广东怀集地区矽卡岩型铁多金属矿床同位素地球化学特征及其地质意义

doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2021.06.217

摘要/Abstract

摘要：

怀集地区位于广东省南岭成矿带中段，成矿地质条件优越，区内已发现铁、铅、锌和银等大量矿床（点），但这些矿床与花岗岩的成因关系尚未得到深入研究。为确定该区成矿物质来源，开展了花岗岩体和典型矿床S、Pb、H和O同位素地球化学研究工作。研究结果表明：矿石δ³⁴S_CDT值为-0.12‰~6.58‰，平均值为3.23‰，峰值出现在3‰~5‰之间，呈现明显的塔式分布，由于矿石中没有硫酸盐，成矿流体中硫绝大多数为H₂S，处于低氧逸度f（O₂）和低pH值环境，且黄铁矿的δ³⁴S值近似等于流体的δ³⁴S∑S值，说明其硫源主要来自深源，少部分来自地层海相碳酸盐岩中的硫酸盐物质；绝大多数矿石Pb同位素组成与晚白垩世花岗岩钾长石Pb同位素组成相似，但矿石的²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb值总体略低，说明成矿物质可能主要来源于花岗岩，在成矿时有少量幔源物质的加入；将研究区与晚白垩世花岗岩有关的代表性矿床石英流体H、O同位素测试结果投到流体H、O同位素组成图解中，除将军头铁多金属矿床之外，全落入岩浆水范围，表明成矿热液主要来源于岩浆水。同位素地球化学分析结果表明：研究区与~100 Ma花岗岩有关的矽卡岩型和矽卡岩—热液脉型矿床的成矿物质主要来源于晚白垩世花岗岩。

关键词: 同位素地球化学特征, 花岗岩, 成矿物质来源, 成矿条件, 矽卡岩型多金属矿床, 怀集地区, 广东省

Abstract:

The Huaiji area belongs to the middle section of the Nanling metallogenic belt in Guangdong Province.The metallogenic geological conditions of the Huaiji area are superior.A large number of deposits（points） such as iron，lead，zinc and silver have been found in the area，but their genetic relationship with granite has not been studied in depth.In order to determine the source of minerals，S，Pb，H and O isotope geochemistry studies were carried out to explore the source of metallogenic minerals.On the basis of the background analysis of ore-forming elements，the Pb and S isotope analysis of sulfide in the ore，and the O，H，C isotope analysis of the quartz and carbonate in the altered rock and ore were carried out to trace the mineralization and the source of ore-forming fluids reveals the coupling relationship between magmatic activity and mineralization.The results show that：δ³⁴S_CDT（‰） is -0.12‰~6.58‰，the mean value is 3.23‰，the peak is in the 3‰~5‰，there is a clear tower-like distribution.Since there is no sulfate in the ore，most of the S in the ore-forming fluid is H₂S，which is in a low f（O₂） and low pH environment.The δ³⁴S value of pyrite is approximately equal to the δ³⁴S∑S value of the fluid.Therefore，its sulfur source mainly comes from deep sources，and a small part comes from sulfate materials in stratigraphic marine carbonate rocks.The Pb isotopic composition of most ores is similar to that of Late Cretaceous granite potash feldspar，but the ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb value of the ores is generally slightly lower.The ore-forming material may mainly come from granite，but there is a small amount of mantle-derived material during the mineralization.The test results of the H and O isotopes of the representative quartz fluids related to the Late Cretaceous granites in the survey area are input into the fluid hydrogen and oxygen isotope composition diagram.Except for the Jiangjuntou deposit，all fall into the range of magmatic water，indicating the main source of ore-forming hydrothermal fluids in magma water.Through the study，it is further confirmed that the ore-forming materials and ore-forming fluids of the skarn type and skarn-hydrothermal vein type deposits in Huaiji area are mainly derived from the late Cretaceous granite.

