热液系统的物理化学性质和硫同位素演化——lgfo_2-pH-δS_i~(34)图解的原理、用途与使用方法

硫同位素研究是推断矿床硫源,进而划分成矿类型的常用工具.以往多采用简单的统计类比法.该法以假设硫化物硫同位素组成δS~(34)等同于成矿热液硫同位素组成δS_(∑S)~(34)为前提,将未知成因矿床的硫化物δS~(34)值与自然界各地质体δS~(34)的统计分布进行简单比较,凡δS~(34)变化小且近零值的矿床,为岩浆热液矿床;凡δS~(34)值变化大且偏离零值的矿床,则为生物或沉积成因.然而,实际上常出现令人困扰的情况:有些类型相同的矿床,其δS~(34)值却大不相同;相反,类型各异,δS~(34)值又相同;此外,不少矿床δS~(34)值范围介于上述不同类型矿床之间,似乎并无规律可循.     

山东金岭铁矿床硫同位素组成特征及成矿物质来源、矿床成因探讨

山东金岭铁矿属接触交代型矿床.沿金岭闪长杂岩体与中奥陶统马家沟组灰岩、中石炭统本溪组砂、页岩的接触带上分布有肖庄、侯庄、铁山、北坑、北金召、东召口、王旺庄等多个大小不等的矽卡岩矿床.通过对分布于中奥陶统马家沟组灰岩中膏盐、硫化物、矿体和矽卡岩、岩体赋存的硫酸盐、硫化物进行δS~(34)的分析,获得了金岭闪长岩体的硫同位素组成δS~(34)=-0.4～14.6‰,δS~(34)的众值范围:4.3～9.8‰,沉积围岩的δS~(34)=-1.4～18.1‰,δS~(34)的众值范围:7.2     

湘南宝山铅锌银矿床硫同位素的地球化学特征及地质意义

成矿热液的总硫同位素组成(ΣS)可以更加准确地反映成矿流体中硫的来源。本文通过对湖南宝山矿床硫同位素以及总硫同位素的研究发现,金属硫化物样品的δ~(34)S值绝大多数为正值,变化区间为6.40‰~6.91‰,一般为-6.40‰~5.29‰,均值为2.22‰,其中黄铁矿δ~(34)S变化范围为-1‰~4.61‰,均值为2.92‰;方铅矿δ~(34)S变化范围为-0.80‰~1.70‰,均值为0.53‰;闪锌矿δ~(34)S变化范围为1.80‰~4.31‰,均值为2.69‰。具有集中的δ~(34)S值分布以及单一的峰值,表明硫的来源比较单一,具有岩浆硫特点,同位素组成具有δ~(34)S_(黄铁矿)δ~(34)S_(闪锌矿)δ~(34)S方铅矿的特征,证明成矿物质沉淀时基本达到了硫同位素分馏平衡。通过总硫同位素的分析,得出高温与低温两组数据,通过Pinckney图解计算获得中低温阶段的δ~(34)S_(ΣS)为1.28‰,高温阶段的δ~(34)S_(ΣS)为1.68‰。表明成矿流体的硫同位素组成变化很小,仅有0.4‰,且其总硫同位素组成为1.78‰,均显示矿床成矿流体具有地幔硫的特点,表明矿床中的硫可能来自地幔。     

湖南宝山Pb-Zn多金属矿床硫同位素地球化学特征及其地质意义

湖南宝山Cu-Mo-Pb-Zn-Ag多金属矿床规模大、矿种多、分带明显,是南岭有色金属成矿带的代表性矿床之一。本文对该矿床的硫同位素组成进行了较系统的研究,以探讨该矿床成矿物质的来源。研究表明,硫化物硫同位素组成具有δ34S黄铁矿δ34S闪锌矿δ34S方铅矿特征,说明成矿流体中硫已达到分馏平衡;矿床硫化物的硫同位素组成均为较低正值,变化范围很窄,δ34S值主要集中在1.50‰~4.50‰之间,峰值在3‰左右,明显低于研究区石炭系碳酸盐岩硫同位素δ34S值(17.8‰~22.6‰),具岩浆硫特征,暗示成矿流体中硫主要来源于燕山期花岗闪长斑岩有关的岩浆分异,地层硫贡献较少。此外,不同围岩的矿体,硫化物δ34S值基本相同,围绕花岗闪长斑岩体δ34S值没有分带现象,表明硫的来源具有一致性。因此,有理由认为,赋存于下石炭统梓门桥组白云岩、测水组砂页岩和石凳子组灰岩中的Pb-Zn多金属矿化具有相同成因联系,它们应为同一岩浆-热液系统演化的产物。     

