張 勇, 潘家永, 周強強, 劉?穎, 馬崇軍,胡聰聰, 鐘福軍, 周文婷

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硫、鉛同位素對江西紫云山巖體及其周邊W-Cu-Mo-U多金屬礦床成礦作用制約

張 勇1,2, 潘家永1*, 周強強1, 劉?穎1, 馬崇軍1,胡聰聰1, 鐘福軍1, 周文婷1

(1.東華理工大學 地球科學學院, 江西 南昌?330013; 2. 南京大學 地球科學與工程學院, 江蘇 南京?210046)

為探討研究區(qū)大規(guī)模成礦流體演化特征, 對紫云山巖體及其周邊的W-Cu、Mo-Cu、Mo、U多金屬礦床的硫、鉛同位素特征進行了系統(tǒng)研究。研究區(qū)的多金屬礦硫化物的34SCDT為1.2‰～21.1‰，分屬1.0‰～3.0‰和21.1‰兩個區(qū)間附近，分別對應W-Cu-Mo礦化和U礦化，推測研究區(qū)的W-Cu-Mo成礦流體中硫以幔源為主，而鈾成礦流體則可能是有圍巖硫的加入。研究區(qū)的W-Cu-Mo多金屬礦床的硫化物礦石鉛同位素組成:208Pb/204Pb = 38.541～38.742，平均38.705;207Pb/204Pb = 15.617～15.710, 平均15.654;206Pb/204Pb = 18.240～18.433, 平均18.299。黑鎢礦的鉛同位素組成:208Pb/204Pb = 38.649～39.595, 平均39.122;207Pb/204Pb = 15.542～15.828, 平均15.685;206Pb/204Pb = 20.842～21.319, 平均21.081。石英的鉛同位素組成:208Pb/204Pb = 37.683;207Pb/204Pb = 15.602;206Pb/204Pb = 20.442。紫云山花崗巖鉛同位素組成:208Pb/204Pb = 38.583～39.182, 平均38.943;207Pb/204Pb = 15.635～15.683, 平均15.657;206Pb/204Pb = 18.714～19.276, 平均18.937。綜合全方位對比法、三參數(shù)法和模式圖解法, 認為研究區(qū)成礦物質(zhì)具有巖漿和地層混合鉛的特征, 也有部分幔源鉛的加入。研究礦區(qū)發(fā)生的過大規(guī)模的雙源成礦流體作用以及流體的多階段演化，導致W-Cu-Mo-U成礦元素共生分異的現(xiàn)象。

硫、鉛同位素; W-Cu-Mo-U成礦作用; 物質(zhì)來源; 紫云山巖體; 江西省

0 引 言

紫云山巖體位于江西省中部, 豐城、新干、樟樹、樂安和崇仁五市縣交界處。區(qū)域金屬礦產(chǎn)豐富, 且毗鄰相山鈾礦田, 產(chǎn)出有W、Cu、Pb、Zn、Mo、Au、Ag等。紫云山地區(qū)探明有大型鎢礦1處, 小型鈾礦床1處(曲源花崗巖型鈾礦床), 鈾礦點6處(黎山、洞坑、江背、七琴、濂坑、石口), 礦化點眾多[1–2]。在解決熱液礦床成礦流體演化以及成礦物來源方面,硫、鉛同位素的系統(tǒng)應用已經(jīng)非常廣泛[3–7], 特別是在解決區(qū)域范圍或是礦田級別的多金屬成礦演化方面得到了廣泛的應用。

研究區(qū)的金屬成礦作用豐富, 礦點眾多, 但規(guī)模較小, 呈現(xiàn)只見星星不現(xiàn)月亮的特征, 尤其是其毗鄰世界著名的相山鈾礦田, 成礦特征有很多相似之處, 也有很多不同之處。因此如何厘清研究區(qū)的不同礦床類型礦床(礦點)的成礦物質(zhì)來源以及成礦流體作用過程, 是解決找礦勘探, 特別是尋找大中型礦床的關(guān)鍵。因此本文擬通過對研究區(qū)的典型礦床硫、鉛同位素的系統(tǒng)研究, 結(jié)合巖體地質(zhì)地球化學特征以及成礦地質(zhì)特征, 建立紫云山巖體的成礦模型, 從而為找礦勘探提供新的思路。

