《湖南柿竹园钨锡多金属矿田野鸡尾矿床同位素地球化学研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湖南柿竹园钨锡多金属矿田野鸡尾矿床同位素地球化学研究（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、书书书湖南柿竹园钨锡多金属矿田野鸡尾矿床同位素地球化学研究!刘悟辉! 徐文!， #! ! 戴塔根! 李蘅#$%& ()(*!，+& ,-+*-!， #! !，./% 012,-3!1-4 $% ),-3#!5 中南大学，长沙 6!7788#5 桂林矿产地质研究院，桂林 96!776! #$%&( )*+%, -$./#&0.%1，,$20, 6!7788，,.$#! 3+.(.$ 4#0#&5, 6$0%.%+%# *7 3#*(*21 7*& 8.$#&( 4#0*+&5#0，3+.(.$ 96!776，,.$#77:97;9# 收稿， #77:9789!# 改回!# $%，&# $&，(
2、)* (+, ! %- ./0- 1234356 763896:24;6?6 ,65324 + 496 A9B9#,?*,* 4,ABC*D EFBG D=, H=*I=(J(1- KH- BF, E*,L4 *- )(-1- AFBM*-N, BNN(FC *- D=, NB-D1ND IB-, O,D,- D=,CB(D=,1CD,F- ,43, BE D=, P*1-L*C=1- 3F1-*D, 1-4 D=, L*G,CDB-, BE D=, Q*44L, .,MB-*1- P*I*R*1B 2FB(A 1-4 &AA,F .,MB-*1- H,D*1-S*1B2FB(A5 0=*C
3、4,ABC*D NB-C*CDC BE M1F*B(C DJA,C BE KH-KTOKU- BF,C *-NL(4*-3 CV1F-， 3F,*C,-， 1-4 C(LE*4, G*-,F1L*I1D*B-， *D= NL,1F CA1N,4*CDF*O(D*B-C5 0=, !8W M1L(,C *- 3F1-*D, G*-,F1LC C=B 1- BM,F1LL F1-3, EFBG X !5 Y DB Z !#5 !Y，*- =*N= D=, S(1FDI =1C =*3=,F!8W M1L(,C（85 6Y DB !#5 #Y）D=1- D=BC, BE KE,L4CA1F （;5
4、8Y DB 85 :Y）1-4 O*BD*D, （ X!5 Y DB X!5 6Y） 5 0=, N1LN(L1D,4 G*-,F1LBRJ3,- *CBDBA, ,S(*L*OF*(G D,GA,F1D(F,C（;97 DB :;7）1F, LB,F D=1- D=, NFJCD1LL*I1D*B- D,GA,F1D(F, BE D=, 3F1-*D,5 0=, !. M1L(,CBE EL(*4 *-NL(C*B-C *- 3F1-*D, S(1FDI M1FJ EFBG X 9:Y DB X :#Y，=*N= 1F, *D=*- D=, -BFG1L G13G1D*N 1D,F E*,L
5、45 %- CV1F- BF,C，D=, N1LN(L1D,4 EL(*4 !8W)#WM1L(,C F1-3, EFBG 85 #Y DB 5 #Y 1-4 D=, !. M1L(,C 1F, O,D,- X!77Y 1-4 X!9:Y5 %- 3F,*C,- BF,C，D=, N1LN(L1D,4 EL(*4 !8W)#WM1L(,C F1-3, EFBG 65 Y DB :5 Y， 1-4 D=, !. M1L(, *C X :Y5 .(F*-3 C(LE*4, G*-,F1L*I1D*B- CD13,，D=, N1LN(L1D,4 EL(*4 !8W)#WM1L(,C F1-3, EF
6、BG #5 9Y DB X:5 !Y，1-4 D=, !. M1L(, *C X965 #Y5 %- D=, L1D,CD CD13, BE S(1FDI M,*-C，D=, N1LN(L1D,4 EL(*4 !8W)#WM1L(, *C X5 ;Y 1-4 D=, !. M1L(, *C X95 Y5 0=, BRJ3,- 1-4 =J4FB3,- *CBDBA, M1F*1D*B-C EFBG D=, ,1FLJCV1F- BF, CD13, DB L1D, S(1FDI M,*- CD13, N1- O, O,DD,F ,RAL1*-,4 OJ EL(*4 4,31CC*-3 1-4 E
