会泽铅锌矿区摆佐组地层白云石类型、特征及成因

赵思博 ,  刘英超 ,  岳龙龙 ,  马旺 ,  郑宁 ,  唐波浪

地球科学 ›› 2025, Vol. 50 ›› Issue (04) : 1353 -1379.

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地球科学 ›› 2025, Vol. 50 ›› Issue (04) : 1353 -1379. DOI: 10.3799/dqkx.2024.076

会泽铅锌矿区摆佐组地层白云石类型、特征及成因

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Types, Characteristics, and Genesis of Lower Carboniferous Baizuo Formation Dolomite in Super-Large Huize Pb-Zn Orefield

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摘要

白云岩赋矿的密西西比河谷型(Mississippi valley-type, MVT)铅锌矿床中,白云石的成因长期存在争议,川滇黔地区会泽超大型铅锌矿床为典型的白云岩和白云质灰岩赋矿的MVT矿床,是回答这一问题的有利对象. 选择会泽矿区远矿端摆佐组地层中浸染状、条带状、块状白云石(岩),通过详细的矿相学和阴极发光(CL)镜下观察,结合主量元素、LA-ICP-MS原位成分和碳、氧、锶同位素分析,系统研究了其成因. 结果发现,摆佐组地层中的白云石分3个阶段产出. 其中,第1阶段交代型粉晶白云石(Dol 1)见选择性和组构保留交代,CL呈蓝紫色,MgO/CaO平均值0.68,Fe,Mn含量较低,具有LREE弱亏损,Eu、Ce负异常和La正异常;第2阶段交代型细-粗晶白云石(Dol 2)见组构保留交代和重结晶现象,CL呈紫红色、暗红到橙红色,MgO/CaO平均值0.71,Fe、Mn含量较第1阶段升高,显示轻微LREE亏损,Eu负异常,Ce负异常-轻微正异常,C-O、Sr同位素均在同期早石炭世海水范围之内;第3阶段孔隙充填型白云石胶结物(Dol 3),CL为暗红色和亮红色两种环带交替,MgO/CaO平均值为0.68,具有较高的Fe、Mn含量,显示MREE富集,Eu负异常、Ce无异常. 这些特征表明,第1阶段白云石化流体为局限的氧化海水,第2阶段为氧化到弱氧化的浅部孔隙海水,第3阶段可能为还原环境下的富锰深部孔隙海水或残余海水. 基于此,建立了会泽铅锌矿区摆佐组地层大范围白云石化的形成过程:(1)近地表-浅埋藏环境中渗透回流模式形成Dol 1和Dol 2,(2)埋藏环境发生重结晶作用对白云石进行改造,形成粗晶白云岩,(3)成岩后深埋藏阶段粗晶白云岩的孔隙中沉淀Dol 3. 因而,近矿端与远矿端白云石具有相似的特征和成因机制,局部近矿端白云石可能经历了热液流体的改造.

Abstract

The origin of dolomite in dolostone-hosted Mississippi valley-type (MVT) lead-zinc deposits has long been controversial. The Huize super-large lead-zinc deposit, situated in the Sichuan-Yunnan-Guizhou adjacent region, exemplifies a typical MVT deposit hosted within dolostones and dolomitized limestones, making it an ideal object for addressing the aforementioned issue. This study focuses on disseminated, banded, and blocky distal dolomite from the Lower Carboniferous Baizuo Formation of the Huize orefield. Through comprehensive petrographic analysis and cathodoluminescence (CL) microscopy, coupled with the examination of major elements, LA-ICP-MS in-situ compositional data, and carbon, oxygen, and strontium isotopic analyses, it systematically investigates the genesis of these dolomites. These characteristics indicate that the dolomite in the Baizuo Formation underwent formation through three distinct stages. The first stage—replacement powdered dolomite (Dol 1)—exhibits selective and fabric-retentive replacement, characterized by a blue-purple CL, a MgO/CaO ratio of 0.68, low iron (Fe) and manganese (Mn) contents, weak light rare earth element (LREE) depletion, negative europium (Eu) and cerium (Ce) anomalies, and a positive lanthanum (La) anomaly. The second stage—replacement fine-coarse crystalline dolomite (Dol 2)—shows fabric-retentive replacement and recrystallization, displaying a dark red-orange CL, a MgO/CaO ratio of 0.71, higher Fe and Mn contents compared to the first stage, slight LREE depletion, a negative Eu anomaly, and slightly negative to positive Ce anomalies. C-O and Sr isotopes fall within the range of Early Carboniferous seawater. The third stage—coarse crystalline dolomite cement (Dol 3)—fills cavities in dolostone, exhibiting alternating dark red and bright red CL bands, an average MgO/CaO ratio of 0.68, higher Fe and Mn contents, enriched middle rare earth elements (MREE), negative Eu anomalies, and no Ce anomalies. The results indicate that dolomitizing fluid in the first stage originated from localized oxidizing seawater. In the second stage, the dolomitization fluid comprised oxidizing to weakly oxidizing, saline shallow-burial pore waters. The third stage dolomitizing fluid is suggested to be Mn-rich deep-burial pore waters or residual seawater in a reducing environment. Based on the findings, in this paper it establishes the formation process of widespread dolomitization in the Baizuo Formation of the Huize Pb-Zn orefield. (1) The seepage-reflux dolomitization in near-surface to shallow burial environments lead to the formation of Dol 1 and Dol 2; (2) Recrystallization processes within burial environments alter dolomiteto form coarse crystalline dolostone; (3) During the post-diagenetic deep burial stage, Dol 3 precipitates in the cavities of the coarse crystalline dolostone. Therefore, the dolomite at both the proximal and distal extents exhibit similar characteristics and genetic mechanisms, and the dolomite in proximity to the ore body may have undergone alteration by hydrothermal fluids.

Graphical abstract

关键词

MVT铅锌矿床 / 会泽铅锌矿区 / 摆佐组 / 白云石成因 / 矿床学.