1 地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域大地構(gòu)造位置

紫云山巖體地處贛中地區(qū), 大地構(gòu)造位置上位于揚子準地臺與華夏地塊拼接帶南緣、華南加里東褶皺帶東側(cè)(圖1右下)、武功山-玉華山逆沖推覆隆起中段、遂川-德興區(qū)域深大斷裂北緣; 位于我國華南鈾礦成礦省中部、贛杭火山巖型鈾成礦帶西南段, 毗鄰亞洲最大的火山巖型相山鈾礦田(圖1上)。

1.2 紫云山巖體地質(zhì)特征

1.2.1 紫云山巖體形態(tài)及巖石學特征

紫云山巖體出露呈近似直角梯形狀, 東西長約11 km, 南北長邊約13 km, 南北短邊約9 km, 面積約130 km2。其巖性以中細粒含斑二云母鉀長花崗巖、中粗粒斑狀黑云母二長花崗巖和細粒少斑二云母二長花崗巖為主(圖2), 巖體內(nèi)部常見被晚期的細晶巖脈切穿, 巖體風化強烈, 總體的剝蝕程度高, 與區(qū)域構(gòu)造演化關(guān)系密切。鋯石(LA-ICPMS)的U-Pb年齡為153~158 Ma[9], 顯示紫云山巖體形成于晚侏羅世。紫云山巖體的巖石地球化學特征表明[9], 巖體富Si、K、Al元素, 貧Ca、Na、P、Fe、Mg元素, 屬過鋁質(zhì)S型花崗巖, 成巖物質(zhì)來源于成熟度較高的上地殼部分熔融。

1.2.2 紫云山巖體地區(qū)出露地層特征

(1) 中元古界周潭巖組(Pt2)??出露于紫云山巖體東南部(圖3), 是研究區(qū)出露最老的基底地層, 以一套灰綠色、黃褐色中厚層狀石榴二云片巖夾土黃色薄-厚層狀石榴黑云長英質(zhì)變粒巖為主。

(2) 新元古界萬源巖組和潭頭組(Pt3)??萬源巖組出露于紫云山巖體南側(cè)(圖3)。以灰白色、黃綠色中厚層狀石榴二云片巖夾灰白色薄-厚層狀石榴黑云斜長變粒巖為主, 變粒巖中含肉紅色角閃石榴斜長變粒巖透鏡體。潭頭組出露于紫云山巖體北部鐵路鎮(zhèn)周圍及楓溪水庫一帶(圖3)。以凝灰質(zhì)二云千枚巖、砂質(zhì)二云千枚巖、絹云千枚巖互層, 夾中薄層狀變沉凝灰?guī)r為主。潭頭群與下伏萬源巖組及上覆沅里組呈整合接觸。

(3) 新元古界震旦系沅里組(Z1)??沅里組分布在徐山鎢礦地區(qū)、紫云山巖體附近(圖3), 以青灰、土黃、黃褐色薄-厚層狀變余細粒巖屑雜砂巖, 灰綠、淺黃色薄-厚層狀絹云千枚巖互層, 夾變余含礫巖屑雜砂巖及含礫絹云千枚巖為主。與下伏潭頭群上巖組呈整合接觸。

(4)中生界三疊系紫家沖組和三家沖組(T3)??紫家沖組呈南北向帶狀展布, 出露于研究區(qū)紫云山巖體東北側(cè)(圖3), 以石英礫巖、含礫復成分粗砂巖、粉砂巖、炭質(zhì)泥巖為主。三家沖組主要分布在紫云山巖體的西側(cè), 以復成分石英礫巖、雜砂巖、粉砂巖、含泥質(zhì)鈣質(zhì)結(jié)核泥巖為主。與下伏紫家沖組整合接觸。

圖1?玉華山地區(qū)紫云山巖體大地構(gòu)造位置略圖(據(jù)李光來等[8]修改)

1?白堊系磚紅色砂巖、礫巖、砂礫巖; 2?早白堊統(tǒng)火山巖、次火山巖; 3?晚三疊統(tǒng)砂巖、碳質(zhì)頁巖; 4?紫云山巖體(燕山期花崗巖); 5?海西期花崗巖; 6?加里東期花崗巖; 7?中元古界變質(zhì)巖; 8?新元古界變質(zhì)巖; 9?深大斷裂構(gòu)造; 10?斷裂構(gòu)造

