伍俊杰，陳正樂(lè)，，付蕾，3，潘家永，韓鳳彬，沈滔

(1.東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，南昌 330013; 2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081; 3.贛中南地質(zhì)礦產(chǎn)勘查研究院，南昌 330013)

江西新余良山鉬礦氫-氧-硫-鉛同位素特征及指示意義

伍俊杰1，陳正樂(lè)1，2，付蕾1，3，潘家永1，韓鳳彬2，沈滔1

(1.東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，南昌 330013; 2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081; 3.贛中南地質(zhì)礦產(chǎn)勘查研究院，南昌 330013)

在前人研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)江西新余良山鉬礦床的地質(zhì)特征進(jìn)行了詳細(xì)研究，系統(tǒng)測(cè)試了礦床中石英脈型鉬礦石樣品的氫、氧、硫和鉛同位素組成，進(jìn)而探討鉬礦床的成礦流體性質(zhì)以及成礦物質(zhì)來(lái)源。良山鉬礦床δD值變化范圍－61‰～－57.9‰，平均值－59.1‰;δ18OV-SMOW值變化于7.1‰～10.5‰，平均值9.2‰，流體的δ18OH2O值變化于－3.32‰～－0.52‰，平均值－1.52‰，表明成礦流體具有巖漿水和大氣降水混合流體特征。硫化物的δ34SV-CDT值為－1.8‰～2.6‰，極差4.4‰，平均值1.12‰，其中黃鐵礦δ34SV-CDT值為－1.8‰～2.6‰，輝鉬礦δ34SV-CDT值為0.8‰～2.3‰，硫同位素表現(xiàn)為較小的正值特征，具有典型的巖漿硫組成特點(diǎn)。良山鉬礦石中的礦石鉛同位素206Pb/204Pb值為17.555～19.474，207Pb/204Pb值15.486～15.768，208Pb/204Pb值37.942～39.943，μ值9.35～9.7，ω值37.06～38.31，Th/U值3.8～3.96，礦石鉛為混合鉛，表明成礦物質(zhì)為混合來(lái)源。良山鉬礦床應(yīng)為巖漿熱液型-石英脈型鉬礦床，是中生代華南板塊板內(nèi)構(gòu)造演化區(qū)域金屬成礦作用大爆發(fā)的產(chǎn)物。

同位素組成;成礦物質(zhì);成礦流體;成礦系統(tǒng);良山鉬礦床

欽杭成礦帶(江西段)為環(huán)西太平洋成礦帶的組成部分，區(qū)內(nèi)地層出露齊全，是我國(guó)重要的金屬產(chǎn)地。良山鉬礦床位于贛中新余市，屬于武功山—鉛山成礦亞區(qū)帶西部。新余良山鉬礦床近地表主要發(fā)育石英脈型鉬礦石，多見(jiàn)于細(xì)脈浸染狀、薄膜狀。良山鉬礦是在良山鐵礦床中產(chǎn)出的有色金屬礦床，受礦權(quán)限定，并沒(méi)有形成獨(dú)立的采礦礦床。但2013年對(duì)其進(jìn)行的礦產(chǎn)資源評(píng)估表明，良山鉬礦床的資源量已經(jīng)達(dá)到了大中型礦床的規(guī)模［1］。對(duì)于該鉬礦床的成礦流體、成礦物質(zhì)、成礦時(shí)代、控礦因素及礦床成因等尚待進(jìn)行更深入的研究，而研究的不足對(duì)準(zhǔn)確把握該地區(qū)的區(qū)域性金屬成礦特點(diǎn)、總結(jié)該區(qū)域的成礦規(guī)律、評(píng)估該區(qū)的成礦潛力以及指導(dǎo)找礦均具有不利影響。H、O同位素可用于判明成礦流體是來(lái)源于巖漿流體、變質(zhì)流體還是天水流體，而S、Pb同位素則可以有效示蹤成礦體系中金屬元素的來(lái)源［2～8］。本文在前人研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)新余良山鉬礦床的地質(zhì)特征進(jìn)行了詳細(xì)研究，系統(tǒng)測(cè)試了良山鉬礦床外接觸帶石英脈型鉬礦石樣品中的氫、氧、硫和鉛同位素組成，探討其成礦流體來(lái)源和成礦物質(zhì)來(lái)源，以期為礦床的成因提供示蹤證據(jù)。