7、L(*4 G*R*-3 O,D,- G13G1D*N EL(*4C 1-4G,D,BF*N 1D,F5 0=, =BCD FBNVC BE L*G,CDB-, 1-4 G1FOL, C=B !8W M1L(,C BE 65 #Y DB #75 7Y，1-4 !;T._M1L(,C BE X :5 7Y DB75 ;Y5 0=*C L1F3, *CBDBA*N M1F*1D*B- N1- O, O,DD,F ,RAL1*-,4 OJ EL(*4KFBNV *-D,F1ND*B- 1-4 *CBDBA, ,RN=1-3, 4(F*-3 G*-,F1L*I1D*B- 1-41LD,F1D*B-5 0
8、=, C(LE*4, G*-,F1LC *- D=, 4,ABC*D C=B 1 DBD1L !;6H M1F*1D*B- EFBG Z#5 8Y DB Z85 Y5 %- D=, CV1F- BF,C，D=, !;6H M1L(,C1F, Z#5 8Y DB Z85 Y，=,F,1C *- D=, 3F,*C,- BF,C D=, !;6H M1L(,C C=B 1 -1FFB,F F1-3, EFBG Z;5 6Y DB Z:5 Y5 %- D=, C(LE*4,G*-,F1L*I1D*B- CD13,，D=, !;6H M1L(,C M1FJ EFBG Z;5 ,?*,* 4,ABC*D
9、 L1F3,LJ4,F*M,4 EFBG D=, P*1-L*C=1- 3F1-*D,，O(D G*-BF AFBABFD*B- G1J 1LCB NBG, EFBG D=, =BCD C,4*G,-D1FJ FBNVC5M6,?*,* 4,ABC*D，)(-1-摘 要 湖南柿竹园钨锡多金属矿田野鸡尾矿床产于千里山花岗岩岩体东南缘与泥盆系中统棋梓桥组和泥盆系上统佘田桥组灰岩接触带附近。是一个富含钨、 锡、 铅锌等多种金属的矽卡岩K云英岩K硫化物复合型矿床， 在空间上具有明显的分带现象。研究表明， 该矿床中花岗岩造岩矿物的 !8W 值在 X!5 Y Z!#5 !Y之间， 其中石英的 !8W 值较
10、高， 变化范围为 85 6Y!777K79:a#77:a7# （!7） K#9!K#6:5% ;#%&*(*2.5 ).$.5 岩石学报!国家科技攻关项目 （编号 #77;_/7!/7#） 的资助5第一作者简介：刘悟辉， !:8 年生，博士，地球化学专业5通讯作者：徐文炘，bKG1*L： V4JcDCd!:;5 NBG!#$ %， 钾长石为 &$ % !$ (%， 黑云母为 )$ *% ! )$ +%。石英,钾长石和钾长石,黑云母矿物对的氧同位素平衡温度为 &-./ !(&./，低于一般花岗岩的结晶温度。石英包裹体的 !0 为 )-(% ! )(#%，位于正常岩浆水的范围之内。矽卡岩期流体的
11、!12#1为 $ #% !3$ #%， !0 为 ).% ! )-(%；云英岩流体的 !12#1为 +$ 3% !($ *%， !0 为 )(3%；硫化物期流体的 !12#1为 #$ -% ! )($ %， !0 为 )-+%；晚期石英脉流体的 !12#1为 ) *$ &%， !0 为 ) -%。从矽卡岩到晚期石英脉， 成矿流体的氢氧同位素组成具有独特的演化特征， 可以用沸腾去气作用和岩浆水与雨水混合作用来解释。矿区围岩灰岩和大理岩的 !14516值为 +$ #% !#.$ .%， !&7809为 )($ .% !.$ &%， 灰岩与大理岩的 !1 和 !&7 显著不同， 用矿化和蚀变过程中水
12、,岩相互作用和同位素交换反应可以圆满地解释。矿床硫化物的 !&+4 值为 :#$ % ! :$ 3%， 其中矽卡岩硫化物的 !&+4 在 :#$ % ! :$ 3%之间；云英岩中硫化物 !&+4 在 :&$ +% ! :($ 3%之间；硫化物阶段的 !&+4 在 :&$ *% ! :($ &%之间。估算的成矿流体总硫 !&+44约为 &%， 表明硫的主要来源可能来自千里山花岗岩岩浆。综合氢氧碳硫同位素组成研究， 本文认为野鸡尾矿床成矿物质主要来自千里山花岗岩， 也可能有少部分物质来源于围岩沉积岩。关键词; ; 钨锡多金属矿床；稳定同位素；野鸡尾；湖南中图法分类号; ; 8-3*$ #；8($
13、(*；8($ +; ; 前人对湖南千里山岩体和柿竹园钨锡多金属矿田地质地球化学特征进行过大量的研究 （王昌烈等，3*；毛景文等， 33；王书风和张绮玲， 3；肖红全等， #.&；? !#$， #.+） ， 但对野鸡尾矿床的物质来源和同位素研究还比较薄弱， 对该矿床的流体演化目前尚未报道。为了深入研究野鸡尾矿床的物质来源和同位素特征， 笔者对千里山花岗岩和野鸡尾矿床的矽卡岩、 云英岩、 大理岩、 方解石、 石英和硫化物样品， 分别进行氢、 氧、 碳和硫等同位素研究， 获得矿床同位素数据。结合前人的研究资料， 本文进一步探讨了野鸡尾矿床的成矿物质来源及其流体演化， 以进一步丰富柿竹园矿田成矿规律的
