文摘

的Nanmushu carbonate-hosted Zn-Pb矿床位于陕西省Mayuan区,一种新发现的成矿区域旁边的四川盆地,在长江的北部边缘块,这是最大的和唯一的一个,目前这个地区开采。的δ³⁴年代价值硫化物具有积极的价值与峰值周围+ 18 ,和减少硫可能来自减少paleoseawater或蒸发硫酸盐可能被漂白的盆地卤水矿化阶段。详细的流体包裹体研究表明两种类型的液体在闪锌矿中,石英、白云石、方解石、重晶石,aqueous-salt主要夹杂物(I型)和含烃包裹体(II型)。激光拉曼光谱研究表明发生一定的CH₄C₄H₆和沥青。盐度显示相似的价值观在6到12 wt %氯化钠等价但减少温度从早期到晚期(通常是200°- 320°C I期,180°- 260°C在第二阶段中,并在第三阶段140°- 180°C)。这些特性可能与外部高盐度CaCl之间盆地卤水混合₂±MgCl₂丰富的流体和本地H₂O-NaCl富含甲烷的液体。

1。介绍

Carbonate-hosted Zn-Pb矿床是世界上最重要的铅和锌生产商;然而,详细的成矿过程仍然是模棱两可的,特别是当carbonate-hosted Zn-Pb存款是空间与有机物或下沉积盆地。之间的密切关系carbonate-hosted Zn-Pb存款和油气藏沉积盆地中广为流传的那样(1- - - - - -4),但详细的成矿机制仍然知之甚少。

Mayuan区,北部边缘的长江块(图1),在四川盆地,是一种新发现的Zn-Pb矿集中地区具有巨大的经济意义。自2004年发现这些存款,只有少数研究已经开展和矿石成因仍然是有争议的。Qi et al。5]提出了层控syn-sedimentary热液来源为这些Zn-Pb存款,根据所有矿体地质特征驻留在新元古代Dengying白云石形成。陈等人。6]声称Dengying白云石形成可能是受到热液流体的微量元素和稀土元素数据。其他研究人员(7- - - - - -11)认为,这些存款属于密西西比Valley-type(测试)Zn-Pb存款基于流体包裹体和同位素地球化学数据。以前的显微温度学测量表明,流体包裹体的热液期均质温度在98和337°C (8]。基于H-O-C-He-Ar-Sr同位素数据,高et al。11]提出Zn-Pb存款Mayuan区可能沉淀从地壳流体和大气水的混合物。高et al。11)提出了一个假设的有机流体来源基于低的矿石液体δ¹³C值(从36.0−−28.3为δ¹³ 并从27.7−−22.4为δ¹³ ,resp)闪锌矿的流体包裹体,类似δ¹³C值的气藏Dengying形成。在这种存款,手标本和微观层面的薄片硫化矿石展示空间与沥青(7,8,10]。然而,富含有机物液体的特点,富含有机物液体,之间的联系机制的成矿流体使闪锌矿和方铅矿沉淀,和成矿的控制因素仍然是模棱两可的。

有三个矿带(北、中、南)Mayuan区(5]。成矿勘查的北部和中部地区是1.0吨和1.5吨,分别。进一步勘探工作尚未开始在北部和中部区域。南方区是唯一一个被目前开采Mayuan区。出现了一系列Zn-Pb存款在南方区域,其中Nanmushu存款是最大的一个(图1)。成矿流体的研究是一种有效的方法来跟踪成矿过程和可以提供有效的矿化信息12- - - - - -15]。摘要Nanmushu存款被选为一个详细的流体包裹体研究中,和我们的结果表明carbonate-hosted Zn-Pb存款可能由高盐度卤水混合到一个本地H₂O-NaCl富含甲烷的液体。此外,我们还提供一个详细的地质和硫同位素研究,结合流体包裹体研究Nanmushu存款,它可以提供一个更好的理解的性质和起源的成矿流体和矿石成因。这些结果还可以提供新的视角和含烃流体矿床形成机制。尽管这种方法并不试图解释这个地区所有的存款功能,它可能会提供合理详细的新理解的一个典型矿床Mayuan区。

2。地质背景

2.1。区域地质

长江块分开的华北块秦岭造山带(图1(一))。长江块由太古代早期原生代的地下室,元古代褶皱基底,和新元古代至中生代盖序列(18- - - - - -21]。二叠纪地层厚新元古代的封面是超过9公里,由冰川沉积物,碎屑,metavolcanic岩,碳酸盐岩。丰富carbonate-hosted Zn-Pb存款位于长江北部带块(22]。

