870 现代地质 2011 年 0 引言 洞中拉铅锌矿床位于隆格尔 念青唐古拉火性变形带及其两侧矿化类型以层状矽卡岩型铜锌山岩浆弧东段南缘, 地处隆格尔 工布江达断隆矿最为重要, 如拉屋铜锌多金属矿床, 矿体赋存带与冈底斯 下察隅晚燕山 喜马拉雅岩浆弧的于岩体外接触带矽卡岩及矽卡岩化大理岩中, 成接

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1 现代地质 GEOSCIENCE 第 25 卷第 5 期 2011 年 10 月 Vol 25 No 5 Oct 2011 西藏墨竹工卡县洞中拉铅锌矿床 S Pb 同位素组成及成矿物质来源 刘婷婷 1, 唐菊兴 1,2, 刘鸿飞 3, 张金树 3, 崔晓亮 1,3 2, 高一鸣 (1 成都理工大学地球科学学院, 四川成都 ;2 中国地质科学院矿产资源研究所, 北京 ; 3 西藏自治区地质矿产勘查开发局, 西藏拉萨 ) 摘要 : 为了探讨西藏墨竹工卡县洞中拉铅锌矿的成矿物质来源, 研究矿床成矿机制, 对该矿床的矿石样品进行了硫和铅同位素分析, 并对其变化规律和成因意义进行讨论 研究结果表明,6 件金属硫化物样品 ( 闪锌矿 黄铜矿 方铅矿 ) 的 δ 34 S 值变化于 2 2 ~4 8 之间, 显示硫同位素组成比较稳定 根据共生硫化物对所确定的温度, 该矿床属中低温热液矿床 6 件金属硫化物样品 206 Pb/ 204 Pb 207 Pb/ 204 Pb 和 208 Pb/ 204 Pb 变化范围分别为 ~ ~ ~ , 平均值分别为 和 硫和铅同位素研究结果表明, 洞中拉铅锌矿床的硫主要来自沉积围岩, 主要为无机还原成因, 有少量硫来自本地区燕山晚期花岗岩 ; 洞中拉铅锌矿床矿石铅主要来自上地壳物质 关键词 :S Pb 同位素 ; 成矿物质来源 ; 洞中拉铅锌矿床 ; 热液矿床 ;δ 34 S 值 ; 上地壳物质中图分类号 :P618 42;P 文献标志码 :A 文章编号 : (2011) SulfurandLeadIsotopeCompositionandTracingforSources ofore formingmaterialsinthedongzhonglapb ZnDeposits inmozhugongkacounty,tibet LIUTing ting 1,TANGJu xing 1,2,LIUHong fei 3,ZHANGJin shu 3,CUIXiao liang 1,3,GAOYi ming 2 (1 ColegeofEarthSciences,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu,Sichuan ,China; 2 InstituteofMineralResources,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing ,China; 3 TibetBureauofGeo explorationandmineraldevelopment,lhasa,tibet ,China) Abstract:Inordertodiscustheore formingmaterialsourcesofthedongzhonglapb Zndepositsandstudythe metalogenicmechanism,weanalyzedthesulfurandleadisotopefrom theorebody,discusedthechanging regularityandsignificance.theresultsshowthattheδ 34 Svaluesofthesixmetalsulfidesvaryfrom2 