东昆仑哈日扎铅锌多金属矿床金属矿物与S-Pb同位素特征

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2018.04.02

摘要/Abstract

摘要：

东昆仑哈日扎铅锌多金属矿床位于东昆仑造山带东段,紧邻昆中断裂北侧。已获得的资料显示哈日扎铅锌多金属矿床具有良好的找矿前景。通过对矿床内主要金属矿物及其S-Pb同位素组成进行详细研究,探讨其成矿温度与物质来源。研究表明:闪锌矿中Fe元素含量为9.751%~12.736%,Zn/Cd比值的变化范围为56.50~114.39,初步推测成矿温度为中—低温;矿床中各硫化物的δ³⁴S值变化范围为-3.8‰~-0.5‰,具有深部岩浆硫的特征,且不同硫化物矿物中的S同位素未达到平衡分馏;Pb同位素变化相对较小,²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb及²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb值变化范围分别为18.254~18.504、15.614~15.800和38.429~39.028;表明其成矿物质主要来源于下地壳的部分熔融与深部岩浆的混合。

关键词: 硫、铅同位素, 金属矿物, 东昆仑, 哈日扎

Abstract:

The Harizha lead-zinc polymetallic deposit is located in the eastern part of the East Kunlun orogenic belt, closing to the north side of the central Kunlun fault. The reported data show that the Harizha lead-zinc polymetallic deposit has a good prospecting potential. This paper focuses on the temperature and source of ore-forming materials, based on the studies on the characteristics of metallic minerals and their S-Pb isotopes from the Harizha lead-zinc polymetallic deposit. The data show that the content of Fe in sphalerite ranges from 9.751% to 12.736%,and the range of Zn/Cd value is 56.50 to 114.39, suggest that the Harizha lead-zinc polymetallic deposit is a medium-low temperature deposit; The δ³⁴S values of sulfide minerals in the deposit range from -3.8‰ to -0.5‰, indicating that sulfur is sourced from the deep-source magma,and the S in different sulfides are not in equilibrium. The ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb and ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb ratios of sulfide ores are 18.254-18.504, 15.614-15.800 and 38.429-39.028, respectively, which suggest that the ore-forming materials were mainly derived from the parental magma generated by mixing of mafic magma and felsic magma formed by remelting of lower crustal rocks.

Key words: S and Pb isotopes, metallic mineral, East Kunlun, Harizha

中图分类号:

P618.4
P597

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图/表 9

图1 哈日扎铅锌多金属矿区地质简图((a)据张斌等[4],2016修改;(b)据孔会磊等[12],2015修改) 1.全新世沼泽、沉积物;2.晚三叠世鄂拉山组晶屑凝灰熔岩; 3.早二叠世二长花岗岩;4.早二叠世似斑状二长花岗岩;5.早二叠世石英闪长岩;6.闪长岩;7.逆断层及编号;8.平移断层及编号;9.韧性剪切带;10.蚀变破碎带及编号;11.地质界线;12.铅矿体(w(Pb)≥0.3%) 13.矿区位置;14.采样位置

Fig.1 Sketch geological map of the Harizha lead-zinc polymetallic ore district ((a)modified after Zhang et al.[4],2016; (b)modified after Kong et al.[12],2015)

图2 哈日扎铅锌多金属矿床金属硫化物电子探针测试图 Py.黄铁矿;Sp.闪锌矿;Apy.毒砂;Ccp.黄铜矿

Fig.2 Metal sulfide electron probe test in the Harizha lead-zinc polymetallic deposit

表1 哈日扎铅锌多金属矿床金属矿物电子探针测试结果(wB/%)

Table 1 Theelectron probe test for metal mineral of the Harizha lead-zinc polymetallic deposit(%)

矿物	元素	最大值	最小值	平均值	矿物	元素	最大值	最小值	平均值
黄铁矿 (20个)	Fe	47.310	46.148	46.883	闪锌矿 (20个)	Fe	12.736	9.751	11.061
	Cu	0.079	0.010	0.032		Zn	55.263	52.305	53.979
	Au	0.044	0.003	0.024		S	33.885	32.814	33.325
	S	53.620	52.122	53.037		Cd	0.912	0.458	0.640
	Ag	0.027	0.003	0.018		Co	0.049	0.003	0.022
	Cd	0.031	0.001	0.015		In	0.033	0.001	0.016
	Co	0.124	0.035	0.068		Ni	0.055	0.001	0.016
	Ni	0.027	0.006	0.017		总量	100.109	98.01	99.056
	总量	100.884	98.701	100.042		FeS	21.866	16.670	19.056
	Co/Ni	9.17	1.92	5.43		Zn/Cd	114.386	56.502	90.278

表2 哈日扎铅锌多金属矿床金属硫同位素测试结果

Table 2 Sulfur isotopic test for metal minerals of the Harizha lead-zinc polymetallic deposit

