貴州半坡銻礦床的方解石C、O同位素地球化學(xué)研究

肖憲國，何志威

（1.貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局，貴州 貴陽 550004；2.貴陽礦業(yè)開發(fā)投資股份有限公司，貴州 貴陽 550000）

1 礦床地質(zhì)

獨(dú)山銻礦體主要受獨(dú)山箱狀背斜與NNW向張扭性斷裂帶控制，呈陡脈狀或似層狀產(chǎn)出于泥盆統(tǒng)丹林組陸緣濱海相碎屑巖，礦床規(guī)模達(dá)大型。

主要礦石礦物為輝銻礦，發(fā)育致密塊狀、層狀(似層狀)、角礫狀、脈狀和浸染狀等礦石構(gòu)造。方解石是最主要的脈石礦物，其形成貫穿整個(gè)礦化過程，成礦期方解石主要呈團(tuán)塊狀與脈狀產(chǎn)出。團(tuán)塊狀方解石呈乳白色，與石英、輝銻礦共生，團(tuán)塊大小不等；脈狀方解石呈乳白色～肉紅色，邊緣普遍發(fā)育脈狀輝銻礦，少量放射狀和星點(diǎn)狀輝銻礦侵染于方解石中。團(tuán)塊狀方解石形成于成礦早期和主成礦期，脈狀方解石成于成礦晚期。

2 C、O同位素特征

半坡銻礦床C、O同位素組成相對(duì)穩(wěn)定，δ13CPDB值的分布范圍為-2.44%～-0.49‰(平均-1.65‰)，δ18OSMOW值的分布范圍為10.93‰～14.70‰(平均13.55‰)；團(tuán)塊狀方解石的δ13CPDB值相對(duì)高于脈狀方解石，分布范圍分別為-2.44‰～-2.09‰(平均-2.24‰)和-1.74‰～-0.49‰(平均-1.39‰ )，兩者 的δ18OSMOW值 范 圍 重疊，范圍分別為13.67‰～14.58‰(平均14.08‰)和10.93‰ ～14.70‰ (平均13.31‰ )（表1）。

表1 貴州半坡銻礦床碳、氧同位素組成

3 成礦流體來源

圖1 半坡銻礦床δ13CPDB-δ18OSMOW圖（底圖據(jù)[2]）

幔源巖漿，海相碳酸鹽巖和沉積有機(jī)物為熱液流體三種主要C、O主要來源[2]。半坡銻礦床方解石的C、O同位素組成明顯不同于沉積有機(jī)物，在δ13CPDB-δ18OSMOW圖上(圖1A)，位于幔源巖漿與海相碳酸鹽巖之間的區(qū)域，靠近海相碳酸鹽巖。

該特征與獨(dú)山巴年銻礦床及徐家山礦床的碳酸鹽巖C、O同位素組成不同(樣品落于圖1A海相碳酸鹽巖區(qū)域)，而與獨(dú)山巴年銻礦床方解石碳、氧同位素結(jié)果相似[3]。顯示半坡銻礦成礦流體中的C、O主要來自于碳酸鹽巖溶解作用，可能受幔源巖漿的影響。

圖1B顯示了半坡礦床和鄰區(qū)銻礦床δ13CPDB與δ18OSMOW的線性關(guān)系。半坡礦床成礦期方解石δ13CPDB與δ18OSMOW之間總體為負(fù)相關(guān)，出現(xiàn)少量正相關(guān)，而巴年礦床成礦期方解石δ13CPDB與δ18OSMOW之間為負(fù)相關(guān)，徐家山和錫礦山礦床成礦期方解石δ13CPDB與δ18OSMOW之間為正相關(guān)，錫礦山礦床成礦期后方解石δ13CPDB與δ18OSMOW之間為負(fù)相關(guān)。彭建堂和胡瑞忠[4]研究發(fā)現(xiàn)錫礦山成礦流體可能有地幔流體參與，半坡銻礦床與錫礦山礦床相似的δ13CPDB與δ18OSMOW線性關(guān)系顯示半坡銻礦床成礦流體中有少量深源流體參與的可能性。研究區(qū)方解石的稀土元素及輝銻礦的硫同位素地球化學(xué)特征也顯示了成礦流體可能受到幔源巖漿的影響[5]。

假設(shè)成礦流體中碳主要以CO2形式存在，分別取成礦相對(duì)團(tuán)塊狀方解石和脈狀方解石流體包裹體均一溫度峰值200℃和150℃[6]參與計(jì)算[7]，計(jì)算結(jié)果早期流體δ13CPDB范圍-2.50‰～-2.15‰、平均-2.30‰，δ18OSMOW范圍4.64‰～5.55‰、平均5.05‰；晚期流體δ13CPDB范 圍-3.70‰～-2.45‰、平 均-3.35‰，δ18OSMOW范圍-1.21‰～2.56‰、平均1.17‰。充分顯示：成礦流體演化過程中，C同位素組成相對(duì)穩(wěn)定，O同位素組成有較明顯的變化，暗示成礦過程中可能有δ13CPDB變化不明顯、δ18OSMOW相對(duì)較低的幔源巖漿流體加入。

4 結(jié)論

方解石是貴州半坡銻礦床主要脈石礦物之一，其形成貫穿整個(gè)成礦作用過程，成礦期方解石大致可以分為兩期：早期方解石呈團(tuán)塊狀產(chǎn)出，晚期方解石呈脈狀產(chǎn)出。方解石C、O同位素結(jié)果顯示研究區(qū)成礦流體主要來源于海相碳酸鹽巖的溶液作用，可能受到水-巖作用與幔源巖漿的影響。研究區(qū)C、O同位素特征在我國西南大面積低溫成礦域中具有普遍性，顯示殼源流體為主要的成礦流體，為華南“半坡式”銻礦的找礦提供了依據(jù)。