1 成礦地質(zhì)背景

新余良山鉬礦床大地構(gòu)造位置屬于華夏板塊北武夷—江南隆起帶內(nèi)，是華南多金屬成礦帶的一部分。礦床位于欽杭成礦帶南側(cè)，南華造山帶北緣武功山—北武夷隆起帶西段武功隆起東段之神山倒轉(zhuǎn)背斜南翼北東、黃虎背形向斜軸線以東，主體構(gòu)造為一單斜構(gòu)造［9～14］;是區(qū)域性鐵礦田的控礦構(gòu)造，主要由東西向神山倒轉(zhuǎn)背斜的南翼及其西部外傾轉(zhuǎn)折端組成。神山復(fù)背斜核部由青白口系神山組構(gòu)成，而南翼則由南華系上施組、下坊組和大砂江地層組成［13］，受次一級(jí)構(gòu)造的影響，神山倒轉(zhuǎn)背斜的傾伏端及其南翼次級(jí)褶皺極為發(fā)育，形變?yōu)榻媳毕虻膶捑忨薨櫂?gòu)造，有黃虎背形、獅子山向斜、帽頂庵倒轉(zhuǎn)背斜、楓樹(shù)下倒轉(zhuǎn)背斜等褶皺構(gòu)造，其軸線大致呈南北及北北西—南南東方向延伸，軸面傾向西及南西西。礦田東部受神山倒轉(zhuǎn)背斜構(gòu)造的影響，使得其層位發(fā)生倒轉(zhuǎn)，以西為正常層序。

礦田內(nèi)出露地層主要為晚元古界青白口系及南華系，第三系至上古生界僅在礦田的南北邊緣零星分布。地層自井頭礦區(qū)以東為向北倒轉(zhuǎn)的層序，傾向北(北西)—北東，傾角20°—45°;以西為正常層序，傾向南西—西，傾角20°—70°。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，以北東—北北東向和北北西及北東向最為發(fā)育;斷裂構(gòu)造是石英脈型鉬礦體的賦礦部位，礦體及圍巖蝕變主要沿?cái)嗔褬?gòu)造發(fā)育。區(qū)內(nèi)主要巖漿巖為侵入巖，主要有東部的城上花崗巖體、西部的山莊花崗閃長(zhǎng)巖和中部的良山石英閃長(zhǎng)斑巖體。城上巖體(又稱為“金灘巖體”)為一多期復(fù)合巖體，呈巖基侵入震旦系上部地層中;北部為加里東期斜長(zhǎng)花崗巖，南部為華力西期黑云母二長(zhǎng)花崗巖，并有燕山早期花崗巖侵入［15］(見(jiàn)圖1)。良山巖體為燕山期小巖株，侵入含礦地層中，并且切割鐵礦層，巖性主要為石英閃長(zhǎng)斑巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖，近地表風(fēng)化較為嚴(yán)重，石英脈型鉬礦體主要產(chǎn)于巖體邊緣外接觸帶(見(jiàn)圖2)。區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖系的變質(zhì)程度不高，褶皺基底層為綠片巖相，局部準(zhǔn)蓋層為亞綠片巖相，沉積蓋層均不出現(xiàn)變質(zhì)現(xiàn)象。由于經(jīng)歷了多期次的造山活動(dòng)，變形以及動(dòng)力變質(zhì)作用表現(xiàn)十分強(qiáng)烈。變質(zhì)作用類型主要為區(qū)域變質(zhì)作用，變質(zhì)等級(jí)一般為綠片巖相低級(jí)變質(zhì)程度，板巖、千枚巖發(fā)育，局部地段有云母片巖形成。在褶皺構(gòu)造及其次級(jí)疊加構(gòu)造之上發(fā)育的斷裂構(gòu)造為鉬礦床的主要賦礦部位和控礦構(gòu)造。

2 礦體特征

鉬礦產(chǎn)出在良山鐵礦之內(nèi)，以侵入接觸穿插于鐵礦，并且切割鐵礦層。含礦地層南華系楊家橋群為一套淺變質(zhì)的千枚巖和片巖［16～17］，呈南東—北西向展布，傾向北東—北西，傾角20°—30°，組成單斜構(gòu)造。礦區(qū)主體構(gòu)造主要為褶皺構(gòu)造及其疊加的次級(jí)構(gòu)造，區(qū)內(nèi)主要發(fā)育北北東向、北東向及北北西向斷裂。區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為良山小巖體，為燕山早期侵入巖，主要巖性為石英閃長(zhǎng)斑巖。礦體主要賦存在楊家橋群下坊組，以石英脈型鉬礦石為主，分布于78線良山巖體旁邊(見(jiàn)圖2b)，沿裂隙充填。

