成永生,胡瑞忠,伍永田
2. 中南大學 地球科學與信息物理學院,長沙 410083;3. 中國科學院 地球化學研究所 礦床地球化學國家重點實驗室,貴陽 550002;4. 廣西堂漢鋅銦股份有限公司,南丹 547200)
廣西大廠礦田是聞名世界的錫多金屬礦床產出地,其中擁有多個世界級的超大型錫多金屬礦床,礦床特征典型,規模大,伴生有用組分多,礦化集中,綜合利用價值大,被譽為研究錫多金屬礦床的最佳天然實驗室,且研究程度高,基礎資料豐富[1]。礦田根據礦產分布、構造組合型式和控巖及控礦等特征劃分為3個礦帶[2?3]:西帶是大廠礦田的主體,產出銅坑—長坡、巴力—龍頭山等多個聞名于世的超大型礦床,近年來,通過危機礦山接替資源勘查項目相繼發現了黑水溝—大樹腳鋅銅礦床等,進一步證實了大廠礦田深部找礦的巨大潛力,更為我國危機礦山的“探 邊摸底”提供了示范;中帶位于龍箱蓋隱伏復式花崗 巖巖株頂部周圍及南北兩端,由拉么矽卡巖型鋅銅礦床、茶山銻鎢礦床、大燕銻鎢礦區及響水灣銻鎢礦床等組成;東帶主要由大福樓、灰樂和亢馬等錫多金屬礦床組成。對大廠礦田錫多金屬礦床的成因一直存在著巖漿熱液成礦以及噴流沉積成礦兩種觀點的爭議[4?5],長期以來,對大廠錫礦床的研究重點也一直集中的西帶,對東帶礦床的研究程度明顯不足,很大程度上制約了對該帶成礦理論的認識深化以及對該區礦產資源的勘探與開發,現有對東帶的研究也主要集中在 20世紀80年代之前。因此,及時總結礦床的成礦規律已刻不容緩。本文作者在前人研究的基礎上,開展了流體包裹體和硫同位素的分析與研究,旨在揭示成礦流體和成礦物質的基本特征及其來源,為大廠礦田東帶錫礦床的成因理論研究提供新資料。
華南地區是我國錫、鎢和銻等有色金屬礦產資源最為豐富的地區,大地構造單元為華南褶皺系或加里東褶皺帶。地洼學說創立者陳國達先生以現階段的大地構造性質為準,將我國境內劃分為24個構造區,丹池地區屬于東南地洼區[6]。從元古代起,該區進入地槽階段,堆積了一套厚達1萬多米的淺海相砂頁巖,并有多次基性、中基性海底火山噴發,形成了覆理式建造。地臺階段從早泥盆世開始,地殼運動遠較地槽階段和緩,并且主要以大面積的升降為特點。晚三疊世進入地洼階段,這時無論在構造型相、地貌、沉積建造、巖漿活動和變質作用等方面都顯現出了新型活動區所具有的特征,拱曲、褶皺、斷裂活躍,構造-地貌反差增強,出現了地洼盆地,堆積了分選性和穩定性差、厚度變化大的巖石建造[6]。
丹池地區地質歷史時期遭受了多期構造運動的影響,致使在不同階段發育不同的沉積盆地具有不同的沉積層序、巖漿活動和成礦作用特點,丹池成礦帶就是海西-印支期右江被動陸緣裂谷盆地北部的一個斷裂凹陷盆地[7]。丹池地區錫多金屬成礦帶總體呈北西—南東向展布,西北邊自黔桂兩省邊界上的麻陽汞礦床一帶起,東南邊到河池南部的五圩鄉以南,長約百余千米,西南邊大致以益蘭汞礦床—南胃一帶為界,東北邊界大致在拉麻—拉易—北香—紅沙[5],寬約30 km,成礦帶面積約為3 000 km2。廣西大廠錫多金屬礦田是我國著名的丹池成礦帶中部的主體礦田,位于江南古陸西南緣的丹池褶皺帶北段,主要含礦層位為泥盆系,優越的成礦條件使該礦帶內產有豐富的 錫、鉛、鋅、銻、銅、汞和鎢等多種礦產資源[8]。丹池成礦帶內主要有燕山中、晚期的花崗巖漿活動,主要分布在龍箱蓋、大廠和芒場等地,以巖脈、巖株和巖床產出,屬淺成?超淺成巖漿巖。
大廠礦田位于江南古陸與右江盆地的過渡地帶、NW 向丹池(南丹—河池)褶皺斷裂帶的中段,屬南嶺緯向構造帶西端,江南地軸西南緣,在中國斷裂系統圖上位于編號為110的張—壓剪切交替殼斷裂帶上的丹池錫多金屬成礦帶中段。礦帶內北西向褶皺、斷裂發育,構成一系列兩翼不對稱的背斜(倒轉背斜),沿背斜軸部發育逆斷層和逆掩斷層[7]。大廠礦田內錫多金屬礦圍繞中部龍箱蓋巖體形成了良好的礦化分帶。平面上,自龍箱蓋巖體向外依次為:中帶(龍箱蓋—拉么—茶山)Zn-Cu-W-Sb成礦帶、東帶(大福樓—茅坪沖—亢馬)Sn多金屬成礦帶和西帶(銅坑-長坡-巴里—龍頭山)Sn多金屬成礦帶。
