黔东柏松铅锌矿床闪锌矿LA-ICP-MS微量元素组成特征及其地质意义

崔 苗, 胡煜昭, 2*, 程 涌, 3, 许赛华, 李丕优, 易思材, 范惠珺

黔东柏松铅锌矿床闪锌矿LA-ICP-MS微量元素组成特征及其地质意义

崔 苗1, 胡煜昭1, 2*, 程 涌1, 3, 许赛华1, 李丕优1, 易思材1, 范惠珺1

(1. 昆明理工大学 国土资源工程学院, 云南 昆明 650093; 2. 西南地质调查所, 云南 昆明 650093; 3. 昆明冶金高等专科学校 冶金与矿业学院, 云南 昆明 650033)

黔东柏松铅锌矿床位于扬子板块东南缘的湘西–黔东成矿带。与该成矿带内其他铅锌矿床相比, 柏松铅锌矿床地质地球化学研究程度较低, 矿床成因类型以及Cd、Ge、Ga等关键金属元素在闪锌矿中的赋存状态尚不清楚。本文通过LA-ICP-MS对该矿床闪锌矿微量元素组成进行分析, 结果显示: 柏松铅锌矿床中闪锌矿富集Cd、Fe、Ge、Pb, 亏损V、Co、Ni、Cu、Te、Bi等元素。结合闪锌矿微量元素含量和Zn/Cd、Zn/Fe值特征, 认为该矿床形成温度较低, 根据Fe、Ga、Ge、Mn和In估算其成矿温度在75～135 ℃之间。闪锌矿中Fe与Cd具有较明显的负相关性, 表明它们主要以类质同象的形式赋存于闪锌矿中,替代机制为: Zn2+↔Fe2+、Zn2+↔Cd2+, 而Ge主要的替代机制为2Zn2+↔Ge4++□(□为晶体空位), Ga与Cu替代机制为2Zn2+↔Ga3++Cu+, In与Cu可能存在(Cu++In3+)↔2Zn2+的替代机制, In与Ga可能存在3Zn2+↔In3++Ga3+的替代机制, In与Sn可能存在3Zn2+↔In3++Sn2++□、3Zn2+↔In3++Sn2++(Cu, Ag)+或3Zn2+↔In3++Sn2++Sn4++(Cu, Ag)++□的替代机制。综合其宏观地质特征及微量元素特征认为该矿床与美国密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床相似。

湘西–黔东成矿带; 柏松铅锌矿床; 闪锌矿; 微量元素; LA-ICP-MS

0 引 言

黔东柏松铅锌矿床位于扬子板块东南缘的湘西–黔东铅锌成矿带中, 目前, 在该成矿带内已发现规模大小不一的铅锌矿床(点)数十个, 由北向南依次为湘西龙山矿田(陈明辉等, 2008)、保靖敖溪矿田(杨绍祥和劳可通, 2007)、花垣渔塘矿田、凤凰茶田矿田和黔东松桃盘石、松桃县嗅脑、铜仁卜口塘、万山、凯里市叶巴洞、龙井街和柏松(黄远成, 2003)、丹寨县摆泥等铅锌矿床, 最南边延伸至都匀牛角塘矿床(叶霖等, 2005)。铅锌矿床(点)表现出成带和成群产出的特征(陈明辉等, 2008)。柏松铅锌矿床矿石总资源储量为4.597×105t, 矿床平均品位为6.72%, 具有较高的经济价值。然而, 相较湘西–黔东成矿带内的其他铅锌矿床(如湖南花垣李梅、渔塘、贵州牛角塘、大硐喇等矿床), 柏松铅锌矿床的地质地球化学研究程度较低, 仅少数学者对该矿床地质特征和矿物特征进行了初步研究(黄远成, 2003; 程涌等, 2022), 有关矿床Pb、Zn成矿温度、微量元素赋存机制、矿床成因类型等依然不清楚。

