滇西阿面根鉛鋅礦床成因研究
——硫、鉛同位素和閃鋅礦微量元素證據

張傳昱, 沙建澤, 蘇肖宇, 李婉婷, 羅建宏,朱悅彰, 吳清華, 陳曹軍, 明添學

1)云南省地質調查院, 自然資源部三江成礦作用及資源勘查利用重點實驗室, 云南昆明 650216;2)云南大學地球科學學院, 云南昆明 650500;3)云南省三江成礦作用及資源勘查利用重點實驗室, 云南昆明 650051

滇西保山地塊是我國西南地區重要的鐵、銅、鉛鋅多金屬資源基地, 其中位于南部的蘆子園地區礦床(點)分布密集, 產出有蘆子園鐵銅鉛鋅多金屬礦床、水頭山鉛鋅多金屬礦床、放羊山銅鉛鋅多金屬礦床、打攏錫礦床、羅家寨鉛鋅礦床、枇杷水鉛鋅礦床、阿面根鉛鋅礦床等多個多金屬礦床(點)(夏慶霖等, 2005; 蔣成興等, 2013; 鄧明國等, 2017; 張傳昱等, 2017, 2022), 其中蘆子園礦床是目前保山地塊內發現的資源量最大的鐵鉛鋅礦床, 鉛鋅金屬量419.77萬t, 鐵礦石量3.13億t(楊淑勝等, 2015),阿面根礦床是近年來找礦勘查工作的新發現, 位于蘆子園礦集區東北部, 距蘆子園礦床約6 km, 是該區下一步找礦勘查的重點地段, 但目前對該礦床的研究十分薄弱, 僅見礦體宏觀特征方面的報道(劉振興等, 2019), 對礦石組構、圍巖蝕變、成礦物質來源及礦床成因等方面尚未開展研究。

近年來, 隨著原位微區測定技術的進步, 閃鋅礦等硫化物礦物的微量元素原位微區含量的準確測定已成為可能, 于是不同環境下形成的閃鋅礦的微量元素的含量差異就越來越多地顯現出來, 因此,閃鋅礦微量元素組成的對比研究有助于識別閃鋅礦的成因和形成環境, 進而可以有效判定礦床成因(張乾, 1987; Cook et al., 2009; Ye et al., 2011;Lockington et al., 2014; 曹華文等, 2014; 葉霖等,2016; 冷成彪和齊有強, 2017; Wei et al., 2018, 2021;Bauer et al., 2019; Leng et al., 2019; Zhuang et al.,2019; 胡宇思等, 2019; 郭飛等, 2020; 康凱等, 2020;田靜和楊光樹, 2022)。本文通過對阿面根礦床成礦階段的金屬硫化物開展硫、鉛同位素以及LA-ICP-MS微量元素組成分析, 利用閃鋅礦微量元素地球化學特征, 結合礦床地質特征, 探討了阿面根礦床的礦質來源和礦床成因, 研究成果對蘆子園礦集區成礦理論有一定促進作用, 為該區下一步找礦工作提供了科學依據。

1 區域地質背景

阿面根鉛鋅礦床位于云南省鎮康縣境內, 大地構造位置屬于三江特提斯域內保山地塊(圖1)。保山地塊西界為怒江斷裂, 東界為瀾滄江斷裂, 北部在碧江一帶由于瀾滄江斷裂和怒江斷裂匯攏而消失,構成滇緬泰馬地體的一部分(陶琰等, 2010)。出露地層主要為一套形成于晚寒武世—中生代的淺海半深海相碎屑巖、碳酸鹽巖和硅質巖。構造以密集排列的寬緩褶皺和斷裂為特征, 構造方向主要呈近南北向、北東向和北西向, 如近南北向的保山—施甸復背斜、柯街斷裂, 北東向的永德—鎮康復背斜、南汀河斷裂和北西向的瓦窯河—云縣斷裂, 這些構造控制了保山地塊內巖漿活動及相關礦產的產出和分布。

