三江特提斯成矿带位于青藏高原东、北缘(图1A),它是我国重要的多金属成矿带。新生代以来由于经历了印度-欧亚大陆汇聚导致的碰撞造山过程,该过程产生的逆冲推覆构造系统中形成有长达上千公里的贱金属成矿带(图1B)。位于成矿带中段的兰坪盆地主要发育有3套成矿系统:(1) 脉状Cu成矿系统(金满、连城),(2) 类MVT矿床(金顶、白秧坪),(3) 近年来新发现的石英脉型Pb-Zn-Sb矿床(图1B)。
近20多年来,前人对前面两套成矿系统已开展了众多地质与地球化学的研究,在物质组成、成矿物质来源、流体来源以及年代学等方面均取得了很多认识。然而,学者们对该区是否存在多期铅锌矿化事件以及矿床成因等科学问题依然存在较大的争议。目前,石英脉型Pb-Zn-Sb矿床的地球化学和年代学的研究仍处于空白。
图1(A)三江地区区域地质简图,(B)贱金属矿床的分布情况及研究矿床(李子坪、富隆厂、上怒洛和百济矿床)的所在位置(蓝色序号标注),(C)上怒洛和百济矿床地质图,(D)上怒洛矿床坑道部分平面图,(E)白秧坪西矿带(李子坪和富隆厂矿床)矿区地质图,(F)富隆厂矿床A-A′剖面图 (据毕献武等, 2019; Deng et al., 2014; 田洪亮, 1997修改)。
为解决上述存在的争议,完善区域成矿理论,中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室的刘跃福博士,在戚华文研究员和毕献武研究员的指导下,以兰坪盆地中石英脉型Pb-Zn-Sb矿床(上怒洛和白济,图1C)和类MVT矿床(李子坪和富隆厂,图1E)作为研究对象,采用电子探针、LA-ICP-MS点分析和面扫描分析等技术手段,通过对这两类Pb-Zn矿床的矿物组合、闪锌矿的微量元素组成、成矿阶段碳酸盐的C、O同位素和上怒洛-百济铅锌锑矿床成矿年代学的研究,取得以下认识:
(1)除闪锌矿方铅矿外,李子坪和富隆厂矿床的主要矿石矿物以富集As元素为特征(例如,细硫砷铅矿、灰硫砷铅矿、车轮矿、富As黄铁矿),上怒洛-百济矿床的主要矿石矿物以富集Sb元素为特征(例如,硫锑铅矿、脆硫锑铅矿、辉锑矿、辉锑铅矿)。
图2不同类型铅锌矿二元关系图解,其他矿床数据来源于Cook et al. (2009), Ye et al. (2011), Yuan et al. (2018), Zhuang et al. (2019) and Yu et al. (2020).
(2)闪锌矿的原位 LA-ICP-MS 微量元素特征研究表明,李子坪-富隆厂和上怒洛-百济两类矿床闪锌矿的微量元素特征(较低的 Mn、 Fe、 Co、 In、 Sn 含量和较高的 Cd、 Hg 含量)整体上与中-低温热液矿床(MVT 和金顶矿床)闪锌矿相似(图2)。李子坪矿床中的结晶闪锌矿深色条带以富集 Cu、 Ga、 As、 Sb 等元素为特征,浅色条带以富集 Mn、 Fe、 Cd 为特征(图3)。
图 3李子坪铅锌矿床结晶闪锌矿元素Mapping图像
(3)上怒洛-白济矿床闪锌矿中具有较高Mn-Fe-Co元素含量,而李子坪-富隆厂矿床闪锌矿具有较高Ga-Ge-Ag-Sb元素(图4)。结合已有的地质与地球化学信息,我们得出共生硫化物组合的差异、上怒洛-白济矿床相对较高的温度和压力、以及相对还原的成矿环境(图5)有密切关系。
图4 李子坪(LZP)、富隆厂(FLC)、上怒洛(SNL)和百济(BJ)矿床闪锌矿微量元素含量的箱线图
图5硫逸度与温度相关图解(据Einaudi et al.,2003; Barton and Toulmin, 1966)
(4)碳酸盐的碳、氧同位素组成说明两类矿床成矿流体的碳主要来源都是来自海相碳酸盐的溶解。
(5)上怒洛-百济矿床早期的辉钼矿Re-Os年龄为12.93Ma,确定了Pb-Zn-Sb成矿时代的上限,该年龄明显晚于李子坪-富隆厂矿床的成矿年龄(~30Ma)。
综合以上矿物学、闪锌矿微量元素、C-O同位素和年代学的特征,指示了兰坪盆地北缘存在两期不同类型的铅锌成矿事件。
相关成果近期发表在国际矿床学期刊Ore Geology Reviews (2021,131:104016)。文章具体信息:Liu, Y-F., Qi, H-W.*, Bi, X-W.*, Hu, R-Z., Qi, L-K., Yin, R-S., Tang, Y-Y., 2021. Two types of sediment-hosted Pb-Zn deposits in the northern margin of Lanping basin, SW China: Evidence from sphalerite trace elements, carbonate C-O isotopes and molybdenite Re-Os age. Ore Geology Reviews, 131, 104016. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2021.104016. 本成果由科技部973项目2015CB452603和国家自然科学基金面上项目资助 (41673052, 41973047, 41703047)联合资助。
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