Key words

Mississippi valley-type lead-zinc deposit / Huize lead-zinc orefield / Baizuo Formation / dolomite genesis / mineral deposits

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赵思博,刘英超,岳龙龙,马旺,郑宁,唐波浪. 会泽铅锌矿区摆佐组地层白云石类型、特征及成因[J]. 地球科学, 2025, 50(04): 1353-1379 DOI:10.3799/dqkx.2024.076

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密西西比河谷型(Mississippi valley-type, MVT)铅锌矿床,是以灰岩、白云岩等碳酸盐岩为主要赋矿围岩,与岩浆流体活动无关,与盆地卤水有关的一类低温热液后生矿床(Leach et al., 2005).其中,以白云岩为赋矿围岩的矿床在全球广泛分布(如,美国中部的Ozark MVT矿集区和中国西部的川滇黔矿集区),蕴含了巨量的铅锌金属资源,是MVT矿床中的重要类型(Harper and Borrok, 2007Leach and Song, 2019).在这类白云岩赋矿的MVT矿床中,白云石常与铅锌硫化物共存,可具多期次性,分布范围一般超过铅锌矿化范围(Heijlen et al., 2003Harper and Borrok, 2007),对铅锌矿体位置的预测具有重要指示意义(Leach et al., 2005Liu et al., 2021).但是,这些白云石的成因,长期存在争议,包括:(1)矿化前既存白云岩地层的组成部分,即认为它们是成岩作用过程中形成,是近地表白云石化(毛细管浓缩、渗透回流)(de Oliveira et al., 2019Tian et al., 2022)、成岩期埋藏白云石化(Heijlen et al., 2003)、混合水模式白云石化(Wright et al., 2000)等作用的产物;(2)热液期流体交代作用的产物,是含金属热液在沉淀过程中形成在矿化外围的热液组分(Davies and Smith, 2006).但其成因究竟为何,仍需要在典型MVT矿区的细致工作来进一步验证.

中国川滇黔地区发育了世界上最典型的白云岩赋矿的MVT铅锌矿集区,产出有会泽、毛坪、天宝山、茂租等11个大型、超大型铅锌矿床和50余个中小型铅锌矿床(Zhou et al., 2018),这些矿床的铅锌矿化在包括新元古代震旦系、古生代泥盆系、石炭系、二叠系等多套地层的白云岩或白云质灰岩层中发育,白云岩赋矿特征突出(图1Leach and Song, 2019Tian et al., 2022).其中,下石炭统摆佐组白云岩与白云质灰岩是会泽超大型MVT铅锌矿床的主要赋矿岩层,其大规模产出的块状、条带状、浸染状白云岩(石)为回答MVT铅锌矿床中白云石成因问题提供了良好的研究对象.前人对会泽矿区摆佐组白云石开展了详细研究,但其成因尚未获得一致认识,一种观点认为赋矿的粗晶白云岩为埋藏白云石化成因(马宏杰等, 2014);而另一种观点则认为其是早期形成的泥晶白云岩在成矿期受构造热液蚀变叠加形成的,为热液蚀变成因(李孜腾等, 2017;崔广申等, 2023).此外,前人对矿区内摆佐组白云石的研究主要集中在近矿位置(矿体内部或紧邻矿体,本文将其定义为近矿端,崔广申等, 2023;Tan et al., 2023),鲜有对远离矿体的白云石进行系统对比,从而为厘定这些赋矿白云岩中白云石的成因留下了研究空间.

摆佐组赋存的原生铅锌矿体大多深埋于地下(通常在海拔2 400 m及以下),地表露头甚少(柳贺昌和林文达, 1999).本文选择会泽矿区地表远离矿体(通常在距矿体500 m以外,且未见任何热液痕迹的位置;将其定义为远矿端)围岩中的白云石进行了详细的岩相学分析,在识别出不同类型白云石的基础上开展了系统的C-O-Sr同位素和原位微量和稀土元素分析,并和近矿端的白云石进行了对比.本次工作厘定出了白云石成因,恢复了会泽铅锌矿区白云石化过程,并为判断MVT铅锌矿床中白云石成因提供了新思路.

1 区域地质背景

川滇黔铅锌矿集区位于四川、云南、贵州三省的交界部位,处于扬子地台西南缘的弥勒-师宗-安顺断裂(MSA)、康定-彝良-紫云断裂(KYZ)和安宁河-绿枝江断裂(AL)圈闭的三角形地带内(图1a,柳贺昌和林文达, 1999;Zhou et al., 2018).区内发育多个白云岩赋矿的大型MVT矿床,包括会泽、茂租、天宝山、大梁子等(图1b),矿石量超过200百万吨(平均品位为5% Pb和10% Zn,Hu and Zhou, 2012Zhou et al., 2018).

区域内地层由古元古代至中-新元古代形成的基底和新元古代至新生代形成的盖层两部分组成.基底自下至上发育元古宙沉积-火山变质岩系,包括古元古界康定群片麻岩和混合岩、古元古界的变质碎屑岩和细碧-角斑岩系、以及中-新元古界昆阳群碎屑岩和少量碳酸盐岩(柳贺昌和林文达, 1999;Zhou et al., 2001).盖层沉积自晋宁运动结束后开始,包括了震旦系-三叠系的一系列海相碎屑岩和碳酸盐岩,侏罗系到第四系的陆相碎屑岩(Zhou et al., 2018),不整合覆盖在基底地层之上(图1c).其中,在晚震旦世、早寒武世、晚泥盆世和早石炭世时期,区域处于低纬度的碳酸盐台地边缘、浅滩、海盆凹陷区、潮坪等封闭-半封闭环境,沉积了浅海台地相碳酸盐岩建造并发育蒸发岩序列,目前已发现的铅锌矿床多发育在这些层位中的白云岩、白云质灰岩和灰岩中(图1c,Leach and Song, 2019).

下石炭统摆佐组是川滇黔矿集区的重要赋矿层,产出有会泽、天桥等铅锌矿床.其广泛分布于滇东北和黔西一带,岩性为浅灰色灰岩、鲕粒灰岩、白云质灰岩夹灰白-米色中粗晶白云岩(或互层).在早石炭世,区域上处于上扬子古陆南侧的陆表海中,北面和西面被古陆包围,南侧接壤华南海,在这一沉积环境下,摆佐组地层厚度变化大(27.6~226.5 m),并呈现西薄东厚趋势,且白云岩的总厚度向东增加(柳贺昌和林文达, 1999;孙琦森, 2017).

2 矿区地质特征

会泽铅锌矿区位于川滇黔矿集区中部(图1b).矿区范围出露泥盆系、石炭系和二叠系的沉积岩和晚二叠世峨眉山玄武岩.沉积岩地层整体呈北东-南西走向,夹持于矿区北西和南东侧的玄武岩之间(图2a, 2b),自下而上包括(图2c):(1)上泥盆统宰格组灰岩、白云岩夹局部页岩;(2)石炭系大塘组灰岩、粉砂岩、泥岩,摆佐组粗晶白云岩、灰岩,威宁组灰岩、鲕粒灰岩,马坪组灰岩、泥岩、页岩和泥质胶结的灰岩角砾岩;(3)二叠系梁山组石英砂岩、碳质页岩夹铁铝质岩,栖霞-茅口组灰岩、白云质灰岩和白云岩.其中,石炭系和下伏的泥盆系呈整合接触,和上覆二叠系呈平行不整合接触.晚二叠世峨眉山玄武岩为致密块状玄武岩,发育气孔和杏仁构造(图2c,Zhou et al., 2001Li et al., 2007).

