徐老九沟铅锌矿床成瘾的一点认识

1徐老九沟铅锌矿床的成因探讨吕永志卢颖编著徐老九沟铅锌矿床位于黑龙江省庆安县境内。地理坐标：128º26′00″～128º27′05″，北纬47º17′30″～47º18′19″。一、成矿物质来源矿床的成矿物质来源，一是来自地层，即下二迭统玉泉组大理岩，二是来自于华力西晚期似斑状黑云母斜长花岗岩有关的岩浆岩。主要依据如下：(一)地层中主要成矿元素铅、锌，钨，铜、钼的平均含量及其浓集克拉克值较高。矿区内三种岩性中成矿元素平均含量、克拉克值及浓集克拉克值表1成矿元素名称大理岩角岩花岗岩平均含量（10-6）克拉克值（10-6）浓集克拉克值平均含量（10-6）克拉克值（10-6）浓集克拉克值平均含量（10-6）克拉克值（10-6）浓集克拉克值Pb190.72921.19116.74205.8178.94208.9Zn247.42012.37289.6803.7339.4605.6W100.40.2200.8100.11010.01130.3343.4Cu70.00.4175199.7299.85159.21.0159.2Mo15.60.62632.3216.25351.523.3Sn14.343.626.5570.4628.7201.4克拉克值采用维诺格拉多夫值，统计时大理岩样品234个，角岩类样品252个，花岗岩类样品109个。依据矿区内大理岩、角岩、花岗岩的原岩光谱分析结果，对铅，锌，钨、铜、钼、锡含量进行统计(表1)，可以看出：1、铅在大理岩中的平均含量及其浓集克拉克值均大于角岩类和花岗岩类岩石的平均含量及其浓集克拉克值。2、锌在大理岩中的平均含量虽低于各种角岩和花岗岩中的平均含量，但浓集克拉克值高于角岩类岩石和花岗岩类岩石。3，钨、铜在花岗岩类岩石和角岩类岩石中的平均含量较高，其浓集克拉克值也较高。4，钼在三种岩性中的平均含量较接近，均高于其克拉克值，浓集克拉克值在大理岩和花岗岩中较高。25，锡在矿床内各种岩石中的平均含量均较低，其浓集克拉克值也较低。既然矿区内地层中大理岩或角岩里铅、锌，钨，铜的平均含量和浓集克拉克值均较高，那么其在遭受变质作用，岩浆活动和热液活动过程中，提供部分成矿物质则是完全可能的。(二)不同类型岩石中部分成矿元素和微量元素含量较高，具同消长关系。依据区内不同岩石的原岩光谱，微量元素分析结果，选择有代表性的大理岩(粗粒、细粒、白色、条带状大理岩，含炭质大理岩及矽卡岩化大理岩)，矽卡岩及花岗岩类岩石进行成矿元素、微量元素对比，从中可以明显看出，各种成矿元素及微量元素在不同岩类岩石中的含量虽然各不同，但铅，锌、钼、锡、钛、银、硼、锆、锶、钡、铷等元素，往往在不同岩类岩石中的含量均较高，并且同消长正相关关系。即在大理岩中含量较高的元素，在花岗岩类岩石和矽卡岩中的含量亦较高；反之亦然。不同岩类岩石成矿元素，微量元素含量的这一特点，反映了大理岩、矽卡岩和花岗岩的某种内在联系，或者花岗岩岩浆同化地层，或者地壳重熔花岗岩化，均可能使所形成的花岗岩类岩石具有地层中岩石成矿元素、微量元素的上述特征，矽卡岩的这一特点。又在某种程度上反映了岩浆晚期气化—热液和期后残余热液，在其活动过程中，不但能够集中了来自岩浆源的同化围岩的成矿元素与微量元素，而且又可以携带所经围岩中的部分成矿元素及其微量元素。换言之。不同岩类岩石的某些成矿元素及微量元素含量较高，且具同消长的正相关系这一特征，亦暗示了该矿床的成矿物质既有一部分系由岩浆和热液直接提供的，亦有一部分是由直接或间接来源于地层的。