宁南地区铅锌矿地球化学特征

韩兆诣，梁斌，钟长洪



宁南地区铅锌矿地球化学特征

韩兆诣1，梁斌1，钟长洪2

（1. 西南科技大学环境与资源学院，四川 绵阳 621000；2. 四川地勘局攀西地质队，四川 西昌 615000）

攀西宁南地区是我国重要的铅锌矿成矿区。对该区四大块铅锌矿床矿石、围岩微量、稀土元素特征研究表明，矿体顶底、板白云岩均具有弱的或较高的正铕异常，δEu为1.13~2.23；而铅锌矿化白云岩却具有弱的负铕异常，δEu为0.64~1.00。这一特征反映了海底喷流卤水参与了铅锌矿床的成矿作用，具有SEDEX型铅锌矿的成因特点。

铅锌矿；地球化学；矿床成因；宁南地区

四川攀西宁南地区位于扬子地台西南缘的滇川黔铅锌多金属成矿区，是我国重要的铅锌矿矿集区，目前已经发现大、中、小型铅锌多金属矿床和矿点400多个，主要赋存于震旦-寒武灯影组白云岩之中。前人对该区的铅锌矿成矿作用已进行了大量的研究，但是对矿床的成因存在不同的认识，主要有两种观点：一种认为该区铅锌矿成矿作用经历了沉积-成岩期初步富集和后生期叠加成矿两个成矿阶段，属典型的密西西比型（MVT型）[1-4]；另一种认为该区铅锌矿为海底热水喷流沉积型（SEDEX型）[5]。通过对攀西宁南地区典型铅锌矿床矿体围岩、顶底板及矿石微量、稀土元素特征研究，探讨其矿床成因，为该地区地质找矿提供依据。

1 地质特征及样品采集

四大块铅锌矿矿区出露地层主要有震旦系上统-下寒武灯影组和下寒武统筇竹寺组。灯影组为一套厚层块状白云岩，局部为黑色含燧石条带泥质白云岩，其上部的麦地坪段是矿区含矿层位，主要由厚层状微晶白云岩、中厚层状微晶白云岩夹硅质条带白云岩组成。在麦地坪段中有上、下两个含矿层，分布位于麦地坪组顶部和底部。

本次研究，在该矿区四大块铅锌矿区，麦地坪组顶部矿层中采集了4件样品（编号Kd15），其中铅锌矿矿化白云岩2件，顶底、板岩白云岩样品各1件；麦地坪组下部矿层中采集了3件样品（编号BT），矿石及顶、底板样品各1件。

2 微量元素特征

四大块铅锌矿具铅锌矿化的白云岩及顶底板白云岩的微量元素分析结果见表1。成矿作用是在特定的地质条件下，元素迁移、富集的过程，矿石和围岩中微量元素的富集和迁移是对成矿作用的记录。

将四大块具铅锌矿围岩（顶、底板岩石）中的微量元素与世界碳酸盐岩（涂里千和费德波，1961）相比较，围岩的白云岩中显著富集成矿元素Pb、Zn和伴生微量元素Cu、Co、Cd、Hg，总体上亏损Sr、V、Cr、Ga、Th、U等元素（图1），这表明在白云岩形成时盆地热液活动剧烈，海水中富含金属元素，改造成矿作用和白云岩化的热液中富含基性岩浆热液。具铅锌矿矿化的白云岩（矿石）中的微量元素与世界碳酸盐岩（涂里千和费德波，1961）相比较，显著富集Pb，个别样品中显著富集Zn等成矿元素，Cu、Co、Cd、Rb等元素也显著富集，普遍亏损Sr、V、Ni、Ga、Th、U等元素（图2），与围岩的微量元素分布特征相似。围岩与矿石微量元素特征上的相似性表明铅锌矿经历了沉积-改造成矿作用。