1?Cretaceous sandstone, conglomerate and glutenite; 2?Early Cretaceous volcanic, sub-volcanics; 3?Upper Triassic sandstone and carbonaceous shale ; 4?Ziyunshan Intrusive Rock (Yanshanian granite); 5?Hercynian granite; 6?Caledonian granite; 7? Mesoproterozoic metamorphic; 8? Neoproterozoic metamorphic; 9?discordogenic fault; 10?faulted structure

(5) 第四系(Q)??遍布紫云山巖體及其周邊的現(xiàn)代河流、沖溝中及兩岸(圖3), 出露不全。主要由紅土礫石層-網(wǎng)紋狀紅土組成。具典型的二元結(jié)構(gòu), 具有正常的河流沉積。

元古界淺變質(zhì)巖的W、Cu和U等含量偏高, 是研究區(qū)多金屬成礦的物質(zhì)基礎(chǔ)[10]。

1.2.3 紫云山地區(qū)構(gòu)造特征

紫云山巖體構(gòu)造, 以近南北向和北東向構(gòu)造為主(圖3), 近南北向構(gòu)造是區(qū)域構(gòu)造活動的結(jié)果，具有多期活動特征，早階段以剪切擠壓為主，后控制了紫云山巖體的侵位及其展布形態(tài)，紫云山巖體成巖后多為脆性拉張為主, 并被晚期的熱液流體充填, 形成研究區(qū)沿斷裂構(gòu)造帶分布的石英脈體和硅化帶; 北東向構(gòu)造為成巖后期構(gòu)造, 與成礦關(guān)系密切。兩組構(gòu)造在研究區(qū)的成礦流體演化就位過程中, 起到了良好的導礦和賦礦作用。

1.2.4 紫云山地區(qū)火山巖特征

紫云山巖體的西側(cè)出露的火山巖為玉華山火山雜巖體(圖3), 玉華山火山雜巖(K1)以碎斑熔巖、熔結(jié)凝灰?guī)r和巨斑花崗斑巖為主, LA-ICPMS的U-Pb鋯石年齡為132~138 Ma, 形成于中生代的早白堊世[11]。成巖時期主要以巖墻擴張機制定位, 并受到北東、北北東向斷裂控制。玉華山火山雜巖的形成明顯晚于紫云山巖體。

圖2?紫云山巖體的手標本及鏡下特征

(a)中粗粒斑狀黑云二長花崗巖; (b)中粗粒斑狀黑云二長花崗巖(+); (c)細粒少斑二云母二長花崗; (d)細粒少斑二云母二長花崗(+); (e)中細粒含斑二云母花崗巖; (f)中細粒含斑二云母花崗巖(+); Kfs?鉀長石; Pl?斜長石; Q?石英; Bt?黑云母

(a) Coarse-grained porphyritic biotite adamellite; (b)porphyritic biotite adamellite(+); (c) fine- grained dimicaceous adamellite; (d) fine- grained dimicaceous adamellite(+); (e) medium-grained dimicaceous granite; (f) medium-grained dimicaceous granite(+); Kfs?potassic feldspar; Pl?plagioclase; Q?quartz; Bt?biotite

1.2.5 熱液成礦作用

結(jié)合野外和鏡下的觀察, 以及前人的研究, 將研究區(qū)的成礦作用過程化分為兩期三階段: 第一期早階段的硅酸鹽+黑鎢礦+石英脈和晚階段的黃銅礦+輝鉬礦+黃鐵礦脈(?); 第二期的黑鎢礦+石英階段。

圖3?紫云山巖體地質(zhì)簡圖

1?第四系：砂礫石層及砂土層; 2?三疊紀：細粒巖屑雜砂巖、粉砂質(zhì)碳質(zhì)頁巖、復成分礫巖、石英礫巖、粉砂巖; 3?震旦紀:變沉凝灰?guī)r、絹云千枚巖、變余細粒巖屑雜砂巖偶夾中酸性熔巖; 4?新元古代: 石榴黑云斜長變粒巖、(十字)石榴二云片巖夾角閃石榴斜長變粒巖透鏡體; 5?中元古代: 石榴二云片巖偶夾石榴黑云長英質(zhì)變粒巖; 6?侏羅紀: 紫云山花崗巖; 7?白堊紀: 山火山巖; 8?斷層及硅化破碎帶; 9?地質(zhì)界線; 10?紅柱石化; 11?角巖化; 12?鈾、鎢鉬銅礦床