（三）根据同位素资料得出的判断1铅同位素根据矿体中方铅矿，闪锌矿的铅同位素测定结果(表2)，4个样品中1、3、4号样品值较为接近，2号样品与之有偏差，但差值不大。用霍尔姆斯—豪特曼模式年龄，其结果均为负值，说明矿床中铅同位素组成属异常铅。3铅同位素分析结果表表2序号测定矿物Pb206/Pb204Pb207/Pb204Pb208/Pb2041方铅矿18.760815.694538.38832方铅矿18.544215.507137.96703方铅矿18.7898185.735938.53454闪锌矿18.588015.655038.4566测试单位：长春地质学院稳定同位素室把徐老九沟铅锌矿床铅同位素组成投绘在建有铅构造演化曲线的Pb207/Pb204—Pb206/Pb204图解上(图1)，可以看出1，3、4号样品分布于上地壳演化曲线接近，2号样品分布在地幔演化线与造山带演化线之间，且接近地幔演化线。说明铅的来源既有地层的，也有来自岩浆热液的。2、硫源和热液来源徐老九沟铅锌矿床中共采取5个硫同位素组成测试样品，它们分别采自铅锌矿石中的方铅矿、闪锌矿和地层中石英角岩里的磁黄铁矿，其测定结果见（表3）。硫同位素测定结果表表3序号矿石及岩石名称测定矿物δS34CDT备注1铅锌矿石闪锌矿7.32铅锌矿石方铅矿3.843铅锌矿石方铅矿5.64石英角岩雌黄铁矿18.245石英角岩雌黄铁矿23.07测试单位：长春地质学院稳定同位素室从表中可以看出，矿体中硫同位素特征与石英角岩(地层)中硫化物矿物的硫同位素特征明显不同。矿体中方铅矿、闪锌矿的δS34值在3.84—7.30‰之间，而地层中磁黄铁矿δS34值在18.24—23.07‰之间。矿体中δS34具有海水成因恃征。由此看出，矿床内硫的来源既有岩浆的也有地层的，而矿体中可能主要来源于岩浆热液。4图1徐老九沟铅锌矿床矿石铅同位素组成二、关于成矿热液性质的一些认识（表4）列出矿床包体成分测定结果，从表中可以看出如下特点：1、PH值：花岗岩→矽卡岩→矿体，由6.8→6.6→4，表明成矿热液由弱酸性向酸性转化。2、卤族元素：矽卡岩包体中CI-最高，达8.56ug/g,花岗岩包体中含CI-次之为6.06—6.19ug/g，铅锌矿石中含CI-最低，在1.77—2.94ug/g之间。F-在矽卡岩包体中最高，达6.09ug/g，铅锌矿体包体中含量次之，在0.99—2.59ug/g之间，花岗岩包体中含F-量最低，在0.38—0.53ug/g之间。3、SO42-:花岗岩包体中含SO42-最低，在20.82—56.62ug/g之间，矽卡岩包体中含量SO42-略高，在63.52/—103.83ug/g之间，而矿石包体中SO42-含量比前两者高两个数量级，达1982—7230ug/g。卤族元素和SO42-含量变化特征可能表明成矿元素迁移和沉淀有如下过程：①元素迁移：Pb呈﹝Pb(HS)3﹞-、﹝Pb(S2O3)3﹞2-，(PbF)+迁移，Zn、﹝Zn(HS)3﹞-、﹝(Zn(S2O3)2)2-迁移;W呈﹝WO3F2﹞2-、﹝WO3F4﹞2-呈﹝WO3Cl2﹞2-、﹝WO2CI4﹞2-迁移，Mo呈﹝MOSO4﹞2-迁移。