黔西北樂開鉛鋅礦床成礦物質(zhì)來源及礦床成因:來自硫、鉛同位素的證據(jù)*

肖憲國，李 波，何志威3,，王景騰，魏慶喜，萬 新

（1貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局，貴州貴陽 550002；2昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院，云南昆明 650031；3成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川成都 610000；4西南能礦集團(tuán)股份有限公司，貴州貴陽 550002；5中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計研究院有限公司，云南昆明 650051）

世界范圍內(nèi)沉積巖型鉛鋅礦床主要包含密西西比河谷型(MVT)、碎屑巖型(CD，含SEDEX)與愛爾蘭型(Irish)(Leach et al.,2010;Wilkinson et al.,2014)，其中MVT型鉛鋅礦床是一類賦存于臺地相碳酸鹽巖層序中、成礦流體為盆地鹵水、成礦溫度較低的鉛鋅礦床(Leach et al.,1993)。MVT型鉛鋅礦床的礦床數(shù)和礦石儲量在超大型鉛鋅礦床中的比例分別為24%和23%(戴自希,2005)，其鉛鋅資源量占世界鉛鋅資源量的20%~27%(張長青等,2009;Leach et al.,2010)，為世界鉛鋅資源的主要來源之一。該類鉛鋅礦床分布廣泛，在北美洲(美國、加拿大)、南美洲(巴西、秘魯)、歐洲(愛爾蘭、意大利、法國)、亞洲(中國、伊朗)、大洋洲(澳大利亞)、非洲(摩洛哥、納米比亞)等均有分布(Leach et al.,2001;毛景文等,2012)，以至于該類型鉛鋅礦床在動力學(xué)背景、控礦構(gòu)造、物質(zhì)來源、成礦時代、流體來源、沉淀機(jī)制等方面雖取得了豐富成果(Spirakis et al.,1993;Leach et al.,2001;Bradley et al.,2003;2004;Pannalal et al.,2004;Merce et al.,2004;Leach et al.,2005;Li et al.,2007a;2007b;2007c;Stoffell et al.,2008;Shelton et al.,2009;Appold et al.,2011;Pelch et al.,2015)，但存在較大差異，未能形成統(tǒng)一的成礦模式。

揚(yáng)子地塊西南緣的川滇黔接壤鉛鋅礦集區(qū)是中國主要的碳酸鹽巖型鉛鋅礦床產(chǎn)出地(涂光熾,2001;黃智龍等,2004;Huang et al.,2010;毛景文等,2012;Zhang et al.,2013;Hu et al.,2017a;2017b;Zhou et al.,2018a;2018b)。川滇黔接壤鉛鋅礦集區(qū)共發(fā)現(xiàn)3處超大型鉛鋅礦床(會澤、樂馬廠、豬拱塘)，9處大型鉛鋅礦(天寶山、小石房、大梁子、赤普、烏斯河、毛坪、茂祖、樂紅、富樂)以及400余處中-小型鉛鋅礦床和礦化點(diǎn)(埡都、蟒硐、亮巖、貓貓廠、銀廠坡、青山等)(Ye et al.,2011;Hu et al.,2017b;崔銀亮等,2018;韓潤生等,2020a)，是中國甚至全世界最重要的鉛鋅多金屬資源生產(chǎn)基地之一(黃智龍等,2004;Hu et al.,2012;Zhang et al.,2015)。該礦集區(qū)的鉛鋅礦床以規(guī)模大(中型及以上規(guī)模鉛鋅礦床發(fā)育)、含礦層位多(震旦系至二疊系均有工業(yè)礦體分布)、構(gòu)造控礦特征明顯(礦體與構(gòu)造關(guān)系密切，“一礦多層”特征明顯)、礦石品位高(Pb+Zn普遍約20%)、礦物成分簡單(主要礦石礦物為閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦)為主要特征，是中國最重要的一類鉛鋅礦床，對其勘查開發(fā)可以改變中國鉛鋅礦床規(guī)模小、礦石品位低、選冶難度高的局面。