1?Quaternary; 2?Triassic; 3?Sinian; 4?Neoproterozoic; 5?Mesoproterozoic; 6?Jurassic; 7?Cretaceous; 8?fault fracture; 9?geological boundary; 10?andalusite; 11?hornfelsed; 12?W-Cu-Mo and U deposit

1.3 紫云山巖體地區(qū)典型礦床地質(zhì)特征

1.3.1 徐山鎢礦床

礦區(qū)出露地層為新元古界板溪群潭頭組: 以凝灰質(zhì)二云千枚巖、砂質(zhì)二云千枚巖、絹云千枚巖互層, 夾中薄層狀變沉凝灰?guī)r為主, 次為千枚狀粉砂巖, 地層總體走向北東-南西, 傾向南東, 傾角平緩, 普遍為10°~30°, 以及第四系的堆積物, 如圖4。

徐山鎢礦是區(qū)內(nèi)典型中高溫熱液型鎢礦, 成礦時代為(147.1±3.4) Ma[8,13]。徐山鎢礦成礦時代稍晚于紫云山巖體, 稍早于玉華山巖體。徐山鎢礦位于紫云山巖體的北側(cè)(圖3), 以三類礦床為主要成礦特征: ①石英脈型鎢礦化(簡稱脈型鎢礦), 以黑鎢礦為主, 伴生黃銅礦; ②云英巖化花崗巖型鎢礦化(簡稱花崗巖型鎢礦); ③夕卡巖型鎢礦化, 脈型鎢礦是礦床的主體, 花崗巖型鎢礦隱伏于脈型鎢礦的下部, 夕卡巖型鎢礦產(chǎn)于脈型鎢礦的礦化帶內(nèi)部或附近。該礦床主要賦存在紫云山花崗巖之北約800 m處的變質(zhì)巖中, 東起北莊以東, 西到徐山之西, 南自陳家, 北至熊家坊, 面積4.08 km2。

圖4?徐山鎢礦區(qū)地質(zhì)簡圖

1?第四系; 2~4 ?板溪群淺變質(zhì)巖; 5?石英脈型鎢礦[12]

1? Quaternary; 2~4 ? epimetamorphic rocks of the Banxi group; 5 ? the quartz vein-type tungsten deposit[12]

1.3.2 曲源鈾礦床

曲源鈾礦床位于蕉坑鄉(xiāng)曲源村西側(cè)。礦床內(nèi)出露的地層為上三疊統(tǒng)安源組(T3), 主要巖性為細粒雜砂巖、碳質(zhì)頁巖和石英砂礫巖, 出露面積較小(圖5)。出露的變質(zhì)巖為新元古界萬源巖組(Pt3w), 巖性為石榴黑云斜長變粒巖、(十字石)石榴二云片巖夾角閃石榴斜長變粒巖透鏡體, 主要分布于礦區(qū)西側(cè), 紫云山巖體的中細粒斑狀黑云二長花崗巖呈斷層接觸, 接觸帶普遍發(fā)育角巖化。巖漿巖為紫云山巖體, 巖性為中細粒斑狀黑云二長花崗巖及玉華山火山雜巖的花崗斑巖, 出露面積較廣。

礦區(qū)內(nèi)主干斷裂為山-筒山斷裂, 該斷裂帶被花崗斑巖所侵位, 局部形成隱爆角礫巖筒, 并沿斷裂帶形成次一級的北東向斷裂與北西向斷裂。北西向斷裂往往切穿北東向斷裂, 是晚期斷裂。為山-筒山斷裂構(gòu)造帶既是導礦構(gòu)造也是容礦構(gòu)造[14]。此斷裂在區(qū)域上也是重要的控礦斷裂, 控制了沿斷裂帶分布的鈾礦點和鈾礦化點, 是研究區(qū)主要的鈾礦化產(chǎn)出帶, 礦石如圖6b。