大福樓礦床位于丹池成礦帶大廠礦田的東礦帶,與該礦帶內的其他礦床類型相似,本礦區主要產出兩種形態的礦體類型(見圖1):似層狀礦體和脈狀礦體。這兩種礦體類型在時間和空間上均具有密切的耦合性與繼承性。似層狀礦體以21和22號礦體為代表,主要工業礦物包括錫石、磁黃鐵礦、黃鐵礦、毒砂和鐵閃鋅礦等。脈狀礦體在本礦區內出露較多,以0號礦為代表,屬陡傾切層大脈,主要工業礦物有錫石、磁黃鐵礦、黃鐵礦、毒砂和鐵閃鋅礦等。代磁黃鐵礦、黃銅礦交代磁黃鐵礦、方鉛礦交代磁黃鐵礦、輝鉍礦交代磁黃鐵礦、黃銅礦交代磁黃鐵礦及毒砂等。自形?半自形粒狀結構主要出現在石英脈中的礦石礦物,如熱水孔附近采場(21號采場)發育一條似層狀石英脈穿插于黃鐵礦中,同時石英脈的礦石礦物(錫石、黃鐵礦)表現為自形?半自形粒狀結構。固溶體結構主要表現為鐵閃鋅礦中有黃銅礦固溶體,或方鉛礦與鐵閃鋅礦形成固溶邊結構。
礦石構造類型主要表現為塊狀構造、浸染狀構造、(細)脈狀構造、網脈狀構造以及角礫狀構造等。塊狀構造屬大福樓礦區錫多金屬礦中最常見的礦石類型,一般礦石礦物主要為黃鐵礦和錫石,脈石礦物通常為方解石和石英等。浸染狀構造在顯微鏡下對光、薄片觀察鑒定多見,出現最多的為黃鐵礦呈浸染狀分布,或浸染狀黃鐵礦化,亦見自形毒砂呈浸染狀分布。(細)脈狀構造表現為黃鐵礦、錫石、磁黃鐵礦以及毒砂等礦石礦物沿石英脈或圍巖微裂隙充填,形成脈狀構造或微細脈狀構造。坑道現場觀察發現,網脈狀構造主要為礦脈沿多期次、網脈狀的細小石英脈充填。角礫狀構造主要為灰巖角礫,角礫一般磨圓度好,棱角分明,大小不一,角礫常被黃鐵礦和石英等包裹。區細和中類和屬狀內脈磁呈型方礦和礦狀黃浸。鉛區細石礦鐵染致礦內脈類石礦狀密等主狀型和等分塊組要的主角組布狀成的礦要礫成,礦,礦體包狀,光石礦石(化括礦表片由石類)類浸石現鑒黃一型型染。為定鐵般之,狀浸黃中礦堅一且礦染鐵也、硬。多石狀礦見鐵和細組、礦和有閃致脈脈致石磁較鋅密狀狀密主黃多礦,礦礦塊要鐵的、呈石化狀由礦此磁大表常礦黃于類黃塊現石鐵圍構鐵狀為相、礦巖造礦,脈互交錯,形成網脈狀和梳狀,脈體可順層延伸,也可穿層展布,常呈不規則狀。在坑道和野外均發現了灰巖角礫,角礫大小不一,一般棱角分明,磨圓度差,說明該區的灰巖角礫未經歷長距離的搬運,角礫多被黃鐵礦和磁黃鐵礦等礦物或石英和方解石等膠結。
區內主要發育順層礦化、穿層礦化和網脈狀礦化3種礦化類型。順層礦化主要表現為金屬礦物產出順層理發育,礦化體產狀與地層產狀一致或基本一致。礦化體一般與下盤圍巖接觸界線規則、平整,而與上盤圍巖接觸界線不規則,常表現為礦化體在與上盤圍巖接觸的某一部位形成一囊狀,且礦化體常沿上盤圍巖的微細裂隙充填,形成似梳狀的礦化脈。區內產出該種礦化類型的包括層狀礦體和脈狀礦體,其中層狀礦體普遍具有順層礦化的特征,在同一巖性組合內常出現多層礦體相間產出,顯示出一定的沉積層序特

圖 1 廣西大福樓錫礦床 1號勘探線剖面圖:D22—羅富組頁巖夾泥灰巖;D21—納標組頁巖夾泥灰巖、砂巖;D13—塘丁組頁巖夾泥灰巖;D12—益蘭組泥灰巖夾泥質粉砂巖;D11—丹林組石英砂巖、泥質粉砂巖Fig. 1 Cross section map from No.1 of Dafulou tin oredeposit, Guangxi, China: D22—Shale intercalated with marl of Luofu group; D21—Shale intercalated with marl and sandstone of Nabiao group; D13—Shale intercalated with marl of Tangding group; D12—Marl intercalated with argillaceous siltstone of Yilan group; D11—Quartz sandstone and argillaceous siltstone of Danlin group
