福建省連城縣姑田礦區銅鉬礦同位素地質特征

■曹明志

（環閩礦業有限公司 福建廈門361006）

福建省連城縣姑田礦區銅鉬礦同位素地質特征

■曹明志

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通過對連城姑田銅礦硫碳穩定同位素的研究,及礦物對的測溫,初步確定本區成礦物質來源及成礦溫度。

硫同位素碳同位素礦物對測溫連城姑田

1　礦區概況

礦區處于閩西南姑田—白砂北東向構造巖漿帶的北部，區內侵入巖分布廣泛，按期次劃分為燕山早期第三階段第五次侵入的黑云母花崗巖、燕山晚期第一階段第三次侵入的花崗閃長雜巖、第四次侵入的堿長花崗斑巖；

2　硫同位素特征

詳查階段，從蝕變花崗閃長斑巖中采集12件硫同位素樣，分別代表不同礦化階段的黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦化蝕變脈。

12件硫同位素樣，34S變化區間+0.72～-4.86‰，離差值-5. 58%，均值-1.98‰，34S以負值為主，屬輕質硫同位素。34S有9件負值，占75%，變化區間-1.43～-4.86‰，偏向34S組成圖0值線左側；34S有3件是正值，占25%，變化區間+0.04～0.72%，緊靠34S組成圖0值線。

2.1各礦物硫同位素組成及其變異特點

2.1.1黃鐵礦

4件樣品δ34S‰介于+0.46～-3.47‰間，均值：-1.11‰，輕硫、重硫型各半。序號7樣，代表花崗閃長斑巖早階段浸染狀黃鐵礦化，δ34S‰：+0.46%；序號10、8號樣，分別代表中溫期黃銅礦化絹英巖化階段、輝鉬礦化硅化石英脈階段。δ34S分別為：-1.46‰、-3.47‰。由早至晚，δ34S‰變化由0.46‰～-1.46‰～-3.47‰。序號9樣為黃銅礦黃鐵礦脈，δ34S‰：0.04‰，屬重硫型，與同期8號樣有一定差別，可能因構造影響，存在硫同位素分鎦影響所致。

2.1.2黃銅礦

3件樣品δ34S‰介于-1.68～-4.86‰間，均值-3.27‰。序號1、2、3號樣，分別代表絹英巖蝕變、隱爆角礫巖絹英巖化蝕變、硅化蝕變期間相關黃銅礦。由早至晚δ34S‰依次為：-1.68‰～-3.27‰～-4.86‰。

2.1.3輝鉬礦

3件樣品δ34S‰均值-2.47‰，分別是中溫期含鉬石英脈階段產物、構造脈動斑巖碎裂裂隙中的輝鉬礦網脈、生成較晚石英大脈中的鱗片狀輝鉬礦晶片。34S由早至晚排序：-1.43‰～-2.67‰～-3.31‰。

2.1.4方鉛礦、閃鋅礦

方鉛礦、閃鋅礦δ34S‰分別是-2.84‰、+0.72‰，兩件同位素樣差異較大，可能為閃鋅礦結晶過程中有其它地質作用干擾，閃鋅礦硫同素發生分餾所影響。

綜合上述，黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦硫同位素變化，存在著由高溫至中溫，溫度逐降，地下水不斷加入，輕質硫漸增的變化規律。

2.2硫的物質來源：

礦區34S平均值-1.98%，比較接近δ34S‰0值線，變化區間狹窄，硫同位素組成具塔式特征。δ34S‰正值與隕石硫相當接近，負值略低于隕石硫，成礦物質來源于地殼深部或上地幔。

礦區硫同位素組成，與福建省內寧德九曲嶺、福安赤路、平和鐘騰等斑巖銅（鉬）礦對比，三個礦區δ34S‰以正值為主，負值少。赤路礦區均為正值。與安徽沙溪斑巖銅（鉬）礦較近似，但沙溪34S更靠近0值線。與江西德興朱砂紅礦區對比，比較近似。