保山地塊內巖漿活動頻繁, 其中早古生代花崗巖主要出露于中南部區域, 以平河巖體為代表, 該巖體以花崗巖和二長花崗巖為主, 鋯石U-Pb年齡為502～448 Ma, 具高鉀鈣堿性、富集大離子親石元素、虧損高場強元素等特征(Chen et al., 2007;Liu et al., 2009; Dong et al., 2013)。中二疊世侵入巖為堿性花崗巖, 以地塊南部木廠巖體為代表, 鋯石U-Pb年齡為(266±5.4) Ma(Ye et al., 2010)。中三疊世侵入巖主要發育于地塊東南緣, 以耿馬大山巖體為代表, 鋯石U-Pb年齡為232～221 Ma, 巖性為二長花崗巖, 富集大離子親石元素、虧損高場強元素(聶飛等, 2012)。早白堊世侵入巖出露較少, 代表性的有北部的志本山巖體, 巖性主要為黑云母花崗巖和二云母花崗巖, 鋯石U-Pb年齡為(126.7±1.6) Ma(陶琰等, 2010)。晚白堊世侵入巖主要有漕澗、柯街、薅壩地等小規模巖體, 多為S型花崗巖, 鋯石U-Pb年齡為85～67 Ma(廖世勇等, 2013; 禹麗等, 2014,2015)。

2 礦區地質概況

阿面根礦床鉛鋅礦體產于構造破碎帶及其層間裂隙中, 形態以透鏡狀、似層狀為主, 具條帶狀、浸染狀構造。目前共圈出兩條礦體, 其中V1礦體位于礦區南西部, 總體走向北東, 傾向北西, 傾角34°～42°, 礦體沿走向長約255 m, 厚1.50～2.95 m,平均1.97 m。Pb品位0.06%～3.06%, 平均0.66%, Zn品位3.02%～5.52%, 平均4.38%。V2礦體位于礦區東北部, 總體走向北東東, 傾向北西, 傾角36°～42°,礦體沿走向長約218 m, 厚1.12～1.54 m, 平均1.32 m。Pb品位0.06%～2.59%, 平均1.13%, Zn品位2.38%～5.38%, 平均3.74%。

金屬礦物主要有閃鋅礦和方鉛礦, 次為黃銅礦、黃鐵礦和磁黃鐵礦等, 非金屬礦物主要有石英、方解石、綠泥石和絹云母等。礦石構造主要有星點狀構造(圖3a)、細脈狀-脈狀構造(圖3b, c)、稠密浸染狀構造(圖3d)、塊狀構造(圖3e)、不規則脈狀構造(圖3f)。礦石結構主要有它形粒狀結構、自形-半自形粒狀結構(圖3g, h)、包含結構、放射狀結構、黃銅礦“病毒”結構(圖3i)、填隙結構和溶蝕邊結構(圖3j)。礦床圍巖蝕變類型簡單, 分布范圍較小,以主要發育中-低溫熱液蝕變為特征, 如硅化、方解石化、黃鐵礦化、絹云母化、綠泥石化等。

圖3 阿面根鉛鋅礦床典型礦石手標本及顯微照片Fig.3 Photographic and microscopic images of characteristic ore samples from the Amiangen deposit

3 分析方法

本次研究的樣品采集自阿面根礦床坑道PD1,樣品新鮮未受風化。在詳細的野外地質觀察和室內顯微鏡下鑒定基礎上, 選擇成礦階段的鉛鋅礦石進行方鉛礦、閃鋅礦和黃銅礦的常規硫同位素(氧化亞銅法)、LA-ICP-MS鉛同位素和閃鋅礦微量元素原位微區測定。進行常規硫同位素測定的樣品經清洗、晾干、破碎過篩, 粒度一般在60～80目, 在雙目鏡下挑選不同硫化物的單礦物, 再將挑選出的單礦物用瑪瑙研缽磨成200目粉末備用。進行原位微區測定的樣品經過打磨制備成激光片, 開展LA-ICP-MS分析。

方鉛礦、閃鋅礦和黃銅礦的常規硫同位素分析在北京科薈測試技術有限公司完成, 實驗儀器為MAT 253型質譜儀。測試時將氧化亞銅按一定比例加入到硫化物單礦物中混合均勻, 使礦物中的硫通過氧化反應全部轉換成SO2, 采用冷凍法收集, 經質譜儀分析硫同位素組成, 結果經V-CDT硫同位素標準予以標準化, 分析精度為±0.2‰。