辽宁白云金矿床稳定同位素地球化学特征及矿床成因

白云金矿床是辽东地区的一个大型金矿床,其成矿物质来源及矿床成因一直存在争议。本文系统地研究了白云金矿床的氢、氧、硫和碳同位素地球化学特征。研究结果显示:成矿流体中δ~(18)OV-SMOW值变化范围为13.5‰15.9‰,δD_(V-SMOW)为-107‰-83‰,表明成矿流体以岩浆水为主;矿石中黄铁矿的δ~(34)S_(V-CDT)为-8.3‰2.9‰,以富轻硫和贫重硫为特征,与辽河群围岩中黄铁矿的硫同位素组成(δ~(34)S_(V-CDT)为7.0‰18.7‰)有明显差异;矿石中方解石的碳同位素δ~(13)C_(V-PDB)为-2.2‰-0.4‰,类似于火成碳酸岩或地幔包体来源的碳同位素特征,也与辽河群大理岩的碳同位素组成明显不同。成矿元素特征对比也显示,成矿物质来源与辽河群没有必然联系。综合矿床地质特征和地球化学特征,认为白云金矿床是与深部岩浆流体活动有关的岩浆热液型金矿床。     

与火山岩容矿有关的海底热水沉积矿床硫同位素地球化学证据

对国内与火山岩容矿有关的海底热水沉积矿床新疆阿巴宫、铁-铅锌矿、甘肃桦树沟铁-铜矿床、新疆阿舍勒铜锌矿、新疆阿尔泰可可塔勒铅锌矿等矿床硫化物进行硫同位素测定,这些矿床硫化物和硫酸盐的硫同位素组成分别为-4.3‰~1‰(阿巴宫)、+8.1‰~+33.4‰(桦树沟)、-3.3‰~+8.2‰(阿舍勒矿床硫化物)、-20.6‰~5.1‰(阿尔泰可可塔勒)。硫化物的硫同位素变化范围较小,硫同位素可以达到平衡,也可以没有达到平衡,获得的δ34SΣS值有+18‰~29‰之间,δ34SΣS值高;表明与火山岩控矿有关的海底热水沉积矿床热液中硫的来源,不是直接来源岩浆去气的硫,而是岩浆去气硫与海水硫酸盐硫混合而成的硫。     

四川拉拉铁氧化物铜金矿床硫同位素地球化学

硫的来源对于了解铁氧化物铜金矿床的形成过程和成因具有重要的意义。文中统计了拉拉铁氧化物铜金矿硫化物的 硫同位素数据,并结合地质特征和矿相学研究,分析和讨论了硫的同位素组成特征和硫的来源。结果表明,拉拉铜金矿硫 同位素组成变化较大(不考虑一个异常样品,δ34S 值极差达到 14.9‰),表明成矿硫来源的多样性;其中,黄铁矿 δ34S 值范 围为 -1.4‰ ~4.9‰(平均 1.8‰),黄铜矿的 δ34S 值范围为 -5.9‰ ~9‰(平均 1.5‰)。结合硫化物的生成机制分析,并与其 他典型矿床硫同位素数据对比,表明海水沉淀的蒸发岩是黄铁矿和黄铜矿的重要硫来源,但也不能排除岩浆硫的贡献。目 前没有证据支持变质作用减少拉拉矿区硫化物的硫同位素组成差异。     

四川冕宁稀土矿床硫同位素地球化学

分析了四川冕宁大型稀土矿床硫同位素组成.结果显示成矿期脉石矿物重晶石与矿化期后硫化物(黄铁矿和方铅矿)的硫同位素组成明显不同,前者富集34S,其δ34S为 1.8‰～ 6.7‰,后者富集32S,其δ34S在-10.9‰～-2.1‰之间,表明本区成矿流体中的硫和矿化期后富含硫化物流体中的硫具有不同的来源.矿区各种类型矿石中的重晶石均普遍遭受过风化作用,且δ34S随风化作用的增强而增加,暗示物理分馏效应是本区重晶石硫同位素组成差异的主要原因,重晶石风化过程实际上是一个贫32S、富34S过程,未风化重晶石的δ34S与典型幔源硫的δ34S(0‰左右)相近,成矿流体中硫主要来源于地幔.矿石中重晶石风化作用过程中被淋滤的32S可能是矿化期后富含硫化物流体中的硫的重要来源,但有待深入研究.     