圖1 江西新余鐵礦田地質(zhì)圖(據(jù)文獻(xiàn)［14］略改)Fig.1 Geologicalmap of the Xinyu iron deposit in Jiangxi Province

圖2 江西新余良山鉬礦床地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)文獻(xiàn)［12］略改)Fig.2 Geologicalmap of the Liangshan molybdenum deposit in Xinyu，Jiangxi Province

良山鉬礦在巖體南側(cè)共圈出3個(gè)鉬礦體［1］，其產(chǎn)狀大致與花崗斑巖小巖株南側(cè)的侵入接觸界面平行，受斷裂控制，呈似層狀、脈狀、透鏡狀，長(zhǎng)400～500 m，厚0.15～10.5 m，鉬品位一般在0.035%～0.62%。

礦石中主要金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、輝鉬礦等，脈石礦物主要為石英、鉀長(zhǎng)石、白云母以及少量的絹云母、綠泥石。礦石結(jié)構(gòu)以不等粒狀結(jié)構(gòu)和鱗片狀結(jié)構(gòu)為主，次為交代殘留結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)和纖維狀結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖3)。輝鉬礦多呈灰黑色，顆粒相對(duì)較小，呈細(xì)小片狀，自形程度較差，有六方板片狀、他形鱗片狀、片狀。但個(gè)別呈厚板狀、帶狀分布，晶體常發(fā)生彎曲或撓曲，局部輝鉬礦聚集呈玫瑰花狀、束狀或團(tuán)塊集合體，常常發(fā)生彎曲，多色性也比較明顯。礦物粒度以中細(xì)粒為主，一般為0.05～1.1 mm，少數(shù)可達(dá)2 mm?；液谏首孕巍胱孕西[片狀晶體產(chǎn)出［18］。

圖3 良山鉬礦床礦石形態(tài)及鏡下特征圖片F(xiàn)ig.3 Morphological and microscopical characteristics of ores in the Liangshan molybdenum deposit

熱液蝕變是成礦的重要組成，該區(qū)礦脈的主要熱液蝕變類型有硅化、綠泥石化、鉀長(zhǎng)石化、透閃石化和碳酸鹽化;主要礦化類型有黃鐵礦化、黃銅礦化、輝銅礦化、白鎢礦化、方鉛礦化、閃鋅礦化、孔雀石化以及褐鐵礦化。其中，黃鐵礦化、黃銅礦化、硅化和鉀長(zhǎng)石化與成礦關(guān)系密切，碳酸鹽化、孔雀石化和褐鐵礦化主要發(fā)生在成礦后期。規(guī)模性的地下水對(duì)流循環(huán)是圍巖蝕變形成的重要因素之一［19］，良山鉬礦區(qū)由于圍巖的滲透性較差，加之良山侵入體體積較小，熱力有限，并且受工作程度的影響，使得良山鉬礦床蝕變分帶的規(guī)律尚未查明。一般情況下，蝕變的強(qiáng)度、規(guī)模受石英脈厚度及距離石英脈遠(yuǎn)近的影響較大，蝕變程度與石英脈大小及距離成正比。一般石英脈厚度越大，距離石英脈越近，圍巖蝕變?cè)綇?qiáng)，反之亦然。

良山石英閃長(zhǎng)斑巖與成礦關(guān)系較密切。巖石具明顯的絹云母化，部分為強(qiáng)烈的云英巖化，其次為綠泥石化等熱液蝕變現(xiàn)象;普遍含有1%以上的金屬硫化物(呈浸染狀分布的黃鐵礦)，局部含肉眼可以看到的黃銅礦和輝鉬礦(呈細(xì)粒星散狀)，巖體內(nèi)有幾組平行分布的石英脈。云英巖化的黑云母中含有輝鉬礦，輝鉬礦與黑云母相伴生，輝鉬礦為鱗片狀，部分發(fā)生彎曲，黑云母具有膝折現(xiàn)象?；◢彴邘r與鉬礦關(guān)系密切，鉬礦體多產(chǎn)在花崗斑巖的下盤(pán)或接觸帶附近，鉬礦化多呈大脈狀、網(wǎng)脈狀(脈寬1～10 cm不等)及團(tuán)塊狀(粉狀)，多與圍巖的片理、片麻理(或?qū)永?一致或斜交，并有相互交切現(xiàn)象，說(shuō)明這些單脈和網(wǎng)脈的形成與巖漿巖熱液活動(dòng)有關(guān)，有多期成礦特點(diǎn)。

