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云南富乐铅锌矿床位于扬子地台西南缘、川滇黔多金属成矿带南东部,是川滇黔MVT型铅锌成矿域中代表性大型铅锌矿床,赋矿层位为二叠统阳新组白云岩夹灰岩,为川滇黔地区已知铅锌矿床赋矿最新地层,其矿体与峨眉山玄武岩最近距离不到50m。本文通过野外地质调查,对该矿床的成矿地质特征、成矿流体、硫化物原位微量元素和硫同位素组成等开展了一系列地质地球化学研究,并综合前人研究成果,探讨其成矿规律,以认识成矿物质来源与成因类型,并建立了相关成矿模式,总结出找矿远景区并提炼找矿标志。取得以下主要认识: 1.区域地层从石炭系→二叠系→峨眉山玄武岩,成矿元素逐渐富集,特别是Pb、Zn、Cu和Ni的富集特征明显,且成矿元素含量在岩性交接带以及构造发育带异常明显,作为区域内主要赋矿地层-二叠系阳新组,其中Pb、Zn等成矿元素含量相对较低,暗示阳新组并非区域内主要的成矿物质来源。此外,区域地层均表现为轻稀土富集的右倾型,大部分为Eu和Ce的负异常,石炭系马平组、下二叠梁山组及二叠系峨眉山组稀土总量分别为13.05×10-6、33.43×10-6及258.03×10-6,其中二叠统地层稀土含量与富乐铅锌矿的稀土总量接近,但其他稀土元素特征参数(LR/HR等)差异明显,可能暗示富乐铅锌矿床成矿物质并非源自石炭系-二叠系地层,其主要物源可能为深部的基底地层; 2.首次在该矿床内发现镍矿物,包括方硫镍矿、硫镍矿和针镍矿,该类矿物呈团斑状不均匀分布于方解石脉中,形成略晚于闪锌矿和方铅矿,应为同一成矿阶段产物。此外,矿石中发现大量铜矿物,包括黄铜矿、锌砷黝铜矿、黝铜矿和孔雀石,这些铜矿物多呈他形细脉状交代早期铅锌矿物,其形成明显晚于铅锌矿物。这两类矿物的发现为认识峨眉山玄武岩与铅锌矿化关系提供了新证据。 3.矿床中闪锌矿以富集Cd、Ge贫Fe、Mn、In等元素为特征,与SEDEX型矿床差异明显,而与典型MVT型矿床及川滇黔其他铅锌矿床类似;方铅矿富集Sb、Tl、Cd,贫Bi和Ag等元素,Ge含量极低,不同于SEDEX型矿床,与川滇黔地区铅锌矿床中方铅矿微量元素组成一致;黄铁矿富含Ni、Cu、As和Sb,局部富集Cd、Pb、Zn等元素,而贫Co、Mn、Ge、In元素,具沉积成因特征; 4.该矿床闪锌矿中包裹体以富液相为主,气液比值较低(g/L=5%~40%),显微测温获得成矿流体均一温度主要分布在120~160℃和180~210℃两个区间,盐度分布在4~10%NaCleq和16~22%NaCleq两个区间,暗示中低温低盐度和中低温较高盐度流体的混合可能是富乐矿床铅锌沉淀富集主要机制。其成矿流体密度集中分布于0.9~1.1 g/cm3,其压力普遍较低,集中分布在4~14 bar之间; 5.矿床中黄铁矿δ34S值介于+14.65~+23.76‰(均值+19.96‰,n=137),而闪锌矿δ34S值为+14.87~+24.95‰(均值+19.95‰,n=81)。一般δ34SPy>δ34Ssp,表明其中硫同位素分馏已达到平衡,矿物硫同位素组成可以代表矿床硫同位素组成,本矿床硫同位素组成主要集中在+18~+22‰区间; 6.本矿床Pb、Zn成矿物质主要来源于基底地层,而二叠纪峨眉山玄武岩只提供部分的Cu、Ni等成矿物质。富乐矿床下伏地层是其主要硫源,而二叠纪古海水硫酸盐只提供部分硫。成矿流体主要为盆地卤水。矿床后生成矿作用明显,成矿流体温度较低,闪锌矿微量元素的Cd/Fe-Co/Ni、Cd/Fe-In/Ge、Cd/Fe-Mn和Fe-Mn关系图中,投影点多投影于MVT区域或附近。方铅矿中Tl-Ag、Sn-Ag、Tl-In和In-Bi元素关系图中,投影点明显有别于典型的SEDEX型矿床。黄铁矿中Co/Ni比值多低于1,表明其与岩浆热液作用无关,可能主要属于沉积成因。因此,我们认为云南富乐铅锌矿与川滇黔地区铅锌矿床类似,属于MVT型矿床; 在此基础上总结出富乐地区铅锌成矿模式如下:中三叠世,滇东北-黔西北地区内进入了印支期强烈造山挤压阶段,驱使南盘江前陆盆地中盆地流体向康滇古陆方向长距离运移,持续的挤压作用为盆地流体提供了构造驱动力,驱使盆地内的大规模成矿流体运移,该类流体在长期和长距离运移过程中,反复活化并迁移出基底碎屑岩中Zn和Pb等成矿物质,并形成盆地含矿卤水。燕山早期,华南地区因受古太平洋板块影响,陆内褶皱变形进一步发展,形成了川南-滇东褶皱冲断系。成矿流体沿逆冲推覆断裂构造运移,与此同时,部分地层水(天水)顺着二叠系峨眉山玄武岩与碳酸盐岩接触带及地表构造裂隙等部位下渗,在燕山运动挤压背景下,地层水运移出深部地层硫酸盐中的硫经过热化学还原作用(TSR)形成具有还原性质的还原硫,形成富含还原硫的流体。两类流体在挤压和压实作用等构造应力的驱动下,沿逆冲推覆断裂构造向上运移到上覆的峨眉山玄武岩层时,被阻挡并向下回流,与含还原硫的地层水混合后铅锌等成矿物质沉淀富集成矿,随着成矿流体与玄武岩层的接触,玄武岩层中的Cu、Ni等部分成矿物质被活化析出,进入到成矿流体中并沉淀成矿。矿区内二叠纪地层构造裂隙、层间破碎带、褶皱、溶洞发育,当两类流体在此混合,由于压力释放,Zn和Pb等成矿物质以硫化物形式沉淀,并富集成矿。 综合区域铅锌成矿规律及地质分析,提炼出富乐地区地层、构造、玄武岩等铅锌找矿标志,研究认为富乐矿床深部的石炭统黄龙组、马平组以及泥盆系地层具有铅锌找矿潜力,富乐北西方向的上色则-土城-拖留矿点附近及北东方向哈播矿点附近为外围找矿远景区。