張峰，唐菊興，張守德，王成輝，李陵

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云南金頂鉛鋅礦床成礦物質來源及礦液運移模式

張峰1，唐菊興2，張守德1，王成輝2，李陵4

（1.四川興華地質礦產勘查有限公司，成都 610041；2. 中國地質科學院礦產資源研究所，北京 100037；3. 湖北祥云集團化工股份有限公司，湖北黃岡 438000；）

云南金頂鉛鋅礦床是我國超大型鉛鋅礦床，礦床的形成是多因素相互作用的結果。依據(jù)礦床地球化學特征、鉛同位素特征等，以成礦溶液的形成為研究對象，探討了礦床成礦物質來源，在結合礦區(qū)構造特征，對礦液的運移模式進行了研究，并總結出了早、中、晚三期礦液運移特征。

鉛鋅礦；成礦物質；運移模式；金頂

金頂?shù)V區(qū)位于西南三江褶皺系南段的蘭坪中新生代盆地[1]-[5]中。三江地區(qū)包括了怒江、瀾滄江和金沙江一哀牢山3條板塊縫合線。蘭坪盆地正是處在瀾滄江與金沙江一哀牢山縫合線之間的一個微板塊，即昌都一思茅微板塊（圖1），而三江地區(qū)地質構造的形成與發(fā)展經歷了原特提斯（Pt3- Pz1） ,古老特提斯（D-T3）和中特提斯（T3-E1）洋的3次打開和閉合，印支和燕山一喜馬拉雅的2次強烈碰撞造山作用及盆山（或洋陸）和殼幔2種轉換的復雜演化過程，造成了地球各圈層物質的大循環(huán)、大混雜、大匯聚，為三江地區(qū)形成得天獨厚的成礦背景創(chuàng)造了條件。

圖1 蘭坪中新生代盆地地質與構造略圖[6]

1—第三系；2—侏羅系—白堊系；3—三疊系；4—古生界；5—喜馬拉雅期堿性巖；6—斷裂；JAF—金沙江-哀牢山斷裂；LF-瀾滄江斷裂；LSF—蘭坪-思茅斷裂（據(jù)尹漢輝等）

1 礦床成因概述

20世紀60年代自蘭坪金頂鉛鋅礦床發(fā)現(xiàn)以來，因其復雜的地質特征及構造特征，國內學者對該礦床成因的認識分歧較大，如施加辛等（1983）認為該礦床為同生沉積-后期改造層控礦床；中國地質大學趙興元（1989）從成礦地質背景、礦床地質特征以及其它成礦信息進行分析，認為該礦床成因是以幔源去氣-熱液沉積為主，成巖定位,后期改造形成的層控礦床；高廣立（1989）對金頂鉛鋅礦床中硬石膏及灰?guī)r角礫巖研究后認為該礦床是低溫非巖漿熱液礦床；高建華（1989）對金頂鉛鋅礦床與蒸發(fā)巖的時空和成因關系進行了論證，認為金頂?shù)V床的含礦溶液可能是含硫、含有機質、高礦化的復雜熱鹵水體系；楊友華等（1991）以成礦流體性質特征以及鉛同位素特征為依據(jù)，認為金頂鉛鋅礦床是噴流沉積作用形成的。然而更多研究者把金頂?shù)V床理解為陸相熱水沉積成因：王京彬等（1992）從礦體產狀、礦石組構、熱水沉積巖、礦床分帶及圍巖蝕變等方面論證了金頂鉛鋅礦床為熱水沉積成因；羅君烈等（1994）研究了滇西特提斯的演化特征，提出了金頂鉛鋅礦床的形成是由于地下含礦熱鹵水上升沉積的產物；王江海等（1998）也對金頂鉛鋅礦床的基礎地質特征進行了研究，認為熱水沉積的觀點是比較合理的。王國芝等（2001）以金頂鉛鋅礦床的形成提供了運移通道、儲集空間以及圈閉構造空間。牟傳龍等（2004）從礦區(qū)地層、沉積相以及含礦層位進行研究，認為金頂鉛鋅礦床是后生充填型層控礦床。付修根等（2005）通過對礦床中有機質特征、有機質與金頂鉛鋅礦床的關系等方面提出了金頂?shù)V床的有機成礦作用。高蘭等（2005）通過對角礫巖型礦體的研究，認為金頂鉛鋅礦床的形成機制類似于現(xiàn)代泥火山。王安建等（2007）論述了容礦角礫巖的成因，認為金頂鉛鋅礦床具穿刺侵位的成因特征。趙準等（2007）通過對金頂鉛鋅礦床地質特征及其與SEDEX型礦床特征的對比性研究，提出了金頂?shù)V床為陸相SEDEX型礦床。