新疆西天山喇嘛萨依铜矿床地质和C、O、S、Pb同位素地球化学

喇嘛萨依铜矿是新疆西天山赛里木微地块内的一处典型铜矿床,关于其成因类型尚存争议。总结了该铜矿床的地质特征,测试围岩、脉石碳酸盐的C、O同位素和硫化物的S、Pb同位素组成,探讨其成因类型。研究表明,喇嘛萨依铜矿床具有后生矿床特征,发育矽卡岩化蚀变,脉石方解石的δ13C值变化范围为-1.04‰~-0.87‰,低于围岩灰岩的δ13C值(变化范围为3.51‰~5.47‰),δ18O值变化范围为9.33‰~9.61‰,明显低于正常的海相碳酸盐岩的O同位素(δ18O=20‰~26‰),C、O同位素组成反映喇嘛萨依铜矿成矿晚阶段流体来自岩浆水和地下水的混合水;硫化物的δ34S值主要变化范围为3.75‰~8.64‰,与区域上海西期斑岩的硫同位素组成(如达巴特斑岩铜钼矿床硫化物的δ34S变化范围为4.9‰~7.9‰)接近,反映硫来源于斑岩;黄铜矿的铅同位素为206Pb/204Pb=18.264~19.544,207Pb/204Pb=15.575~15.656,208Pb/204Pb=38.103~38.705,具有富含放射成因铅、两阶段异常铅特征,与区域上海西期斑岩(达巴特流纹斑岩)的铅同位素组成特征相似,反映成矿金属物质部分来源于斑岩。通过综合分析认为,喇嘛萨依铜矿是与斑岩有关的矽卡岩型矿床。     

华南震旦、寒武系海相沉积成因重晶石的硫同位素组成及其在地质学上的意义

华南震旦、寒武系海相沉积成因重晶石的硫同位素组成,其δS~(34)值为 35— 47‰。究其原因,沉积环境对沉积物的稳定同位素组成的影响是最重要的。这一发现对各时代海相硫酸盐的同位素演化的研究,提供了新的资料。     

新疆塔里木西南缘塔木铅锌矿硫同位素特征与成因

塔木铅锌矿位于塔里木西南缘,为碳酸盐岩容矿型铅锌矿。矿床形成经历了沉积期、成岩期和后生期。沉积期以内碎屑角砾和纹层构造为标志。成岩期以成岩角砾、重结晶白云石为标志。后生期以崩塌角砾、后生角砾及管/脉构造为标志。成矿期介于成岩期和后生期并具有溶蚀-交代和充填两个阶段。细粒闪锌矿和方铅矿多为溶蚀-交代阶段产物。粗粒闪锌矿和方铅矿多为充填阶段产物。本次研究对来自14个标本的沉积期和成矿期51件闪锌矿、方铅矿、黄铁矿和黄铜矿样品进行了硫同位素测试。塔木铅锌矿硫化物硫同位素值具有较大的变化范围。沉积期形成的金属硫化物(δ34SCDT介于-17.6‰～-7.3‰)较成矿期金属硫化物(δ34SCDT介于-5.7‰～+10.2‰)多富集轻硫同位素。充填阶段形成的硫化物(δ34SCDT介于+5.1‰～+10.2‰)较溶蚀-交代阶段硫化物(δ34SCDT介于-5.7‰～+9.2‰)富重硫,并且硫同位素达到平衡。结合地质背景、矿物生成顺序、矿石结构、流体包裹研究资料和硫同位素特征可以得出热化学硫酸盐还原作用(TSR)是成矿期HS-形成的主要机制,含硫有机质热裂解硫也是成矿期硫源之一,溶蚀-交代阶段硫储库效应和硫化物溶度积(Ksp)制约硫同位素值的变化。通过本次研究厘定了塔木铅锌矿矿化形成机制、硫酸盐还原特征和硫的来源,并进一步指出其硫同位素特征支持矿床流体混合成因模型。     

西藏洞中拉铅锌矿床S,Pb,Sr同位素组成对成矿物质来源的示踪

洞中拉铅锌矿床位于西藏冈底斯东段念青唐古拉山地区扎雪—金达成矿带内,为印度—亚洲大陆主碰撞期形成的矿床.在分析该矿床成矿地质条件的基础上,对该矿床的主要金属硫化物的S,Pb,Sr同位素组成进行分析,并对成矿物质来源进行示踪讨论.研究表明:矿石硫化物的δ34S组成变化范围较窄,变化范围为3.0‰～5.7‰,多数集中于4.0‰～6.0‰之间,具有塔式分布效应,估算的总硫同位素值δ34 S∑s为4.7‰,具有岩浆硫的特征.矿石铅同位素组成稳定,矿石的206Pb/204Pb,207Pb/204Pb,208Pb/204Pb的变化范围分别为:18.628～18.746,15.698～15.802,39.077～39.430,与矿区岩浆岩的铅同位素组成一致,为正常普通铅,矿石铅来源于早白垩世上地壳物质部分熔融形成的岩浆.矿石锶同位素的初始值(87 Sr/86 Sr)i较高,介于0.717 32～0.727 67之间,成矿物质来源于地壳.     

