庐枞盆地西湾铅锌矿床黄铁矿微量元素组成特征及成矿启示

摘要

黄铁矿作为铅锌矿床中最常见的金属硫化物之一，是铅锌矿床形成过程中的贯通性矿物，其矿物学与地球化学特征可探究成矿作用过程，进而探讨矿床成因。庐枞盆地是长江中下游多金属成矿带的重要组成部分，近年来在其北缘新发现了可达大型规模的西湾铅锌矿床。虽然前人对西湾铅锌矿床已开展了相关的研究，但对与成矿关系密切的黄铁矿化学组成及其成因等方面的研究还较为薄弱。本研究首次利用偏反光显微镜与激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）对该矿床多类黄铁矿开展研究，揭示黄铁矿微量元素组成特征和替换机制，进一步探讨矿床成因。结果显示，根据晶体形态及矿物组合特征将黄铁矿分为成矿前与成矿期两期。成矿前黄铁矿主要呈半自形-它形粒状结构，粒径为10～50μm,可见多个细小颗粒组成粒状集合体，其特征元素主要为Cu、Ag、As、Pb、Sb;而成矿期黄铁矿主要呈自形-半自形粒状结构，粒径大于200μm,通常和方铅矿、闪锌矿组合，呈脉状的形式产出于灰岩裂隙中，其特征元素主要为Mn、Co、Ni、Zn、Cs、Cd、In、Sn。黄铁矿中微量元素替代机制主要为单元素和多元素耦合替代，其中单元素替代机制主要有Co²⁺?Fe²⁺、Ni²⁺?Fe²⁺、Pb²⁺?Fe²⁺,多元素耦合替代机制主要有As³⁺+Ag⁺?2Fe²⁺、（Tl⁺+Cu⁺+Ag⁺）+(Sb³⁺,As³⁺)?3Fe²⁺,此外，还有部分Pb、Zn、As以方铅矿、闪锌矿和砷黄铁矿等微小包裹体的形式存在于黄铁矿晶体中。黄铁矿中Co、Ni、As、Cu、Mn、Ge、Ag等微量元素组成特征与矽卡岩型铅锌矿床类似，结合前人研究成果，认为西湾铅锌矿床属于远源矽卡岩型矿床。

关键词

西湾铅锌矿床 / 黄铁矿 / 微量元素组成 / 元素替代机制 / 矿床成因

基金资助

国家自然科学基金项目(41963001,42062006);; 中国博士后科学基金项目(2018M642582)