2 成礦物質來源

金頂?shù)V區(qū)位于三級云龍盆地東側，南北向沘江斷裂與隱伏的北東向大麥地—老君山斷裂這個釋放出熱和金屬地帶的交匯部位（圖2）。含礦地層為具有高能沉積環(huán)境的沖答扇相及河口砂壩相，大量異地巖性—富含有機質的灰?guī)r角礫、巖塊進入湖盆，夾持于原地巖性—含巨厚石膏層的蒸發(fā)巖系內，形成十分有利的成礦環(huán)境。在該成礦環(huán)境中，成礦物質來源由淺部、中深源及深部物質組成，并對應著早期、中期及晚期三個階段。

圖2 金頂鉛鋅礦區(qū)構造地質圖（據(jù)云南省地質礦產局第三地質大隊，1990修改）

滑覆斷層；2—正斷層；3—性質不明斷裂；4—地質界線；5—不整合面；6—正常巖層產狀；7—倒轉巖層產狀；8—鉛鋅礦體；9—勘探線及編號；E—古新統(tǒng)云龍組；K1—下白堊統(tǒng)景星組；J2—中侏羅統(tǒng)花開佐組；T3—上三疊統(tǒng)三合洞組；T3—上三疊統(tǒng)歪古村組；

2.1 早期階段淺源含礦溶液

從元素地球化學降低勢分析（圖3），金頂?shù)V區(qū)外圍東、西兩個虧損帶均分布于蘭坪二級盆地及三級盆地范圍內，淺部萃取以白堊系為主，次為云龍組等老第三紀地層。白堊系為富水性強的地層，羅弱富水性地層中侏羅統(tǒng)花開佐組更利于滲透和金屬的萃取。大氣降水是本區(qū)地下水的唯一補給源，通過古新統(tǒng)云龍組鹽類的溶解，形成Ca2+-Na+-Cl-SO42--型水，為地層中賤金屬的溶解和向下滲透創(chuàng)造了有利條件。

圖3 金頂?shù)V床地球化學略圖

1—多元素組合異常分布區(qū)；2—Pb≤20ppm范圍；3—Zn≤50ppm范圍；4—礦點及礦床；

早期階段下滲雨水和地下水從不成熟的淋濾源中浸出少量殼型鐵、鋅及微量的鋁。從鋁同位素μ值與ω、K3值相關關系中（圖4），可見此階段金屬硫化物呈單獨的一條線性演化關系，分布于圖的右上方，并位于區(qū)域全巖鉛密集分布區(qū)之上，顯示其與深源鉛沒有任何聯(lián)系。因此可確定其系來自淺部地層，溶液滲濾深度可能小于3km，即反循環(huán)向上噴溢。其成礦溫度為低溫，利于細菌繁殖，形成了具生物結構的黃鐵礦。

圖4 金頂?shù)V區(qū)ω、K3和μ值相關性變化[6]

2.2 中期中深源含礦溶液

中期階段，隨著區(qū)域構造活動增強，南北向斷裂及北東向斷裂的進一步拉張和深切，鹽類溶解增加，地下水氧逸度增高，萃取作用增強，并向深部擴展到白堊系以下地層。按源巖云龍組地層中浸出鋅34ppm、鉛9ppm，推算從成熟淋濾源浸出的溶液中Zn/（Zn+Pb）≈0.79，此值與金頂?shù)V床Zn/（Zn+Pb）≈0.83很接近，偏差僅達4%，顯示出此階段的萃取作用浸出了大量鋅、鐵、鉛，是金頂?shù)V床成礦物質來源的重要部分。與此同時，深源含礦熱液上升與其混合，形成殼幔混合源含礦熱液，金頂?shù)V床產生熱水噴溢—成巖成礦和成巖期后交代成礦作用，成礦溫度由高溫至中溫，而以中溫為主，形成大量殼幔混合型鋅、鐵、鉛的硫化物。據(jù)同位素μ值與ω、K3值相關關系圖（圖5）中，可見此階段金屬硫化物與幔源鉛呈同一條線性演化關系，顯示含礦溶液經過了均一化作用。雨水下滲深度可能達到上古生代的上部地層，與深部上升熱液混合后呈反循環(huán)向上噴溢。

此外，高建華、姚志健等還模擬金頂?shù)V區(qū)成礦熱水的鹽度和溫度，加入有機氨基酸，進行了礦區(qū)方鉛礦樣品的溶解實驗（圖5）。圖中曲線（III）表明恒溫（100℃）下，方鉛礦的溶解非常緩慢，但隨著時間增長有逐漸增加的趨勢。曲線（II）溶液條件和曲線（III）相同，隨著溫度增加，而溶解量加大。溫度大于250℃后更明顯，至350℃時，鉛溶解量可達150ppm。曲線（I）是加入了氨基酸的含鹽溶液，方鉛礦的溶解量較（III）、（II）二曲線有更明顯的增大。在150℃時，溶解量最大，達320ppm以上，說明在此溫度條件下，方鉛礦能最有效地與上述氨基酸形成易溶絡合物。

上述試驗說明，經區(qū)域大氣降水下透，溶解地層中的鹽類，增溫形成的熱鹵水，能夠萃取和搬運金屬，金頂?shù)V床成礦具備上述條件，也說明成礦溶液可以含有一定數(shù)量硫（SO42-或H2S）和金屬一起搬運。