2 to 4 8,andthatthesulfurisotopecompositionisstable.Thetemperaturescalculatedfrom sulfide parasshow thatthedepositsarethemiddle lowtemperaturedeposits.the 206 Pb/ 204 Pb, 207 Pb/ 204 Pband 208 Pb/ 204 Pbratiosof 6sulfidesamplesoforebodyvaryinrangesof , , , withtheaveragevaluesof , and ,respectively.Theresultsofsulfurandlead isotopeshowthattheore formingmaterialsofdongzhonglapb ZndepositscamefromthePermianvolcanicsedi mentaryrockandlateyanshanperiodgranite. Keywords:sulfurandleadisotope;ore formingmaterialsource;dongzhonglalead zincdeposits;hydrother maldeposit;δ 34 Svalue;uppercrustmaterial 收稿日期 : ; 改回日期 : ; 责任编辑 : 戚开静 基金项目 : 中国地质调查局项目 念青唐古拉地区成矿条件研究与找矿靶区优选 ( ); 国家科技支撑项目 中西部大型矿产基地综合勘查技术与示范 (2006BAB01A01) 作者简介 : 刘婷婷, 女, 博士研究生,1982 年出生, 第四纪地质专业, 主要从事第四纪地质学研究 @qq com 通信作者 : 崔晓亮, 男, 博士研究生,1982 年出生, 矿物学 岩石学 矿床学专业, 主要从事矿床学研究 911cxl@163 com

2 870 现代地质 2011 年 0 引言 洞中拉铅锌矿床位于隆格尔 念青唐古拉火性变形带及其两侧矿化类型以层状矽卡岩型铜锌山岩浆弧东段南缘, 地处隆格尔 工布江达断隆矿最为重要, 如拉屋铜锌多金属矿床, 矿体赋存带与冈底斯 下察隅晚燕山 喜马拉雅岩浆弧的于岩体外接触带矽卡岩及矽卡岩化大理岩中, 成接合部位, 属于念青唐古拉 上察隅 Pb Zn(Cu) 矿时代为燕山晚期, 其次为中低温热液充填交代 Fe 成矿亚带 门巴 金达铅锌铜银钼多金属矿集型铜矿化 ; 纳木错 嘉黎断裂带南侧矿化类型以区中一个十分重要和典型的矿床 该矿床由西藏层控碳酸盐岩型铅锌矿化为主, 如洞中拉 洞中地质矿产勘查开发局第二地质大队于 2002 年发松多 蒙亚啊 亚贵拉 昂张铅锌矿床, 矿体赋现,2005 年唐菊兴 丁峰等受某矿业公司的委托, 存于上石炭统 下二叠统细碎屑岩与碳酸盐岩岩开展了地质填图等工作,2007 年达到详查程度, 性转换部位, 并受碳酸盐岩控制, 矿体呈层状, 但迄今为止, 综合研究程度尚低 鉴于该矿床类与围岩呈渐变过渡关系 型的特殊性, 矿石品位高, 除铅锌以外, 铜 银 2 矿床地质特征元素也可单独圈定矿体, 且外围找矿潜力还很大, 因此, 本文在已有工作的基础上, 对矿区矿石硫 矿区出露地层包括前奥陶系松多岩组铅同位素进行较为系统的研究, 以期探讨其成矿物 (AnOm) 中二叠统洛巴堆组(P 2 l) 第四系冲 质来源, 为研究矿床成矿机制提供资料 洪积及冰碛物 ( 图 2) 松多岩组分布在矿区东南 1 区域地质 洞中拉矿区位于冈底斯 念青唐古拉地体之念青唐古拉弧背断隆带 ( 隆格尔 念青唐古拉复合古岛弧带 ) 东段, 横跨纳木错 嘉黎结合带南北两侧, 北部属昂龙冈日 班戈 腾冲岩浆弧带, 