硫化物的微量元素组成记录了成矿流体的化学组成和成矿的物理化学条件, 为探讨成矿过程提供重要信息依据(Münch et al., 1999; Yang et al., 2006)。闪锌矿作为铅锌矿床中最主要的矿石矿物之一, 其微量元素特征中往往储存着十分丰富的成矿相关信息。“三稀”矿产资源作为战略性资源备受国家关注, 而闪锌矿中往往富含Ga、Ge、In、Cd等多种稀散元素(分散元素), 可供开发利用, 因此, 查明柏松铅锌矿床闪锌矿中分散元素的富集规律可为矿产资源的综合利用提供参考(胡鹏等, 2014)。以往单矿物微量元素含量多为人工镜下挑选样品, 化学溶样后采用质谱测试获得, 样品纯度无法保障, 对测试结果可信度有一定影响。近年来, 随着激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)分析测试技术的进步, 使得原位分析测试闪锌矿的微量元素组成成为可能。利用LA-ICP-MS对硫化物开展原位分析不仅可以获得其微区的微量元素化学组成, 还能有效地判别硫化物中各微量元素的赋存形式(冷成彪和齐有强, 2017)。本研究采用LA-ICP-MS对柏松铅锌矿床闪锌矿开展原位微量元素分析, 并结合激光剥蚀曲线拟系统揭示Cd、Ge和Ga等关键金属元素在闪锌矿中的赋存形式。由于目前在本区矿石和脉石中均未观察到流体包裹体, 导致该矿床成矿温度还未明确。而闪锌矿的微量元素特征可以对成矿温度有一定指示, 因此是较为理想的一种地质温度计(刘英俊等, 1984; Frenzel et al., 2016; Leng et al., 2019)。此外, 通过与其他类型矿床中闪锌矿微量元素进行对比, 结合矿床产出地质特征, 探讨该矿床形成的物理化学条件及其成因类型, 为深入认识该矿床铅锌成矿作用提供理论依据。

1 地质背景

研究区大地构造位置处于扬子板块和华南褶皱带相接的保靖–铜仁–玉屏–凯里–三都大断裂带上(黄远成, 2003), 属于铜仁开阔复式褶皱变形区, 位于丹寨–松桃一线的狭窄带状区域, 该区广泛出露寒武系, 区内重大构造界面显示其经历了多期次造山演化过程。构造形迹及构造界面主要有褶皱、断层、劈理、平行不整合、角度不整合等, 线性构造为NNE-NE向、近EW向, 构造样式以阿尔卑斯型复式褶皱组合为特征, 间有一些变形相对较弱的穹盆构造(贵州省地质调查院, 2017)。

柏松铅锌矿区内主要出露的地层由老至新依次为寒武系清虚洞组、高台组、石冷水组及第四系(图1),含矿地层为寒武系清虚洞组、石冷水组(黄远成, 2003)。区内主要构造包括褶皱及NE向、近SN向、近EW向3组断层, 其中施硐口断层为区内主要的控矿断层, 调查显示, 当前已知的铅锌矿床(点)大部分都分布在该断层附近; 褶皱位于柏松背斜的北西侧, 区内铅锌矿床(点)位于该背斜近轴部。松柏背斜北西翼保存完整, 南东翼已被施硐口断层破坏, 轴向为NE向, 核部出露寒武系, 翼部为寒武系、奥陶系, 地层倾向W、NW, 倾角一般为5°～30°。

黄远成(2003)根据矿体产出部位的差异, 将柏松铅锌矿床划分了4个含矿层(图2), 由下至上编号依次为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。其中含矿层Ⅰ是主要含矿层, 呈似层状产于清虚洞组上部岩层中, 含矿岩性为灰色、深灰色中厚层鲕粒白云岩、细晶白云岩; 含矿层Ⅱ呈似层状产于清虚洞组顶部与高台组接触带附近, 含矿岩性为灰色鲕状白云岩; 含矿层Ⅲ呈似层状产于石冷水组下部岩层中, 含矿岩性为灰色厚层角砾状白云岩; 含矿层Ⅳ呈似层状产于石冷水组下部岩层中, 含矿岩性为灰色厚层鲕粒白云岩。

