湘西花垣矿田热液方解石稀土元素地球化学
发布时间：2021-04-02 08:35
近年来,位于扬子板块东南缘的花垣铅锌矿田取得重大找矿突破,杨家寨和大脑坡等一系列大型-超大型铅锌矿的发现,该区新增铅锌资源储量已经超过1000万t,有望成为世界级铅锌资源基地。虽然该矿田地质地球化学研究已经积累了较多成果,但关于铅锌成矿流体的来源及其演化过程研究相对薄弱,制约了花垣矿田的成矿机制深入。本文通过对该矿田不同成矿阶段热液方解石稀土组成研究,并与矿区围岩和不同时代地层对比,探讨矿田内铅锌成矿流体来源及其演化。研究表明,不同成矿阶段的方解石稀土元素及配分模式差异明显,其中成矿早晚2阶段方解石REE与围岩较相似,而主成矿阶段方解石明显富集REE,暗示成矿流体不可能完全由赋矿地层提供,应有来自下伏地层以及基底岩石相对富集REE的流体加入,这种流体可能携带了大量的Pb、Zn成矿物质,为铅锌矿成矿提供了物质来源。此外,成矿早阶段到主成矿阶段,δEu值均小于1,暗示成矿早阶段到主成矿阶段的流体呈现相对还原的特征;而成矿晚阶段方解石的δEu远大于1,表明成矿晚阶段热液流体呈现较氧化特征,总体而言,本区成矿环境在铅锌成矿过程中由相对还原向相对氧化的演化。
【文章来源】：矿物学报. 2020,40(04)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
花垣矿田李梅矿床9号勘探线剖面图（据杨绍祥等[12]修改）
方解石稀土元素分析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完成。样品处理过程如下：准确称取200目粉末样品50mg，放入装有洗净的聚四氟乙烯塑料溶样罐的不锈钢衬套中，加入1mL HF，在电热板上蒸干以去掉大部份SiO2，再加1 mL HF和1 mLHNO3，加盖密封，在烘箱中于200℃分解40h，。取出坩锅冷却后，加入1 mL HNO3，在电热板上再蒸干，重复一次，最后加2 mL HNO3、5mL蒸馏水和1 mL的1μg/mL Rh的内标溶液，把PTFE坩锅放回带不锈钢外套的封闭装置中，重新密封，放入电热箱于130℃溶解残渣4 h左右。取出冷却后，移至离心管中并且稀释到50 mL，等待上机测试。分析仪器为电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS），具体分析方法和流程参见文献[32]，大多数微量元素的重复性测试精度优于10%。4 分析结果
该矿田主要位于花垣—张家界深大断裂与保靖—铜仁—玉屏断裂断裂带之间（图1）。矿田范围内依次出露下寒武统石牌组（?1s）粉砂质、钙质页岩、清虚洞组（?1q）白云岩和灰岩，中寒武统高台组（?2g）泥质白云岩，中—上寒武统娄山关组（?2-3l））砂屑白云岩及第四系沉积物。除第四系外，各地层均呈整合接触。其中清虚洞可细分为6个亚段：第1亚段（?1q1）下部为深灰色薄层粉砂屑灰岩，上部为深灰色薄至中层细砂屑灰岩，层理不平整、不清晰；第2亚段（?1q2）顶部为粗砂屑灰岩、砂砾屑灰岩、鲕粒灰岩、砂砾屑核形灰岩，具斜层理构造，局部白云岩化呈豹皮状，故称豹皮状灰岩；第3亚段（?1q1-3）：又称藻灰岩亚段，为区内铅锌矿床主要含矿层位，岩性主要为浅灰色厚-巨厚层藻灰岩，还包括少量的藻屑灰岩、砂屑灰岩、滑塌角砾岩、条带状云质灰岩及鲕粒灰岩等；第4亚段（?1q1-4）：为铅锌矿床次要含矿层位。岩性为浅灰色亮晶砂屑灰岩，含砂砾屑灰岩，中上部普遍具成岩期的白云岩化而为白云质灰岩，顶部有时变为残余砂屑白云岩；第5亚段（?1q2-1）：灰-深灰色层纹状白云岩和层纹状白云岩夹砂屑灰岩；第6亚段（?1q2-2）：下部为米黄色层纹状白云岩，中上部为灰色薄中厚层状细粉晶白云岩夹砂屑白云岩、角烁状白云岩。铅锌矿体主要呈层状、似层状、透镜状，此为脉状和网脉状，赋存于寒武系下统清虚洞组下段第3、第4亚段（?1q1-3-?1q1-4）厚层藻灰岩、含藻砂屑灰岩、鲕粒灰岩中。矿体多为隐伏矿体，仅李梅、大脑坡等矿床地表有零星铅锌矿化出露。似层状矿体为各矿床最为主要的矿化类型，其与围岩产状一致，倾角5°～10°。矿体呈多层状产出，一般为3～7层，局部可达13层。