黔西北福来厂铅锌矿床Pb同位素研究及地质意义_汤世凯

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贵州福来厂区域大地构造位于扬子板块西南 缘, 六盘水断陷西北端之威宁 NW 向构造变形区和 黔北褶皱带之毕节 NE 向构造变形区交汇部位( 图 1 右下) 。 区 域 上 主 要 出 露 晚 古 生 界 泥 盆 系 - 三 叠 沉积厚度大, 分布广泛, 岩性以海相沉积的灰岩 系, 和白云岩为主, 伴有陆相沉积的砂岩、 页岩。震旦系 黏土岩、 硅质岩, 早古生界寒武系 - 志留系灰岩、 白 砂页岩以及中生界侏罗系砂页岩 、 粉砂岩在区 云岩、 域的北东角有零星出露( 图 1 ) 。 NE 向断裂和褶皱为特 区域构造以发育 NW、 征, 福来厂矿床正处于区域性 NW 向垭都 - 蟒硐断 裂和 NE 向赫章 - 遵义断裂的交汇部位。 垭都 - 蟒 硐断裂是垭都 - 紫云断裂带的北西段主干断裂, 垭 都 - 紫云断裂为黔西南坳陷与黔中隆起的边界断
黔西北福来厂铅锌矿床产于石炭 - 二叠纪碳酸 盐岩中, 与美国密西西比 ( MVT ) 矿床具有一定的相 似性。前人对黔西北铅锌矿做了一些研究 ( 许亚明 2009 ; 金中国等, 2007 ; 冯 国 玉 等, 2009 ; 周 家 喜 等, 2010 ) , 但是, 对于矿床成因的两个核心问题, 即 等, 成矿时代和成矿物质来源, 存在很大争议。首先, 在 成矿时代方面, 有学者认为与峨眉山玄武岩浆活动 2004 ) , 时代相近 ( 黄智龙等, 即形成于晚二叠世或 稍晚; 有学者将水城青山铅锌矿石单阶段演化模式 1996 ) , 年龄( 134 ~ 192 Ma) 作为成矿年龄 ( 欧锦秀, 即形成于侏罗纪( 燕山期 ) ; 也有学者认为矿床形成 1998 ) 。 以往所得年龄 于新生代( 喜山期) ( 周朝宪, 的不准确是受到测定条件所限, 因而都带有一定的 主观推断, 从而得出不同的成矿时代。其次, 关于铅
卷( Volume) 36 , 期( Number) 4 , 总( SUM) 135 2012 , 11 ( November, 2012 ) 页( Pages) 549 ~ 558 ,

大地构造与成矿学
Geotectonica et Metallogenia
特征
倾向 NE, 倾角 75° ~ 80° , 断层面上见擦痕、 阶步, 垂直断距大于 40 m 长约 3. 1 km, 倾向 NE, 倾角 70° , 断层破碎带宽约 5 ~ 20 m, 见断层泥、 构造角砾岩, 断层破碎带内 节理、 裂隙发育, 断距 40 m 左右 长约 3. 3 km, 倾向 SW, 倾角 60° 左右, 断层破碎带宽约 10 ~ 20 m, 断距 50 ~ 100 m 长约 3. 5 km,是普查区内主要的控矿和容矿断层, 倾向 SW,倾角 60° ~ 75° , 断层破碎带宽约 5 ~ 20 m,断距 10 ~ 20 m 长约 3 km, 倾向 NW, 倾角 49° ~ 60° , 垂直断距约 50 m 长约 3. 5 km, 倾向 SE, 断距约 20 m 长约 1. 5 km, 倾向 NW, 倾角 60° ~ 80° 长约 1. 6 km, 倾向 NW, 倾角 60°
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归纳起来有三 锌矿的成矿物质来源也有不同意见, , ( , 1985 ; 唐森宁, 种 一是来源于赋矿层位 曾鼎权 1984 ) ; 二 是 来 源 于 下 伏 地 层 和 基 底 ( 郑 传 仑, 1994 ) ; 三是与峨眉 山 玄 武 岩 的 侵 位 有 关 ( 黄 智 龙 2004 ) 。由于没有采用合理的元素示踪, 等, 从而所 得的结论也带有一定的主观推测性 。 Pb 同位素已被广泛应用于成矿 大量研究表明, 年龄的研究中, 但由于地壳和地幔的不均一性和演 化的复杂性, 往往使得所获得的成矿年龄不理想 。 理论与实践表明, 使用铅同位素计算模式年龄的时 候应该让铅同位素比值接近所使用的模式增长曲 线, 这样的模式年龄才能真实反映成矿时代 ( 朱炳 1998 ) , 泉, 而正常铅的铅同位素恰好具有这一特 征, 这样研究正常铅的模式年龄就能取得很好的效 还要结合成矿区构造活动、 地层岀露及其 果。此外, 他方法所测得的成矿年龄进行综合分析 。在成矿物