LA-ICP-MS鉛同位素和閃鋅礦微量元素原位微區測定在武漢上譜分析科技有限責任公司進行。方鉛礦LA-ICP-MS鉛同位素采用的激光剝蝕系統為Geolas HD, MC-ICP-MS為Neptune Plus, 使用氦氣作為載氣。分析采用單點模式, 激光的束斑大小10 μm, 剝蝕頻率4 Hz。激光能量密度固定在5.0 J/cm2。207Pb/204Pb、206Pb/204Pb、208Pb/204Pb的長期測試準確度一般優于±0.2‰, 外部精度優于0.4‰(2σ)。具體分析方法及標樣參數詳見Zhang et al.(2016), 數據處理使用Iso-Compass程序完成(Zhang et al., 2020)。閃鋅礦LA-ICP-MS微量元素測試使用的等離子質譜儀型號為Agilent 7700e, 加載的激光剝蝕系統由型號為COMPexPro 102 ArF 193 nm的準分子激光器和MicroLas光學系統組成, 并配置有信號平滑裝置。測試中使用的激光束斑直徑為50 μm, 頻率設置為6 Hz, 測試標樣采用NIST610和NIST612玻璃標準物質, 并以USGS的MASS-1硫化物標準物質作為監控標樣, 對微量元素含量測定結果進行校正(Liu et al., 2008)。每次測試時先收集約30 s的空白信號, 再收集約50 s的樣品信號。詳細的分析流程見Zong et al.(2017)。

4 實驗結果

4.1 硫同位素組成

方鉛礦、閃鋅礦和黃銅礦的硫同位素測定結果列于表1。阿面根礦床10件礦石樣品δ34SV-CDT值介于9.44‰～12.16‰之間, 平均值10.66‰。其中, 3件方鉛礦樣品δ34SV-CDT值9.44‰～9.98‰, 平均值9.70‰; 5件閃鋅礦樣品δ34SV-CDT值9.44‰～11.27‰,平均值10.45‰; 2件黃銅礦樣品δ34SV-CDT值12.07‰～12.16‰, 平均值12.12‰。在硫同位素(δ34SV-CDT)直方圖(圖4)中,δ34SV-CDT峰值為10‰～11‰, 總體變化范圍相對較窄, 表明阿面根礦床硫源比較均一。

表1 阿面根礦床方鉛礦、閃鋅礦和黃銅礦的δ34SV-CDTTable 1 δ34SV-CDT values in galena, sphalerite, and chalcopyrite from the Amiangen deposit

圖4 阿面根礦床金屬硫化物硫同位素δ34SV-CDT直方圖Fig.4 Histogram representing sulfur isotopic compositions in the Amiangen deposit

4.2 鉛同位素組成

阿面根礦床成礦階段的9件方鉛礦LA-ICP-MS原位鉛同位素測定結果見表2。206Pb/204Pb比值范圍為18.253～18.324, 均值為18.288;207Pb/204Pb比值范圍為15.726～15.782, 均值為15.758 7;208Pb/204Pb比值范圍為38.490～38.687, 均值為38.598。總的來說,Pb同位素比較穩定, 顯示具有正常鉛的特征。

表2 阿面根礦床方鉛礦LA-ICP-MS鉛同位素組成及有關計算值Table 2 LA-ICP-MS-derived lead isotopic compositions of galena in the Amiangen deposit

4.3 閃鋅礦微量元素組成特征

閃鋅礦微量元素測定結果(表3, 圖5)表明, 總體上閃鋅礦富集Fe、Mn、Co、Cu、Cd元素, 而Ga、Ge、As、Sn、Cr、Ni元素含量較低, 其中Fe、Mn、Cd、Sn元素含量相對穩定, Cu、Co、Ni、Sb、Pb元素含量變化范圍較大, 具體有如下特征:

表3 阿面根礦床閃鋅礦LA-ICP-MS微量元素含量表(×10-6)Table 3 Analytical data for LA-ICP-MS trace elements in sphalerite from the Amiangen deposit (×10-6)

圖5 阿面根礦床閃鋅礦部分微量元素組成直方圖Fig.5 Histograms illustrating trace element concentrations in sphalerites from the Amiangen deposit

(1)Fe元素富集明顯, 變化范圍介于44 348×10-6～63 496×10-6之間, 平均值為55 147×10-6。

(2)Mn、Co、Cu、Cd元素含量相對較高。其中Mn含量范圍為133×10-6～296×10-6, 平均值218×10-6; Co含量范圍為6.45×10-6～156×10-6, 平均值77×10-6; Cu含量變化范圍很大, 介于16.0×10-6～163 63×10-6之間, 推測高值點可能打在了黃銅礦包裹體上, 這也與鏡下觀察到的閃鋅礦中“黃銅礦病毒”現象一致(圖3i); Cd含量范圍為1 584×10-6～2 065×10-6, 平均值1 724×10-6。

(3)Ag含量較低, 含量范圍為2.13×10-6～89.4×10-6, 平均值25.3×10-6。

(4)Ga、Ge、As、Sn、Cr、Ni、In元素含量低。其中Ga含量為0.17×10-6～6.97×10-6, 平均值1.52×10-6; Ge含量為0.03×10-6～1.36×10-6, 平均值0.51×10-6; As含量介于0.01×10-6～4.22×10-6之間,平均值0.69×10-6; Sn含量介于0.18×10-6～1.83×10-6之間, 平均值0.54×10-6; Cr含量介于0.12×10-6～1.39×10-6之間, 平均值0.79×10-6; Ni含量介于0.05×10-6～1.02×10-6之間, 平均值0.40×10-6;In含量介于1.47×10-6～7.55×10-6之間, 平均值3.32×10-6。

5 討論

5.1 硫、鉛來源

金屬礦床中硫的來源按成因主要分為4類:①地幔硫(δ34S= -3.0‰～3.0‰; Chaussidon et al.,1990); ②巖漿硫(δ34S= -5.0‰～5.0‰; Hoefs, 1987);③海水硫, 其δ34S值約為20‰(Ohmoto et al., 1997);④還原沉積硫,δ34S值變化范圍較大(Ohmoto et al.,1997)。因此對硫化物礦石中硫的來源研究是了解礦床成礦物質來源的重要途徑。阿面根礦床成礦階段的硫化物主要有閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、黃鐵礦等金屬硫化物, 未見硫酸鹽, 表明硫以HS-、S2-的形式存在, 成礦流體處于氧逸度較低的環境, 因此硫化物的δ34S值能夠近似代表成礦流體總硫值(δ34S硫化物≈δ34SΣS), 可用來示蹤成礦流體中硫的來源(Ohmoto et al., 1997)。本次研究得到阿面根礦床的δ34SV-CDT值為9.44‰～12.16‰, 平均值10.66‰,介于殼源花崗巖硫(δ34S= -4.0‰～9.0‰; Hoefs,1987)和寒武紀—三疊紀海水硫(δ34S=15.0‰～35.0‰; Claypool et al., 1980)之間(圖6), 表現出可能為殼源花崗巖硫和寒武紀—三疊紀海水硫混合來源特征。

圖6 保山地塊典型礦床金屬硫化物δ34SV-CDT值對比圖Fig.6 δ34SV-CDT isotopic values of sulfides from deposits in the Baoshan Block

