【研究亮点】岳龙龙、刘英超等—MD：砂岩型铅锌矿床的成因模式

　　砂岩型铅锌矿床与碳酸盐岩赋矿铅锌矿床常出现在同一成矿带内，其铅锌矿化在空间上表现为叠加在同沉积变形构造和断裂构造之上，并多伴有大量有机质的存在。长期以来，由于缺乏有效的成矿定年手段和细致的矿床学解剖工作，这类矿床的成因机制及其与同一成矿带内碳酸盐岩赋矿铅锌矿床的关系一直难以有效厘定。

　　青藏高原三江成矿带是沉积岩容矿铅锌矿床的重要产出区域，带内发育数个砂岩型铅锌矿床，并有大量碳酸盐岩赋矿MVT铅锌矿床的产出，是研究上述问题的理想地区。基于此，中国地质科学院地质研究所刘英超研究员团队，联合国家地质实验测试中心赵令浩副研究员、中国科学院地质与地球物理研究所吴石头正高级工程师，对三江成矿带南段的岩脚铅锌矿床开展详细的矿床学解剖工作，结合方解石原位微区成分分析和U–Pb定年方法约束热液流体活动的时限，厘清了该类型矿床的成因机制。取得如下重要认识：

　　（一）硫同位素指示，油气裂解诱发有机质热化学还原硫酸盐形成还原硫，是导致矿区砂岩发生褪色蚀变的根本原因

　　砂岩型铅锌矿床赋矿围岩常发育大量褪色蚀变，这些褪色蚀变通常被解释为流体中的还原硫与红层中赤铁矿染色剂相互作用的结果。但是，还原硫的来源尚不清楚。岩脚铅锌矿床的赋矿围岩—白垩系红层碎屑岩普遍发育硬石膏和碳酸盐结核，并沿后期构造活动形成的裂隙在其两侧发育对称式褪色蚀变，裂隙中心内充填有固态沥青，成矿前的黄铁矿和白铁矿，成矿时的闪锌矿和方铅矿，以及成矿过程中多阶段的方解石（图1）。系统的硫同位素分析表明，黄铁矿和白铁矿的硫同位素介于-12‰到+36‰，与白垩系蒸发岩硫同位素之间的分馏达到了26‰。基于动力学同位素效应，我们推断这些具有偏负硫同位素的铁硫化物所需的还原硫早期为有机硫裂解成因，随着H2S的加入，硫酸盐热化学还原过程启动并在硫酸盐封闭体系下产生大量34S富集的H2S。因此，这些油气流体中有机硫的裂解以及硫酸盐热化学还原产生的硫化氢，是碎屑岩中褪色蚀变的根本原因。

图1 三江带岩脚铅锌矿床红层围岩广泛的褪色蚀变现象

　　（二）岩相学和XRF元素mapping揭示，高渗透水力活动是引发金属元素迁移富集的机制

　　岩相学和褪色蚀变带内的XRF元素mapping结果显示，液化砂脉以高角度切过褪色蚀变带或叠加在褪色蚀变带之上（图2）。褪色蚀变带相较于未褪色红层并无明显的K、Ca、Al、Fe、Zn等元素的迁入或迁出现象。Ca、Al元素的浓集区出现在叠加了砂体液化的褪色蚀变带内，Fe元素的浓集区出现在液化砂脉的边缘，Zn元素弥散状分布在褪色蚀变带内。据此，我们提出叠加在红层褪色蚀变带之上的高渗透水力活动，如砂体液化等，是引发金属元素迁移的富集机制。

图2 三江带南段岩脚铅锌矿床褪色蚀变带XRF元素mapping图像

　　（三）同位素结合微量元素表明，流体的氧化还原状态变化控制了铅锌金属的沉淀

　　在铅锌矿化期，晚阶段闪锌矿比早阶段闪锌矿的硫同位素偏重（S3-sp1：-25‰到-14‰；S3-sp3：-13.5‰到-2.61‰），表明铅锌矿化期的还原硫形成于硫酸盐封闭且还原硫快速逃逸或沉淀的体系当中。我们也发现，铁硫化物期和成矿前碳酸盐具有明显的Eu负异常，铅锌矿化期中的方解石转变为显著的Eu正异常（图3）。在低温条件下，这种Eu的负异常可能与H2S供给有关，而正异常可能归结于流体氧逸度的升高。因此，我们推断铅锌成矿过程中流体氧化还原状态的变化控制了铅锌金属的沉淀。

图3 三江带南段岩脚铅锌矿床多阶段方解石稀土元素配分曲线图

　　（四）多阶段方解石U–Pb定年，约束流体活动持续约10Ma，与区内碳酸盐岩赋矿MVT铅锌矿床成因一致

　　根据岩相学工作，我们梳理出成矿前、成矿期、成矿后八阶段方解石。在误差范围内，五个阶段方解石原位U–Pb定年的结果显示岩脚铅锌矿床的热液流体活动记录可以从39Ma持续到28Ma（图4），持续时间长达约10Ma。这一定年结果与区内厂硐碳酸盐岩赋存铅锌矿床孢粉年代学约束的成矿年龄下限（＜34Ma）基本一致（Liu et al., 2022），表明三江带砂岩型铅锌矿床与碳酸盐岩赋矿MVT铅锌矿床几乎形成于相同的地质背景下，该背景对应于大地构造从挤压走滑向伸展走滑过渡的应力转换阶段，二者矿床成因机制一致。

图 4 三江带南段岩脚铅锌矿床多阶段方解石U-Pb定年结果

　　该研究通过对三江南段岩脚砂岩型铅锌矿床开展的详细矿床学解剖和方解石U–Pb定年，约束了铅锌矿化时代，厘定了铅锌成矿过程：发现在活动的造山带内，同时出现的砂岩型铅锌矿床和碳酸盐岩赋存铅锌矿床可能形成于相同的构造背景之下，具有相同的成因机制；研究为砂岩赋存铅锌矿床的成因机制增添了新的认识。

　　研究得到国家重点研发计划（2022YFF0800903）和深地与矿产全国重点实验室重点攻关项目（JKYDM2025104）等联合资助，成果发表在国际著名矿床学期刊《Mineralium Deposita》上：Yue, L.L., Liu, Y.C*., Zhao, L.H., Wu, S.T., Ma, W., and Huang, S.Q., 2026, An epigenetic model for the Yanjiao sandstone-hosted Zn–Pb deposit, China: constraints from petrology, geochemistry, and calcite U–Pb dating. Mineralium Deposita, https://doi.org/10.1007/s00126-026-01429-4.