黔西北福来厂铅锌矿床 Pb 同位素研究及地质意义
1 1 1 2 2 2 2 1, 3 汤世凯 , 马筱 , 李学刚 , 戴传固 , 张慧 , 周琦 , 况顺达 , 杨坤光
( 1. 中 国 地 质 大学 ( 武 汉 ) 构造与 油 气 资源教育 部重点实验室, 湖北 武 汉 430074 ; 2. 贵 州 省 地 质 调 查 研究院, 贵州 贵阳 550005 ; 3. 中国地质大学( 武汉) 地球科学学院, 湖北 武汉 430074 )
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第 36 卷
矿、 菱锌矿、 水锌矿、 白铅矿、 褐铁矿等。脉石矿物主 要为方解石、 白云石、 黏土或泥质, 次为重晶石、 石 英等。 在矿区内采集的 16 件样品均产于黄龙组 ( 图 2) , 11 件为含矿的方解石脉, 11和 矿脉样品 GZ50-
GZ5021 是明显的两期脉体 ( 图 3b ) , 1晚期 GZ501 脉穿插交错早期脉体 GZ5021, 早期矿脉的含矿 其余样品的矿脉野外产状均 程度明显较晚期的高, 矿区内晚期脉体产出较少。 其余 5 类似早期脉体, 件为矿脉的围岩, 岩性为黄龙组灰岩。
图1 Fig. 1
黔西北地区地质略图
Simplified geological map of the northwestern Guizhou province
第4 期
汤世凯等: 黔西北福来厂铅锌矿床 Pb 同位素研究及地质意义
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图2 Fig. 2
福来厂矿区地质简图
Geological sketch map of the Fulaichang leadzinc ore deposit 表1 福来厂矿区断层一览表
收稿日期: 2012 - 03 - 08 ; 改回日期: 2012 - 06 - 11
“贵州区域构造特征、 项目资助: 贵州省国土资源厅 构造演化与矿产空间分布关系研究” 和国家自然科学基金项目( 批准号: 40972137 ) 联合资助。 第一作者简介: 汤世凯( 1988 - ) , 男, 硕士研究生, 专业方向为构造地质学。Email: tsktop@ 163. com 通信作者: 杨坤光( 1954 - ) , 男, 教授, 博士生导师, 构造地质学研究方向。Email: yangkunguang@ 163. com
NE 向节理裂隙则没有发育铅锌矿化蚀变现象 。 矿体和矿化蚀变体均沿 NW 向断裂和节理裂隙 展布, 产状基本与 NW 向断裂、 节理一致。地表富集 矿体和矿化蚀变带有三处( 图 2 ) 。 Ⅰ( 毛姑坪子矿点 ) : 沿 F4 断层分布的似层状 ( 板状) 、 囊状、 透镜状矿体, 见铅锌矿化、 硅化、 褐铁 方解石化等蚀变现象。该矿体长约 300 m, 厚 矿化、 约 2 m, 矿化带宽 10 ~ 100 m, 赋矿围岩为石炭系黄 龙组 白 云 岩、灰 岩。 矿 石 品 位,Pb: 0. 98% ~ 22. 89% , Zn: 1. 28% ~ 45. 95% 。 ( 箐头矿点) : 铅锌矿化蚀变带沿 NW 向节理裂 Ⅱ 隙分布, 蚀变带长约 200 m, 宽 5 ~ 10 m, 见铅锌矿化、
硅化、 褐铁矿化、 方解石化、 孔雀石化、 铁锰质白云石 灰岩。矿石品 化等蚀变。赋矿围岩为黄龙组白云岩、 Pb: 0. 52% ~ 2. 88% , Zn: 0. 37% ~ 0. 95% 。 位, Ⅲ( 新山矿点) : 铅锌矿化蚀变带沿 NW 向节理 裂隙分布, 蚀变带宽 5 ~ 10 m, 见铅锌矿化、 硅化、 褐 铁矿化、 方解石化、 铁锰质白云石化等蚀变。赋矿围 Pb: 0. 54% ~ 灰岩。 矿石品位, 岩为黄龙组白云岩、 Zn: 1. 90% ~ 15. 10% 。 4. 89% , 所产出矿石为铅锌混合矿石, 具有自形 - 半自 形粒状结构、 溶蚀交代结构、 裂隙充填结构、 包粒结 构、 泥质及隐晶质结构。角砾状、 块状、 浸染状、 土状 等构造。矿石矿物中除方铅矿与闪锌矿外还有黄铁