礦區內的礦石結構主要為交代結構、自形?半自形粒狀結構和固溶體結構等類型。常見的交代結構表現為毒砂交代黃鐵礦、磁黃鐵礦交代黃鐵礦、毒砂交征,礦化產狀非常穩定,礦化厚度較均一、延伸長;而部分脈狀礦體也發生順層礦化現象,主要表現為礦化沿層間裂隙和層間破碎帶(面)等充填而形成,礦化產狀不穩定,延伸不長,受裂隙和破碎帶等控制明顯。穿層礦化礦體沿穿層裂隙或石英脈充填,該種礦化受裂隙形態控制,其產狀和形態與裂隙保持一致,一般產狀較陡,以細脈為主,少量礦化體較寬,常產出于脆性圍巖中,如圍巖炭質含量增多也會使巖石脆性增強,礦區內巖石普遍炭質含量高,有利于穿層礦化的形成,常常形成該種礦化類型的為脈狀礦體(如0號礦體),其形態和產狀受裂隙影響,形態不規則。網脈狀礦化主要表現為黃鐵礦和磁黃鐵礦等沿細-微細脈充填發育,產出形如梳狀或蛛絲網狀的礦化形態(見圖2)。

圖2 22號礦體10號采場網脈狀礦化:1—灰巖;2—石英脈;3—微細石英脈;4—礦脈;5—塊狀礦化(體);6—角礫Fig. 2 Stockwork ore in No.10 field of No.22 ore:1—Limestone; 2—Quartz vein; 3—Fine quartz vein; 4—Ore vein; 5—Massive mineralized body; 6—Breccia
礦區圍巖蝕變主要類型包括硅化、碳酸鹽化、絹云母化、黃鐵礦化以及磁黃鐵礦化等。硅化是區內主要的圍巖蝕變類型之一,表現為礦體圍巖被硅化,使巖石致密堅硬,如硅質灰巖和硅化大理巖等。碳酸鹽化主要表現為大理巖化,如大理巖化生物碎屑灰巖。絹云母化是一種廣泛的中低溫熱液蝕變,常伴隨石英和黃鐵礦的產生。大福樓礦床黃鐵礦化現象很普遍,在似層狀、脈狀礦體的兩盤圍巖均存在黃鐵礦化。磁黃鐵礦化與黃鐵礦化常常相伴而生,對賦礦圍巖(如灰巖、泥頁巖、泥灰巖和含碳質灰巖等)進行蝕變。
礦物流體包裹體均一溫度和鹽度測試由國土資源部中南礦產資源監督檢測中心(湖北宜昌地質礦產研究所)包裹體實驗室完成。礦物流體包裹體成分測定由中南大學地球科學與信息物理學院地質實驗中心完成,主要進行了離子色譜和氣相色譜實驗,離子色譜實驗所使用的儀器為美國生產的 DX?120 Ion Chromatograph離子色譜儀,氣相色譜實驗所使用的儀器為美國生產的Varian?3400型氣相色譜儀。
所用的8個硫同位素樣品均直接采自地下坑道的錫多金屬礦體內,樣品新鮮,其中包括方鉛礦樣品 1個、黃鐵礦樣品2個以及磁黃鐵礦樣品5個。樣品首先在二次蒸餾水中多次清洗后晾干,破碎至 60~80 μm,然后,在雙目鏡下挑選硫化物單礦物,純度大于98%,再將硫化物單礦物樣品研磨至小于75μm,以供分析。硫同位素分析在國土資源部中南礦產資源監督檢測中心(武漢地質礦產研究所)同位素地球化學研究室完成,首先直接用氧化法將礦物中的硫轉化成SO2,再將生成的SO2氣體用Finnigan公司生產的 MAT系列穩定同位素質譜儀MAT?251測量獲得δ(34S)值,結果采用國際標準 CDT表述,分析精度優于±0.02%,檢測溫度為20 ℃,濕度為30%。
3.1.1 流體包裹體巖相學