②元素沉淀：当矽卡岩形成时，含钨络合物与大理岩反应生成白钨矿：5包体成分测定结果表表4样品测试工作由长春地质学院岩矿分析实验室测试岩矿石名称测试矿物Ca2H2OH2O2N2COCH4C2H6F-CL-NO-3SO42-K+Na+Ca2+Mg2+PH值H2O/CO2ug/g摩尔比稠密浸染状锌矿石闪锌矿500.2900.40.400.010.140.060.020.012.591.882.3519.287.8219.28335.089.915.54.4块状锌矿石方铅矿5686.51737.70.030.010.300.090.030.012.712.946.7947.478.778.83289.1410.926.50.75浸染状锌矿石闪锌矿481.42386.40.071.010.170.110.020.010.991.774.8272.309.7912.55452.92111.64.012.11似斑状黑云母斜长花岗岩石英108.3741.90.050.020.180.020.020.010.536.1913.2756.627.3410.06108.874.366.716.74细粒花岗岩石英105.4956.10.020.010.600.020.020.010.386.0616.0820.826.8712.1784.641.546.822.17石榴石矽卡岩石榴石91.21218.70.460.010.140.020.030.016.098.5615.5663.525.728.98129.302.566.632.66含钨矿化石榴石矽卡岩石英86.8773.90.090.010.100.020.030.012.963.383.1078.892.926.97219.272.546.721.79具铅锌矿化的石榴石矽卡岩石榴石281.61223.20.050.010.060.020.060.011.888.132.00103.835.528.66142.262.186.510.626﹝WO3CI2﹞2-+2CaCO3→CaWO4+CaCl2+2CO2↑﹝WO3F2﹞2-+2CaCO3→CaWO4+CaF2+2CO2↑CI-、F-离子也多在矽卡岩中沉淀，造成了矽卡岩中C1-，F-离子含量高。含有Pb、Zn络离子的成矿热液进一步向层间迁移，温度降低，S2-浓度增大，(PbF)+、﹝Pb(HS)3﹞-、﹝Pb(S2O3)3﹞2-和﹝Zn(HS)3﹞-、﹝(Zn(S2O3)2)﹞2-发生分解，Pb、Zn形成PbS、ZnS沉淀，因而造成F-在铅锌矿石中含量较高。向上迁移时氧逸度增高，(S2O3)-氧化成(SO42-)而残留于包体中，造成铅锌矿石中(SO42-)含量很高。4、Ca2+离子在铅锌矿石包体中含量很高，在289.14—452.92ug/g之间，矽卡岩包体中次之，在129.30—219.27ug/g之间，花岗岩包体中含量最低，在84.64—108.87ug/g之间。Mg2+也在铅锌矿石包体中含量最高，这一特点可能与形成铅锌矿石的热液迁移距离较远，在迁移中又溶解了较多的Ca2+，Mg2+离于有关。三、成矿深度我们认为，徐老九沟铅锌矿床的成矿探度在1.5—3.0千米，为中等深度。其主要标志有：1、岩浆岩特征：①具似斑状结构；②斜长石常具环带状构造；③石英等矿物有熔蚀现象。2，矿物组合特征：出现硅灰石，符山石、钙铝榴石矿物组合。3，矿物延伸较大。四、成矿温度从徐老九沟铅锌矿床岩矿石爆裂法测温结果。可以看出，金属矿物成矿温度有三个区间：415—350℃。330—310℃，280—220℃。另据光片鉴定结果，在闪锌矿中见有黄铜矿乳滴，据贝特曼研究成果，其形成温度应在350—400℃。据此，该矿床的成矿温度应属中—高温，主要是高温阶段。五、矿床成因类型7从上述资料分析可以看出：①矿体在空间上与矽卡岩密切伴生；②矿化与矽卡岩化属同期形成或稍晚；③锌矿化的物化条件基本上相当于矽卡岩化晚期的物化条件。据此认为：该矿床的成因类型为具一定层控特点的矽卡岩型铅锌多金属矿床。