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湖南凤凰铅锌矿床成矿流体特征及成矿机制

王晗昳 何谋惷 丁振举

王晗昳, 何谋惷, 丁振举. 湖南凤凰铅锌矿床成矿流体特征及成矿机制[J]. 地质科技通报, 2020, 39(6): 103-111. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0610
引用本文: 王晗昳, 何谋惷, 丁振举. 湖南凤凰铅锌矿床成矿流体特征及成矿机制[J]. 地质科技通报, 2020, 39(6): 103-111. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0610
Wang Hanyi, He Mouchun, Ding Zhenju. Ore-forming fluid characteristics and metallogenic mechanism of Fenghuang Pb-Zn deposit, Hunan Province[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2020, 39(6): 103-111. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0610
Citation: Wang Hanyi, He Mouchun, Ding Zhenju. Ore-forming fluid characteristics and metallogenic mechanism of Fenghuang Pb-Zn deposit, Hunan Province[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2020, 39(6): 103-111. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0610

湖南凤凰铅锌矿床成矿流体特征及成矿机制

doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0610
基金项目: 

中国地质调查局项目"中上扬子地块东南缘Pb-Zn-Ag-V矿床成矿规律与成矿模式研究" 12120114016601

详细信息
    作者简介:

    王晗昳(1992-), 女, 现正攻读矿物学、岩石学、矿床学专业硕士学位, 主要从事矿床学的研究工作。E-mail:hanyiw.olivia@qq.com

    通讯作者:

    何谋惷(1965-), 男, 副教授, 主要从事矿床地质、找矿勘探、成矿流体等方面的教学与科研工作。E-mail:hemch@126.com

  • 中图分类号: P588.12

Ore-forming fluid characteristics and metallogenic mechanism of Fenghuang Pb-Zn deposit, Hunan Province

  • 摘要: 扬子地块东南缘是我国重要的铅锌成矿带,而其中凤凰矿田尚缺系统研究。以凤凰铅锌矿床为研究对象,运用流体包裹体地质学、同位素地球化学以及显微激光拉曼光谱等方法对成矿流体特征、流体来源及流体成分开展了系统研究。结果表明:矿床中闪锌矿和与成矿有关的脉石矿物中流体包裹体较发育;包裹体主要为气液两相,其均一温度介于111.2~177℃,盐度介于4.1%~25.2%,密度介于0.98~1.09 g/cm3,总体为低温、中高盐度、中等密度流体;石英、闪锌矿中单个包裹体成分拉曼光谱测试结果表明,气液两相包裹体中气相成分主要为CH4,液相主要为H2O,纯气相包裹体主要成分为CH4;H-O同位素分析结果表明,成矿流体主要为建造水,表明来自盆地中的建造水萃取了深部地层中的成矿物质,并与沉积物中有机物干馏作用产生的CH4等一起形成还原性成矿流体,沿同生断裂构造等通道向上运移,铅锌等成矿物质在浅部敖溪组白云岩中沉淀成矿。

     

  • 图 1  区域地质简图(据文献[7]修改)

    K.白垩系;S-J.志留系-侏罗系;Nh-O.志华系-奥陶系;Qb.青白口系;ηγ.二长花岗岩;1.背斜;2.断层及编号; 3.不整合界线;4.城镇;F1.花垣-张家界断裂;F2.张家界-麻粟场断裂;F3.吉首-古丈断裂;F4.沅江-麻阳-芷江断裂

    Figure 1.  Regional geological map

    图 2  茶田矿区地质简图(据文献[19]修改)

    Figure 2.  Geological map of Chatian mining area

    图 3  凤凰铅锌矿8勘探线剖面图(据文献[21]修改)

    Figure 3.  Profile of exploration line 8 in Fenghuang lead zinc mine

    图 4  凤凰铅锌矿矿物镜下特征

    A.石英呈细脉状充填交代闪锌矿;B.黄铜矿呈乳浊状分布于闪锌矿中;C.闪锌矿与黄铜矿共结边结构;D.自形粒状黄铁矿与他形粒状黄铁矿;E.黄铁矿颗粒被闪锌矿、方解石溶蚀交代;F.方铅矿交代闪锌矿,闪锌矿呈港湾状,交代残余呈孤岛状;Sph.闪锌矿;Ccp.黄铜矿;Gn.方铅矿;Q.石英;Py.黄铁矿;Cal.方解石

    Figure 4.  Microscopic characteristics of minerals in Fenghuang lead-zinc deposit

    图 5  凤凰铅锌矿矿石构造

    A.条带状构造;B.角砾状构造;C.脉状构造;D.浸染状构造

    Figure 5.  Ore structure of Fenghuang lead-zinc deposit

    图 6  凤凰铅锌矿矿石主要蚀变类型

    Figure 6.  Alteration types of Fenghuang lead-zinc deposit

    图 7  凤凰铅锌矿床流体包裹体特征

    A.方解石中呈孤立状分布的气液两相包裹体;B.方解石中呈群状分布的气液两相包裹体;C.闪锌矿中呈孤立状分布的气液两相包裹体;D.石英中呈孤立状分布的纯气相包裹体

    Figure 7.  Characteristics of fluid inclusions in Fenghuang Pb-Zn deposit

    图 8  流体包裹体均一温度直方图

    Figure 8.  Homogenization temperature histogram of fluid inclusions

    图 9  凤凰铅锌矿流体包裹体激光拉曼图谱

    A.闪锌矿纯气相包裹体气相成分;B.闪锌矿气液两相包裹体液相成分;C.闪锌矿气液两相包裹体液相成分

    Figure 9.  Laser Raman spectra of fluid inclusions in Fenghuang lead zinc deposit

