青海德令哈蓄集銀鉛礦床地質(zhì)與S-Pb同位素組成及其成礦學(xué)意義

陳 敏，薛春紀(jì)，趙文濤，薛萬文，谷 強(qiáng)

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2.青海大學(xué) 地質(zhì)工程系，青海 西寧 810016；3.青藏高原 北部地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源青海省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810000；4.武警黃金第六支隊(duì)，青海 西寧 810000)

地處青海柴達(dá)木盆地以北、呈近東西向帶狀展布的宗務(wù)隆構(gòu)造帶頗受國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注(王毅智等，2001；楊經(jīng)綏等，2004；孫延貴等，2004；郭安林等，2009；彭淵，2015；彭淵等，2016，2018；王蘇里等，2016；Shaoetal.,2017；牛漫蘭等，2018；Wuetal.,2019)。它被認(rèn)為是在歐龍布魯克與南祁連聯(lián)合地塊之上發(fā)育起來的印支期造山帶，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造演化經(jīng)歷了陸內(nèi)裂陷、洋盆發(fā)展、俯沖和碰撞造山等過程(楊經(jīng)綏等，2004；郭安林等，2009；Wuetal.,2019)，成礦條件優(yōu)越。帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)包括蓄集等在內(nèi)的若干銀多金屬礦床(點(diǎn))，找礦前景被勘查界看好，是當(dāng)前青海省重點(diǎn)找礦勘查區(qū)。但當(dāng)前勘查方向和找礦重點(diǎn)不甚明確，成礦控制要素認(rèn)識(shí)模糊。

蓄集銀鉛礦是宗務(wù)隆構(gòu)造帶內(nèi)的重要礦床，目前已初步開發(fā)，其鉛儲(chǔ)量為1×104t，銀儲(chǔ)量為4 461.52 kg，屬小型銀鉛礦床。該礦床于1958年由青海省地礦局海西地質(zhì)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，最初被認(rèn)為是中溫?zé)嵋航淮偷V床；1977年青海省地礦局第六地質(zhì)隊(duì)普查評(píng)價(jià)結(jié)果表明，礦床屬淺成中低溫?zé)嵋撼涮畛梢颍坏铝罟欉_(dá)礦業(yè)開發(fā)有限公司(2014)(1)德令哈鴻達(dá)礦業(yè)開發(fā)有限公司.2014.青海省德令哈市蓄集山多金屬銀礦生產(chǎn)探礦設(shè)計(jì).認(rèn)為，礦床屬多成礦階段疊加改造成因，經(jīng)歷了沉積、變質(zhì)和熱液改造過程。但至今還未對(duì)該礦床進(jìn)行系統(tǒng)深入的成因分析。

本文在收集前人地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，對(duì)蓄集銀鉛礦床開展了系統(tǒng)的礦床地質(zhì)觀測(cè)，采集了蓄集銀鉛礦區(qū)礦石、地表圍巖及蓄集峽口閃長(zhǎng)巖樣品，開展硫、鉛同位素組成分析，通過對(duì)比研究礦石、礦區(qū)圍巖和蓄集峽口閃長(zhǎng)巖硫、鉛同位素組成，試圖反映該礦床的成礦物質(zhì)來源，以期為分析該礦床成因歸屬提供科學(xué)依據(jù)，為下一步宗務(wù)隆構(gòu)造帶銀多金屬勘查找礦方向提供參考資料。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

蓄集銀鉛礦床在大地構(gòu)造上位于宗務(wù)隆構(gòu)造帶的中南部。宗務(wù)隆構(gòu)造帶被青海南山斷裂、宗務(wù)隆山南緣斷裂、阿爾金斷裂和哇洪山-溫泉斷裂所圍限(圖1a，辛后田等，2006)。