柏松铅锌矿床矿物组成比较单一, 白云石作为主要的透明矿物在矿石中大量分布, 而金属矿物主要有闪锌矿、方铅矿、白铁矿以及少量黄铁矿, 氧化次生矿物有菱锌矿、铅钒、赤铁矿等。矿石构造主要有不规则斑杂状构造(图3a)、网脉状构造(图3b)、星点状构造(方铅矿的细晶颗粒呈星点状分布于鲕状豆状白云岩中)(图3c、k、l), 矿石结构主要为港湾状结构、胶结结构、网脉状结构、交代残余结构、包含结构、放射状结构、菱形和柱状自形晶结构、压碎结构等(图3d～j)。

1. 第四系; 2. 寒武系石冷水组; 3. 寒武系高台组; 4. 寒武系清虚洞组; 5. 寒武系耙榔组; 6. 震旦系留茶坡组; 7. 震旦系陡山沱组; 8. 南华系南沱组; 9. 青白口系清水江组; 10. 地层界限; 11. 断层及产状; 12. 地层产状; 13. 探槽及编号; 14. 见矿钻孔及编号; 15. 未见矿钻孔及编号; 16. 实(推)测铅锌矿体; 17. 古(残余)油藏; 18. 铅锌矿床。

图2 柏松铅锌矿5号勘探线剖面图

2 分析测试方法

本次研究共采集了51件矿石样品, 将样品磨制成55片光薄片, 从中选取了3个具有代表性的样品, 在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进行闪锌矿LA-ICP-MS原位微量元素分析。实验中采用GeoLasPro 193 nm ArF准分子激光器作为激光剥蚀系统, 使用Agilent 7700x电感耦合等离子质谱仪。激光剥蚀过程中使用直径26 μm的束斑, 5 Hz的激光频率, 能量密度为3 J/cm2, He作为载气, 流速为350 mL/min, 在样品仓中将经过剥蚀的气溶胶与输送气体的Ar(900 mL/min)混合。每次分析时间包括背景采集(空白气体)大约30 s和数据采集60 s, 测试过程采用GSE-1G、GSD-1G和MASS-1作为外标。测试元素有Si、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、Tl、Pb、Bi, 详细分析流程见Cook et al. (2009)和Ye et al. (2011a), 数据处理采用闪锌矿中Zn元素含量理论值作为内标, 这种处理方法所得的微量元素含量通常要比实际值偏高, 但根据叶霖等(2012)的研究成果, 其变化幅度一般不超过5%。因此, 本文认为用闪锌矿中Zn元素含量理论值作为内标计算得到的微量元素的含量是可靠的(Cook et al., 2009; Hu et al., 2020)。

3 结果与分析

通过数据对比分析可知柏松铅锌矿床中闪锌矿微量元素具有以下几个特征(表1):

①Cd含量非常高, 为(1506～11812)×10−6, 平均含量为4857×10−6, 与湘西–黔东成矿带内其他典型铅锌矿床的闪锌矿Cd含量范围基本一致(Ye et al., 2011a, 2011b; 曹亮等, 2017; Hu et al., 2020)。

②Fe含量较高, 为(850～10788)×10−6, 平均含量为3067×10−6; Ge、Pb、Tl次之, Ge含量为(120～334)×10−6, 平均含量为245×10−6; Pb含量为(110～556×10)−6, 平均含量为256×10−6; Tl含量为(2.80～14.9)×10−6, 平均含量为8.54×10−6; Ga、As、Ag、In、Mn、Sn、Sb含量低, 为(0.01～16.4)×10−6, 部分测点低于仪器检测限。

