论文部分内容阅读
秦岭大巴山毒重石成矿带西起陕西西乡富水河,向南东经陕西紫阳、四川城口,进入湖北竹溪、竹山一带,全长达300余公里,已发现毒重石或毒重石-重晶石矿床(点)40余处,是现今世界范围内唯一的毒重石成矿带。本文选择产自下寒武鲁家坪组黑色硅质岩系中的紫阳瓦庙、城口堋口湾毒重石矿床和产自下志留大贵坪组硅质建造中的安康地区毒重石矿床作为研究对象,通过岩相学、元素和同位素地球化学研究,建立了毒重石矿床的成矿模式。紫阳瓦庙和城口堋口湾毒重石矿石呈灰黑色,矿物组成主要为毒重石和钡解石,含大量黑色有机质,矿石结构主要为粒状结构,微晶结构和晶簇状结构(前人称为玫花瓣状结构)等。安康地区毒重石矿石呈白色或灰白色,矿石组成主要为毒重石和毒重石,矿石结构主要为粒状结构。紫阳瓦庙和城口堋口湾地区的灰黑色毒重石矿石较安康地区白色或灰白色毒重石矿石而言,有较高的V、U、Mo含量,较高的U/Th和V/(V+Cr)比值,和相较低的(U+V)/(U+V+Mo)比值,指示寒武纪紫阳瓦庙和城口堋口湾地区毒重石矿床的沉积环境极其还原环境,而下志留纪安康地区毒重石矿床的沉积环境则为还原—缺氧环境,并且没有H2S的参与。紫阳瓦庙和城口堋口湾灰黑色毒重石Sr的同位素87Sr/86Sr比值(0.708278-0.708714),明显低于同期寒武纪海水Sr的87Sr/86Sr比值(0.709)毒重石的Sr主要来源于下伏地层中贫放射性Sr的火山物质和沉积物。而安康地区白色毒重石Sr的同位素87Sr/86Sr比值(0.708240-0.708981)则高于同期志留纪海水的Sr的87Sr/86Sr比值(0.707),表明毒重石的Sr主要来源于下伏地层中火山物质和沉积物中相对同期海水中高87Sr/86Sr比值的Sr。紫阳瓦庙、城口堋口湾和安康地区的C同位素值分布在-11.8‰～-19.8‰直接,平均为-15‰左右,位于海相沉积物中有机碳的δ13CPDB值为-10‰--30‰内,表明毒重石中CO32-是有机质通过氧化作用或脱羧基(生物有机质降解)作用提供的δ13C(<-29‰)与同期海水(δ13C为0%0左右)混染后形成的HCO3-或CO32-离子所提供的。因此我们建立了以下“热液”成矿模式(简要)：早期成岩阶段正常海水沿同生断裂下渗,遇到海底热源加热后上涌,萃取下伏地层中火山物质或沉积物质,加上深海物质和海水中的Ba2+生成富含Ba2+的成矿热液。成矿热液沿同生断裂通道迅速上涌,喷出海底,先与海水中SO42-离子聚集形成重晶石(BaSO4)沉淀并覆盖在热液通道之上,形成一个较封闭还原缺氧的成岩环境,耗尽SO42-离子后,与海水中经生物有机质降解或氧化提供富含12C的HCO3-或CO32-离子聚集,最终形成毒重石矿体。