样品编号	矿带	钻孔	硫化物	δ³⁴S/‰
ZK1501SPb2	V矿带	ZK1501	毒砂	-1.3
ZK1501SPb3			黄铜矿	-2.5
ZK1501SPb4			毒砂	-2.6
ZK1501SPb4			黄铜矿	-3.7
ZK1501SPb4			闪锌矿	-3.7
ZK1501SPb5			闪锌矿	-3.1
ZK4701SPb2		ZK4701	方铅矿	-2.7
ZK4701SPb3			黄铁矿	-3.4
ZK4701SPb4			闪锌矿	-1.4
ZK1502SPb1	VI矿带	ZK1502	闪锌矿	-1.5
ZK1502SPb2			毒砂	-0.5
ZK1502SPb3			黄铁矿	-0.9
ZK1502SPb4			方铅矿	-1.5
ZK701SPb1		ZK701	黄铁矿	-3.2
ZK701SPb1			方铅矿	-3.8
ZK701SPb1			闪锌矿	-2.2

图3 哈日扎铅锌多金属矿床硫同位素组成

Fig.3 Sulfur isotopic composition of the Harizha lead-zinc polymetallic deposit

表3 哈日扎铅锌多金属矿床铅同位素及相关参数数据表

Table 3 The Pb isotopic and relative parameters of the Harizha lead-zinc polymetallic deposit

样品编号	矿带	钻孔	矿物	²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb	²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb	²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb	t/Ma	μ	ω	Th/U	Δβ	Δγ
ZK1501SPb2	V矿带	ZK1501	毒砂	38.670	15.704	18.358	331	9.68	38.76	3.88	25.61	46.53
ZK1501SPb3			黄铜矿	38.628	15.671	18.369	284	9.61	38.20	3.85	23.22	43.29
ZK1501SPb4			毒砂	38.841	15.738	18.420	327	9.74	39.45	3.92	27.81	51.00
ZK1501SPb4			黄铜矿	38.708	15.697	18.390	300	9.66	38.67	3.87	24.99	46.17
ZK1501SPb4			闪锌矿	38.685	15.689	18.384	295	9.64	38.53	3.87	24.44	45.31
ZK1501SPb5			闪锌矿	38.627	15.676	18.363	294	9.62	38.28	3.85	23.59	43.72
ZK4701SPb2		ZK4701	方铅矿	38.508	15.702	18.404	296	9.67	37.80	3.78	25.30	40.59
ZK4701SPb3			黄铁矿	38.664	15.681	18.380	288	9.63	38.39	3.86	23.89	44.45
ZK4701SPb4			闪锌矿	38.563	15.651	18.349	274	9.57	37.85	3.83	21.86	41.10
ZK1502SPb1	VI矿带	ZK1502	闪锌矿	38.886	15.757	18.478	309	9.77	39.49	3.91	28.96	51.39
ZK1502SPb2			毒砂	39.028	15.800	18.504	341	9.85	40.36	3.97	31.93	56.68
ZK1502SPb3			黄铁矿	38.492	15.636	18.375	237	9.54	37.27	3.78	20.71	37.55
ZK1502SPb4			方铅矿	38.899	15.759	18.474	314	9.77	39.58	3.92	29.11	51.97
ZK701SPb1		ZK701	黄铁矿	38.689	15.689	18.373	302	9.64	38.61	3.88	24.48	45.77
ZK701SPb1			方铅矿	38.577	15.658	18.366	270	9.58	37.88	3.83	22.30	41.31
ZK701SPb1			闪锌矿	38.429	15.614	18.254	297	9.51	37.48	3.81	19.56	38.52

图4 哈日扎铅锌多金属矿床闪锌矿中FeS分子与温度关系图解(底图据卢焕章[15],1975)

Fig.4 The FeS in sphalerite with related temperature of the Harizha lead-zinc polymetallic deposit (base map after Lu.[15])

图5 哈日扎铅锌多金属矿床闪锌矿各元素关系图

Fig.5 The chemical elements relations of sphalerite in the Harizha lead-zinc polymetallic deposit

图6 哈日扎铅锌多金属矿床铅同位素构造环境演化图及Δγ-Δβ成因分类图((a)、(b)、(c)底图据Zartman等[31];(d)底图据朱炳泉等[27]) 1.地幔源铅;2.上地壳铅;3.上地壳与地幔混合的俯冲带铅(3a.岩浆作用;3b.沉积作用);4.化学沉积型铅;5.海底热水作用铅;6.中深变质作用铅;7.深变质作用下地壳铅;8.造山带铅;9.古老页岩上地壳铅;10.退变质铅;A、B、C、D 分别为各区域中样品相对集中区

Fig.6 The plumbotectonics and Δγ-Δβ diagram showing genetic classification of the Harizha lead-zinc polymetallic deposit ((a),(b),(c) base maps after Zartman et al.[31];(d) base map after Zhu et al.[27])

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