③V、Cr、Co、Ni、Cu、Se、Te、Bi等含量极低, 大部分低于仪器检测限。

④与矽卡岩型矿床(核桃坪、芦子园)、喷流沉积(SEDEX)型矿床(大宝山、白牛厂)、火山块状硫化物(VMS)型矿床(老厂)、砂岩型矿床(金顶)、美国密西西比河谷型(MVT)矿床(马元、牛角塘、花垣、Tennessee)中闪锌矿相比, 柏松铅锌矿床中闪锌矿富集Ge、Pb、Cd, 亏损Mn、Co、Cu等微量元素(图4)。

总体上, 柏松铅锌矿床闪锌矿微量元素富集Cd、Fe、Ge、Pb、亏损V、Co、Ni、Cu、Te、Bi。

4 讨 论

4.1 成矿温度

流体包裹体显微测温是测定成矿温度最为精确的方法, 但由于研究区闪锌矿透明度低, 目前未观察到流体包裹体, 故通过闪锌矿微量元素含量对其成矿温度进行估算。余琼华等(1985)研究认为, 闪锌矿的Zn/Fe值对铅锌矿的成矿温度具有一定指示意义。当Zn/Fe<10, 指示其为中高温成矿, Zn/Fe>10, 则指示其为中低温成矿。柏松铅锌矿床Zn/Fe平均值为3067, 故其应为中低温成矿。闪锌矿的Zn/Cd值也常用于探讨其成矿温度(刘英俊等, 1984), 高温、中温及低温条件下形成闪锌矿的Zn/Cd值分别为>500、250左右和<100, 柏松铅锌矿床30个测点中Zn/Cd值仅6个测点高于250, 其余为56～227, 指示其成矿温度为中低温。

(a) 不规则斑杂状构造; (b) 网脉状构造; (c) 星点状构造(方铅矿的细晶颗粒呈星点状分布于鲕状豆状白云岩中); (d) 闪锌矿呈脉状结构, 反射光; (e) 闪锌矿胶结白云石呈胶结结构, 反射光; (g) 方铅矿沿闪锌矿周边进行交代形成交代残余结构, 反射光; (g) 白铁矿呈压碎结构交代闪锌矿, 反射光; (h) 白铁矿呈放射状结构、菱形和柱状自形晶结构, 反射光; (i) 菱锌矿交代闪锌矿呈交代残余结构, 反射光; (j) 方铅矿溶蚀闪锌矿呈港湾状结构, 反射光; (k) 细小的白云石颗粒形成鲕状白云岩, 透射光; (l) 闪锌矿在鲕状白云岩中呈星点状分布, 反射光; (m) 鲕状白云岩裂隙中薄膜状沥青; (n) 矿石中方铅矿与沥青共生; (o) 沥青激光拉曼光谱图。矿物代号: Gn. 方铅矿; Sp. 闪锌矿; Dol. 白云石; Bit. 沥青; Smi. 菱锌矿; Mrc. 白铅矿。

表1 柏松铅锌矿床闪锌矿LA-ICP-MS微量元素分析结果(×10−6)

注: “/”表示低于仪器的检测限。

Frenzel et al. (2016)收集了世界各地463个不同类型的铅锌矿床中闪锌矿的微量元素组成、流体包裹体温度和盐度资料, 并对这些资料进行了统计分析, 认为闪锌矿中Ge、Mn、Ga、Fe、In元素组合(1*)可作为地质温度计。其中,1*计算表达式如下:

1*=ln[(0.22 Ga×0.22 Ge)/(0.37 Fe×0.20 Mn×0.11 In) (1)

式中:为闪锌矿中各微量元素的质量分数(Ga、Ge、In、Mn单位为×10−6, Fe为%)。1*与包裹体均一温度之间的经验公式为:

(℃)=−(5.4±7.3)×1*+(208±10) (2)