14、研究。图 ; 柿竹园地区区域地质和矿产图A=$ ; BC=D?E CDEDF ?G H=?CIE ICJDKILCJ =? MNC 4N=ONKFK? IC DP JDKMN 2K?-#%&# !()$)*+&# ,+-+&#; 岩石学报#.(， # （.）! 地质概况湖南柿竹园钨锡多金属矿田野鸡尾矿床位于柿竹园钨矿床和东坡钨锡矿床之间 （图 !）（毛景文等， !#$） 。矿区出露地层为震旦系浅变质岩、 寒武系浅变质岩和中上泥盆统碳酸盐岩。区内出露的千里山岩体主要岩性为斑状黑云母花岗岩、 花岗斑岩、 石英斑岩和基性岩脉， 花岗岩有两期五次侵入 （王昌烈等， !#$%） 。区内 & 向和 ( 向
15、断裂发育， ) 向和 )( 向断裂仅见于局部地区， 矿床产于千里山花岗岩岩体东南部， 与中泥盆统棋梓桥组和上泥盆统佘田桥组灰岩的接触带附近， 是富含钨、 锡、 铅、 锌等多种金属的矽卡岩*云英岩*硫化物复合型矿床。在空间上可分为四个带， 自内向外， 从下到上为面状云英岩#云英岩 + 矽卡岩#矽卡岩#含网脉大理岩， 成矿大致可分为早期矽卡岩#晚期矽卡岩#面状云英岩#脉状云英岩#晚期硫化物等五个阶段 （王昌烈等，!#$%；王书凤等， !#$） 。, 样品和分析方法对野鸡尾矿床主要矿石和岩浆岩进行采样， 先人工选取新鲜部分经粉碎、 粗选、 蒸馏水冲洗后在双目镜下挑选 -. /$. 目纯净部分单矿物；
16、岩 （矿） 样则粉碎至 ,. 目， 所得的单矿物和岩 （矿） 石进行同位素测定。01 同位素在桂林矿产地质研究院同位素室 234*,-. 质谱仪上完成， 所有样品的铅同位素比值均通过国际标准样进行质量分馏校正， 获得的铅同位素分析精度小于 .5 .67；氧同位素测定由地科院矿产资源所在 23*,6! 质谱仪上完成，!$8 以 &28) 为标准， 分析精度为 .5 ,9；氢同位素在地科院岩溶地质所 22*#.: 质谱仪上完成， !; 以 &28) 为标准，分析精度为 ;4 为标准， 分析精度为 以 0;? 为标准， 分析精度为 .5 ,9。: 氢氧同位素组成特征:5 ! 花岗岩的氢氧同位素组成特
17、征花岗岩造岩矿物的 !$8 值变化在 !5 %9 / +!,5 !9之间， 其中石英为 $5 =9 / !,5 !9， 钾长石为 :5 $9 / $5 -9，黑云母为 !5 %9 / !5 =9 （表 !） ， 后两种矿物相对偏低。根据石英*钾长石和钾长石*黑云母矿物对计算的氧同位素平衡温度为 :6.A / -:.A （表 ,） ， 低于岩浆的结晶温度，表明花岗岩形成后发生氧同位素交换作用， 这些氧同位素平衡温度不能代表花岗岩的形成温度。由于石英矿物稳定，抗同位素交换能力强， 因此用石英的 !$8 值计算岩浆水的氧同位素组成比较合适。这样计算出的岩浆水的 !$8 值为65 -9 /!5 =9，
18、 略高于正常岩浆水 （-9 / $9， 4BCDEF !#%=，!#%） 。石英包裹体水的 !; 为 6-5 .9 / -,5 :9， 为正常岩浆水范围。由长石和黑云母的 !$8 值可知， 花岗岩结晶后与流体发生过氧同位素交换作用， 假若交换的流体为岩浆水 （!$8 值G#9） ， 会使钾长石和黑云母的 !$8 值升高， 并可能造成!$8 石英*钾长石 H .， 如 IJDDC ) BKL MCJ M8 （!#%#） 和2EFNJBKO P ! #$ 等 （!#$-） 观察的那样， 而不会像本区钾长石和黑云母的 !$8 值明显地降低。因此， 与花岗岩交换的流体!$8 应小于岩浆流体值， 很可能
19、是加热的雨水或岩浆水与雨水的混合流体。当花岗岩与 !$8 较低的流体交换时， 由于石英不易交换， 基本上保存原来的值， 而钾长石和黑云母易发生交换和蚀变 （绢云母化绿帘石化现象很普遍） ， 其 !$8 值会降低， 降低的程度与流体的 !$8 值、 交换温度、 交换和蚀变程度有关。这种现象与 2QKRSTBFL BKL UJVR W0 （!#$=） 观察的现象一致， 表明本区花岗岩受雨水交换的现象可能普遍存在。假设钾长石形成时， 与之平衡的水为岩浆水， 其 !$8 值为 65 -9 /!5 =9， 与之交换的水为岩浆水和雨水的混合水，其 !$8 值为 :5 $9， 并设雨水的 !$8 值为 $5
20、 !9， 用简单的二元混合方程计算则计算出这种混合交换水中的雨水成分约占 !:7 /667 （XBQFJ， !#%） 。:5 , 矿床的氧同位素组成从表 ! 可以看出， 矽卡岩中石榴子石的 !$8 值为 -5 = /%5 :9， 接近 8STEEL 矿床 （-5 ,9 / !%5 !9） 和 (DRYEFK 矿床（-5 %9 /!.5 =9） 所获得的矽卡岩矿床石榴子石氧同位素最低值附近 （?EZBK 5 M5 ! #$， !#$6） ；锡石的 !$8 值为=5 ,9/=5 #9， 没有超出于津生 （!#%） 、 徐文炘 （!#6） 总结的国内锡石的 !$8 值范围， 石英的 !$8 值为 !