Key words: isotope geochemical characteristics, granite, source of metallogenic materials, metallogenic conditions, skarn type polymetallic deposit, Huaiji area, Guangdong Province

中图分类号:

P618.4

冼源宏,詹华思,李健唐. 广东怀集地区矽卡岩型铁多金属矿床同位素地球化学特征及其地质意义[J]. 黄金科学技术, 2021, 29(6): 805-816.

Yuanhong XIAN,Huasi ZHAN,Jiantang LI. Isotope Geochemical Characteristics and Geological Significance of Skarn Type Iron Polymetallic Deposit in Huaiji Area，Guangdong Province[J]. Gold Science and Technology, 2021, 29(6): 805-816.

图/表 10

图1

表1

表2

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图4

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表4

图6

表5

参考文献

null	No.9 Gold Geological Party of CAPF，2017.1∶50000 regional geological survey report（Qiashuiwei，Hengshi wei）［R］.Haikou：No.9 Gold Geological Party of CAPF.
null	Chen Yuchuan， Wang Denghong， Xu Zhigang， al et，2014.Outline of regional metallogeny of ore deposits associated with the Mesozoic Magmatism in South China［J］.Geotectonica et Metallogenia，38（2）：219-229.
null	Dong R， Wang H， Li W Q， al et，2021.The geology，magnetite geochemistry，and oxygen isotopic composition of the Akesayi skarn iron deposit，Western Kunlun orogenic belt，Xinjiang，northwest China：Implications for ore genesis［J］.Ore Geology Reviews，130：103854.
null	Fu Jianming， Ma Liyan， Cheng Shunbo， al et，2013.Metallogenesis of W（Sn） deposits and their exploration in Nanling range，China［J］. Geological Journal of China Universities，19（2）：202-212.
null	Gao Jianfeng， Ling Hongfei， Shen Weizhou，2005.Geochemistry and petrogenesis of Lianyang granite composite，west Guangdong Province［J］.Acta Petrologica Sinica，21（6）：1645-1656.
null	Hu Ruizhong， Bi Xianwu， Peng Jianwu， al et，2007.Some problems concerning relationship between Mesozoic-Cenozoic lithospheric extension and uranium metallogenesis in South China［J］.Mineral Deposits，26（2）：139-152.
null	Hu Xiaokui， Jiang Shufang，2013.Geological features and prospecting potential analysis of the Bailianlonghu iron deposit in Yangshan County［J］. Gansu Metallurgy，35（4）：69-73.
null	Hua Renmin， Zhang Wenlan， Chen Peirong， al et，2013.Relationship between Caledonian granites and large-scale mineralization in South China［J］.Geological Journal of China Universities，19（1）：1-11.
null	Huang Fan， Wang Denghong， Chen Zhenyu， al et，2014.Preliminary study on metallogenic specialization of the granites related to the molybdenum deposits in the Nanling region［J］.Geotectonica et Metallogenia，38（2）：239-254.
null	Jiang J S， Gao S B， Zheng Y Y， al et，2020.Geological，geochemical，and mineralogical constraints on the genesis of the polymetallic Pb-Zn-rich Nuocang skarn deposit，western Gangdese，Tibet［J］.Minerals，10（10）：839.
null	Li H， Palinka? L A， Watanabe K， al et，2018.Petrogenesis of Jurassic A-type granites associated with Cu-Mo andW-Sn deposits in the central Nanling region，South China：Relation to mantle upwelling and intra-continental extension［J］.Ore Geology Reviews，92：449-462.
null	Li Jing， Sun Yali， He Ke， al et，2010.Improvement and application of Re-Os isotopic dating method for Molybdenite［J］.Acta Petrologica Sinica，26（2）：642-648.
null	Liao Fake，2000.Development and utilization prospects of boron and tin mineral resources in Northwest Guangdong［J］.Chinese Geology，27（2）：33-34.
null	Lin Xiuguang， Gu Ximing， Luo Jun，2006.The characteristics of the Qingpi copper-iron deposit in Huaiji and its prospecting direction［J］.West-China Exploration Engineering，18（7）：127-129.
null	Mao Jingwen， Xie Guiqing， Guo Chunli， al et，2008.Spatial-temporal distribution of Mesozoic ore deposits in South China and their metallogenic settings ［J］.Geological Journal of China Universities，14（4）：510-526.
null	Mao Jingwen， Xie Guiqing， Li Xiaofeng， al et，2004. Mesozoic large scale mineralization and multiple lithospheric extension in South China［J］.Earth Science Frontiers，11（1）：45-55.
