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湘西地区铅锌矿成矿物质来源——来自S、Pb同位素的证据

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曹亮, 段其发, 彭三国, 周云, 李堃, 甘金木. 湘西地区铅锌矿成矿物质来源——来自S、Pb同位素的证据[J]. 地质通报, 2017, 36(5): 834-845.
引用本文: 曹亮, 段其发, 彭三国, 周云, 李堃, 甘金木. 湘西地区铅锌矿成矿物质来源——来自S、Pb同位素的证据[J]. 地质通报, 2017, 36(5): 834-845.
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CAO Liang, DUAN Qifa, PENG Sanguo, ZHOU Yun, LI Kun, GAN Jinmu. Sources of metallogenic materials of lead-zinc deposits in western Hu'nan Province:Evidence from S and Pb isotopes[J]. Geological Bulletin of China, 2017, 36(5): 834-845.
Citation: CAO Liang, DUAN Qifa, PENG Sanguo, ZHOU Yun, LI Kun, GAN Jinmu. Sources of metallogenic materials of lead-zinc deposits in western Hu'nan Province:Evidence from S and Pb isotopes[J]. Geological Bulletin of China, 2017, 36(5): 834-845.
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湘西地区铅锌矿成矿物质来源——来自S、Pb同位素的证据

  • 1.

    中国地质调查局武汉地质调查中心, 湖北 武汉 430205

  • 2.

    中国地质调查局花岗岩成岩成矿地质研究中心, 湖北 武汉 430205

  • 基金项目:
    中国地质调查局项目《扬子工程湘西-鄂西成矿带神农架—花垣地区地质矿产调查》（编号：DD20160029）
详细信息

  • 中图分类号: P597+.2;P618.4

Sources of metallogenic materials of lead-zinc deposits in western Hu'nan Province:Evidence from S and Pb isotopes

  • 1.

    Wuhan Center of Geological Survey, CGS, Wuhan 430205, Hubei, China

  • 2.

    Research Center for Petrogenesis and Mineralization of Granitoid Rocks, CGS, Wuhan 430205, Hubei, China

    摘要

  • 湘西地区铅锌矿床位于湘西-鄂西成矿带西南段，具有良好的成矿地质背景和控矿条件，有望成为中国最大的铅锌矿基地。S和Pb同位素组成分析结果表明，湘西地区矿床的δ34S值变化范围为6.30‰~34.66‰，平均值为19.64‰，明显富重硫，具有双塔式分布特征，矿石硫主要来源于容矿地层中的海相硫酸盐类和海水。8个矿床矿石矿物的206Pb/204Pb值范围为17.689~18.295，207Pb/204Pb值变化于15.535~18.848之间，208Pb/204Pb值介于37.294~38.630之间。区内铅锌矿床Pb同位素成分具有造山带和上地壳Pb同位素特征，成矿物质来源于造山带和上地壳的混合作用，铅成因类型为上地壳和地幔因岩浆作用而混合的俯冲铅。提出了湘西地区铅锌矿成矿作用的两阶段演化模式，认为区内铅锌成矿作用经历了成矿流体形成和成矿流体迁移富集2个演化阶段。

    Located in the southwest of the western Hubei to western Hu'nan metallogentic belt, lead-zinc deposits in western Hu'nan are expected to become the largest lead-zinc deposit basement, with good ore-forming geological background and ore-bear-ing conditions.In this paper, S-Pb isotope compositions of sulfide minerals separated from orebodies in the ore deposits were deter-mined so as to discuss the sources of ore-forming materials.Studies of sulfur and lead isotopic compositions show that the sulfur isoto-pic compositions δ34S in orebodies in western Hu'nan Province are in a wide range of 6.3‰~34.66‰, 19.64‰ on average, with obvi-ous rich heavy sulfur and the characteristics of the distribution of the Twin Towers.Sulfur of the ore mainly came from the marine sul-fate in the ore-bearing formation and seawater.The 206Pb/204Pb, 207Pb/204Pb and 208Pb/204Pb ratios for ore minerals from the eight depos-its are in the ranges of 17.689~18.295, 15.535~18.848 and 37.294~38.630 respectively.As for lead-zinc deposits in this area, lead isoto-pic composition has orogenic belt and upper crust Pb isotopic characteristics, sources of ore-forming materials were from the mixture of orogenic belt and upper crust, lead genetic types are the subduction lead resulting from mixture of upper crust and mantle magma-tism.The authors put forward the lead-zinc ore-forming model of two stages of evolution for deposits of western Hu'nan area.Leadzinc mineralization in the area went through two phases of evolution which included enrichment of ore-forming fluid and migration of ore-forming fluid.

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  • 图 1  湘西地区铅锌矿床区域构造矿产略图（底图据参考文献[2]）

    Figure 1. 

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    图 图版Ⅰ   

    Figure 图版Ⅰ. 

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    图 2  湘西地区铅锌矿床硫化物S同位素组成直方图

    Figure 2. 

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    图 3  湘西铅锌矿床S同位素对比（底图据参考文献[34]）

    Figure 3. 

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    图 4  湘西地区铅锌矿床δ34S值分布特征

    Figure 4. 

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    图 5  湘西铅锌矿床Pb同位素构造模式投影（底图据参考文献[35]）

    Figure 5. 

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    图 6  湘西地区铅锌矿床硫化物Pb同位素Δβ-Δγ成因分类图解（底图据参考文献[36]）

    Figure 6. 

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    图 7  湘西地区铅锌矿成矿模式图（底图据参考文献[40]）

    Figure 7. 