Mayuan区是一个新发现的Zn-Pb成矿地区位于扬子块的北部边缘,四川盆地的旁边。这个地区也位于秦岭的结造山带南部的长江块和沿东部边缘Micangshan fold-and-thrust带(图1(一))。的Mayuan Zn-Pb成矿区域包括三个矿区域,即南部,中部和北部区(图1 (b))。南矿带延伸超过20公里、扩大20到120米约2.1吨锌(1.2 - -4.5级wt. %)和0.1吨Pb(0.6 - -3.5级wt. %)。这个矿区域包含五个存款包括Kongxigou Lengqingpo, Nanmushu, Jiulingzi, Jiandongzi SWW娘家姓的(17,23]。

2.2。地质的Nanmushu Zn-Pb存款

的Nanmushu Zn-Pb矿床位于中央南矿带(图的一部分1 (b))。存款,出露层由Huodiya组,时代为新元古代Dengying形成,和下寒武纪Guojiaba形成(图2)。Huodiya组主要由大理石、火山碎屑岩、硅质石板,最常见的岩石Huodiya集团在这一领域的弹珠。这个群不整合覆盖的新元古代Dengying形成碳酸盐岩主要包括白云石山脉与小数量的石英砂岩和灰岩,而较低的寒武纪Guojiaba形成特点是泥质灰岩和碳质石板。Dengying形成在该研究领域可以细分为较低的成员(Z₂ (Z)和上层成员₂ )(图2)。Z₂ (31到50米厚)的特点是碎屑岩,砂岩和砾岩。Z₂ 还可以进一步细分为四个床从底部向上:第一个床(Z₂ ,350到450米厚)由白色fine-crystalline白云石、砂石、卵石砂岩;第二个床(Z₂ ,40到80米厚的)包含灰色层流藻白云岩和灰白色层流白云石;第三个床(Z₂ ,78到120米厚)由带状白云岩、角砾白云岩、砾屑白云岩,托管Nanmushu存款的主要矿体;第四个床(Z₂ ,35到50米厚)是由chert-bearing带状白云石。

汉et al。10Nanmushu存款)描述了五个主要的缺点。F₁把Dengying Huodiya集团形成和罢工150°- 165°,下降20°到50°。F₂分离上的成员Dengying形成分为两部分,即Z₂ 和Z₂ 。此错误是8到15米宽罢工155°- 165°,下降15°55°。F₃矿区的控矿断层,横切Dengying形成白云石山脉和F一般相似之处₂。F₃断层逆冲断层和罢工150°- 165°和下降25°55°。这个故障发生了3 - 30米宽的裂缝和角砾岩带可能是管道成矿热液流体和成矿密切相关。F₄和F₅post-ore故障,将矿体。

Nanmushu存款,有五个锌矿体和三个铅锌矿深部矿体(图2;表1)。五个锌矿体发生在Z₂ Dengying形成,其中单个矿体是100 - 2560年的长度和厚度0.5 - -32.5米,用锌在1.3 - -13.1的成绩wt. %。三个铅锌矿深部矿体86 - 160米长,0.8 - -8.4米的厚度,锌在1.1 - -6.4 wt的成绩。-3.3 wt %和0.9。分别为%(表1)。

矿化整个Nanmshu Zn-Pb矿床的特征是开放空间填充和角砾岩,发生静脉,网状脉,和大量的矿石,这似乎是由Dengying形成的第三个床(Z₂ )。它可以认为腔填充主要是由热液矿化形成的。侯et al。19,20.]描述了Zn1作为主要富矿体,延伸2560米、扩大1.5 - -32.5米(平均厚度7.6米),在1.5 - -11.4 wt与锌品位。%(平均值为4.5 wt. %)(表1),富矿体占据dilational曲在1030米高度(图3)。热液蚀变的Nanmushu Zn-Pb存款,包括硅化和碳酸盐变更、不广泛、不与矿化密切相关。透镜状,矿体的形状是stratiform-like和静脉,多数都是论和控制bedding-parallel骨折。

3所示。样品和分析方法

收集的样本Nanmushu Zn-Pb存款在露天海拔1030米,1070米,1170米,分别。抛光块和薄片最初由反射和透射光显微镜检查矿物学特征,纹理,parageneses。

29(100双polished-thin部分μ米厚)的石英、白云石、重晶石、方解石和闪锌矿代表性样本的准备三个热液成矿阶段(I, II, III)。利用流体包裹体岩相检验进行了使用尼康E80I显微镜使用中等宽度与一个紫外线(UV)附件带通激发过滤器(330 - 380 nm)。被确定含油流体包裹体荧光紫外激发下。Microthermometric测量进行了使用Linkham三氯甲烷- 600 Heating-Freezing系统(从−196°- 550°C)配备了尼康E80I显微镜在中国地质大学,武汉,中国。热电偶校准在−56.6°C, 0.0°C,和374°C使用合成FIs流体INC .提供的加热/冻结速率通常是0.2°到5°C /分钟,但却减少了0.2°C / min相变附近。测量的不确定性±0.5°±0.2°±2°C,运行在120°−−70°C, 70°−+ 100°C,和+ 100°+ 600°C,分别。融冰温度观察的升温速率小于0.1°C /分钟和均化温度≤1°C /分钟。

