水银洞金矿区硫同位素地球化学研究

熊灿娟++粟梅

摘 要：硫同位素具有明显的分馏效应，常以各种含硫矿物赋存于热液成矿的过程中，因此，硫同位素示踪成为了热液矿床研究的重要途径之一。在总结了前人研究的基础上，通过补充测试部分硫同位素的样品，以此推测该矿区成矿流体的来源。测试结果显示，水银洞金矿区δ34S值的变化为-4.42‰～+5.28‰，均值为1.99‰，数据变化范围较窄，均一化程度较高，总体非常接近幔源硫同位素的组成。从硫同位素直方图中可知，硫同位素组成主要集中在0‰附近，具有明显的塔式效应。这说明，水银洞金矿区成矿流体中的硫可能主要源于深部地幔。

关键词：水银洞金矿区；硫同位素；成矿流体；深部地幔

中图分类号：P597 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.09.008

硫是大部分矿床中最重要的成矿元素之一，所以，对硫来源的研究能够为矿床成因研究提供重要的依据。硫同位素组成是示踪成矿流体中硫来源最直接、最有效的方法。对比、分析矿床中与成矿有关矿物的硫同位素组成，其能反映成矿物质和流体的来源等信息。在卡林型金矿中，金的产出与硫化物的关系相当密切，因此，从硫化物硫同位素研究中可知矿床中硫的来源、成矿元素迁移和沉淀机理。本文在收集前人对水银洞金矿区硫同位素研究成果的基础上，补充测试了纳秧金矿、水银洞金矿和簸箕田金矿部分矿物的δ34S值，通过研究硫同位素的分布演化规律，探讨了水银洞金矿区成矿流体中硫的物质来源。

1 矿区地质概况

水银洞金矿区位于滇黔桂“金三角”的北部，是滇黔桂“金三角”层控卡林型金矿的重要代表矿床，大地构造位置处于华南褶皱系右江褶皱带与扬子准地台西南缘的接合部位，如图1所示。水银洞金矿区是由水银洞金矿床、簸箕田金矿床和纳秧金矿床等组成的。

区域构造轮廓定型于燕山期，具有复杂多样的构造变形组合形式。其主要呈向斜宽缓，背斜紧闭的特征，区内集中产出成片成带矿床（点），大小矿床（点）数百个，矿床类型丰富，控制资源量数百吨，是我国金矿最重要的产地之一。区域出露地层主要有泥盆系、石炭系、二叠系和三叠系。其中，以三叠系分布最广，二叠系次之，石炭系、泥盆系仅见于少数背斜核部。矿体主要赋存于灰家堡背斜轴部附近龙潭组生物碎屑灰岩中及P3l和P2m间因区域构造以及热液蚀变作用而成的构造蚀变体（Sbt）中，为超大型隐伏层控型金矿床。矿体主要产出于灰家堡背斜轴两侧近800 m的范围内，矿体产状与岩层产状一

致，呈层状、似层状产出，空间上多个矿体上下重叠，走向上具波状起伏向东倾没的特点。

2 矿床硫同位素组成特征

研究表明，地球上硫有3个储存库：①幔源硫，其同位素组成为δ34S=0～3‰. 一些研究认为，地幔流体是由相对均一的稳定同位素组成，其δ34S在0‰附近。②海水硫，以较高的δ34S为特征。③沉积物中还原硫，这种硫的同位素主要以具有较大的负值为特征。

影响热液硫化物硫同位素组成的因素，一方面，取决于其源区物质的δ34S值；另一方面，与成矿流体演化时所处的物理化学环境有关。由于本文所研究的区域基本没有硫酸盐、磁黄铁矿和磁铁矿等矿物，因此，运用热液硫化物的硫同位素组成能近似反映成矿流体的硫同位素组成，这样能够有效地指示成矿流体中硫来源的信息。本文选取水银洞金矿区中与金矿化关系极为密切的硫化物（雄黄、黄铁矿、辉锑矿）作为研究对象，测试分析工作是由中科院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室完成的。分析结果和收集资料如表1所示。

由表1可知，水银洞金矿区δ34S值变化为-4.42‰～+5.28‰，极差为9.70‰，均值为1.99‰，数据变化范围较窄。这表明，硫同位素的均一化程度较高，总体非常接近幔源硫同位素组成，并且与美国Betze-Post-Screamer卡林型金矿床中雄黄和黄铁矿热液环带中原位分析的硫同位素组成相似。通过对硫同位素组成直方图的分析可知，如图2所示，硫同位素组成主要集中在0‰附近，具有明显的塔式效应，指示成矿流体中的硫可能主要源于深部地幔。

3 结论

综上所述，通过对水银洞金矿区硫同位素特征的系统研究得出，硫同位素δ34S的组成变化范围较窄，均一化程度较高，与幔源硫同位素的组成相近，并且直方图反映出，硫同位素δ34S组成主要集中在0‰附近，并具有明显的塔式效应，由此推测出，水银洞金矿区成矿流体中的硫可能主要来自深部地幔。

参考文献

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〔编辑：白洁〕