礦物中的流體包裹體作為一個封閉的地球化學體系,可以真實地記錄礦物生成的物理化學狀態[7]。礦床包裹體中的液相及氣相組分是在成礦作用過程中被俘的參與成礦作用的介質,通過對包裹體中的古流體進行分析,可解釋地殼及地幔中的各種地質作用過程[9]。對大福樓礦床進行了礦物流體包裹體巖相學研究,觀察對象為與錫石和黃鐵礦等硫化物共生的石英和方解石中的流體包裹體。
大福樓錫多金屬礦床的礦物流體包裹體主要包括6種類型,即單相氣相包裹體、單相鹽水溶液包裹體、兩相富蒸汽包裹體、兩相富液體包裹體、含CO2相包裹體和含 NaCl子礦物包裹體。包裹體常呈小群狀、自由狀分布,少數沿方解石愈合微裂隙排列或與其他包裹體混合排列分布;包裹體類型多樣,以含 NaCl子礦物包裹體以及富蒸汽包裹體為主,約占包裹體總量的60%以上,其次是單相鹽水溶液包裹體和兩相富液體包裹體,約占包裹體總量的30%;包裹體大小變化較大,主要為5~25 μm,少數可達30 μm;包裹體形態多樣,主要表現為多邊形、米粒狀、橢圓形、長方形和不規則狀,還有少數呈三角形以及半自形的負晶形;包裹體中的液相水在透光下一般為無色;包裹體中的氣態成分以水為主,另含有少量的氣態CH4和H2S等。
3.1.2 流體包裹體均一溫度
前人對大廠礦田的銅坑—長坡、巴力—龍頭山及大福樓等錫多金屬礦床進行了礦物流體包裹體溫度測定。章振根和李錫林[10]測得大廠礦田內巖漿巖的成巖溫度約為700 ℃,矽卡巖成巖溫度約為400 ℃,錫礦床的主要成礦溫度為270~300 ℃。李蔭清和陳偉十[7]認為,大廠礦帶錫石沉淀開始于540 ℃,結束于200℃,460~270 ℃為錫石沉淀的高峰時期。大廠脈狀礦體成礦溫度范圍為210~381 ℃,從早期礦化階段到晚期礦化階段是一個溫度逐漸降低的過程[11]。大福樓錫多金屬礦床的成礦溫度為400 ℃,灰樂礦的成礦溫度為 250~360 ℃,亢馬礦的成礦溫度為 260~370 ℃[12]。近年來,CAI等[13]和蔡明海等[14]測得銅坑—長坡礦床3個成礦階段的溫度分別為270~365 ℃、210~240 ℃以及140~190 ℃。亢馬礦床成礦作用3個階段的溫度范圍為 300~350 ℃、210~280 ℃和 145~175 ℃[15]。
對大福樓錫礦床石英及方解石中的流體包裹體進行了溫度測定。結果表明,該區不同類型流體包裹體的溫度范圍和峰值溫度差異很大,其中兩相富蒸汽包裹體均一溫度范圍為120~395 ℃,主要存在3個溫度區間:120~145 ℃、240~265 ℃以及 350~395 ℃,以120~145 ℃溫度區間為主;兩相富液體包裹體均一溫度范圍為 230~430 ℃,其中主要存在兩個溫度段:230~260 ℃和 380~430 ℃,且以 380~430 ℃溫度區間為主;含CO2相包裹體均一溫度范圍為380~420 ℃。
總體來看,流體包裹體的溫度變化具有一定的內在規律性,從兩相富蒸汽包裹體、兩相富液體包裹體到含CO2相包裹體流體溫度整體呈升高的趨勢,基本能夠反映成礦的主要階段以及成礦流體的活動與演化情況。
3.1.3 流體包裹體的液相成分
大廠礦田流體包裹體成分的研究非常活躍,秦德先等[16]指出,銅坑—長坡礦床91和92號礦體礦物流體包裹體液相成分主要為Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl?和F?等。最近,CAI等[13]指出,銅坑—長坡礦床成礦早期的流體成分主要為 CO2和 H2O以及少量CH4和H2S,成礦晚階段的流體成分主要為H2O。
