摘要
纳雍枝铅锌矿床位于扬子板块西南缘,是川滇黔Pb-Zn多金属矿集区近年新发现的大型铅锌矿,铅锌资源量预计超过157万t。该矿床大地构造位置处于扬子陆块与右江造山带的接触带附近,水城-紫云、安顺-贵阳和纳雍-息烽三条古断裂交叉形成的三角形断块内。虽然前人对纳雍枝开展了大量的地质勘探和科学研究工作,但在矿床成因类型、成矿流体性质及演化、成矿机制等方面仍存在很多亟待解决的科学问题。本文在总结前人研究成果和野外地质调查的基础上,采用电子探针、阴极发光(CL)、等离子质谱仪(ICP-MS)、冷热台、稳定同位素质谱仪等对该矿床进行了较系统的矿床地质特征、矿石显微岩相学、矿物学微区成分、微量元素地球化学研究,查明了成矿流体来源和演化、成矿机制及矿床成因,主要取得了如下成果: 1)纳雍枝铅锌矿矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿等,脉石矿物则由白云石、方解石以及少量重晶石组成。闪锌矿主要成分变化较大,其S和Zn含量分别在32.24~33.14 wt%和62.10~68.18 wt%之间,且Fe也具有较大变化范围(0.33~3.23 wt%)。黄铁矿和方铅矿主要成分相对较较为均一,并含微量Cu、Cd、As、Se、Ge、Te和Sb等元素。 2)本矿床中闪锌矿微量元素总体上相对富集Cd (774~1140 ppm)、Ge(73.4~336ppm)和Ga(33.9~75.9 ppm),贫Mn (20~30ppm)、In(0.10~0.44 ppm)和Co (0.9~1.1 ppm),与典型的MVT型铅锌矿闪锌矿微量元素组成较相似,明显不同于VMS、Sedex、浅成低温热液以及矽卡岩型铅锌矿床。首次基于闪锌矿GGIMFis温度计计算获得该矿床成矿温度介于100.5 ~164.4℃,这与闪锌矿流体包裹体显微测温结果一致(94.5-155.2℃)。 3)流体包裹体分析显示,成矿早阶段(HD2白云石和Sp1闪锌矿)流体包裹体测温研究表明,该阶段成矿流体以低温(107.5~155.2℃)、较高盐度(8.41~18.30wt.% NaCl eqv)为特征。而主成矿阶段Sp2闪锌矿流体包裹体均一温度和盐度分别为94.5~121.5℃和8.95~16.99 wt.% NaCl eqv.,表明其成矿流体为低温-中高盐度流体。成矿晚阶段(HD3白云石和C4方解石)流体包裹体研究表明该阶段成矿流体属于低温(91.1~115.4℃)中低盐度(0.62~9.08wt.%NaCl eqv.)流体,这与单个闪锌矿颗粒流体包裹体的测温结果一致。总体上来看,从成矿早阶段到晚阶段,纳雍枝铅锌矿矿床流体温度和盐度均呈现逐渐降低趋势,。 4)成矿晚阶段HD3白云石的碳、氧同位素组成相对均一,δ13CPDB和δ18OSMOW分别为-0.5~-1.0‰和17.6~1 9.6‰;据此计算的成矿流体中碳和氧同位素组成分别与赋矿碳酸盐岩分异CO2的δ13CPDB(-4~4‰)和变质水δ18OSMOW(2~25‰)一致,指示成矿流体中的O为亏损18O的变质水和富集18O白云岩的混合所致,而C主要来源于富集13C白云岩。 5)流体包裹体、C-O同位素和前人的Pb和S同位素研究显示,富含Pb、Zn的成矿流体,与赋矿地层中的蒸发岩热化学还原作用所产生的富H2S流体混合,并与赋矿碳酸盐地层进行水岩交换反应形成酸碱缓冲对,这种混合以及pH变化是铅锌等成矿物质沉淀的重要机制之一。 综合纳雍枝铅锌矿床地质特征、矿石显微岩相学、微量元素地球化学、C-O同位素、流体包裹体地球化学以及前人获得的Pb和S同位素等证据,本文认为纳雍枝铅锌矿为MVT型铅锌矿。目前,纳雍枝矿床缺少精确同位素年代学数据,但该矿床地质特征、矿物学特征、闪锌矿中Ag含量、硫化物的Pb同位素以及流体包裹体均一温度等与川滇黔地区印支期(200-230Ma)铅锌矿成矿作用存在较明显的差异,因此,本文初步认为纳雍枝铅锌矿不可能为印支期造山驱使盆地流体大规模运移的产物,川滇黔地区可能存在多期的铅锌成矿事件。