區(qū)域內(nèi)出露地層有下元古界達(dá)肯大坂群(陸松年等，2002；Zhangetal.,2014；錢兵等，2017)、上石炭-下二疊統(tǒng)宗務(wù)隆群和下三疊統(tǒng)隆務(wù)河群(圖1b)，不同地層單元之間多呈斷層接觸。下元古界達(dá)肯大坂群走向?yàn)楸蔽?南東向，主要分布在歐龍布魯克微陸塊內(nèi)，為一套以各類片麻巖為主、夾斜長(zhǎng)角閃巖、石英片巖、大理巖及石英巖的無序高角閃巖相變質(zhì)巖石組合，出露厚度達(dá)5 669 m，原巖為砂質(zhì)泥巖、基性火山巖、富鎂碳酸鹽巖組成的火山-沉積建造，代表地殼初始增厚階段的堆積(辛后田等，2006；張雪亭等，2010；張博文，2010)。上石炭-下二疊統(tǒng)宗務(wù)隆群走向與近東西向主構(gòu)造線近于平行，為宗務(wù)隆構(gòu)造帶的主體地層，自下而上由土爾根大坂組C2P1t和果可山組C2P1g構(gòu)成，兩個(gè)組之間以斷層接觸。土爾根大坂組可劃分為兩個(gè)巖性段：下段主要由灰綠色薄層狀絹云綠泥千枚巖、變玄武巖夾黑色厚層白云質(zhì)灰?guī)r、條帶狀灰?guī)r、變砂巖、石英片巖組成，屬半深海洋盆環(huán)境沉積和火山沉積產(chǎn)物(張雪亭等，2010)；上段主要由灰綠色安山玄武巖、枕狀玄武巖和綠泥片巖等組成，應(yīng)屬洋底火山噴發(fā)產(chǎn)物。果可山組由糜棱巖化大理巖、片巖和薄層硅質(zhì)巖、蛇紋石化超鎂鐵質(zhì)巖和片理化鎂鐵質(zhì)熔巖組成，不同巖石單元以構(gòu)造巖片形式向南逆沖推覆(郭安林等，2009；彭淵等，2016)。下三疊統(tǒng)隆務(wù)河群走向與達(dá)肯大坂群一致，主要分布在宗務(wù)隆構(gòu)造帶內(nèi)的懷頭他拉和烏蘭地區(qū)，自下而上由數(shù)個(gè)礫巖-砂礫巖(僅限于盆地邊部)-板巖-灰?guī)r(局部缺失)基本層序相間疊置而成，下部以粗碎屑巖為主，灰?guī)r夾層較少；中部以細(xì)碎屑砂板巖為主，灰?guī)r夾層發(fā)育，且厚度較大；上部以中粒砂巖、含礫砂巖、板巖為主，礫巖夾層增多，灰?guī)r夾層減少(張雪亭等，2010)。

區(qū)域侵入巖較為發(fā)育，新元古代侵入巖分布于烏蘭地區(qū)，侵位于達(dá)肯大坂群中，巖石類型為花崗巖、英云閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖和二長(zhǎng)花崗巖，巖石具有過鋁質(zhì)鈣堿性花崗巖的特點(diǎn)，侵位時(shí)代集中在1 000～850 Ma(陸松年等，2002；辛后田等，2006)，對(duì)應(yīng)于揚(yáng)子陸塊新元古代巖漿事件(凌文黎等，2006)，響應(yīng)新元古代Rodinia超大陸的拼合形成期(陳能松等，2007)。華力西-印支期巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，被認(rèn)為是宗務(wù)隆構(gòu)造帶的演化時(shí)期，侵入巖沿宗務(wù)隆構(gòu)造帶南側(cè)呈不規(guī)則拉長(zhǎng)狀產(chǎn)出，部分侵位于宗務(wù)隆群，主體侵位于達(dá)肯大坂群，巖石類型為輝長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖和黑云母花崗巖等，輝長(zhǎng)巖具有鈣堿性特點(diǎn)，鋯石U-Pb年齡為254.3±1.5 Ma，構(gòu)造背景為洋殼俯沖造山階段的島弧環(huán)境(王蘇里等，2016)，說明宗務(wù)隆帶在晚二疊世發(fā)生洋殼的俯沖；花崗巖類具有鈣堿性Ⅰ型花崗巖特點(diǎn)，鋯石U-Pb年齡為258～240 Ma，具弧型花崗巖性質(zhì)(強(qiáng)娟，2008；郭安林等，2009；Chenetal.,2012；程婷婷，2015；彭淵等，2016；王玉松等，2017；牛漫蘭等，2018；Wuetal.,2019)，這與花崗巖類分布在歐龍布魯克微陸塊北部邊緣的地質(zhì)事實(shí)相符，說明洋殼在晚二疊世-中三疊世發(fā)生向南的俯沖碰撞；還發(fā)現(xiàn)有晚三疊世A型花崗巖(230～214 Ma)(強(qiáng)娟，2008；彭淵，2015)，表明在晚三疊世碰撞造山作用已結(jié)束。

宗務(wù)隆構(gòu)造帶主體構(gòu)造線為近東西向，造山后有北東向構(gòu)造疊加(圖1b)。近東西向構(gòu)造是宗務(wù)隆構(gòu)造帶晚石炭-早二疊世有限洋盆發(fā)生發(fā)展期伸展構(gòu)造，即正斷系統(tǒng)經(jīng)后期造山擠壓作用而發(fā)生反轉(zhuǎn)形成的逆沖構(gòu)造系統(tǒng)(李平安等，1985；王毅智等，2001；孫延貴等,2004)，其構(gòu)造形跡是軸向近東西向的褶皺和主體向南的逆沖斷裂帶。

構(gòu)造帶內(nèi)宗務(wù)隆-青海南山斷裂和宗務(wù)隆南緣斷裂是長(zhǎng)期活動(dòng)的區(qū)域性斷裂，宗務(wù)隆南緣斷裂為超巖石圈斷裂，沿宗務(wù)隆山南緣不連續(xù)延伸約110 km(Shaoetal.,2017)。