大福樓錫礦床礦物流體包裹體離子色譜成分測試結果表明(見表1),流體中的陽離子以Ca2+為主,其次為 Mg2+、K+和 Na+(圖 3),Ca2+/Mg2+比為 1.281~87.906,Li+和NH4+含量甚低。石英礦物中Ca2+含量均大于15 μg/g(分別為 18.321,16.109,20.658,18.765,22.912,20.123,18.239,15.291,17.627 μg/g),平均值為 18.672 μg/g,閃鋅礦的Ca2+含量為6.241 μg/g,2個方解石樣品的 Ca2+含量分別為 7.326和 8.474 μg/g。陰離子以SO42?含量最為豐富(見圖 4),介于 5.269~56.115 μg/g之間,其中閃鋅礦的SO42?含量最高,為56.115 μg/g,方解石的SO42?含量最低,分別為5.269和5.926 μg/g,石英礦物的 SO42?含量為 8.926~24.862 μg/g,平均值為16.072 μg/g。流體包裹體中除 SO42?外,陰離子含量其次為 Cl?和 NO3?,含有微量 F?,PO4?含量基本不可測。

表1 流體包裹體離子色譜成分測試結果Table 1 Ion chromatography components of fluid inclusion

圖3 流體包裹體主要陽離子成分對比圖Fig. 3 Main cation composition contrast of fluid inclusion

圖4 流體包裹體主要陰離子成分對比圖Fig. 4 Main anion composition contrast of fluid inclusion
3.1.4 流體包裹體氣相成分
關于大廠礦田礦物包裹體氣相成分的研究也非常豐富,如秦德先等[16]通過對銅坑—長坡礦床91和92號礦體礦物流體包裹體研究發現,包裹體的氣相成分主要為CO2、CO、CH4以及N2等。
礦石中礦物流體包裹體成分測定結果(見表 2)表明:成礦流體的主要成分是水(見圖5),石英礦物的流體水含量均高于1 700 μg/g,分別為1 822、1 717、1 925、2 110、1 863、1 914、2 103、2 320 和 1 930 μg/g,閃鋅礦流體水含量為978 μg/g,明顯低于石英礦物的流體水含量。方解石礦物的流體水含量則更低,測得兩個樣品的流體水含量分別為242和324 μg/g。因此,可以看出,流體水含量由高到低的順序為石英、閃鋅礦和方解石。氣體成分主要是CO2,石英礦物的氣態CO2含量均高于500 μg/g,分別為623.019、569.148、630.496、525.138、787.240、659.415、536.037、552.245和 569.312 μg/g,介于 520~660 μg/g 之間,閃鋅礦的氣態CO2含量為260.270 μg/g,兩個方解石樣品氣態CO2的含量分別為96.802和98.201 μg/g,同理,可以得出氣態CO2含量由高到低的順序為石英,閃鋅礦,方解石。流體包裹體氣相成分中 H2和 CH4的含量甚低,且不含有O2、CO以及C2H6,其中N2和C2H2僅見少量痕跡(見圖6)。
硫是絕大多數金屬礦床中最重要的成礦元素之一,許多金屬礦石礦物均以硫化物的形式出現,硫同位素地球化學在研究成礦物質來源和成礦模式等方面起著其他同位素不可替代的作用,因而研究硫的地球化學組成可為探討礦床的成因問題提供重要的依據[7,17?18]。礦物組合簡單的情況下,礦物δ(34S)的平均值可以代表熱液的總硫值,可用δ(34S)CDT表示礦床熱液的總硫同位素組成。

表2 流體包裹體氣相色譜成分測試結果Table 2 Gas chromatography components of fluid inclusion

圖 5 石英?閃鋅礦?方解石流體包裹體中流體中水含量對比圖Fig. 5 Comparison of water content for fluid inclusion of quartz-sphalerite-calcite