3　碳同位素及氧同位素特征

低溫熱液蝕變期，出現較多的方解石脈，方解石4件碳同位素樣δ13C‰變化區間-2.40～-4.26‰，均值-3.04‰。據現有研究成果，巖漿水流體δ13C‰：-4～8.5‰，混合巖漿水流體δ13C‰：-4～-9.5‰。據此標準判別，成礦溶液中有大量地下水流體加入。碳質來源，可能是地下水循環，從深部圍巖中帶至淺部，亦可能是來自地殼深部。

礦區δ18O‰變化區間為-15.59～-18.89‰，均值-17.35‰，氧同位素應為大氣降水。在高溫、中溫階段成礦介質水是否有巖漿水或混合巖漿水尚屬疑問，但根據礦區蝕變礦物共生組合，至少存在巖漿水與地下水混合流體。

4　礦物對硫同位素測溫

暫以礦物對硫同位素分餾方程計算成礦溫度作參考數據。

礦物對的選擇：

根據有關研究成果，硫化物各礦物間硫同位素組成特點，34S富集順序是：硫酸鹽＞輝鉬礦＞黃鐵礦＞磁黃鐵礦，閃鋅石＞黃銅礦＞方鉛礦，根據以上規律，采用共生硫化物計溫，各礦物對之間34S必須滿足上述條件，表明各礦物對處于硫同位素平衡交換條件，所選擇的礦物對硫同位素分餾方程計溫，可作為該礦物沉淀形成時近似溫度。

礦區選擇三對具有共生關系的礦物對：

①ZKA704-2～ZKA904-1，閃鋅礦（δ34S：0.72‰）—方鉛礦（δ34S：-2.84‰）；

②ZKA408-4～ZKA408-2，黃鐵礦（δ34S：0.46‰）—黃銅礦（δ34S：-1.68‰）；

③ZKA409-4～ZKA009-9，輝鉬礦（δ34S：-2.67‰）—黃鐵礦（δ34S：-3.47‰）。各礦物對之間，前一種礦物δ34S均大于后者。

閃鋅礦—方鉛礦物對硫同位素分餾方程為1000Lnα(閃鋅礦-方鉛礦)=8.00×10T-2梶（原），計算溫度201°C；

黃鐵礦—黃銅礦礦物對硫同位素分餾方程為1000Lnα(黃鐵礦-黃銅礦)=4.50×105T-2（索萬諾夫），計算溫度185°C；

輝鉬礦—黃鐵礦礦物對硫同位素分餾方程為1000Lnα(輝鉬礦-黃鐵礦)=0.48×106T-2，計算溫度283°C；

以上計溫，283°C代表含鉬絹英巖礦化階段溫度；201°C代表方鉛礦、閃鋅礦沉淀期的成礦溫度；185°C是代表低溫階段輝鉬礦、黃鐵礦晶出時期。以上溫度基本涵蓋礦區主要成礦時段的成礦溫度，溫度變化區間185～283°C，為中—低溫熱液成礦，與礦區蝕變礦物共生組合基本吻合。

5　結論

根據上述研究可以得出，福建省連城縣姑田銅鉬礦產于燕山晚期花崗閃長斑巖中，成礦溫度185～283°C，成礦環境為高氧逸度和酸性條件。礦床硫化物的δ34S平均值-1.98%，比較接近δ34S‰0值線，變化區間狹窄，硫同位素組成具塔式特征。δ34S‰正值與隕石硫相當接近，負值略低于隕石硫，成礦物質來源于地殼深部或上地幔；而據礦區δ18O‰變化區間為-15.59～-18.89‰，均值-17. 35‰，氧同位素應為大氣降水。指示礦區在高溫、中溫階段成礦介質水至少存在巖漿水與地下水混合流體。

[1]《福建省連城縣姑田礦區郭坑礦段銅多金屬礦詳查報告》環閩礦業有限公司 2009年5月.

P61[文獻碼]B

1000-405X（2016）-2-86-1