矿区整体发育北东走向褶皱、断裂组成的褶皱逆冲推覆构造,主断裂自西向东包括矿山厂断裂、东头断裂、麒麟厂断裂和银厂坡断裂,并发育一系列伴生的垂直地层走向的正断层和逆断层(图2b,Han et al., 2007).

矿区主要包括3个矿段:矿山厂、麒麟厂、银厂坡(图2a,未涵盖银厂坡,Han et al., 2007).其中矿山厂矿段位于白矿山背斜,包括42个矿体(Han et al., 2007),是本次研究的重点.它发育在矿山厂逆冲断层上盘,其矿体以层状、透镜状、囊状赋存在石炭系摆佐组粗晶白云岩地层中(图2c, 2d),矿石矿物以闪锌矿、方铅矿、黄铁矿为主,并含少量黄铜矿(Zhang et al., 2017).矿体中普遍发育白云石化和硅化,其中摆佐组的白云石化最强,其白云石呈白色-灰白色-淡黄色的粗晶块状且发育孔洞,与白云质灰岩和灰岩呈过渡的接触关系(Han et al., 2007).

除近矿端外,远矿端石炭纪地层中也普遍发生不同程度的白云石化(图3表1),根据白云石的产状,可划分为浸染状、脉状-条带状和块状(白云岩)三种.马坪组见青灰色灰岩、紫红色泥胶结的角砾状灰岩,不发育白云石.威宁组上部见同沉积角砾岩、生物碎屑灰岩夹硅质条带,不发育白云石;中部为生物碎屑灰岩,发育大量珊瑚,见白云石呈浸染状零星分布在珊瑚中;下部与摆佐组交界处白云石含量升高,呈网脉状分布在灰岩中.摆佐组整体表现为白云岩与白云质灰岩互层,除白云岩以外,浸染状、脉状-条带状白云石分布在泥晶灰岩和亮晶颗粒灰岩中.大塘组深灰色灰岩白云石含量较低,偶见白云石呈网脉状分布.整体来说,石炭系地层的白云石化表现为摆佐组最强,向相邻层位明显减弱的特征(图3表1),而摆佐组地层从底到顶,则表现为白云石化强弱交替变化特征.

3 样品选择与分析方法

本文对会泽铅锌矿区远矿端白云质灰岩和白云岩开展了系统的野外观察和样品采集工作(图3),以白云质灰岩和白云岩中不同产状白云石为研究对象,进行详细的镜下观察和CL拍照,识别出了3种类型的白云石.对不同类型的白云石开展了电子探针、原位LA-ICP-MS微区成分测试,并挑选了最重要的交代型细晶-粗晶白云石(Dol 2)开展了C-O-Sr同位素分析.

电子探针成分分析在自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室,利用配备有4道/5道波谱仪的JEOL JXA-8230/JXA-iHP200F电子探针完成.样品在上机测试之前先镀上尽量均匀的厚度约20 nm的碳膜,测试工作条件为:加速电压15 kV,加速电流20 nA,束斑直径5 μm.使用天然矿物或合成氧化物作为标样.所有测试数据均进行了ZAF校正处理.

白云石LA-ICP-MS微量元素分析测试在国家地质测试中心完成.实验所用激光器为美国New Wave公司生产的ArF准分子气统,波长为193 nm,质谱仪为Thermo Element2.激光剥蚀采样过程以氦气作为载气,氦气携带样品气溶胶在进入ICP之前通过一个T型三通接头与氩气(等离子体气和补偿气)混合.在束斑直径为40 μm、频率为8 Hz、能量密度约为2.8 J/cm2的激光剥蚀条件下,线扫描方式剥蚀NIST SRM 612获得232Th灵敏度为200 000 cps,氧化物产率ThO/Th<0.3%.样品测试时采样方式为单点剥蚀,模式为20 s气体空白+40 s样品剥蚀+20 s冲洗,每20个未知样品点插入一组标样.每个样品同时测试7Li-238U等51余种同位素,每个同位素测试时间4 ms,跳峰采集.NIST SRM 610、KL2-G和MACS-3作为外标进行数据校正,数据处理采用基体归一法,以44Ca为内标.

碳氧同位素测试在核工业地质分析测试研究中心完成,测试仪器为Finnigan MAT 253型质谱仪,具体实验方法如下:称取 0.1 mg左右的碳酸盐样品,用研钵将样品研磨碎至180目;在105 ℃的烘箱内将样品烘烤2 h以上,吸附水去除干净;连续流制样设备的样品管在75 ℃下烘烤,然后在样品管放入样品并将样品管封盖;用99.999%高纯氦气排出样品管中的空气;在样品管中,用酸泵加入稍微过量的100%磷酸;碳酸盐样品与磷酸反应,产生二氧化碳,二氧化碳被高纯氦气带入气体同位素质谱仪MAT 253中测试二氧化碳中碳、氧同位素组成.测试结果以国际标准即美国南卡罗莱纳州白垩系皮狄组地层内美洲拟箭石(PDB)为标准,分别记为δ18OV-PDBδ13CV-PDB.分析时采用的碳、氧同位素碳酸盐参考标准物质为两种方解石国家标准(GBW04416、04417).样品的分析精度小于±0.2%.本文中的δ18OSMOW利用公式δ18OSMOW=1.030 86 × δ18OV-PDB+30.86计算得出(Friedman and O’Neil, 1977).

Sr同位素分析在中国科学技术大学放射性成因同位素地球化学实验室完成.准确地称取粉末样品100~150 mg左右于15 mL的Teflon闷罐中,滴入纯化HClO4酸8~10滴摇匀后,加入2~3 mL纯化HF酸,密闭加热一周左右以充分溶解样品.Rb-Sr同位素和REE分离纯化在装有5 mL AG50W-X12交换树脂(200~400目)的石英交换柱中完成.同位素比值的测试在MAT-262热电离质谱计完成,Rb-Sr同位素比值测定采用Ta金属带和Ta发射剂.标准溶液NBS987的重复测量结果为87Sr/86Sr=0.710 249±0.000 012(2σ, n=38),Sr同位素比值测量精度优于0.003%.测量得到的同位素比值采用86Sr/88Sr=0.119 4进行质量分馏校正.重复分析标准溶液NBS 987,分析得到87Sr/86Sr值为0.710 249±0.000 012.全岩Sr同位素分析的全流程本底是<200 pg.