3 測(cè)試方法及結(jié)果

3.1 測(cè)試方法

本文的S、Pb、H和O同位素分析測(cè)試樣品均采自新余良山鉬礦床石英脈型礦石中。樣品處理方法及步驟如下:選取具代表性樣品，手工進(jìn)行逐級(jí)破碎、過(guò)篩至250～400μm(40～60目)，在雙目鏡下挑選，得到純度均大于99%的單礦物樣品5 g以上;將挑純后的單礦物樣品在瑪瑙缽內(nèi)研磨至75μm(200目)以下，送實(shí)驗(yàn)室分析。樣品分析測(cè)試在核工業(yè)北京地質(zhì)研究中心完成。

在硫同位素的分析測(cè)試中，將挑好的硫化物單礦物與氧化亞銅按一定比例研磨、混合均勻后，進(jìn)行氧化反應(yīng)生成SO2并用冷凍法收集，然后用MAT251氣體同位素質(zhì)譜儀分析硫同位素組成，測(cè)量結(jié)果以V-CDT為標(biāo)準(zhǔn)，分析精度優(yōu)于±0.2%。鉛同位素測(cè)試依據(jù)GB/T 17672-1999《巖石中鉛、鍶、釹同位素測(cè)定方法》，樣品先用混合酸分解，然后用樹(shù)脂交換法分離出鉛，蒸發(fā)后用熱表面電離質(zhì)譜法進(jìn)行鉛同位素測(cè)量，儀器型號(hào)為ISOPROBE-T，測(cè)量精度為對(duì)1μm鉛，其204Pb/206Pb誤差低于0.05%，204Pb/208Pb誤差低于0.005%。石英流體包裹體氫同位素測(cè)試采用熱爆裂法從樣品中提取原生流體包裹體中的H2O，使之在400℃條件下與Zn反應(yīng)30 min制取H2，然后用質(zhì)譜進(jìn)行氫同位素測(cè)定，精度±2‰。氧同位素測(cè)試采用常規(guī)BrF5法，分析精度±0.2‰。

3.2 氫、氧同位素組成

不同來(lái)源的流體具有不同的氫氧同位素組成特征，因此常根據(jù)成礦流體的氫氧同位素組成確定成礦流體的來(lái)源。目前成礦流體的氫氧同位素?cái)?shù)據(jù)主要是通過(guò)直接測(cè)定原生包裹體或測(cè)定與成礦流體達(dá)到平衡的礦物中的氫氧同位素后計(jì)算獲得［20］。

新余良山鉬礦床可見(jiàn)的礦石主要為良山巖體外接觸帶的石英脈型，多見(jiàn)于細(xì)脈浸染狀。含鉬石英脈中主要產(chǎn)出石英、黃鐵礦、黃銅礦和輝鉬礦等。本次氫氧同位素測(cè)試樣品主要取自石英單礦物，5件石英樣品氫、氧同位素組成的測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。δD值變化于－61.0‰～－57.9‰，平均值為－59.1‰。δ18OV-SMOW值變化于7.1‰～10.5‰，平均值9.2‰。采用所測(cè)得的石英樣品中流體包裹體均一溫度平均值(另文發(fā)表)，利用石英-水分餾方程公式1000lnα石英－水=3.38×106/T2－3.40［21］，計(jì)算出流體的δ18OH2O值變化于－3.32‰～－0.52‰，平均值為－1.52‰。

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表1 江西新余良山鉬礦礦床石英氫、氧同位素組成Table 1 Hydrogen and oxygen isotopic compositions of the Liangshan molybdenum deposit in Xinyu，Jiangxi

3.3 硫同位素組成

新余良山鉬礦硫同位素組成測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2，共計(jì)測(cè)試樣品14件，其中黃鐵礦10件，輝鉬礦4件。