2.3 后期深源含礦溶液

金頂?shù)V床鉛同位素組成變化不大，其范圍為：①206Pb/204Pb為18.138~18.713;②207Pb/204Pb為15.327～15.910；③208Pb/204Pb為37.803～39.340；由方鉛礦—閃鋅礦—黃鐵礦，放射成因鉛有漸增趨勢，上含礦帶的鉛較下含礦帶略顯偏高：鉛同位素組成206Pb/204Pb增加0.12%、207Pb/204Pb增加0.15%、207Pb/204Pb增加0.19%。根據(jù)金頂?shù)V區(qū)方鉛礦鉛同位素組成特征，我們可以推測晚期階段成礦作用有幔源物質的參與，其來源應在古老基底變質地體以下。根據(jù)地幔對流理論，下地殼部分物質可能進入地幔，經混合均化而形成新的地幔物質，金頂?shù)V石的幔源鉛即可能與之有關。據(jù)鉛同位素μ值與ω、K3值相關關系（圖6），此階段形成的方鉛礦與中期階段由殼?；旌显慈芤核纬傻慕饘倭蚧锞哂芯€性演化斜率，說明中期階段與晚期階段的成礦作用為連續(xù)的成礦過程。幔源含礦溶液在晚期階段（相當于脈石礦物分液階段）進入礦區(qū)，形成脈狀富鉛礦石，并共生有少量黃鐵礦、白鐵礦和閃鋅礦。

3 礦液運移模式

成礦流體主要由大氣降水和深源熱液兩部分組成。雨水下滲溶解鹵鹽和帶出殼源鉛、鋅等金屬，至一定深度后，在靜水壓力和熱動力的驅動下，沿斷裂上升；與此同時，深部含礦熱液沿著北東向隱伏斷裂上升，淺部有南北向斷裂貫通連接，使礦液的運移暢通無阻。由此而大致形成三個垂直分帶：上部為殼型Zn、Fe含礦溶液；中部為殼?；旌闲蚙n、Fe、Pb含礦溶液；下部為幔型Pb及少量Zn、Fe含礦溶液，先后進入容礦空間，相應形成具不同組分特征的三個成礦階段（圖6）。早期階段溶液從上部源巖中浸出Fe、Zn，而Pb很少，表現(xiàn)出淋濾源的不成熟，礦區(qū)儲量約25%的鋅、30%的硫鐵礦和2%的鉛形成于此階段（相當于熱水噴溢—成巖成礦階段早期），含莓球結構的黃鐵礦，可能形成于此階段。中期階段含礦溶液具有高氧逸度，從源巖中浸出大量Zn、Fe、Pb，與深部上升的幔源含礦熱液混合，為金頂?shù)V床提供豐富的成礦物質，約60%以上的金屬硫化物形成于此階段（相當于熱水噴溢—成巖成礦階段至成巖期后交代階段），此階段硫主要來源于硫酸鹽還原。晚期階段以幔源含礦熱液為主，含Pb及少量Zn、Fe，約10%的金屬硫化物形成于此階段。

圖5 熱液中鉛（Pb2+）濃度和作用時間的關系（據(jù)姚志鍵等，1989）

圖6 殼部含礦溶液向下滲透對流腔和深部溶液上升的綜合模式（據(jù)陳式房等修）

4 小結

1）云南金頂鉛鋅礦床位于蘭坪中新生代盆地中，歸屬于西南三江成礦帶中，復雜的地質構造條件及良好的成礦背景是形成超大型礦床規(guī)模的基礎；

2）獨特的成礦環(huán)境及復雜的構造地質條件，導致礦床具多期次多物源相互疊加的成礦特點，礦床的形成為多因素共同作用、相互影響的結果，礦床成因研究亦需繼續(xù)討探。

3）成礦物質來源分為為早、中、晚三個階段，其中，早期為淺源成礦溶液；中期為中深源成礦溶液；晚期為深源成礦溶液；

4）礦液的運移可劃分為三個垂直分帶，由此形成三個不同的成礦階段。

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Ore Material Source and Ore Fluid Migration Patterns of the Jinding Pb-Zn Deposit in Yunnan

ZHANG Feng1TANG Ju-xing2ZHANG Shou-de1WANG Cheng-hui2LI Ling3

（1-Sichuan Huaxing Geology and Mineral Exploration Co., Ltd, Chengdu 610041; 2-Institute of Mineral Resources, CAGS, Beijing 100037; 3-Chemical co., LTD, Hubei Xiangyun Group, Huanggang, Hubei 438000）

The Jinding Pb-Zn deposit is a superlarge Pb-Zn deposit in China. It resulted from interaction of multiple factors. The present papermakes an approach to its ore material source, ore fluids migration patterns and ore genesis based on geochemical and Pb isotopic composition and our fluids.

Pb-Zn deposit; ore material source; ore fluid; migration pattern; Jinding

P618.41、42

A

1006-0995（2016）03-0414-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2016.03.014

2016-1-26

張峰（1981-），男，湖南人，博士，主要從事礦產勘查方向研究