2 礦床地質(zhì)特征

蓄集銀鉛礦床位于青海省德令哈市蓄集鎮(zhèn)南部地區(qū)。礦區(qū)出露地層為上石炭-下二疊統(tǒng)果可山組(圖2)，自下而上劃可分為3個(gè)巖性段：第1巖性段(C2P1g1)為灰綠色含砂礫絹云千枚巖夾灰?guī)r，厚度415 m，具微弱銀鉛礦化現(xiàn)象；第2巖性段(C2P1g2)為結(jié)晶灰?guī)r夾千枚巖，下部為灰-灰白色薄層狀不純結(jié)晶灰?guī)r夾角礫狀灰?guī)r、絹云綠泥千枚巖，上部為淺灰綠色石榴子石鈣質(zhì)絹云千枚巖夾灰?guī)r，厚度2 221 m，鉛銀礦化普遍發(fā)育，是重要的含礦層；第3巖性段(C2P1g3)為結(jié)晶灰?guī)r，由淺灰色中-薄層狀含白云質(zhì)結(jié)晶灰?guī)r及白色厚-巨厚層狀含白云質(zhì)結(jié)晶灰?guī)r組成，厚度大于1 146 m，未見銀鉛礦化。

圖1 柴北緣大地構(gòu)造簡(jiǎn)圖(a，據(jù)辛后田等，2006)和宗務(wù)隆構(gòu)造帶地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b，據(jù)彭淵等，2016)Fig.1 Tectonic units of northern Qaidam (a,after Xin Houtian et al.,2006) and simplified geological map of the Zongwulong belt (b,after Peng Yuan et al.,2016)

礦區(qū)未出露巖漿巖，但在礦區(qū)西約5 km處的蓄集峽口一帶，出露晚二疊世閃長(zhǎng)巖體和花崗閃長(zhǎng)巖體，規(guī)模不大，呈巖株?duì)钋秩胗谏鲜?下二疊統(tǒng)果可山組。

礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育。近東西走向的逆沖斷裂構(gòu)造最為重要，傾向北，傾角為40°～60°(德令哈鴻達(dá)礦業(yè)開發(fā)有限公司，2014)(2)德令哈鴻達(dá)礦業(yè)開發(fā)有限公司.2014.青海省德令哈市蓄集山多金屬銀礦生產(chǎn)探礦設(shè)計(jì).，在礦區(qū)近平行排布；沿?cái)嗔延^測(cè)到不連續(xù)金屬硫化物石英脈充填或交代礦化，常形成銀鉛多金屬硫化物礦(化)體，是礦區(qū)的直接控礦構(gòu)造；斷裂帶兩側(cè)常見規(guī)模不等的硅化和絹云母化蝕變帶，寬15～35 m。其次為北西向和北東向斷裂構(gòu)造，北西向斷裂構(gòu)造具張扭性特點(diǎn)，與近東西向斷裂構(gòu)造交匯部位銀鉛硫化物礦體出現(xiàn)膨大現(xiàn)象，北東向斷裂對(duì)礦體具一定的破壞作用。礦區(qū)褶皺構(gòu)造主要表現(xiàn)為軸向近東西向的小型背斜和向斜，主要由上石炭-下二疊統(tǒng)果可山組不同巖性段組成。

礦體集中分布在南、北兩個(gè)礦帶內(nèi)(圖2)，本次依據(jù)地層產(chǎn)狀和礦體的分布特征選擇橫跨南北兩個(gè)礦帶的3號(hào)勘探線進(jìn)行野外調(diào)研(圖3)。北礦帶近東西走向，地表出露長(zhǎng)約1 200 m，寬20～100 m，部分地段被第四系所覆蓋，產(chǎn)于果可山組絹云石英千枚巖、含礫絹云千枚巖與厚層狀灰?guī)r之間巖性過渡部位(圖4a)，受近東西向?qū)娱g斷裂構(gòu)造控制，表現(xiàn)為Ag、Pb、Cu硫化物礦化的硅化、絹云母化、黃鐵礦化蝕變巖。礦體總體呈近東西向，傾向北，傾角60°～80°，與地層以及層間斷裂產(chǎn)狀近于一致，沿走向礦體略具膨縮現(xiàn)象。礦體呈脈狀、透鏡狀和似層狀產(chǎn)出，賦存于地表以下20～113 m 之間，單礦體厚度1.30～5.93 m，礦石品位為Pb 1.03%～52.59%、Ag 36.42～867 g/t (最高1 370g/t)、Cu 0.21%～5.91%。

圖2 蓄集銀鉛礦床地質(zhì)圖(底圖據(jù)德令哈鴻達(dá)礦業(yè)開發(fā)有限公司，2014(3)德令哈鴻達(dá)礦業(yè)開發(fā)有限公司.2014.青海省德令哈市蓄集山多金屬銀礦生產(chǎn)探礦設(shè)計(jì).)Fig.2 Geological map of the Xuji Ag-Pb ore deposit (after Delingha Hongda Mining Development Co.LTD,2014(4)德令哈鴻達(dá)礦業(yè)開發(fā)有限公司.2014.青海省德令哈市蓄集山多金屬銀礦生產(chǎn)探礦設(shè)計(jì).)1—第四系；2、3、4—果可山組第1巖性段、第2巖性段、第3巖性段；5—熱液礦化蝕變帶；6—銀鉛礦體；7—石英脈；8—褶皺軸；9—逆斷裂；10—3號(hào)勘探線(圖3勘探線位置)；11—地層產(chǎn)狀；12—圍巖全巖鉛同位素采樣位置1—Quaternary；2,3,4—the first lithologic section,the second lithologic section,the third lithologic section of Guokeshan Formation；5—hydrothermal mineralization alteration zone；6—Ag-Pb orebody；7—quartz vein；8—crest of fold；9—thrust fault；10—No.3 exploration line；11—attitude of stratum；12—location of whole rock lead isotope sampling

