中国东北大兴安岭夹乌拉铅锌银矿床成因：流体包裹体与硫铅同位素的约束

《Journal of Asian Earth Sciences》：Genesis of the Jiawula Pb–Zn–Ag deposit in the Great Xing’an Range, NE China: constraints from fluid inclusions and S–Pb isotopes

　　

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  硫同位素表明嘉木拉矿化的岩浆硫源具有均一性。
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  铅同位素表明金属来源以地壳为主，并伴有少量地幔贡献。
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  岩浆流体与大气降水的混合促进了铅锌银的沉淀。
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  碰撞后岩浆作用驱动了早白垩世的铅锌银矿化。

引言

多金属铅锌银矿床在中国东北地区广泛分布，对中亚洲造山带（CAOB）作出了重要贡献（图1a）。额尔古纳地块作为中国东北地区最西部的构造块体，保存了与古亚洲洋和蒙格-鄂霍次克洋闭合相关的古生代至中生代复杂构造演化记录（欧阳等，2013；吴等，2014a；陈等，2017a；高等，2018）。这一大地动力学框架为广泛的岩浆活动和成矿作用创造了有利条件（陈等，2011；聂等，2015；李等，2015；李等，2016；高等，2021）。在该地区矿床中，嘉木拉矿床作为一座具有较大经济潜力的代表性中低温岩浆-热液脉型铅锌银矿床而脱颖而出（潘和孙，1992；吴等，2010；翟等，2010；翟等，2013；李等，2015；戴等，2016；牛等，2016、2017）。

以往对嘉木拉-查干宝拉根矿田的研究已对其地质特征、矿床类型和成矿时代进行了考察，并为成矿流体演化和金属来源提供了重要的初步约束（翟等，2010；翟等，2013；李等，2015；牛等，2016；辉等，2021；高等，2021）。这些研究一致表明以岩浆-热液流体为主，铅锌银矿化与燕山期岩浆作用之间存在密切的成因联系。采用流体包裹体、硫铅同位素和年代学研究（李等，2015；牛等，2016；牛等，2017；高等，2021）的工作尤其有价值。然而，大多数这些方法被并行使用而非作为综合分析框架的一部分，这限制了它们全面解决若干关键问题的能力。因此，解释往往停留在较为笼统的层面，例如仅提及"混合来源"或"岩浆影响"。因此，若干重要问题仍然存在，包括成矿流体的详细演化、不同金属和硫储库的相对贡献、矿田内部的侧向非均质性，以及热液流体的三维运移路径。解决这些空白对于更全面地理解控制大规模铅锌银矿化的因素至关重要。

为克服这些局限性，本研究将流体包裹体微测温、拉曼光谱以及系统采集自多个矿体和采掘水平的闪锌矿和方铅矿的硫铅同位素分析相结合。通过将微观结构观察与同位素证据相结合，我们旨在刻画成矿流体的组成和演化，阐明岩浆作用、热液流体与金属来源之间的关系，并在区域碰撞后构造框架内构建嘉木拉铅锌银矿床的精细成矿模型。这一综合方法为嘉木拉体系中的热液运移和流体演化提供了新的约束，并有助于更好地理解大兴安岭地区岩浆相关的铅锌银矿化。

章节摘要

区域地质

中国东北地区（NE China）是中亚洲造山带的一部分，该带被广泛认为是地球上最大的显生宙增生造山体系，也是大陆增长的主要场所（萧等，2003、2019）。该地区由若干微大陆块体组成，包括额尔古纳、兴安、松嫩、佳木斯和哈嫩达地块（徐等，2019；图1a、b）。其中，额尔古纳地块呈东北走向，西北边界为蒙古-鄂霍次克缝合带，西南边界为

矿体

嘉木拉铅锌银矿床位于中国东北内蒙古满洲里市西南约150公里处。嘉木拉矿床出露地层为万宝组中侏罗统陆相砾岩和砂岩，以及塔木兰沟组中侏罗统安山岩和安山质玄武岩。万宝组以砾岩和砂岩为主，而塔木兰沟组主要由安山岩和安山质玄武岩组成。在地层序列较高处，

流体包裹体微测温与激光拉曼光谱

共采集48个样品用于流体包裹体（FI）分析；采样位置如图5所示。微测温工作在中国核工业北京地质研究院进行，使用Linkam THMSG 600升降温台 coupled Zeiss显微镜。该仪器可在196–600°C范围内进行温度测定。对于每个包裹体，我们记录了冰熔点（T_ice）和均一温度（T_h）。加热和冷却操作一般在

岩相学

基于室温特征、升降温行为及拉曼光谱分析，在嘉木拉矿床的闪锌矿、方解石和石英中鉴定出四种不同类型的流体包裹体（FI）（图6）。包裹体通常大小为5–15 μm，部分在石英中可达30 μm。

类型1：富液两相包裹体（L+V）：这些包裹体在室温下以液体为主，伴有小气泡。它们广泛存在于石英和闪锌矿中，

成矿物质来源

热液矿床中硫化物的硫同位素组成反映了硫的来源（δ³⁴SΣ）以及成矿流体的物理化学条件，包括氧逸度（?O₂）、pH、离子强度和温度（Ohmoto，1972）。

为准确追溯硫化物矿床中的硫来源，必须确定硫化物沉淀期间热液流体的总硫同位素组成。嘉木拉多金属矿床含有硫化物如

结论

基于对嘉木拉铅锌银矿床的综合地质观察、流体包裹体研究以及闪锌矿和方铅矿的硫铅同位素分析，可以得出以下结论：

(1) 硫同位素（δ³⁴S = 0.1–5.4‰；平均值≈2.8‰）变化范围较窄，与相对均一的岩浆硫源一致，海水硫酸盐或沉积硫的贡献有限。铅同位素组成表明成矿金属主要来自地壳，

CRediT作者贡献声明

谢鸿哲：撰写–审稿与编辑，撰写–初稿，调查。孙桂元：撰写–初稿，调查。白玛曲宗：撰写–审稿与编辑，撰写–初稿，调查。高信雨：调查。杨紫文：调查。田锐：调查。杨林：调查。赵立成：调查。李志平：调查。

未引用参考文献

Li，2016；Xiao等，2019。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文所报道工作的已知竞争性财务利益或个人关系。

致谢

本研究由中国铜业重要科技项目（编号：XZJL–QZ–08–2025–040）、云南省科技厅基础研究项目（编号：202601CF070110）、云南驰宏锌锗股份有限公司科技计划项目（编号：202106CHRDKCB02）以及昆明冶金研究院有限公司"揭榜挂帅"项目（编号：2025JB02）联合资助。我们感谢三位匿名审稿人的深刻见解和宝贵意见。

Hongzhe Xie|Guiyuan Sun|Quzong Baima|Xinyu Gao|Ziwen Yang|Rui Tian|Lin Yang|Licheng Zhao|Zhiping Li