华南下寒武统黑色页岩中锌的富集机制

作者：刘远雄; 李永刚; 路志通; 张嘉玮; 韩涛

来源：矿物学报, 2023, 43(04): 481-489.

DOI：10.16461/j.cnki.1000-4734.2023.43.029

• 牛蹄塘组
• 留茶坡组
• 热液
• 铅锌矿床
• 钡冰长石

华南大面积下寒武统黑色页岩具有多元素超常富集的显著特征，常被认为与古海洋的氧化还原条件、海洋生产力和热液活动等作用有关。已有成果显示，该区黑色页岩中存在锌（Zn）的富集现象，w（Zn）从几十到上万个10-6。本文通过不同沉积相剖面的元素分布规律、岩相学观测和硫同位素分析研究了锌的来源及其沉淀机制。结果显示：1)华南不同沉积相，甚至同一剖面上存在显著Zn的差异富集(高达15000×10-6),Zn的富集期短暂且峰值出现于520Ma左右；2)锌主要以细粒或者粗粒分散状的闪锌矿形式产出，与钡冰长石和黄铁矿紧密共生，指示锌的来源与热液有关；3)硫同位素组成变化范围较宽(δ34S=-26.5‰～+44.5‰)，暗示着闪锌矿与共生黄铁矿沉淀时有微生物硫酸盐还原作用产生的硫化氢参与。结合埃迪卡拉纪-寒武纪时期海洋的氧化还原分层结构（即表层水体氧化，深部水体缺氧和共存的硫化水体），提出华南下寒武统黑色页岩中Zn的富集是520 Ma左右的热液活动与普遍存在硫化水体相互作用的结果。