筆者將保山地塊內典型礦床金屬硫化物δ34SV-CDT統計于表4和圖6。對比發現, 蘆子園鐵銅鉛鋅礦床δ34SV-CDT值為9.44‰～12.16‰, 反映出巖漿源硫和地層中海水源硫的混合特點(夏慶霖等,2005; Xu et al., 2019); 水頭山鉛鋅礦床δ34SV-CDT值為4.1‰～12.2‰, 表明深源巖漿硫是其主要來源,混入了少量寒武紀海水硫(鄧明國等, 2017; Zhang et al., 2021); 放羊山銅鉛鋅礦床的δ34SV-CDT值范圍為8.2‰～14.9‰, 暗示隱伏酸性巖漿熱液可能是硫的主要來源(沙建澤等, 2021); 金廠河鐵銅鉛鋅礦床δ34SV-CDT值為2.5‰～11.1‰, 說明硫主要來源于深部巖漿, 同時有地層硫的混合(黃華, 2014; 李振煥等, 2020); 核桃坪鉛鋅礦床δ34SV-CDT值為3.6‰～7.1‰, 硫來源于巖漿熱液和寒武紀碳酸巖圍巖(Chen et al., 2017)。上述保山地塊不同礦床的δ34SV-CDT值均顯示出深部巖漿硫和寒武紀地層硫的混合特征, 與阿面根礦床具有一致性, 暗示區域上同期礦床具有相似的硫來源。

表4 保山地塊典型礦床金屬硫化物δ34SV-CDTTable 4 δ34SV-CDT isotopic values of sulfides from deposits in the Baoshan Block

綜上所述, 阿面根礦床的硫可能最初來源于礦集區深部的隱伏中酸性侵入巖, 在成礦過程中逐漸有寒武系上統沙河廠組地層中的硫混入。

鉛同位素中μ值、ω值、Th/U比值能提供所經歷地質過程的信息, 常用于推斷鉛的來源(Zartman et al., 1981)。阿面根礦床硫化物鉛同位素μ值為9.73～9.84, 高于上地殼μ值(9.58), 表明礦床中鉛主要來源于上地殼;ω值范圍38.82～39.80, 介于上地殼ω值(41.860)和地幔的ω值(31.844)之間, 但更接近于上地殼, 顯示出混合來源的特征, 但以上地殼來源為主;Th/U值介于3.86～3.92之間, 均值為3.89, 與全球上地殼平均值3.88接近, 說明鉛主要來源于上地殼。

在鉛同位素構造環境演化圖(圖7)中, 數據點呈線性排布, 表明鉛來源較穩定。在圖7a中, 數據點分布于上地殼線上部, 具有上地殼富集特征; 在圖7b中, 數據點落在下地殼與造山帶演化線之間,靠近造山帶演化線一側, 顯示出殼源的特征。為進一步挖掘物質來源方面更豐富的信息, 利用朱炳泉(1998)的Pb同位素Δβ-Δγ成因分類圖解來示蹤鉛的來源, 該方法消除了時間因素的影響, 具有更好的示蹤意義。在Δβ-Δγ圖解中(圖8), 投點均落在了上地殼與地幔混合的俯沖帶鉛(巖漿作用)的范圍內,其反映的特征與圖7一致, 從而進一步證實阿面根礦床中鉛的來源主要為上地殼。

圖7 阿面根礦床礦石鉛同位素構造環境演化圖解(底圖據Zartman et al., 1981)Fig.7 Depiction of tectonic environment evolution inferred from lead isotopes in the Amiangen deposit(adapted from Zartman et al., 1981)

圖8 阿面根礦床礦石鉛同位素的Δβ-Δγ成因分類圖解(底圖據朱炳泉, 1998)Fig.8 Δβ-Δγ diagram for genetic classification based on lead isotopic compositions of the Amiangen deposit(adapted from ZHU, 1998)

5.2 微量元素賦存狀態

閃鋅礦中微量元素的LA-ICP-MS時間分辨率曲線特征可以判斷微量元素是以礦物包裹體還是類質同象的形式存在(Cook et al., 2009)。已有研究顯示, 離子半徑相似、電價相同的元素常以原子替換的方式進入閃鋅礦的晶格, 如Mn, Fe, Cd等元素常以二價離子的方式直接替換Zn2+(Cook et al., 2009;Ye et al., 2011; Keith et al., 2014; Belissont et al.,2016); 電價不同的原子主要以雙原子替換方式進入閃鋅礦的晶格, 如Ag+, Cu+常與Sb3+, Ga3+等以2Zn2+?(Ag+, Cu+)+(Sb3+, Ga3+)方式進入閃鋅礦的晶格(Cook et al., 2009, 2011; Belissont et al., 2016)。