表2 江西新余良山鉬礦床硫同位素組成Table 2 Sulfur isotopic composition of the Liangshan molybdenum deposit in Xinyu，Jiangxi Province

由表2可得，金屬硫化物的δ34SV-CDT值為－1.8‰～2.6‰，極差4.4‰，平均值1.12‰。其中，黃鐵礦δ34SV-CDT值－1.8‰～2.6‰，輝鉬礦δ34SV-CDT值0.8‰～2.3‰，黃鐵礦硫同位素組成變化范圍較輝鉬礦硫同位素組成變化范圍大。硫同位素表現(xiàn)為較小的正值特征。整體來(lái)看，良山鉬礦礦石硫化物的S同位素組成變化范圍窄，分布相對(duì)比較集中，δ34S∑S= ±3‰。通常認(rèn)為，在硫同位素分餾達(dá)到平衡條件下，共生硫化物的δ34S值按硫酸鹽→輝鉬礦→黃鐵礦→磁鐵礦和閃鋅礦→黃銅礦→方鉛礦的順序遞減［22］。在良山鉬礦的硫同位素組成中，輝鉬礦δ34S平均值為1.8‰，黃鐵礦δ34S平均值0.85‰，輝鉬礦δ34S＞黃鐵礦δ34S，說(shuō)明硫同位素分餾基本達(dá)到平衡，且來(lái)源較單一，具有典型的巖漿硫組成特點(diǎn)。

3.4 鉛同位素組成

鉛同位素一般不因環(huán)境影響而產(chǎn)生明顯的分餾，可以保留較為可信的源區(qū)信息。因此鉛同位素組成不僅能夠反演地殼演化，而且可以示蹤成礦物質(zhì)來(lái)源。

一般認(rèn)為，硫化物的U和Th含量微少，因此硫化物形成后U和Th衰變產(chǎn)生的放射成因鉛的數(shù)量更少，所以其對(duì)鉛同位素組成的影響可以忽略不計(jì)。因此，本次依據(jù)硫化物(黃鐵礦等)測(cè)試得到的鉛同位素組成不需要校正即代表鉛鋅礦形成時(shí)的初始鉛同位素比值。

良山鉬礦鉛同位素組成測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可見(jiàn)，9件礦石樣品中金屬硫化物的206Pb/204Pb值為17.555～19.474，極差1.919;207Pb/204Pb值為15.486～15.768，極差0.282;208Pb/204Pb值為37.942～39.943，極差2.001。該結(jié)果表明，良山鉬礦礦石鉛同位素比值十分穩(wěn)定，變化范圍較小?？傮w上，各類硫化物的礦石鉛同位素都比較穩(wěn)定，且在不同成礦階段的差別不大，顯示出正常鉛的特征。同時(shí)求得μ值為9.35～9.70，明顯高于正常鉛μ值范圍(8.686～9.238［23］);ω值為37.06～38.31，也均高于正常鉛ω值(35.55± 0.59［16］);Th/U比值介于3.80～3.96(平均值3.80)，高于地幔值3.45［23］，與地殼的Th/U比值(約為3.88)相當(dāng)。多數(shù)研究者認(rèn)為μ值大于9.58為高放射成因殼源鉛特征，小于9.58說(shuō)明有低放射成因深源鉛存在，一般高μ值被解釋為來(lái)自上地殼?？傮w上，研究區(qū)硫化物的鉛同位素組成變化范圍相對(duì)較小，相對(duì)富集放射性成因鉛，說(shuō)明物源區(qū)富238U、232Th，表明成礦物質(zhì)來(lái)源于相對(duì)穩(wěn)定、成熟度相對(duì)高的上地殼或者沉積物特征源區(qū)。

表3 江西新余良山鉬礦床鉛同位素組成Table 3 Lead isotopic composition of the Liangshan molybdenum deposit in Xinyu，Jiangxi Province

4 成礦流體及成礦物質(zhì)來(lái)源分析

4.1 成礦流體來(lái)源

成礦流體是萃取、溶解、運(yùn)輸和濃集成礦物質(zhì)的主要媒介，有多種類型和來(lái)源。不同來(lái)源的流體具有不同的氫氧同位素組成特征，因此常根據(jù)成礦流體的氫氧同位素組成確定其來(lái)源。水是成礦流體的基本組分，成礦溶液中氫氧同位素組成是研究不同成因水的重要示蹤劑。目前成礦流體的氫氧同位素?cái)?shù)據(jù)主要是通過(guò)直接測(cè)定原生包裹體或測(cè)定與成礦流體達(dá)到平衡的礦物中的氫氧同位素后計(jì)算獲得［19］。