4 会泽矿区远矿端摆佐组地层白云石类型及特征

4.1 远矿端摆佐组地层白云石产状

空间上,摆佐组白云质灰岩与白云岩与白云质灰岩呈互层产出,或白云质灰岩以夹层产出(图3),二者之间渐变过渡(图4a, 4b).白云质灰岩为灰岩原岩中发生不同程度的白云石化,白云石以脉状或条带状(图4c)、浸染状(图4d)在围岩中产出;白云岩由肉红色到灰白色的细晶到粗晶的块状白云石集合体组成,孔洞发育(图4e),白云岩产出高的部位,空间上往往与较强烈的浸染状、条带状白云石化相伴出现(图3).

结合显微镜观察,白云质灰岩原岩为深灰色泥晶灰岩(图5a)、泥粒灰岩(图5b)和灰色的亮晶颗粒灰岩(图5b~5e),可见鲕粒(图5b)、泥屑(图5c)、似球粒(图5d)等,围岩中可见自形双锥石英或方解石化的石英假晶.3种产状白云石具有以下特征:

(1)浸染状白云质灰岩,白云石在岩石中占比<75%,以泥晶到粗晶、自形到半自形晶体星点状分布在灰岩中,密集时可成团状白云石集合体.其中,泥晶灰岩中的白云石自形程度较好,粒度较粗(图5a),部分发育雾心亮边结构;泥粒灰岩和颗粒灰岩中的白云石自形程度相对较差,粒度较细(图5c).

(2)条带状白云质灰岩,白云石在岩石中占比<75%.泥晶到粗晶、半自形或他形,呈条带状分布在灰岩中(图5b, 5d, 5e).

(3)块状白云岩,白云石在岩石中占比>75%.白云石呈细晶到粗晶、半自形到他形,紧密排列,具有平面到非平面接触边界,晶面发育不规则云雾状斑团(图5f; K1).大部分白云岩中孔洞发育,孔洞内有干净明亮的白云石充填(图5f; K2).

4.2 远矿端摆佐组岩石白云石类型

结合以上岩相学和阴极发光(Cathodoluminescence;CL),会泽矿区远矿端摆佐组的3种产状白云石至少可分为3种类型:

(1)交代型粉晶白云石(Dol 1):产出于浸染状(图6a)和条带状白云质灰岩(图6b),体积较少,在层状白云岩中未见产出或保留.且Dol 1附近的围岩中往往发育自形双锥石英或方解石化的石英假晶.该类型白云石粒度较细,以粉晶级为主,少量为泥晶级,单偏光下呈深褐色、棕色,CL呈均匀发光,整体为蓝紫色(图6c, 6d).具明显的交代特征,主要交代泥晶灰岩、颗粒灰岩,颗粒灰岩中可见优先交代泥晶物质,具有选择交代性,交代不完全的位置同时存在组构保留交代特征(图6a,6b).

(2)交代型细晶到粗晶白云石(Dol 2):在浸染状(图7a)、条带状(图7b, 7c)白云质灰岩和白云岩(图7d)中广泛发育.该类型为细晶到粗晶、自形到他形白云石,单偏光下呈棕色,CL呈暗紫红色、暗红-橙红色发光(图7).具有明显的交代特征,包括交代灰岩围岩和Dol 1,交代不完全的位置可见组构保留特征(图7a, 7b).交代灰岩的白云石CL呈均匀的暗红色到橙红色(图7a),交代Dol 1的白云石CL下呈斑驳的紫红色(图7b~7d).

此外,交代型细晶-粗晶白云石中,随着白云石晶体尺寸的增加,晶体之间的非平面接触增多,表现为从自形到半自形镶嵌状,过渡为他形不等粒镶嵌状白云石集合体的特征(图7e~7g).随晶体尺寸增加,原晶体结构变模糊,难以识别原始组构特征,仅局部保留了一些原始颗粒鬼影轮廓(图7e~7g).CL下,交代白云石的自形到半自形晶面主体具有斑驳状暗红色发光,晶体边部环绕微米尺度的亮红色边(图7h),他形不等粒镶嵌状白云石内部晶面主体呈斑驳状暗红色光,局部发育和发光边缘相似的亮红色斑点(图7i).这种紧密镶嵌产出的Dol 2是白云岩的主要组成部分,在浸染状、条带状白云质灰岩中也有产出,普遍存在于摆佐组整个白云石化层段.

(3)孔隙充填型白云石胶结物(Dol 3):为粗晶自形白云石,晶面中未见交代或溶蚀现象(图8).该类型白云石在块状白云岩的孔隙内产出,向开放空间生长并表现充填开放空间的特征(图8a).其在单偏光下干净明亮,CL下整体表现为暗红色和粽红色两种环带交替发育,晶面见微米尺度的亮红色边缘(图8b).

5 白云石的地球化学特征

5.1 主量及微量元素组成

电子探针分析结果见表2.会泽铅锌矿区远矿端摆佐组白云石的CaO、MgO的含量相对较高,分别为24.80%~36.27%和16.71%~24.32%;FeO、SrO和BaO含量相对较低,均小于0.5%.Dol 1的CaO、MgO含量分别为24.80%~36.27%、20.14%~23.23%,平均值分别为31.86%、21.35%;Dol 2的CaO、MgO含量分别为27.81%~31.81%、16.71%~24.32%,平均值分别为30.52%、21.69%;Dol 3的CaO、MgO含量分别为28.82%~30.65%、16.95%~22.33%,平均值分别为29.83%、20.52%,相较于Dol1,Dol 2表现出CaO含量降低,MgO含

量升高的趋势.

3种类型白云石主量元素的端元图如图9,从Dol 1到Dol 2,MgO/CaO值从0.56~0.89(平均值0.68)变化到0.60~0.81(平均值0.71),Dol 3 MgO/CaO值变得均一,为0.59~0.74(平均值0.68).此外,据Tan et al. (2023)报道的会泽铅锌矿区近矿端摆佐组白云石MgO/CaO值介于0.43%~0.76%之间,且具有更高的FeO含量,变化范围介于0~13.40%.

LA-ICP-MS分析结果见表3,远矿端不同类型白云石之间微量元素组成变化见图10.LA-ICP-MS分析与电子探针分析的主量元素显示出相似的变化趋势.自Dol 1到Dol 3的MgO含量升高,CaO含量降低.MgO/CaO值逐渐均一(图10a).

