烃类流体在
  <strong>MVT</strong>型铅锌矿成矿中角色与作用：研究进展与展望

doi:10.11867/j.issn.1001-8166.2021.042

地球科学进展 ›› 2021, Vol. 36 ›› Issue (4): 335 -345. doi: 10.11867/j.issn.1001-8166.2021.042

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烃类流体在 MVT型铅锌矿成矿中角色与作用：研究进展与展望

李荣西 ¹ ^, ²(

), 毛景文 ¹ ^, ³, 赵帮胜 ¹ ^, ², 陈宝赟 ¹ ^, ², 刘淑文 ¹ ^, ²

^1.长安大学地球科学与资源学院，陕西西安 710054
^2.长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室，陕西西安 710054
^3.中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037

收稿日期:2020-10-17 修回日期:2021-01-29 出版日期:2021-05-31
基金资助:
国家自然科学基金项目“大巴山前陆构造纤维状方解石脉体成因机理及其油气地质意义研究”(41772118)

A Review of the Role of Hydrocarbon Fluid in the Ore Formation of the MVT Pb-Zn Deposit

Rongxi LI ¹ ^, ²( ), Jingwen MAO ¹ ^, ³, Bangsheng ZHAO ¹ ^, ², Baoyun CHEN ¹ ^, ², Shuwen LIU ¹ ^, ²

^1.School of Earth Science and Resources，Chang'an University，Xi'an 710054，China
^2.Key Laboratory of West China's Mineral Resources and Geological Engineering，Minstry of Education，Chang'an University，Xi'an 710054，China
^3.Institute of Mineral Resources，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100037，China

Received:2020-10-17 Revised:2021-01-29 Online:2021-05-31 Published:2021-05-31
About author:LI Rongxi (1966-), male, Qingyang City, Gansu Province, Professor. Research areas include mineral resource prospecting and exploration. E-mail： rongxi99@163.com
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China “Study on formation mechanism of fibrous calcite veins in the Dabashan Foreland and its significance for petroleum geology”(41772118)

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MVT型铅锌矿床是最重要的铅锌矿类型之一，近百年来人们在此类矿床地质和地球化学特征、成矿物质来源、成矿物质活化、运移和沉淀机制、成矿时代和成矿动力学等方面取得了许多重要成果，其中最重要的认识就是与油气相关的烃类流体在Pb-Zn等金属元素活化、迁移和沉淀成矿中起着非常重要的作用。在综合分析前陆盆地烃类流体与MVT型铅锌矿二者之间的成因关系的基础上，系统总结了世界范围内前陆盆地MVT型Pb-Zn矿床共同特征，总结了近年来前陆盆地MVT型铅锌矿烃类流体研究成果和进展，分析表明烃类流体以什么角色、如何参与MVT型铅锌矿成矿作用是目前研究的热点问题，有关烃类流体携带Pb-Zn等金属元素能力及其参与Pb-Zn沉淀成矿机制、前陆盆地构造演化背景下流体汇聚动力学，以及油气藏破坏与Pb-Zn成矿耦合关系等是未来有待深入探讨的重要科学问题。在矿床学和矿床地球化学研究基础上，应该发挥交叉学科特色优势和研究手段，从石油地质学角度出发，研究前陆盆地构造演化过程中烃类流体形成、演化与MVT型铅锌矿成矿过程之间的耦合关系，从有机流体角度切入，探讨MVT型铅锌矿成矿物质来源、成矿作用过程和成矿机制是新的研究趋势。

关键词: MVT型铅锌矿, 烃类流体, 成矿机制, 前陆盆地

MVT Pb-Zn deposit （Mississippi Valley Type） is one of the most important types of lead-zinc mine. Many large oil and gas fields developed together with MVT type Pb-Zn ore in the foreland basin in the world. Hydrocarbon fluid associated with oil/gas has played a very important role in the mobilization， transportation and precipitation of metal elements of Pb-Zn. Several metallogenic models of MVT Pb-Zn deposit have been established based on the background of foreland basin structure of which hydrocarbon fluid participated in Pb-Zn mineralization， or acted as the role of reductant to precipitate in Pb-Zn minerals. The close connections between the MVT type Pb-Zn deposit and hydrocarbon fluid of oil/gas field in foreland basin is widely recognized by deposit scientists in the world. Currently geologists' attentions have been focused on the role of hydrocarbon fluid in the metallogenic characteristics of MVT Pb-Zn deposit formation， ability of mobilization and transportation of Pb-Zn elements and metallogenic mechanism of hydrocarbon fluid during tectonic evolution history. On the basis of geological and geochemical study of MVT Pb-Zn deposit， ideas and methods of petroleum geology and organic geochemistry should be used to study the coupling relationship of evolution process of hydrocarbon fluid and mineralization process of MVT Pb-Zn deposit.

