MVT矿床中碳酸盐矿物微区地球化学和原位U-Pb年代学研究：以川滇黔铅锌矿集区为例

Carbonate-hosted epigenetic Pb-Zn deposits (Mississippi Valley-type, MVT deposits) are one of the most important types of Pb-Zn deposits in the world. As the mineral compositions of MVT deposits are very simple, and the suitable dating minerals and methods are lacking, so the precise dating of such type of Pb-Zn deposits is very difficult. Carbonate minerals, the most important gangue minerals of MVT deposits, forming throughout the metallogenic process, recording the corresponding information of each phase of ore-forming fluids, and are important ore prospecting clue. Therefore, it is a new attempt that using micro-scale in situ U-Pb dating of carbonate minerals to solve the problem of precise dating of MVT deposits, and it is hoped to establish a uniform and precise dating method for this type of Pb-Zn deposits. The mineralization of the Sichuan-Yunnan-Guizhou Pb-Zn metallogenic province is very distinctive, making it to be an ideal place for this research. This project takes the typical Pb-Zn deposits (Tianbaoshan, Nayongzhi, Maoping and Fule) that host in the main ore-bearing strata (Sinian, Cambrian, Devonian and Permian) as a case study, integrating the systemic and deep study of mineralogy, micro-scale geochemistry and in situ U-Pb dating, aiming to determine the ore-forming ages of the Sichuan-Yunnan-Guizhou Pb-Zn metallogenic province, and provide an innovation for precise dating of MVT deposits. The results are also useful for the full understanding of ore genesis of MVT deposits. This project is aimed at academic frontiers and based on regional characteristics, which has important theoretical and realistic significance.

以碳酸盐岩为容矿岩石的后生铅锌矿床（MVT矿床）是世界上最重要的铅锌矿床类型之一。此类矿床由于矿物组成简单，缺乏合适定年矿物和方法，其精确定年是地学界难题。碳酸盐矿物是MVT矿床最为主要的脉石矿物，其形成贯穿整个成矿过程，并记录相应阶段的流体信息，还是重要找矿标志。开展碳酸盐矿物微区原位U-Pb定年研究，是解决MVT矿床精确定年难题的新尝试，有望建立这类矿床统一适用的精确定年方法。川滇黔铅锌矿集区成矿作用很具特色，是实施此项研究的理想场所。本项目以区内主要赋矿层位震旦系、寒武系、泥盆系和二叠系中的天宝山、纳雍枝、毛坪和富乐矿床为例，在精细的矿物学和微区地球化学研究基础上，开展碳酸盐矿物微区原位高精度U-Pb定年研究，厘定川滇黔地区铅锌矿床的成矿时代，同时为解决MVT矿床精确定年难题提供新方案，并促进对这类矿床成因机制的整体认识。本项目既瞄准学科前沿又立足区域特色，具有重要的理论和现实意义。

以碳酸盐岩为容矿岩石的后生热液铅锌矿床（MVT矿床）是世界上最重要铅锌矿床类型之一。此类矿床由于矿物组合简单，缺乏合适定年矿物和方法，其精确定年是地学界难题。碳酸盐矿物是MVT矿床最主要脉石矿物，其形成贯穿整个成矿过程，并记录相应阶段流体信息，还是重要找矿标志。开展碳酸盐矿物U-Pb年代学研究，是解决MVT矿床精确定年难题新尝试，有望建立这类矿床统一适用精确定年方法。川滇黔铅锌矿集区位于扬子板块西缘、峨眉山大火成岩省内、全球特提斯成矿域与环太平洋成矿域交汇部位，铅锌矿床赋存于震旦系至二叠系碳酸盐岩中，受构造和岩石组合双重控制，成矿极具特色，是开展MVT矿床碳酸盐矿物U-Pb年代学研究理想场所。本项目以纳雍枝（赋存于寒武系）、竹林沟（赋存于泥盆系）、毛坪（赋存于泥盆系-石炭系）、会泽（赋存于石炭系）和富乐（赋存于二叠系）等典型MVT矿床及其它低温热液矿床为重点研究对象，通过碳酸盐矿物微区地球化学和原位U-Pb年代学研究，取得若干重要进展：1）厘定出碳酸盐矿物在MVT矿床成矿期前（水/岩相互作用）、同成矿期（碳酸盐矿物缓冲作用）和成矿期后（充填保护矿化场所）扮演重要角色；2）查明U、Pb等元素在碳酸盐矿物中的赋存状态（类质同象）及分布特征（不均匀分布，存在高U/Pb比值区/带）；3）开发出快速预剥蚀在线U/Pb比值筛分程序等碳酸盐矿物U-Pb定年预处理技术方法；4）成功获得MVT矿床、锑矿床、汞矿床等若干低温热液矿床碳酸盐矿物原位U-Pb年龄；5）提出MVT矿床热液成矿系统演化经历了包括流体混合、原地生酸、BSR和TSR成因硫混合、水/岩相互作用、碳酸盐岩/矿物缓冲，成矿系统近封闭至全开放转换，成矿环境由弱氧化到还原再到氧化转换等多个过程；6）提出了川滇黔铅锌矿集区的成矿动力学模式为晚印支-早燕山期（230-200 Ma）构造背景由挤压向伸展转换，驱动大规模深循环盆地流体活化-迁移基底岩石、赋矿地层和盖层岩石中的成矿物质形成研究区MVT矿床。