远矿端各类型白云石的Fe、Mn含量分布范围较大且变化明显(图10b, 10c).3种类型白云石中,Dol 1的Fe、Mn含量最低,范围分别为20.81×10-6~434.75×10-6(平均值为120.89×10-6)、2.11×10-6~96.80×10-6(平均值为10.19×10-6);Dol 2的Fe、Mn含量较高,范围分别为29.95×10-6~1 756.16×10-6(平均值为361.29×10-6)、4.68×10-6~3 272.53×10-6(平均值为56.42×10-6);Dol 3的Fe、Mn含量最高,范围分别为1.98×10-6~2 190.47×10-6(平均值为267.70×10-6)、41.62×10-6~9 234.39×10-6(平均值为316.31×10-6).此外,如图10d的3种类型白云石Fe/Mn比值范围相对稳定,Dol 1、Dol 2的Fe/Mn值基本一致,Dol 3的Fe/Mn略微偏低.

远矿端各类型白云石的Na、Sr和V的含量变化也相对明显.Dol 1的Na含量范围为30.19×10-6~267.2×10-6,平均值为102.87×10-6;Dol 2的Na含量范围为10.09×10-6~297.08×10-6,平均值为107.48×10-6;Dol 3的Na含量范围为4.22×10-6~370.78×10-6,平均值为43.18×10-6,Dol 1和Dol 2的Na含量较高,Dol 3的Na含量较低(图10e).Dol 1的Sr含量范围为38.95×10-6~130.83×10-6,平均值为72.00×10-6;Dol 2的Sr含量范围为13.41×10-6~132.59×10-6,平均值为43.94×10-6;Dol 3的Sr含量范围为11.14×10-6~144.25×10-6,平均值为41.82×10-6,Dol 1~Dol 3,Sr含量有降低的趋势(图10f).此外,Dol 1的V含量范围为0.08×10-6~2.36×10-6,平均值为0.70×10-6;Dol 2的V含量范围为0.08×10-6~16.53×10-6,平均值为1.28×10-6;Dol 3的V含量范围为0.08×10-6~50.91×10-6,平均值为4.64×10-6.Dol 1~Dol 3,V含量有逐渐增加的趋势(图10g).

5.2 REE+Y特征及配分模式

由于奇偶效应,在解释原始稀土元素和钇(REE+Y)数据之前需要进行标准化,本文采用澳大利亚后太古宙页岩(PAAS)标准化(McLennan, 2001),根据LA-ICP-MS分析的结果(表3),得出不同类型白云石的REE+Y配分型式(图11).

本文Ce异常(Ce/Ce*N)采用PAAS标准化,Eu异常(Eu/Eu*N)采用CN标准化(Rieger et al., 2022),结果见表3.为了避免Ce异常对La异常的干扰,选择利用相关图解来判断La的异常程度(Webb and Kamber, 2000)(图11d).

3种类型白云石的REE+Y配分型式整体相对平坦,均显示无Eu正异常(图11a~11c).

Dol 1显示∑REE+Y为3.25×10-6~37.01×10-6,平均7.76×10-6,见LREE亏损.(Ce/Ce*SN为0.14~3.39,平均值为0.62,Ce具有负异常(图11a).(Eu/Eu*CN为0.01~0.97,平均值0.42(图11a),并见La的正异常(图11d).

相对于Dol 1,Dol 2的REE+Y配分型式更加平坦,∑REE+Y分布范围最大,为3.15×10-6~67.58×10-6,平均19.56×10-6,见轻微LREE亏损.(Ce/Ce*SN为0.03~4.96,平均值0.74,可见Ce的负异常至轻微正异常(图11b).(Eu/Eu*CN为0.27~3.06,平均值为0.69(图11b).

Dol 3与Dol 1和Dol 2的配分型式有所不同,呈现MREE富集的“帽型结构”,∑REE+Y为4.11×10-6~40.91×10-6,平均值为20.32×10-6.(Ce/Ce*SN为0.57~1.98,平均值1.98,Ce的异常不明显(图11c),(Eu/Eu*CN为0.12~2.54,平均值为0.45(图11c).可见Dol 3具有明显的La的负异常(图11d).

5.3 C-O同位素和Sr同位素

摆佐组Dol 2的C-O同位素和Sr同位素结果见表4.白云石δ13C V-PDB为-1.50‰~0.50‰,平均为-0.52‰;δ18O V-PDB为-5.9‰~8.8‰,平均为-7.62‰.87Sr/86Sr为0.707 71~0.708 43,平均为0.708 198.

6 讨论

6.1 白云石化阶段划分

以上区分了会泽铅锌矿床远矿端白云石的3种类型:交代型粉晶白云石(Dol 1)、交代型细晶到粗晶白云石(Dol 2)和孔隙充填型白云石胶结物(Dol 3).依据对野外露头、手标本、显微尺度和CL图像中各类型白云石之间穿插、交代关系的厘定,会泽铅锌矿区远矿端摆佐组地层中的白云石化包括3个阶段,对应了以上3种白云石类型:

第1阶段对应形成Dol 1,为粉晶白云石,未见

有更早期的白云石被Dol 1交代,并且Dol 1表现出早阶段白云石化所具有的交代特征(选择性交代泥质、组构保留交代;图6a, 6b),因此将Dol 1划分为区域上最早阶段白云石化作用的产物.

第2阶段对应形成Dol 2,也具有早阶段的组构保留交代特征(图7),并常见Dol 2交代、穿切Dol 1现象(图6c, 6d;图7b~7d),所以Dol 2可能是Dol 1形成不久后,又一次白云石化作用叠加的产物.

第3阶段对应形成Dol 3,该阶段白云石只在白云岩(由Dol 2组成)的孔洞中产出,表现为向开放空间生长并充填开放空间的特征(图8).其晶面未见有交代灰岩、交代早期白云石的现象,因此Dol 3应该为区域内较晚期白云岩孔洞的白云石化流体直接沉淀形成.