流体包裹体是仔细观察来确定他们的基因和组成类型,气液比、空间聚类、和物种。流体包裹体的岩相学的研究基于流体包裹体组合的概念(fia)所描述的戈尔茨坦(24:这种方法的地方流体包裹体组合,被困准同生。流体包裹体数据收集主要和pseudosecondary流体包裹体组合,代表流体被困在晶体生长。然后,microthermometric数据分析从2 - 3在每个FIA夹杂物。相变在每个FIA通常发生在1°5°C,岩相观察夹杂物不一致接受postentrapment修改(25]。Microthermometric分析进行了258年国际汽联,结果总结在表2。

经过仔细检查他们的岩相学、九双polished-thin部分有足够的主要被选出的流体包裹体激光拉曼光谱分析(LRSA)。LRSA是由地质过程与矿产资源国家重点实验室(GPMR),中国地质大学,武汉,中国。为了确认FIs的挥发性物种,代表性样本进行了英国1000拉曼显微分光计根据伯克的方法(26]。摄谱仪孔径被选为25μ米或50μm针孔。计算时间的光谱记录20年代到40年代,他们从50到3800厘米不等⁻¹。

六闪锌矿样本的主要经济成矿阶段II传统硫同位素分析从不同的地方收集,包括1030米高,1070米高,1170米的高度Nanmushu锌铅存款(表3)。传统硫同位素分析的六个样品进行了武汉地质矿产研究所、中国地质调查局。这些样本分为0.25 - -0.5毫米片段,精心挑选的纯度> 95%双目显微镜和超声清洗,然后碎< 200目,加热真空条件下铜₂o .的所以₂氧化反应产生的气体和硫同位素组成测定垫- 251气体质谱仪。结果报告为δ³⁴0.2 S值的不确定性分析(2σ)。硫同位素组成与V-CDT相比。

4所示。结果

4.1。共生的矿化阶段

根据矿物组合和矿体的横切关系,确定三个矿化阶段,包括沉积成岩阶段,热液成矿阶段,post-ore表生的阶段。在沉积成岩阶段,平行脉型沥青发生围岩织品或骨折及远离矿体(图4(一))。细粒度的自形黄铁矿Py (s)的这个阶段是10到50μ米的规模和传播在与热液矿物白云石充填空隙(图4 (b))。热液成矿阶段可以分为三个子阶段。

阶段我。阶段我以白云石的组合+石英+黄铁矿+闪锌矿+磁黄铁矿没有方铅矿(图4 (c))。这类矿物组合通常与闪锌矿浸渍填充角砾岩和开放空间。在这个阶段,中等粒度的黄铁矿Py (a)和中等粒度的闪锌矿Sp (a)大小不同从30到100μm和30 - 200μ米直径,分别。小包裹体的磁黄铁矿中常见的自形的Py (a)。

第二阶段。阶段II是由广泛的粗粒度的闪锌矿Sp (b)和方铅矿,以及小数量的粗粒度的黄铁矿Py (b)。Zn-Pb矿化开始阶段我和继续闪锌矿浸渗,其次是方铅矿+闪锌矿浸渗从属II期。横切关系的I期和II期观察,如图4 (d)。第二阶段是锌和铅的主要成矿阶段。这个矿化阶段是最重要的吨位和采矿。矿石的主要类型包括角砾岩型、脉状(图4 (d)(图),高档块状硫化物类型4 (e)),用一个简单的矿物学闪锌矿、方铅矿、黄铁矿在这个阶段。沥青钻头(a)也可以观察到在这个阶段(图4 (f)),发生在脉型和角砾岩型矿石,通常与当代闪锌矿和方铅矿和脉石矿物,如白云石、方解石和石英。Py (b)在这个阶段包围了Sp (b)或填充Sp (b)和方铅矿谷物的骨折(图4 (g)),表明形成时间相对较晚。

第三阶段。第三阶段标志着热液成矿时代的终结,并表现为石英+重晶石+方解石+沥青。丰富的沥青钻头(b)在这个阶段乳液滴填充其他脉石矿物之间的开放空间和集中脉石矿物的晶体界面以及显微裂纹或气孔(数字4 (h)和4(我)),这意味着沥青可能有点晚于脉石矿物形成的。

