四川大梁子铅锌矿床闪锌矿中镉富集规律及其意义.pdf

研 究 简 报 矿 物 岩 石 地 球 化 学 通 报 Bu l l e t i n of M i n e r a l o g y， Pe t r o l o g y a n d Ge o c h e m is t r y Vo 1 ． 2 5 No ． 3．J u l y 2 0 06 四川大梁子铅锌矿床 闪锌矿 中镉 富集规律及 其意义 王 乾 ， 顾雪祥 ， 付绍洪。 ， 李发源 ， 章 明 1 ． 成都 理工大学 ， 成都 6 1 0 0 5 9 ； 2 ．【 } I 国地质 大学 ， 北京 1 0 0 0 8 3 ； 3 ．中国科学 院 地球 化学研究所 矿床地球 化学 国家重点 实验 室 ， 贵 阳 5 5 0 0 0 2 中图分类号 P 6 1 8 ． 4 2 0 ． 6 7 1 P 6 1 8 ． 4 3 0 ． 6 7 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 7 2 8 0 2 2 0 0 6 0 3 0 2 9 1 一 O 2 扬子 地块 西南缘 铅锌 矿床 富集 区是 我 国重要 的 铅锌 矿产 资源 基地 。 四川 会东 大梁 子铅 锌矿床 为 区 内的典 型矿床 ， 矿床具 多 阶段成 因特 征 ， 矿物 的穿插 关 系清晰 ， 能准 确 地识 别 出矿 物 的 形 成顺 序 。闪锌 矿为 主要矿 石 矿 物 。依 据矿 物 形 成 顺 序 ， 划分 出三 种具 有显 著不 同标 型特征 的 闪锌 矿 黑色 闪锌矿 、 棕 色 闪锌矿 和米 黄色 闪锌矿 。 C d的化学性 质 决定其 难 以形成 独立 矿 床 ， 通 常 作为 伴生元 素产 于有 色金 属 与 贵 金 属矿 床 之 中； 铅 锌矿 床 中 C d主要 富集 于 闪锌 矿 中 ， 其 富 集 程 度 受 成矿 流体 的硫离 子活 度 、 成 矿温 度 、 p H 和 C d ／ Z n等 物理 化学 条件 的制约⋯ 。大 梁子 铅锌矿 床 中不 同标 型特 征 的闪锌矿 是具 不 同物理 化学 条件 的成矿 流体 作用 的产物 ， C d的 富集 效 应 有 差 异 。 因此 ， 不 同 阶 段 的闪锌矿 中 C d富集 规 律 能示 踪成 矿 流 体性 质 的 演化 ， 提供矿 床成 因信 息 。 1 区域及矿床地 质 大 梁子 矿床位 于康 滇地 轴 东缘 、 甘 洛一 小 江深 大 断裂带 西侧 ， 主要 构造 为北东 向的大桥 向斜 及南北 、 北 西 、 北 东 向等 断 裂【 2 ． 3 j 。矿 区为单 斜 构 造 ， 地 层 总 体走 向北 东 ， 倾 向 北 西 。 出露 有 上 震 旦 统 灯 影 组 Z b d 、 下 寒武统 ∈． q 筇 竹寺组 。 灯影 组 分 布 于 矿 区 中部 和 东部 ， 为 赋 矿 层 位 。 由 白云 岩 、 硅 质 白云 岩 和 硅 质 岩 组 成 八 个 岩 性 段 。 筇 竹寺组 分 布于矿 区西 部 ， 岩 性 为细砂 岩 、 粉 砂岩 和 砂 质页 岩 ， 可 划分 出两 个 岩性 段 。矿床 产 出 受 构 造 控 制明显 ， 矿 体多 以断裂 构造 为边 界 ， 可 圈 出两个 矿 收稿 日期 ； 2 0 0 5 1 2 2 0收到 ， 2 0 0 6 0 2 2 3改 L口 J 第一作者简介 王乾 1 9 6 2 一 ， 男 ， 博士研究生， 副 教授 ， 矿床地球化学 々业 体 。