21、5 -9 / !.5 69， 方解石的 !$8 值在 #5 %9 /!:5 =9之间。:5 : 矿床流体的氢氧同位素组成不同阶段和不同类型矿石的 !$8 值、 矿床形成温度（流体包裹体实测温度、 压力已做校正） 和 !; 值也列于表 !。从表 !可知， 早期矽卡岩阶段流体 !$8 值为 $5 ,9 / #5 ,9，!; 值为 !.9 / !6-9；云英岩的流体 !$8 值为 =5 $9/-5 %9， !; 值为 -#9；方解石脉流体 !$8 值为 ,5 69 /-5 !9， !; 值 为 6=9；晚 期 石 英 脉 流 体 的 !$8 值 为%5 :9， !; 值为 6$9。岩浆流体、 矽卡岩
22、流体、 云英岩和硫化物期的流体， 晚期石英脉流体的 !$8 值和 !; 值变化特征如图 , 所示。由图 , 可知， 从早到晚流体的 !$8 值在降低， 并向雨水线方向漂移， 由岩浆阶段到早矽卡岩阶段流体的 !; 值大幅度减小， 然后升高并保持稳定。#!6,刘悟辉等：湖南柿竹园钨锡多金属矿田野鸡尾矿床同位素地球化学研究书书书表 ! 野鸡尾矿床氢氧同位素组成#$%& ! ($)$ *+ *,-./ $/0 1-02*./ 34*)*536 6*75*43)3*/4 +2*7 )1 893:3 05*43)采样地点岩石或矿石矿物 !;?（）A+B3C?+D$2E$44E$&D$2E$44E$&形成温
23、度（F）!;GH（）!(GH（）资料来源I;J 中段 KI2JHL!细粒斑状黑云母花岗岩JM!N OOI;KPQLR! 巷道2JHL!细粒斑状黑云母花岗岩;N KOI;ON P郴东 PS72JHL!细粒斑状黑云母花岗岩!N QOI;!QN J! !太平里2JHL!细粒斑状黑云母花岗岩!QN QOI;PN J! !I;J 中段L!2JHLH中粒黑云母花岗岩;N TPN ;OQQPN !MJTN QI;J 中段LH2JHLH中粒黑云母花岗岩!HN QOQQ!N I! ! !I;JLE2JHLH中粒黑云母花岗岩!N JOQQ!QN ;! ! !KPQLIQ2JHLH中粒黑云母花岗岩IN ;M!N K
24、OQQJ!KLHH2JHLH中粒黑云母花岗岩!HN !OQQ!N KMTHN II;J 中段LI2JHLI细粒黑云母花岗岩!QN QOQQPN IKPTLTPRK 巷道2JHLI细粒黑云母花岗岩!HN !OQQ!N ITTQ 中段 !H 号矽卡岩TN KM!KQN JJJQ;N HM!KQN JKPQ 中段 RK 巷道矽卡岩ON !M!JIN HJJQPN QM!JIN HKPQ 中段 RK 巷道南矽卡岩ON IMPPN ;JJQPN HMPPN ;TTQ 中段LO 号云英岩KN HIJQTN QTTQ 中段L! 号云英岩KN PMT;N TIJQTN OMT;N T本文O!Q 中段L; 号云
25、英岩PN PIN !IJQKN ;本文OJJ 中段LT 号云英岩!QN JIJQJN H本文TTQ 中段LT 号硫化物期方解石PN OMJKN HHJQHN JMJKN H本文TTQ 中段L!J 号硫化物期方解石!HN HHJQKN P本文O!Q 中段L! 号硫化物期方解石!N KHJQKN !本文O!Q 中段LH 号硫化物期方解石!QN ;HJQIN J本文O!Q 中段L!Q 号硫化物期方解石!IN KHJQTN !本文O!Q 中段LO 号硫化物期方解石!IN !HJQJN P本文OJJ 中段L! 号硫化物期方解石!QN IHJQIN !本文TJQ 中段LJ 号后期石英脉!N TQMJON
26、OHJQMON IMJON O本文 注： A+ 为钾长石；B3 为黑云母；C 为石英；=61 为白钨矿；?+ 为黑钨矿；D$2 为石榴石；U& 为萤石；E$44 为锡石；E$& 为方解石。形成温度据黄伟林和肖孟华测温资料， 计算中采用的分馏方程为： !QI&/!CLGHVHN J! W!QT!MHM!N PJ VJQQ XOQQF（据 E&$-)*/， !POH） ；!QI&/!CLGHVIN I; W!QT!MHMIN KQ VHQQ XJQQF 据 E&$-)*/， !POH） ； !QI&/!D$2LGHV!N HH W!QT!MHMIN OQ VJQQ X;QQF， （据 B*)3/.