長期以來，眾多學(xué)者對川滇黔接壤鉛鋅礦集區(qū)鉛鋅礦床的地質(zhì)背景、構(gòu)造控礦、物質(zhì)來源、成礦時代及礦床成因等方面進(jìn)行了大量研究，取得了許多重要成果及認(rèn)識(黃智龍等,2001；2004;李文博等,2004;裴榮富等,2005;楊永強(qiáng)等,2006;張長青等,2005；2008；2009；金中國等,2007；2008;張準(zhǔn)等,2011;程鵬林等,2015;熊偉等,2015;Zhang et al.,2015;Hu et al.,2017a;2017b;Zhou et al.,2018a；2018b;韓潤生等,2014；2019；2020b)，提出了地層來源(柳賀昌,1996;李文博等,2002;涂首業(yè),2014)、基底來源(Wang et al.,2000;錢建平,2001)、混合來源(韓潤生等,2001;黃智龍等,2004;Zhou et al.,2013a；2013b；2013c；2013d；2014a；2014b)等多種成礦物質(zhì)來源觀點(diǎn)及燕山期(王獎?wù)榈?2002;張長青等,2005)，海西-印支期(管士平等,1999;黃智龍等,2004;李文博等,2004)，晚印支期—燕山期(藺志永等,2010;毛景文等,2012;白俊豪等,2013;吳越等,2013;Zhou et al.,2013a)等不同成礦時代觀點(diǎn)。礦床成因及類型經(jīng)過幾十年的系統(tǒng)研究基本趨于統(tǒng)一，為后生熱液成因，但礦床類型是否屬于MVT型仍存在一定的爭議，主要有MVT型(張長青,2008;吳越等,2013;Li W B et al.,2007a；2007b;Li Z L et al.,2018;Xiong et al.,2018)、SYG型(川滇黔型)(Zhou et al.,2018a)、巖漿-熱液型(Wang et al.,2000;王登紅,2001;李文博等,2004;高振敏等,2004;Liu et al.,2015;秦建華等,2016)與HZT型(會澤體)(韓潤生等，2019；2020a；2020b)等4種類型。

川滇黔接壤鉛鋅礦集區(qū)主要由黔西北鉛鋅成礦帶、滇東北鉛鋅成礦帶、川西南鉛鋅成礦帶構(gòu)成，樂開鉛鋅礦床位于黔西北成礦帶與滇東北成礦帶的交界處，與滇東北成礦帶鉛鋅礦床具有類似的成礦條件，對該礦床的研究有利于黔西北成礦帶與滇東北成礦帶的對比研究。本文主要基于上述研究成果，重點(diǎn)剖析樂開鉛鋅礦床的礦體賦存特征、控礦構(gòu)造-巖性組合特征與硫、鉛同位素地球化學(xué)特征；深入分析成礦物質(zhì)來源，以期為該類鉛鋅礦的找礦預(yù)測提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)

揚(yáng)子地塊西南緣地處環(huán)太平洋構(gòu)造域和特提斯構(gòu)造域的結(jié)合部位，是中國西南大面積低溫成礦域的一個重要單元(涂光熾,2001;Hu et al.,2017a；2017b)，主要由基底變質(zhì)巖、海/陸相蓋層沉積巖及火成巖構(gòu)成?；鬃冑|(zhì)巖主要為古元古代康定群的一套閃長質(zhì)、花崗質(zhì)混合片麻巖、混合巖等深變質(zhì)巖及中-新元古代昆陽/會理群的一套淺海相類復(fù)理石碎屑巖夾火山巖-碳酸鹽巖建造等淺-中變質(zhì)巖。蓋層序列主要由震旦紀(jì)至二疊紀(jì)海相及中-新生代陸相沉積巖組成。

火成巖主要為晚二疊世峨眉山玄武巖及同源輝綠巖(Zhou et al.,2018a)。構(gòu)造變形以斷裂發(fā)育為主要特征，研究區(qū)先后經(jīng)歷了南華紀(jì)大陸裂谷(李獻(xiàn)華等,2001)、震旦紀(jì)—晚二疊世被動大陸邊緣(何斌等,2005)、晚二疊世—晚三疊世地幔柱活動及陸內(nèi)裂谷(宋謝炎等,2002)、晚三疊世晚期—白堊紀(jì)前陸盆地造山作用(駱耀南等,2001)等地質(zhì)-構(gòu)造演化階段。這些構(gòu)造事件主要控制了該區(qū)域內(nèi)的沉積作用、巖漿作用和成礦作用(柳賀昌等,1999;黃智龍等,2001;Zhou et al.,2013c;張長青等,2014)。樂開鉛鋅礦床主要受晚印支運(yùn)動活動的一系列斷裂和褶皺的控制。

2 礦床地質(zhì)