矿石 矿物 以 闪锌 矿 和 方铅 矿 为 主 ， 其 次 为 黄铁 矿 和黄铜 矿 ， 另有 少量 银 黝 铜 矿 、 深 红 银矿 、 白铅 矿 等 ； 脉 石矿 物 主要为 方解 石 ， 次为 白云石 和石英 。闪 锌矿 分布 广 泛 ， 含 量 约 占矿 石 矿 物 总 量 的 8 0 ～ 9 0 。 自形 至 半 自形 粒 状 。可识 别 出黑 色 闪锌 矿 、 棕色 闪锌矿 和 米 黄色 闪锌 矿 。粒 径 分 别 为 0 ． 0 3 ～ 0 ． 1 0 ， 0 ． 0 5 ～ 1 ． 0和0 ． 3 ～ 2 ． 0 mm。方 铅 矿 与 闪锌 矿 密 切 共 生 ， 多 呈 细 脉 状 ， 含 量 约 占 l 0 ～ 1 5 。 半 自形 至他 形粒 状 ， 粒 径 多 为 0 ． 1 ～ 0 ． 3 mm， 最 大 可 达 3 ． 0 mm。方铅矿 中 常 赋存 有 银 黝铜 矿 和深 红 银矿等矿物 。黄铁矿常与闪锌矿和方铅矿共生 ， 零 星分 布 ， 含量 约 1 ～5 。呈 自形 至 他 形 粒 状 ， 粒 径 约 0 ． 2 ～0 ． 5 mm。 2 方法及结果 大 梁 子 矿床 为 露 天 和井 下 开采 相 结合 ， 矿 体 揭 露 较充 分 。样 品采 于 不 同标 高 的 新 鲜断 面 ， 包 括 各 成 矿 阶段 的矿石矿 物 。 将 矿石 破碎 至 4 0 ～ 6 0目， 双 目镜 下手选 三种 闪 锌 矿 ， 纯 度 9 9 以上 ， 重 量 约 4 ～ 5 g 。共 挑选 出 1 8 件 闪锌 矿样 品 5件 黑色 闪锌 矿 、 1 0件 棕色 闪锌 矿和 3件 米黄 色 闪锌 矿 。 手选 样 品用玛 瑙乳 钵研 磨 至 2 0 0目， 分 包测 试 。 闪锌矿 的铁 含量 用化 学 分 析 方 法 测定 ， 由 中 国科 学 院 地球 化学 研 究所 化 学 分 析 室测 试 。C d含 量 采 用 I C P MS测 定 ， 为 中 国科 学 院 地 质 与地 球 物 理 研 究 所测 试 。分 析结果 见表 1 。 维普资讯 2 92 王 乾等／ 叫川大梁 子铅锌矿床闪锌矿中镉富集规律及其 意义 表 1 大 梁 子 铅 锌 矿 床 不 同 标 型 闪锌 矿 的 Fe和 C d丰度 样 品 矿物 F e C d 1 0 样 品 矿物 F e C d 1 0 DL 1 1 8 黑 色 闪 锌 矿 2 ． 2 6 2 5 7 9 ． 7 8 D1 1 1 7 棕 色闪 锌 矿 1 ． 2 1 5 3 8 1 ． 8 9 DI 1 1 2 黑色闪锌矿 1 ． 9 4 3 2 4 4 ． 0 5 DI 1 1 0 棕 色闪锌矿 1 ． 3 2 5 1 5 2 ． 1 4 DI 1 1 3 黑 色 闪 锌 矿 2 ． 5 4 1 9 2 6 ． 7 7 DI 1 0 棕 色 JN锌 矿 1 ． 4 3 2 8 9 3 ． 9 3 DI 1 O 7 黑色闪锌矿 1 ． 7 8 3 9 3 5 ． 7 7 P I I 1 9 棕色闪锌矿 1 ． 1 2 8 4 9 2 ． 1 8 DI 8 黑 色 闪 锌 矿 1 ． 9 2 4 5 1 ． 9 9 D 1 7 棕 色闪 锌 矿 1 ． 5 4 4 4 6 5 ． 5 1 DI ， 6 棕色闪锌矿 1 ． 3 7 4 1 1 7 ． O 9 D I 6 棕色闪锌矿 1 ． 6 6 4 5 4 8 ． 