null	Ministry of Geology and Mineral Resources of the People’s Republic of China，1998. Isotopic analysis methods of geolo-gical samples：~0184.22-1997［S］.Beijing：Mi-nistry of Geology and Mineral Resources of the People’s Republic of China，1998.
null	Wang Denghong， Chen Zhenghui， Chen Yuchuan， al et，2010.New data of the rock-forming chronology of diagenesis and mineralization of important mineral deposits in my country［J］.Acta Geology，84（7）：1030-1040.
null	Wang Denghong， Chen Zhenyu， Huang Fan， al et，2014.Discussion on metallogenic specialization of the magmatic rocks and related issues in the Nanling region［J］.Geotectonica et Metallogenia，38（2）：230-238.
null	Wang D H， Huang F， Wang Y， al et，2019.Regional metallogeny of Tungsten-tin-polymetallic deposits in Nanling region，South China［J］.Ore Geology Reviews，120：103305.
null	Xie Caifu，Yuan Yongsheng，2017.Genesis of granitoids in Qiashui-Hengshi area and its relationship with mineralization［R］. Haikou：No.9 Gold Geological Party of CAPF.
null	Xu R， Deng M G， Li W C， al et，2021.Origin of the giant Luziyuan Zn-Pb-Fe（-Cu） distal skarn deposit，Baoshan block，SE Tibet：Constraints from Pb-Sr isotopes，calcite C-O isotopes，trace elements and Sm-Nd dating［J］.Journal of Asian Earth Sciences，205：104587.
null	Zartman R E， Doe B R，1981.Plumbotectonics： The model［J］.Tectonophysics，75：135-162.
null	Zhang J， Liu X X， Zeng Z L， al et，2021.Age constraints on the genesis of the Changkeng tungsten deposit，Nanling region，South China［J］.Ore Geology Reviews，134：104134.
null	Zhang Xiaoge， Xie Caifu， Zhang Zhao， al et，2020.Zircon LA-ICP-MS U-Pb geochronology of granitoide in Qiashui area，Guangdong Province：Constraints on the~100 Ma tectonic environment of interior South China［J］.Geology in China..
null	Zhao Zheng， Wang Denghong， He Yu， al et，2014.Metallogenic specialization of magmatic rocks associated with the lead-zinc deposits in the Nanling region［J］.Geotectonica et Metallogenia，38（2）：289-300.
null	Zhu D P， Li H， Algeo T J， al et，2021.The prograde-to-retrograde evolution of the Huangshaping skarn deposit （Nanling Range，South China）［J］.Mineralium Deposita，56：1087-1110.
null	Zhu Zuliang，2007.Geological characteristics of Fengtang copper-lead-zinc deposit and analysis of prospecting prospects around it［J］. Neijiang Technology，（8）：90-91.
null	陈毓川，王登红，徐志刚，等，2014.华南区域成矿和中生代岩浆成矿规律概要［J］.大地构造与成矿学，38（2）：219-229.
null	付建明，马丽艳，程顺波，等，2013. 南岭地区锡（钨）矿成矿规律及找矿［J］.高校地质学报，19（2）：202-212.
null	高剑峰，凌洪飞，沈渭洲，2005.粤西连阳复式岩体的地球化学特征及其成因研究［J］.岩石学报，21（6）：1645-1656．
null	胡瑞忠，毕献武，彭建堂，等，2007.华南地区中生代以来岩石圈伸展及其与铀成矿关系研究的若干问题［J］.矿床地质，26（2）：139-152.
null	胡孝奎，江舒芳，2013.阳山县白莲龙虎铁矿矿床地质特征及找矿潜力分析［J］.甘肃冶金，35（4）：69-73.
null	华仁民，张文兰，陈培荣，等，2013.初论华南加里东花岗岩与大规模成矿作用的关系［J］.高校地质学报，19（1）：1-11.
null	黄凡，王登红，陈振宇，等，2014.南岭钼矿的岩浆岩成矿专属性初步研究［J］.大地构造与成矿学，38（2）：239-254.
null	李晶，孙亚莉，何克，等，2010.辉钼矿Re-Os同位素定年方法的改进与应用［J］.岩石学报，26（2）：642-648.
null	廖发科，2000.粤西北硼锡矿产资源开发利用前景［J］.中国地质，27（2）：33-34.
null	林秀广，顾锡明，罗君，2006.怀集青皮铜铁矿矿床特征及找矿方向［J］.西部探矿工程，18（7）：127-129.
null	毛景文，谢桂青，郭春丽，等，2008.华南地区中生代主要金属矿床时空分布规律和成矿环境［J］.高校地质学报，14（4）：510-526.
null	毛景文，谢桂青，李晓峰，等，2004.华南地区中生代大规模成矿作用与岩石圈多阶段伸展［J］.地学前缘，11（1）：45-55.
null	王登红，陈振宇，黄凡，等，2014.南岭岩浆岩成矿专属性及相关问题探讨［J］.大地构造与成矿学，38（2）：230-238.
null	王登红，陈郑辉，陈毓川，等，2010.我国重要矿产地成岩成矿年代学研究新数据［J］.地质学报，84（7）：1030-1040.
null	武警黄金第九支队，2017.洽水圩、横石圩幅1∶5万区域地质调查报告［R］.海口：武警黄金第九支队.
null	谢财富，袁永盛，2017.广东洽水—横石地区花岗岩类的成因及其与成矿关系报告［R］.海口：武警黄金第九支队.
null	张小葛，谢财富，张昭，等，2020.广东洽水地区花岗岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学：对华南内陆~100 Ma构造环境的制约［J］.中国地质，.
null	赵正，王登红，何玉，等，2014.南岭地区与铅锌矿有关岩浆岩的成矿专属性研究［J］.大地构造与成矿学，38（2）：289-300.
null	中华人民共和国地质矿产部，1998. 同位素地质样品分析方法：~0184.22-1997［S］.北京：中华人民共和国地质矿产部.
null	朱祖良，2007.凤塘铜铅锌矿床地质特征及周边找矿前景分析［J］.内江科技，（8）：90-91.