從成礦流體的δD-δ18O投影圖(見(jiàn)圖4)可以看出，H、O同位素投影點(diǎn)主要落在巖漿水和大氣降水的過(guò)渡帶上，主成礦階段樣品的投影點(diǎn)更加靠近大氣降水線方向漂移，表明隨著成礦作用的進(jìn)行，流體δ18O值進(jìn)一步向大氣降水線接近，指示天水源流體的混入比例越來(lái)越大。新余良山鉬礦床氫氧同位素組成顯示成礦流體以大氣降水為主，但明顯與大氣降水不同，相對(duì)于雨水線顯著右偏，表明巖漿流體的參與必不可少，而且很有可能對(duì)成礦作用非常關(guān)鍵［25］。由于無(wú)法直接獲取巖漿水，其氫氧同位素需要通過(guò)計(jì)算才能得到，不同研究者給出的δD值和δ18O值存在很明顯的差別。多數(shù)人認(rèn)為，將δD變化范圍－40‰～－80‰，δ18O值變化范圍5.5‰～9.5‰定為巖漿水標(biāo)準(zhǔn)值是可以接受的［25］。將良山鉬礦床δD、δ18O值與天然H、O同位素組成［25］進(jìn)行對(duì)比可以看出，δD投點(diǎn)基本落入花崗巖范圍內(nèi)，而δ18O同位素落入花崗巖和大氣降水范圍內(nèi)(見(jiàn)圖5)，說(shuō)明H同位素的形成可能源于深部花崗巖體。巖漿體系分異出的原始高溫高鹽度的巖漿熱液，在溫度差、壓力差、濃度差等驅(qū)動(dòng)下運(yùn)移，而且后期大氣降水含量增多，使得巖石發(fā)生水巖相互作用加強(qiáng)，同時(shí)伴隨著復(fù)雜的同位素交換反應(yīng)，導(dǎo)致了水/巖比值升高，使得含礦石英脈中δ18OH2O降低，投影點(diǎn)向大氣降水線方向漂移。根據(jù)本次進(jìn)行的良山鉬礦床氫氧同位素投點(diǎn)顯示推斷，良山鉬礦床成礦流體早期以深源流體為主，隨著成礦過(guò)程的演化，大氣降水參與了后期成礦過(guò)程。

圖4 新余良山鉬礦δ18OH2O-δD同位素投影圖(底圖據(jù)文獻(xiàn)［21］)Fig.4 The projection graph ofδ18OH2Ovs．δD of the Liangshan molybdenum deposit

圖5 良山鉬礦床H-O同位素組成與天然H-O同位素對(duì)比圖解(底圖據(jù)文獻(xiàn)［25］)Fig.5 Contrast of H-O isotopic compositions in Liangshan molybdenum deposit and in nature

4.2 成礦物質(zhì)來(lái)源

S同位素是礦床成因和成礦物理化學(xué)條件的指示劑，根據(jù)S同位素組成可以確定礦床S的來(lái)源，進(jìn)而推斷成礦物質(zhì)來(lái)源［3，27］。S在硫化物礦床中既是成礦物質(zhì)，又是礦化劑。特別是在硫化物金屬礦床中，S同位素在成礦物質(zhì)富集和沉淀過(guò)程中更是起著舉足輕重的作用。新余良山鉬礦床硫化物主要為黃鐵礦、輝鉬礦、黃銅礦、方鉛礦等。礦物組合簡(jiǎn)單且缺乏硫酸鹽礦物，反映出成礦熱液中不同價(jià)態(tài)S之間以及不同成礦階段的S同位素分餾都比較弱，因此熱液中總硫大致與硫化物的δ34S值相當(dāng)［28］。

