水銀洞金礦區(qū)硫同位素地球化學研究

熊燦娟++粟梅

摘 要：硫同位素具有明顯的分餾效應，常以各種含硫礦物賦存于熱液成礦的過程中，因此，硫同位素示蹤成為了熱液礦床研究的重要途徑之一。在總結(jié)了前人研究的基礎(chǔ)上，通過補充測試部分硫同位素的樣品，以此推測該礦區(qū)成礦流體的來源。測試結(jié)果顯示，水銀洞金礦區(qū)δ34S值的變化為-4.42‰～+5.28‰，均值為1.99‰，數(shù)據(jù)變化范圍較窄，均一化程度較高，總體非常接近幔源硫同位素的組成。從硫同位素直方圖中可知，硫同位素組成主要集中在0‰附近，具有明顯的塔式效應。這說明，水銀洞金礦區(qū)成礦流體中的硫可能主要源于深部地幔。

關(guān)鍵詞：水銀洞金礦區(qū)；硫同位素；成礦流體；深部地幔

中圖分類號：P597 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.09.008

硫是大部分礦床中最重要的成礦元素之一，所以，對硫來源的研究能夠為礦床成因研究提供重要的依據(jù)。硫同位素組成是示蹤成礦流體中硫來源最直接、最有效的方法。對比、分析礦床中與成礦有關(guān)礦物的硫同位素組成，其能反映成礦物質(zhì)和流體的來源等信息。在卡林型金礦中，金的產(chǎn)出與硫化物的關(guān)系相當密切，因此，從硫化物硫同位素研究中可知礦床中硫的來源、成礦元素遷移和沉淀機理。本文在收集前人對水銀洞金礦區(qū)硫同位素研究成果的基礎(chǔ)上，補充測試了納秧金礦、水銀洞金礦和簸箕田金礦部分礦物的δ34S值，通過研究硫同位素的分布演化規(guī)律，探討了水銀洞金礦區(qū)成礦流體中硫的物質(zhì)來源。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

水銀洞金礦區(qū)位于滇黔桂“金三角”的北部，是滇黔桂“金三角”層控卡林型金礦的重要代表礦床，大地構(gòu)造位置處于華南褶皺系右江褶皺帶與揚子準地臺西南緣的接合部位，如圖1所示。水銀洞金礦區(qū)是由水銀洞金礦床、簸箕田金礦床和納秧金礦床等組成的。

區(qū)域構(gòu)造輪廓定型于燕山期，具有復雜多樣的構(gòu)造變形組合形式。其主要呈向斜寬緩，背斜緊閉的特征，區(qū)內(nèi)集中產(chǎn)出成片成帶礦床（點），大小礦床（點）數(shù)百個，礦床類型豐富，控制資源量數(shù)百噸，是我國金礦最重要的產(chǎn)地之一。區(qū)域出露地層主要有泥盆系、石炭系、二疊系和三疊系。其中，以三疊系分布最廣，二疊系次之，石炭系、泥盆系僅見于少數(shù)背斜核部。礦體主要賦存于灰家堡背斜軸部附近龍?zhí)督M生物碎屑灰?guī)r中及P3l和P2m間因區(qū)域構(gòu)造以及熱液蝕變作用而成的構(gòu)造蝕變體（Sbt）中，為超大型隱伏層控型金礦床。礦體主要產(chǎn)出于灰家堡背斜軸兩側(cè)近800 m的范圍內(nèi)，礦體產(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀一

致，呈層狀、似層狀產(chǎn)出，空間上多個礦體上下重疊，走向上具波狀起伏向東傾沒的特點。

2 礦床硫同位素組成特征

研究表明，地球上硫有3個儲存庫：①幔源硫，其同位素組成為δ34S=0～3‰. 一些研究認為，地幔流體是由相對均一的穩(wěn)定同位素組成，其δ34S在0‰附近。②海水硫，以較高的δ34S為特征。③沉積物中還原硫，這種硫的同位素主要以具有較大的負值為特征。

影響熱液硫化物硫同位素組成的因素，一方面，取決于其源區(qū)物質(zhì)的δ34S值；另一方面，與成礦流體演化時所處的物理化學環(huán)境有關(guān)。由于本文所研究的區(qū)域基本沒有硫酸鹽、磁黃鐵礦和磁鐵礦等礦物，因此，運用熱液硫化物的硫同位素組成能近似反映成礦流體的硫同位素組成，這樣能夠有效地指示成礦流體中硫來源的信息。本文選取水銀洞金礦區(qū)中與金礦化關(guān)系極為密切的硫化物（雄黃、黃鐵礦、輝銻礦）作為研究對象，測試分析工作是由中科院地球化學研究所環(huán)境地球化學國家重點實驗室完成的。分析結(jié)果和收集資料如表1所示。

由表1可知，水銀洞金礦區(qū)δ34S值變化為-4.42‰～+5.28‰，極差為9.70‰，均值為1.99‰，數(shù)據(jù)變化范圍較窄。這表明，硫同位素的均一化程度較高，總體非常接近幔源硫同位素組成，并且與美國Betze-Post-Screamer卡林型金礦床中雄黃和黃鐵礦熱液環(huán)帶中原位分析的硫同位素組成相似。通過對硫同位素組成直方圖的分析可知，如圖2所示，硫同位素組成主要集中在0‰附近，具有明顯的塔式效應，指示成礦流體中的硫可能主要源于深部地幔。

3 結(jié)論

綜上所述，通過對水銀洞金礦區(qū)硫同位素特征的系統(tǒng)研究得出，硫同位素δ34S的組成變化范圍較窄，均一化程度較高，與幔源硫同位素的組成相近，并且直方圖反映出，硫同位素δ34S組成主要集中在0‰附近，并具有明顯的塔式效應，由此推測出，水銀洞金礦區(qū)成礦流體中的硫可能主要來自深部地幔。

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〔編輯：白潔〕