樂開鉛鋅礦床位于會澤-彝良-牛街斜沖走滑-斷褶帶的南延段，受NE向洛澤河斷-褶構(gòu)造控制。礦區(qū)褶皺主要發(fā)育NE向的石門背斜和一系列次級褶皺(圖1)，石門背斜核部出露石炭系湯粑溝組(C1t)燧石灰?guī)r與祥擺組(C1x)碳質(zhì)黏土巖，NW翼出露石炭系至二疊系碳酸鹽巖與碎屑巖，SE翼被洛澤河斷裂帶(F1、F2、F3)破壞，SE翼次級褶皺的虛脫空間為成礦有利空間。洛澤河斷裂在研究區(qū)內(nèi)呈NE向展布，分支為F1、F2、F3三條斷層，具“多”字型和“入”字型構(gòu)造格架，F(xiàn)2為主要的推覆構(gòu)造，與F1、F3形成疊瓦狀逆沖推覆體系，將泥盆系望城坡組(D3w)白云巖反復(fù)推移至地表，形成研究區(qū)的地層格架和礦體展布，其與成礦關(guān)系密切。研究區(qū)內(nèi)NW向構(gòu)造規(guī)模較小，為NW向埡都-蟒硐斷裂的同向次級斷裂(圖1)。

圖1 樂開鉛鋅礦床地質(zhì)簡圖Fig.1 Geologic sketch map of the Lekai lead-zinc deposit

礦體呈脈狀、透鏡狀及似層狀賦存于泥盆系望城坡組(D3w)中-粗晶蝕變白云巖(含4~5層厚20~50 m的碳質(zhì)黏土巖)中的褶皺和構(gòu)造的復(fù)合空間，共發(fā)育4個鉛鋅礦(化)體，在平面上、剖面上呈現(xiàn)“緩寬陡窄”和“膨大縮小”的顯著特征(圖1、圖2、圖3a)。該礦床的形成經(jīng)歷了2個成礦期：熱液成礦期和表生氧化期(萬新等,2020)。熱液成礦期主要發(fā)育閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦等礦石礦物及白云石、方解石等脈石礦物。

圖2 樂開鉛鋅礦床礦體A-A'剖面圖Fig.2 Cross section A-A'through the Lekai lead-zinc deposit

礦石構(gòu)造以角礫狀(圖3b)、網(wǎng)脈狀(圖3c)、浸染狀(圖3d)為主，礦石結(jié)構(gòu)以半自形-他形晶粒狀結(jié)構(gòu)為主(圖3e)，發(fā)育填隙(圖3f、g、l)、共邊(圖3h、i)、交代(圖3j、k)、壓碎(圖3l)等結(jié)構(gòu)。熱液成礦期劃分為3個階段：ⅰ黃鐵礦+白云石；ⅱ方鉛礦+黃鐵礦+閃鋅礦+方解石；ⅲ方鉛礦+黃鐵礦。表生氧化期主要礦物為白鉛礦、菱鋅礦及褐鐵礦。礦區(qū)圍巖蝕變主要為白云石化、方解石化。

3 樣品及分析方法

本文研究樣品采自樂開鉛鋅礦床老硐LD3、LD11，在野外詳細(xì)地質(zhì)編錄與觀察描述的基礎(chǔ)上，采集有代表性的新鮮礦石樣品(鑒于成礦第ⅰ、ⅲ階段礦石顆粒細(xì)小，不易挑選礦物，為避免挑選礦物為混合成分，本次研究主要挑選成礦第ⅱ階段顆粒相對較粗的硫化物礦石)，分析樣品以角礫狀、脈狀、團(tuán)塊狀礦石為主，角礫狀礦石主要是方鉛礦、閃鋅礦充填于蝕變白云巖角礫之間；脈狀礦石主要為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等呈脈狀、條帶狀穿插于蝕變粗晶白云巖中；團(tuán)塊狀礦石主要為方鉛礦、閃鋅礦呈大小不等的團(tuán)塊分布在蝕變粗晶白云巖中。所選樣品整理后粉碎至40~60目，在雙目鏡下挑選純度大于99%的黃鐵礦、閃鋅礦和方鉛礦，然后超聲清洗樣品，再在雙目鏡下進(jìn)行反復(fù)挑純。用瑪瑙研缽將挑純的硫化物樣品研至200目，以備硫、鉛同位素分析。實(shí)驗均在廣州澳實(shí)公司（ALS Scandinavia AB）同位素實(shí)驗室完成。