在表生的阶段,氧化矿物包括菱锌矿、白铅矿和褐铁矿。矿物的共生序列Nanmushu Zn-Pb存款总结在图5。

4.2。流体包裹体岩相学和激光拉曼光谱分析

闪锌矿的样本(Sp (a)和Sp (b))、白云石、石英、方解石、重晶石选择从三个热液阶段Nanmushu存款来确定流体的性质与矿化有关。pseudosecondary丰富的初级,二级FIs在这些矿物质。为了避免错误的解释,二次FIs和/或FIs,这部分烧得噼啪作响microthermometric过程期间,没有记录在实验。FIs研究的样本具有缺乏丰富的二次夹杂物轨迹和展览(即没有证据表明postentrapment修改。、拉伸、泄漏和收缩;(25])。

大多数的样本是由主要夹杂物体积而言,虽然小二次夹杂物很容易观察到。流体包裹体形态的研究样本多面不同,和他们的大小通常从4到20μm。在室温(20°C),大多数FIs的两相(液+蒸汽)(图6)。减少大量的顺序,两种成分的金融中间人是有区别的。

第一类型aqueous-salt主要夹杂物(I型),在所有检查样品。I型夹杂物6 - 18μ但可能平均40μ米长,负晶体,椭圆形,near-spherical或不规则形状(数字6(一)和6(c))。夹杂物通常由液态水和water-dominated汽相它占据了5到40 vol. %。

第二种类型是含烃包裹体(II型),其中包括三相含烃包裹体(液体与沥青+蒸汽+固相,例如,图6(b)),两个阶段的CH₄丰富的内含物(图6(d)),单阶段CH₄丰富的内含物(图6(e))和两个阶段的含油包裹体(图7)。他们是椭圆形、near-spherical或不规则形状和平均约6-25μm大小。夹杂物通常有非常一致的水碳酸阶段比率,和荧光油阶段集中在气泡(数字7(一)和7 (c))中,其中显示一致的荧光颜色在一个特定的集群(图7 (f))。

在舞台上我,我们观察到丰富的I型夹杂物在白云石、Sp (a)和石英大小从3到18岁μm。数量较小的流体包裹体含有碳氢化合物(II型)在这个阶段。不仅CH₄其观察夹杂物(由激光拉曼光谱分析),但也与石油出现一个黄色的奶油含油包裹体荧光rim在烃阶段(数字7,8(一个),8 (b))。

发生在第二阶段,主要流体包裹体组合作为脉石矿物中包裹体的集群,包括白云石、石英和粗粒度的Sp (b)增长区域。他们定期负晶体形状和大小不同的4 - 40μm。百分之九十的这些夹杂物类型即少量闪锌矿的II型夹杂物,含有大量的CH₄和沥青,观察在我们的研究中通过激光拉曼光谱分析(图8 (c))。

在第三阶段,I型夹杂物发生在石英、重晶石、方解石大小不同的从3 - 16μm。这个阶段II型夹杂物超过两个早期阶段(I和II)。有三相含烃包裹体(液体+蒸汽+固相沥青),两个阶段的CH₄丰富的内含物,单阶段CH₄丰富的内含物。H的成分₂O, CH₄C₄H₆,沥青检测到激光拉曼光谱分析(数据8 (d)- - - - - -8 (f))。

4.3。均化温度和盐度

流体包裹体的显微温度学是基于国际汽联的概念(24],microthermometric数据分析从2 - 3在每个FIA夹杂物。有aqueous-salt主要夹杂物(I型)和含烃包裹体(II型)Nanmushu存款。图9显示了典型的fia阶段I, II, III。在我们的研究中,我们试图测量在不同阶段II型夹杂物;然而,只有少数II型夹杂物测量观测的温度(由于困难)的相变。有限数量的CH₄丰富的内含物在石英被测量 。CH的₄丰富的内含物在石英值从139°−−90°C(液体)。在个人fia的范围相对较小,例如,−−135°C 139°C,−−90°C 91°C,和−−118°C 120°C。CH的共存₄丰富的内含物与两相包裹体在重晶石表明流体不混溶性(图6(e))。gas-aqueous共存的气体,只喝水在石英包裹体表示不混容性和异构捕获(图9 (f))。至于几两相包裹体小CH₄从液体,他们均化+气相液相之间发生了142°和165°C。

I型夹杂物作为主要类型从不同的阶段,进行各种矿物质和microthermometric结果总结在表2和图10(I期数据10 ()和10 (b);第二阶段,数据10 (c)和10 (d);第三阶段,数据10 (e)和10 (f))。第一个融化温度(),hydrohalite熔化温度(),最后融冰温度(),总同质化的温度()以FIs驻留在白云石、方解石、重晶石、闪锌矿和石英。盐度计算wt. %氯化钠等价的使用和腹内充满卵的方程12)和wt. %氯化钠+ CaCl₂相当于使用 , ,和通过使用软件包的液体(16]。在I期,我们观察到丰富的I型包裹体均一化(液相)温度测量171°- 340°C的主要夹杂物在石英和225°- 314°C的夹杂物Sp (a),分别为(表2)。冷冻实验类型在石英包裹体产生−20.7°C,对应于稳定的共熔温度(−20.8°C)的H₂O-NaCl系统(例如,13,15])。然而,一种我加入石英产生−31.3°C,这意味着它可能含有其他成分(例如,CH₄)。−9.4°和-2.4°C之间发生在石英和−7.8°,-3.8°C Sp (a),对应于盐度4.0 - -13.3和6.2 - -11.2 wt。分别为%氯化钠等效(表2;图10 (b))。

