江西冷水坑铅锌矿床含矿花岗斑岩石英斑晶中熔体包裹体研究：对矿床成因的约束

It is generally believed that at medium and low temperature (<300oC), Pb and Zn in the NaCl-H2O system are still difficult to precipitate and form porphyry mineralization due to the high solubilities. However, the Lengshuikeng deposit in Jiangxi Province is considered to be a porphyry lead-zinc deposit according to the close temporal and spatial relationship between Pb-Zn mineralization and the granite porphyries. To check this hypothesis, detailed petrographic studies on granite porphyries were carried out, and a large number of melt inclusions were found in the quartz phenocrysts, which providing a possibility to investigate whether the porphyry magma provides Pb-Zn in Lengshuikeng deposit. Therefore, we plan to investigate the melt inclusions using in situ analysis techniques (i.e. LA-ICP-MS, EMPA) based on detailed microthermometry, to: (1) clarify the composition of the melt inclusions, especially the contents of Pb and Zn; (2) evaluate the contribution of porphyry magma to the formation of the deposit; (3) determine the genetic relationship between granite porphyries and the Pb-Zn mineralization.

通常认为，中低温（<300oC）条件下在NaCl-H2O体系中依然具有较高溶解度的Pb和Zn，很难在岩浆-热液条件下沉淀形成斑岩型矿化。然而，江西冷水坑矿床中的铅锌矿化与花岗斑岩体显示出密切的时空关系，被认为可能是一个斑岩型铅锌矿床。为验证该假说，前期对花岗斑岩开展了详细的岩相学研究，并在其石英斑晶中发现了大量熔体包裹体，这为调查斑岩岩浆是否提供了形成冷水坑矿床所需的Pb-Zn提供了可能。为此，本研究拟以冷水坑铅锌矿床花岗斑岩石英斑晶中的熔体包裹体为主要研究对象，在详细显微测温学基础之上，采用电子探针及激光消融等离子质谱原位分析技术，查明熔体包裹体的成分，特别是其内的Pb-Zn元素含量，进而评价斑岩岩浆对矿床形成的贡献，厘定花岗斑岩与矿床的成因关联。

位于我国江西省的冷水坑铅锌矿床，因其铅锌矿体与花岗斑岩体密切的时空关联，被认为是一个斑岩型矿床。但这与Pb和Zn在中高温条件下的水盐体系中具有很高溶解度，而很难在岩浆-热液条件下卸载的地球化学性质相悖。为更好地限定冷水坑矿床成因，项目对含矿花岗斑岩石英斑晶中的熔体包裹体开展了系统的研究工作。研究结果显示：a)熔体包裹体SiO2含量变化范围很大(59.98-85.25wt%)，记录了冷水坑含矿花岗斑岩较完整的分异过程；b)初始熔体中不含高含量的铅锌，且二者也未在岩浆演化过程中发生富集(Pb:3.39-79.7ppm; Zn:17.4-373ppm)。因此，冷水坑矿床的成矿金属并非由含矿花岗斑岩提供，本矿床不是一个斑岩型矿床。此外，本次研究发现熔体包裹体具有较高的Li和B含量，但是在岩浆演化过程中，Li和B含量均逐渐降低，与华南典型的高Li-F花岗岩岩浆演化过程中Li趋于富集的特征完全不同。因此，高含量的Li和B可能不是冷水坑斑岩岩浆高度演化的控制因素。熔体包裹体的Zr/Hf值较低(13.3-24.5)；Nb/Ta值在SiO2小于80%范围内比较稳定且较小(<13.8)，在SiO2达到80%后显著降低，显示出Zr/Hf和Nb/Ta比值解耦的特点，暗示F和Cl等挥发分可能在岩浆演化过程中发挥了重要作用。尤其在岩浆演化到SiO2>80%后，挥发分的作用愈加明显，造成了高场强元素的进一步分异。这一结果指示，虽然冷水坑花岗斑岩的原始岩浆与南岭高演化花岗岩类似，但由于地壳结构、动力学条件等差别，两种岩浆演化过程明显不同，从而形成了不同的矿化特征。