夹皮沟金矿带硫同位素地球化学及找矿评价意义

辽宁地区太古界与元古界的硫同位素背景值有明显差异。金矿床矿石硫同位素组成受矿源层硫同位素背景值制约。与同位素扩散分馏效应有关,张性断裂中的金矿体δS~(34)较低。研究金矿床硫同位素分布规律有助于矿床深部予测。     

韩国金—银矿床硫同位素研究

本文研究了韩国１４个金－银矿床硫化物矿物硫同位素比值。尽管这些矿床的δ＾３４（ＣＤＴ）显示了－０．２‰～＋９．８‰的一个相对较宽的范围，但是９０％的δ＾３４Ｓ值落在１‰～７‰范围内。单个矿床的硫同位素值的变化范围通常小于３‰。这样小的偏差范围和观察到的硫化物矿物之间的分馏作用表明了它们的沉淀主要来自平衡条件下的Ｈ２Ｓ。连同从前资料中获得的数据，得出了不同地质环境，形成时代和有用金属组分的矿床之间     

云南会泽铅锌矿田硫同位素研究

为探讨会泽铅锌矿田成矿流体总硫同位素组成、成矿温度、硫源及还原硫的形成机制,在分析前人的硫同位素数据基础上对麒麟厂矿床上部原生矿体硫化物(黄铁矿、闪锌矿和方铅矿)及麒麟厂和矿山厂矿床外围新发现的硫酸盐矿物(重晶石)进行了硫同位素研究。结果显示,原生矿体中的硫化物的δ34S变化为8.0‰~17.68‰,成矿流体中硫同位素已达分馏平衡;矿床外围的硫酸盐δ34S变化为17.95‰~24.30‰。利用共生矿物对Pinckney法,估算获得成矿流体的δ34SΣS为14.44‰,与海相硫酸盐的δ34S相近;通过同位素地质温度计,估算获得成矿温度为134~388℃;包裹体测温发现,重晶石为热液成因,暗示成矿流体中的硫可能来自矿区及矿区外围各个地层的海相硫酸盐或是矿区发现的热液重晶石。硫酸盐的还原机制应为热化学还原作用(TSR)。     

某些接触交代型铜矿床硫同位素地球化学研究

<正>铜官山下四房、铜官山刘家凹、贵池、冯家山、厂家山、狮子山、永平、武山、城门山、封山洞、龙箱盖和金口岭等矿床400多件硫化物的硫同位素组成表明,多数矿床硫化物的δ~(34)S在-1.4‰~+4.5‰之间,少数矿床硫化物的δ~(34)S在-4.9‰~+12.8‰之间。虽然矿床硫化物的硫同位素组成变化     

云南东川稀矿山式铜铁矿床成矿物质来源的同位素示踪

稀矿山式铜铁矿床是东川铜矿中一种重要的矿床类型,前人研究程度较深,但对矿床成因观点不一,为探讨其铜铁矿层的成因及成矿物质来源,对稀矿山式铜铁矿的硫氧同位素进行了测试,并对同位素数据进行了地球化学研究.结果表明,硫化物中的δ34S值变化较大(从-10.9‰至15.9‰,均值为0.455‰),根据δ34S值的不同可分为3种:①在±4‰之间(15件),具陨石硫特征;②±(5～8)‰范围内(6件),受火山沉积作用影响;③＞10‰和≤-10‰范围内(2件),说明硫源以岩浆作用(火山喷发)为主要来源,部分为海水硫酸盐及地层生物硫.稀矿山式铜铁矿床的碳具有幔源特征,指示有地幔物质参与成矿作用;磁铁矿δ18OV-SMOW值变化在1.3‰～9.8‰之间,均值4.875‰,组成特征则反映矿床属于火山喷流沉积成因.成矿物质主要来源于火山喷发,成矿作用与岩浆、海相化学沉积、海底热液等作用有关.     

