大兴安岭南段1118高地银多金属矿床闪锌矿微量元素组成：对矿床成因的制约

摘要

内蒙古西乌珠穆沁旗1118高地银多金属矿床为大兴安岭南段西坡新发现的一处大型Ag-Pb-Zn-Cu-Sn矿床。矿床的矿体主要赋存于上侏罗统满克头鄂博组凝灰质砂岩中的NW向断裂带内，部分矿体赋存于满克头鄂博组与石炭纪蛇纹石化斜辉橄榄岩接触部位。该矿床的成矿过程可以划分为铜银硫化物和锡石阶段（Ⅰ阶段）、铜银锌硫化物阶段（Ⅱ阶段）和铅锌银硫化物阶段（Ⅲ阶段）。本文在矿床地质研究基础上，利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪（laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry, LA-ICP-MS）对不同阶段闪锌矿进行原位微区微量元素组成和元素面扫分析，以揭示闪锌矿微量元素组成特征和赋存机制，进而探讨矿床成因。研究发现，1118高地矿床闪锌矿以富集Fe、Cu、Cd、Mn、In、Ag和Sn元素，贫Ga、Ge、As、Se和Tl等元素为特征，各元素均与Zn呈平行分布的平缓剥蚀曲线，暗示它们以类质同象或纳米级包体形式赋存为主，部分Sn、Cu、Ag、Pb、Sb和Bi的剥蚀曲线呈异常峰，暗示它们还以显微包体的形式赋存。元素相关性分析显示，Fe和Cd均与Zn呈强负相关，表明二者主要以二价态直接替换Zn,置换方式为Zn²⁺↔(Fe²⁺,Cd²⁺);Mn与Fe呈负相关，暗示二者呈竞争关系置换Zn,置换方式为Zn²⁺↔(Fe²⁺/Mn²⁺);Cu主要以Cu⁺耦合其他元素组合置换Zn。Cu除与Cd和In呈中等相关外，还与Ga、Ge、Ag、Sn、Bi和Pb等呈正相关，而Cd与Ga、Ge、Ag、Sn、Bi和Pb均呈负相关，指示置换方式存在两个独立系列：Sn系列(Sn-Ag-（Mn）-Sb-Ga-Bi-Pb)和In系列（In-Cd）,前者置换方式主要为（2x+4y）Zn²⁺↔（x+2y）(Ag⁺,Cu⁺)+xGa³⁺+ySn⁴⁺,后者置换方式主要为3Zn²⁺(Fe²⁺)↔Cu⁺+Cd²⁺+In³⁺,Cu在上述两系列元素进入闪锌矿晶格均起到电价平衡作用。主成分分析结合面扫分析表明，各组微量元素进入闪锌矿晶格的活度受流体浓度和温度控制，由早阶段至晚阶段或由靠近热源中心至远离热源中心，大部分微量元素含量呈降低趋势，指示成矿温度逐渐减低，元素置换形式依次为Sn系列、In系列和Zn系列（元素置换弱）,因此闪锌矿微量元素分析可作为成矿过程分析和找矿靶区定位的有效工具。1118高地矿床闪锌矿微量元素组成特征与浅成低温热型矿床接近，明显区别于MVT型（mississippi valley-type）、SEDEX型（sedimentary exhalative）、VMS型（volcanic-associated massive sulfide）和夕卡岩型矿床，结合矿床地质特征认为1118高地银多金属矿床为中硫化浅成低温液型矿床。

关键词

大兴安岭南段 / 1118高地银多金属矿床 / 闪锌矿微量元素 / 中硫化浅成低温热液型矿床