圖6 流體包裹體主要氣態成分含量對比Fig. 6 Main gas composition contrast of fluid inclusion
大福樓礦床錫多金屬礦硫同位素分析結果表明(見表 3):礦石硫化物 δ(34S)值變化范圍介于?1.54×10?3~ 2.18×10?3,極差為 3.72×10?3,平均值為 1.141×10?3,其中方鉛礦的 δ(34S)值為 2.16×10?3,磁黃鐵礦的 δ(34S)值變化范圍為?1.54×10?3~2.08×10?3,極差為 3.62×10?3,平均值為 0.996×10?3;黃鐵礦的 δ(34S)值變化范圍為?0.19×10?3~2.18×10?3,極差為 2.37×10?3,平均值為 0.995×10?3。可以看出,方鉛礦的 δ(34S)值最大2.16×10?3,磁黃鐵礦和黃鐵礦的δ(34S)平均值接近,磁黃鐵礦δ(34S)值大多為正值(占80%),黃鐵礦2個硫同位素樣品δ(34S)值正負各一個。大廠錫多金屬礦床硫化物的琉同位素組成變化幅度較大,既有高正值,又有高負值[19]。總體來說,大福樓金屬礦物硫同位素 δ(34S)值以正值為主,負值和接近零值的樣品較少,具有重硫富集的特征。

表3 廣西大福樓錫多金屬礦床硫同位素組成Table 3 Sulfur isotope compositions of Dafulou tinpolymetallic ore deposit, Guangxi, China
內生金屬礦床的成礦流體特性在很大程度上決定著礦物的富集成礦機制以及礦床的成因。ROEDDER[20]通過總結世界上許多金屬硫化物礦床的包裹體液相成分后發現,大多數礦床流體 Ca2+/Mg2+比值均較小(<5),但大福樓錫礦床流體包裹體液相成分Ca2+/Mg2+比值普遍較大,范圍為 1.281~87.906,Cl?含量較高,均值為 3.415 μg/g,說明成礦溶液屬于Na(K)-Ca(Mg)-Cl型鹵水溶液,形成 CO2-Na(K)-Ca(Mg)-Cl體系,呈弱酸性,與李蔭清和陳偉十[7]所得出的大廠成礦流體屬 NaCl-H2O(或 CO2-NaCl-H2O)體系具有很好的一致性,流體中Ca2+和Mg2+含量較高是地下水參與成礦的重要證據[21]。礦物流體包裹體中的氣相成分均不含O2,說明成礦過程中沒有游離氧的存在,而包裹體中的CO2、CH4和H2的含量相對較高,表明成礦流體具有較強的還原性質。大廠礦床形成于中高溫,形成環境為弱酸性氧化?弱堿性還原的條件中[22],顯然與大廠礦田早期的研究成果具有很好的一致性。根據成礦流體的液相成分,包裹體中普遍含有氟(僅 3個樣品為痕量),對錫的遷移和沉淀起了非常重要的作用。錫石在氟化物溶液中的溶解度遠高于在水中和在 NaCl-H2O溶液中的溶解度,可能是由于錫主要以氟羥基絡合物的形式搬運和遷 移[7]。12個流體包裹體液相成分中均含有 SO42?,且含量占據一定的比例(5.269~56.115 μg/g),這與硫化物交代灰巖成為硫酸鹽所致[23],廣西大廠錫石硫化物型的礦床屬于典型的親硫系列礦床類型[22],硫鹽礦物的存在對錫石的富集沉淀十分不利,由于體系氧分壓減小,硫分壓增大,錫不能以Sn4+形式與O2?結合形成SnO2,而更多地單獨以 Sn2+(和 Sn4+)形式與硫結合形成黃錫礦,當硫分壓適宜時便形成硫鹽類礦物[24]。當然,影響金屬礦物沉淀的因素很多,如流體的沸騰作用也是制約錫金屬沉降速率的重要因素,李蔭清[7]在銅坑—長坡礦區觀察到3次流體沸騰溫度,且流體沸騰地段與錫石的富集恰好吻合。此外,錫的富集還與酸性巖漿中的氧化還原電位有關,當氧的逸度值低時不利于熱液錫礦化作用的形成,而當氧逸度值提高時有利于二氧化錫的形成[25]。大福樓礦床中含有一定量的含 NaCl子礦物包裹體,表明含礦熱液屬高鹽度的流體,且具有巖漿熱液的特征與標志[23]。
