Rb-Sr Isotope ages and fluid inclusion characteristics of Pb-Zn deposit and their prospecting significance in Panshi-Panxin region, eastern Guizhou Province
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摘要:
黔东盘石—盘信地区铅锌矿床位于雪峰山西缘，扬子地块与江南造山带的结合部位，是黔东地区比较典型的铅锌矿床。对该区铅锌矿床成矿期闪锌矿进行Rb-Sr等时线法定年，获得成矿年龄为486±3 Ma（MSWD=1.2），（87Sr/86Sr）i值为0.70918±0.00002。成矿期方解石的流体包裹体岩相学、显微测温及成分分析表明，该区流体包裹体以富液的气液两相包裹体为主，均一温度为277℃，包裹体气相成分以CO2、H2O为主，个别还含有少量CH4，液相成分以Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-为主，少量K+、SO42-。综合研究表明：本区矿床形成于晚寒武世末—早奥陶世初，晚于赋矿地层寒武系第二统清虚洞组，属于后生成矿。闪锌矿（87Sr/86Sr）i值高于赋矿围岩，与早寒武世海水的87Sr/86Sr值相近，结合区域地层含矿性分析，推测成矿物质可能来源于下伏寒武系牛蹄塘组黑色岩系；成矿流体为中低温热卤水成因，可能还混有其他热液来源，Pb、Zn元素在成矿流体中以氯化物形式迁移的可能性较大。
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关键词:
- Rb-Sr等时线年龄 /
- 流体包裹体 /
- 铅锌矿床 /
- 盘石—盘信地区 /
- 贵州
Abstract:The Pb-Zn deposit in Panshi-Panxin area, located on the Western margin of Xuefeng Mountain and the junction of Yangtze block and Jiangnan orogenic belt, is relatively a typical one in Songtao area, East Guizhou.The Rb-Sr isochronal dating on sphalerite of main metallogenic period yields an age of 486±3 Ma(MSWD=1.2) and (87Sr/86Sr)i=0.70918±0.00002.The results of petrography, microthermometer and composition analysis on fluid inclusion in calcite show that the liquid-rich liquid-vapor-type fluid inclusions are the primary ones with a homogenization temperature of 277.23℃, and vapor phases are dominated by CO2 and H2O, with minor CH4 present in individual fluid inclusion, and the ionic compositions are dominated by Na+, Ca2+, Mg2+, Cl- and minor K+and SO42-.The comprehensive studies show that the Pb-Zn deposit of this area was formed in the Late Cambrian to Early Ordovician, later than the country rock of Cambrian Second Series Qingxudong Formation, and indicate a genesis of epigenetic deposit.The(87Sr/86Sr)i of sphalerite is higher than the wall rock, similar to the 87Sr/86Sr ratio of Early Cambrian seawater.Based on the analysis of the ore-bearing potential of the regional strata, it is speculated that the metallogenic material is derived from the Cambrian Niutitang Formation black shale series.The ore-forming fluid is of medium and low temperature hot brine origin and may be mixed with other hydrothermal sources.It is more likely that Pb and Zn migrated in the ore-forming fluid in the form of chloride.
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Keywords:
- Rb-Sr isotope age /
- fluid inclusion /
- Pb-Zn deposits /
- Panshi-Panxin region /
- Guizhou Province
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致谢: 在野外调查、资料收集及整理过程中，贵州省地矿局103地质大队潘文总工程师、蒋天锐研究员、袁良军研究员、左勇硕士、杨俊华助理工程师、雷永昌高级工程师及田莉萍高级工程师，中国地质大学(武汉)张国印硕士等给予了大力帮助；在实验测试中，中国地质大学(武汉)流体地质学实验室、武汉地质调查中心实验室的相关老师付出了辛勤劳动；在论文撰写及成稿过程中，中国地质大学(武汉)孙华山老师提出了许多宝贵意见及建议，对本文全程指导；此外还得到中国地质大学(武汉)姚书振、丁振举和皮道会老师的帮助，在此一并感谢。
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图 1 黔东盘石—盘信地区地质简图(据参考文献[3]修改)
S—志留系；O—奥陶系；∈3-4—寒武系第三统-芙蓉统；∈1-2—寒武系纽芬兰统-第二统；Z—震旦系；Qbbx—青白口系板溪群；1—背斜轴；2—铅锌矿点；3—取样位置；4—研究区
Figure 1. Simplified geological map of the Panshi-Panxin region, Eastern Guizhou
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图 2 盘石嗅脑铅锌矿床清虚洞组含矿藻灰岩野外(a)及镜下(b, 反射光10×10)照片
Cal—方解石；Sph—闪锌矿；Gal—方铅矿；Py—黄铁矿
Figure 2. Field(a) and microscopic(b) photos of ore-bearing algal limestone of Qingxudong Formation in the Panshi Xiunao Pb-Zn deposit
