摩洛哥杰比利特地区的中生代铅锌热液脉：矿物学、流体包裹体及稳定同位素数据的约束作用

《Journal of African Earth Sciences》：Mesozoic Pb-Zn hydrothermal veins in the Jebilet, Morocco: Constraints from mineralogy, fluid inclusions and stable isotope data.

铅锌矿床成因研究：基于摩洛哥杰比勒山脉四个矿床的矿物学、流体包裹体及稳定同位素分析，揭示成矿流体源于三叠纪蒸发岩系，受Atlantic张裂期伸展构造控制，分为Variscan期高盐度碳酸盐-石英脉（阶段1）和Mesozoic期Pb-Zn-(Cu)富集阶段（阶段2），硫同位素指示海水蒸发岩源，流体冷却稀释主导成矿。

　　在摩洛哥的杰贝勒特（Jebilet）地区，研究团队对四个铅锌矿脉（Sarhlef、Bir N’Has、Bramram 和 Bamega）进行了系统性的分析，揭示了这些矿床的形成过程和地质背景。这些矿床位于石炭纪变质泥质岩系中，具有相似的构造模式和矿化历史。矿脉的形成经历了两个主要阶段：早期的造山运动（Variscan）导致的N-S向石英脉（阶段1），以及随后的E-W向石英-碳酸盐脉，其中含有铅锌（铜）矿化（阶段2）。这一发现为理解该地区的金属矿化机制提供了新的视角。

在阶段1中，矿化作用主要表现为硫化物的沉积，如黄铁矿和少量的砷化物。这些矿物的形成与变质碳酸盐流体有关，流体的盐度范围为7-18.4 wt% NaCl当量，温度范围在250°至超过410°C之间。这些流体被认为是造山运动期间形成的，具有明显的变质特征。而在阶段2中，铅锌矿化进一步发展，伴随着碳酸盐矿物（如菱铁矿和方解石）的沉积，随后是石英的填充，以及含有铅、锌和铜的矿石的形成。阶段2的矿化流体为高盐度的沉积盆地水，其盐度约为9-27 wt% NaCl当量，温度则在69°至212°C之间。这种流体的冷却和稀释可能是矿石沉淀的关键机制。

通过对碳酸盐矿物的稳定碳和氧同位素分析，研究团队发现这些矿物的碳同位素值范围在–6.9至–9.2 ‰（V-PDB），氧同位素值则在–1.8‰至+2.4‰（V-SMOW）之间。这些同位素特征表明，矿化作用期间流体与富含有机质的泥质岩发生了相互作用，从而影响了碳和氧的同位素组成。此外，硫同位素分析显示，铅和锌矿石的硫同位素值在+3.1‰至+12.9‰之间，这表明硫的来源可能与三叠纪的蒸发海水或蒸发岩有关。这一结论支持了矿床形成过程中存在外部来源的硫元素输入。

研究还指出，这些矿脉在地质上与三叠纪的沉积和蒸发岩序列有关。在三叠纪期间，随着大西洋的裂解，区域内的伸展构造活动为金属流体的流动提供了通道。这些构造活动可能形成了有利于铅锌矿化的结构陷阱，使得矿液能够在特定的地质条件下沉积。此外，矿脉的形成时间被确定为至少白垩纪，这表明矿化作用在造山运动之后持续了较长的时间。这一时间跨度为矿床的形成提供了更为丰富的地质背景。

在采样和研究方法方面，研究团队对四个矿脉周围的区域进行了详细的地质测绘和结构测量，收集了具有代表性的石英-碳酸盐±硫化物样品。这些样品来自露头的矿脉和矿石堆，由于矿山已关闭，研究团队不得不依赖于附近的矿石堆进行采样。通过光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）和电子探针（EPMA）等技术手段，研究团队能够准确地识别矿物的组合和沉积顺序。同时，通过流体包裹体研究，团队确定了矿液的类型和形成条件，为构建矿床的形成模型提供了重要依据。

从矿床的分布来看，这些铅锌矿脉主要集中在中央杰贝勒特地区，尤其是Sarhlef、Bir N’Has 和 Bramram 三个区域。这些矿脉与垂直裂缝相关，表明其形成过程中受到了构造应力的影响。此外，这些矿脉与三叠纪的变质岩和蒸发岩的相互作用密切相关，这进一步说明了矿液来源的多样性。研究团队还发现，这些矿脉在构造上与晚造山期的微粒岩（微花岗岩）侵入体相交，这可能为矿液的流动和沉淀提供了额外的通道。

通过分析矿脉的矿物组合和沉积顺序，研究团队提出了一个详细的成矿模型。这一模型将矿脉的形成过程分为两个阶段：阶段1的高温流体作用和阶段2的低温高盐度流体作用。阶段1的流体主要与变质作用有关，而阶段2的流体则与沉积盆地的水循环密切相关。这种成矿模式与全球其他地区的铅锌矿床形成机制相似，表明了这些矿床在成矿过程中的普遍性。

此外，研究团队还探讨了矿脉与区域地质构造之间的关系。杰贝勒特地区在中生代经历了显著的伸展构造活动，这可能为矿液的流动和沉淀创造了有利条件。研究团队认为，这些构造活动与大西洋的早期裂解过程有关，而矿液的输入可能来自三叠纪的蒸发岩序列。这种模型不仅解释了矿脉的形成，还为未来的矿产勘探提供了重要的地质依据。

在研究过程中，团队还利用了同位素分析和流体包裹体研究等技术手段，进一步验证了矿液的来源和形成条件。这些技术手段为理解矿液的化学成分和物理性质提供了重要的数据支持。同时，研究团队也注意到，尽管已有大量关于该地区铅锌矿床的矿物学描述，但缺乏定量的矿物学数据和系统的成矿模型。因此，本研究不仅填补了这一空白，还为未来的地质研究和矿产资源勘探提供了新的思路和方法。

综上所述，该研究通过对四个铅锌矿脉的详细分析，揭示了它们的形成过程和地质背景。研究团队提出了一个基于流体包裹体和同位素数据的成矿模型，认为这些矿床的形成与三叠纪的蒸发岩序列和中生代的伸展构造活动密切相关。这一发现不仅加深了对该地区矿床形成机制的理解，也为全球类似的铅锌矿床研究提供了新的视角。此外，研究团队的工作还强调了定量矿物学数据和同位素分析在矿床研究中的重要性，为未来的地质研究和矿产资源勘探奠定了坚实的基础。