根据公式(1)计算获得1*的变化范围为1.02～ 2.75, 平均值为2.05, 与MVT型铅锌矿床的值(平均值为1.37; 程涌, 2022)较为接近, 而与其他类型的铅锌矿床存在明显区别, 比如沉积岩容矿的块状硫化物矿床(SHMS, −1.12)、火山岩容矿的块状硫化物矿床(VHMS, −1.32)、脉状矿床(VEIN, −0.77)和高温热液交代矿床/矽卡岩矿床(HTHR, −1.91)(程涌, 2022)。本次采用公式(2)计算得到柏松铅锌矿闪锌矿的平均温度范围为59～152 ℃, 大部分集中在75～135 ℃之间(图5), 其中存在的3个温度较低点,可能是由于闪锌矿单矿物中元素分布不均所导致。

矿床代号: BS. 柏松; HTP. 核桃坪; LZY. 庐子园; DBS. 大宝山; BNC. 白牛厂; LC. 老厂; JD. 金顶; MY. 马元; NJT. 牛角塘. HY. 花垣; TEN. Tennessee; 核桃坪、庐子园、大宝山、白牛厂、老厂、金顶、牛角塘数据据Ye et al., 2011a; 马元数据据胡鹏等, 2014; 花恒数据据隗含涛等, 2021; Tennessee数据据Bonnet et al., 2016。

4.2 Cd、Ge和Ga等关键金属富集特征及其赋存形式

相较传统的电子探针, LA-ICP-MS技术具有检测限更低的优点, 不但能获得硫化物中微量元素的精确含量, 还能够体现出元素随着激光剥蚀深度变化的空间变化趋势。因此, 它可以帮助我们更好地了解微量元素在矿物中的赋存形式(Cook et al., 2009; Ye et al., 2011a; George et al., 2015; Wei et al., 2018; Li et al., 2020)。

本次测试的闪锌矿在LA-ICP-MS激光剥蚀信号强度谱图(图6)中, Fe、Cd曲线较平直, 与Zn变化一致。Cd2+次外层有18个电子, 构成方式与Zn2+相似, Fe2+为性质与Zn2+相近的过渡型离子, 由于Cd2+、Fe2+与Zn2+具有相同的离子类型、相似的离子半径, 因此可以通过类质同象代替Zn2+进入闪锌矿中(Liu et al., 2008)。此外, 柏松铅锌矿床中闪锌矿的Fe和Cd、Zn元素含量之间呈现出一定的负相关关系(表2)。这些特点指示了柏松铅锌矿床闪锌矿中Fe与Zn、Cd与Zn之间分别以+2价的形式直接取代: Zn2+↔Fe2+、Zn2+↔Cd2+(Cook et al., 2009; Belissont et al., 2014; 吴越等, 2019)。

许多矿床闪锌矿中Ge、Ga与Cu等单价元素相关性强烈, 这指示了其中存在3Zn2+↔Ge4++2Cu+、2Zn2+↔Ga3++Cu+的替代机制(Belissont et al., 2014), 而对于Ge、Ga与Cu无相关性的闪锌矿, 可能的替代机制为2Zn2+↔Ge4++□(□为晶体空位)、3Zn2+↔ 2Ga3++□(Cook et al., 2011; Belissont et al., 2014)。柏松矿床闪锌矿Ge与Cu的相关系数为0.16(表2), 相关性不大, 反映其主要的替代机制应为2Zn2+↔Ge4++□,而Ga与Cu的相关系数为0.85(表2), 则其替代机制应为2Zn2+↔Ga3++Cu+。