圖3 蓄集銀鉛礦床3號(hào)勘探線剖面圖Fig.3 Geological section along No.3 exploration line of the Xuji Ag-Pb ore deposit

南礦帶也為近東西走向，地表出露長(zhǎng)約1 300 m，寬為10～80 m不等，中間地段被第四系覆蓋，產(chǎn)于條帶狀泥質(zhì)灰?guī)r夾鈣質(zhì)絹云千枚巖與深灰色薄層狀灰?guī)r的巖性過渡部位，受近東西向?qū)娱g斷裂構(gòu)造控制，為Pb、Ag、Cu硫化物礦化的硅化、絹云母化蝕變巖。礦體總體呈近東西走向，北傾，傾角54°～70°。礦體呈脈狀和透鏡狀產(chǎn)出，賦存于地表以下5～150 m之間，單礦體厚度2.40～6.75 m，礦石品位為Pb 0.51%～52.59%、Ag 78.30～179.87g/t、Cu 0.21%～6.91%。

圍巖蝕變以硅化、絹云母化為主(圖4b)，局部可見碳酸鹽化，主要沿近東西向斷裂兩側(cè)分布，寬度一般數(shù)米至數(shù)十米。礦體受蝕變帶控制，主要分布在硅化帶內(nèi)，蝕變的強(qiáng)弱與礦化富集程度關(guān)系密切，近礦圍巖主要表現(xiàn)為強(qiáng)烈硅化，遠(yuǎn)礦圍巖主要表現(xiàn)為絹云母化、黃鐵礦化和碳酸鹽化。

礦石類型有稀疏浸染方鉛礦礦石、中等浸染狀方鉛礦礦石、中等-稠密浸染狀含銀黝銅礦-斑銅礦-方鉛礦礦石、條帶狀方鉛礦礦石和角礫狀方鉛礦礦石等，以稀疏-中等浸染狀方鉛礦礦石為主。原生礦石的主要金屬礦物有方鉛礦、銀黝銅礦、黃鐵礦、毒砂和黃銅礦等。脈石礦物主要為石英和絹云母，次為白云石和方解石。礦石礦物以方鉛礦和銀黝銅礦為主，富礦段礦石中方鉛礦和銀黝銅礦呈粗晶緊密塊狀出現(xiàn)在銀鉛礦脈內(nèi)(圖4d)。礦石構(gòu)造主要有斑雜狀(圖4d)、浸染狀、網(wǎng)脈狀(圖4c)和角礫狀，礦石結(jié)構(gòu)主要有中細(xì)粒他形粒狀和半自形粒狀(圖4e、4f)。

根據(jù)礦體地質(zhì)特征、礦物共生組合和礦石組構(gòu)特點(diǎn)，將熱液礦化劃分為3個(gè)階段(圖5)。黃鐵礦-石英礦化階段，表現(xiàn)為黃鐵礦-石英-黃銅礦-毒砂礦物組合；銀鉛硫化物礦化階段，表現(xiàn)為含鉛硫化物的大量富集，形成大量的方鉛礦，同時(shí)伴隨著銀黝銅礦、毒砂的形成；碳酸鹽礦化階段，表現(xiàn)為黃鐵礦對(duì)方鉛礦的交代作用和碳酸巖脈的形成(圖5)。

3 樣品和分析方法與結(jié)果

用于S同位素組成分析的礦石樣品(XJ-01、XJ-02、XJ-03、Ⅳ-G-1、XJL1-b-04)采自礦區(qū)平硐內(nèi)斑雜狀銀鉛礦體，用于Pb同位素組成分析的礦石樣品(Ⅲ-G-2、Ⅳ-G-1、XJ-G-4)、圍巖(XJL1-01、XJL1-02、XJL1-03、XJL1-05、XJL1-06)和巖體樣品(XJYT-01、XJYT-02、XJYT-04)分別采自礦區(qū)平硐內(nèi)斑雜狀銀鉛礦體、礦區(qū)3號(hào)勘探線地表圍巖和蓄集峽口閃長(zhǎng)巖體，礦石樣品新鮮，巖石樣品未受蝕變和風(fēng)化影響。礦石樣品首先粉碎、蒸餾水淘洗、自然晾干、過60～80目篩；在雙目鏡下逐粒挑選方鉛礦、黃鐵礦硫化物單礦物樣品；重復(fù)兩次挑選，確保純度高于99%(段士剛等，2012)。巖石樣品首先在金剛石切片機(jī)上切除可能的風(fēng)化面避免充填交代脈體的可能影響，蒸餾水清洗，自然晾干。然后將單礦物和巖石樣品在研缽中研磨至0.074 mm以下，以備質(zhì)譜分析。