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矿床名称	矿体形态	规模	成因类型	成矿地质体	矿石类型	主要矿化和蚀变
东园磁铁矿	透镜状	中型	矽卡岩型	产于黄石脑侵入体与金鸡组砂岩接触带	富磁铁矿矿石	磁铁矿化、矽卡岩化、滑石化、蛇纹石化和绿泥石化
东坑磁铁矿	透镜状	中小型	矽卡岩型	产于黄石脑侵入体与金鸡组砂岩和连县组白云质灰岩的接触带	富磁铁矿矿石	磁铁矿化、褐铁矿化、矽卡岩化和绿泥石化
格仔塘铅锌多金属矿	透镜状	中型	矽卡岩—热液脉型	产于小云雾山组细砂岩中，大桂山岩体的外围	铅锌银硫化物为主的矽卡岩型矿石	方铅矿化、闪锌矿化、黄铁矿化、矽卡岩化、硅化和萤石化
横石铅锌多金属矿	似层状	中型	矽卡岩—热液脉型	产于三岗山岩体与连县组灰岩接触带	铅锌铜硫化物为主的矽卡岩型矿石	方铅矿化、闪锌矿化、黄铜矿化、矽卡岩化、硅化和萤石化
筱鼻磁铁辉铋矿	透镜状	小型	矽卡岩—热液脉型	产于鸡笼岭小岩体与新隆组接触带	富磁铁矿矿石	磁铁矿化、褐铁矿化和矽卡岩化
将军头铁多金属矿	透镜状	中型	矽卡岩—热液脉型	产于将军头岩体与高滩组砂页岩接触带	铁锌钼硫化物为主的矽卡岩型矿石	磁铁矿化、闪锌矿化和矽卡岩化
墩头银铅锌多金属矿	脉状	中小型	破碎蚀变岩型	产于新隆组粉砂岩蚀变带	铅锌银硫化物为主的蚀变岩型矿石	磁铁矿化、铅锌矿化绿泥石化、硅化和角岩化