南部属隆格尔 工布江达弧背断隆带 由于经历长期复杂的地质构造演化历史, 发育多期区域性构造 热事件 不同时期 不同类型的构造形迹叠加在一起, 形成复杂的区域构造格局 ( 图 1) [1] 洞中拉矿区域上出露的地层主要有前奥陶系岔萨岗岩组, 上古生界的石炭纪 二叠纪地层, 即中元古代松多岩组 下石炭统诺错组 上石炭统 下二叠统来姑组和中二叠统洛巴堆组和中生界中上侏罗统和白垩系 区域内岩浆活动比较强烈, 岩浆岩分布较广泛, 侵入岩 巨厚层的火山岩和超铁镁质岩零星分布 研究区地处冈底斯 念青唐古拉板片中段的南部边缘 雅鲁藏布江缝合带北盘, 是强烈的挤压碰撞造山带 区域上金属矿产主要有铜 铅锌 银 金等 铜铅锌银多金属矿产主要沿区内主干断裂带及其两侧分布, 成因上与燕山晚期及喜山期花岗岩关系密切 矿体多分布于北西向 北东向断裂破碎带内或赋存于石炭系 二叠系细碎屑岩与碳酸盐岩岩性转换部位 由于所处地质单元的不同, 矿化类型也有所区别, 纳木错 嘉黎断裂带北侧矿化类型多为中低温热液充填交代型富铅银矿, 如 尤卡朗铅银矿床, 矿体赋存于北东向断裂破碎带内, 严格受断裂构造控制 ; 沿羊八井 九支拉韧 部, 岩性主要为石英片岩 ; 洛巴堆组分布在矿区中部及东部, 岩性组合为灰岩 大理岩和碳质板岩 区内大面积出露晚燕山期的中酸性侵入岩, 以石英斑岩 花岗斑岩 闪长岩为主 矿区构造主要以近 EW 向断裂构造为主 容矿构造主要以近 EW 向的碳酸盐岩地层 ( 洛巴堆组灰岩 ( 大理岩 ) 夹板岩 ) 的层间破碎带为主 洞中拉铅锌矿床共圈定出 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 号 4 个矿体,Ⅰ 号矿体规模最大, 品位最高 Ⅱ 号矿体由 3 个小矿体组成 (Ⅱ -1 Ⅱ -2 Ⅱ -3),Ⅲ 号和 Ⅳ 号矿体为地表矿体, 仅由剥土工程控制, 规模较小 [2] Ⅰ 号矿体位于矿区东部小湖之东山坡一带, 北部矿化带的东段 该矿体赋存于上二叠统洛巴堆组灰岩与板岩的接触带中, 矿化类型为方铅矿化 闪锌矿化 黄铁矿化及黄铜矿化, 主要围岩蚀变有绿泥石化 硅化 矽卡岩化, 偶见方解石化 该矿体 Pb 平均品位为 , 最高达 ;Zn 平均品位为 , 最高达 ;Cu 平均品位为 , 最高达 ;Ag 平均品位为 , 最高达 通过地表工程揭露和深部钻孔控制和取样分析, 该矿床达到中型以上规模 本矿区矿石组成复杂, 按矿物学大致分类如下 : 硫化物矿物中方铅矿 闪锌矿 黄铁矿 黄铜矿最多, 其次还含有辉铜矿 斑铜矿等 ; 常见

3 第 5期 刘婷婷等 西藏墨竹工卡县洞中拉铅锌矿床 S Pb同位素组成及成矿物质来源 871 图 1 洞中拉矿区区域地质简图 据西藏自治区地质调查院 ① 修编 ① F 1 S mp f dr m p f D z Pb Zd p f rt b I u fg Su r v y 1 第四系 2 始新统 古新统火山岩 沉积岩 3 上白垩统火山岩夹砂砾岩 灰岩 4 下白垩统沉积岩 火山岩 5 上侏罗 统 下白垩统海相沉积岩 火山岩 6 上侏罗统海相沉积岩 7 中侏罗统 上侏罗统海相沉积岩 火山岩 8 中三叠统 下 三叠统变质岩 火山岩 9 上二叠统海相沉积岩 火山岩 10 上二叠统 中二叠统海相沉积岩 火山岩 1 1 中二叠统沉积 岩 火山岩 1 2 石炭系 二叠系变质岩 火山岩 1 3 上石炭统 下二叠统沉积岩 火山岩 1 4 下石炭统火山岩 沉积岩 15 新近纪二长花岗岩 16 古近纪花岗岩 二长花岗岩 1 7 白垩纪花岗岩 二长花岗岩 花岗闪长岩 18 侏罗纪花岗闪长 岩 19 三叠纪二长花岗岩 花岗闪长岩 2 0 地层界线 21 实测断层 2 2 推测断层 2 3 矿床 点 2 4 洞中拉矿区 的硅酸盐矿物有绿泥石 