青海沱沱河地区多才玛铅锌矿床成因:原位S和Pb同位素证据

青海沱沱河地区多才玛铅锌矿床是西南三江特提斯北段新生代铅锌矿集区的典型矿床之一,本文首次应用飞秒激光剥蚀多接受器等离子体质谱法对多才玛铅锌矿床中金属硫化物的原位S和Pb同位素进行了测定。结果显示:黄铁矿、方铅矿和闪锌矿的原位S同位素的δ~(34)S_(V-CDT)值介于-26.34‰～4.24‰之间,均值-12.15‰(n=20),其中闪锌矿的δ~(34)S_(V-CDT)值介于-10.30‰～-3.52‰,均值-7.39‰(n=9);方铅矿的δ~(34)S_(V-CDT)值为-26.34‰～-11.74‰,均值-20.36‰(n=9);黄铁矿的δ~(34)S_(V-CDT)值分别为2.50‰,4.24‰。矿床δ~(34)S数据范围较宽,总体表现为富集负值硫的特征,说明有机质可能参与成矿。岩浆热液期发育的黄铁矿δ~(34)S值具有深源特征,沉积热液期发育的方铅矿和闪锌矿的δ~(34)S值表明成矿过程存在还原作用,指示盆地地层还原流体的混入,综上可认为多才玛铅锌矿床硫具有混合来源的特征。方铅矿原位Pb同位素结果为~(206)Pb/~(204)Pb=18.866～18.929,~(207)Pb/~(204)Pb=15.674～15.689,~(208)Pb/~(204)Pb=39.052～39.174。方铅矿与地层的Pb同位素组成一致,位于上地壳平均Pb演化线之上,具上地壳和地幔混合俯冲带铅的特征,表明其成矿物质的来源多样。结合矿床学、矿物学及同位素数据,本文认为多才玛铅锌矿床S元素主要来源于赋矿围岩,Pb金属元素主要来源于藏北钾质火山岩,侵入地层岩浆与盆地流体的混合是金属硫化物沉淀的重要机制。     

黑龙江多宝山铜(钼)矿床叠加成矿:辉钼矿Re-Os年龄和硫化物原位硫同位素证据SCIEI北大核心CSCD

斑岩型矿床易受后期岩浆、构造、变质等地质作用影响,使得矿床自身发生改造变形。后期的热事件不仅可以将原有矿体再活化,还能够带来新的成矿物质,进而发生新一期成矿作用。不同地质时期的成矿作用在同一空间互相叠加,会形成与斑岩矿床矿化特征截然不同的矿床,称为叠加改造型斑岩矿床。多宝山铜(钼)矿床位于中亚造山带东段,兴蒙造山带内。该矿床在成矿构造地质、矿石组构和成矿期次等方面表现出多期改造与叠加成矿的特征。本次根据野外观察和成矿年代学研究,推测多宝山铜矿至少存在两期成矿作用。对采自矿坑340平台10件叠加矿化类型的辉钼矿样品进行Re-Os同位素分析,获得辉钼矿的模式年龄介于435.6±10.5Ma~446.1±7.1Ma之间,等时线年龄为440.1±4.5Ma (MSWD=0.56)。结合前人获得的年龄资料,确认多宝山叠加成矿与晚奥陶世玄武安山岩应形成于统一的成岩成矿地质事件。不同矿化期次的黄铜矿和黄铁矿原位硫同位素结果显示:典型斑岩型矿脉中黄铜矿δ^(34)S平均值为-2.12‰;叠加矿化黄铜矿δ^(34)S平均值为-1.78‰,黄铁矿δ^(34)S平均值为-1.03‰,均落入幔源硫范围,表明硫主要来自岩浆。而前人在叠加期形成的黄铜矿中,测试到较低的δ^(34)S值(-12.9‰~-5.6‰),这是后期流体易携带轻硫^(32)S发生迁移并在应力较低的区域内重新沉淀的结果。同位素组成指示叠加成矿期的矿化元素即来源于新的岩浆活动,又继承了先前存在的岩(矿)体。     

硫同位素分析方法在矽卡岩铜矿找矿工作中的意义

为了探索硫同位素组成变化的地质意义及其用于矽卡岩铜矿找矿工作的可能性,本所与中国科学院贵阳地球化学研究所合作,在最近两年中研究了二十多个矽卡岩矿床数目不等的标本.目前工作尚在继续进行,但已发现了一些有意义的线索.这里根据已有资料,就硫同位素组成变异的地质意义和找矿前景作一概略介绍.表1列举了21个矿区近40O个硫同位素组成测定的整理结果,其分析误差为O.05%.一、矽卡岩铜、铁矿床中硫同位素组成的基本情况在所研究过的标本中,硫化物的硫同位素组成变化有一个极为显著的特点,即S~(32)/S~(34)与硫化物的生成时期有关.硫化物