硅质条带的成因及其对铅锌矿成矿影响的分析

硅质条带的成因——及其对铅锌矿成矿影响的分析矿区主要赋矿岩石为硅质条带白云岩、白云质硅质石、构造角砾岩、构造碎裂岩、构造碎粉岩等，最主要的为白云质硅质岩。前人多将白云质硅质岩中的硅质条带视为同生沉积的硅质条带，并作为矿区灯影组内部的分层标志。近年，又有较多的人将其视为热水喷流沉积的硅质，认为它是川滇黔地区铅锌矿床为热水喷流沉积成因的铁证。经实地观察，发现这些硅质条带在白云岩中局部出现水平层理或水平纹层，显示沉积或同生热水喷流沉积特征。但从较大尺度上观察，发现其向两端收敛、归并或分支、分叉等现象，总体具有顺层剪切构造的样式或形貌，显示出后期热液沿先成顺层剪切构造贯入充填、交代的特征。对硅质条带和硅化矿石取样，切制薄片镜下鉴定发现，除硅化矿石有较多金属矿物外，二者具有相似的组成和结构。硅质条带主要由蛋白石、玉髓、石英组成，蛋白石、玉髓主要分布在靠近围岩一侧，清晰且晶粒相对粗大的石英或梳状石英存在于中间部位。因为硅质条带中间部位空间相对较大，SiO2有足够的时间和空间结晶。这证实所谓条带状硅质岩并非同生沉积或同生喷流沉积的硅质岩，而是热液充填交代形成的似碧玉岩。运用ICP-MS，分析生物碎屑泥晶白云岩及其中的硅质条带的稀土及微量元素（表1），结果表明，二者的稀土元素和其它微量元素的含量，存在明显差异。白云岩的稀土元素含量比硅质条带，稀土总量（REE）高约28%，其中，比轻稀土（LREE）高25.6%，比重稀土（HREE）高107%。白云岩与硅质条带的稀土元素分布型均为轻稀土富集的左倾形（图1），但白云岩具有较明显铈负异常、镨正异常和弱钬负异常；硅质条带具有明显的铈正异常、微弱镨负异常和弱钬正异常。白云岩和硅质条带均具弱负铕异常，然而硅质条带铕负异常较白云岩强（表2）。LREE/HREE、La/Y、La/Yb显示，硅质条带比白云岩轻、重稀土轻稀土分异稍强，但重稀土分异强烈（表3）。上述表明，硅质条带与白云岩绝非同一环境的产物。其中，铈正异常表明硅质条带非正常沉积形成，而是富硅热液充填交代形成；铕负异常的存在表明形成硅质条带的热液与结晶分异形成的岩浆热液有关；稀土因素内部分异强烈，表明形成硅质条带的热液经历了较充分的演化过程。在微量元素方面（见表1），与白云岩相比，一方面硅质条带明显富集：①亲铜元素Cu、Pb、Zn，分别为白云岩8.8倍、5.35倍、11.5倍；②铁族元素V、Cr、Co、Ni，分别为白云岩的1.8倍、12.3倍、2.3倍、1.2倍；③分散元素Ba、Ga、Tl，分别为白云岩的1.3倍、2.3倍、1.1倍；④稀有元素Rb、Cs、Zr、Hf，分别为白云岩的1.2倍、1.4倍、1.1倍、1.6倍；⑤放射性元素U、Th，分别为白云岩的1.6倍、2.9倍；⑥钨钼族元素Bi，为白云岩的1.95倍。另一方面，硅质条带相对贫乏：①稀有元素Li、Be、Se、Nb、Ta，分别为白云岩的0.4～0.8倍；②分散元素Sr，为白云岩的0.4倍；③稀土，尤其重稀土，分别为白云岩的0.8倍和0.5倍。硅质条带富含Cu、Pb、Zn，表明形成似碧玉岩（硅质条带）的热液富含Cu、Pb，Zn，极可能是形成层状矿体相关的成矿热液；富含铁族因素，反映热液系深部来源，且与岩浆活动以及热液运移路径上物质结构相关；Cr、Co较天宝山、大梁子矿床低，则暗示热液运移路径上先存岩浆物质较少。Ga、Tl等分散元素，Rb、Cs、Zr、Hf等稀有元素，以及放射性元素U、Th和钨钼族元素Bi的富集，也暗示热液与深部中酸性岩浆活动有关；稀有元素Li、Be、Sc、Nb、Ta和分散元素Sr的贫乏，表明硅质条带的非海相沉积成因；而稀土，尤其重稀土的亏损，则说明形成硅质条带的热液的物质不是震旦系内/侧分泌的结果。图1中方框为生物碎屑泥晶白云岩；圆圈为硅质条带。地壳中轻稀土既富且易活化，如热液主要是处于上地壳的震旦系岩层活化所致，则轻稀土必然大量富集。从各种微量元素对比值（见表3）看，与硅质条带相比，白云岩稀有元素Zr/Hf、Pb/Cs、Nb/Ta，亲铜元素Pb/Cu、Pb/Zn，放射性元素U/Th，铁族元素Ni/Co，存在较强分异；分散元素Sr/Ba，铁族元素Ni与亲铜元素Cu，铜与分散元素Sr、Ba则分异强烈。Zr、Hf、Ta、Nb通常被认为稳定元素，白云岩与硅质条带相比，Zr、Hf、Ta、Nb分异较强，表明硅质条带是由演化不甚成熟的热液形成的。白云岩的U/Th分异胜于硅质条带，既表明白云岩与硅质条带非同源成因，亦反映白云岩的形成大大早于硅质条带。硅质条带，铁族元素内部分异强烈，亲铜元素/亲铁元素强烈分异，而亲铜元素内部分异不显。这显示，形成似碧玉岩的热液，一方面，在深部经历了较强的演化，以致铁族元素内部分异强烈，亲铜元素/亲铁元素强烈分异；另一方面，热液运移与侵位过程中，未发生进一步的充分演化，以致亲铜元素（Cu、Pb、Zn）内部未能发生有效分离。硅质条带，亲铜元素与钨钼族元素，强烈分异，表明热液运移过程中，有一定陆壳物质加入，但份额有限。放射性元素U/Th分异不强，而亲铜元素/放射性元素，除Pb/Th外，均强烈分异，反映硅质条带形成于较晚时期。综上所述，稀土和微量元素特征，表明硅质条带是在富硅热液后期充填交代白云岩形成的似碧玉岩；热液富含亲铜元素（Cu、Pb、Zn），与成矿关系密切；热液富含铁族元素（V、Cr、Co、Ni），暗示其为深部来源。铁族元素内部，以及亲铜元素/铁族元素间的强烈分异，表明热液在深部有明显演化；亲铜元素内部分异不明显，则说明热液上侵运移时演化尚欠充分。亲铜元素与钨钼族元素强烈分异，表明加入热液的陆壳物质有限。放射性元素U/Th分异不强，而亲铜元素/放射性元素强烈分异，反映硅质条带形成于较晚时期。