Key words: MVT Pb-Zn deposit, Hydrocarbon fluid, Metallogenic mechanism, Foreland basin

中图分类号:

P618.4

图1 美国密西西比河谷铅锌矿集区分布与盆地构造和生烃中心关系图^{[

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Fig.1 Distribution of the MVT Zn-Pb districts with associated basin structure and source rock centre in the Central US^{[

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图1 美国密西西比河谷铅锌矿集区分布与盆地构造和生烃中心关系图^{[

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图2 环扬子地块铅锌矿集区与下寒武统生烃中心和早古生代古构造分布关系图

Fig.2 The MVT Zn-Pb districts around the Yangtze block with associated the Lower Cambrian source rock and paleostructure

图2 环扬子地块铅锌矿集区与下寒武统生烃中心和早古生代古构造分布关系图

Fig.2 The MVT Zn-Pb districts around the Yangtze block with associated the Lower Cambrian source rock and paleostructure

图3 大巴山前陆盆地马元铅锌矿两期沥青与铅锌矿宏观产状特征

Fig.3 Macrofeatures of two episodes bitumen and lead-zinc ore in the Mayuan deposit in the Dabashan foreland basin

图3 大巴山前陆盆地马元铅锌矿两期沥青与铅锌矿宏观产状特征

Fig.3 Macrofeatures of two episodes bitumen and lead-zinc ore in the Mayuan deposit in the Dabashan foreland basin

图4 前陆盆地烃类流体演化与铅锌成矿模式图
（a）MVT型铅锌矿与古油藏形成与演化关系；（b）MVT型铅锌矿与古气藏形成与演化关系

Fig.4 The model of Pb/Zn mineralization related with hydrocarbon fluid evolution of foreland basin
(a) Pb-Zn mineralization related with paleo-oil reservoir； (b) Pb-Zn mineralization related paleo-gas reservoir