硫化物的硫同位素在MAT-253氣體質(zhì)譜儀上進(jìn)行，實(shí)驗采用Vienna Conyon Diablo Troilite(VPDB)作為參照標(biāo)準(zhǔn)，硫同位素以STD-1(-0.22‰)、STD-2(22.57‰)、STD-3(-32.53‰)為標(biāo)樣校正，測試誤差±0.1‰。硫化物的鉛同位素分析在多接受器等離子體質(zhì)譜儀(MC-ICP-MS)上完成，測試先用混合酸分解，然后用樹脂交換法分離出Pb，鉛同位素標(biāo)樣NBS 981的分析結(jié)果為206Pb/204Pb=16.936±0.003，207Pb/204Pb=15.489±0.040，208Pb/204Pb=36.672±0.050。

4 分析結(jié)果

4.1 硫同位素

樂開鉛鋅礦床13件硫化物的δ34S的值介于11.1‰～18.1‰，均值14.7‰，顯示富集重硫特征(表1)。其中方鉛礦(n=6)δ34S的值介于11.1‰～13.3‰，均值12.5‰，閃鋅礦(n=6)δ34S的值介于14.7‰～16.9‰，均值16.4‰，黃鐵礦(n=1)的δ34S值為18.1‰。

表1 樂開鉛鋅礦床硫化物硫同位素組成表Table1 Sulfur isotopic composition of sulfides from the Lekai lead-zinc deposit

4.2 鉛同位素

樂開鉛鋅礦床的鉛同位素組成變化范圍較大(表2)，方鉛礦(n=6)的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb分 別 為18.400~18.590、15.660~15.850和38.580~39.340，閃鋅礦(n=3)的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb分別為18.635~18.767、15.785~16.058和39.052~39.432，黃鐵礦(n=1)的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb分別為18.614、15.789和39.158。

表2 樂開鉛鋅礦床硫化物鉛同位素組成Table 2 Lead isotopic composition of sulfides from the Lekai lead-zinc deposit

5 討論

5.1 成礦物質(zhì)來源

5.1.1 硫同位素約束

樂開鉛鋅礦床硫化物硫同位素組成具有δ34S黃鐵礦(均值約18.1‰)＞δ34S閃鋅礦(均值約16.4‰)＞δ34S方鉛礦(均值約12.5‰)的特征，顯示S同位素在硫化物間的分餾達(dá)到了熱力學(xué)平衡。樂開鉛鋅礦床礦石礦物組合簡單，主要為閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦，未發(fā)現(xiàn)硫酸鹽巖礦物。因此，硫化物(特別是黃鐵礦)的δ34S值可近似代表熱液流體的δ34S∑S值，(Ohmoto,1972;Ohmoto et al.,1997)，即δ34S∑S≈δ34S黃鐵礦=18.1‰。明顯高于幔源巖漿硫的δ34S值(0±3‰，Chaussidon et al.,1989)，暗示巖漿作用提供大量硫源的可能性不高。

樂開鉛鋅礦床硫化物δ34S值為11.1‰～18.1‰(均值約14.7%)，與泥盆紀(jì)同期海水硫酸鹽的δ34S值(15‰～27‰,Claypool et al.,1980)相近，顯示殘存的泥盆紀(jì)海水硫酸鹽可能是樂開鉛鋅礦床硫的主要來源，此外有研究發(fā)現(xiàn)區(qū)域各沉積地層中石膏、重晶石等膏巖層的δ34S值為22‰～28‰(黃智龍等，2004；金中國等,2008;Zhou et al.,2013a)，而硫酸鹽的熱化學(xué)還原作用可導(dǎo)致15‰的硫同位素分餾(Ohmoto et al.,1997)，即理論上膏巖層熱化學(xué)還原后生成的硫化物δ34S值約7‰～13‰，因而不同沉積地層中石膏、重晶石等硫酸鹽可能為樂開鉛鋅礦的形成提供了部分硫來源。

圖4顯示區(qū)域上各時代鉛鋅礦床硫化物的δ34S值及相對應(yīng)的海水硫酸鹽δ34S值的變化。不難發(fā)現(xiàn)，埡都、富樂、筲箕灣等賦存于二疊系的鉛鋅礦床硫化物的δ34S值≤會澤、天橋、青山、杉樹林等賦存于石炭系的鉛鋅礦床的硫化物的δ34S值≤樂開等賦存于泥盆系的鉛鋅礦床硫化物的δ34S值≤納雍枝等賦存于寒武系的鉛鋅礦床的硫化物的δ34S值，此現(xiàn)象與二疊紀(jì)海水硫酸鹽δ34S值≤石炭紀(jì)海水硫酸鹽δ34S值≤泥盆紀(jì)海水硫酸鹽δ34S值≤寒武紀(jì)海水硫酸鹽δ34S值的現(xiàn)象嚴(yán)格對應(yīng)，進(jìn)一步說明各鉛鋅礦床的硫源主要來自于賦礦地層的海相硫酸鹽。樂開鉛鋅礦的賦礦圍巖為泥盆系望城坡組，巖性為含4~5層碳質(zhì)-有機(jī)質(zhì)的碳酸鹽巖，顯示其沉積環(huán)境較為還原，結(jié)合研究區(qū)各地層中均未發(fā)現(xiàn)殘留的石膏及重晶石等硫酸鹽，因此，即使不能排除膏巖層(干旱-氧化環(huán)境)提供硫源的可能性，但其貢獻(xiàn)亦不顯著。