27、$， !POH） ；石英L钾长石分馏方程据 Y$Z*- （!POO） ；钾长石L黑云母分馏方程据 $3& （!PTO） 和 B*)3/.$ （!POI） ；石英L黑钨矿据丁悌平 （!P;J） 和张理刚 （!P;O） 。! !数据引自王昌烈等 （!P;O） ；! ! !数据引自王书凤等 （!P;） ；其余为本文。!#!#$ %&#()(*+$ ,+-+$ 岩石学报!%， （&!）表 ! 矿物对的氧同位素平衡温度， #$ %&()* ! +,-.*/ 012#23* *450)0(6057 #*73*6#56* 28 70/*6) 306采样位置岩 性%石英9钾长石%钾长石9黑云母%石英9黑钨矿!
28、石英9钾长石!钾长石9黑云母!石英9黑钨矿:;? :A=BA9:A中粒花岗岩? !=A:;:ACA 中段9; 号云英岩? ;:） ， 要解释野鸡尾矿床流体 !C;+ 和 !K 同时降低现象， 可能用沸腾去气 P 雨水混合作用模型进行解释。即!C;+QR !C;+雨水% P （!C;+岩浆水PCAAA） &C$ +SCAAA（C S %）（C）!KQR !K雨水% P （!K岩浆水PCAAA） &C$ TSCAAA（C S %）（!）式中 !C;+Q、 !KQ分别为流体的 !C;+ 和 !K， % 为雨水分数， !+、 !T分别为液相气相间的氧氢同位素分馏系数。如果取岩浆水的 !C;+ 值为 P
29、CAU， !K 值为 SAU， 雨水的 !C;+值为 S;? AU， !K 值为 S AU， !+为 C? AAAB=， !T为 A? BBA，可估算早期矽卡岩 & R!C VCAS;， %&A? 。由结果可知， 要获得早期矽卡岩阶段观察到的 !C;+ 和!K 值， 岩浆流体从岩浆中分离到早期矽卡岩形成时需要释放大量的水蒸汽， 同时有约 AW左右的雨水混合并强烈交代接触带附近的岩石才能形成矽卡岩。早期矽卡岩之后的成矿阶段， 流体的 !C;+ 值继续降低，而 !K 值升高， 表明雨水加入得更多， 这样才会使流体的 !C;+继续降低， 而 !K 值大幅度升高。= 碳酸盐岩的碳、 氧同位素地球化学分
30、析不同位置的 ! 件灰岩， CC 件大理岩的碳氧同位素组成 （表 :） 。从表 : 可以看出：C!刘悟辉等：湖南柿竹园钨锡多金属矿田野鸡尾矿床同位素地球化学研究表 ! 野鸡尾矿床碳酸盐岩的碳氧同位素组成#$%& !($)%*+ $+, *-./+ 01*2*3 ,$2$ *4 &0512*+1 0+ 2678090 ,3*102样品编号取样位置岩 性!:;?!:!(AB野C:D野鸡尾山顶浅灰色大理岩 EF;G:FE野C!野鸡尾山顶浅灰色大理岩EFEGHFI野CJ野鸡尾山顶浅灰色大理岩;F;G!FI野CK野鸡尾山顶浅灰色大理岩LFMG:FEKJJC:野鸡尾中段浅灰色大理岩:IF!G:FEK:IC
31、:DK:I 中段含网脉大理岩:FLG!FMK:ICMDK:I 中段含网脉大理岩:IF;GIF;K:ICKDK:I 中段含网脉大理岩:!F:GJF;K:IC:IK:I 中段含网脉大理岩:!FLGMFJHHICHHHI 中段含网脉大理岩EFKG!FHHHIC:JIHHI 中段含网脉大理岩:MFMGMFI东 LEIC:东坡 LEI 坑口外灰岩:;FLGMFM东 LEICM东坡 LEI 坑口外灰岩:;FHGMFI湘南 A湘南泥盆系灰岩灰岩MIFIIF! （:） 矿区灰岩比区域地层灰岩的 !:; 和 !:!( 值低， 表明矿区内灰岩已受到不同程度的热液蚀变作用影响；（M） 由灰岩向大理岩 !:; 和 !
32、:!( 值是降低的， 但 !:;和 !:!( 值变化不同步；（!） 野鸡尾山顶的大理岩 !:; 值最低， 并且由下往上，!:; 值有降低趋势。造成大理岩的 !:; 和 !:!( 值降低的原因可能有：! 在接触变质过程中， 碳酸盐岩受热的作用以及热变质反应会释放出 (M， 如：方解石 N 石英 O 硅灰石 N (M（!）表 L 脱碳酸盐化作用引起的 !:; 和 !:!( 值变化表#$%& L P$)0$20*+ *4 !:; $+, !:!( Q$R1, %. ,Q$)%*+$20*+S 值（残留分数）封闭系统开放系统!:;4($&（T） !:!(4($&（T） !:;4($&（T） !:!(4
33、($&（T）:IFEIF;IFHIF!IFMIF:IFIJMI:EFM:;FL:HF;!:LFLJ:!FHH:MF;H:MFLHIGIFMJGIFLEGIFE;G:FKMG:FEHGMFM:GMF!MI:EF:H:;FM!:JFEL:IFLHKFMK:F;LG!FJHIGIFMHGIFJJG:FMJGMFEJG!FELGJFHLGKF!: 表 L 中 !:;4($&和 !:!(4($&为反应后方解石的 !:; 和 !:!( 值， !:;0($&和 !:!(0($&为初始反应的方解石的 !:; 和 !:!( 值 （以下表出现上述符号值解释相同） ， 并分别为 N MIT和 IT。取 JIIU !
