Question

同位素地球化学特征

Answer 1

7.5.1.1 氢、氧同位素特征

作者对八件矿石样品中的石英分别测试了δ¹⁸O矿物值和包裹体δD值，并利用同位素分馏公式计算了与石英处于同位素平衡的

值，δD值域为-78.9‰～-28.5‰，

值域为-0.06‰～10.84‰。在 δD-δ¹⁸O图解上（图7.11），两件样品落入原生岩浆水区，四件样品落入变质水区，一件样品明显向雨水线方向飘移，显示有大气水参与的迹象及变质围岩对成矿流体

值的影响。华仁民等（1995）应用水-岩同位素交换理论，对银山地区各类蚀变岩石的氧同位素变化规律进行了研究和模拟计算，认为银山成矿流体来源于大气降水，是大气降水在深部较高温度和低W/R比值条件下与千枚岩发生水-岩反应的产物。

图7.11 δD-δ¹⁸O图解

7.5.1.2 碳、氧同位素特征

据矿床中碳酸盐矿物的碳、氧同位素测定（本书；叶庆同，1987），方解石δ¹⁸O_SMOW值为＋8.85‰～＋15.85‰，δ¹³C_PDB值为-10.81‰～-3.89‰；菱铁矿δ¹⁸O_SMOW值为＋13.38‰～＋20.22‰，δ¹³C_PDB值为-7.66‰～-1.37‰。在δ¹⁸O-δ¹³C图解上（图7.12），样品投点多落在海相碳酸盐岩区与花岗岩区之间，推测成矿流体中的含碳组分具有岩浆源和地层源等多种来源。

7.5.1.3 硫同位素特征

矿区硫化物δ³⁴S值域为-6.1‰～＋3.4‰，平均为＋0.80‰。从铜矿带向铅锌矿带，从深部向浅部，δ³⁴S值显示降低趋势，这种变化趋势与流体中

比值的降低有关。据H.Ohmoto（1972）研究，硫化物δ³⁴S值受热液中

比值的制约，在T＝200℃和δ³⁴S_∑S＝0的热液条件下，随着

比值由1/9→1/1→9/1，结晶出的闪锌矿的δ³⁴S值将由-30‰→-17.4‰→-4.4‰变化，方铅矿的δ³⁴S值由-33.3‰→-20.5‰→-7.7‰变化，该值域明显远离了银山矿床δ³⁴S平均值。据包裹体均一温度测定，银山矿床主要成矿温度范围在200～300℃（叶庆同，1987）。而矿石中重晶石的出现及流体包裹体成分中富含

的特征，表明除岩浆硫外，应有富³⁴S的硫源参与成矿，这部分硫主要来自地层。利用矿区内黄铁矿的硫同位素组成，投点于斑岩铜矿及其他铜矿石硫同位素特征与物质来源关系图上（图7.13），矿区硫源位于Ⅱ区，表明成矿物质主要来源于地幔，但受到地壳物质的明显混染。

图7.12 δ¹⁸O-δ¹³C图解

（据刘建明等，1997；刘家军等，2004）

1.方解石；2.菱铁矿

图7.13 银山矿区硫同位素比值特征与其物质来源关系图解

Ⅰ区段成矿物质来源为地幔；Ⅱ区段成矿物质为地幔，受到地壳物质明显混染；Ⅲ区段成矿物质来源主要与地壳有关；Ⅳ区段成矿物质来自地幔，受到大规模地壳物质混染、同化、混合

7.5.1.4 铅同位素特征

据铅同位素测试（叶庆同，1987；江西地质勘查局，1996），靠近铜矿带方铅矿铅同位素组成较稳定，²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb的比值一致，依次分别为17.927～18.010、15.466～15.573、37.818～38.254。向两侧，即银山区、北山区铅同位素变化较大。银山区²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb 比值依次分别为17.956～18.204、15.459～15.755、37.735～38.407；北山区²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb 比值依次分别为 17.889～19.045、15.458～16.368、37.686～40.237。在铅同位素演化图上，矿石铅投点在造山带铅曲线附近较集中，部分投点则落在上地壳和地幔铅曲线附近，并且投点呈明显线性分布（图7.14），说明矿石铅来源较为复杂。

图7.14 银山矿床方铅矿的铅同位素组成

UC.上地壳；OR.造山带；UM.上地幔；LC.下地壳