S、Pb同位素組成分析在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試研究中心完成。硫同位素分析時(shí)，樣品用硫化物與CuO和V2O5混合氧化劑在高溫真空條件下反應(yīng)制取SO2，然后導(dǎo)入質(zhì)譜儀分析。分析方法依據(jù)為DZ/T0184.14-1997，測(cè)試儀器為MAT251C同位素質(zhì)譜儀，礦石硫化物硫同位素組成分析結(jié)果用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)CDT表達(dá)，分析精度優(yōu)于±0.2‰，分析結(jié)果見表1。

蓄集銀鉛礦床4件方鉛礦樣品(XJ-01、XJ-02、XJ-03、XJL1-b-04)的δ34S值變化范圍為7.5‰～8.4‰，1件黃鐵礦樣品(Ⅳ-G-1)的δ34S值為5.0‰；礦石δ34S值變化范圍為5.0‰～8.4‰，平均值為7.4‰。

礦石鉛、圍巖全巖鉛和蓄集閃長(zhǎng)巖全巖鉛同位素組成分析方法依據(jù)均為GB/T17672-1999，測(cè)試儀器均為ISOPROBE-T熱電離質(zhì)譜儀，分析誤差以2σ計(jì)，分析結(jié)果見表2。

蓄集銀鉛礦床3件礦石樣品 (Ⅲ-G-2、Ⅳ-G-1、XJ-G-4)的206Pb/204Pb=17.896～17.922，平均值為17.906；207Pb/204Pb=15.589～15.617，平均值為15.603；208Pb/204Pb=38.072～38.166，平均值為38.114。5件圍巖全巖的鉛206Pb/204Pb=17.949～18.976，平均值為18.349；207Pb/204Pb=15.600～15.696，平均值為15.638；208Pb/204Pb=38.106～40.943，平均值為38.921。3件蓄集峽口閃長(zhǎng)巖全巖鉛的206Pb/204Pb=18.442～18.589，平均值為18.528；207Pb/204Pb=15.623～15.636，平均值為15.630；208Pb/204Pb=38.790～30.033，平均值為38.942。

圖4 蓄集銀鉛礦化/蝕變體露頭(a、b)、礦石手標(biāo)本(c、d)及顯微(e、f)照片F(xiàn)ig.4 Photographs of mineralization/alterationoutcrops,handspecimen and microphotographs of the ore in the Xuji Ag-Pb ore deposita—礦化蝕變帶露頭，表現(xiàn)為紅褐色氧化帶，礦化產(chǎn)在絹云母千枚巖與含礫千枚巖之間的破碎蝕變帶內(nèi)；b—礦化蝕變帶露頭，表現(xiàn)為原千枚巖的硅化(退色)和(原硫化物礦化帶的)紅色氧化帶，千枚巖中的灰?guī)r透鏡體也顯著發(fā)生了硅化；c—網(wǎng)脈狀方鉛礦礦石，呈現(xiàn)出硅化巖石角礫化之后，銀鉛硫化物細(xì)脈、網(wǎng)脈充填在角礫之間的空隙內(nèi)；d—采礦平硐中見產(chǎn)在硅化灰?guī)r中的銀鉛礦體，呈北傾、斑雜狀，寬約0.6 m，主要由方鉛礦和銀黝銅礦組成；e—礦石主要由粗粒自形晶方鉛礦組成，少量他形晶黃鐵礦被方鉛礦交代而呈現(xiàn)交代殘余結(jié)構(gòu)(反射光)；f—礦石中除主要礦物粗粒自形晶方鉛礦外，還見銀黝銅礦，次要礦物銀黝銅礦和黃鐵礦呈中粒他形晶結(jié)構(gòu)，常被方鉛礦交代成殘晶或渾圓狀(反射光)；Qtz—石英；Gn—方鉛礦；Apy—毒砂；Py—黃鐵礦；Thr—銀黝銅礦(礦物縮寫符號(hào)據(jù)沈其韓，2009)a—outcrops of mineralized alteration zone,the oxidation zone is reddish brown and the mineralization alteration occurs between sericite phyllite and pebbly phyllite；b—outcrops of mineralized alteration zone,the silicification (fading) and red oxidation zones (original sulfide mineralization zone) of the original phyllite are observed,and the lens of limestone in the phyllite also show significant silicification；c—stockwork vein galena ore,after breccification of silicified rocks,silver-lead sulfide stringer and stockwork vein are filled in the spaces between the brecciates；d—the silver-lead orebody in silicified limestone is found in the mining adit,it is north-dipping,variously porphyry with a width of about 0.6 m,and composed of galenite and silver tetrahedrite；e—the ore is mainly composed of coarse idiomorphic crystal galena and a small amount of anhedral crystal pyrite with metasomatic relict texture (reflected light)；f—silver tetrahedrite is also found in the ore in addition to the main mineral coarse-grained tetrahedrite galena,silver tetrahedrite and pyrite are medium grain anhedral crystal structure,and often exhibit metasomatism of galena into residual crystal or round shape (reflected light)；Qtz—quartz；Gn—galena；Apy—arsenopyrite；Py—pyrite；Thr—silver tetrahedrite(mineral abbreviation after Shen Qihan,2009)