在第二阶段,首先熔化温度()被观察到在一个单一的I型夹杂物在石英−58.7°C,指示CaCl的存在₂除了生理盐水(例如,12,27])。Sp (b)夹杂物的范围从−34.7°−21.3°C, H的典型特征₂O-NaCl±CaCl₂±MgCl₂系统(12,15,27,28]。当逐渐加热,随后的融化hydrohalite (),然后最后融冰温度()。我们试图测量温度的相变hydrohalite (在每个FIA),但很难观察。只有少数在石英包裹体值范围的−−21.3°C和27.2°值范围的−7.5°−3.6°C。假设一个系统的H₂O-NaCl-CaCl₂生理盐水/(生理盐水+ CaCl₂)比率和成分wt. %氯化钠+ CaCl₂等效计算从和使用的软件包液体Steele-MacInnis et al。16]。生理盐水/(生理盐水+ CaCl的值₂)比率从0.4到1.0不等。盐度是6.1到11.5 wt。%氯化钠+ CaCl₂等价的,包括4.9 - -10.4 wt。%氯化钠-6.5和0.2 wt。% CaCl₂等价的。

在石英流体包裹体值186°- 264°C10.3°−−2.8°C的值,对应于4.7到14.3 wt的盐度。%氯化钠等价的。Dolomite-hosted流体包裹体相似值152°-265°C值从−8.3°−1.2°C,对应于5.9到13.3 wt的盐度。%氯化钠等价的。Sp (b)与石英、白云石夹杂物与Th 183°- 276°C和的值9.4°−−3.6°C的值,对应于2.0到12.2 wt的盐度。%氯化钠(数据10 (c)和10 (d))。

在第三阶段,流体包裹体值107°- 202°C15.4°−−1.2°C的值,对应于2.1到19.0 wt的盐度。%氯化钠(数据10 (e)和10 (f))。当温度死亡−100°C时,一些类型的液相我包容是黄颜色,共晶成分的特点₂O-NaCl-CaCl₂系统(例如,(4,17])。的(-51.6°到-51.3°C)(-37.0°C)观察在重晶石,支持H₂O-NaCl-CaCl₂±MgCl₂系统。假设一个系统的H₂O-NaCl-CaCl₂11.6 - -14.8 wt盐度。%氯化钠+ CaCl₂等效计算通过使用软件包液体(16值的基础上 , ,和 。

4.4。硫同位素组成

的δ³⁴分析总结了硫化物的S值表3。硫同位素数据,本研究结合先前发表的数据Nanmushu存款(图11;(7,9,17),和其他存款(如Kongxigou存款:王et al。7];Nananshan存款:侯et al。17Mayuan区])。硫同位素组成六闪锌矿样本相同的II期但是上面说有一个狭窄的不同位置δ³⁴+ 17.4 + 18.3 ,类似于那些以前的数据Nanmushu存款、+ 11.9 + 23.9之间(7,9,17)(表3)。的闪锌矿Kongxigou存款了δ³⁴S + 16.0的价值(7)和方铅矿Nananshan Mayuan存款所示δ³⁴S + 12.9的价值(7]。此外,重晶石Nanmushu存款和朱家和村矿前景几乎是一样的δ³⁴+ 32.2的值 ,和+ 33.3 + 33.5 ,分别为(17]。

5。讨论

5.1。成矿流体的性质

先前发表的流体包裹体microthermometric Mayuan地区的数据仅限于侯等人的作品。17和刘et al。8]。侯et al。17]分析了五个样本Mayuan区,结果均一化温度从130°- 210°C,但没有详细的描述和流体包裹体样品岩相学。刘等人。8]报道microthermometric测量仅从石英和方解石,和其他矿物质的数据,例如,白云石、重晶石、闪锌矿。的结果显示均化温度98°- 337°C(通常范围从150°- 300°C)和7.7到22.2 wt的盐度。%氯化钠等价的。