图6 闪锌矿LA-ICP-MS时间分辨率剖面图

表2 闪锌矿微量元素相关系数矩阵

In在大多数矿物中以In3+形式存在, In与Cu呈明显的正相关关系(相关系数为0.90, 表2), 指示其可能存在Cu++In3+↔2Zn2+的替代机制(Cook et al., 2009)。除此之外, In与Ga也呈现非常明显的正相关关系(相关系数为0.93, 表2), 指示其可能存在3Zn2+↔In3++Ga3+的替代机制。In与Sn之间存在一定的正相关关系(相关系数为0.53, 表2), 指示了3Zn2+↔In3++Sn2++□的替代机制。然而, 如果闪锌矿晶格中存在Sn2+、Sn4+, 则也可能存在3Zn2+↔In3++ Sn2++(Cu, Ag)+或4Zn2+↔In3++Sn4++(Cu, Ag)++□的替代机制(郭飞等, 2020)。

4.3 矿床成因类型

目前, 越来越多的研究表明, 闪锌矿的一些微量元素的质量分数或其比值能反映矿床成因类型(Hall and Heyl, 1968; Möller, 1987; Cook et al., 2009; Ye et al., 2011a; 胡鹏等, 2014; Frenzel et al., 2016)。不同成因类型矿床中闪锌矿Ga、Ge、In含量差别一般比较大, 曹华文等(2014)研究发现高In、低Ge含量(Ga/In<1、Ge/In<0.1)是与岩浆或火山活动有关的铅锌矿床中闪锌矿的特征; 而与盆地卤水有一定关系并且成矿温度不高的矿床中闪锌矿则相对富集Ge亏损In, Ge/In值较大(胡鹏等, 2014)。柏松铅锌矿床中闪锌矿的特点为Gd、Ge相对富集, In含量则相对较低, Ge与In比值大, 指示了该矿床为与盆地卤水有关的中低温矿床。

利用LA-ICP-MS分析技术, 通过对中国南方的矽卡岩型(云南核桃坪和芦子园)、与岩浆或火山活动有关的块状硫化物型(云南白牛厂、老厂、广东大宝山)以及MVT型(陕西马元、湖南花垣、美国Tennessee、贵州牛角塘等)铅锌矿床中的闪锌矿进行微量元素特征对比, 结果表明各种成因类型矿床中闪锌矿微量元素特征差别比较大,在Co-Fe、Cd-Mn、Fe-Mn、Cd-Fe关系图中(图7), 不同成因类型的矿床呈现出了较为明显的区域性分布特征。柏松铅锌矿床中闪锌矿微量元素特征与MVT型铅锌矿床相似, 而与矽卡岩型和块状硫化物型矿床存在较明显的差别。另外, 通过比较柏松铅锌矿床和典型MVT型铅锌矿矿床特征, 发现两者具有较高相似度(表3)。总的来看, 柏松铅锌矿床属于典型的MVT型铅锌矿床。

4.4 有机质与铅锌矿成矿的联系

李荣西等(2021)研究表明, 许多MVT型铅锌矿床与油气田在空间上的分布具有一致性, 两者都分布在前陆盆地生烃中心边部的基底隆起区、构造高点或穹隆, 是前陆构造油气运移的指向区, 或是油气聚集成藏的构造圈闭。甚至有些铅锌矿床构造本身就是一个古油气藏的构造圈闭(Bouhlel et al., 2016; Xiong et al., 2017)。例如, 美国密西西河流域的密苏里州中部(Central Missouri district)、密苏里州东南部(Southeast Missouri district)、肯塔基州中部(Central Kentucky district)、密西西比河谷上游(Upper Mississippi Valley district)和田纳西州中部(Central Tennessee district)等铅锌矿矿集区, 与油气田一样都围绕伊利诺伊盆地寒武系沉积中心(也就是生烃中心)分布(Barnes, 1996); 我国塔里木盆地内发现的百亿吨储量的沥青, 盆地边缘分布着大量金属矿床, 如乌拉根超大型铅锌矿床(董新丰等, 2013); 分布在四川盆地周缘的铅锌铜矿床与盆地内富H2S的天然气或沥青有着非常密切的时空及成因联系(李厚民和张长青, 2012; 吴越等, 2013; 李荣西等, 2021); 滇西北兰坪中–新生代沉积盆地中产出了中国最大的铅锌矿床, 金顶穹窿内集中产出了数量巨大的铅锌矿石和丰富的轻质原油、重油、烃类气、沥青等有机物质(王新利等, 2009; 高炳宇等, 2012); 柏松铅锌矿床与凯里古油藏在空间上也具有一致性(高波等, 2015)。