圖5 蓄集銀鉛礦床熱液成礦階段和礦物生成順序Fig.5 Schematic representation of mineral paragenetic relationships associated with mineralization stages of the Xuji Ag-Pb ore deposit

表1 蓄集銀鉛礦床硫化物硫同位素特征Table 1 S isotopic results of sulfides from the Xuji Ag-Pb ore deposit

表2 蓄集銀鉛礦床礦石和巖石鉛同位素組成分析結(jié)果Table 2 The analytical results of the Pb isotopic compositions of the ore and the rock in the Xuji Ag-Pb ore deposit

4 S、Pb同位素組成的成礦學(xué)意義與礦床成因分析

4.1 S同位素組成的成礦學(xué)意義

硫化物硫同位素可以示蹤成礦熱液系統(tǒng)中硫的來源(Ohmoto，1986；Hoefs，1997；李志丹等，2015)。蓄集銀鉛礦床中金屬礦物組合簡(jiǎn)單且僅為硫化物，含硫礦物有方鉛礦、銀黝銅礦、黃鐵礦和黃銅礦，未發(fā)現(xiàn)硫酸鹽類礦物，說明礦床的形成環(huán)境屬低氧逸度，在這種環(huán)境下硫化物的δ34S值可以近似代表成礦熱液中總硫同位素組成(李永勝等，2012)。蓄集銀鉛礦床硫化物的δ34S值為5.0‰～8.4‰(表1)，平均值為7.4‰，所以熱液中δ34SΣS大致為7.4‰。鄭永飛等(2000)認(rèn)為硫化物的δ34S值在硫同位素分餾達(dá)到平衡的條件下，δ34S黃鐵礦>δ34S磁黃鐵礦>δ34S閃鋅礦>δ34S黃銅礦>δ34S方鉛礦，蓄集銀鉛礦床δ34S方鉛礦>δ34S黃鐵礦，與硫化物平衡順序不一致，說明成礦熱液系統(tǒng)中硫同位素未達(dá)到分餾平衡，這與顯微鏡下觀察到方鉛礦交代黃鐵礦的現(xiàn)象一致(圖4e)，說明它們或者是不同溫度形成的，或者是不同礦化階段的產(chǎn)物(何鵬等，2018)。蓄集銀鉛礦石中黃鐵礦形成于較早的黃鐵礦-石英礦化階段，而方鉛礦形成于較晚的銀鉛硫化物礦化階段，因此蓄集礦石硫同位素分餾不平衡可能與礦石中硫化物礦物形成于熱液成礦不同階段有關(guān)。

蓄集銀鉛礦床中硫化物礦物δ34S值變化范圍較狹窄，暗示硫的來源比較單一。礦石中黃鐵礦δ34S值為5.0‰，處在中酸性巖漿硫之范圍內(nèi)(δ34S=0±5‰，Ohmoto and Rye，1979)，反映熱液礦化早階段硫化物中的硫主要來自巖漿，其成礦與構(gòu)造巖漿活動(dòng)相關(guān)的熱液作用關(guān)系密切。蓄集銀鉛礦石中方鉛礦δ34S值為7.5‰～8.4‰，已超出中酸性巖漿硫范圍(0±5‰)。熱液系統(tǒng)中，硫化物礦物的δ34S值超出0±5‰的范圍，多認(rèn)為是由于巖漿熱液和圍巖的相互作用導(dǎo)致(儲(chǔ)雪蕾等，2002；王長(zhǎng)明等，2011)。推測(cè)蓄集銀鉛礦床銀鉛硫化物礦化階段，巖漿熱液與圍巖有較為明顯的相互作用，但礦石中方鉛礦的δ34S值比中酸性巖漿的δ34S值的偏離不算太大(圖6)，故所研究礦床礦石硫主體來自巖漿的特點(diǎn)明顯，在巖漿熱液與圍巖相互作用過程中，有少量地層來源硫的加入。事實(shí)上，蓄集礦區(qū)礦石具有斑雜狀和網(wǎng)脈狀構(gòu)造，且近礦體圍巖硅化強(qiáng)烈，這些特征也說明蓄集銀鉛礦體的形成與構(gòu)造巖漿活動(dòng)相關(guān)的熱液作用關(guān)系密切。蓄集礦區(qū)雖未見巖體出露，但在礦區(qū)西約5 km處的蓄集峽口地區(qū)出露有晚二疊世閃長(zhǎng)巖體，該閃長(zhǎng)巖體的鋯石U-Pb年齡為257.8±2 Ma(青海省地質(zhì)調(diào)查院，2016)(5)青海省地質(zhì)調(diào)查院.2016.青海省德令哈市宗務(wù)隆山地區(qū)六幅1∶5萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查報(bào)告.內(nèi)部資料.，蓄集礦床的形成應(yīng)該與該巖體相關(guān)的熱液作用有關(guān)，那么大致可以確定礦床最早成礦年齡為257.8±2 Ma。

圖6 蓄集銀鉛礦床S同位素組成和全球重要的S同位素儲(chǔ)庫(底圖據(jù)Hoefs，2009修編)Fig.6 Sulfur isotopic compositions of sulfides in the Xuji Ag-Pb ore deposit and some important sulfur isotope reservoirs (modified after Hoefs,2009)