在这项研究中,系统的岩石和microthermometric数据被执行,并测量流体包裹体在不同阶段和矿物质Nanmushu Zn-Pb存款已经展示在表2和图10。Aqueous-salt主要夹杂物(I型)Nanmushu存款说明它们包含中低温度(107°- 340°C)和中盐度(19 wt。%氯化钠当量)卤水(表2)。这种液体在沉积盆地与这种性质是普遍和经常与沉积相关托管Zn-Pb存款(例如,14,29日])。此外,含烃包裹体(II型)很容易被观察到在三个热液阶段,发生三相含烃包裹体(液体与沥青+蒸汽+固相,例如,图6(b)),两个阶段的CH₄丰富的内含物(图6(d)),单阶段CH₄丰富的内含物(图6(e)),或两个阶段的含油包裹体(图7)。类似的特征也发现在某些沉积岩主持Zn-Pb存款都位于/沉积盆地周围世界(29日- - - - - -32]。根据上面的讨论和地理位置(例如,四川盆地附近)Nanmushu Zn-Pb存款,我们建议盆地卤水成矿流体。成矿流体的特性(中低温度、中盐度与碳氢化合物),卤水的沉积盆地被认为提供成矿物质和成矿。

含烃包裹体的存在和沥青,特别是广泛分布的CH₄丰富的内含物,表明有大量油气活动Nanmushu存款。一般来说,CH₄丰富的热液流体可能来自三个终极来源:非生物成因的起源来自地幔(33,34];非生物成因的起源来自后岩浆改造通过费托合成类型(35- - - - - -37];将热分解有机物质(生热作用)或/和产品从微生物过程(bacteriogenesis) [38- - - - - -41]。沉积特征(没有后岩浆改造)和硫同位素特征排除非生物成因的起源。LRM结果显示CH₄其流体包裹体普遍存在于闪锌矿,白云石、石英、重晶石,从常见的说明,这些矿物质沉淀,富含甲烷的成矿流体。有机材料的荧光效应可能误导分析,只有CH₄拉曼峰通常可以检测到高于高背景(图8)。此外,δ¹³CH C值₄-37.2在流体包裹体和-28.1在石英和-21.0到-23.7在重晶石8]。这些非常负面δ¹³C值表明isotopically光碳源导致了成矿流体。因此,有机来源可能是一个合理的机制来解释丰富CH₄丰富的内含物。

5.2。硫的来源

许多重要的储层具有不同的硫硫同位素特征,δ³⁴可以使用S值作为硫源的代表(42]。的δ³⁴硫化物的S值显示一个相对狭窄的区间(图11、表3),但明显不同于幔源岩浆硫(约0 ;(43])。的δ³⁴年代Nanmushu的硫化物矿床值略低于那些寒武纪蒸发岩的三叠纪地层(+ 15 + 35 ;(44新元古代])和海水硫酸盐Dengying形成(+ 20 + 39 ;(45])。然而,δ³⁴重晶石的S值Nanmushu存款是32.2(17),类似于寒武纪三叠纪地层或蒸发岩的新元古代海水硫酸盐Dengying形成。

的δ³⁴硫化物的S值Nanmushu存款表明硫可能来自减少和/或蒸发海水硫酸盐,可能被淋溶在成矿盆地卤水。考虑到温度的FIs Sp (a)和Sp (b)在183°-314°C的范围,减少硫的可能机制是热化学硫酸盐还原(TSR),因为TSR高温而细菌硫酸盐还原作用下可能发生(BSR)只能发生在低温(< 127°C) (38,46]。此外,TSR想产生一系列的有机物质(如沥青、C₃H₈C₂H₆,CH₄)[38,40,46,47]。成矿流体显示碳质内容随时间的增加。在舞台上,我与CH quartz-hosted流体包裹体₄在动荡和一些含油包裹体发生。在第二阶段中,CH₄丰富的内含物相对普遍,这不仅发生在闪锌矿的脉石矿物也。此外,碳酸阶段闪锌矿还包括沥青。在第三阶段,增加数量和种类的含烃包裹体(例如,CH₄C₄H₆和沥青)符合变化的流体组成,可能造成由TSR在矿化。

因此,它是合理的建议积极的一面δ³⁴(19.4 + 15.6 + S值)Nanmushu Zn-Pb存款是从TSR造成的。这一现象表示赞同与Nanmushu矿床地质和FIs特征,显示发生的有机物包括沥青在矿化阶段(图4)和丰富的碳质含量含烃包裹体(数字6,7,9)。TSR-related会发生化学反应(38,46]: 碳氢化合物+卡索₄→改变碳氢化合物+固体沥青+ CaCO₃+ H₂S + H₂o . TSR-related减少硫(例如,H₂S)可能参与了成矿过程与化学反应: 他们负责闪锌矿和方铅矿的沉积成矿过程。