34、:;(MC($&为 :FIIKEH，!:!(MC($&为:FIIMLJ。封闭系统采用 !4O !0G （: G S） :I!&+$；开放系统采用 !4O !0 N:III S G:G: 。!4为反应后的同位素值， !0 为初始反应同位素值。在上述脱碳反应中， (M相对富集 !:; 和 !:!(， 而碳酸盐岩的 !:; 和 !:!( 值会降低。表 L 计算出， 温度为 JIIU条件下， 封闭和开放两种脱碳酸盐化作用过程的碳、 氧同位素组成变化。从表可以看出， 在封闭系统中， 即使分解近乎完全， 也不能产生观察到的值；在开放系统中， 当 S 为 IF ; VIF: 时， 可产生观察到的 !:; 和
35、 !:!( 值， 但是对于 S 值不太可能小于 IF J， 对氧而言， 即使碳酸盐岩全部分解 （形成矽卡岩） ， 大部分氧也总是固定在岩石中 （氧化物、 硅酸盐） ， 最多也只有 LIW左右的氧能进入 (M挥发掉， 即 SIF H （SIF H称为 “($ G =0 极限”（P$&. ! #$，:E;H） ， 显然， 当 SIF H 时，两种过程均不能产生足够的 !:; 和 !:!( 值。# 千里山花岗岩浆与泥盆系灰岩进行交换作用， 它们可以产生较大的同位素组成变化 （表 J） ， 可以解释大理岩中的 !:!( 值和部分 !:; 值， 但不能解释大理岩中的 !:; 低值。如果有 JIW的雨水与
36、岩浆流体混合 （表 H） ， ?X Y 比在 : VJI的条件下可以圆满地解释大理岩的 !:; 和 !:!( 值变化。表J 岩浆流体与碳酸盐岩同位素交换作用的碳氧同位素组成#$%& J ($)%*+ $+, *-./+ 01*2*3 Z$)0$20*+ Q$R1, %.5$/5$20Q 4&R0, $+, )*Q 0+2)$Q20*+?X Y!:;4($&（T）!:!(4($&（T）%(MOIF IM%(MOIF IJI:M!:IJI:IIMI:KF EJ:HF KM:JF EI:!F J;:MF M!:MF II:F K;IGIF :KGIF !GIF J;G:F L:GLF MMGJF H
37、MG;F LJIGIF L:GIF ;:G:F :GMF ;:GHF I!GKF ILG;F M; 表 J 中 ?X Y 为水岩比， 表中碳氧同位素组成分别以 !:;0($&取 NMIT， !:!(0($&为 IT， %:;($&CM为 :F KHT， %:!($&C(M为GMF LJT， !:;0M为 :IT， !:!(0(M为 GHT， ， ?X Y 比公式计算依据 #$.&*) F F（:EKK） ， %(M取值是根据 B*9$+ F YF ! #$F（:E;J） 和本矿床流体包裹体观察富含 (M包裹体较少而定。表 H 岩浆流体和大气降水混合流体与碳酸盐岩同位素交换作用的碳、 氧同位素组
38、成#$%& H ($)%*+ $+, *-./+ 01*2*3 Z$)0$20*+ Q$R1, %. 50-0+/4&R0,1（5$/5$20Q $+, 52*)0Q 9$2)）$+, )*Q 0+2)$Q20*+?X Y!:;4($&（T）!:!(4($&（T）%(MOIF IM%(MOIF IJI:M!:IJI:IIMI:JF K:!F :M:JF !EHF K!F HE!F M:MF K!IGIF :KGIF !GIF J;G:F L:GLF MMGJF HMG;F LJIGIF L:GIF ;:G:F :GMF ;:GHF I!GKF ILG;F M; 表H 中 ?X Y 为水岩比，
39、表中 !:;M取值采用 !:;O !:;雨水%N !:;岩浆水（: G _） ， !:;雨水为 G ;F :T， !:;岩浆水为 N :IT， %为 IF J 而定。?X Y 比公式计算依据 #$.&*)（:EKK） 。MMJM&# (!)*$*+,# -,.,# 岩石学报MIIH， MM （:I）! 矿床硫化物的硫同位素组成特征选择不同矿化类型和不同阶段的硫化物进行硫同位素测定， 结果表明 （表 #） ， 硫化物的硫同位素组成变化范围较小， !$%& 在 ( )* + )( ,*， 其中矽卡岩中的硫化物 !$%& 在( )* +)( ,*， 云英岩中的硫化物 !$%& 为 $( %* + -
40、( ,*， 硫化物阶段的 !$%& 为 $( #* + -( $*。共生矿物对硫同位素变化顺序为 !$%&./0 !$%&.1， !$%&20 !$%&34， !$%&.10 !$%&34。表明硫同位素达到平衡。确定成矿溶液的硫同位素平均组成 （!$%&） 是判断硫源的主要依据 （567181， 9,#， 9,#） 。根据野鸡尾矿床未出现重晶石黄铁矿组合， 出现磁黄铁矿黄铁矿闪锌矿矿物组合， 可以看出， 磁黄铁矿和黄铁矿矿物组合属于氧逸度和酸碱度改变不影响硫同位素组成变化区间 （表 )） ， 这时磁黄铁矿的硫同位素组成可以约等于溶液的平均硫同位素组成， 即 !$%&.1&!$%&$ : $*。