圖4 樂開鉛鋅礦床硫化物組成直方圖(a)、各時期海水硫同位素組成變化圖(b)及賦存于各時代地層中的鉛鋅礦床的硫同位素組成特征(c,Claypool et al.,1980;黃智龍等,2004;Zhou et al.,2013a;2013b;2013c;2013d,2014a;2014b;2018b;金中國等,2016;崔銀亮等,2018)Fig.4 Sulfur isotopic composition histogram of sulfides from the Lekai lead-zinc deposit(a),variation characteristics of sulfur isotope composition in seawater during different periods(b)and sulfur isotopic composition of lead-zinc deposits hosted in strata of different ages(c,after Claypool et al.,1980;Huang et al.,2004;Zhou et al.,2013a,2013b;2013c;2013d,2014a;2014b;2018b;Jin et al.,2016;Cui et al.,2018)

5.1.2 鉛同位素約束

研究顯示川滇黔接壤鉛鋅礦集區(qū)潛在的金屬源區(qū)主要有元古代基底淺變質(zhì)巖石、震旦系—中二疊統(tǒng)賦礦沉積巖與晚二疊世峨眉山玄武巖3種(Zheng et al.,1991;Zhou et al.,2001；1998;黃智龍等,2004;金中國等,2016;Tan et al.,2017;Wang et al.,2018)，且3種源區(qū)的貢獻(xiàn)方式及比例決定著不同鉛鋅礦床差異的鉛同位素組成。

在207Pb/204Pb-206Pb/204Pb圖解(圖5a)中，樂開鉛鋅礦床硫化物鉛同位素數(shù)據(jù)投影于上地殼Pb平均演化線附近，與△γ-△β圖解(圖5b)中絕大多數(shù)測點(diǎn)數(shù)據(jù)位于上地殼鉛，2個測點(diǎn)的數(shù)據(jù)位于俯沖帶范圍的結(jié)果高度一致，顯示了明顯的殼源特征。圖5c顯示，樂開鉛鋅礦床硫化物Pb同位素的投影區(qū)與二疊系峨眉山玄武巖、前寒武系沉積巖范圍明顯不同，而多數(shù)測點(diǎn)位于泥盆系—二疊系碳酸鹽巖范圍，少量測點(diǎn)位于古元古代基底巖石范圍，顯示出泥盆系—二疊系碳酸鹽巖提供了主要的Pb來源，古元古代基底巖石也是Pb的源區(qū)之一。同時，樂開鉛鋅礦床硫化物的鉛同位素組成與川滇黔接壤礦集區(qū)埡都(He et al.,2021)、納雍枝(金中國等,2016)等鉛鋅礦床硫化物的鉛同位素組成存在差異，而與天橋(Zhou et al.,2013a)、富樂(崔銀亮等,2018)等鉛鋅礦床硫化物的鉛同位素組成類似。埡都、納雍枝等礦床的成礦金屬物質(zhì)被證實(shí)來源于基底，富樂、天橋鉛鋅礦床的成礦金屬物質(zhì)為基底與沉積地層的混合來源，暗示峨眉山玄武巖及前寒武紀(jì)沉積巖作為樂開鉛鋅礦床主要金屬源區(qū)的可能性較小，主要的源區(qū)應(yīng)為沉積地層碳酸鹽巖與基底巖石。此外，眾多研究發(fā)現(xiàn)基底巖石富含豐富的Zn、Pb等成礦元素(周朝憲,1998;黃智龍等,2004;Zhou et al.,2018a)，且川滇黔接壤鉛鋅礦集區(qū)的鍶同位素組成變化范圍約為0.7107~0.7155(顧尚義等,1997;周朝憲,1998)，屬酸性巖石的初始范圍(0.700~0.737)，明顯高于正常海相沉積碳酸鹽巖的87Sr/86Sr比值(0.7080)、海水的87Sr/86Sr比值(0.7090)以及碳酸鹽巖的87Sr/86Sr比值(0.7079)，峨眉山玄武巖的87Sr/86Sr比值0.7066~0.7082(鄧海琳等,1999)，顯示存在有放射成因的鍶，暗示成礦流體流經(jīng)富放射成因鍶的基底巖石(周朝憲,1998)。因此，筆者認(rèn)為沉積地層與基底巖石共同為樂開鉛鋅礦床提供金屬來源的可能性很高。