5.3。成矿流体的演化

在Nanmushu Zn-Pb存款,为流体包裹体显微温度学和激光拉曼光谱分析发现了大量的盐(主要是氯化钠与CaCl混合₂和MgCl₂(主要是CH)和碳质内容₄C₄H₆,沥青,图8)的液体。含烃包裹体的液体/蒸气比率。含油包裹体展览持续不同的用黄色填充度会发出荧光(图6)。他们通常只发生一起汽烃阶段CH₄夹杂物和aqueous-salt夹杂物(数字6和7)。气体(CH的共存₄),gas-aqueous,只喝水夹杂物也观察(图9)。这种现象提供了证据表明,流体系统的Nanmushu Zn-Pb存款由一个aqueous-salt解决方案和一个非混相烃阶段(例如,3,4,48])。

温度FIs表现出下降趋势从舞台我到第三阶段(表2,数据10和12)。我(4.3到13.3 wt盐度的阶段。%氯化钠当量),第二阶段(2.0 - 14.3 wt。%氯化钠当量),第三阶段(2.1 - 19.0 wt。%氯化钠当量)(数据是相似的10和12)。值得注意的是,金融中间人主持重晶石中只发现在第三阶段有相对较高的盐度(19.0 wt。%氯化钠,表2)。成矿流体特征的基础上Nanmushu Zn-Pb存款(数字10和12),流体的温度和盐度之间的脱钩可能表明有一个添加外部流体盐度较高(CaCl₂±MgCl₂纯度的浓缩铀)流入相对较低盐度主要矿床在成矿流体系统。

我在热液阶段,原有的H₂O-NaCl流体与甲烷的浓缩主要是在流体系统中,晚些时候与少量的流体进入先天的流体系统。FIs温度显示了明显的双峰与最大值在180°和300°C(图10 ()),可能因为最初的流体,后来外部流体与不同温度和/或异构捕获。fia和宽范围的值在我暗示异构捕获阶段,伴随着不混合性的烃阶段和aqueous-salt解决方案。

在第二阶段中,添加越来越多的高盐度CaCl₂±MgCl₂丰富的卤水,FIs的温度不断降低,盐度的流体系统可以达到14.3 wt。%氯化钠(图12和表2)。CH₄丰富的内含物不仅在脉石矿物,也出现在闪锌矿。含烃包裹体与CH闪锌矿₄在碳酸阶段和沥青被激光拉曼光谱分析(图检测8)。

在第三阶段,由于连续添加多余的液体,液体温度变得更低矿化度反向上升(表2,图12)。更多种类的CH₄C₄H₆,沥青中发现的碳酸阶段含烃包裹体(图8)。

CH的存在₄丰富的内含物(表在每个热液阶段2和图8)表明,原始的液体含有丰富的碳氢化合物。碳氢化合物可能与硫酸盐反应产生一系列的有机物通过临时避难所。因此,成矿流体显示碳质含量的增加和物种。这意味着的碳氢化合物是携入的整个共生序列在成矿热液流体。沥青与当代闪锌矿静脉发生在第二阶段(图4)。在主舞台闪锌矿和石英,主要含有沥青的含烃包裹体,也观察和检测(数字4和8)。这些特征强烈建议沥青和矿化之间的亲密关系。

尽管PVTX造型和方程同时均匀裹入fia的流体包裹体可以用来估计流体压力,当发生不可逆的物理和化学变化,PVTX建模和方程是无效的。基于上述讨论,流体系统Nanmushu Zn-Pb存款是一个异质的流体系统,包括一个aqueous-salt解决方案和一个非混相烃阶段。然而,TSR是一个不可逆过程(38]。当固体沥青出现在含烃包裹体烃阶段,这意味着不可逆的物理和化学变化发生在烃包裹体的封闭系统(15]。实际上,TSR和固体沥青作为含烃包裹体烃阶段都存在于Nanmushu Zn-Pb存款。考虑到这些,似乎没有合适的fia计算压力的复杂的流体系统Nanmushu Zn-Pb存款。

5.4。基因类型的存款

矿石的创世纪Nanmushu Zn-Pb存款已经讨论了自2004年首次被发现。尽管矿体一般由地层和结构控制,丰富的脉型和角砾岩型矿石的发生表明,成矿热液活动是至关重要的。Nanmushu矿床的成矿流体中低温度(107°-340°C)和中盐度(19 wt。%氯化钠)与碳质组件卤水CH₄C₄H₆沥青含量,类似于盆地卤水的全球系统与碳氢化合物(49- - - - - -51]。寒武纪Guojiaba形成低碳质板岩可能是成矿流体流经的覆盖弱透水层渗透性砂岩和白云岩。