前人研究认为, Cd主要富集在低温成因铅锌矿床的闪锌矿中(陶琰等, 2019; 温汉捷等, 2019), 并且Cd表现出亲有机质的特性, 有机质参与成矿可能是低温热液铅锌矿床中Cd超常富集的重要原因(陶琰等, 2019)。有机质对分散元素富集的意义在于:①有机质对分散元素富集起到吸附作用; ②有机质降解产生的腐殖酸能与分散元素金属阳离子形成有机络合物, 有利于分散元素在溶液中进行搬运(Lu and Fu, 1991)。在许多富集分散元素(如Cd、Ga、Ge、Tl)的铅锌矿床中, 都可以看到有机质参与的迹象。如: 黑色岩系中, 成矿期形成大量草莓状和结核状金属硫化物的贵州牛角塘铅锌矿床和角砾岩中发现大量沥青的云南富乐富Cd铅锌矿床(陶琰等, 2019); 在MVT型铅锌矿床中, 成矿流体往往具有油田卤水的性质, 在矿石和围岩中也常见到沥青等有机质(Gize et al., 1987; Arne, 1991)。这些现象表明有机质对铅锌矿床中的分散元素特别是Cd、Tl的活化、迁移和富集具有重要意义。

矿床代号: BS. 柏松; HTP. 核桃坪; LZY. 庐子园; DBS. 大宝山; BNC. 白牛厂; LC. 老厂; JD. 金顶; MY. 马元; NJT. 牛角塘; HY. 花垣; TEN. Tennessee; 核桃坪、庐子园、大宝山、白牛厂、老厂、金顶、牛角塘数据据Ye et al., 2011a; 马元数据据胡鹏等, 2014; 花恒数据据隗含涛等, 2021; Tennessee数据据Bonnet et al., 2016。

表3 柏松矿床与典型MVT型矿床特征对比

本研究在柏松铅锌矿层下部鲕状白云岩裂缝中发现了大量薄膜状沥青(图3m), 在矿石样品中也发现与方铅矿共生的沥青(图3n、o), 表明该矿床中油气有机质可能与Pb-Zn成矿具有一定的成因联系。有机质对柏松矿床闪锌矿中Cd的富集(最高可达1.18%)可能具有重要意义, 但仍需进一步的研究。

5 结 论

(1) 黔东柏松铅锌矿床中闪锌矿富集Cd、Fe、Ge、Pb, 亏损V、Co、Ni、Cu、Te、Bi等元素。

(2) 通过闪锌矿微量元素Fe、Ga、Ge、Mn和In估算, 柏松矿床成矿温度在75～135 ℃之间, 表明该矿床形成于中低温环境。

(3) 闪锌矿中Fe、Cd的赋存机制主要为Zn2+↔ Fe2+、Zn2+↔Cd2+, Ge主要的替代机制为2Zn2+↔ Ge4++□, Ga与Cu为2Zn2+↔Ga3++Cu+的替代机制, In与Cu可能存在(Cu++In3+)↔2Zn2+的替代机制, In与Ga可能存在3Zn2+↔In3++Ga3+的替代机制, In与Sn可能存在3Zn2+↔In3++Sn2++□、3Zn2+↔In3++Sn2++(Cu, Ag)+或3Zn2+↔In3++Sn2++Sn4++ (Cu, Ag)++□的替代机制。

(4) 柏松铅锌矿床中闪锌矿微量元素特征和矿床地质特征均与典型MVT型铅锌矿床相似。

致谢:东华理工大学冷成彪教授和中国科学院地球化学研究所朱传威副研究员对本文给出了宝贵意见,对本论文质量提升有巨大的帮助, 在此表示衷心的感谢!