4.2 Pb同位素組成的成礦學(xué)意義

硫化物礦石中不含U、Th，或U、Th含量極低，與礦物中的鉛含量相比可忽略不計(jì)，礦物形成后不再有放射性成因鉛的明顯加入，故礦石鉛不需要進(jìn)行校正(吳開興等，2002)。全巖中U、Th含量較高，會(huì)不斷有新的放射成因鉛生成，必須扣除后期積累的放射性鉛，本次根據(jù)蓄集礦床與蓄集峽口閃長(zhǎng)巖體的關(guān)系，確定了最早的成礦年齡為257.8 Ma，故依據(jù)巖石的U、Th、Pb含量對(duì)全巖鉛同位素組成校正到257.8 Ma。根據(jù)圍巖全巖鉛所含放射成因鉛的不同，可將其分為2組：第1組有2件樣品(XJL1-01和XJL1-02)，具有富放射成因鉛的特征，206Pb/204Pb(i)=18.629～18.972，平均值為18.800，207Pb/204Pb(i)=15.613～15.680，平均值為15.647，208Pb/204Pb(i)=39.236～40.942，平均值為40.089；第2組有3件樣品(XJL1-03、XJL1-05和XJL1-06)，具有低放射成因鉛的特征，206Pb/204Pb(i)=17.945～18.178，平均值為18.040，207Pb/204Pb(i)=15.600～15.696，平均值為15.633，208Pb/204Pb(i)=38.106～38.182，平均值為38.142。蓄集峽口閃長(zhǎng)巖校正后的全巖鉛206Pb/204Pb(i)=18.225～18.370，平均值為18.310，207Pb/204Pb(i)=15.612～15.625，平均值為15.619，208Pb/204Pb(i)=37.972 ～38.211，平均值為38.122，也具有富放射成因鉛特征。

全方位對(duì)比示蹤法是使用鉛同位素示蹤物源的首選方法，也是國(guó)際上認(rèn)同的辦法(張乾等，2000；吳開興等，2002)，就是利用礦石、巖漿巖、地層和基底鉛同位素全方位對(duì)比判別礦石鉛同位素的來源。蓄集礦床礦石鉛與第2組圍巖鉛同位素組成較為相似，但圍巖鉛同位素組成分布范圍較礦石鉛大，表明礦石鉛與圍巖鉛的來源具同源性，但是圍巖鉛的來源比礦石鉛復(fù)雜。礦石鉛與蓄集峽口閃長(zhǎng)巖鉛同位素組成相差較大，表明礦石鉛源與蓄集峽口閃長(zhǎng)巖體關(guān)系不大。運(yùn)用Zartman 等(1981)發(fā)表的鉛構(gòu)造模式圖(圖7)，可以推斷成礦物質(zhì)來源。蓄集礦床礦石鉛與第2組圍巖鉛的范圍基本重合，幾乎都落在造山帶演化線附近，僅1件圍巖鉛樣品落入上地殼鉛演化線附近(圖7)，投影點(diǎn)位于造山帶增長(zhǎng)線附近，表明各儲(chǔ)庫混合源。蓄集銀鉛礦區(qū)圍巖為上石炭-下二疊統(tǒng)宗務(wù)隆群果可山組，由碎屑巖、灰?guī)r和少量基性火山巖組成，碎屑物質(zhì)主要來自構(gòu)造帶以南的柴北緣古老地層(袁亞娟等，2012；彭淵等，2018)，基性火山巖代表幔源物質(zhì)，表明圍巖由殼源物質(zhì)和少量幔源物質(zhì)組成，故圍巖鉛主要源于地殼，同時(shí)也有部分鉛源于地幔。蓄集礦床礦石鉛μ=9.50～9.56，平均值為9.53；ω=37.63～38.44，平均值為38.05，礦石鉛μ值均低于平均地殼鉛的μ值(9.74，Doe and Zartman,1979)，ω值均高于平均地殼鉛的ω值(36.84，Doe and Zartman，1979)，反映了礦石鉛具有下地殼來源特征(Kamonaetal.,1999；吳開興等，2002)，可能有地幔物質(zhì)加入。蓄集礦床礦石鉛與圍巖鉛同位素組成的相似性，顯示了蓄集礦床成礦物質(zhì)來自圍巖。

朱炳泉等(1998)根據(jù)不同類型巖石鉛資料和已知成因的礦石鉛資料，提出了鉛同位素的Δγ-Δβ成因分類圖解，該方法可以消除時(shí)間因素的影響。據(jù)此本文計(jì)算出蓄集礦床礦石鉛、圍巖鉛和蓄集閃長(zhǎng)巖體鉛與同時(shí)代地幔相對(duì)偏差Δα、Δβ和Δγ(表2)，并投影到礦石鉛同位素的Δγ-Δβ成因分類圖解上(圖8)。礦石和第2組圍巖均落入上地殼與地幔混合的俯沖帶鉛區(qū)域，再次說明了它們具有相同的演化歷史或起源，且與俯沖碰撞帶環(huán)境的巖漿作用有關(guān)，與前文硫同位素討論的結(jié)果一致。第1組圍巖和蓄集閃長(zhǎng)巖落入了上地殼鉛源范圍內(nèi)，暗示在第1組圍巖和蓄集閃長(zhǎng)巖中混染了放射性成因鉛。