图4 前陆盆地烃类流体演化与铅锌成矿模式图
（a）MVT型铅锌矿与古油藏形成与演化关系；（b）MVT型铅锌矿与古气藏形成与演化关系

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43	ZHANG Changqing， YU Jinjie， MAO Jingwen， et al. Advances in the study of Mississippi Valley-Type deposits ［J］. Mineral Deposits， 2009， 28（2）： 195-210.
	ZHANG Changqing， YU Jinjie， MAO Jingwen， et al. Advances in the study of Mississippi Valley-Type deposits ［J］. Mineral Deposits， 2009， 28（2）： 195-210.
	张长青，余金杰，毛景文，等. 密西西比型（MVT）铅锌矿床研究进展［J］.矿床地质，2009，28（2）： 195-210.
	张长青，余金杰，毛景文，等. 密西西比型（MVT）铅锌矿床研究进展［J］.矿床地质，2009，28（2）： 195-210.
44	WANG Guozhi， ZHAO Fufeng， FU Yuzhen， et al. Determination of metallogenic epoch of MVT Pb-Zn in Dengying Formation at the northern margin of Sichuan Basin ［J］. Acta Mineralogica Sinica， 2015（）： 723.
	WANG Guozhi， ZHAO Fufeng， FU Yuzhen， et al. Determination of metallogenic epoch of MVT Pb-Zn in Dengying Formation at the northern margin of Sichuan Basin ［J］. Acta Mineralogica Sinica， 2015（）： 723.
	王国芝，赵甫峰，付于真，等.四川盆地北缘灯影组中M V T 铅锌矿成矿时代的确定［J］.矿物学报，2015（）： 723.
	王国芝，赵甫峰，付于真，等.四川盆地北缘灯影组中M V T 铅锌矿成矿时代的确定［J］.矿物学报，2015（）： 723.
45	WU Yue， KONG Zhigang， CHEN Miaohong， et al. Trace elements in sphalerites from the Mississippi Valley-Type lead-zinc deposits around the margins of Yangtze Block and its geological implications： A LA-ICPMS study ［J］. Acta Petrologica Sinica，2019， 35（11）： 3 443-3 460.
	WU Yue， KONG Zhigang， CHEN Miaohong， et al. Trace elements in sphalerites from the Mississippi Valley-Type lead-zinc deposits around the margins of Yangtze Block and its geological implications： A LA-ICPMS study ［J］. Acta Petrologica Sinica，2019， 35（11）： 3 443-3 460.
	吴越，孔志岗，陈懋弘，等.扬子板块周缘MVT型铅锌矿闪锌矿微量元素组成特征与指示意义：LA-ICPMS研究［J］.岩石学报，2019，35（11）： 3 443-3 460.
	吴越，孔志岗，陈懋弘，等.扬子板块周缘MVT型铅锌矿闪锌矿微量元素组成特征与指示意义：LA-ICPMS研究［J］.岩石学报，2019，35（11）： 3 443-3 460.
46	LI Rongxi，DONG Shuwen， DAN Lehrmann. Tectonically driven organic fluid migration in the Dabashan Foreland Belt： Evidenced by fibrous calcite with organic inclusions ［J］. Journal of Asian Earth Sciences， 2013， 75： 202-212.
	LI Rongxi，DONG Shuwen， DAN Lehrmann. Tectonically driven organic fluid migration in the Dabashan Foreland Belt： Evidenced by fibrous calcite with organic inclusions ［J］. Journal of Asian Earth Sciences， 2013， 75： 202-212.
47	CHI G， XUE C， LAI J， et al. Sand injection and liquefaction structures in the Jinding Zn-Pb deposit， Yunnan， China： Indicators of overpressured fluid and implications for mineralization ［J］. Economic Geology， 2007， 102（4）： 739-743.
	CHI G， XUE C， LAI J， et al. Sand injection and liquefaction structures in the Jinding Zn-Pb deposit， Yunnan， China： Indicators of overpressured fluid and implications for mineralization ［J］. Economic Geology， 2007， 102（4）： 739-743.
48	QIN Xiaoli， LI Rongxi， LIU Shuwen， et al. High pressure paleofluid in the Dabashan continental orogenic belt and its migration dynamics［J］. Earth Science Frontiers， 2017，24（2）： 123-129.
	QIN Xiaoli， LI Rongxi， LIU Shuwen， et al. High pressure paleofluid in the Dabashan continental orogenic belt and its migration dynamics［J］. Earth Science Frontiers， 2017，24（2）： 123-129.
	覃小丽，李荣西，刘淑文，等.大巴山陆内造山带高压古流体及其运移动力学机制研究［J］.地学前缘， 2017，24（2）： 123-129.
	覃小丽，李荣西，刘淑文，等.大巴山陆内造山带高压古流体及其运移动力学机制研究［J］.地学前缘， 2017，24（2）： 123-129.
49	LI Rongxi， DONG Shuwen， DING Lei， et al. Tectonically driven organic fluid flow in the Dabashan foreland belt： Recorded by fibrous calcite veins contained hydrocarbon-bearing inclusions ［J］. Acta Sedimentologica Sinica， 2013， 30（3）： 516-526.
