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研究综述
膏盐层是富含石膏/硬石膏的蒸发沉积岩建造，除SO42-外还富含Cl-、CO32-、Na+、K+等盐类物质和H2O，在自然界广泛分布。膏盐层中SO42-是重要氧化剂，膏盐层的加入可大幅度提高成矿系统氧逸度fO2，将变价成矿元素由低价态（如Fe2+、U4+等）氧化成高价态（Fe2+→Fe3+、U4+→ U6+），使成矿元素迁移或沉淀，是变价元素成矿的重要条件。膏盐层还可以向成矿系统提供矿化剂（Cl-、CO32-、Na+、K+等）、还原硫（S2-）和H2O等挥发分，使金属成矿物质以络合物的形式迁移或形成硫化物沉淀，是MVT型铅锌多金属硫化物矿床和岩浆型Ni-Cu-PGE矿床等成矿的关键因素。但膏盐层在内生金属矿床成矿中的作用一直没有得到应有重视，制约相关成矿理论发展，影响找矿效果提升。以宁芜—庐枞玢岩型铁矿（IOA）、大冶/邯邢式矽卡岩型铁矿、会泽和毛坪MVT型铅锌矿床为例，介绍了膏盐层与矿床的时空关系和硫、氧同位素组成特征，阐明了膏盐层在内生金属矿床成矿过程中的关键作用和控矿机制。
长江中下游宁芜—庐枞玢岩铁矿和大冶矽卡岩铁矿空间分布严格受中下三叠统周冲村组/东马鞍山组/嘉陵江组膏盐层控制；华北地台邯邢式/莱芜式矽卡岩铁矿严格受中奥陶统马家沟组膏盐层控制。玢岩/矽卡岩型铁矿床中石膏等硫酸盐矿物广泛发育，有些地段石膏富集形成独立石膏矿。矿床中钠化、钾化、氯化（钠柱石、方柱石）、膏辉岩化和石膏化、黄铁矿化蚀变广泛发育，成矿流体盐度异常高，部分矿床发育盐熔包裹体。矿床中石膏、硫化物和总硫的同位素比值异常高，与幔源硫的值显著不同，而与膏盐层硫酸盐的值相似。
膏盐层在岩浆阶段就已加入成矿系统，膏盐层的加入可大幅提高成矿岩浆系统的氧逸度，使铁氧化物在熔体固结线之上大量提前形成，是岩浆发生液态不混熔，形成铁矿浆的重要条件。膏盐层向岩浆-热液成矿系统提供氧化剂（SO42-），将熔/流体中Fe2+氧化成Fe3+，富集形成铁矿床的同时，SO42-自身被还原为S2-，S2-与Fe2+结合富集形成硫铁矿。因此膏盐层-玢岩/矽卡岩铁矿-硫铁矿三者紧密共生，互为找矿标志。在同一矿床中，矿浆充填型和热液交代/充填型矿体可能同时存在。铁矿浆温度高，黏滞性强，迁移距离短，因此矿浆充填型-接触交代型铁矿体一般赋存于成矿岩体与膏盐层的接触带附近。而以络合物形式搬运的成矿热液流动性强，迁移距离远，可以在远离岩体与膏盐层接触带部位富集沉淀。建立玢岩铁矿“双层结构”找矿模型，在火山盆地深部岩体与膏盐层的接触部位产出“大冶式”矿浆充填-接触交代型富铁矿体，规模可能超过赋存于浅部火山-次火山中的“热液型玢岩铁矿”。该模型已被系列找矿勘查证实，推动找矿实现重大突破。
MVT型铅锌多金属矿床区域分布严格受地层层位（膏盐层）控制，矿体主要赋存于富含石膏和有机质的沉积建造之中，常共-伴生汞、锑、砷、金、银、锗等矿床，是铅锌多金属矿床的重要类型。矿床中石膏-重晶石等硫酸盐化、白云岩化广泛发育，部分矿床膏盐被消耗殆尽，硫酸盐矿物少见。会泽矿石硫化物的δ34S值与矿区内石炭系碳酸盐围岩中微量硫酸盐及外围石炭系膏盐层中石膏的δ34S值一致；毛坪矿石硫化物的δ34S值与其赋存层位密切相关，赋存于摆佐组的矿石硫化物的δ34S值与外围石炭系石膏的值一致，赋存于宰格组的矿石硫化物的δ34S值与外围同层位膏盐层中石膏的δ34S值相似。提出会泽、毛坪铅锌矿床中硫主要来源于赋矿层位膏盐层中石膏硫酸盐的原地热还原。膏盐层中石膏首先在原地与沉积物中的有机质和甲烷等发生热化学反应，石膏全部被还原形成H2S，有机质被氧化形成CO2，同时发生大规模白云石化。闪锌矿、方铅矿等金属硫化物溶度积极小，储存H2S的穹隆和溶洞构成Pb、Zn等成矿物质捕集阱。淋滤了深部基底和围岩中Pb、Zn等金属成矿物质的氧化性成矿流体沿着构造裂隙上升与储存在层间裂隙或溶洞之中的富含H2S的流体混合，形成方铅矿和闪锌矿等富集沉淀，形成高品位矿石。