绿帘石和长石 同时还 可见绢云母 透辉石 偶见石榴子石 碳酸盐矿 物以方解石为主 也含少量孔雀石和蓝铜矿 氧 化矿物以褐铁矿最为常见 由于洞中拉矿区铅锌矿体赋存于灰岩和碳质 板岩接触带靠近灰岩一侧 矿石构造类型受矿体 产出形态所 制 约 以 充 填 作 用 形 成 的 构 造 为 主 交代作用形成的构造次之 矿石构造有块状 脉 状和浸染状 构 造 等 矿 石 结 构 包 括 结 晶 结 构 自 形 半自形和它形结构 交代 残余 结构和固溶 体分离结构 乳浊状结构 结状结构 压碎结构 等 图 3 区内主要发育有硅化 绿泥石化 绿帘石化 图 2 洞中拉矿区地质简图 F 2 G m p f D z r d r 1 第四系 Q 2 二叠系洛巴堆组二段灰岩 大理岩 P2 2 4 矽卡岩化 k 5 前 3 二叠系洛巴组一段碳质板岩 P2 1 花 岗 斑 岩 石 英 斑 岩 奥陶纪松多岩组石英片岩 AOm 6 7 辉绿玢岩脉 8 铅矿化体 9 矽卡岩化蚀变带 10 逆断层 黄铁矿化 矽卡岩化等蚀变类型 其中以矽卡岩 化和硅化为 主 矽 卡 岩 化 一 般 分 布 在 矿 区 中 部 发育于侵入岩与灰岩 大理岩 接触带部位 洞中拉矿区成矿作用具有明显的多期次 多 阶段活动的特点 根据野外观察 我们发现不同 0 6 ① 西藏自治区地质调查院 西藏雅鲁藏布江成矿区东段铜多金属矿勘查报告 20

4 现 872 代 地 质 2 0 1 1年 图 3 洞中拉铅锌矿各成矿期次照片 F 3 P fm p f D z Pb Zd p 方铅矿 闪锌矿 黄铜矿共生 闪锌矿内见乳滴状的黄铜矿 闪锌矿和黄铜矿呈固溶体分离结构 热液成矿期 b 方铅矿 闪 锌矿 黄铜矿 黄铁矿共生 闪锌矿内见乳滴状的黄铜矿 闪锌矿和黄铜矿呈固溶体分离结构 热液成矿期 黄铜矿呈条带状产 于矽卡岩中 热液成矿期 d 方铅矿呈自形晶分布于石英中 热液成矿期 PD2 1平硐内的铅锌矿脉 热液成矿期 f Ⅱ号 矿 化 体内发育的孔雀石化 蓝铜矿化 表生成矿期 类型矿化的穿插关系和分布特征 图 3 在室内 有石英 长石 石榴子石 绿泥石 绿帘石 方 显微镜下 做了较为详细的矿石结构构造 矿物 解石等 热液成矿期的典型矿物组合为 闪锌矿 共生组合特征的研究 初步将本矿床的成矿期次 方铅矿 磁黄铁矿 黄铜矿 闪锌矿 方铅矿 划分为 2期次 4个成矿阶段 黄铜矿 黄铁矿 磁黄铁矿 黄铜矿和黄铁矿 1 热液成矿期 根据不同温度的矿物组合 闪锌矿 黄铜矿 几种主要硫化物的结晶顺序 穿插 交代 包围等标志将该期次分为磁黄铁矿 为 磁黄铁 矿 黄 铜 矿 黄 铁 矿 闪 锌 矿 方 黄铜矿阶段 闪 锌 矿 方 铅 矿 阶 段 和 方 解 石 阶 段 铅矿 矿石矿物以黄铜矿 磁黄铁矿 黄铁矿 闪锌矿 方铅矿为主 次为蓝铜矿 斑铜矿等 脉石矿物 2 表生成矿期 该区随青藏高原的隆升而遭 受强烈的风化 剥蚀 硫化物在大气 水 生物

5 第 5 期 刘婷婷等 : 西藏墨竹工卡县洞中拉铅锌矿床 S Pb 同位素组成及成矿物质来源 873 二氧化碳等营力作用下发生氧化反应 水化反应和水解反应, 形成孔雀石 蓝铜矿 针铁矿等, 主要分布在 Ⅲ Ⅳ 号地表矿体 3 样品采集及测试方法 用于本文 S Pb 同位素分析测试的样品均采自洞中拉铅锌矿床 Ⅰ 号矿体的坑道原生矿石, 属于热液成矿期的闪锌矿方铅矿阶段 分析方法及步骤如下 : 选取具代表性样品, 经手工进行逐级破碎 过筛, 在双目镜下挑选 40~60 目 纯度 > 99% 的单矿物样品 5g 以上 将挑纯后的单矿物样品在玛瑙钵里研磨至 200 目以下, 送实验室分析 S 同位素样品分析测试在国土资源部同位素实验室完成 其中, 硫同位素样品是将硫化物单矿物与氧化亚铜按一定比例研磨 混合均匀后, 进行氧化反应, 生成 