貴州半坡銻礦床的方解石C、O同位素地球化學研究

肖憲國，何志威

（1.貴州省有色金屬和核工業地質勘查局，貴州 貴陽 550004；2.貴陽礦業開發投資股份有限公司，貴州 貴陽 550000）

1 礦床地質

獨山銻礦體主要受獨山箱狀背斜與NNW向張扭性斷裂帶控制，呈陡脈狀或似層狀產出于泥盆統丹林組陸緣濱海相碎屑巖，礦床規模達大型。

主要礦石礦物為輝銻礦，發育致密塊狀、層狀(似層狀)、角礫狀、脈狀和浸染狀等礦石構造。方解石是最主要的脈石礦物，其形成貫穿整個礦化過程，成礦期方解石主要呈團塊狀與脈狀產出。團塊狀方解石呈乳白色，與石英、輝銻礦共生，團塊大小不等；脈狀方解石呈乳白色～肉紅色，邊緣普遍發育脈狀輝銻礦，少量放射狀和星點狀輝銻礦侵染于方解石中。團塊狀方解石形成于成礦早期和主成礦期，脈狀方解石成于成礦晚期。

2 C、O同位素特征

半坡銻礦床C、O同位素組成相對穩定，δ13CPDB值的分布范圍為-2.44%～-0.49‰(平均-1.65‰)，δ18OSMOW值的分布范圍為10.93‰～14.70‰(平均13.55‰)；團塊狀方解石的δ13CPDB值相對高于脈狀方解石，分布范圍分別為-2.44‰～-2.09‰(平均-2.24‰)和-1.74‰～-0.49‰(平均-1.39‰ )，兩者 的δ18OSMOW值 范 圍 重疊，范圍分別為13.67‰～14.58‰(平均14.08‰)和10.93‰ ～14.70‰ (平均13.31‰ )（表1）。

表1 貴州半坡銻礦床碳、氧同位素組成

3 成礦流體來源

圖1 半坡銻礦床δ13CPDB-δ18OSMOW圖（底圖據[2]）

幔源巖漿，海相碳酸鹽巖和沉積有機物為熱液流體三種主要C、O主要來源[2]。半坡銻礦床方解石的C、O同位素組成明顯不同于沉積有機物，在δ13CPDB-δ18OSMOW圖上(圖1A)，位于幔源巖漿與海相碳酸鹽巖之間的區域，靠近海相碳酸鹽巖。

該特征與獨山巴年銻礦床及徐家山礦床的碳酸鹽巖C、O同位素組成不同(樣品落于圖1A海相碳酸鹽巖區域)，而與獨山巴年銻礦床方解石碳、氧同位素結果相似[3]。顯示半坡銻礦成礦流體中的C、O主要來自于碳酸鹽巖溶解作用，可能受幔源巖漿的影響。

圖1B顯示了半坡礦床和鄰區銻礦床δ13CPDB與δ18OSMOW的線性關系。半坡礦床成礦期方解石δ13CPDB與δ18OSMOW之間總體為負相關，出現少量正相關，而巴年礦床成礦期方解石δ13CPDB與δ18OSMOW之間為負相關，徐家山和錫礦山礦床成礦期方解石δ13CPDB與δ18OSMOW之間為正相關，錫礦山礦床成礦期后方解石δ13CPDB與δ18OSMOW之間為負相關。彭建堂和胡瑞忠[4]研究發現錫礦山成礦流體可能有地幔流體參與，半坡銻礦床與錫礦山礦床相似的δ13CPDB與δ18OSMOW線性關系顯示半坡銻礦床成礦流體中有少量深源流體參與的可能性。研究區方解石的稀土元素及輝銻礦的硫同位素地球化學特征也顯示了成礦流體可能受到幔源巖漿的影響[5]。

假設成礦流體中碳主要以CO2形式存在，分別取成礦相對團塊狀方解石和脈狀方解石流體包裹體均一溫度峰值200℃和150℃[6]參與計算[7]，計算結果早期流體δ13CPDB范圍-2.50‰～-2.15‰、平均-2.30‰，δ18OSMOW范圍4.64‰～5.55‰、平均5.05‰；晚期流體δ13CPDB范 圍-3.70‰～-2.45‰、平 均-3.35‰，δ18OSMOW范圍-1.21‰～2.56‰、平均1.17‰。充分顯示：成礦流體演化過程中，C同位素組成相對穩定，O同位素組成有較明顯的變化，暗示成礦過程中可能有δ13CPDB變化不明顯、δ18OSMOW相對較低的幔源巖漿流體加入。

4 結論

方解石是貴州半坡銻礦床主要脈石礦物之一，其形成貫穿整個成礦作用過程，成礦期方解石大致可以分為兩期：早期方解石呈團塊狀產出，晚期方解石呈脈狀產出。方解石C、O同位素結果顯示研究區成礦流體主要來源于海相碳酸鹽巖的溶液作用，可能受到水-巖作用與幔源巖漿的影響。研究區C、O同位素特征在我國西南大面積低溫成礦域中具有普遍性，顯示殼源流體為主要的成礦流體，為華南“半坡式”銻礦的找礦提供了依據。