曲源鈾礦床礦化類型為堿交代型鈾礦化, 鈾礦化與堿交代巖關(guān)系密切。鈾礦體多呈脈狀、網(wǎng)脈狀或透鏡狀, 產(chǎn)于為山-筒山斷裂構(gòu)造帶內(nèi)。礦體走向北東10°~60°, 傾向南東, 傾角為50°~76°。礦體產(chǎn)狀嚴格受斷裂構(gòu)造帶控制, 與斷裂構(gòu)造帶產(chǎn)出基本一致, 局部產(chǎn)狀變化較大。礦石類型為鈾-紅化型, 具碎裂構(gòu)造、塊狀構(gòu)造等。主要鈾礦物為微細粒瀝青鈾礦, 伴有鈉長石、碳酸鹽、綠泥石、磷灰石、黃鐵礦等脈石礦物, 礦石品位較低。圍巖蝕變有堿交代蝕變、紅化、碳酸鹽化、綠泥石化和黃鐵礦化等。

圖5?曲源鈾礦床區(qū)域地質(zhì)簡圖[14]

1?第四系坡積物、砂礫石等; 2?上侏羅統(tǒng)鵝湖嶺組底板噴溢亞相熔灰色(含角礫)碎斑熔巖; 3?上侏羅統(tǒng)打鼓頂組下段暗紫色、紅色砂礫巖、熔結(jié)凝灰?guī)r; 4?上三疊統(tǒng)安源組砂礫巖、礫巖; 5?下震旦統(tǒng)志棠組絹云石英千枚巖; 6?新元古界白云母石英片巖、二云母石英片巖、混合巖化片巖; 7?中細粒二云母花崗巖; 8?中粗粒斑狀黑云母二長花崗巖; 9?次花崗斑巖; 10?鈉長石化交代體; 11?斷裂構(gòu)造; 12?鈾礦床

1?Quaternary; 2?Upper Jurassic porphyroclastic lava; 3?Upper Jurassic ignimbrite; 4?Upper Triassic sandstone or conglomerate; 5?Lower Sinian sericite quartz phyllite; 6?Precambrian quartz schist; 7?medium- grained dimicaceous granite; 8?coarse-grained porphyritic biotite adamellite; 9?bub-granite porphyry; 10?albitization of metasomatism; 11?faulted structure; 12 ? U deposit

1.3.3 瑤上坑鎢鉬多金屬礦點

礦床產(chǎn)于紫云山中粗粒少斑黑云母花崗巖的內(nèi)接觸帶中, 位于巖體的東南部。礦化體以脈狀產(chǎn)出, 長35~90 m, 寬0.3~4 m。礦石呈團塊狀、細粒浸染狀、細脈狀, 礦石礦物有黑鎢礦、黃銅礦、輝銅礦、藍銅礦、輝鉬礦等, 脈石礦物主要為石英、云母、方解石、黃鐵礦等(圖6c, 圖6d)。含銅一般0.3%~1.35%, 肉眼可見柱狀黑鎢礦與團塊狀黃銅礦共生, 與徐山鎢礦的石英脈型礦石相類似。圍巖蝕變有絹云母化、硅化、黃鐵礦化和綠泥石化等。

圖6 紫云山巖體鈾礦和鎢鉬銅礦礦石照片

1.3.4 卸元鉬銅多金屬礦點

礦床產(chǎn)于紫云山中粗粒少斑黑云母花崗巖的內(nèi)接觸帶中, 位于巖體的東南部。鉬銅礦化較強, 礦化點的分布受近北東向斷裂帶控制, 北東向斷裂與近東西向斷裂交匯部位礦化最強, 礦化體以脈狀產(chǎn)出, 主要礦體傾向西或西北, 傾角39°~50°。礦石呈團塊狀或浸染狀, 礦石礦物為輝鉬礦、黃銅礦、藍銅礦、孔雀石, 脈石礦物有石英、黃鐵礦、方解石、云母、綠泥石等。含鉬一般0.01%~0.809%。含銅一般0.23%~9.22%。圍巖蝕變有絹云母化、綠泥石化、硅化、碳酸鹽化和黃鐵礦化等。

