云南兰坪金顶铅锌矿床镉的赋存状态及富集规律初探
王义杰1 石增龙2 王党靠2 罗开1* 周家喜1
- 云南大学地球科学学院,云南省高校关键矿产成矿学重点实验室,昆明 650500;
- 云南驰宏锌锗股份有限公司科技工程分公司,曲靖 655011
云南兰坪金顶铅锌矿是亚洲第二大的铅锌矿床,其铅锌金属量达1500万吨,镉、铊、银、硫、锶的储量也颇具规模,其中镉储量达17Mt。金顶矿床含矿地层为白垩系景星组砂岩、古近系云龙组含砾砂岩及灰岩角砾岩,闪锌矿和方铅矿作为主要的矿石矿物。前人对金顶铅锌矿床已经进行了大量工作,但对其闪锌矿中Cd的赋存状态和富集规律缺乏系统认识,本文对金顶矿床闪锌矿进行了系统的矿物学和微量元素地球化学研究。
金顶铅锌矿床成矿过程可分为3期,包括I期黄铁矿-闪锌矿-方铅矿;Ⅱ期黄铁矿-白铁矿-闪锌矿-方铅矿-方解石;Ⅲ期闪锌矿-方铅矿-黄铁矿-天青石-重晶石-方解石。I期闪锌矿(Sp1)呈细粒自形-半自形结构,浸染状构造;Ⅱ期闪锌矿(Sp2)呈胶状结构,脉状构造,且闪锌矿可见颜色/成分环带;Ⅲ期闪锌矿(Sp3)则呈粗粒他形结构,块状构造。本次研究表明,金顶铅锌矿床闪锌矿显著富Cd,Cd含量为235×10
-6~7909 ×10
-6,中值5617 ×10
-6。不同矿段(北厂与跑马坪)Cd富集程度相似,但不同期次闪锌矿存在显著差异性富集,Sp1、Sp2和Sp3中Cd含量中值分别为2925×10
-6、1167×10
-6、6170×10
-6,晚期Sp3较早期Sp1、Sp2明显更富Cd。
闪锌矿LA-ICP-MS时间分辨率剖面图显示,Cd元素的信号曲线较为平滑。透射电镜观察结果显示纳米尺度上Cd均匀分布,与纳米级包体无关,推测Cd元素主要以类质同象的形式进入闪锌矿晶格。LA-ICP-MS元素含量相关性研究发现,Cd元素与Fe、Mn呈负相关,说明金顶闪锌矿Cd元素与Fe、Mn存在竞争替代关系;Sp3中Cd与Cu、Ag呈正相关,说明Cu、Ag与Cd耦合进入闪锌矿晶格。
闪锌矿微量元素温度计GGIMFis计算结果显示Sp1主要集中在95.56~129.13℃,Sp2为79.9~128.73℃,Sp3为88.33~124.35℃,三期闪锌矿的形成温度相似;Sp1-Sp3的平均硫逸度分别为-0.53 ~ +3.41,+2.6 ~ +4.04,+1.31 ~ +3.61,与三期Cd含量变化趋势不吻合。因此,笔者认为温度、硫逸度并非金顶矿床闪锌矿中Cd含量变化的主要影响因素。综合研究认为,Cd的富集与流体成分和特定演化阶段有关。与硫酸盐矿物共/伴生的闪锌矿是未来寻找Cd的重要方向。
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