    图 10  凤凰矿床成矿流体δD-δ18O图解

    Figure 10.  δD -δ18Owater diagram of ore-forming fluid in Fenghuang Pb-Zn deposit

    图 11  凤凰铅锌矿成矿流体均一温度-盐度协变关系图(底图据文献[26])

    Figure 11.  Th-w(NaCl) covariant diagram for fore-forming fluid in Fenghuang Pb-Zn deposit

    Table  1.   Mineral formation sequence of Fenghuang lead-zinc deposit

    矿物名称 金属硫化物-石英-方解石阶段 石英-方解石阶段
    黄铁矿
    方解石
    闪锌矿
    石英
    黄铜矿
    方铅矿
    辰砂
    白云石
    注:黑色柱条长短代表矿物的存续期
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    表  2  流体包裹体研究样品信息一览表

    Table  2.   Information of fluid inclusion study samples

    分析项目 样品编号 样品名称 成矿阶段
    δD-δ18O LD11-01 方解石 第一阶段
    FH-01 第二阶段
    FH-03 第一阶段
    FH-04 第二阶段
    FI热力学特征 FH-01-1 石英方解石脉 第二阶段
    ZH801-1 闪锌矿矿石 第一阶段
    ZH801-2 石英方解石脉 第二阶段
    拉曼成分 LD2-01 脉状矿石 第一阶段
    LD2-02 脉状矿石 第一阶段
    LD2-04 石英闪锌矿脉状矿石 第一阶段
    LD2-05 团块状闪锌矿矿石 第一阶段
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    表  3  凤凰铅锌矿流体包裹体热力学参数

    Table  3.   Thermodynamic parameters of fluid inclusions in Fenghuang Pb-Zn deposit

    成矿阶段 第一成矿阶段 第二成矿阶段
    主矿物 闪锌矿 方解石 方解石 石英
    类型 L+V L+V
    冰点/℃ -16.2~ -16.2~ -2.8~ -4~
    -3.6 -3.6 -14.1 -19.8
    均一温度/℃ 132.6~ 111.2~ 121.6~ 103.2~
    177.0 143.1 145.7 193.2
    均一状态 L L
    盐度w(NaCl)/% 21.1~ 5.9~ 4.1~ 6.4~
    25.2 19.6 17.9 22.5
    密度/(g·cm-3) 1.01~ 0.98~ 0.99~
    1.09 1.07 1.07
    包裹体个数/个 16 25 14 21
    注:L.液相;V.气相
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    表  4  流体包裹体成分拉曼光谱测试结果

    Table  4.   Results of Raman spectra of fluid inclusions

    样号 分析号 包裹体类型 液相成分 FI气相成分
    CO2 N2 CH4
    成分 峰位移/cm-1 峰位移/cm-1 φB/% 峰位移/cm-1 φB/% 峰位移/cm-1 φB/%
    ZK801-01 ZK801-01AV L+V 1 386, 1 283 1 2 325 5 2 910 94
    ZK801-01BL L+V H2O 3 450
    ZK801-01CV L+V 2 916
    LD2-01 L+V LD2-01BL H2O 3 421
    LD2-01BV 2 916
    LD2-01DV L+V 2 912
    LD2-02 LD2-02AL L+V H2O 3 428
    LD2-02AV 2 912
    LD2-02BV L+V 2 911
    LD2-02DV L+V 2 913
    LD2-04 LD2-04AL L+V H2O 3 425
    LD2-04AV 2 914
    LD2-04BL L+V H2O 3 436
    LD2-04BV 2 913
    LD2-04CV L+V 1 385, 1 283 6 2 328 1 2 912 93
    LD2-04DV L+V 2 911
    LD2-04EV L+V 1 387, 1 284 2 2 329 5 2 911 93
    LD2-04FV L+V 2 912
    LD2-05 LD2-05AV L+V 2 911
    LD2-05BV L+V 2 912
    LD2-05BL H2O 3 428
    LD2-05CV L+V 2 911
    LD2-05DV L+V 2 911
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    表  5  凤凰矿区成矿流体氢氧同位素组成

    Table  5.   Hydrogen and oxygen isotopic composition of ore-forming fluid in Fenghuang Pb-Zn deposit

    样号 矿物 δDV-SMOW/‰ δOV-PDB/‰ δ18OV-SMOW/‰ δO/‰
    LD11-01 方解石 -68 -13.19 17.26 4.82
    FH-01 方解石 -77 -15.16 15.23 2.79
    FH-03 方解石 -78 -14.49 15.92 3.48
    FH-04 方解石 -95 -14.32 16.1 3.66
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  • 收稿日期:  2019-08-29

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