2 樣品采集及測試方法

2.1 樣品的采集

選取徐山鎢礦、瑤上坑W-Mo-Cu多金屬礦、卸元Mo-Cu多金屬礦和曲源鈾礦4個典型礦床為研究對象, 系統(tǒng)采取樣品, 選取了27個樣品, 對其中的22個硫化物進行了硫同位素測試、20個樣品進行了鉛同位素測試, 采樣記錄及其位置如下表1和圖3。

2.2 測試方法

硫同位素測試工作在東華理工大學核資源與環(huán)境教育部重點實驗室完成, 采用EA-MS連線分析。EA-MS連線分析法是把元素分析儀(EA)與氣體同位素質(zhì)譜儀(MS)(MAT-253)通過一個連續(xù)流接口連接起來, 實現(xiàn)同位素分析。在本方法中, 硫化物與硫酸鹽等含硫礦物樣品在元素分析儀中燃燒, 釋放出的氣體在載氣(He)的帶動下, 經(jīng)氣相色譜柱把SO2分離出來, SO2氣體通過連續(xù)流接口與毛細管進入MAT-253質(zhì)譜儀中進行硫同位素比值測定。硫同位素組成用34S(‰)來表示[4]:

表1?紫云山巖體地區(qū)典型礦床采樣及分析測試登記表

測試精度34S≤0.2‰。把待測礦物碎樣, 在鏡下挑出單礦物, 研磨至0.074 mm以下, 稱取含硫 20~100 μg待測樣品, 在1020 ℃下氧化為SO2, 用Flash-EA與MAT-253質(zhì)譜儀聯(lián)機測試。精度34S≤0.2‰。

在北京核工業(yè)地質(zhì)研究院分析測試中心, 按照GB/T17672-1999《巖石中鉛鍶釹同位素測定方法》標準完成鉛同位素測試, 儀器型號: ISOPROBE-T 熱電離質(zhì)譜儀, 檢測項目與參數(shù)硫同位素比值誤差為2σ。通常情況下金屬硫化物中的U和Th含量值相對都很低, 其結(jié)晶以后, 放射成因形成的鉛的含量也相對很低[15?16], 因而硫化物單礦物中的鉛同位素組成的影響就可以忽略不計。

3 測試結(jié)果

3.1 硫同位素

紫云山巖體地區(qū)典型礦床硫化物的硫同位素分析結(jié)果見表2。瑤上坑鎢鉬銅礦床硫化物34SCDT具有低正值, 分布范圍較窄, 為1.2‰~2.5‰, 平均為1.99‰, 總體呈塔式分布(圖7)。卸元鉬銅礦床硫化物的34S也具有低正值, 分布范圍較窄, 為1.7‰~2.5‰, 平均為2.13‰, 總體呈塔式分布(圖7)略高于瑤上坑鎢鉬銅礦床的硫同位素平均值, 略低于徐山鎢礦2.5‰[17]。而曲源鈾礦區(qū)的銅礦化的硫同位素值為3‰, 與徐山鎢礦黃鐵礦的硫同位素值相近, 鈾礦化共生的黃鐵礦的硫同位素值為21.1‰。曲源鈾礦與相山鈾礦的硫同位素值+9.6‰ ~ +19.55‰[18]更接近。

3.2 鉛同位素

紫云山巖體典型礦床的礦石和相關(guān)巖體鉛同位素分析測試及相關(guān)參數(shù)計算結(jié)果列于表3和表4, 鉛同位素特征分述如下。

3.2.1 礦石鉛同位素

硫化物礦石鉛同位素組成:208Pb/204Pb = 38.541~38.742, 平均38.705;207Pb/204Pb = 15.617~ 15.710, 平均15.654;206Pb/204Pb = 18.240~18.433, 平均18.299。值9.52~9.68, 平均9.58;值38.06~39.66, 平均38.76。

表2 紫云山巖體典型礦床的硫同位素組成

3.2.2 黑鎢礦和石英的鉛同位素

黑鎢礦的鉛同位素組成:208Pb/204Pb = 38.649~ 339.595, 平均39.122;207Pb/204Pb = 15.542~ 15.828, 平均15.685;206Pb/204Pb = 20.842~21.319, 平均21.081。值10.19~10.61, 平均10.40;值30.38~ 33.51, 平均31.945。