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基于发挥出纪检监察队伍的作用目的，需要做好第二步工作，依靠利剑消除腐败现象。不同党支部进行选举的过程中，应该严格遵循相关流程规定选举纪检委员。其中以廉洁公正、勇于担当且严于律己作为评判标准。从当前对企业的了解可知，该公司中的17个基层党支部都配备了专门的纪检委员人员。依据相关规定加以严格考核，对各个基层纪检委员发放相应的岗位职责规定，凸显出一定的监管效果。

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LA-ICP-MS trace element analysis of sphalerite in the Baisong Pb-Zn deposit at Eastern Guizhou and its geological significance

CUI Miao1, HU Yuzhao1, 2*, CHENG Yong1, 3, XU Saihua1, LI Piyou1, YI Sicai1, FAN Huijun1

(1. Faculty of Land Resources Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, Yunnan,China; 2. Yunnan Mineral Resources Laboratary, Kunming 650093, Yunnan, China; 3. Faculty of Metallurgy and Mining Engineering, Kunming Metallurgy College, Kunming 650033, Yunnan, China)

The Baisong Pb-Zn deposit is located in the western Hunan-eastern Guizhou metallogenic belt on the southeastern margin of the Yangtze Block. The degree of research on the geology and geochemistry of the Baisong Pb-Zn deposit is lower than that of other Pb-Zn deposits in this metallogenic belt, leading to the genetic type of the deposit and the occurrence states of Cd, Ge, Ga, and other key metal elements in the sphalerite not being well described. In this study, the trace elements in sphalerite were analyzed using LA-ICP-MS. The results show that the sphalerite of the Baisong Pb-Zn deposit in eastern Guizhou is enriched in Cd, Fe, Ge, and Pb and depleted in V, Co, Ni, Cu, Te, and Bi. We believe that this deposit was formed in a low temperature environment (mineralization temperature range 75 to 135 ℃) based on the content of trace elements and ratios of Zn/Cd and Zn/Fe in sphalerite. The strongly negative correlation between Fe and Cd in our data support that Cd and Fe are in the form of isomorphs mainly occurring in the sulfide phase, which suggest direct substitutions of divalent cations as Zn2+↔Fe2+and Zn2+↔Cd2+. The substitutions mechanisms of Ge are 2Zn2+↔Ge4++□(vacancy). The elements Ga, Cu, Zn, In, and Sn principally involve the combined coupled substitutions 2Zn2+↔Ga3++Cu+, (Cu++In3+)↔2Zn2+, 3Zn2+↔In3++Ga3+, 3Zn2+↔In3++Sn2++□, 3Zn2+↔In3++Sn2++(Cu, Ag)+, or 3Zn2+↔In3++Sn2++Sn4++(Cu, Ag)++□. Based on the macroscopicgeological and trace element characteristics, the Baisong Pb-Zn deposit is highly similar to the Mississippi Valley-type Pb-Zn deposits in the United States.

western Hunan-eastern Guizhou metallogenic belt; Baisong Pb-Zn deposit; sphalerite; trace elements; LA-ICP-MS

P611; P618

A

0379-1726(2023)05-0625-12

10.19700/j.0379-1726.2023.05.007

2021-11-15;

2022-12-06

国家自然科学基金项目(41672073)资助。

崔苗(1996–), 女, 硕士研究生, 矿物学、岩石学、矿床学专业。E-mail: cui.miao@foxmail.com

胡煜昭(1964–), 男, 教授级高级工程师, 主要从事沉积盆地金属和油气勘查研究。E-mail: yuzhaohu@kust.edu.cn