阿面根礦床的閃鋅礦中, Fe、Cd在LA-ICP-MS時間分辨率曲線圖中比較平穩(圖9), 與Zn、S的曲線形態基本一致。并且, Fe和Zn、Cd和Zn有較好的負相關性(圖10), 表明Fe和Cd以類質同象的方式直接替代Zn(Zn2+?Fe2+、Zn2+?Cd2+)。類似的Mn、Co等元素都是以二價離子的方式直接進入到閃鋅礦的晶格中(Zn2+?Mn2+、Zn2+?Co2+)。Ag和Cu常以一價離子(Ag+, Cu+)的方式進入閃鋅礦的晶格(Belissont et al., 2016), 在時間分辨率曲線圖中表現出平緩的直線(圖9), 結合微量元素相關性圖解中Ag與Sb, Ag與Ga, Cu與Ga有較好的正相關關系(圖10), 表明在阿面根礦床中Sb, Ga可能是以2Zn2+?Ag++Sb3+, 2Zn2+?Ag++Ga3+, 2Zn2+?Cu++Ga3+雙原子替換的形式進入閃鋅礦晶格中。在圖9a中, Cu元素曲線波動幅度較大, 出現峰值, 表明少量Cu可能是以顯微包裹體的形式賦存于閃鋅礦中, 本次研究在鏡下觀察到閃鋅礦中發育有“黃銅礦病毒”現象(圖3i), 證明了Cu以顯微礦物包裹體的形式存在于閃鋅礦中。

圖9 阿面根礦床閃鋅礦微量元素的LA-ICP-MS時間分辨率曲線Fig.9 Time-resolved LA-ICP-MS depth profiles of sphalerite from the Amiangen deposit

圖10 阿面根礦床閃鋅礦微量元素相關性圖解Fig.10 Correlation plot of trace elements in sphalerite from the Amiangen deposit

總的來說, 在阿面根礦床中, Fe、Cd、Mn、Co、Ag、Sb、Ga主要以類質同象進入礦物的晶格, Cu則以類質同象和礦物包裹體兩種形式進入閃鋅礦晶格中。

5.3 礦床成因類型

已有研究表明, 閃鋅礦微量元素在區分礦床成因類型方面具有很好的應用前景。前人對全球范圍內不同類型鉛鋅礦床中閃鋅礦微量元素的統計和分析發現, 矽卡巖型鉛鋅礦床的閃鋅礦通常富集Mn、Co貧In、Sn、Fe, 而MVT型鉛鋅礦床中閃鋅礦以低含量的Mn、In、Co和高含量的Ge、Ga和Cd為特征, VMS型鉛鋅礦床中閃鋅礦具有較高的Fe、Mn、In、Sn、Co含量和較低的Cd、Ge、Ga含量(Cook et al., 2009; Ye et al., 2011; 葉霖等, 2016; Wei et al.,2018; Hu et al., 2020)。阿面根鉛鋅礦床閃鋅礦的Fe含量較高, 明顯高于MVT型礦床, 低于VMS型礦床; In含量明顯低于VMS型礦床而高于矽卡巖型礦床; Mn含量遠低于淺成低溫熱液礦床和VMS型礦床, 高于MVT型礦床; Co含量則介于矽卡巖型礦床和VMS型礦床之間。總體來說, 阿面根鉛鋅礦床以富集Fe、Mn、Co、Cu、Cd而貧Ga、Ge、As、Sn、Cr、Ni為特征, 在前人總結的不同類型鉛鋅礦床Mn-In、Mn-Fe、Co-Mn關系圖(圖11)中, 投點集中在空白區域, 僅個別點在矽卡巖型鉛鋅礦床范圍內, 可以看出明顯不同于VMS型鉛鋅礦床(如Sauda, Western Norway; Kaveltorp and Marketorp,South-Central Sweden; 云南老廠; Cook et al., 2009;Wei et al., 2018)、MVT型鉛鋅礦床(如貴州牛角塘和大硐喇, 云南勐興和四川天寶山; Ye et al., 2011; 葉霖等, 2016; Hu et al., 2020)、矽卡巖型鉛鋅礦床(如云南核桃坪和蘆子園; Ye et al., 2011)和淺成低溫熱液型鉛鋅礦床(如Baia de Aries, Rosia Montana and Magura, SE Europe; Cook et al., 2009)。