圖5 樂開鉛鋅礦床硫化物207Pb/204Pb-206Pb/204Pb圖解(a,Zartman et al.,1981)、△γ-△β圖(b,Zartman et al.,1981)和顯示二疊系峨眉山玄武巖、寒武系至二疊系沉積巖、前寒武系沉積巖、元古代基底巖石的207Pb/204Pb-206Pb/204Pb范圍圖(c,數(shù)據(jù)來源黃智龍等,2004;Zhou et al.,2013a,2014a;金中國等,2016;崔銀亮等,2018)及樂開鉛鋅礦床硫化物208Pb/204Pb-206Pb/204Pb圖解(d)Fig.5 Plots of 207Pb/204Pb vs.206Pb/204Pb of sulfides from the Lekai lead-zinc deposit(a,Zartman et al.,1981),plots of△γvs.△β(b,Zartman et al.,1981),plot of 207Pb/204Pb vs.206Pb/204Pb showing the field of the late Permian Emeishan basalts,Cambrian to Permian sedimentary rocks,Precambrian sedimentary rocks and Proterozoic basement rocks(c,Whole-rock Pb isotopic data are taken from Huang et al.,2004;Zhou et al.,2013a,2014a;Jin et al.,2016;Cui et al.,2018)and Plots of 208Pb/204Pb vs.206Pb/204Pb of sulfides from the Lekai lead-zinc deposit(d)

樂開鉛鋅礦床硫化物鉛同位素組成相對較為集中，表明樂開鉛鋅礦床成礦物質(zhì)來源單一或均一化程度很高(黃智龍等,2004)。司榮軍(2005)研究富樂鉛鋅礦時，認(rèn)為其金屬可能來源于揚(yáng)子地塊西南緣沉積巖石，成礦前的成礦流體存在均一化過程。那么樂開都鉛鋅礦床的成礦流體是否存在多來源混合且成礦前存在均一化過程？在208Pb/204Pb-206Pb/204Pb(圖5d)圖解上不難發(fā)現(xiàn)，樂開鉛鋅礦床硫化物鉛同位素大致呈線性分布的特征，但也具有局部集中分布的特征，暗示成礦流體演化過程中鉛同位素可能存在均一化過程。

5.2 控礦構(gòu)造模式

控礦構(gòu)造模式的研究對確定礦體空間位置具有重要意義，其有利于成礦模型的建立與深部礦體的預(yù)測，可為礦體的精準(zhǔn)定位研究提供科學(xué)依據(jù)(何志威等,2020)。川滇黔接壤鉛鋅礦集區(qū)的控礦構(gòu)造模式多種多樣，而且分級控礦特征較為明顯(韓潤生等,2020a;何志威等,2020)。何志威等(2020)深入剖析了黔西北鉛鋅成礦帶7個典型鉛鋅礦床的控礦巖性組合與構(gòu)造樣式，厘定了2種控礦巖性組合(碳質(zhì)頁巖+碳酸鹽巖+碳質(zhì)頁巖組合和碳質(zhì)頁巖+含碳質(zhì)泥質(zhì)碳酸鹽巖組合)和4種構(gòu)造控礦樣式(張斷裂-背斜、斷裂復(fù)合空間、逆斷裂縱向羽狀節(jié)理和平行次級斷裂)，總結(jié)了“流體-構(gòu)造組合導(dǎo)入-巖性組合圈閉”的成礦過程。為本文解析樂開鉛鋅礦的控礦特征提供了參考。