矿化强度不均匀，多分布于含矿层位的上部或下部，一般长500～800 m，偶可达数3000 m，宽100～350 m不等；厚1.0～20 m，最厚处可达67 m，具有长度和宽度远大于其厚度的特征。例如，李梅矿床9号勘探线的f1-20-a矿体（图2），是该矿床最大的矿体之一，铅锌资源储量可达1.3×108 kg，呈层状产于清虚洞组第3段（?1q3）藻灰岩底部，矿体长达1400 m，宽约150 m，平均厚度约6 m[12]。花垣铅锌矿田矿中矿石矿物主要为闪锌矿（图3a-f），次为方铅矿（图3c,e）和黄铁矿（图3e）。脉石矿物主要包括方解石（图3a-f）和白云石，次为沥青（图3d）萤石（图3d）和重晶石（图3f）等。
【参考文献】：
期刊论文
[1]黔东成矿带铅锌成矿作用刍议[J]. 叶霖,胡宇思,杨松平,韦晨,杨兴玉,李珍立,安琦,卢贸达. 矿物学报. 2018(06)
[2]黔西北纳雍枝铅锌矿床热液白云石地球化学特征及其找矿指示[J]. 韦晨,严再飞,黄智龙,胡宇思. 矿物学报. 2018(06)
[3]湘西花垣铅锌矿田方解石REE元素和Sr同位素地球化学[J]. 隗含涛,邵拥军,叶周,熊伊曲,周皓迪,谢友良. 中国有色金属学报. 2017(11)
[4]湘西花垣地区铅锌矿床C、H、O同位素特征及其对成矿流体来源的指示[J]. 周云,段其发,唐菊兴,曹亮,彭三国,甘金木. 地质通报. 2017(05)
[5]湘西花垣铅锌矿田成矿物质来源——稳定同位素证据[J]. 隗含涛,邵拥军,叶周,熊伊曲,周皓迪. 矿物学报. 2015(S1)
[6]黔东南铅锌矿床控矿界面类型及找矿意义[J]. 杨宗文,刘灵,罗邦良,文星桥,熊廷沙. 云南地质. 2014(03)
[7]湘西—黔东下寒武统铅锌矿床流体包裹体和硫、铅、碳同位素地球化学特征[J]. 蔡应雄,杨红梅,段瑞春,卢山松,张利国,刘重芃,邱啸飞. 现代地质. 2014(01)
[8]湘西黔东地区Zn地球化学块体特征及锌资源潜力估算[J]. 李堃,刘凯,汤朝阳,段其发. 中国地质. 2013(04)
[9]湘西—黔东地区寒武系清虚洞组地层特征与铅锌成矿关系[J]. 汤朝阳,邓峰,李堃,段其发,邹先武,戴平云. 中国地质. 2012(04)
[10]找矿突破在行动(上) 湘西千万吨铅锌矿勘查始末[J]. 周怀龙,姚祖星. 国土资源导刊. 2012(06)
博士论文
[1]湘西—鄂西地区震旦系—寒武系层控铅锌矿成矿规律研究[D]. 段其发.中国地质大学 2014
[2]论扬子地台西缘层状铅锌矿床热水沉积成矿作用[D]. 林方成.成都理工大学 2005
本文编号：3114955
【文章来源】：矿物学报. 2020,40(04)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
花垣矿田李梅矿床9号勘探线剖面图（据杨绍祥等[12]修改）
方解石稀土元素分析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完成。样品处理过程如下：准确称取200目粉末样品50mg，放入装有洗净的聚四氟乙烯塑料溶样罐的不锈钢衬套中，加入1mL HF，在电热板上蒸干以去掉大部份SiO2，再加1 mL HF和1 mLHNO3，加盖密封，在烘箱中于200℃分解40h，。取出坩锅冷却后，加入1 mL HNO3，在电热板上再蒸干，重复一次，最后加2 mL HNO3、5mL蒸馏水和1 mL的1μg/mL Rh的内标溶液，把PTFE坩锅放回带不锈钢外套的封闭装置中，重新密封，放入电热箱于130℃溶解残渣4 h左右。取出冷却后，移至离心管中并且稀释到50 mL，等待上机测试。分析仪器为电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS），具体分析方法和流程参见文献[32]，大多数微量元素的重复性测试精度优于10%。4 分析结果