矿床名称	样品编号	矿物名称	δ³⁴S_CDT/‰
汶朗茶场铁多金属矿	DP191-TW2	磁黄铁矿	0.35
	DP191-TW5	磁黄铁矿	0.06
	DP191-TW10	黄铁矿	3.59
	DP191-TW10	黄铁矿	3.62
格仔塘铅锌多金属矿	DP261-TW1	磁黄铁矿	4.85
	DP261-TW2	黄铁矿	4.39
	DP261-TW4	黄铁矿	4.17
	DP261-TW6	黄铁矿	3.99
	DP261-TW6	黄铁矿	4.02
	DP261-TW8-a	闪锌矿	4.05
	DP261-TW8-b	方铅矿	1.26
横石铅锌多金属矿	D0112-TW-a	方铅矿	6.58
	D0112-TW-b	闪锌矿	4.71
	D0112-TW-c	黄铁矿	5.04
	D0112-TW-4	黄铁矿	5.22
东坑磁铁矿	D0126-TW2	黄铁矿	1.61
东坑磁铁矿	D0126-TW2	黄铁矿	1.49
将军头铁多金属矿	DP201-TW3	黄铁矿	3.23
	DP201-TW4	黄铁矿	-0.12
	DP201-TW5	磁黄铁矿	5.09
	DP201-TW12	方铅矿	0.73

矿床（或花岗岩）名称	样品编号	样品名称	Pb同位素比值
矿床（或花岗岩）名称	样品编号	样品名称	²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb	²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb	²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb
汶朗茶场铁多金属矿	DP191-TW2	磁黄铁矿	18.728	15.751	39.192
	DP191-TW5	磁黄铁矿	18.671	15.755	39.121
	DP191-TW10	黄铁矿	18.685	15.769	39.172
将军头铁多金属矿	DP201-TW3	黄铁矿	18.779	15.788	39.337
	DP201-TW5	磁黄铁矿	18.788	15.747	39.234
	DP201-TW12	方铅矿	18.402	15.623	38.637
格仔塘铅锌多金属矿	DP261-TW1	磁黄铁矿	18.827	15.746	39.295
	DP261-TW2	黄铁矿	18.850	15.784	39.440
	DP261-TW4	黄铁矿	18.849	15.797	39.454
	DP261-TW8-b	方铅矿	18.885	15.799	39.506
横石铅锌多金属矿	D0112-TW-a	方铅矿	18.735	15.818	39.420
横石铅锌多金属矿	D0112-TW-4	黄铁矿	18.669	15.736	39.142
东坑铁矿	D0126-TW-2	黄铁矿	18.846	15.779	39.341
粗中粒含斑黑云母二长花岗岩	DP263-RZ3	钾长石	18.488	15.796	38.752
粗中粒含斑黑云母二长花岗岩	DP200-RZ1	钾长石	18.704	15.850	39.103
细粒含斑二云母碱长花岗岩	DP266-RZ1	钾长石	18.568	15.743	38.633
细粒少斑黑云母二长花岗岩	DP203-RZ1	钾长石	18.717	15.782	39.229
细粒少斑黑云母二长花岗岩	DP222-RZ1	钾长石	18.743	15.820	39.372
细中粒斑状角闪黑云二长花岗岩	DP225-RZ1	钾长石	18.766	15.839	39.398
细中粒斑状角闪黑云二长花岗岩	DP245-RZ1	钾长石	18.811	15.805	39.351
细中粒斑状黑云母二长花岗岩	DP204-RZ1	钾长石	18.780	15.849	39.453
	DP181-RZ2	钾长石	18.761	15.797	39.305
	DP190-RZ1	钾长石	18.809	15.830	39.486
细中粒含斑黑云母二长花岗岩	DP202-RZ1	钾长石	18.788	15.817	39.403
细粒含斑—细粒黑云母二长花岗岩	DP171-RZ1	钾长石	18.736	15.785	39.328
细粒斑状黑云母二长花岗岩	DP230-RZ6	钾长石	18.796	15.783	39.292
花岗斑岩	DP250-RZ1	钾长石	18.804	15.808	39.387