洛澤河斷裂為NE向展布的區(qū)域性深大斷裂，其多次活動形成的一系列斷層與褶皺構(gòu)成典型的斷層-褶皺體系，該斷層-褶皺體系對熱水(流體)成礦具有引導(dǎo)、激發(fā)動力、演化等控制作用，為成礦物質(zhì)的運(yùn)輸與匯聚提供通道，是礦體形成、保存及礦體規(guī)模、形態(tài)、品位、厚度變化的重要因素(羅衛(wèi)等，2010)。區(qū)域上，富強(qiáng)、云爐河壩、昊星、樂開、銀廠坡等礦床均受到該類斷層-褶皺體系控制。研究區(qū)內(nèi)F2斷層為洛澤河斷裂的南延段，是深部含礦流體進(jìn)入沉積地層的通道。同時F2斷層與其次級斷裂F1、F3斷層多次將泥盆系上統(tǒng)的望城坡組白云巖推移至地表，造成該組白云巖受熱蝕變重結(jié)晶的同時形成較好的層間破碎空間，而該粗晶白云巖含多層碳質(zhì)黏土巖，易與破碎白云巖形成具有一定儲存空間的封閉體系，同時在鉛鋅礦的成礦作用中主要起到還原劑的作用，類似石油成礦體系的“儲-蓋”結(jié)構(gòu)，為典型的“碳質(zhì)頁巖+碳酸鹽巖+碳質(zhì)頁巖”的含礦巖性組合(何志威等,2020)，是鉛鋅流體卸載成礦的有利場所(圖6)。而受F1、F2、F3斷層影響形成的一系列張斷裂是將含礦流體分流運(yùn)移到成礦地點(diǎn)(有利的含礦巖性組合空間)的運(yùn)礦構(gòu)造。

圖6 樂開鉛鋅礦成礦模式圖Fig.6 Schematized metallogenic model of the Lekai lead-zinc deposit

綜上所述，樂開鉛鋅礦床的控礦構(gòu)造模式具有典型的“逆(逆斷裂)導(dǎo)-張(張斷裂)運(yùn)-巖(碳質(zhì)黏土巖封閉碳酸鹽巖的斷裂破碎空間形成有利的含礦巖性組合)儲”的特征，是斷裂復(fù)合空間控礦的典型模式(圖6)。

5.3 礦床成因及過程

目前川滇黔接壤礦集區(qū)鉛鋅礦床成因類型有MVT型(張 長 青,2008;吳 越,2013;Li et al.,2018;Xiong et al.,2018)、SYG型(川滇黔型)(Zhou et al.,2018a)、巖 漿-熱 液 型(Wang et al.,2000;王 登 紅,2001;李文博等,2004;高振敏等,2004;Liu et al.,2015;秦建華等,2016)、HZT型(會澤體)(韓潤生等,2019；2020a；2020b)、熱水噴流沉積(陳國勇等,2015)與沉積-改造成因(柳賀昌等,1999)等，未能形成統(tǒng)一認(rèn)識。樂開鉛鋅礦床主要發(fā)育似層狀礦體，礦石呈(網(wǎng))脈狀、角礫狀、浸染狀等構(gòu)造與交代、充填、共邊等結(jié)構(gòu)，具有典型的“逆(逆斷裂)導(dǎo)-張(張斷裂)運(yùn)-巖(碳質(zhì)黏土巖封閉碳酸鹽巖的斷裂破碎空間形成有利的含礦巖性組合)儲”的構(gòu)造控礦模式，后生成礦特征明顯，因而基本可以排除其為熱水噴流沉積及沉積-改造成因。研究區(qū)除了基底發(fā)育變質(zhì)火成巖以外，周圍還出露二疊系峨眉山玄武巖，因峨眉山玄武巖與鉛鋅礦的分布較吻合，可以為鉛鋅礦的成礦提供金屬來源及熱源，因而川滇黔接壤鉛鋅礦被認(rèn)為是以峨眉山玄武巖為主的巖漿-熱液型。但隨著成礦年代學(xué)的研究深入，川滇黔接壤地區(qū)鉛鋅礦與峨眉山玄武巖的年齡基本被準(zhǔn)確測定，前者為200 Ma(Zhou et al.,2014b)，與后者(251~262 Ma)的年齡相差較大(宋謝炎等,2002;劉成英等,2009)，顯示以峨眉山玄武巖為主的巖漿作用作為川滇黔接壤地區(qū)鉛鋅礦的主要成礦作用的可能性較小。樂開鉛鋅礦床的大地構(gòu)造背景、成礦作用、礦物組合及礦化(蝕變)等特征與典型的MVT型鉛鋅礦床相似，但樂開鉛鋅礦的構(gòu)造控礦特征明顯、異常高的礦石品位(Pb+Zn一般大于10%，富礦可高達(dá)30%~40%)、較高的溫度(160~260℃)和鹽度(w(NaCleq)10%~22%)及低密度的CO2-CH4-N2的鹵水(朱路艷等,2016)及顯著富集的稀散元素(司榮軍,2005)等特征，又與典型的MVT礦床有一定的區(qū)別。因此，本文暫時把樂開鉛鋅礦床劃歸為類MVT礦床，它應(yīng)歸屬于MVT型鉛鋅礦床大類。