表1 四大块铅锌矿矿石、围岩微量元素分析结果表（×10-6）

测试单位：武汉岩矿测试中心

图1 围岩/世界碳酸盐岩微量元素蛛网图

图2 矿石/世界碳酸盐岩微量元素蛛网图

3 稀土元素特征

四大块铅锌矿稀土元素分析结果见表2。

表2 四大块铅锌矿矿石、围岩稀土元素（×10-6）分析结果表

测试单位：武汉岩矿测试中心

从表2可以看出，具铅锌矿矿化的白云岩（矿石）以及顶、底板岩石在稀土元素特征上存在显著的差异，均具有矿化的白云岩稀土总量高于围岩，围岩具有正铕异常而具矿化的白云岩具有中等的负铕异常或无异常的特点。麦地坪组上部矿层矿石和围岩的稀土总量（∑REE）在（34.34～148.91）×10-6之间，具矿化的白云岩稀土总量（73.64×10-6、148.91×10-6）是围岩（31.11×10-6、34.34×10-6）的2~5倍，具有中等的负铕异常，δEu为0.64、0.77，而围岩具有高的正铕异常，δEu为2.22、2.23，均具有弱～中等的负铈异常，δCe在0.62～0.89之间，轻稀土相对重稀土富集，（La/Yb）N在6.50～19.93之间，其球粒陨石标准化的稀土元素分布模式向右倾斜（图3）。麦地坪组下部矿层中，稀土总量在（5.56～10.48）×10-6之间，具矿化的白云岩与围岩样品稀土总量差别不大，但总体上仍高于围岩中的稀土总量，无铕异常，但围岩具有弱－中等的正铕异常，δEu为1.44、1.13，具矿化的白云岩具有中等的的负铈异常，δCe为0.69，围岩具有弱的负铈异常或正异常，分别为0.78、1.31，轻稀土相对重稀土富集，（La/Yb）N在9.63～17.79之间，其球粒陨石标准化的稀土元素分布模式向右倾斜（图4）。

图3 四大块铅锌矿顶部矿层稀土元素分配图

（用Nakamura,1977球粒陨石标准化）

图4 四大块铅锌矿下部矿层稀土元素分配图

（用Nakamura,1977球粒陨石标准化）

4 稀土元素特征对矿床成因的指示

矿物和岩石的稀土元素含量和特征可以反映物质来源、形成环境和介质的性质[6-8]，其地球化学特征记录了成矿流体的来源及演化等方面的重要信息[9-11]。稀土元素Eu，被认为是唯一一个可以从Eu3+还原为Eu2+的元素。Eu是以Eu3+还是Eu2+存在，主要受氧化还原电位、温度、pH值和压力条件控制[12]。Sverjensky[13]和Bau[7]指出:在常温常压条件下，Eu在水溶液中以Eu3+形式存在；Eu3+/Eu2+的氧化还原电位随温度的增加而强烈增大，随pH值增大而有轻微增加，压力的变化影响很小。所以，Eu3+被还原为Eu2+的氧逸度随温度的增加而增加，当温度足够高时，即使在中等还原环境下，Eu以Eu2+形式出现，故高温流体中Eu2+占主导。Eu2+由于离子半径大，不易被吸附到矿物晶格中从而导致流体相对富Eu；当温度降低（小于250℃）而使Eu2+重新被氧化时[12]，由于Eu3+半径（0.99）与Ca2+接近，所以较易置换出钙质矿物的Ca2+，使得此类矿物中呈Eu正异常。因此白云岩中存在的δEu正异常,反映了存在较高温度的流体活动。丁振举等[9]报道了海底热液系统高温流体的稀土元素具有明显的正Eu异常。对现代大洋中脊热水系统喷口流体稀土元素组成的调查表明，显著的Eu正异常是高温流体（>250℃）普遍的特征。

四大块铅锌矿矿石顶底板的白云岩均具有弱的或较高的正铕异常，而具铅锌矿矿化的白云岩却具有弱的负铕异常。正常沉积碳酸盐岩的REE组成与海水REE的组成有关，正常海水的REE含量较低，具有强的负Ce异常、Eu异常不明显的特点，而成矿热液的REE含量较高，并且通常具有正Eu异常。正常海水与喷流含矿热水的REE组成特征的不同反映在碳酸盐岩样品的δEu值上。受喷流卤水影响的岩石样品具有正的Eu异常，而正常沉积碳酸盐岩Eu负异常或无异常。四大块铅锌矿顶、底板白云岩为δEu为1.13~2.23，具有正铕异常，反映了海底喷流卤水参与铅锌矿床的成矿作用。因此，攀西宁南地区铅锌矿的成矿作用与海底喷流热卤水有关，具有SEDEX型铅锌矿的成因特点。

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Geochemical Characteristics of the Pb-Zn Deposits in the Ningnan Area

HAN Zhao-yi1LIANG Bin1ZHONG Chang-hong2

（1. College of Environment and Resources, Southwest University of Science and Technology, Mianyang, Sichuan 621000；2. Panxi Geological Party, BGEEMRSP, Xichang, Sichuan 615000）

TheNingnan area is an important lead-zinc mineralization area in China. The δEu values for dolomite as wallrock vary from 1.13 to 2.23, while δEu values for Pb-Zn-mineralized dolomite range from 0.64 to 1.00. This indicates that submarine brine took part in the mineralization of lead-zinc deposits and the deposit is a SEDEX type one.

lead-zinc deposit; geochemistry; ore genesis; Ningnan area

2017-04-25

中国地质调查局项目（1212010610206）资助

韩兆诣（1992-），男，河北唐山人，硕士研究生，主要从事矿产地质调查研究

P618.42,43；P632+.2

A

1006-0995（2018）03-0394-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.03.009