江西北武夷地区老虎洞铅锌矿床成因研究——硫化物原位微量元素及硫同位素证据

江西北武夷地区处于钦杭成矿带上的萍乡-广丰结合带南侧,多期构造事件和岩浆活动在该区形成了复杂的地质构造格局,铜铅锌多金属矿床成矿潜力巨大。但由于江西北武夷地区铅锌矿床普遍规模较小,研究程度不足,缺乏物质来源、成矿条件、矿床成因等问题的深入认识。本文以铅山老虎洞铅锌矿床为研究对象,通过原位主量、微量元素和硫同位素分析技术,揭示主要硫化物的主量、微量元素和硫同位素组成特征,以此探讨成矿温度、物质来源和矿床成因。EPMA测试显示闪锌矿内Fe含量(质量分数)在7.58%~8.27%之间,结合LA-ICP-MS微量元素测试结果,闪锌矿富集Fe、Mn、Cu、Cd元素,Co、Ni、Ag、In、Pb元素含量次之,Ga、Ge、As、Se、Sn、Bi元素含量相对较低。其中,Mn、Fe、Cd、In、Co主要以类质同象的形式赋存于闪锌矿中,Cu、Ag、Pb以类质同象和显微包体两种形式赋存于闪锌矿中。闪锌矿的Fe元素含量、Ga/In值(0.001~0.129)、Zn/Cd值(262~312)及相关公式计算结果均指示闪锌矿形成于中高温条件(327~337℃)。闪锌矿和黄铁矿的δ34S值分别集中在2.07‰~4.16‰和0.82‰~3.19‰之间,指示矿床硫源为岩浆硫。与国内多个典型矿床相比,老虎洞铅锌矿床内闪锌矿微量元素组成与典型矽卡岩型矿床的闪锌矿相吻合。老虎洞铅锌矿床与葛仙山花岗岩杂岩体具有密切的成因联系,矿区附近黑云母花岗斑岩和二长花岗岩的成岩时代(153.9±2.7 Ma和162.8±1.2 Ma)可代表成矿时间的下限,与北武夷地区主要多金属铅锌矿床成矿时代范围一致。