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质来源方面,Pb 同位素在同位素演化和地质环境 2003 ; 朱炳 具有良好的示踪意义 ( 韩吟文和马振东, 1998 ; Zartman and Doe, 1981 ) 。 鉴于上述, 本文 泉, 模式年龄进行了探 对福来厂铅锌矿 Pb 同位素组成、 讨与研究, 为该成矿区的成矿年龄和成矿物质来源 提供了资料, 对于在黔西北进一步寻找铅锌矿床具 有一定的理论与实际意义。
摘 H 法可获得高准确性的模式年龄, 要: 单阶段演化正常铅用 H在黔西北福来厂铅锌矿床中采集 16 件矿脉和围
206 204 207 204 岩样品, 测定它们的 Pb 同位素组成, Pb / Pb 为 18. 5346 ~ 18. 7294 ( 均值 18. 5935 ) , Pb / Pb 为 15. 7408 ~ 208 Pb / 204 Pb 为 38. 9718 ~ 39. 1766 ( 均值 39. 0731 ) 。分析结果表明该矿区铅是正常铅, 15. 7603 ( 均值 15. 7519 ) , 利用
Table 1
编号 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 名称 马尿井断层 回水塘断层 沟头上断层 毛姑坪子断层 箐头断层 新山断层 福来厂断层 大白岩断层 性质 正断层 逆冲断层 逆冲断层 逆冲断层 正断层 逆断层 正断层 正断层
The faults of the Fulaichang leadzinc mining area
PbPb 同位素测年方法, 获得了矿脉铅的主模式年龄为 240 ~ 229 Ma, 围岩铅的主模式年龄为 254 ~ 230 Ma。 研究 表明该矿脉 Pb 模式年龄能代表成矿年龄, 反映铅主成矿期在印支期, 印支期区域隆升导致 NW 向区域正断层活 动, 这些断裂控制本区铅锌矿床的分布 。矿脉与围岩的 Pb 同位素组成相似, 年龄相近, 结合 Pb 同位素构造模式和 Δβ - Δγ 图解, 我们认为上地壳围岩是福来厂铅锌矿床成矿物质的主要来源, 基底能提供部分物质。 峨眉山玄武岩 后期热液对成矿物质有一定的影响 。 关键词: Pb 同位素; 成矿年龄; 物质来源; 铅锌矿; 黔西北 中图分类号: P597 ; P611 文献标志码: A 1552 ( 2012 ) 040549010 文章编号: 1001-
裂, 是一条深切基底、 长期活动的断裂, 古生代表现 为断陷性质, 中生代 ( 燕山期 ) 主要表现为左 行 剪 切。赫章 - 遵义断裂是黔北断褶带内规模较大的隐 该断裂为黔北坳陷与黔中隆起的边界断裂 , 伏断裂, 具有早期正断、 晚期逆冲的多期活动的特点。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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矿区地质特征
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区域地质概况
矿区范围在北纬 27° 01' ~ 27° 02' 和东经 104° 2 28' ~ 104°30' 之间, 面积达 13 km ( 图 2 ) 。区内出露 地层由老至新主要为石炭系下统大塘组 ( C1 d ) , 上 统黄龙组 ( C2 h ) , 二叠系下统梁山组 ( P1 l ) 、 栖霞组 ( P1 q) 和茅口组( P1 m ) 。 岩性除了梁山组为灰色中 细砂岩、 粉砂岩外, 其余各时代地 厚层状石英砂岩、 黄龙组第三段 ( C2 h ) 砂屑灰 层岩性均为碳酸盐岩, 岩、 生物屑灰岩、 白云岩是铅锌矿的主要赋矿层位 。 矿区构造属性位于 NW 向江子山背斜的北东 区内为单斜岩层, 倾角小, 单斜层内发育大型挠 翼, F2 , F3 , F4 ) 和 NE 向 ( F5 , 曲。区内发育 NW 向 ( F1 , F6 , F7 , F8 ) 两组断层及节理裂隙( 图 2 , 表 1) , 两组断 NW 向一组除 F1 外都为逆冲 层都表现为脆性活动, 断层。NE 向一组除 F6 外都为正断层。 NE 向断层 切割 NW 向断层, 形成稍晚( 图 3a) 。 NW 向节理裂隙发育有铅锌矿化蚀变现象 , 而
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