石英的鉛同位素組成:208Pb/204Pb = 37.683;207Pb/204Pb = 15.602;206Pb/204Pb = 20.442。值9.84;值27.18。

3.2.3 紫云山花崗巖的鉛同位素

紫云山花崗巖巖體的鉛同位素組成:208Pb/204Pb = 38.583~39.182, 平均38.943;207Pb/204Pb = 15.635~ 15.683, 平均15.657;206Pb/204Pb = 18.714~19.276, 平均18.937。值9.49~9.55, 平均9.53;值35.01~37.45, 平均36.29。

4 討　論

4.1 研究區(qū)同位素分餾特征

W-Cu-Mo多金屬礦床成礦流體的硫同位素特征顯示其來源于地殼深部, 同時具有典型的巖漿熱液礦床硫的特征[8,17,19,20]。而紫云山巖體的形成為典型的地殼部分重熔的S型花崗巖[9]。因而推測認為W-Cu-Mo多金屬礦床成礦流體的硫以紫云山巖體演化形成的期后熱液硫為主。

圖7?紫云山巖體典型礦床的硫同位素直方圖(其中徐山鎢礦硫同位素數(shù)據(jù)據(jù)文獻[17])

表3?紫云山花崗巖體和典型礦床礦石鉛同位素組成

表4?紫云山花崗巖體和典型礦床礦石鉛同位素組成

雖然研究區(qū)出現(xiàn)不同元素組合成礦分帶現(xiàn)象, 但巖體W-Cu-Mo流體成礦演化過程硫同位素分餾不明顯, 從巖體內(nèi)接觸帶到外接觸帶, 再到遠巖漿熱液流體成礦過程, 硫同位素未出現(xiàn)明顯分餾。

從區(qū)域流體演化來看, 玉華山火山盆地和相山火山盆地, 都既無高氧逸度條件下形成的重晶石, 也未見低氧逸度條件下形成的磁黃鐵礦, 因此黃鐵礦的34S可近似代表成礦流體的總硫同位素組成與鈾成礦相關(guān)的流體富集重硫, 與鄰區(qū)相山鈾礦的成礦流體硫同位素特征相似, 與華南鈾礦床成礦流體中硫可能主要來源于賦礦圍巖特征相似[18]。曲源鈾礦賦礦圍巖主要為紫云山巖體的中粗粒黑云母二長花崗巖, 礦區(qū)出現(xiàn)大規(guī)模的沿構(gòu)造帶發(fā)育的鉀化蝕變, 蝕變過程中圍巖中的硫進入到流體中, 使得鈾成礦流體更富集重硫。

鉛同位素在成巖成礦過程中出現(xiàn)了比較明顯的分餾, 紫云山巖體成巖本身來自成熟度較高的上地殼重熔, 在成巖后的成礦過程中, 流體中的鉛同位素出現(xiàn)了較大的分異, 這與成礦流體的不同演化階段關(guān)系密切。

研究區(qū)成礦流體的鉛同位素在兩期三階段分餾明顯(表3), 結(jié)合已有的鉛同位研究數(shù)據(jù)[17], 第二期的黑鎢礦+石英流體相和第一期第二階段成礦流體更富放射成因鉛。其中共生礦石間的同位素分餾也非常明顯, 黃銅礦明顯比黑鎢礦貧放射成因鉛(表3中瑤上坑鎢銅鉬礦床的Lf0105-4號樣品; 徐山鎢礦的XS12-2號樣品黃銅礦鉛同位素值[12])。黑鎢礦和石英分餾較為明顯, 石英相對黑鎢礦更富放射成因鉛(徐山鎢礦的XS-2-1號礦石樣品, 其中黑鎢礦的鉛同位素數(shù)據(jù)據(jù)文獻[13])。

分析認為導致研究區(qū)礦石礦物和脈石礦物鉛同位素特征差異的原因, 可能是由于鈾等放射性元素本身的地球化學行為(不相容性)不同, 流體在結(jié)晶沉淀過程中, 放射性鈾更傾向于保留在流體相中, 因此同階段的流體演化成的石英比硫化物相對更富放射成因的鉛(是由于石英相對金屬硫礦物更晚結(jié)晶)。而流體演化到越晚階段氧逸度的變化, 使得流體富集鈾等放射性元素。也可能是第二期成礦流體有富鈾等放射元素的流體加入。