根據(jù)Ohmoto等［27］對(duì)世界上一些著名熱液礦床的硫同位素統(tǒng)計(jì)研究，成礦熱液δ34S∑S在0值附近，說(shuō)明礦床成因上與巖漿熱液有關(guān)，包括巖漿直接釋放的S和從巖漿硫化物中淋濾出來(lái)的S。本次研究的良山鉬礦δ34S值為－1.8‰～2.6‰，變化范圍較小。在S同位素直方圖(見(jiàn)圖6)上呈塔式分布，峰值為1‰，與地幔S同位素組成(δ34S∑S=±3‰)相當(dāng)，表明礦石中硫的來(lái)源單一，主要來(lái)源于巖漿。

圖6 江西新余良山鉬礦硫同位素直方圖Fig.6 Frequency histogram ofδ34SV-CDTin ore sulfides from Liangshanmolybdenum deposit in Xinyu，Jiangxi

鉛同位素組成除受放射性衰變和混合作用影響外，不會(huì)在物理、化學(xué)和生物作用過(guò)程中發(fā)生變化，即在礦質(zhì)運(yùn)移和沉淀過(guò)程中鉛同位素組成保持不變［29］。因此鉛同位素組成是示蹤成礦物質(zhì)來(lái)源最直接、最有效的一種方法，被廣泛應(yīng)用于各種礦床的研究中［27］。

根據(jù)單階段鉛演化模式［29］計(jì)算出良山鉬礦床硫化物的模式年齡為－399～444.6 Ma，反映了礦石鉛并非單階段正常鉛，而是混合鉛，有放射性成因鉛的加入;可能存在有不同的源區(qū)或在演化過(guò)程中有不同源區(qū)物質(zhì)的混入［30］。

將良山鉬礦床鉛同位素?cái)?shù)據(jù)投影于Zartman鉛構(gòu)造模式圖解［31］中可以看到，樣品投影點(diǎn)比較集中，部分落在上地殼與造山帶演化曲線之間，個(gè)別落在上地殼演化曲線之上(見(jiàn)圖7)。礦石鉛的投影點(diǎn)排列大致呈一條高斜率的直線，直線斜率大意味著它不是一條等時(shí)線，而是兩組分混合線，即造山帶鉛與上地殼鉛的混合線［32］。在礦石鉛同位素構(gòu)造環(huán)境演化圖解(見(jiàn)圖8)中，樣品的投影點(diǎn)在下地殼、洋島火山巖、造山帶及上地殼區(qū)域均有分布，顯示為混合的俯沖鉛(巖漿作用)范圍。這些鉛同位素信息指示了礦石鉛應(yīng)該是在巖漿-構(gòu)造熱事件中由巖漿熱液帶來(lái)的鉛與地層中活化出來(lái)的高放射成因鉛相互混合作用的共同結(jié)果，即巖漿源和地層源的成礦物質(zhì)對(duì)良山鉬礦床的發(fā)育有一定的貢獻(xiàn)。成礦物質(zhì)主要來(lái)自下地殼，并有地幔物質(zhì)的加入;且在成礦過(guò)程(巖漿鉛向礦石鉛演化過(guò)程)中，混染了一定量的放射性成因鉛。

中生代華南板塊的板內(nèi)構(gòu)造演化是區(qū)域金屬成礦作用大爆發(fā)的重要背景［33］，華南巖石圈發(fā)生了持續(xù)的構(gòu)造-巖漿演化，并產(chǎn)生了多階段的成礦作用［34～35］。燕山早期，華南地區(qū)構(gòu)造處于全面伸展地質(zhì)背景下，底侵的玄武巖漿使得下地殼物質(zhì)部分熔融形成的花崗巖漿沿?cái)嗔褬?gòu)造上侵形成燕山早期花崗巖［36］，良山小巖體也是在這個(gè)時(shí)期侵入。巖漿演化成巖過(guò)程中形成的成礦流體在構(gòu)造減壓和大氣降水作用下，導(dǎo)致流體中的成礦物質(zhì)在適宜的構(gòu)造部位沉淀成礦。礦床的形成很可能是在碰撞期后的伸展階段，新生加厚的下地殼熔融導(dǎo)致部分成礦物質(zhì)從新生的下地殼中活化出來(lái)，混染了部分上地殼物質(zhì)，最終富集成礦。良山鉬礦床是與區(qū)內(nèi)燕山期花崗斑巖侵入事件相關(guān)的巖漿熱液型礦床，礦床類型應(yīng)屬于巖漿期后熱液型鉬礦床。