	LI Rongxi， DONG Shuwen， DING Lei， et al. Tectonically driven organic fluid flow in the Dabashan foreland belt： Recorded by fibrous calcite veins contained hydrocarbon-bearing inclusions ［J］. Acta Sedimentologica Sinica， 2013， 30（3）： 516-526.
	李荣西，董树文，丁磊，等.构造驱动大巴山前陆烃类流体排泄：含烃包裹体纤维状方解石脉证据［J］. 沉积学报， 2013， 30（3）： 516-526.
	李荣西，董树文，丁磊，等.构造驱动大巴山前陆烃类流体排泄：含烃包裹体纤维状方解石脉证据［J］. 沉积学报， 2013， 30（3）： 516-526.
50	MILES F， FIONA W， CATHY H. Fluid expulsion from overpressured basins： Implications for Pb/Zn mineralisation and dolomitisation of the East Midlands platform， northern England ［J］. Marine and Petroleum Geology， 2014， 55： 68-86.
	MILES F， FIONA W， CATHY H. Fluid expulsion from overpressured basins： Implications for Pb/Zn mineralisation and dolomitisation of the East Midlands platform， northern England ［J］. Marine and Petroleum Geology， 2014， 55： 68-86.
51	YU Caisong， YING Chaoliu， ZENG Qianhou， et al. Sediment-hosted Pb/Zn deposits in the Tethyan domain from China to Iran： Characteristics， tectonic setting， and ore controls ［J］. Gondwana Research， 2019， 75： 249-281.
	YU Caisong， YING Chaoliu， ZENG Qianhou， et al. Sediment-hosted Pb/Zn deposits in the Tethyan domain from China to Iran： Characteristics， tectonic setting， and ore controls ［J］. Gondwana Research， 2019， 75： 249-281.
52	CORBELLA M， AYORA C， CARDELLACH E. Hydrothermal mixing， carbonate dissolution and sulfide precipitation in Mississippi Valley Type deposits ［J］. Mineralium Deposita， 2004， 39： 344-357.
	CORBELLA M， AYORA C， CARDELLACH E. Hydrothermal mixing， carbonate dissolution and sulfide precipitation in Mississippi Valley Type deposits ［J］. Mineralium Deposita， 2004， 39： 344-357.
53	HANOR J S. Controls on the solubilization of lead and zinc in basin brines ［J］. Society of Economic Geologists Special Publication， 1996， 4： 483-500.
	HANOR J S. Controls on the solubilization of lead and zinc in basin brines ［J］. Society of Economic Geologists Special Publication， 1996， 4： 483-500.
54	GIORDANO T H. Transport of Pb and Zn by carboxylate complexes in basinal ore fluids and related petroleum- field brines at 100°C： The influence of pH and oxygen fugacity ［J］. Geochemical Transactions， 2002， 3： 56-72.
	GIORDANO T H. Transport of Pb and Zn by carboxylate complexes in basinal ore fluids and related petroleum- field brines at 100°C： The influence of pH and oxygen fugacity ［J］. Geochemical Transactions， 2002， 3： 56-72.
55	KARPOV I K， CHUDNENKO K V， KULIK D A， et al. Minimization of Gibbs free energy in geochemical systems by convex programming ［J］. Geochemistry International， 2001， 39：1 108-1 119.
	KARPOV I K， CHUDNENKO K V， KULIK D A， et al. Minimization of Gibbs free energy in geochemical systems by convex programming ［J］. Geochemistry International， 2001， 39：1 108-1 119.
56	KULIK D A， WAGNER T， DMYTRIEVA S V. GEM-Selektor geochemical modeling package： Revised algorithm and GEMS3K numerical kernel for coupled simulation codes ［J］. Computation and Geoscience， 2013， 17：1-24.
	KULIK D A， WAGNER T， DMYTRIEVA S V. GEM-Selektor geochemical modeling package： Revised algorithm and GEMS3K numerical kernel for coupled simulation codes ［J］. Computation and Geoscience， 2013， 17：1-24.
57	ZHANG Yonghan， YUE Changtao， LI Shuyuan， et al. Simulation and kinetic study of thermo-chemical sulfate reduction reaction between crude oil and sulfate ［J］. Acta Sedimentologica Sinica， 2011， 29（5）： 994-1 001.
