增刊
矿 物 学 报
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南秦岭旬阳盆地铅锌矿床地质及地球化学特征
吴薇
(陕西科技大学资源与环境学院,陕西西安710021)
南秦岭多金属成矿带是秦岭巨型成矿带的重要组成部分(祁思敬等,1993;王集磊等,1996),而其中的旬阳盆地随着近些年来泗人沟、关子沟、南沙沟和黄石板等一批中型铅锌矿的发现,已成为很有前景的铅锌矿集区(宋小文等,2003;薛春纪等,2004)。因此,对旬阳盆地志留系内铅锌矿床地质特征及地球化学条件的分析,对深化旬阳盆地下古生界铅锌矿床成矿地质条件和成矿规律的认识十分必要。
旬阳盆地古生界属于扬子陆块北缘的沉积体系,位于秦岭微板块东部(张国伟等,2001)(图1)。中生代开始华北和扬子陆块碰撞,古生代海
盆水体自东而西退去,先后结束沉积,造山带形成,成矿作用进入另一个重要时期。造山过程中的南秦岭总体受到南北向强烈挤压,但在旬阳盆地,由于其东侧存在武当-陡岭古老基底隆起带,西侧存在平利-牛山-佛坪-小磨岭古老基底隆起带
(图1),形成了对造山过程中南北向挤压的砥柱作用,使居于其中的古生代盆地原型得到较好保存。在这个次级盆地内,水成沉积和热水沉积仅见弱变质,单斜岩层和板岩地层普遍发育,是认识下古生界中成岩成矿作用地球化学的较理想地区(薛春纪等,2005)。
11石炭-二叠系;21泥盆-二叠系;31上泥盆统;41中上泥盆统;51中泥盆统;61地层界限;71中志留统双河镇组;
81下志留统梅子垭组;91奥陶系;101汞锑矿床;111铅锌矿床;121区域构造
图1 旬阳盆地地质矿产简图(据张国伟等,2001;宋小文等,2003编制)
目前旬阳盆地下古生界中发现的铅锌矿集区
东西长约100km,南北宽10~50km(图1),所探明的主要中小型铅锌矿有泗人沟、关子沟、南沙沟和黄石板等。
目前发现的产在下古生界中的铅锌矿床,均产在志留系中统和下统地层内的细碎屑岩中。泗
人沟、关子沟、南沙沟主要控矿地层为中志留统的双河镇组(S2sh)灰绿-深灰色中-厚层生物碎屑灰岩以及少量石英细砂岩和泥质粉砂岩,黄石板铅锌矿床产在下志留统梅子垭组(S1m)的深灰色粉砂千枚岩、含碳绢云千枚岩夹灰绿色凝灰质砂岩和细砂岩条带中。区内含矿层为层状硫化物,
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2009年
几种相关岩石组成显示出与典型沉积矿床一样的含矿层,含矿层与下伏和上覆岩层之间显示出基本连续沉积的性质,并表现出一定的韵律沉积层序特点。研究区内矿体均受一定的层位控制,少数几个主要矿体可与一般沉积矿床的层状矿体相类比(如关子沟的K2矿体),但绝大多数矿体规模较小,矿床的产状和形态较规则,稳定性较好。矿区内常见的矿石构造以块状构造、浸染状构造、条带状构造、层纹状构造为主,其次为脉状构造和角砾状构造;矿石结构主要有中粗粒它形)自形粒状结构,其次为交代结构、鳞片变晶结构。矿石中的矿物间有溶蚀交代现象,说明存在多阶段的矿化作用,但交代作用并不占主导地位,说明后期的改造对于矿体的成矿富集并不是关键因素。区内矿石类型主要为硫化物矿石,氧化物矿石很少,硫化物矿石以闪锌矿为主,方铅矿、闪锌矿混合矿石较少,的方铅矿矿石少见。矿石的矿物成分简单,主要的矿石矿物有闪锌矿,其次为方铅矿、黄铁矿,少量为黄铜矿、孔雀石等;脉石矿物主要是石英,其次是绢云母、方解石、少量绿泥石和炭质。在氧化带中见有菱铁矿、白铅矿、水锌矿、异极矿、红锌矿、锌钒等铅锌氧化物。
区内铅锌矿矿石主要金属元素与世界沉积岩容矿的硫化物矿床相似,以富锌、贫铜和铅含量变化大为特征,矿床中Pb/Zn小于20%。空间分布上,从西往东,从泗人沟铅锌矿y关子沟铅锌矿y南沙沟铅锌矿y黄石板铅锌矿黄铁矿含量减少,而方铅矿增多。铅锌矿石的矿物组合有方铅矿+石英+(黄铁矿),闪锌矿+石英+(黄铁矿+方铅矿+黄铜矿)和闪锌矿+石英+绢云母+方铅矿+绿泥石三种。