主要结论
（1）膏盐层富含SO42-、Cl-、CO32-、Na+、K+等盐类物质和H2O，可以向成矿系统提供氧化剂（SO42-）、矿化剂（Cl-、CO32-、Na+、K+等）、还原硫（S2-）和H2O等，是形成玢岩铁矿、矽卡岩铁矿、MVT铅锌矿等成矿关键因素。
（2）膏盐层的加入可大幅提高玢岩/矽卡岩成矿岩浆系统的氧逸度，将熔体中Fe2+氧化成Fe3+，使铁氧化物在熔体固结线之上大量形成，是岩浆发生液态不混熔，形成矿浆型富铁矿的必要条件。膏盐层向岩浆-热液成矿系统提供氧化剂（SO42-），将熔/流体中Fe2+氧化成Fe3+富集形成铁矿床的同时，SO42-自身被还原为S2-，与Fe2+结合形成硫铁矿，建立膏盐层-玢岩/矽卡岩铁矿-硫铁矿三位一体成矿模型和双层结构找矿模型，推动找矿取得重大突破。
（3）MVT铅锌多金属矿床区域分布严格受膏盐层控制，膏盐层中SO42-被地层中有机质等原地还原形成H2S，储存在构造裂隙之中，沿逆冲推覆构造上升的富含Pb、Zn的成矿溶液与之混合，S2-与Pb2+、Zn2+等结合富集形成高品位铅锌多金属矿床。建立膏盐层-有机质-铅锌矿三位一体二阶段成矿模型。
主要图表
图1 长江中下游地区三叠纪岩相古地理与膏盐层（a）及相关矿床分布图（b）（据侯增谦等，2004）
图2 宁芜—庐枞玢岩型铁矿床中发育石膏
图4 宁芜、庐枞玢岩铁矿和硫铁矿中黄铁矿、石膏及膏盐层中石膏的硫同位素组成特征（数据据巫全淮等，1983；黄清涛和尹恭沛，1989；胡文瑄等，1991；吴长年等，1993；殷友东等，1996；吴明安等，1996；熊先孝和姚超美，2001；张舒等，2014；温冰冰等，2018；Duan et al.，2021）
图5 长江中下游膏盐层-玢岩铁矿-硫铁矿三位一体（a）和“双层成矿结构”（b）成矿找矿模型（据李延河等，2021）
图6 长江中下游鄂东大冶式矽卡岩铁矿与膏盐层的空间关系（据朱乔乔和谢桂青，2018）
图9 会泽和毛坪矿床及其外围含硫矿物S同位素组成直方图（据任顺利等，2018）
图11 会泽和毛坪铅锌矿床成矿模式示意图
表1 川滇黔地区南华系—侏罗系膏盐层与MVT型 Pb-Zn矿赋存层位的关系
本文受国家重点研发计划项目（2022YFC2903701）、国家自然科学基金项目（41473014、41402078）、公益行业科研院所基本科研业务费项目（KK2015、K1307）联合资助。
文章刊登于《矿产勘查》第15卷第8期
引用格式：李延河，段超，范昌福，胡斌，侯可军，朱乔乔，王倩，郭东伟. 2024. 膏盐层在内生金属矿床成矿中的作用研究[J]. 矿产勘查, 15(8): 1391-1408.
Citation: Li Yanhe, Duan Chao, Fan Changfu, Hu Bin, Hou Kejun, Zhu Qiaoqiao, Wang Qian, Guo Dongwei. 2024. The role of evaporite layers in the mineralization of endogenetic metal deposits[J]. Mineral Exploration, 15(8): 1391-1408.
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编辑：贺昕宇
审核：王学明
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