圖11 不同類型鉛鋅礦Mn-In(a)、Mn-Fe(b)、Co-Mn(c)關系圖(圖中陰影區域范圍數據來自Cook et al., 2009; Ye et al., 2011; 葉霖等, 2016; Wei et al., 2018; Hu et al., 2020)Fig.11 Binary plots of Mn vs.In(a), Mn vs.Fe(b), Co vs.Mn(c) in sphalerite from different Pb-Zn deposits(the data of shaded area from Cook et al., 2009; Ye et al., 2011; YE et al., 2016; Wei et al., 2018; Hu et al., 2020)

研究表明, 閃鋅礦中Cd/Fe、Co/Ni值能較好地判斷成礦過程中是否有巖漿活動的參與, 在與巖漿活動有關的閃鋅礦中, Cd/Fe＜0.1、Co/Ni＞1, 而沉積型或層控型礦床中閃鋅礦Cd/Fe＞1、Co/Ni＜1(曹華文等, 2014; 龔雪婧等, 2019)。阿面根礦床中閃鋅礦的Cd/Fe和Co/Ni值的總體變化范圍分別為0.02～0.04(平均值0.03)和15～1 019(平均值1 275),顯示出與巖漿活動有關閃鋅礦的特征。郭飛等(2020)研究發現, 與巖漿熱液作用有關的礦床中閃鋅礦的Ge含量通常＜3.00×10-6, 阿面根礦床閃鋅礦的Ge含量范圍為0.03×10-6～1.36×10-6, 平均值0.51×10-6,表明閃鋅礦形成與巖漿熱液有關。此外, 巖漿熱液成因的礦床具有In富集、Ga虧損表現出Ga/In比值小于1的特征(曹華文等, 2014), 阿面根礦床閃鋅礦的Ga/In值為0.11～1.10, 均值為0.31, 除了一個極大值1.10外, 其余樣品的Ga/In值均小于1,也顯示出巖漿熱液成因的特點。上述閃鋅礦微量元素特征表明阿面根礦床中閃鋅礦形成與巖漿熱液關系密切。

綜上所述, 阿面根礦床閃鋅礦微量元素組成特征明顯不同于VMS、MVT、矽卡巖型和淺成低溫熱液等礦床類型, 而是顯示出具有巖漿熱液的特征,這與礦床的硫、鉛同位素反映出來的礦質來源特征一致。阿面根礦床礦體主要以石英硫化物脈的形式產于寒武系上統沙河廠組的大理巖化灰巖和鈣質板巖的破碎帶中, 受斷裂構造控制明顯, 圍巖蝕變分布范圍較小, 類型簡單, 以硅化、方解石化、黃鐵礦化等中—低溫熱液蝕變為主。上述地質特征與礦集區內研究程度較高、較為典型的水頭山、放羊山巖漿熱液脈型鉛鋅礦床相似(鄧明國等, 2017; 沙建澤等, 2021; Zhang et al., 2021)。因此, 綜合礦床地質和礦床地球化學特征, 筆者認為阿面根鉛鋅礦床成因類型為巖漿熱液充填交代型礦床。

6 結論

(1)硫、鉛同位素特征表明, 阿面根礦床的成礦物質主要來源于深部隱伏中酸性侵入巖, 有少量圍巖物質加入。

(2)阿面根礦床閃鋅礦以富集Fe、Mn、Co、Cu、Cd而貧Ga、Ge、As、Sn、Cr、Ni為特征, 明顯不同于VMS型、MVT型、矽卡巖型和淺成低溫熱液型礦床中的閃鋅礦, 而與巖漿熱液關系密切。

(3)阿面根礦床屬于巖漿熱液充填交代型鉛鋅礦床。

Acknowledgements:

This study was supported by National Natural Science Foundation of China (No.42302110), and Yunnan Province Basic Research Programs (Nos.202201AT070204, 202301AT070019, 2019FD065).