SO 2 并用冷冻法收集, 然后用 MAT251 气体同位素质谱仪分析硫同位素组成, 测量结果以 V-CDT 为标准, 分析精度优于 ±0 12 ;Pb 同位素样品分析测试在中国地质科学院地质研究所同位素实验室完成 铅同位素比值用多接收器等离子体质谱法 (MC-ICP-MS) 测定, 所用仪器为英国 NuPlasmaHR, 仪器的质量分馏以 Tl 同位素外标校正, 样品中 Tl 的加入量约为铅含量的 1/2 近期该实验室的 Pb 国际标准 NBS981 的测定结果为 208 Pb/ 206 Pb 为 ± , 207 Pb/ 206 Pb 为 ± , 206 Pb/ 204 Pb 为 ±0 0096, 207 Pb/ 204 Pb 为 ± , 208 Pb/ 204 Pb 为 ±0 0217(±2σ) 4 测试结果 4 1 硫同位素组成洞中拉铅锌矿床 6 件金属硫化物样品 ( 闪锌矿 黄铜矿 方铅矿 ) 的 δ 34 S 值变化于 +2 2 ~+4 8 之间 ( 表 1), 极差为 2 6, 平均值为 3 75, 变化范围较窄, 显示硫同位素组成比较稳定 在所分析的 6 件硫化物样品中,2 件闪锌矿的 δ 34 S 值为 4 1 ~4 8, 平均值为 4 45 ;2 件黄铜矿的 δ 34 S 值为 3 5 ~4 7, 平均值为 4 1 ;2 件方铅矿的 δ 34 S 值为 2 2 ~3 2, 平均值为 2 7 矿相学研究表明, 样品 DZL 1 中黄铜矿 闪锌矿和方铅矿及样品 DZL 5 中闪锌矿和方铅矿各自均为共生关系 通常认为, 在硫同位素分馏达到平衡条件下, 共生硫化物 ( 包括硫酸 表 1 洞中拉铅锌矿床硫化物的硫同位素组成 Table1 Sulfurisotopiccompositionofsulfides from thedongzhonglapb Zndeposits 样品号 测试对象 δ 34 S V-CDT / DZL 1 H 黄铜矿 4 7 DZL 1 F 方铅矿 2 2 DZL 1 S 闪锌矿 4 1 DZL 5 H 黄铜矿 3 5 DZL 5 F 方铅矿 3 2 DZL 5 S 闪锌矿 4 8 注 : 表内测试对象硫化物均来自矿石, 下表同 盐 ) 的 δ 34 S 值按硫酸盐 辉钼矿 黄铁矿 磁黄铁矿和闪锌矿 黄铜矿 方铅矿的顺序递减 [3-4] 洞中拉铅锌矿床共生矿石矿物组合 (DZL 2) 中硫化物的 δ 34 S 值大致表现出 δ 34 S 闪锌矿 δ 34 S 黄铜矿 δ 34 S 方铅矿的趋势, 表明主成矿期矿床中共生的硫化物硫同位素分馏基本达到了平衡 根据洞中拉矿床中铅锌矿石的矿物共生结构关系, 结合所获取的闪锌矿 方铅矿硫同位素数据, 计算了共生硫化物结晶沉淀时的温度 ( 表 2) 2 件铅锌矿石方铅矿 - 闪锌矿硫同位素温度计数值分别为 225~235 和 236~246 由此推测, 该矿床铅锌成矿作用与混源热液流体活动有关, 属中 低温热液活动的产物 4 2 铅同位素组成根据洞中拉铅锌矿床金属硫化物的铅同位素组成, 206 Pb/ 204 Pb 变化范围为 ~ , 平均值为 , 极差为 ; 207 Pb/ 204 Pb 变化范围为 ~ , 平均值为 , 极差为 ; 208 Pb/ 204 Pb 变化范围为 ~ , 平均值为 , 极差为 矿石铅的各同位素比值十分稳定, 变化范围较小, 显示正常铅的特征 表 2 洞中拉铅锌矿床硫同位素地质温度 Table2 Sulfurisotopegeo thermometerofsulfidefrom thedongzhonglapb Zndeposits 序号 样品号 含硫矿物对 Δδ 34 S/ 平衡矿物组合 δ 34 S/ 温度 / 采样位置 1 4 1(Sp),2 2(Gn) ~235 DZL 1 F Ⅰ 号矿体 DZL 1 S 铅锌矿石 2 4 8(Sp),3 2(Gn) ~246 DZL 5 F Ⅰ 号矿体 DZL 5 S 铅锌矿石 注 :Sp 闪锌矿 ;Gn 方铅矿 ; 计算时所采用的分馏方程据 Ohmoto 等 [5] ; 闪锌矿 - 方铅矿矿物对为 δ 34 S 闪锌矿 - δ 34 S 方铅矿 = (1 01±0 04) 10 5 /t 2