圖7 新余良山鉬礦礦床鉛同位素207Pb/204Pb-206Pb/204Pb模式圖(底圖據(jù)文獻(xiàn)［23］)Fig.7 Themode pattern of207Pb/204Pb-206Pb/204Pb for the Liangshan molybdenum deposit in Xinyu，Jiangxi Province

圖8 新余良山鉬礦礦石鉛同位素構(gòu)造環(huán)境演化圖解(A，B，C，D分別為各區(qū)域中樣品相對(duì)集中區(qū))Fig.8 The lead isotope diagram of tectonic environment evolution in Liangshan molybdenum deposit in Xinyu，Jiangxi Province

5 結(jié)論

良山鉬礦床礦石中硫的來(lái)源單一，主要來(lái)源于巖漿;其鉛同位素組成變化較大，具有殼?；煸刺攸c(diǎn)，以放射成因鉛為主;氫氧同位素研究結(jié)果表明，成礦流體具混合流體特征。因此，推斷良山鉬礦礦床成礦流體早期以深源流體為主，隨著成礦過(guò)程的演化，大氣降水所占的比例也越來(lái)越大?？傮w來(lái)說(shuō)，良山鉬礦床的成礦流體和成礦物質(zhì)同位素地球化學(xué)特征都指示了礦床成因與巖漿熱液成礦作用具有密切的聯(lián)系，巖漿熱液成礦作用應(yīng)該構(gòu)成了良山鉬礦床的主導(dǎo)成因機(jī)制，礦床類型應(yīng)該屬于巖漿期后熱液型鉬礦床。

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H-O-S-Pb ISOTOPIC COMPONENTSOF THE LIANGSHAN MOLYBDENUM DEPOSIT IN XINYU，JIANGXIPROVINCE AND THEIR IMPLICATIONS FOR THE ORE FORM ING PROCESS

WU Jun-jie1，CHEN Zheng-le1，2，F(xiàn)U Lei1，3，PAN Jia-yong1，HAN Feng-bin2，SHEN Tao1

(1.East China Institute of Technology，Nanchang 330013，China; 2.Institute of Geomechanics，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100081，China)

On the basis of predecessors’research results，We study the geological characteristics of the Liangshan molybdenum deposit in Jiangxi province and test H-O-S-Pb isotopic components of the molybdenum stone samples in quartz vein systematically，and then discusse the metallogenic fluid properties aswell as the source of ore-formingmaterials of themolybdenum deposit．TheδD of the ore-forming fluids are between－61‰～－57.9‰，with the average of－59.1‰;and the δ18OV-SMOWof the ore-forming fluid are between 7.1‰～10.5‰，with the average of9.2‰;and the δ18OH2Oof the ore-foring fluids are between－3.32‰～－0.52‰，with the average of－1.52‰，which indicate that the ore-forming fluid has the characteristics ofmagmatic water andmeteoric water mixed fluid．Theδ34SV-CDTof the sulfide mineral are between－1.8‰～2.6‰，with the range of 4.4‰and the average of1.12‰，ofwhich theδ34SV-CDTof the pyrite are between－1.8‰～2.6‰and theδ34SV-CDTof the molybdenite are between 0.8‰～2.3‰．The sulfur isotope values are smaller positive which show the characteristics of typicalmagmatic sulfur．The values of206Pb/204Pb of the ore samples are between 17.555～19.474，and the values of207Pb/204Pb are between 15.486～15.768，aswell as the values of208Pb/204Pb are between 37.942～39.943，with theμvalues of 9.35～9.7 and theωvalues of 37.06～38.31，as well as the Th/U values of 3.8～3.96，which indicate the ore are rich in mixed lead，and the ore-forming material sources are mixed．The Liangshan molybdenum ore should belong to the magmatic hydrothermal type and quartz vein type deposit，which is a product of the metal mineralization outbreak during the intraplate tectonic evolution of south China plate in Mesozoic．

isotope composition;metallogeneticmaterials;ore-forming fluid;metallogenic system; Liangshan molybdenum deposit

P618.65

A

1006-6616(2016)02-0325-13

2015-11-02

國(guó)家自然基金項(xiàng)目(U1403292);中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(121201120936);“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2015BAB05B04)

伍俊杰(1990-)，男，江西撫州人，碩士研究生，地質(zhì)學(xué)專業(yè)。E-mail:mary_wu901230@sina.com