41、获得的 !$%&值小， 矿床又靠近岩体， 热液蚀变强烈， 表明矿床硫的主要来源可能来自千里山花岗岩岩浆， 不排斥千里山花岗岩侵入时有部分地层硫加入成矿活动。表 # 野鸡尾矿床硫化物的硫同位素组成;? # &AB CD1812? E8ACE?D C4 86? F?GCH?C E?21DC8采样地点岩 性测定矿物!$%&IJ;（*）-K 中段矽卡岩黄铁矿$(,-K 中段矽卡岩磁黄铁矿!(,-KL9%矽卡岩方铅矿$(K-KL9%矽卡岩闪锌矿$(%-KL9%矽卡岩磁黄铁矿)(,#9K 中段矽卡岩黄铁矿%(9#! 中段矽卡岩黄铁矿%(%#! 中段矽卡岩磁黄铁矿()-K 中段云英岩黄铁矿%(#9K 中段云
42、英岩黄铁矿%()#9K 中段云英岩黄铁矿!($#9K 中段云英岩辉铋矿$()#! 中段云英岩黄铁矿$(%#9K 中段云英岩黄铁矿-(,-K 中段大理岩黄铁矿!(#-K 中段大理岩黄铁矿$(#-K 中段大理岩磁黄铁矿%(K#9K 中段大理岩黄铁矿%(K#! 中段大理岩黄铁矿-($#! 中段大理岩闪锌矿%(!#! 中段大理岩磁黄铁矿-(9表 ) 矿石沉淀的化学环境与热液矿物的硫同位素组成关系;? ) M?8C14D6C2D =?8H?4 86? N6?7CN ?4OCB147?48D 1A 1B?E?21DC8C14 AB CD1812? N1721DC8C14D 1A 6/EB186?B77C4
43、?BD氧化势 可能的矿物组合矿物的同位素组成与溶液的比较A1和 2P 改变引起 的 同 位 素组成变化()高低重晶石重晶石、 黄铁矿黄铁矿、 磁黄铁矿磁黄铁矿!$%&重晶石Q !$%&!&!$%&重晶石0 !$%&!&!$%&黄铁矿R !$%&!&!$%&黄铁矿&!$%&!&!$%&磁黄铁矿&!$%&!&单一变化单一单一- 矿床形成过程讨论通过氢、 氧、 碳、 硫同位素地球化学研究， 对野鸡尾矿床形成过程有了深入的了解， 总的来看， 矿床的形成是与千里山花岗岩密切相关的。千里山岩体是成矿母岩， 在侵位过程中又使地层中部分成矿元素活化迁移到岩浆或岩浆流体中， 使成矿元素进一步富集。由于花岗岩的定
44、位， 使花岗岩附近的碳酸盐围岩发生重结晶作用形成大理岩或大理岩化灰岩， 同时， 岩浆的热也导致围岩中的雨水活化再循环， 岩浆及构造活动产生的断裂和裂隙构造为雨水的循环作用提供了有利条件。岩浆和雨水对碳酸盐岩进行同位素交换， 并对尚未完全固结岩浆进行局部交换。岩浆流体从岩浆分离后， 首先发生了强烈沸腾去气作用， 并有相当数量的雨水与之混合， 此时的流体是高温高盐度的， 富含 &C5、 S5$、 T5、 U5、 V?5 等物质。流体与碳酸盐围岩发生强烈的交代作用， 形成富 IL&C 的矽卡岩， 而钨锡等形成矿元素部分以类质同象形式分散于石榴石、 辉石等矽卡岩矿物中， 大部分留在残余流体中。大量雨水
45、进一步加入富含成矿元素和挥发组份的岩浆流体中， 使流体的温度降低， 并演化到以雨水为主。流体对花岗岩和碳酸盐围岩进行交代， 使部份分散于早形成的岩石的成矿元素释放出来， 使流体中成矿物质更为富集。这个阶段主要形成硫化物期矿化， 到了成矿晚期， 流体成分几乎全为雨水， 温度及成矿物质浓度很低， 交代作用减弱， 主要表现为充填作用形成石英脉， 基本上没有金属矿化。总之， 本矿床成矿物质主要来自千里山花岗岩岩浆，花岗岩岩浆上侵过程中， 地层也提供部分成矿物质。!#$%&W1H4 XM ! #$( 9,)!( I148N8 DYB4 A1B78C14 Y61B4 7148C4D 1BCC4 8C14
46、1A IL5LP DYCED( S7( X1B( &NC( ，)!：-9 -K348?B V?D 1A D1812? 3?1/， X164 C?/ 4E &14D，$!刘悟辉等：湖南柿竹园钨锡多金属矿田野鸡尾矿床同位素地球化学研究! #$%&( )* +,- .(& ./0 1$!$0 2&334( 567- 7,86973, +,- 9:+;& 793:3,?) -&G，I=+3 %J0 DK0 &:B34&,&979 35 L7+,79=+, 4B+,7:7836:=&+9: *=7,+：MN3,4 TT ! #$0 1$E0 2&334( +,- 4&38=&N79:B( 35=7U=6