的闪锌矿sediment-hosted Zn-Pb矿石在Mayuan区已经过时Rb-Sr等时线年龄 硕士(奥陶系,李et al。9])。最近,韩寒et al。10)收集后期热液沥青和获得沥青Re-Os等时线年龄 马。在这种存款,三代沥青已经观察到,包括(s), (a),和(b),独特的矿物质和协会的纹理。钻头(s)在沉积成岩阶段形成的,远离矿体,平行于围岩织品和骨折发生。钻头(a)中形成矿化的主要经济阶段II。Post-ore钻头(b)形成晚于脉石矿物的III期甚至晚于整个矿化阶段。基于样例的描述李et al。9和汉族等。10)和岩相学观察我们的研究,我们认为这对闪锌矿ca.486 Ma (Sp (b))代表的主要成矿年龄阶段II和马ca.128沥青(比特(b))在post-ore阶段形成的。他们都是年轻的多主机新元古代的沉积年龄Dengying形成(540毫安,(52])。Nanmushu成矿的矿床,位于长江北部块,可能已经持续了很长时间。获得的年龄下降和加里东造山运动之间的范围,指出运动,这都被认为是两个主要的成矿事件在长江块。压实和从地形上驱动流体流动中的可能机制Nanmushu Zn-Pb存款。沉积物压实可能发生在新元古代二叠纪导致厚覆盖序列(超过9公里)和主要沉积盆地,盆地发生压缩和地形起伏时,指出运动。扬子板块北部的前陆盆地系统记录的陆内构造变形和斜合并长江和北China-Qinling-Dabie复杂的板块在三叠纪末期(印支晚期)可能侏罗纪早期(早燕山期)(53]。四川盆地北部是由沉积体系和Micangshan fold-and-thrust带属于前陆带。它是指出Nanmushu Zn-Pb存款发生在四川盆地北部和Micangshan fold-and-thrust带。因此,上述构造运动可以推动的大规模流动盆地卤水带成矿金属迁移很长一段距离,这是为了应对Nanmushu Zn-Pb矿床矿化。

在四川盆地,铅锌矿和paleo-oil-gas水库显示一个封闭的空间分布和他们可能是由盆地流体控制(47,54]。挤压构造事件可能影响Chipu铅锌矿矿床和气藏承载Dengying形成可能导致矿化(54]。指出,Chipu铅锌矿矿床有丰富的有机质和托管Dengying内形成,类似于Namushu Zn-Pb存款。我们推测有机质Namushu Zn-Pb存款可能来自一个paleo-oil-gas水库附近和/或网站上的Nanmushu Zn-Pb存款。给定的地质、地球化学和流体包裹体特征上面提到的Nanmushu Zn-Pb存款,这符合典型测试存款。表观遗传存款,通常位于carbonate-dominated沉积岩,层控和层状硫化物矿物取代碳酸盐和填充开放空间在主机的岩石29日,55]。世界上大部分的测试Zn-Pb存款发生在造山带前陆和矿化是伴随着构造运动(29日,56]。此外,许多典型的测试存款low-moderate盆地卤水温度和介质盐度与丰富的碳氢化合物(29日),与Nanmushu矿床研究一致。因此,我们建议Nanmushu存款是一个测试Zn-Pb存款。

6。结论

Nanmushu存款是一个测试Zn-Pb矿床,成矿包含三个阶段:沉积成岩阶段,热液成矿阶段和三个子阶段(I, II, III)表生的阶段。热液阶段II是主要经济矿化阶段。

的δ³⁴年代价值观Nanmushu的硫化物矿床具有积极的值和峰值周围+ 18 ,和减少硫可能来自减少从海水和/或蒸发硫酸盐。热化学硫酸盐还原(TSR)是可能的成矿过程中硫同位素分馏过程的关键因素。

成矿流体是盆地卤水,被困在一个异构流体系统中,中低温度(107°- 340°C)和中盐度(19 wt。%氯化钠等效)。大多数流体包裹体是aqueous-salt主要夹杂物(I型)和小含烃包裹体(II型)和CH₄C₄H₆和沥青。Microthermometric数据展示温度不断下降(171到340°C I期,152 - 276°C在第二阶段中,在第三阶段107 - 202°C);然而,盐度保持大约在6到12 wt相同。%氯化钠相当于两个主要成矿阶段(I和II)和barite-hosted FIs的盐度在第三阶段显示19.0 wt略有增加。%氯化钠等价的。这些特征表明高盐度CaCl混合₂±MgCl₂丰富的液体到原始的H₂O-NaCl富含甲烷的流体系统。不同温度盐度流体混合和TSR可能是主要的因素来控制Zn-Pb Nanmushu矿床矿化。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项研究受到了中国国家自然科学基金项目(41603042和41603042),中国地质调查局(121201103094200),和基础研究基金为中央大学、中国地质大学、武汉(CUGQYZX1733)。作者感谢马应先生和陈漆和江Man-Rong博士帮助与样品制备和Mou-Chun教授他帮助激光拉曼光谱分析。