湖南祁东清水塘铅锌矿床成矿物质来源同位素示踪

清水塘铅锌矿床位于湖南省祁东县北东部,是一个中型矿床。在详细的野外地质调查基础上,本文通过矿石硫、铅同位素,含矿石英氢、氧同位素和含矿方解石碳、氧同位素等综合研究,探讨清水塘铅锌矿床成矿物质来源和成因。硫同位素研究结果表明,清水塘铅锌矿床中黄铁矿、方铅矿和闪锌矿的硫同位素δ^(34)S介于-7.41‰~2.91‰之间,重晶石的硫同位素δ^(34)S介于11.49‰~12.34‰之间,表明矿石中的硫主要来源于深源岩浆,并受到上部地壳物质的混染。黄铁矿、方铅矿和闪锌矿的Pb同位素^(206)Pb/^(204)Pb介于17.810~18.710之间,^(207)Pb/^(204)Pb介于15.497~15.726之间,^(208)Pb/^(204)Pb介于37.858~38.834之间;其中闪锌矿变化范围略偏大,表明矿石中的铅主要来源于地壳,可能混有少量地幔物质。含矿石英的氢、氧同位素δD_(SMOW)介于-87.4‰^-79.3‰之间,δ^(18)O_(H_2O)介于-8.10‰~0.63‰之间,表明成矿流体以岩浆水为主,晚期有大气降水的混入。含矿方解石的碳、氧同位素δ^(13)C_(VPDB)介于-5.3‰^-4.6‰之间,δ^(18)O_(SMOW)介于12.30‰~13.48‰之间;与地层灰岩的δ^(13)C_(VPDB)(0.9‰~2.6‰),δ^(18)O_(SMOW)(21.86‰~23.39‰)不一致;说明成矿流体中的碳主要来自深源岩浆。以上研究表明,清水塘铅锌矿床的成矿物质主要来自地壳熔融形成的岩浆,混合作用是成矿的主要机制。

湖南祁东清水塘铅锌矿床流体包裹体研究

在野外地质调查基础上,本文通过湖南祁东清水塘铅锌矿床流体包裹体显微测温和激光拉曼探针成分,以及氢、氧同位素等综合研究,并参照前人研究成果,探讨清水塘铅锌矿床形成的物理化学条件。流体包裹体显微观察表明,不同矿物载体中流体包裹体发育程度不一,但以富液相两相水溶液包裹体为主。其中闪锌矿和方解石载体中的流体包裹体相对比较发育,数量较多;石英载体中包裹体不太发育,数量较少。流体包裹体显微测温显示闪锌矿、石英和方解石的均一温度分别为109~188℃、122~239℃和144~326℃,盐度分别为9.47%~20.97%,NaCleq.、0.18%~16.62%,NaCleq.和0.18%~7.31%,NaCleq.。闪锌矿的均—温度和盐度相对比较集中,其中富气相两相水溶液包裹体的气相成分主要为水蒸汽。含矿石英的氢、氧同位素的δD(H_2O,V-SNOW)值为-98.9‰^-79.3‰,δ^(18)O(H_2O,V-SMOW)值为-8.10‰~0.63‰,表明成矿流体以岩浆水为主,混有大气降水。以上研究表明清水塘铅锌矿床的成矿流体演化相对比较单一,成矿主要以混合作用为主。

祁东县清水塘矿区周家岭花岗岩形成时代及物质来源

本文通过岩石化学、锆石U-Pb定年和锆石Hf同位素等研究探讨了祁东县清水塘矿区周家岭花岗岩的岩石化学性质、形成时代和物质来源。研究表明,岩石以富碱,富集LREE和LILE(Rb、Th、U),亏损HREE和HFSE(Nb、Ta、Ti)和Ba、Sr等元素为特征。LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为203.0±1.4 Ma(MSWD=0.49,2σ,N=19),属于印支晚期产物。具有较低的Hf同位素初始比值εHf(t)=-10.69^-6.31和老的二阶段模式年龄TC DM(TC DM=1.59~1.85Ga),表明周家岭花岗岩成岩物质主要来自古元古界下地壳。印支晚期,华南地区处于同造山阶段的后碰撞构造环境挤压峰期之后,应力减弱或挤压松弛体制之下,古元古界加厚的下地壳在高温熔融环境下形成的花岗岩岩浆,沿着断裂构造上侵形成周家岭花岗岩体。