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    表 1  湘西地区铅锌矿床金属硫化物S同位素组成

    Table 1.  Sulfur isotopic composition of ore sulfides from the lead-zinc deposits in western Hu'nan Province

    矿床 测定矿物 样品数 δ34S/‰ 矿区δ34S/‰ 资料来源
    变化范围 平均值 变化范围 离差 平均值
    闪锌矿 10 31.30~34.10 32.78
    狮子山 方铅矿 8 24.93~27.60 26.74 26.74~32.90 6.16 30.81 本文[5]
    黄铁矿 2 32.80~33.00 32.90
    闪锌矿 10 28.80~33.13 31.33
    李梅 方铅矿 6 22.46~26.37 25.22 25.22~31.33 6.11 28.91 本文[5]
    黄铁矿 2 25.70~34.66 30.18
    闪锌矿 5 27.06~33.36 29.86
    耐子堡 方铅矿 2 23.96~26.59 25.27 25.27~29.86 4.59 28.01 本文
    黄铁矿 2 26.87~30.91 28.89
    茶田 闪锌矿 3 10.72~11.8 11.09 1.02 11.09 本文
    江家垭 方铅矿 4 12.01~13.51 12.63 12.63 0 12.63 本文
    唐家寨 闪锌矿 4 14.41~15.22 14.69 14.69 0 14.69 本文
    闪锌矿 10 8.44~14.01 11.29
    董家河 方铅矿 6 7.30~10.80 9.43 9.43~15.99 6.56 12.23 本文[13]
    黄铁矿 10 11.70~17.90 15.99
    闪锌矿 5 7.60~12.70 10.02
    低炉 方铅矿 2 6.30~6.50 6.40 6.40~14.90 8.50 10.44 本文[13]
    黄铁矿 4 13.40~16.90 14.90
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    表 2  湘西地区铅锌矿床矿石Pb同位素组成及参数

    Table 2.  Lead isotopic composition and characteristic parameters of ore sulfides from the lead-zinc deposits in western Hu'nan Province

    样号 矿石名称 206Pb/204Pb 207Pb/204Pb 208Pb/204Pb t/Ma μ ω Th/U △β △γ 数据来源
    方铅矿 18.142 15.681 38.289 456 9.66 38.17 3.82 24.53 39.76
    方铅矿 18.115 15.684 38.244 478 9.67 38.16 3.82 24.73 38.54
    狮子 方铅矿 18.023 15.658 38.297 513 9.63 38.68 3.89 23.03 39.98 本文
    方铅矿 18.099 15.67 38.224 473 9.64 38.03 3.82 23.81 37.99
    闪锌矿 18.047 15.622 38.112 454 9.55 37.39 3.79 20.68 34.95
    闪锌矿 18.014 15.632 38.242 489 9.58 38.25 3.86 21.33 38.48
    耐子堡 闪锌矿 18.075 15.662 38.288 481 9.63 38.37 3.86 23.29 39.73
    闪锌矿 18.054 15.63 38.255 459 9.57 38.05 3.85 21.2 38.83 本文
    黄铁矿 18.115 15.687 38.35 481 9.67 38.65 3.87 24.92 41.41
    闪锌矿 17.999 15.584 38.147 444 9.48 37.46 3.82 18.19 35.9
    李梅 闪锌矿 18.037 15.607 38.184 444 9.52 37.62 3.82 19.7 36.91 本文
    闪锌矿 18.033 15.622 38.233 464 9.55 38 3.85 20.68 38.24
    黄铁矿 18.108 15.676 38.351 474 9.65 38.59 3.87 24.2 41.44
    江家垭 方铅矿 18.243 15.692 38.144 398 9.67 37.07 3.71 25.18 35.28
    方铅矿 18.295 15.758 38.357 437 9.79 38.31 3.79 29.72 42.82 本文
    方铅矿 18.238 15.716 38.325 429 9.71 38.1 3.8 26.93 41.59
    方铅矿 18.233 15.688 38.181 400 9.66 37.25 3.73 24.93 36.38
    唐家寨 闪锌矿 18.035 15.535 38.019 360 9.38 36.24 3.74 14.72 30.2
    闪锌矿 18.123 15.591 37.939 364 9.48 35.93 3.67 18.4 28.21 本文
    闪锌矿 18.213 15.621 37.294 232 9.28 32.28 3.53 17.78 25.04
    闪锌矿 18.351 15.652 37.486 249 9.21 33.19 3.57 17.21 25.95
    黄铁矿 17.821 15.582 37.798 568 9.5 36.95 3.76 19.01 33.51
    董家河 黄铁矿 17.698 15.556 37.675 625 9.47 36.89 3.77 17.69 32.74
    黄铁矿 17.89 15.653 38.028 600 9.64 38.25 3.84 23.86 41.24 本文[13]
    黄铁矿 18.053 15.606 37.814 432 9.52 35.92 3.65 19.75 27.81
    黄铁矿 17.728 15.578 37.803 629 9.51 37.49 3.82 19.16 36.42
    方铅矿 17.783 15.654 38.021 675 9.66 38.88 3.9 24.46 44.5
    方铅矿 17.999 15.778 38.473 661 9.88 40.81 4 32.47 56.29
    低炉 方铅矿 17.876 15.83 38.575 798 10.01 41.27 4.12 36.93 65.54 [13]
    方铅矿 17.893 15.839 38.589 796 10.02 41.52 4.12 37.51 65.83
    闪锌矿 17.894 15.848 38.63 804 10.04 41.63 4.14 38.17 67.37
    茶田 方铅矿 17.728 15.599 37.827 652 9.55 37.8 3.83 20.7 38.15 本文
    方铅矿 17.912 15.596 37.881 520 9.52 36.92 3.75 19.62 33.6
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    ①

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出版历程
收稿日期:  2016-04-02
修回日期:  2016-08-12
刊出日期:  2017-05-25

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