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旬阳盆地闪锌矿的DS组成为415j~
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1017j,平均为6183j;方铅矿DS组成为315j~14131j,平均为5195j;黄铁矿硫同位素DS为111j,而旬阳盆地志留系泥质岩中黄铁矿的
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DS变化于12190j~17102j之间,平均为
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151j。矿石中的DS值低于志留系地层岩石34
DS值,反映矿石硫有深部来源。南沙沟矿石硫
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化物DS方铅矿为4191j,DS闪锌矿为8123j,说明两者基本达到了共生平衡。热水沉积成因矿床硫化物的硫同位素组成主要为海相硫
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酸盐型,DS很少见负值(韩发和哈钦森,19),
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现代海底热液喷口流体中H2S的DS值变化于113j~718j之间,平均值为419?211j;硫化
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物的DS值变化于215j~516j之间,平均值为417?111j(韩发和孙海田,1999)。本区的硫同位素DS值变化与之相同,这也暗示了本区的矿石为热水沉积成矿作用形成。由以上可以得出,矿石硫主要来源于海水硫酸盐,还原机制主要为无机机制,但也有生物还原作用。
铅同位素样品测试结果表明,矿石方铅矿的
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铅同位素相对稳定,组成比较均匀一致,Pb/204207
Pb变化范围一般在37193%~38195%,Pb/Pb为15155%~15169%,数据均落在正常铅演化模式的增长曲线上,L值为9151~9159,与Doe给定的该模型正常增长曲线U/Pb比值相吻合,基本上属于正常铅的范畴,反映铅的来源应该为上地壳。样品中含有少量放射性成因铅的加入(Th),这反映了本区成矿作用的复杂性,很有可能是矿床的Pb与U、Th分离后,有一部分分散到地层中,这些地层中的铅以及早期形成的矿石铅在以后的地质作用中又重新进入成矿热液中,在有利的成矿部位沉淀下来形成矿床。
综上所述,旬阳盆地下古生界铅锌矿床受地层控制明显,矿体形态单一,主要为层状及似层状,矿石结构构造简单,矿物成分单一,成矿流体主要来自于海水,成矿物质来自于下伏地层。热水沉积成矿作用是旬阳盆地下古生界铅锌矿床形成的主要原因。
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参 考 文 献:
韩发,哈钦森RW1大厂锡金属矿床热液喷气沉积成因证据1矿床地质,19,8(2):25-371韩发,孙海田1Sedex型矿床成矿系统1地学前缘,1999,6(1):139-1621
宋小文,侯满堂,等1陕西旬阳地区志留系铅锌矿矿集区特征及其成因初探1陕西地质,2003,21(1):1-91祁思敬,李英,等1秦岭热水沉积型铅锌(铜)矿床1北京:地质出版社,19931王集磊,何伯墀,李建中,等1中国秦岭型铅锌矿床1北京:地质出版社,19961
薛春纪,刘淑文,王涛,等1南秦岭下古生界铅锌矿床地质1刘建明.矿床学理论与实践1北京:科学出版社,2004:58-671薛春纪,刘淑文,冯永忠,等1南秦岭旬阳盆地下古生界热水沉积成矿地球化学1地质通报,2005,24(10~11):927-9341张国伟,张本仁,袁学诚,等1秦岭造山带与动力学1北京:科学出版社,20011
