王玉婷，何明友，白憲洲，張 海，張程遠(yuǎn)，唐 耀

（1.成都理工大學(xué)核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院，成都 610059；2.四川省地質(zhì)調(diào)查院，成都 610081）

0 引言

碲（Te）是一種分散元素（Scattered Elements），曾被認(rèn)為“不能形成獨(dú)立礦床，只呈伴生方式賦存于其他元素的礦床內(nèi)”（《中國(guó)大百科全書·地質(zhì)學(xué)卷》，1993：197），但是隨著1991年四川石棉縣大水溝獨(dú)立碲礦床的發(fā)現(xiàn)，改變了這一說(shuō)法。

國(guó)內(nèi)眾多學(xué)者對(duì)石棉縣大水溝碲礦的地質(zhì)、構(gòu)造和礦石組分的地質(zhì)地球化學(xué)特征及其成礦成因等方面做了大量的研究工作。銀劍釗（1994）認(rèn)為碲礦床的成礦物質(zhì)主要源于沉積圍巖；毛景文（1995）認(rèn)為碲礦床的成礦物質(zhì)來(lái)自巖漿巖。本文將通過(guò)對(duì)大水溝碲礦床礦石和圍巖（主要為花崗巖）鉛同位素地球化學(xué)組成的對(duì)比研究，力圖探索大水溝碲礦床礦石中鉛的來(lái)源以及與圍巖的關(guān)系，為碲礦床地球化學(xué)研究提供有用信息。

1 礦床地質(zhì)特征

大水溝位于川西高原與四川盆地過(guò)渡帶的石棉縣城南西方向，平距20 km。大水溝地區(qū)北起西油房，南抵店房，西自濱多，東迄田平。

區(qū)內(nèi)出露地層有奧陶系－志留系中淺變質(zhì)碎屑巖－碳酸鹽巖夾基性火山巖，中泥盆統(tǒng)大理巖、板巖，下二疊統(tǒng)大理巖，上二疊統(tǒng)變質(zhì)玄武巖、板巖和大理巖，中、下三疊統(tǒng)淺變質(zhì)碎屑巖－碳酸鹽巖夾變基性火山巖［1］，上三疊統(tǒng)－下侏羅統(tǒng)砂、頁(yè)巖，新近系和第四系。地震測(cè)深資料顯示，本區(qū)處于向W傾的莫霍面斜坡帶中，并被安寧河深大斷裂所切穿（四川省區(qū)域地質(zhì)志，1991）。由于本區(qū)處于深斷裂帶的中段，輝綠巖（脈）體廣泛分布，西側(cè)有大量印支、燕山－喜山期火成巖出露；NNW向大渡河韌性剪切帶，次級(jí)的賓多韌性剪切帶和西油房韌性剪切帶將本區(qū)分為3個(gè)構(gòu)造巖片［2］（洪壩構(gòu)造巖片、大水溝構(gòu)造巖片、蟹螺構(gòu)造巖片），形成“兩帶三片”的基本構(gòu)造框架格局。區(qū)內(nèi)有金、銀、銅、鉛鋅、磁黃鐵礦等礦床、礦化點(diǎn)星羅棋布，為貴金屬、多金屬的重要礦化集中區(qū)［3］。區(qū)內(nèi)的Te與Bi存在很強(qiáng)的異常反映，并沿著區(qū)內(nèi)的瀘定—冕寧韌性剪切帶帶狀分布，表明碲礦床（化）與區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)關(guān)系密切聯(lián)系。