6.2 白云石化流体特征及来源

REE3+具有与Ca2+相似的离子半径,与Ca2+和Na+之间呈耦合替代关系,可以进入白云石的晶格(Voigt et al., 2017).此外,REE+Y在流体中主要以微量成分存在,具有较高的碳酸盐矿物-流体分配系数,后期要改变碳酸盐矿物的稀土元素特征需要很高的水岩比(Liu et al., 2019).因此,REE+Y的配分模式可以作为白云石化流体来源及特征的参考依据(Nothdurft et al., 2004).从稀土配分模式来看(图11),3个阶段白云石总体都为平坦型,见均一的LREE亏损,Y/Ho比值均高于球粒陨石(>28)(表3),Dol 3显示弱的MREE富集.整体对比,显示3个阶段白云石化流均为海水来源(Planavsky et al., 2010Chen et al., 2015).碳氧同位素对流体成分、矿物形成温度和成岩过程敏感,因此被广泛用于示踪流体来源和流体-岩石相互作用过程(Hodson et al., 2016).Han et al.(2007)认为方解石偏负的δ13Cv-PDBδ18Ov-PDB反映沉淀碳酸盐的流体存在深部流体(图12);黄智龙等(2004)总结发现沉淀碳酸盐的流体分别来自浅部围岩溶解产生的流体和峨眉山玄武岩岩浆去气的流体.在本次研究中,Dol 2白云石的C-O同位素与围岩同时代的早石炭世(谢尔普霍夫阶)海水的C-O同位素组成一致(Mii, 1996Veizer et al., 1999),表明白云石化流体为海水来源(图12).部分近矿端和远矿端碳酸盐矿物的δ13Cv-PDBδ18Ov-PDB表现出偏负的趋势(图12),可能是白云石在古海平面以下,随着埋深增加或在海水和大气水接触的位置发生了白云石的重结晶作用造成的(Ryan et al., 2021;李文奇等, 2023).除C-O同位素以外,Sr同位素不受压力、温度和微生物过程的影响而发生分馏,也不受成岩作用的影响而发生显著改变,对白云石也具有一定原始沉积特征的指示(Veizer et al., 1999Machel et al., 2004).本次研究揭示的远矿端白云石的Sr同位素组成和摆佐组地层同时代的海水Sr同位素组成(Veizer et al., 1999)基本一致(图13),同样指示了白云石化流体为海水来源.

这种海水来源的白云石化流体在不同的沉淀阶段表现出REE+Y的差异性.研究表明,PAAS标准化后,标准氧化的海水具有均一的LREE亏损、Ce负异常、La正异常以及较高的Y/Ho比.其中,当Y/Ho>80时,表明流体来源于开阔海域;当Y/Ho在33~40时,表明流体来源于近岸或受限海域(Bau et al., 1997Nothdurft et al., 2004).常见稀土元素的异常度可以通过δLa、δCe和δEu来表示,其中Ce (3+, 4+)和Eu (2+, 3+)对氧化还原的条件敏感,当条件发生改变时可以与其他邻近的稀土元素之间发生分馏,因此可以用来约束沉淀碳酸盐流体的氧化还原条件.

第1阶段交代型粉晶白云石(Dol 1)稀土配分曲线平坦,具有明显的LREE亏损、Ce的负异常和La的正异常(图11a),Y/Ho值平均为40.79(表3).这些特征表明,形成该阶段白云石化的流体具有局限的氧化海水特征.结合Dol 1的微量元素分析结果(图11表3),Dol 1表现出低的Fe、Mn含量,这可能是由于碱性的氧化海水中,Fe、Mn含量较少,其仅以氧化物、氢氧化物的形式稳定存在,使白云石化流体中游离的Fe、Mn含量降低所造成的.

第2阶段交代型细晶到粗晶白云石(Dol 2)稀土配分曲线更为平坦,LREE亏损较弱,Ce具有负异常或微弱正异常(图11b),Y/Ho值平均为34.65,反映了弱氧化-氧化的浅部孔隙海水特征(Haley et al., 2004Chen et al., 2015).这可能是因为,在弱氧化环境下,含LREE、Ce物质的Fe、Mn氧化物、氢氧化物等部分分解,同时Ce(4+)被还原,可以造成浅部孔隙海水来源的白云石化流体表现为LREE、Ce的富集特征,同时流体中游离的Fe、Mn含量增加,形成具有较高Fe、Mn含量的Dol 2(图10表3).

与Dol 1和Dol 2明显不同的是,Dol 3的MREE富集,Ce无异常,Y/Ho平均值为45.44(图11c).这种MREE富集的稀土配分模式是孔隙水常呈现的配分形式(Haley et al., 2004Chen et al., 2015;赵彦彦等, 2019).但富集MREE的原因还未确定,可能是由于LREE、HREE分别吸附在Mn和Fe的氢氧化物上,使剩余水体中富集MREE(Chen et al., 2015Zhang et al., 2016);也可能是吸附MREE的Fe-Mn氢氧化物在弱氧化-还原的孔隙水中发生还原溶解,MREE被释放到孔隙水中使还原环境的深部孔隙流体具有MREE富集型特征(Haley et al., 2004;Chen et al., 2015);还可能是由于第2阶段白云石化流体消耗了较多的Fe和Mn元素和轻重稀土元素,使残余的孔隙流体富集MREE.Dol 3以晶体充填第2阶段白云岩孔洞形式产出,Fe含量高于第1阶段,低于第2阶段,Mn在3个阶段白云石中含量最高(图10表3),综上第3阶段白云石化流体为成岩后弱氧化-还原的富Mn孔隙海水.

6.3 会泽矿区摆佐组远矿端白云石成因

结合3个阶段白云石岩相学的研究,Dol 2白云石交代了Dol 1 白云石,Dol 3白云石在成岩作用后充填白云岩孔洞.从Dol 1到Dol 3,白云石MgO/CaO比值随着白云石化作用的进行,表现出逐渐均一的特征;白云石的REE+Y,C同位素和O同位素,以及Sr同位素证据均表明沉淀白云石的流体为早石炭世海水来源,这种海水来源的白云石化流体中稀土元素的Ce, Eu, La异常特征以及Fe和Mn含量的变化显示出白云石化流体从氧化→弱氧化→相对还原的变化趋势.因此,笔者推断会泽矿区远矿端摆佐组白云石是早石炭世海水在氧化条件、弱氧化条件、相对还原的条件下依次沉淀并结晶的产物(表5).3个阶段白云石的成因如下.

6.3.1 交代型粉晶白云石(Dol 1)

Dol 1交代型粉晶白云石,白云石Na和Sr含量高,Fe、Mn含量和Mg/Ca比值低,稀土元素特征显示白云石化流体为局限氧化的海水,交代了灰岩中的泥晶和泥粒,粒度较细,具有选择性交代、组构保留交代特征,反映该白云石形成于早期、低温的近地表环境中(Machel et al., 2004Stacey et al., 2021).该类型白云石的粒度与渗透回流模式成因白云石粒度范围一致(参考Cai et al., 2021,表4);Warren(2000)Cai et al.(2021)总结出半干旱、较高蒸发和较高盐度的环境中,形成的白云石具有较高的Sr和Na含量,和较低的Fe和Mn含量特征;此外,灰岩围岩中常见自形双锥石英与白云石伴生(图5d, 图6b),这种双锥状石英也常见于含膏盐的碳酸盐岩地层中(Chafetz and Zhang, 1998Zhuang et al., 2023).因此,笔者推断Dol 1白云石可能为准同生渗透回流白云石化成因.

