云南思茅盆地上白垩统勐野井组自形黄铁矿成因及地质意义

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2018.01.07

现代地质 ›› 2018, Vol. 32 ›› Issue (01): 77-85.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2018.01.07

云南思茅盆地上白垩统勐野井组自形黄铁矿成因及地质意义

董浩伟¹(), 王立成²(), 刘成林², 魏玉帅¹, 王延路¹, 伯英²

1.中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院,北京 100083
2.中国地质科学院矿产资源研究所国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京 100037

收稿日期:2017-06-19 修回日期:2017-11-20 出版日期:2018-02-10 发布日期:2018-02-05
通讯作者: 王立成,男,副研究员,1983年出生,矿产普查与勘探专业,主要从事沉积地质与矿床学研究。Email:wayne-wlc3@126.com。
作者简介:王立成,男,副研究员,1983年出生,矿产普查与勘探专业,主要从事沉积地质与矿床学研究。Email:wayne-wlc3@126.com。
董浩伟,男,硕士研究生,1991年出生,地质工程专业,主要从事沉积地质与矿床学研究。Email:donghaowei10@163.com。
基金资助:
国家自然科学基金项目“云南兰坪—思茅盆地白垩纪中期海侵事件及其与钾盐成矿的关系研究”(41572067);国家自然科学基金项目“兰坪—思茅盆地勐野井矿区地表钾异常形成的深穿透机理研究”(41502080)

Genesis of Euhedral Pyrites in the Upper Cretaceous Mengyejing Formation in Simao Basin, Yunnan and Its Geological Significance

DONG Haowei¹(), WANG Licheng²(), LIU Chenglin², WEI Yushuai¹, WANG Yanlu¹, BO Ying²

1. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China
2. MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China

Received:2017-06-19 Revised:2017-11-20 Online:2018-02-10 Published:2018-02-05

摘要/Abstract

摘要：

云南思茅盆地位于特提斯成矿带东南段,上白垩统勐野井组是该区域一套广泛分布的含盐地层,该组内赋存有中国目前唯一的前第四纪固体钾盐矿床。对思茅盆地江城地区勐野井组石膏和黄铁矿样品,利用电子探针和质谱仪进行了主、微量元素和硫同位素分析,结果表明黄铁矿的n(S)/n(Fe)平均值为2.02,为硫富集型黄铁矿;黄铁矿的w(Co)/w(Ni)值为3.01~10.74,变化范围较大;黄铁矿的δ³⁴S_V-CDT值为-8.36‰~-3.36‰,平均值为-6.33‰,而石膏的δ³⁴S_V-CDT值为6.6‰~10.7‰,平均值为9.48‰。通过对黄铁矿n(S)/n(Fe)、w(Co)/w(Ni)、硫同位素以及石膏硫同位素进行分析,认为勐野井组石膏层在成岩期后受到了热液蚀变的作用,热液蚀变导致石膏被还原形成S^2-,S^2-与热液带来的Fe结合形成了粒状黄铁矿。通过对思茅盆地江城地区勐野井组黄铁矿、石膏的成因机制研究得出,受印度板块俯冲活动控制,深部热液对该区上白垩统勐野井组内原生蒸发岩有明显改造作用并有多种金属矿物伴生。思茅盆地晚白垩世以来热液活动频繁,多期次的热液作用对盆地金属成矿有积极影响,对勐野井组钾盐有不利的改造作用,使得原生钾盐发生蚀变,普遍发生重结晶作用。

关键词: 勐野井组, 思茅盆地, 黄铁矿, 石膏, 成因, 硫同位素

Abstract:

The Simao Basin is located in the southeastern part of the Tethyan metallogenic belt. The Mengyejing Formation containing evaporite successions in the Upper Cretaceous is widely distributed in this region. The Mengyejing Formation is currently the only pre-Quaternary solid potash deposit in China. Samples of gypsum and pyrite were collected from the Mengyejing Formation in Jiangcheng County in Simao Basin, and the analysis of major and trace elements and sulfur isotopes of these samples were performed by electron probe micro-analyzer (EPMA) and mass spectrometer. The results show that the S/Fe value of pyrite is 2.02, showing that it belongs to a sulfur-concentration type pyrite. The Co/Ni values range from 3.01 to 10.74, and the varying range is larger.The δ³⁴S_V-CDTvalues of pyrite are in the range of -8.36‰ to -3.36‰ with an average of -6.33‰, while the δ³⁴S_V-CDTvalues of gypsum are in the range of 6.6‰ to 10.7‰ with an average of 9.48‰. The values of S/Fe, Co/Ni and sulfur isotope of pyrites and the values of sulfur isotope of gypsums suggest that the pyrite in the Mengyejing Formation in Jiangcheng County is formed in hydrothermal processes. The hydrothermal alteration causes the gypsum to be reduced to form S^2-. S^2- formed the granulated pyrite combined with Fe from the hydrothermal fluid. Through this study of the genetic mechanism of pyrite and gypsum of the Mengyejing Formation,it comes to the conclusion that the primary evaporites of the Mengyejing Formation in the Upper Cretaceous might be experienced obvious alterations by deep hydrothermal fluids accompanied by several kinds of metals, which is controlled by the Indian and Asian collision,and the hydrothermal activities in Simao Basin recrystallized the potash minerals of the Mengyejing Formation, but might have favorable contribution to the metal deposition.