大水溝碲礦床主要產(chǎn)出于中、下三疊統(tǒng)塊狀粗晶白云石大理巖、含碳泥質(zhì)條帶白云石大理巖夾鈣質(zhì)變基性火山巖中（圖1）。印支－喜山期貢嘎山花崗巖（帶）使得區(qū)內(nèi)的中、下三疊統(tǒng)地層呈熱穹隆特征呈環(huán)狀分布。碲礦床位于該穹隆的北側(cè)邊部，穹隆體的核部為一套粗晶大理巖，翼部為鈣質(zhì)石英片巖、絹云透閃片巖夾大理巖，在穹隆部位發(fā)育有一系列SN-NNE向的張性斷裂，這些斷裂明顯控制著碲礦床的形成［4］。礦脈主要沿追蹤剪切－拉張破裂面進(jìn)行充填；礦體的單脈呈平直、分支復(fù)合、尖滅再現(xiàn)或鋸齒狀，并沿張性斷裂及次級(jí)裂隙充填。

2 鉛同位素地球化學(xué)特征

鉛同位素組成是一種非常有用的地球化學(xué)示蹤體系，同時(shí)作為礦質(zhì)來(lái)源研究的一種有效手段，已廣泛應(yīng)用于金屬甚至非金屬礦床［5］。研究區(qū)礦體圍巖和礦石的鉛同位素組成、模式年齡及源區(qū)特征值見(jiàn)表1。

從表1可知，16件鉛同位素組成值：206Pb/204Pb＝18.127～19.262，極差1.135，變化率5.89％；208Pb/204Pb＝38.406～40.231，極差1.825，變化率4.54％；207Pb/204Pb＝15.565～15.689，極差0.124，變化率0.79％，變化較小。表明礦床具有異常鉛同位素組成特點(diǎn)，且采集的樣品相對(duì)富含放射成因206Pb。另外，碲礦床礦石樣（5件）中206Pb/204Pb的變化率為2.35％，表明碲礦化可能源于相對(duì)富含放射成因206Pb的源區(qū)。同時(shí)，不同類型樣品的206Pb/204Pb變化率均大于2％，且變化率由礦石樣到圍巖（花崗巖）樣呈增大趨勢(shì)（2.35％→5.89％）。源區(qū)特征值中，碲礦床礦石鉛μ值變化于9.43～9.56，圍巖（花崗巖）的鉛μ值變化于9.40～9.49，表明鉛的來(lái)源可能為殼幔混合鉛［6］。通過(guò)計(jì)算得出鉛的特征參數(shù)ω值（232Th/204Pb）和Th/U值，碲礦石分別為35.25～36.44，3.61～3.75；圍巖（花崗巖）為34.79～41.03，3.56～4.16。該數(shù)據(jù)反映出，無(wú)論是碲礦體礦石鉛還是圍巖巖石鉛，其同位素組成都很近似。

由表1可見(jiàn)，采用單階段鉛演化模式計(jì)算的模式年齡偏小，部分甚至為負(fù)值，表明碲礦床鉛不是單一來(lái)源的正常鉛，而是混合型的異常鉛。將礦石鉛同位素和巖石（主要為花崗巖）的鉛同位素組成投影在206Pb/204Pb－207Pb/204Pb圖和206Pb/204Pb－208Pb/204Pb圖（圖2）上，反映出巖石鉛和礦石鉛表現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，呈現(xiàn)出同源的關(guān)系。

表1 大水溝碲礦床圍巖（花崗巖）、礦石鉛同位素組成、模式年齡及源區(qū)特征值Table 1 Pb-isotopic composition，model age and characteristic value of ore and the host rock（granite）of Dashuigou Te deposit

在Doe B R和Zalman R E的鉛同位素構(gòu)造模式圖解（圖3）中，樣品主要分布于上地殼和造山帶附近，其中207Pb/204Pb－206Pb/204Pb圖投影點(diǎn)落在造山帶增長(zhǎng)線兩旁與上地殼演化曲線之間，208Pb/204Pb－206Pb/204Pb圖投影點(diǎn)落在造山帶增長(zhǎng)線兩旁與下地殼演化曲線之間，這反映了樣品的鉛為殼?；旌蟻?lái)源。

運(yùn)用朱炳泉（1998）不同成因類型礦石鉛的Δβ－Δγ變化范圍成因分類圖解對(duì)采集樣品進(jìn)行投影（圖4），顯示大部分碲礦床礦石和花崗巖樣品的鉛分布在上地殼與地?；旌系母_鉛。