早石炭世,会泽矿区位在低纬度赤道附近,其北部为上扬子古陆,西部为滇中古陆,研究区处在两片古陆之间的滇东陆表海中,位于局限台地相潮坪亚相与滩间亚相之间的潟湖亚相(柳贺昌和林文达, 1999;孙琦森, 2017).矿区东北至西南方向均存在海底高地,适宜的环境加上有利的地形使得海底高地上部堆积浅滩沉积,这种情况使得矿区内部环境变得更加封闭,形成具有高盐度浓缩海水的潟湖环境,使得珊瑚等生物绝迹,只有藻类与腕足类生物生长(柳贺昌和林文达, 1999;孙琦森, 2017),该环境为近地表渗透回流白云石化作用的发生提供了前提条件.

6.3.2 交代型细晶-粗晶白云石(Dol 2)

Dol 2交代型细晶到粗晶白云石,白云石Na和Sr含量较高,Fe、Mn含量较低,稀土元素特征显示白云石化流体为氧化到弱氧化的浅部孔隙海水.此外,该类型白云石在浸染状、条带状白云质灰岩和块状白云岩中均有分布;而这种发育Dol 2白云石的白云质灰岩普遍存在于摆佐组整个白云石化层段,从产状上与白云岩互层产出,二者之间具有非截然的过渡状态,白云石局部保留原岩组构特征,与高温状态下形成的组构破坏性白云石存在明显差异,其沉淀于低温、较早的成岩环境(Warren, 2000Machel et al., 2004;Stacey et al., 2021).微量元素及岩相学均表明此类白云石也具有近地表渗透回流的成因特征(Hou et al., 2016Cai et al., 2021).

但是,相较于Dol1,Dol 2白云石的Na、Sr含量更低,Fe、Mn含量更高;随着白云石晶体尺寸增加,晶体非平面接触增多,具有自形到半自形逐渐过渡到他形不等粒镶嵌状白云石集合体的趋势,这种晶体尺寸增大以及非平面晶体界面增加的结构变化,是白云石经历重结晶作用的特征(白璇等,2022;Ryan et al., 2022);CL也显示,镶嵌状排列的Dol 2晶面具有斑驳状暗红色发光,同时晶体内核(较老部分)出现具有和发光边缘(较新部分)相似CL特征的亮红色斑点,这也是白云石经历重结晶作用的重要证据(Kaczmarek and Sibley, 2014Guo et al., 2020);据前人报道,会泽矿区中的部分碳酸盐矿物δ18Ov-PDBδ13Cv-PDB表现出相较于围岩同时代的海水偏负的特征,结合本次的研究,笔者认为这也是由于Dol 2白云石在埋藏过程中重结晶作用造成的.

结合以上认识,笔者认为Dol 2是近地表过渡到浅埋藏环境时,通过渗透回流白云石化模式形成,并在浅埋藏期经历重结晶作用改造,从而表现出紧密镶嵌状的埋藏成因白云石特征(Lukoczki et al., 2019;乔占峰等, 2023),分布在摆佐组由白云质灰岩、白云岩构成的整个白云石化层段.

6.3.3 孔隙充填型白云石胶结物(Dol 3)

Dol 3孔隙充填型白云石胶结物,表现向开放空间生长并充填开放空间的特征,白云石化流体为还原环境下的富Mn深部孔隙海水或孔隙中残余的白云石化流体,CL下整体表现为暗红色和亮红色两种环带交替发光,表明在埋藏成岩环境中发生了白云石递进生长或再结晶.Dol 3形成于成岩作用晚期深埋藏阶段,可能是由强烈的成岩作用和深埋藏阶段上升的地热温度控制Dol 3 的形成,在封闭还原环境下残留孔隙水重结晶形成的中-粗晶胶结物,反映白云岩孔隙内部存在温度升高和流体组分盐化的过程(Du et al., 2018Huang et al., 2023).

6.4 会泽矿区摆佐组白云石化过程

会泽矿区摆佐组白云石化可以分为早期渗透回流白云石化作用(Dol 1)、渗透回流白云石化作用叠加重结晶作用(Dol 2)和随后的孔隙白云石化流体沉淀(Dol 3)3个过程.根据形成环境可以划分为:近地表、近地表-浅埋藏、深埋藏3个阶段.

6.4.1 近地表环境

早石炭世,会泽矿区所在区域位于低纬度赤道附近的陆表海台地,沉积环境处于潮坪亚相与滩间亚相之间的潟湖亚相;矿区现今东北至西南方向仍存在海底高地上部堆积浅滩沉积的地层序列,这种潟湖亚相使矿区摆佐组地层沉积的内部环境变得更加封闭,成为具有高盐度浓缩海水的潟湖环境(柳贺昌和林文达, 1999;孙琦森, 2017).随着海平面降低,低纬度干热-温湿的气候下,表层氧化环境的海水逐渐蒸发形成的局限氧化的流体,在重力驱动下,下渗到高孔隙度的浅滩相沉积物中,交代灰岩前驱体(主要是泥晶物质),发生渗透回流白云石化作用,形成区域上较少分布的浸染状、条带状-薄层状Dol 1.

6.4.2 近地表-浅埋藏环境

伴随早石炭世海侵作用,海平面升高,本区域白云石化作用发生的位置由海水-沉积物接触附近的富氧环境,转变为较深部的沉积位置,接近于孔隙水体的氧化还原界面附近.氧化-弱氧化的浅部孔隙海水作为白云石化流体进一步发生渗透回流白云石化作用,交代灰岩并叠加生长在Dol 1白云石之上,形成区域上大面积浸染状-条带状分布的Dol 2.但这种近地表环境中形成的白云石是亚稳态的,在后期埋藏过程中由于温度和压力的升高、流体成分的变化,很容易发生重结晶(Machel et al., 2004Kaczmarek and Thornton, 2017Lukoczki et al., 2019).进入浅埋藏环境时,先前近地表环境形成的亚稳态富钙白云石开始进入重结晶作用改造时期,随着重结晶程度的提高,Dol 1、Dol 2的粒度增加,非平面晶体界面数量增加,Mg/Ca值升高,白云石稳定性增加.原形成的细晶到中晶、自形到半自形的白云石在重结晶过程中改造成为中晶-粗晶、半自形-他形并紧密镶嵌排列的白云石.经历成岩期重结晶作用以后,形成了具有埋藏白云石化特征的、紧密镶嵌的条带状白云质灰岩和块状白云岩,并在白云岩中保留或(和)新形成孔隙.

6.4.3 深埋藏环境

随着埋藏深度的增加,进入到晚成岩期,重结晶后的白云岩保留或(和)新形成的岩石中的孔隙中,白云石化流体为还原环境下的富Mn深部孔隙海水或残余的还原性富Mn白云石化流体,在孔隙中沉淀了稳定的第3期白云石胶结物,形成矿区内在孔隙中充填的第3期干净明亮的Dol 3.

