區(qū)花崗斑巖成礦模式十分相似[12]。所以推測(cè)大黑山礦區(qū)的成礦模式為：在新生代陸內(nèi)造山演化階段，即新特提斯階段，白堊紀(jì)末-早第三紀(jì)初，雅魯藏布江洋盆封閉，印度次大陸與歐亞大陸碰撞，之后，由于印度洋板塊的繼續(xù)向北移動(dòng)和歐亞大陸的反向阻擋作用，印度大陸向北發(fā)生陸內(nèi)俯沖，導(dǎo)致地殼縮短加厚、青藏高原崛起和地殼物質(zhì)東流。受印度次大陸和歐亞大陸的雙向擠壓作用制約，三江地區(qū)進(jìn)入全面陸內(nèi)構(gòu)造調(diào)整階段，在此成礦動(dòng)力背景下，深部幔源巖漿熱液和斷裂活動(dòng)異?；钴S，成礦作用達(dá)到頂峰。由以上可以大致推測(cè)出，大黑山鉛鋅礦床成礦與深部巖漿活動(dòng)十分密切，巖漿熱液成礦作用明顯，在瀾滄地區(qū)具有一定找礦意義。

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