矿床名称	样品编号	测试对象	δD_V-SMOW/‰	δ¹⁸O_V-SMOW/‰
汶朗茶场铁多金属矿	DP191-TW6	石英	-61.2	7.5
将军头铁多金属矿	DP201-TW12	石英	-50.0	8.8
格仔塘铅锌多金属矿	DP261-TW4	石英	-63.9	9.6
格仔塘铅锌多金属矿	DP261-TW7	石英	-61.8	9.2
横石铅锌多金属矿	D0112-TW1	石英	-67.6	8.5

序列名称	岩性	微量元素含量/（×10^-6）
序列名称	岩性	W	Sn	Bi	Mo	U	Th	Pb
连阳序列	细粒少斑黑云母二长花岗岩	2.77~6.04	4.26~8.39	0.27~0.65	0.46~3.50	6.58~11.70	29.90~37.90	43.50~53.40
	粗中粒斑状（角闪）黑云二长花岗岩	2.23~16.5	4.28~6.22	0.15~1.61	0.64~3.04	7.78~14.40	26.70~73.00	35.60~45.80
	细中粒斑状角闪黑云二长花岗岩	2.20~5.73	3.58~12.40	0.15~0.59	0.26~1.38	7.22~17.40	30.20~50.10	35.90~58.30
	细中粒斑状黑云母二长花岗岩	1.08~5.91	2.27~25.30	0.21~2.67	0.57~5.70	13.20~25.30	44.20~63.60	44.10~74.50
	细中粒含斑黑云母二长花岗岩	1.76~3.28	2.70~6.14	0.24~6.73	0.61~8.92	11.00~32.70	47.60~64.30	36.30~81.20
三岗山序列	细粒含斑—细粒黑云母二长花岗岩	0.43~2.77	1.85~5.93	0.09~2.49	0.22~2.27	2.34~4.57	12.13~22.10	24.10~44.14
三岗山序列	细粒多斑黑云母二长花岗岩	0.48~3.63	1.25~1.90	0.11~0.17	0.44~0.58	3.08~5.54	15.01~15.56	23.99~40.80
锅坑花斑岩	细粒斑状黑云母二长花岗岩	10.40~44.70	13.01~23.00	0.49~1.14	0.20~0.34	6.73~8.04	41.50~50.50	26.20~34.80
大雾山序列	花岗斑岩	1.02~1.96	1.92~2.47	0.04~0.11	0.30~2.43	3.55~6.97	12.20~23.60	20.60~24.40
大雾山序列	细粒多斑黑云母正长花岗岩	0.94~1.68	2.69~3.15	0.07~0.12	0.56~0.67	3.62~5.08	11.40~18.40	24.00~26.80
维氏值		1.5	3	0.01	1	3.5	18	20