4 5 D I 1 O 7 棕色闪锌 矿 1 ． 6 5 4 0 7 5 ． 3 1 I I 1 O 9 米黄色闪锌矿0 ． 3 5 1 4 1 3 1 ． 4 7 D I 1 O 8 棕色闪锌 矿 1 ． 5 3 4 4 9 3 ． 6 1 DI 2 米 黄色闪锌矿0 ． 8 1 7 2 0 5 ． 1 1 D I 1 1 5 棕色闪锌 矿 1 ． 4 5 3 7 1 0 ． 0 8 D1 2 米黄色c j ；J 锌矿0 ． 6 8 7 2 9 6 ． 0 7 结果 显示 ， F e在三 种 闪锌 矿 中 的含量 为 0 ． 3 5 9 ／ 5 ～ 2 ． 5 4 ， 从 黑色 闪锌 矿一 棕 色 闪锌 矿 一 米 黄 色 闪 锌 矿 ， F e的 含 量 依 次 降 低 ， 平 均 分 别 为 2 ． 0 8 、 1 ． 4 3 和0 ．6 1 。 1 8 件 样 品 中C d 含 量 为 1 9 2 6 ． 7 7 ～ 1 4 1 3 1 ． 4 7 1 0 ～ 。它在黑 色 、 棕色 和米 黄 色闪锌 矿 中 的平 均 含 量 分 别 为 2 8 2 7 ． 6 8 1 0 一 、 4 7 3 3 ． 0 2 1 0 和 9 5 5 4 ． 2 21 0 。表 明 从 成 矿 期 早阶段至晚阶段， 闪锌 矿中铁 的含量逐 渐降低， 而 C d含 量 逐 渐 增 加 。 1 8个 闪 锌 矿 单 矿 物 样 品 的 F e 和 C d含量 相关 系数 为 一0 ． 8 6 ， 显 示 二 者 具 明显 的 负相 关性 。 3 讨 论 和 结 论 前 人 认 为 大梁 子 矿床 是 后 期热 液 作 用 的产 物 ， 属密 西 西 比 河 谷 型 铅 锌 矿 床 。林 方 成 通 过 铅 、 硫 同位 素和容 矿地层 成 矿元 素丰度 的研 究 ， 认 为 成矿物 质来 自前 震旦 褶皱 基 底 岩 石 ， 成 矿 流 体为 大 气 降水 和 地层 卤水 ， 在 循 环 过 程 中 萃 取 出铅 、 锌 物 质 ， 并与盖层 的硫混合沉淀 出矿质。朱赖 民等 研 究 了 闪锌矿 的 I n 、 Ga 、 Ge 、 C d 、 Z n 、 P b的丰 度 和相 互 关 系 ， 指 出其属 沉 积 改 造 型 矿 床 。我们 研 究 了不 同 阶段 闪锌矿 中镉 富集 规 律 及 其 指示 意 义 ， 探 讨 了矿 床 的成 因 。 F e 和 C d在 闪锌 矿 中通 常 含量 为 0 ． 7 ／ ～7 ／ 。 该 矿床 闪锌矿 从早 阶段 的黑 色闪锌 矿 到晚 阶段 的米 黄 色闪锌 矿 ， F e含量逐 渐降低 ， 而 C d含 量逐渐 增 高 相 关 系数 达 一0 ． 8 6 。未发 现 C d的 独 立 矿 物 ， F e 和 C d在 闪锌 矿 中 主 要 以 类 质 同象 形 式 存 在 ， 、 占据 锌原 子 的位置 ； 晶 格 中 C d可能 替代 F e 。 闪锌 矿 中 C d的 富集 受 成矿 流体 物 理 化学 条件 的制 约 硫 离 子 活 度低 、 成 矿 温 度 低 、 p H 低 和 C d ／ Z n高 ， 有 利 于 C d在 闪锌 矿 中 的富 集 。本 矿 床 的 闪锌 矿 中 C d含量 从 成 矿 作 用 早 期 到 晚 期 逐 渐 增 高 早期为 2 8 2 7 ． 6 8 1 0 一， 晚期为 9 5 5 4 ． 2 2 1 0 一， 相 差约 3 ～4倍 。