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图 3 盘石嗅脑铅锌矿床10号勘探线剖面简图
∈2q2-2—清虚洞组第二段第二亚段；∈2q2-1—清虚洞组第二段第一亚段；∈2q1—清虚洞组第一段；1—灰岩；2—泥灰岩；3—豹皮状灰岩；4—藻灰岩；5—断层；6—矿(化)体；7—钻孔及编号
Figure 3. Geological section of the No.10 exploratory line of Panshi Xiunao Pb-Zn deposit
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图 4 盘信团塘-老屋场铅锌矿点浸染状铅锌矿照片
Figure 4. The photos of disseminated Pb-Zn ores in the Tuantang-Laowuchang Pb-Zn deposit of Panxin
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图 5 盘石—盘信地区铅锌矿床闪锌矿Rb-Sr同位素等时线
Figure 5. Rb-Sr isochron of sphalerites from the Panshi-Panxin Pb-Zn deposit
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图 6 盘石—盘信地区铅锌矿床方解石流体包裹体显微镜下特征
a—LT-2原生气液包裹体；b—LT-3原生气液包裹体
Figure 6. Microscopic photos of fluid inclusions in calcite from the Panshi and Panxin Pb-Zn deposit
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图 7 盘石—盘信地区铅锌矿床方解石流体包裹体均一温度直方图
Figure 7. Homogenization temperature histogram of fluid inclusions in calcite from the Panshi and Panxin Pb-Zn deposit
表 1 盘石—盘信地区铅锌矿床闪锌矿Rb、Sr同位素分析结果
Table 1 Rb-Sr dating data of sphalerites from the Panshi-Panxin Pb-Zn deposit
样号 样品名称 Rb/10-6 Sr/10-6 87Rb/86Sr 87Sr/86Sr(1σ) PS-1 闪锌矿 0.1157 1.416 0.2357 0.71079±0.00003 PS-2 闪锌矿 0.1677 0.8443 0.573 0.71318±0.00004 PS-3 闪锌矿 0.1284 1.074 0.345 0.71159±0.00002 PS-4 闪锌矿 0.0881 0.4607 0.5516 0.71300±0.00004 PS-5 闪锌矿 0.1681 0.6278 0.7725 0.71451±0.00005 PS-7 闪锌矿 0.09389 0.643 0.4211 0.71211±0.00002 PS-13 闪锌矿 0.1381 1.399 0.2846 0.71114±0.00002 
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表 2 盘石—盘信地区铅锌矿床方解石的流体包裹体岩相学特征及均一温度
Table 2 Petrographic characteristics and homogenization temperature of fluid inclusions calcite from the Panshi and Panxin Pb-Zn deposit
样号 取样位置 层位 包裹体类型 包裹体形态 大小
/μm测温
个数气液比
/%均一温度/℃ LT-1 盘石嗅脑 ∈2q2-2 气液包裹体 近椭圆-椭圆形 4~10 16 5~20 304.53 LT-2 盘石嗅脑 ∈2q2-2 气液包裹体 近椭圆-近方形 4~8 18 5~15 267.56 LT-3 盘信团塘 ∈2q2-2 气液包裹体 近椭圆-近方形 4~8 16 3~15 280.92 LT-4 盘信团塘 ∈2q2-2 气液包裹体 近椭圆-近方形 3~6 14 5~10 260.29 LT-6 盘信团塘 ∈2q2-2 气液包裹体 近椭圆-长条形 4~10 16 5~20 246.13 LT-7 盘信团塘 ∈2q2-2 气液包裹体 近方形 3~4 10 5~20 276.80 LT-8 盘信老屋场 ∈2q2-2 气液包裹体 近椭圆-长条形 2~6 10 5~20 255.20 LT-15 盘石嗅脑 ∈2q2-2 气液包裹体 近椭圆-长条形 4~12 15 5~15 284.64 注：∈2q2-2—清虚洞组第二段第二亚段
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表 3 盘石—盘信地区铅锌矿床方解石流体包裹体组成
Table 3 Gas-phase composition of fluid inclusions in calcite from the Panshi and Panxin Pb-Zn deposit
10-6 样号 取样位置 H2O CO2 CO CH4 H2 K+ Na+ Ca2+ Mg2+ Li+ F- Cl- SO42- Br- LT-1 盘石嗅脑 75.51 39.96 ≤0.01 1.13 ≤0.01 0.12 7.72 30.62 0.97 ≤0.01 ≤0.01 14.64 0.04 ≤0.01 LT-2 盘石嗅脑 106.15 64.14 ≤0.01 0.09 ≤0.01 0.98 12.11 14.55 0.65 0.02 ≤0.01 28.75 0.69 0.02 LT-4 盘信团塘 72.76 37.79 ≤0.01 25.78 ≤0.01 1.21 9.06 11.38 6.97 0.05 ≤0.01 25.41 0.04 0.02 LT-8 盘信老屋场 54.26 23.19 ≤0.01 1.56 ≤0.01 ≤0.01 1.80 15.03 0.74 0.03 ≤0.01 3.93 0.39 ≤0.01 LT-15 盘石嗅脑 51.66 21.14 ≤0.01 ≤0.01 ≤0.01 ≤0.01 1.85 18.12 2.10 ≤0.01 0.04 4.69 2.62 0.06
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表 4 盘石—盘信地区铅锌矿床方解石的流体包裹体特征成分比值
Table 4 Composition ratio of fluid inclusion in calcite from the Panshi and Panxin Pb-Zn deposit
样号 Na+/K+ Na+/Ca2+ Na+/Ca2++ Mg2+ F-/Cl- LT-1 64.33 0.25 0.24 极低 LT-2 12.36 0.83 0.80 极低 LT-4 7.49 0.80 0.49 极低 LT-8 - 0.12 0.11 极低 LT-15 - 0.10 0.09 0.01
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