圖7 蓄集銀鉛礦床礦石、圍巖和蓄集峽口閃長(zhǎng)巖鉛同位素構(gòu)造圖解(底圖據(jù)Zartman and Doe,1981)Fig.7 Pb isotope diagrams of the Xuji Ag-Pb deposit,host rock and diorite in Xujixiakou (after Zartman and Doe,1981)

4.3 礦床成因分析

蓄集銀鉛礦床產(chǎn)于宗務(wù)隆構(gòu)造帶內(nèi)上石炭-下二疊統(tǒng)宗務(wù)隆群果可山組內(nèi)的絹云母千枚巖與灰?guī)r過渡層位，礦體受近東西向逆斷裂控制，礦體呈脈狀，礦體圍巖蝕變主要表現(xiàn)為硅化和絹云母化，礦石主要金屬礦物為方鉛礦和銀黝銅礦，構(gòu)造為斑雜狀和網(wǎng)脈狀，熱液礦化經(jīng)歷了黃鐵礦-石英、銀鉛硫化物和碳酸鹽3個(gè)階段，熱液交代-充填成礦特征明顯。硫同位素研究表明礦石硫主要來自巖漿，且成礦與晚二疊世蓄集峽口閃長(zhǎng)巖體有成因聯(lián)系，鉛同位素研究表明蓄集礦床成礦物質(zhì)主要來自圍巖。

結(jié)合宗務(wù)隆構(gòu)造帶地質(zhì)構(gòu)造演化，早泥盆世(393.5 Ma，40Ar/30Ar年齡，孫延貴等，2004)該帶發(fā)生初始裂陷，晚石炭世出現(xiàn)宗務(wù)隆有限洋盆(318 Ma，Rb-Sr年齡，王毅智等，2001)，沉積了富含金屬物質(zhì)的碎屑巖、灰?guī)r和基性火山巖組成的宗務(wù)隆群(張雪亭等，2010)；晚二疊世洋殼向南俯沖，形成弧型花崗巖類(240～258 Ma，U-Pb年齡，強(qiáng)娟，2008；郭安林等，2009；Chenetal.,2012；程婷婷，2015；彭淵等，2016；王玉松，2017；牛漫蘭等，2018；Wuetal.,2019)，該期花崗巖類在演化過程中與宗務(wù)隆群發(fā)生相互作用，使宗務(wù)隆群中的金屬物質(zhì)進(jìn)一步富集，受近東西向?qū)娱g斷裂控制沉淀成礦。

綜合分析，蓄集銀鉛礦床應(yīng)屬巖漿熱液為主的熱液充填-交代成因類型。

圖8 蓄集鉛銀礦床鉛同位素Δγ-Δβ圖解(底圖據(jù)朱炳泉等，1998)Fig.8 Pb isotope Δγ-Δβ diagram of the Xuji Ag-Pb deposit (after Zhu Bingquan et al.,1998)1—地幔源鉛；2—上地殼源鉛；3—上地殼與地?；旌系母_鉛；3a—巖漿作用鉛；3b—沉積作用鉛；4—化學(xué)沉積型鉛；5—海底熱水作用鉛；8—造山帶鉛；9—古老頁巖上地殼鉛1—mantle-derived lead；2—upper crust lead；3—mixed lead of upper crust and mantle subduction；3a—magmatism lead；3b—sedimentation；4—chemical sedimentary lead；5—submarine hydrothermal lead；8—orogenic belt lead；9—upper crust lead of ancient shale

5 結(jié)論

(1) 蓄集銀鉛礦床成礦熱液δ34SΣS=7.4‰，與中酸性巖漿硫δ34S(0±5‰)的偏離不算太大，反映了成礦熱液的硫主要來自巖漿，有少量地層來源硫的加入，蓄集峽口晚二疊世閃長(zhǎng)巖體的發(fā)現(xiàn)，表明蓄集礦床的形成與晚二疊世構(gòu)造巖漿活動(dòng)的熱液作用密切相關(guān)。

(2) 鉛同位素組成特征分析表明，蓄集礦床礦石鉛同位素組成與圍巖鉛同位素組成具有相似性，而與蓄集峽口閃長(zhǎng)巖體鉛同位素相差甚遠(yuǎn)，說明成礦物質(zhì)主要來自圍巖。

(3) 蓄集銀鉛礦床的形成與宗務(wù)隆構(gòu)造帶晚二疊世洋殼俯沖階段的構(gòu)造巖漿活動(dòng)關(guān)系密切，巖漿熱液為成礦提供主要硫，流體沿著斷裂上升過程中萃取上石炭-下二疊世宗務(wù)隆群中的金屬成礦物質(zhì)，在其有利構(gòu)造部位富集成礦，應(yīng)屬巖漿熱液為主的熱液充填-交代成因類型。