Question

矿床地球化学特征

Answer 1

（一）岩石、矿石稀土元素地球化学特征

为了查明矿石中金属矿物的来源，本次工作对喇嘛苏矿石中的黄铁矿开展了稀土元素分析，分析结果见表4-4，同时还列出矿区花岗闪长斑岩、斜长花岗斑岩和灰岩的稀土元素成分（廖启林等，2002）。在稀土配分曲线图（图4-5）中，所有样品均富LREE，为右倾曲线。这说明该矿床中的金属成矿物质可能为多来源。

图4-5 喇嘛苏铜矿区岩石、矿石稀土元素配分曲线

（二）流体包裹体地球化学特征

关明珍等（1990）对该矿床开展了流体包裹体研究，其11件样品的流体包裹体特征和显微测温结果见表4-5。

1.流体包裹体特征

（1）结晶灰岩中无矿石英脉的流体包裹体特征：结晶灰岩中无矿石英脉中的流体包裹体比较发育，流体包裹体类型主要为气液两相包裹体，偶见纯液相包裹体。包裹体形态为椭圆形、负晶形和不规则形。包裹体大小为3～10μm，气液比为5%～10%。

（2）结晶灰岩中含矿石英脉中石英和方解石的流体包裹体特征：方解石中的流体包裹体比较发育，流体包裹体类型主要为气液两相包裹体，偶见纯液相包裹体。包裹体形态为椭圆形和负晶形。包裹体大小为3～15μm，气液比为2%～5%；

石英中的流体包裹体比较发育，流体包裹体类型主要为气液两相包裹体，偶见纯液相包裹体。包裹体形态为椭圆形和负晶形。包裹体大小为2～10μm，气液比为2%～5%。

表4-5 喇嘛苏铜锌矿床流体包裹体特征和显微测温结果

（3）无水矽卡岩中含矿石英脉石英和方解石中的流体包裹体特征：方解石中的流体包裹体比较发育，流体包裹体类型主要为气液两相包裹体，偶见纯液相包裹体。包裹体形态为椭圆形和负晶形。包裹体大小为3～10μm，气液比为5%左右；

石英中的流体包裹体比较发育，流体包裹体类型主要为气液两相包裹体，偶见纯液相包裹体。包裹体形态为椭圆形和负晶形。包裹体大小为3～5μm，气液比为5%左右。

（4）含水矽卡岩中含矿石英方解石脉的流体包裹体特征：方解石中的流体包裹体比较发育，流体包裹体类型主要为气液两相包裹体，偶见纯液相包裹体。包裹体形态为方形、长方形、椭圆形和负晶形。包裹体大小为1～5μm，气液比为2%～5%；

方解石中的流体包裹体比较发育，流体包裹体类型主要为气液两相包裹体，偶见纯液相包裹体。包裹体形态为方形、长方形、椭圆形和负晶形。包裹体大小为3～8μm，气液比为5%左右。

（5）斑岩体中含矿石英脉的流体包裹体特征：该类石英中的流体包裹体比较发育，流体包裹体类型主要为气液两相包裹体，偶见纯液相包裹体。包裹体形态为椭圆形、不规则形和负晶形。包裹体大小为3～5μm，气液比为5%左右。

2.流体包裹体的显微测温结果

11件样品的均一温度测试结果见表4-5，结晶灰岩中无矿石英脉的流体包裹体均一温度为120～209℃和176～246℃，平均为162℃和210℃；结晶灰岩中含矿石英脉的流体包裹体均一温度为127～209℃和129～190℃，平均为173℃和163℃；无水矽卡岩中含矿石英脉的流体包裹体均一温度为102～193℃和184～234℃，平均为169℃和213℃；含水矽卡岩中含矿石英脉的流体包裹体均一温度为160～281℃和158～207℃，平均为205℃和192℃；斑岩体中含矿石英脉的流体包裹体均一温度为176～241℃，157～275℃和189～267℃，平均为207℃，269℃和231℃。

根据上述流体包裹体特征，结晶灰岩中无矿石英脉、结晶灰岩中含矿石英脉、无水矽卡岩中含矿石英脉、含水矽卡岩中含矿石英脉和斑岩体中含矿石英脉中的流体包裹体具有类似的类型、形状、气液比。根据流体包裹体显微测温结果，从结晶灰岩中无矿石英脉→结晶灰岩中含矿石英脉→无水矽卡岩中含矿石英脉→含水矽卡岩中含矿石英脉→斑岩体中含矿石英脉，它们的流体包裹体均一温度大致逐渐增高，这说明从矽卡岩型矿化到斑岩型矿化，成矿温度逐渐升高。但总体来说，该矿床为一中低温热液矿床。