6 874 现代地质 2011 年 表 3 洞中拉铅锌矿床硫化物的铅同位素组成 Table3 Leadisotopiccompositionofsulfidesfrom thedongzhonglapb Zndeposits 样品号 208 Pb/ 204 Pb 2σ 207 Pb/ 204 Pb 2σ 206 Pb/ 204 Pb 2σ 208 Pb/ 206 Pb 2σ 207 Pb/ 206 Pb 2σ DZL 1 H DZL 1 F DZL 1 S DZL 5 H DZL 5 F DZL 5 S 表 4 洞中拉铅锌矿床铅同位素组成的相关参数 此对矿床的硫同位素来源进行推测 事实上, 确 Table4 Leadisotopiccharacteristicparametersofsulfides 定矿床溶液的总硫同位素组成 (δ 34 S ΣS ) 是判断硫源 from thedongzhonglapb Zndeposits 的主要依据 [5-10] 样品号 t/ma μ ω w(th) Δα Δβ Δγ 天然成矿热液的总硫同位素组成 (δ 34 S ΣS ) 一般 /w(u) 可分为 4 组 :0 0 5% ~15% 20% 和较大负值 DZL 1 H δ 34 S ΣS 接近零值的矿床其硫为火成来源, 包括岩浆 DZL 1 F 释放的硫和从火成岩硫化物中淋滤出来的硫 ; DZL 1 S DZL 5 H δ 34 S ΣS 值近于 20 的矿床, 说明硫来自大洋水和海 DZL 5 F 水蒸发盐 ; 总硫组成具中间值的矿床, 硫的来源 DZL 5 S 比较复杂, 可能来自围岩中的浸染状硫化物 ( 无机 还原成因 ) 或其他更老的矿床 [6] 利用 H-H 单阶段铅演化模式 [3-5], 计算得到洞中拉铅锌矿床矿石硫化物铅同位素的相关参数 ( 表 3, 表 4) 其中,μ 值的变化范围为 9 63~ 9 64, 平均值为 9 637,ω 值变化范围为 ~ 38 87, 平均值为 ,κ 值均为 3 90 除 μ 值稍微偏高外,ω 值和 κ 值均在正常铅的变化范围之内 [4] 在实验室得到含硫矿物的 δ 34 S 值后, 确定成矿溶液总硫同位素组成, 一般采用 3 种方法 : 物理 - 化学平衡分析法 矿物共生组合比较法和平克尼 - 拉夫特法 ( 高温平衡外推法 ) [7,11-15] 比较而言, 第 3 种方法简单易行, 已被广泛采用 本研究根据已达到平衡的硫化物共生矿物对 ( 闪锌矿 - 方铅矿 ) 高温平衡外推法, 得到矿床成矿热液中总 硫同位素值,δ 5 讨论 S ΣS 7 5 ( 图 4, 图 5), 具混源硫特征 探讨矿床硫 铅同位素来源的方法有很多, [5-10] 多数学者和专家选择的方法也不尽相同 本文 探讨硫同位素来源采用的是 δ 34 S ΣS 高温平衡外推法 图解, 探讨铅同位素来源采用的是铅同位素 207 Pb/ 204 Pb- 206 Pb/ 204 Pb 208 Pb/ 204 Pb- 206 Pb/ 204 Pb 构造环境 演化图解和铅同位素的 Δγ-Δβ 成因分类图解 5 1 硫的来源在应用硫同位素组成探讨成矿物质来源时, 首先应确定矿源的硫同位素组成 由于硫是变价元素, 它在热液中可呈 SO 2-4 H 2 S 和 HS - 等多种 2- 价态形式出现 在热液体系条件下,SO 4 和 H 2 S 或 HS - 这两种形式之间同位素有可能达到平衡, 也有可能没有达到平衡 因此, 不能简单地用某种矿物的硫同位素组成来代表热液的组成, 并以 图 4 洞中拉铅锌矿床硫化物硫同位素组成频率直方图 Fig 4 Frequencyhistogramofδ 34 Sinsulfidesfrom thedongzhonglapb Zndeposits