圖2 研究區(qū)鉛同位素組成圖解Fig.2 206 Pb/204 Pb－207 Pb/204 Pb diagram for the study area

圖3 研究區(qū)鉛同位素組成圖Fig.3 Plumbotectonics model of Lead isotopes for the study area

3 結(jié)論

通常認(rèn)為，具有低μ值（小于9.58或9.74）的鉛來(lái)自下部地殼或上地幔，或來(lái)自其他構(gòu)造單元中，基本上處于封閉的體系，礦床的形成一般與巖漿活動(dòng)關(guān)系密切，而且在成礦過(guò)程中，基本上沒(méi)有受到地殼物質(zhì)的混染；具有高μ值（大于9.58或9.74）的鉛或位于零等時(shí)線右側(cè)的放射成因鉛來(lái)自鈾、釷相對(duì)富集的上部地殼巖石［7］。在大水溝碲礦床中，礦石鉛和圍巖鉛兼具有上述2種情況的特點(diǎn)，一方面礦石鉛和圍巖鉛μ值較低（礦石鉛μ＝9.50，圍巖鉛μ＝9.43）；另一方面，在鉛同位素增長(zhǎng)曲線圖中，礦石鉛和圍巖鉛均位于零等時(shí)線的右側(cè)。這些特征表明礦石鉛同位素組成既具有下地殼或上地幔的特征，又具有上地殼的特征，同時(shí)也說(shuō)明了鉛來(lái)源的多樣性。

圖4 礦石鉛同位素的Δβ－Δγ成因分類圖解（據(jù)朱炳泉等，1998）Fig.4 Δβ－Δγdiagram of the genetic classification of the ore lead isotopes

（1）碲礦床礦石鉛和圍巖鉛相關(guān)性分布圖顯示出二者具有良好的線性關(guān)系，呈現(xiàn)出同源的關(guān)系。

（2）在鉛同位素構(gòu)造模式圖解中，可見(jiàn)碲礦床鉛來(lái)自混合型多來(lái)源的異常鉛，表現(xiàn)出明顯的殼幔來(lái)源特征。

（3）礦石鉛同位素的Δβ－Δγ成因分類圖顯示出碲礦床礦石鉛和圍巖鉛具有同樣的分布特征，且關(guān)系密切。

通過(guò)對(duì)大水溝碲礦床鉛同位素地球化學(xué)特征研究，發(fā)現(xiàn)圍巖（主要為花崗巖）與碲礦床形成過(guò)程有一定聯(lián)系。

［1］李保華，曹志敏，金景福，等.大水溝碲礦床成礦物理化學(xué)條件研究［J］.地質(zhì)科學(xué)，1999，34（4）：463-472.

［2］曹志敏.大水溝碲礦床成礦條件與碲的富集機(jī)理研究（博士論文）［D］.成都：成都理工學(xué)院，1995.

［3］駱耀南，付德明，周紹東，等.四川石棉縣大水溝碲礦床地質(zhì)與成因［J］.四川地質(zhì)學(xué)報(bào)，1994，14（2）：100-110.

［4］陳毓川，銀劍釗，周劍雄，等.四川石棉縣大水溝獨(dú)立碲礦床地質(zhì)特征［J］.地質(zhì)科學(xué)，1994，29（2）：165-167.

［5］梁婷，王磊，彭明興，等.新疆彩霞山鉛鋅礦床的鉛同位素地球化學(xué)研究［J］.西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，25（3）：337-340.

［6］張乾，潘家永，紹樹(shù)勛.中國(guó)某些金屬礦床礦石鉛來(lái)源的鉛同位素詮釋［J］.地球化學(xué)，2000，29（3）：231-238.

［7］袁峰，周濤發(fā)，岳書倉(cāng).新疆阿克提什金礦床鉛同位素地球化學(xué)［J］.合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2001，24（1）：12-16.