扬子陆块北缘冰洞山铅锌矿床闪锌矿Rb-Sr定年及其地质意义

为探讨冰洞山铅锌矿床成矿物质来源,采用全溶方法和流体包裹体淋滤法对主成矿期闪锌矿进行Rb、Sr同位素分析,获得等时线年龄为507.7-507.8Ma,初始锶同位素组成87Sr/86Sr为0.709193-0.709220。该等时线年龄代表了该矿床的主成矿阶段年龄,说明矿床形成的地质时代为早奥陶世,成矿作用发生于加里东中期。成矿作用时代与闪锌矿初始锶同位素比值特征反映成矿物质或成矿流体由基底岩石和震旦系碳酸盐岩地层共同提供。结合矿床地质特征与区内铅锌矿成矿地质背景,认为加里东期构造运动对扬子地台北缘的铅锌矿床的形成起着重要作用,冰洞山铅锌矿床可能是在加里东期伸展环境中,成矿热液伴随穹窿构造活动,在一定的物理化学条件下沉淀结晶而形成。

扬子地块北缘冰洞山铅锌矿床地质及地球化学特征

冰洞山铅锌矿床是扬子地块北缘铅锌找矿的新突破。矿床主要形成于基底隆起部位的震旦系陡山沱组,矿体呈层状、似层状产于陡山沱组第四段白云岩角砾岩中,围岩蚀变很弱。矿石主要呈中粗粒晶质结构,充填于白云岩角砾岩间。金属矿物主要为闪锌矿、方铅矿等。与矿石共生的方解石流体包裹体分析表明流体均一温度为95~175℃,密度为0.897~1.117 g/cm3,估算成矿流体压力为25.4~32.5 MPa,计算相应的深度为1.24~1.43 km。矿石中硫化物的δ(34S)为13.03‰~33.72‰,其δ(34S)的顺序为:黄铁矿>闪锌矿>方铅矿;硫酸盐的δ(34S)为32.07‰~47.22‰,S来源于海相硫酸盐的还原。矿石硫化物的铅同位素组成为:N(206Pb)/N(204Pb)=17.660~18.093,N(207Pb)/N(204Pb)=15.457~15.694,N(208Pb)/N(204Pb)=37.444~38.288,成矿金属来源于震旦系-寒武系。矿石伴生碳酸盐矿物的δ(13CPDB)为-1.22‰^-0.31‰,成矿流体中的CO2为震旦系碳酸盐岩的溶解成因。冰洞山铅锌矿床成矿流体可能为起源于盖层沉积的中低温盆地卤水,伴随穹隆构造过程中,成矿流体向陡山沱组白云岩角砾岩运移并发生热液充填成矿,在成因上为MVT型铅锌矿床。

神农架冰洞山锌矿矿床模型

冰洞山锌矿是鄂西地区层控型铅锌矿最具代表性的矿床之一,矿床形成具有全球同类型矿床相同的成矿大地构造背景。主要控矿因素为震旦系陡山沱组白云岩角砾岩、潮坪相沉积环境、同沉积断层以及滑动拆离断层。Pb、Zn、Ag异常强度高,套合性好。元素组合简单,主要为Pb-Zn-Ag-Cd(-Cu),反映出沉积型矿床元素组合特点。蚀变较弱,主要为硅化、碳酸盐化。同位素和包体资料表明,矿床具沉积型矿床特点。矿物组合和矿石结构构造特征反映矿床的形成有两期成矿作用。矿床成因为沉积—改造型。

神农架冰洞山铅锌矿床岩相古地理条件与找矿方向

神农架冰洞山铅锌矿形成于震旦纪陡山沱组四段第三岩性层中部,主要控矿岩性为垮塌堆积的白云岩角砾岩,而含矿元素则赋存于浅水潮坪弱动荡环境沉积的中厚层状藻纹层微晶白云岩之中,明显具两个成矿时期,早期铅锌元素由陆源搬运于海水并被藻类捕获而沉积于白云岩之中,晚期由于地下热水作用,形成含铅锌元素的热卤水溶液,这些溶液在地壳承压迁移作用下,充填于白云岩角砾岩孔隙和其它可存储空间之中,通过长期积淀富集而形成工业矿床。