7 第 5 期 刘婷婷等 : 西藏墨竹工卡县洞中拉铅锌矿床 S Pb 同位素组成及成矿物质来源 875 图 5 洞中拉铅锌矿床 δ 34 S ΣS 高温平衡外推法图解 Fig 5 PlotsoftheHTBEmethodofδ 34 S ΣS for thedongzhonglapb Zndeposits 根据本文获得的热液总硫同位素组成 (7 5 ), 可认为洞中拉铅锌矿床的硫应主要来自 沉积围岩, 且主要为无机还原成因, 并有少量硫 来自本地区燕山晚期花岗岩 5 2 铅的来源通常认为, 铅同位素源区特征值, 尤其是 μ 图 6 洞中拉铅锌矿硫化物铅同位素 207 Pb/ 204 Pb- 206 Pb/ Pb 和 Pb/ 204 Pb- 206 Pb/ 204 Pb 构造环境演化图解 ( 底图据 Zartmanetal [15],1981) 值的变化能提供地质体经历地质作用的信息, 反 [14] 映铅的来源 具有高 μ 值 ( 大于 9 58) 的铅或者位于零等时线右侧的放射成因铅通常被认为是来自 U Th 相对富集的上部地壳物质 [14-15] 洞中拉铅锌矿床矿石铅同位素 μ 值相对集中 (9 63~ 9 64), 测试样品 μ 值均高于 9 58, 显示铅源具上地壳物质特征 为了进一步探讨洞中拉铅锌矿床矿石铅的来源, 将洞中拉铅锌矿床矿石铅同位素组成数据投影到 207 Pb/ 204 Pb Pb/ 204 Pb 和 208 Pb/ 204 Pb - Fig 6 Diagram showing evalutionary tectonic setingsfor Pb/ 204 Pb 206 Pb/ 204 Pband 208 Pb/ 204 Pb 206 Pb/ 204 Pbof theleadisotopesfromthedongzhonglapb Zndeposits 206 Pb/ 204 Pb 构造环境演化图解中 ( 图 6), 可以看 出 : 矿石样品中的 6 个数据点均位于上地壳演化曲线之外, 表明本区矿石铅主要来自于上地壳物质 [16] 朱炳泉等在广泛搜集世界各地不同时代和成因的铅同位素资料基础上, 根据构造环境与成因不同, 提出了将铅的 3 种同位素表示成同时代地幔的相对偏差 Δα Δβ Δγ, 并通过 Δγ - Δβ 成因分类图解 ( 图 7), 追踪矿石铅的源区的方法 该模式消除了时间因素的影响, 理论上比全球性的演化模式具有更好的示踪意义 [14] 图 7 洞中拉铅锌矿床矿石铅同位素的 Δγ-Δβ 成因分类图解 ( 底图据朱炳泉等 [16],1998) Fig 7 Δγ Δβdiagramofgeneticclasificationoforelead isotopesfromthedongzhonglapb Zndeposits 1. 地幔源铅 ;2. 上地壳源铅 ;3. 上地壳与地幔混合的俯冲带铅 (3a. 岩浆作用 ;3b. 沉积作用 );4. 化学沉积型铅 ;5. 海底热水作用铅 ;6. 中深变质作用铅 ;7. 深变质下地壳铅 ;8. 造山带铅 ; 9. 古老页岩上地壳铅 ;10. 退变质铅