该矿田主要位于花垣—张家界深大断裂与保靖—铜仁—玉屏断裂断裂带之间（图1）。矿田范围内依次出露下寒武统石牌组（?1s）粉砂质、钙质页岩、清虚洞组（?1q）白云岩和灰岩，中寒武统高台组（?2g）泥质白云岩，中—上寒武统娄山关组（?2-3l））砂屑白云岩及第四系沉积物。除第四系外，各地层均呈整合接触。其中清虚洞可细分为6个亚段：第1亚段（?1q1）下部为深灰色薄层粉砂屑灰岩，上部为深灰色薄至中层细砂屑灰岩，层理不平整、不清晰；第2亚段（?1q2）顶部为粗砂屑灰岩、砂砾屑灰岩、鲕粒灰岩、砂砾屑核形灰岩，具斜层理构造，局部白云岩化呈豹皮状，故称豹皮状灰岩；第3亚段（?1q1-3）：又称藻灰岩亚段，为区内铅锌矿床主要含矿层位，岩性主要为浅灰色厚-巨厚层藻灰岩，还包括少量的藻屑灰岩、砂屑灰岩、滑塌角砾岩、条带状云质灰岩及鲕粒灰岩等；第4亚段（?1q1-4）：为铅锌矿床次要含矿层位。岩性为浅灰色亮晶砂屑灰岩，含砂砾屑灰岩，中上部普遍具成岩期的白云岩化而为白云质灰岩，顶部有时变为残余砂屑白云岩；第5亚段（?1q2-1）：灰-深灰色层纹状白云岩和层纹状白云岩夹砂屑灰岩；第6亚段（?1q2-2）：下部为米黄色层纹状白云岩，中上部为灰色薄中厚层状细粉晶白云岩夹砂屑白云岩、角烁状白云岩。铅锌矿体主要呈层状、似层状、透镜状，此为脉状和网脉状，赋存于寒武系下统清虚洞组下段第3、第4亚段（?1q1-3-?1q1-4）厚层藻灰岩、含藻砂屑灰岩、鲕粒灰岩中。矿体多为隐伏矿体，仅李梅、大脑坡等矿床地表有零星铅锌矿化出露。似层状矿体为各矿床最为主要的矿化类型，其与围岩产状一致，倾角5°～10°。矿体呈多层状产出，一般为3～7层，局部可达13层。矿化强度不均匀，多分布于含矿层位的上部或下部，一般长500～800 m，偶可达数3000 m，宽100～350 m不等；厚1.0～20 m，最厚处可达67 m，具有长度和宽度远大于其厚度的特征。例如，李梅矿床9号勘探线的f1-20-a矿体（图2），是该矿床最大的矿体之一，铅锌资源储量可达1.3×108 kg，呈层状产于清虚洞组第3段（?1q3）藻灰岩底部，矿体长达1400 m，宽约150 m，平均厚度约6 m[12]。花垣铅锌矿田矿中矿石矿物主要为闪锌矿（图3a-f），次为方铅矿（图3c,e）和黄铁矿（图3e）。脉石矿物主要包括方解石（图3a-f）和白云石，次为沥青（图3d）萤石（图3d）和重晶石（图3f）等。
【参考文献】：
期刊论文
[1]黔东成矿带铅锌成矿作用刍议[J]. 叶霖,胡宇思,杨松平,韦晨,杨兴玉,李珍立,安琦,卢贸达. 矿物学报. 2018(06)
[2]黔西北纳雍枝铅锌矿床热液白云石地球化学特征及其找矿指示[J]. 韦晨,严再飞,黄智龙,胡宇思. 矿物学报. 2018(06)
[3]湘西花垣铅锌矿田方解石REE元素和Sr同位素地球化学[J]. 隗含涛,邵拥军,叶周,熊伊曲,周皓迪,谢友良. 中国有色金属学报. 2017(11)
[4]湘西花垣地区铅锌矿床C、H、O同位素特征及其对成矿流体来源的指示[J]. 周云,段其发,唐菊兴,曹亮,彭三国,甘金木. 地质通报. 2017(05)
[5]湘西花垣铅锌矿田成矿物质来源——稳定同位素证据[J]. 隗含涛,邵拥军,叶周,熊伊曲,周皓迪. 矿物学报. 2015(S1)
[6]黔东南铅锌矿床控矿界面类型及找矿意义[J]. 杨宗文,刘灵,罗邦良,文星桥,熊廷沙. 云南地质. 2014(03)
[7]湘西—黔东下寒武统铅锌矿床流体包裹体和硫、铅、碳同位素地球化学特征[J]. 蔡应雄,杨红梅,段瑞春,卢山松,张利国,刘重芃,邱啸飞. 现代地质. 2014(01)
[8]湘西黔东地区Zn地球化学块体特征及锌资源潜力估算[J]. 李堃,刘凯,汤朝阳,段其发. 中国地质. 2013(04)
[9]湘西—黔东地区寒武系清虚洞组地层特征与铅锌成矿关系[J]. 汤朝阳,邓峰,李堃,段其发,邹先武,戴平云. 中国地质. 2012(04)
[10]找矿突破在行动(上) 湘西千万吨铅锌矿勘查始末[J]. 周怀龙,姚祖星. 国土资源导刊. 2012(06)
博士论文
[1]湘西—鄂西地区震旦系—寒武系层控铅锌矿成矿规律研究[D]. 段其发.中国地质大学 2014
[2]论扬子地台西缘层状铅锌矿床热水沉积成矿作用[D]. 林方成.成都理工大学 2005
本文编号：3114955
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