（三）同位素地球化学特征

1.硫同位素地球化学特征

该矿床的硫同位素组成见表4-6，δS³⁴值为0.2‰～12.62‰，平均5.93‰，均为正值，以富集重硫为特征。与自然界的δS³⁴值进行对比，得出该矿床的硫同位素分布特征与岩浆硫与沉积硫相似。鉴于矿区内的灰岩中含有层状黄铁矿-黄铜矿，斑岩体中及其内外接触带出现金属硫化物矿化，这说明，硫主要来自于侵入斑岩中岩浆硫和地层围岩中的沉积硫。δS³⁴值变化范围较大，表明硫分馏时间长，成矿时间延续较长。

表4-6 喇嘛苏铜锌矿床金属硫化物硫同位素测试结果

2.氢氧同位素特征

（1）氧同位素特征：据杨军臣等（1998）的研究，矿区斜长花岗斑岩中的2件石英氧同位素δ¹⁸O_矿物 值分别为10.55‰和18.24‰，按花岗岩浆固结温度为650℃，计算出岩浆水的δ¹⁸O_水值分别为9.39‰和17.08‰；1件含黄铜矿磁黄铁矿矽卡岩中的石榴子石的氧同位素δ¹⁸O_矿物 值为8.64‰，由于缺乏温度资料，按假设温度650℃，550℃和450℃分别计算得到的δ¹⁸O_水 值分别为11.00‰，10.66‰和10.15‰，与计算出岩浆水的氧同位素值接近；2件含磁铁矿矽卡岩中的磁铁矿的δ¹⁸O_矿物值分别为5.64‰和2.83‰，按假设温度550℃，450℃和350℃分别计算得到的δ¹⁸O_水 值分别为13.12‰和10.31‰，12.14‰和9.34‰，11.51‰和8.70‰（表4-7），与计算出岩浆水的氧同位素值接近。这表明上述3件矽卡岩矿物是由花岗质岩浆的残余热液与围岩交代渗滤形成的。

表4-7 喇嘛苏铜锌矿床氧同位素组成

（2）氢氧同位素特征：图4-6为矿区氢氧同位素组成图解，其中投点1为含石英角砾矽卡岩中的石英，投点2和3为斜长花岗斑岩中的石英，投点4为含矿矽卡岩中的石榴子石，投点5为含方铅矿石英脉中石英，投点6为含铜石英脉中石英，投点7为片理化灰岩中顺层石英-方解石脉中石英。可见，在矽卡岩型成矿期和斑岩型成矿期，成矿流体主要为大气降水和岩浆水的混合，在成矿期后的不含矿石英-方解石脉阶段则完全是大气降水。

3.铅同位素特征

前人对喇嘛苏铜锌矿床铅同位素组成分析结果见表4-8。2件斑岩体全岩铅同位素组成²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为18.062和18.375，²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.307和15.582，²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为37.367和38.089，μ为8.920和9.426；3件斑岩体中的长石²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为18.460，18.439和18.6535，²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.586，15.638和15.7840，²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为38.636，38.699和38.5112，μ为9.43，9.53和10.105，ω值为39.15；21件矿石中金属硫化物的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为17.803～18.856，²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.199～15.988，²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为37.172～39.353，μ为8.735～10.170，ω值为37.35～41.44。可见矿石中铅同位素组成与斑岩体（斑岩体中长石）基本相同，说明两者铅源相同，即矿石铅主要来源于斑岩体。另外，矿石和斑岩体中的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb，²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb，²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb，μ和ω值等均与陨石接近，这说明矿石铅属正常铅。

图4-6 喇嘛苏铜锌矿床流体包裹体δD-δ¹⁸O图解

表4-8 喇嘛苏铜锌矿床铅同位素组成

把上述铅同位素值投到Doe等（1979）显生宙铅同位素演化模式图（图4-7），在²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb^-207Pb/²⁰⁴Pb图（图4-7a）中，该矿床的矿石铅同位素数据点主要落在造山带、下地壳和地幔范围，反映其铅来源的复杂性。在²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb^-208Pb/²⁰⁴Pb图（图4-7b）中，该矿床的矿石铅同位素数据点也基本上落在造山带、下地壳和地幔范围，同样反映出其铅来源的复杂性。据此可以认为，该矿床的矿石铅主要来源于下地壳和地幔，在后期的造山过程中经历了改造。所有上述铅同位素特征表明，该矿床的矿石铅主要来自源于浅成的中酸性斑岩体。

图4-7 喇嘛苏铜锌矿床铅同位素演化动力学模式图