6.5 对近矿端块状白云石成因的启示

本次研究,从岩相学、C-O同位素、Sr同位素、稀土及微量元素特征等证据上,表明会泽矿区远矿端摆佐组地层中的白云石是早石炭世海水经历了近地表和浅埋藏环境的渗透回流作用、浅埋藏重结晶作用、深埋藏孔隙充填作用后形成的,与前人提出的近矿段白云石为热液白云石成因的认识不同(Zhang et al.,2017).事实上,近矿端白云石与远矿端白云石Dol 2具有相似的岩石学和地球化学特征.在近矿端,白云岩孔洞发育,主体由中晶到粗晶、自形到他形镶嵌状白云石集合体组成(图14),并见后期的缝合线穿切(崔广申等, 2023;Tan et al., 2023).

在C-O同位素组成上,近矿端白云石(白云岩)的δ13CV-PDB范围为-4.62‰~2.10‰,平均值为-0.59‰;δ18OV-PDB范围为-12.02‰~2.92‰,平均值为-7.87‰(陈士杰等, 1984;周朝宪, 1998;柳贺昌和林文达, 1999;胡耀国, 2000;黄智龙等, 2004;Li et al., 2007Han et al., 2007;史显文等, 2021),与远矿端白云石(白云岩)重叠,基本落在海相碳酸盐岩范围之内,且与早石炭世海水范围基本一致(图12).在稀土元素组成上,近矿端的围岩中、围岩与矿石接触带以及矿石中的白云石,其稀土元素与远矿端的Dol 1、Dol 2相比,显示出一致的稀土配分模式和相似的Ce、Eu异常,即稀土配分模式相对平坦,具有LREE弱-轻微亏损,Ce负异常-弱负异常、Eu负异常的特征(图11a,11b;图15).这表明近矿端白云石化流体与本次研究的远矿端Dol 1和Dol 2的来源和成因相似,为氧化-弱氧化的孔隙海水.

因此,从岩相学和地球化学,笔者推测近矿端和远矿端的块状白云石具有相似的成因机制,即,氧化-弱氧化的海水作为白云石化流体交代既存白云质灰岩和灰岩,并在浅埋藏阶段经历重结晶作用,是近地表白云石化和浅埋藏环境重结晶作用共同的结果.

尽管如此,这些在成岩前形成,成岩埋藏期经历重结晶作用的块状白云岩,可能会经历热液流体的改造.例如,崔广申等(2023)报道闪锌矿接触部分的白云石,CL下由暗红色变为亮红色,且具有溶蚀特征,显示白云石被热液流体交代改造.经过本次文章中的对比研究,显示:(1)与远矿端白云石相比,近矿端白云石一部分的FeO(%)和远矿端相同,具有较低的FeO(%);一部分FeO(%)较高,与远矿端存在明显差异(图9),且从远矿端白云石到近矿端白云石,越靠近矿体的位置,Fe、Mn含量表现出升高的趋势;(2)近矿端的白云石Sr含量与远矿端白云石相似,而Zn含量与远矿端白云石相比较低(图10);(3)与远矿端白云石相比,近矿端白云石的87Sr/86Sr相比同时期海水和远矿端未蚀变的白云石高(图13).Fe和Mn在靠近矿体的位置升高,是因为存在热液流体的改造(Li et al., 2021);而近矿端白云石87Sr/86Sr与同时期海水(Veizer et al., 1999)和未蚀变的白云石相比(Li et al., 2007)更高,也暗示近矿端白云石可能经历了热液流体的改造.尽管Tan et al. (2023)提出弱酸性的铅锌成矿流体和近矿端的白云石存在流体-岩石相互作用,造成白云石中Zn含量的升高,但是与本次研究的远矿端白云石相比,近矿端白云石的Zn含量明显较低(图10i),所以铅锌成矿流体对近矿端白云石化金属元素含量造成影响程度是有限的.所以,笔者推断在铅锌赋矿位置,摆佐组成岩期/成岩埋藏期的白云石可能局部经历了热液流体的改造.

7 结论

(1)会泽铅锌矿区摆佐组白云岩与白云质灰岩以互层或夹层形式出现,两者之间渐变过渡产出.白云石化作用基本发育在整个地层中,白云石在浸染状、条带状白云质灰岩和块状白云岩中产出.

(2)会泽矿区远矿端摆佐组的白云石至少可分为3种类型,对应3个白云石化阶段.其中:(1)交代型粉晶白云石(Dol 1),该阶段白云石分布较少,只在浸染状、条带状白云质灰岩中产出,在层状白云岩中未产出或保留,具有选择性交代泥质,组构保留交代特征;(2)交代型细晶到粗晶白云石(Dol 2),交代灰岩和第1阶段的泥晶和细晶白云石,具有组构保留交代特征,该阶段白云石普遍经历重结晶作用改造,形成紧密镶嵌排列的白云石集合体,是块状白云岩的主要组成部分,在浸染状、条带状白云质灰岩中也有产出,普遍存在于摆佐组整个白云石化层段;(3)孔隙充填型白云石胶结物(Dol 3),晶面中未见交代或溶蚀现象,在白云岩的孔隙内产出,向开放空间生长并表现充填开放空间的特征,是白云岩孔隙中白云石化流体直接沉淀形成.

(3)Dol 1形成于近地表环境,由表层局限的氧化海水经渗透回流白云石化模式形成,随后进入近地表-浅埋藏环境的转化环境,此时氧化-弱氧化的浅部孔隙海水经渗透回流白云石化模式形成Dol 2;在浅埋藏期,白云石经历重结晶作用改造形成粗晶白云岩;最后在深埋藏环境粗晶白云岩的孔隙中沉淀Dol 3.

(4)近矿端块状白云石与远矿端Dol 2具有相似的成因机制,是成岩前浅埋藏阶段和成岩埋藏期重结晶作用改造共同的结果,局部近矿端白云石可能经历了热液流体的改造.

参考文献

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基金资助

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中国地质调查局地质调查项目(DD20243512)

国家重点研发计划项目(2022YFF0800903)

国家自然科学基金项目(92162322)

国家自然科学基金项目(42261144669)

国家自然科学基金项目(42302107)

国家自然科学基金项目(41922022)

国家自然科学基金项目(42003036)

国家资助博士后研究人员计划项目(GZC20232489)

第二次青藏高原科学考察与研究项目(2021QZKK0304)

云南省兴滇英才青年项目(XDYCQNRC-2022-0136)

国际地学对比计划项目(IGCP-662)

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