從成礦溶液中沉淀的各種硫化物的同位素組成與成礦溶液的原始硫同位素組成并不一致,它們不僅取決于成礦溶液的原始同位素組成,而且還取決于這些礦物沉淀時的物理化學條件。徐文炘[26]把我國錫礦床硫源分為巖漿來源、巖漿和地層混合來源,認為典型巖漿硫來源礦床的溶液全硫同位素組成為?2×10?3~6×10?3;混合來源硫 δ(34S∑S)較大,一般大于 6×10?3,δ(34Si)有較大的正值,變化范圍較大,因此,大福樓錫礦中的硫屬于典型的巖漿來源。FU等[27]測得龍箱蓋黑云母花崗巖的硫同位素組成 δ(34S)值為?1.3×10?3~?0.1×10?3。劉斌[9]指出龍箱蓋黑云母花崗巖分離的熱液 δ(34S)值為?1×10?3,均與本次測得的 δ(34S)值變化范圍?1.54×10?3~2.18×10?3吻合很好,表明大福樓錫礦的硫可能部分來源于龍箱蓋隱伏復式花崗巖體,巖漿巖活動在成礦過程中具有重要意義。Ⅰ型花崗巖的δ(34S)一般為?5×10?3~5×10?3[28],大福樓錫礦與Ⅰ型花崗巖聯系緊密。
幾乎所有隕石中都含有硫,其中鐵隕石中硫含量最高(≥10%),其次是球粒隕石(≥1%),無球粒隕石中硫含量最低(≤1%)。隕石中已發現的含硫礦物絕大多數以隕鐵硫形式出現。各類隕石中總硫的同位素組成非常一致,δ(34S)值的變化范圍為?0.7×10?3~0.7×10?3內,與硫含量無關。鐵隕石中隕硫鐵的 δ(34S)值很穩定,為?0.4×10?3~0.8×10?3。所有類型隕石中,不同硫化物的 δ(34S)值變化范圍為?2×10?3~3×10?3,一般是硫酸鹽富集32S,隕硫鐵富集34S。超基性巖和基性巖的硫同位素組成與隕石接近,超基性巖中硫化物的δ(34S)值為?1.3×10?3~5.5×10?3,平均值為 1.2×10?3;基性巖中一般為?5.7×10?3~7.6×10?3,平均值為2×10?3[20]。不難發現,大福樓錫礦的 δ(34S)值稍微偏離基性巖類硫的范圍[19],而與隕石硫的同位素組成非常接近,具有地幔來源的特征。
1) 礦床流體包裹體類型多樣,包括單相氣相包裹體、單相鹽水溶液包裹體、兩相富蒸汽包裹體、兩相富液體包裹體、含CO2相包裹體和含NaCl子礦物包裹體,其中,以含 NaCl子礦物包裹體以及富蒸汽包裹體為主。
2) 流體包裹體均一溫度范圍為120~420 ℃,從兩相富蒸汽包裹體、兩相富液體包裹體到含CO2相包裹體流體基本能夠反映成礦的主要階段以及成礦流體的活動與演化。
3) 流體包裹體液相成分主要包括 Ca2+、Mg2+、K+和 Na+以及 SO42?、Cl?和 NO3?等,氣相成分主要為CO2、CO、CH4和N2等;成礦溶液屬于Na(K)-Ca(Mg)-Cl型鹵水溶液,構成CO2-Na(K)-Ca(Mg)-Cl體系,溶液呈弱酸性,具有較強的還原性質。
4) 錫石的富集與沉淀很大程度上受成礦溶液性質的影響,其中,流體中氟的存在對錫元素的遷移與沉淀起了非常關鍵的作用;含 NaCl子礦物包裹體在大福樓礦床礦物流體包裹體中占有相當大的比例,表明該區成礦溶液屬高鹽度的流體。
5) 礦石硫同位素組成以正值為主,具有典型的巖漿來源特征,硫元素可能部分來自于龍箱蓋隱伏復式花崗巖體,表明巖漿巖活動在成礦過程中具有重要作用;硫同位素組成稍微偏離基性巖類硫的范圍,與隕石硫的同位素組成非常接近,可能與I型花崗巖聯系緊密。
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