表 明随成 矿作用 的推 进 ， 流 体 向硫 离子活度、 成矿温度和 p H 降低 而 C d ／ Z n增高的趋 势 演化 。 本 矿 床 的成 矿 作用 可 概括 为 在 区域 地质 构造 发展 演化 的一 定 阶段 ， 大 气 降水或 地层 卤水被 加热 ， 在循 环 过 程 中萃 取 出 区域 地 层 中 的 P b 、 Z n 、 S 、 G d 等成 矿物 质 ， 运 移 至 构造 、 岩性 有 利 部 位 时 ， 特 别是 进入开放体系之中或与围岩发生交代反应时， 物理 化学 条件发 生 突 变 ， 便 沉淀 出成 矿 物 质 。热 液成 矿 作用 早 阶段 ， 相 对 温度 较 高 ， 随温 度 逐 渐 下 降 ， 流体 的 S离 子 活 度 、 p H 值 和 C d ／ Z n等 相 应 发 生 变 化 。 在整个 热 液 成 矿 期 ， 形 成 了不 同标 型 特 征 的 矿 物 。 闪锌 矿 中的 C d含 量 呈现 出规律性 变 化 。 综 上 所 述 ， 大 梁子 铅 锌矿 床 产 出有 三 种 不 同标 型特 征 的闪锌 矿 米 黄 色 闪 锌 矿 的 C d富集 系数 最 高 ， 其 次为 棕色 闪锌矿 ， 黑 色闪锌 矿最 低 。 闪锌 矿 的 F e和 C d含 量呈 负 相 关 性 ， C d可能 以类质 同象 形式 替代 矿物 晶格 中的铁 。 成 矿 流体的 性 质 具 有 向 成 矿 温 度 、 S离 子 活 度 和 p H 值逐渐 降低 而 C d ／ Z n逐渐增 高 的演 化趋势 。 参考 文献 [ 1 ] S c h wa r l z M ．C a d mi u m i n z i n c d e p o s i t s E c o n o mi c g e o l o g y o f a p o l l u t i n g e l e me n t [ J ] ． I n t e r n a t i o n a l e o lo g y * R e v i e w， 2 0 0 0，_ 2 1 4 5 4 6【 | E 2 3 林方成．四川会 东大梁 r铅锌矿 床成 因新探 [ J ] ．矿 床地质 ， 1 9 9 4， 1 3 2 1 2 6 1 3 6 ． C 3 3 Z h e n g Mi n g h u a ，Wa n g X i a o c h u n ．G e n e s i s o f t h e D a l i a n g z i P b Z n d e p o s i t i n S i c h u a n ．C h i n a [ j ] ．E c o n o mi c ； e o l o g y ，1 9 9 1 ， 8 68 31 8 4 6 ． r 4 ] 王奖臻 。 李朝 阳，李洋琴，刘家军．川滇地 区密 西 比河谷型 铅锌矿 床 成 矿地 质背 景 及 成 冈探 讨 [ J ] ．地 质 地 球 化 学 ， 2 0 01 。2 9 2 41 4 5 ． [ 5 ] 奖臻 ．李朝 阳，李洋琴， 葆华．刘 文岗．川 、 滇 、 黔 交界地 区密 四西比河释型铅锌矿床与荚闰 类矿床对 比[ J ] ．矿物岩 石地球化学通报 。 2 0 0 2 ．2 1 2 1 2 7 1 3 2 ． [ 6 ] 朱赖民 ， 袁海华 。栾 伟 ．会 阳底苏会东大梁子铅锌矿床 内闪 锌矿微量元 素标 型特 征 及其 研究 意 义[ J ] ． 四川 地 质学 报 ， 1 995． 1 S1]． 49 55 维普资讯