8 876 现代地质 2011 年 通过计算得到洞中拉铅锌矿床矿石铅与同时代地幔的相对偏差 Δα Δβ Δγ( 表 3), 并投影到矿石铅同位素的 Δγ - Δβ 成因分类图解 ( 图 7) 上, 所有样品点均落在上地壳来源铅的范围内 这一特征与 Zartman 的铅构造模式中样品的分布特征基本是一致的, 因此可以确定洞中拉铅锌矿床矿石铅主要来自上地壳物质 6 结论 (1) 洞中拉铅锌矿床矿石硫 (δ 34 S) 组成变化范围较小, 介于 +2 2 ~+4 8 之间, 而且它们的平均 δ 34 S 值 3 75, 十分接近于零, 表明硫同位素组成稳定 利用高温平衡外推法得到总硫同位素值 δ 34 S ΣS 7 5, 具混源硫特征, 反映出洞中拉铅锌矿床的硫应主要来自沉积围岩, 且主要为无机还原成因, 并有少量硫来自于本地区燕山晚期的花岗岩 (2) 矿石铅同位素组成稳定, 经特征参数法判断矿石铅以放射性成因为特征 ( 206 Pb/ 204 Pb > Pb/ 204 Pb > Pb/ 204 Pb >39) 通过 Zartman 铅构造环境演化图解和 Δγ-Δβ 成因分类图解分析, 结合本地区区域构造和岩浆演化, 判断矿石铅主要来自早白垩世上地壳物质部分熔融形成的岩浆 参考文献 : [3] 张理刚. 稳定同位素在地质科学中的应用 [M]. 西安 : 陕西 科学技术出版社,1985: [4] 郑永飞, 陈江峰. 稳定同位素地球化学 [M]. 北京 : 科学出 版社,2000: [5] 付超, 王建平, 彭润民, 等. 内蒙古甲生盘铅锌硫矿床硫同 位素特征及其成因意义 [J]. 现代地质,2010,24(1): [6] 王启旺, 孙立新. 用数学分析方法探讨祁雨沟金矿的物质来 源 [J]. 机械管理开发,2005(6): [7] 丰成友, 丰耀东, 张德全, 等. 闽中梅仙式铅锌银矿床矿质来源的硫 铅同位素示踪及成矿时代 [J]. 地质学报, 2007,81(7): [8] 王彦博, 顾雪祥, 张宗保, 等. 湖北铜绿山矽卡岩铜铁矿床 同位素地球化学研究 [J]. 现代地质,2011,25(4): [9] 张静, 杨艳, 胡海珠, 等. 河南银洞沟造山型银矿床碳硫铅 同位素地球化学 [J]. 岩石学报,2009,25(11): [10] 李志丹, 薛春纪, 辛江, 等. 新疆乌恰县萨热克铜矿床地质 特征及硫 铅同位素地球化学 [J]. 现代地质,2011,25 (4): [11] OhmotoH,RyeR O.Isotopesofsulfurandcarbon[M] // BarnesH L.GeochemistryofHydrothermalOreDeposits.New York:JohnWileyandSons,1979: [12] HoefsJ.StableIsotopeGeochemistry[M].Berlin:Springer Verlag,1997: [13] 毛晓冬, 黄思静. 长坑 富湾金 银矿床硫同位素组成特征 及其意义 [J]. 华南地质与矿产,2002(1): [14] 吴开兴, 胡瑞忠, 毕献武, 等. 矿石铅同位素示踪成矿物质 来源综述 [J]. 地质地球化学,2002,30(3): [15] ZartmanRE,DoeBR.Plumbotectonics themodel[j].tec [1] 西藏自治区地质矿产勘查开发局. 西藏自治区区域地质志 tonophysics,1981,75(1/2): [M]. 北京 : 地质出版社,1993: [16] 朱炳泉, 李献华, 戴? 谟, 等. 地球科学中同位素体系理论 [2] 崔晓亮. 西藏墨竹工卡县洞中拉铅锌多金属矿矿床地质特征与应用 兼论中国大陆壳幔演化 [M]. 北京 : 科学出版 [D]. 成都 : 成都理工大学,2009:1-91. 社,1998:

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