Key words: Mengyejing Formation, Simao Basin, pyrite, gypsum, genesis, sulfur isotope

中图分类号:

P578.2

董浩伟, 王立成, 刘成林, 魏玉帅, 王延路, 伯英. 云南思茅盆地上白垩统勐野井组自形黄铁矿成因及地质意义[J]. 现代地质, 2018, 32(01): 77-85.

DONG Haowei, WANG Licheng, LIU Chenglin, WEI Yushuai, WANG Yanlu, BO Ying. Genesis of Euhedral Pyrites in the Upper Cretaceous Mengyejing Formation in Simao Basin, Yunnan and Its Geological Significance[J]. Geoscience, 2018, 32(01): 77-85.

图/表 8

图1 思茅盆地构造简图((a)、(b),引自文献[15])和勐野井组岩性柱状图((c),引自文献[1])

Fig.1 Schematic map of the structure in Simao Basin((a),(b))and lithostratigraphic column of the Mengyejing Formation(c)

图2 黄铁矿赋存特征 (a)次生石膏脉呈X形分布,有凝灰岩;(b)、(c)次生石膏裂隙表面附着黄铁矿颗粒;(d)石膏层内存在少数黄铁矿颗粒;(e)、(f)石膏、黄铁矿、石英;(g)八面体黄铁矿形貌;(h)五角十二面体黄铁矿形貌;Tuff.凝灰岩;Py.黄铁矿;Gy.石膏;Q.石英;Anh.硬石膏

Fig.2 Occurrence characteristics of pyrites

图3 黄铁矿和石膏的接触关系 (a)石膏、黄铁矿;(b)黄铁矿颗粒赋存于石膏裂隙中;(c)正交偏光下五角十二面体截面;Py.黄铁矿;Gy.石膏

Fig.3 The contact relationship between pyrite and gypsum

表1 黄铁矿样品的电子探针分析结果平均值(%)

Table 1 The average value of electron probe analysis of pyrite samples(%)

样品号	Se	As	S	Pb	Cu	Bi	Fe	Co	Zn	Ni
Py1	0.002 9	0.022 1	53.133 3	0.007 7	0.005 0	0.014 2	45.600 4	0.060 9	0.020 0	0.000 9
Py2	0.005 3	0.016 3	52.936 2	0.012 3	0.010 0	0.001 2	45.657 7	0.062 4	0.015 4	0.000 6
Py3	0.003 1	0.007 8	52.997 6	0.043 2	0.007 3	0.029 7	45.532 5	0.055 6	0.020 0	—
Py4	0.003 1	0.012 9	52.905 5	0.005 6	0.010 1	0.001 2	45.776 6	0.058 7	0.017 6	0.003 9
Py5	0.003 1	0.013 9	53.006 7	0.007 1	0.004 6	0.009 8	45.799 9	0.062 0	0.011 6	—

表2 黄铁矿样品微量元素 Co-Ni比值

Table 2 Co-Ni ratios of trace elements of pyrite samples

样品号	Co均值/10^-6	Ni均值/10^-6	Co/Ni
Py1	609	57	10.738 2
Py2	624	120	5.200 0
Py3	556	—	—
Py4	587	195	3.007 7
Py5	620	—	—

图4 不同类型黄铁矿成分三角图解

Fig.4 Triangular diagram showing different types of composition of pyrites

表3 思茅盆地江城地区勐野井组黄铁矿硫同位素和石膏硫、锶同位素分析结果

Table 3 Sulfur isotope data of pyrite samples and sulfur/strontium isotope results of gypsum samples from the Mengyejing Formation in the Simao Basin

采样位置		岩性	样品号	δ³⁴S_V-CDT /‰	⁸⁷Sr/⁸⁶Sr	参考文献
思茅盆地南部(江城)	张家寨	黄铁矿	20160401JC04-05-1	-8.11		本文
	张家寨	黄铁矿	20160401JC04-05-2	-6.94
	张家寨	黄铁矿	20160401JC04-05-3	-8.36
	张家寨	黄铁矿	20160401JC04-05-4	-8.07
	张家寨	黄铁矿	20160401JC04-05-5	-6.97
	张家寨	黄铁矿	20160401JC04-05-6	-3.80
	张家寨	黄铁矿	20160401JC04-05-7	-5.28
	张家寨	石膏	20120503-G1		0.708 559	本文
	张家寨	石膏	20120503-G2	10.70	0.706 729
	张家寨	石膏	20120503-G3	10.40	0.707 445
	国庆乡	石膏	20120503-G4	6.60
	国庆乡	石膏	20120503-G5	10.20
	勐野井	石膏		20.58	0.707 121~0.711 069	文献[21]
思茅盆地北部	会泽	铅锌矿			0.716 295	文献[22]

表4 热液蚀变型黄铁矿与其它类型黄铁矿对比

Table 4 Comparison of sulfur isotope data of hydrothermal alteration pyrite with other types of pyrites

地区		δ³⁴S_V-CDT/‰	黄铁矿成因	参考文献
兰坪—思茅盆地	北部	-18.4	沉积型	文献[32]
	中部	-3.30~4.79,平均值-0.62	高温热液型	文献[33]
	南部	-8.36 ~ -3.80		本文
浙江银坑		1.47~6.90	浅成低温热液型	文献[34]
湖南沃溪		-7.6~6.2	变质热液型	文献[34]

参考文献 37

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Genesis of Euhedral Pyrites in the Upper Cretaceous Mengyejing Formation in Simao Basin, Yunnan and Its Geological Significance

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