樂開鉛鋅礦床硫化物的硫、鉛同位素研究，發(fā)現(xiàn)成礦物質(zhì)中S來源于地殼沉積巖，海相硫酸鹽的熱化學(xué)反應(yīng)(TSR)是硫化物中S2-的主要來源方式；而成礦金屬元素主要來源于沉積地層，但在成礦流體流經(jīng)基底地層過程中萃取了部分基底巖石的金屬元素。基于此，筆者認(rèn)為樂開鉛鋅礦的成礦過程如下：峨眉山地幔柱活動導(dǎo)致?lián)P子地塊西南緣具有較高溫度的區(qū)域背景，目前雖然有證據(jù)顯示峨眉山地幔柱活動與鉛鋅礦床的成礦無直接關(guān)系，但其加熱板塊，為活化成礦物質(zhì)提供熱量是不爭的事實(shí)。隨后的早印支運(yùn)動，強(qiáng)烈擠壓作用驅(qū)動了沉積地層(盆地)大規(guī)模的循環(huán)流體，該流體在高溫度的加持下，不斷地活化、淋濾、萃取巖石中的金屬元素，進(jìn)而形成富含金屬的流體。隨著印支運(yùn)動進(jìn)行到晚期，揚(yáng)子地塊西南緣構(gòu)造背景從擠壓轉(zhuǎn)向伸展，形成的深大斷裂溝通到基底巖石時，含礦流體進(jìn)入基底循環(huán)萃取基底成礦金屬元素；然后，沿著深大斷裂返回沉積地層向著壓力釋放的部位不斷排泄，當(dāng)高溫的含金屬流體隨斷層進(jìn)入沉積地層中特殊的構(gòu)造部分(碳質(zhì)黏土巖封閉的碳酸鹽巖的斷裂破碎空間)時，導(dǎo)致沉積蓋層中硫酸鹽發(fā)生熱化學(xué)反應(yīng)(TSR)，生成大量的S2-，與含礦流體中的Pb2+、Zn2+、Fe2+等金屬元素結(jié)合而形成硫化物礦石(圖6)。中心礦體為條帶狀、網(wǎng)脈狀、角礫狀礦石，是金屬硫化物與碳酸鹽巖發(fā)生選擇性交代或以膠結(jié)物的形式充填角礫巖裂隙的結(jié)果；邊緣礦體為浸染狀礦石，是金屬硫化物以顆粒或晶簇的形式充填碳酸鹽巖顆粒之間或孔洞的結(jié)果。

6 結(jié)論

本文基于對黔西北鉛鋅成礦帶樂開鉛鋅礦床地質(zhì)特征、構(gòu)造控礦特征和硫化物硫、鉛同位素地球化學(xué)研究，得出以下認(rèn)識：

（1）樂開鉛鋅礦床主要發(fā)育似層狀礦體，礦石呈(網(wǎng))脈狀、角礫狀、浸染狀等構(gòu)造與交代、充填、共邊等結(jié)構(gòu)。礦體與構(gòu)造關(guān)系密切，具有典型的“逆(逆斷裂)導(dǎo)-張(張斷裂)運(yùn)-巖(碳質(zhì)黏土巖封閉碳酸鹽巖的斷裂破碎空間形成有利的含礦巖性組合)儲”的構(gòu)造控礦模式，后生成礦特征明顯。

（2）樂開鉛鋅礦床硫化物的硫同位素結(jié)果顯示S來源于地殼沉積巖，海相硫酸鹽的熱化學(xué)反應(yīng)(TSR)是硫化物中S2-的主要來源方式；鉛同位素暗示成礦金屬元素主要來源于沉積地層，但成礦流體流經(jīng)基底地層并萃取了基底巖石的金屬元素。

（3）樂開鉛鋅礦的成礦過程：盆地流體循環(huán)萃取沉積巖石與基底巖石的金屬元素后形成含礦流體，含礦流體被深大斷裂導(dǎo)入上覆沉積地層的特殊的構(gòu)造部位(碳質(zhì)黏土巖封閉的碳酸鹽巖的斷裂破碎空間)時，熱流體導(dǎo)致沉積地層中硫酸鹽發(fā)生熱化學(xué)反應(yīng)(TSR)，生成大量的S2-，與含礦流體中的Pb2+、Zn2+、Fe2+等金屬陽離子結(jié)合成礦。該礦床成因類型可劃歸為MVT型。