47、(6+, )? ,?R3?V7 3(N&:+78 -&397:，H6,+,0V&7W7,4：2&30 6;0 H369&， 1 #10（7, *=7,&9& X7:= C,479= +;9:B+8:）R3B:&+,7 2 ! #$0 1$EQ0 .+B&?&+B:= &N&,: +,- 3O(4&, 793:336:=&B,+B-7,7+（M:+(） 0 *=&N0 2&3， K： #QER6,94+B-9 * +,- I&8 H0 1$EK0 /O(4&, 793:3& 9(9:&N+:789 35 +9:B3,4( ;( B&8B(9:+7U&- 4B+,7:& B38 83N)X&-&,
48、0 *3,:B0 R7,0 &:B3， E： Q!Q #!R6,94+B- *+,-I&8H01$E0/O(4&,793:3X&-&,0 *=&N0 2&3， 1： DE #DKQ+;& M ! #$0 1$E0 Y+3B =+9& &O936:73, +9 + 83,:B37,4 5+B8:3B 7,=(-B34&, 793:3& _+B7+:73, 7, 4B+,7:78 B389 :=& ,3:8= 870 S&:0 ， QQ： 1! #1/=N3:3 H0 1$!D0 (9:&N+:789 35 9656B +,- 8+B;3, 7, =(-B3:=&BN+ 3B&-&656B +,-
49、 8+B;3, 793:3&90 M,：2&38=&N79:B( 35 H(-B3:=&BN+ /B& J&3,9， 1! #Q11Z+(3B H0 1$!K0 Z=& +78+:73, 35 3O(4&, +,- =(-B34&, 793:3& 9:6-7&9:3 B3;&N9 35 =(-B3:=&BN+ +:&B+:73, +,- 3B& -&397:73,0C83,02&30 ， Q$： EK #EEZ+(3B H 01$!0/O(4&, +,- =(-B34&, 793:3& B&+:73,9=79 7,=(-B3:=&BN+ N7,&B+ -&397:90M,：2&38=&N79:
50、B( 35 =(-B3:=&BN+/B& J&3,9， DD$ #DZ+(3B H，Z+(3B VC，/ &7 F. ! #$0 1$!0 :+;& 793:37 9+B, +,- +99387+:&- N&:+N3B:+;& 793:3&9 7, =74=:&N&B+:6B&4&33478+380PN0 ， .&_0R7,&B+0 ， 1Q： KK #KEQ)+,4 *S，S63 H，T6 GI ! #$0 1$E!0 2&334( 35 :=& =7U=6(6+, )?3(N&:+78 -&a +,- I=+,4 LS01$EE0M,:B3-68:73, :3 3B& 4&334( 35
51、:=&=7U=6(6+, -&870 b Z&8=0 6;0 H369&， KQ#Q （7, *=7,&9& X7:= C,479= +;9:B+8:）T7+3 HL， I=+3 %J， F7+,4 G ! #$0 D0 S&+- 793:3,?V7 -&397: 7, J3,43 3B& 57&-，H6,+, B3_7,8&0 R7,&B+ J&:6-( 3, M93:3& 2&38=&N79:B( 53B Z7, J&397:9 7, *=7,+0R7,&B+ .&936B8&9 +,- 2&334(， $ （1） ： 1 #11T6 )T01$Q0Z=&;&=+_736B35=(-B34
52、&,+,-3O(4&,793:3:+;& 793:3& 9:6-( 35 9&_&B+ :7, -&0 1$!0:6-( 3, M93:3& 2&38=&N79:B( 35 *=7,+02&306;0H369&， DQ! #DEQ附中文参考文献毛景文， 李红艳， 宋学信等0 1$E0 湖南柿竹园钨锡钼铋多金属矿床0地质与地球化学0 北京： 地质出版社， 1 #$王昌烈， 罗仁微等0 1$E!0 柿竹园钨多金属矿床地质0 北京： 地质出版社， 1 #1K!王书风， 张绮玲0 1$EE0 柿竹园矿床地质引论0 北京： 北京科学技术出版社， KQ #Q于津生0 1$!0 中国同位素地球化学研究0 科学出版社， DQ! #DEQ肖红全， 赵葵东， 蒋少涌等0 D0 湖南东坡矿田金船塘锡铋矿床铅同位素地球化学及成矿年令0 矿床地质， DD （） ： DQK #D!徐文炘0 1$0 我国锡矿床的同位素地球化学的研究0 矿产与地质，1 #11徐文炘0 1$EE0 我国南方若干锡矿床稳定同位素地球化学研究0 矿产与地质 （增刊） ， 1DE #1Q徐文炘0 1$Q0 沸腾热液体系氢氧同位素分馏行为0 广西地质，$（1） ： $1 #1KDD%&# !()$)*+&# ,+-+&#c 岩石学报DQ， DD （1）