	ZHANG Yonghan， YUE Changtao， LI Shuyuan， et al. Simulation and kinetic study of thermo-chemical sulfate reduction reaction between crude oil and sulfate ［J］. Acta Sedimentologica Sinica， 2011， 29（5）： 994-1 001.
	张永翰，岳长涛，李术元，等.原油与硫酸盐的热化学硫酸盐还原反应模拟实验及动力学研究［J］.沉积学报，2011，29（5）： 994-1 001.
	张永翰，岳长涛，李术元，等.原油与硫酸盐的热化学硫酸盐还原反应模拟实验及动力学研究［J］.沉积学报，2011，29（5）： 994-1 001.
58	YUE Changtao， LI Shuyuan， XU Ming， et al. Experimental study on the influence of reaction conditions on organic sulfide formation ［J］. Acta Sedimentologica Sinica， 2011， 29（2）： 402-409.
	YUE Changtao， LI Shuyuan， XU Ming， et al. Experimental study on the influence of reaction conditions on organic sulfide formation ［J］. Acta Sedimentologica Sinica， 2011， 29（2）： 402-409.
	岳长涛，李术元，徐明.等.反应条件对有机硫化物形成影响的模拟实验研究［J］.沉积学报， 2011， 29（2）： 402-409.
	岳长涛，李术元，徐明.等.反应条件对有机硫化物形成影响的模拟实验研究［J］.沉积学报， 2011， 29（2）： 402-409.
59	SANZ-ROBINSON J， WILLIAMS-JONES A E. Zinc solubility， speciation and deposition： A role for liquid hydrocarbons as ore fluids for Mississippi Valley Type Zn-Pb deposits ［J］. Chemical Geology， 2019， 520： 60-68.
	SANZ-ROBINSON J， WILLIAMS-JONES A E. Zinc solubility， speciation and deposition： A role for liquid hydrocarbons as ore fluids for Mississippi Valley Type Zn-Pb deposits ［J］. Chemical Geology， 2019， 520： 60-68.
60	LU Jialan， ZHUANG Hanping， LIU Wenjun. Experimental study on the role of organic matter in strata-controlled lead-zinc deposits ［J］. Acta Sedimentologica Sinica， 1997， 15（2）： 226-231.
	LU Jialan， ZHUANG Hanping， LIU Wenjun. Experimental study on the role of organic matter in strata-controlled lead-zinc deposits ［J］. Acta Sedimentologica Sinica， 1997， 15（2）： 226-231.
	卢家烂，庄汉平，刘文均.有机质在层控铅锌矿床中作用的实验研究［J］.沉积学报，1997， 15（2）： 226-231.
	卢家烂，庄汉平，刘文均.有机质在层控铅锌矿床中作用的实验研究［J］.沉积学报，1997， 15（2）： 226-231.
61	PARNELL J， BARON M， MANN P. Oil migration and bitumen formation in a hydrothermal system， Cuba ［J］. Journal of Geochemical Exploration， 2003， 78/79： 409-415.
	PARNELL J， BARON M， MANN P. Oil migration and bitumen formation in a hydrothermal system， Cuba ［J］. Journal of Geochemical Exploration， 2003， 78/79： 409-415.
62	LI Rongxi， DONG Shuwen， ZHANG Shaoni， et al. Features and formation of organic fluids during Dabashan orogenisis［J］. Journal of Nanjing University （Natural Science Edition）， 2012， 48（3）： 295-307.
	LI Rongxi， DONG Shuwen， ZHANG Shaoni， et al. Features and formation of organic fluids during Dabashan orogenisis［J］. Journal of Nanjing University （Natural Science Edition）， 2012， 48（3）： 295-307.
	李荣西，董树文，张少妮，等.大巴山造山过程有机流体研究［J］.南京大学学报：自然科学版， 2012， 48（3）： 295-307.
	李荣西，董树文，张少妮，等.大巴山造山过程有机流体研究［J］.南京大学学报：自然科学版， 2012， 48（3）： 295-307.
63	HUC A Y， NEDERLOF P， DEBARRE R， et al. Pyrobitumen occurrences and formation in a Cambron- Ordovician sandstone reservoir， Fahud Salt Basin， North Oman［J］. Chemical Geology， 2000， 168： 99-112.
	HUC A Y， NEDERLOF P， DEBARRE R， et al. Pyrobitumen occurrences and formation in a Cambron- Ordovician sandstone reservoir， Fahud Salt Basin， North Oman［J］. Chemical Geology， 2000， 168： 99-112.
64	JACOB H. Classification， structure， genesis and practical importance of natural solid oil bitumen ［J］. International Journal of Coal Geology， 1989， 11（1）： 65-79.
	JACOB H. Classification， structure， genesis and practical importance of natural solid oil bitumen ［J］. International Journal of Coal Geology， 1989， 11（1）： 65-79.

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[3]	戴朝成,郑荣才,朱如凯,翟文亮,高红灿. 四川类前陆盆地须家河组震积岩的发现及其研究意义[J]. 地球科学进展, 2009, 24(2): 172-180.
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