4.2 成巖成礦物質(zhì)來源

4.2.1 硫同位素對研究區(qū)成礦流體演化的指示

研究區(qū)W-Cu-Mo多金屬成礦流體中34S∑S值與巖漿熱液礦床中硫化物34S值相似[21?22], 顯示其巖漿熱液礦床硫的特點。且硫同位素具有幔源硫特征(0‰~ 3‰)[23],成礦流體硫的來源可能為地幔。而研究區(qū)鈾成礦流體中硫源與鎢銅鉬多金屬成礦流體存在較大差異, 硫同位素特征值與相山鈾礦相似, 符合華南鈾礦成礦流體主要來源于其賦礦圍巖的特點[18,24,25]。就硫源特征來說, 曲源鈾礦與相山鈾礦具有相似的演化過程。

4.2.2 地殼鉛源和構(gòu)造環(huán)境突變

通過計算獲得的值范圍可指示鉛的不同來源, 地幔原始鉛值為7.3~8.0[26], 而地幔鉛和造山帶鉛的平均值分別為8.92和10.87[23]。研究區(qū)典型礦床的礦物鉛同位素的值在9.51~10.61之間, 接近造山帶鉛的值, 遠大于地幔原始鉛的值。研究區(qū)典型礦床的礦物Th/U值在2.67~3.99之間, 與全球上地殼Th/U平均值3.88[27]一致, 表明研究區(qū)成礦物質(zhì)來源于地殼。研究區(qū)的成礦與構(gòu)造環(huán)境轉(zhuǎn)變關(guān)系密切, 其具體過程為紫云山花崗巖形成于造山抬升階段前的相對較穩(wěn)定階段, 而玉華山火山雜巖體則是造山抬升階段的產(chǎn)物, 成礦作用的發(fā)生, 就在這個轉(zhuǎn)變階段。

4.2.3 綜合對比法研究鉛同位特征對成巖成礦的指示意義

研究表明, Δ-Δ-Δ三參數(shù)法[16,28?30], 對于地質(zhì)作用過程中的物質(zhì)來源能提供更加豐富可靠的的信息, 其中206Pb/204Pb對成礦時代具有靈敏的反應。研究區(qū)礦石的Δ-Δ呈線性相關(guān)(圖8a), 而花崗巖到火山巖也具有線性相關(guān)的特點, 且兩者的線性關(guān)系趨于相交到同一點, 說明研究區(qū)的紫云山巖體和玉華山火山巖具有同源序列演化的特征。

最能反映源區(qū)變化的是207Pb/204Pb和208Pb/204Pb的變化[28], 根據(jù)不同類型巖石鉛和已知成因的礦石鉛資料, 給出了不同成因類型礦石鉛的Δ-Δ變化范圍[30]。將點投到ΔΔ構(gòu)造環(huán)境判別圖解中 (圖8b), 玉華山火山巖和礦石的鉛同位素值均落在巖漿作用鉛范圍內(nèi), 紫云山巖體則落在上地殼鉛范圍內(nèi), 顯示研究區(qū)構(gòu)造環(huán)境轉(zhuǎn)變對成礦作用的控制, 與前文值的結(jié)論相似。其中紫云山巖體的細粒少斑二云母二長花崗巖(卸元鉬銅礦區(qū)圍巖)成巖時代上可能形成較早階段, 具上地殼鉛源特征。而卸元鉬銅礦的形成是該期巖體的期后熱液作用形成的, 因此細粒少斑二云母二長花崗和卸元鉬銅礦與其他礦床礦石鉛同位素特征差異較大。相對較晚形成的徐山鎢礦和瑤上坑鎢鉬礦與紫云山巖體演化到晚期的期后熱液有關(guān), 而曲源鈾礦的形成與更晚的玉華山火山巖活動關(guān)系密切。反映了研究區(qū)存在一個構(gòu)造環(huán)境的轉(zhuǎn)變, 即由穩(wěn)定上地殼過渡到造山作用過程, 作用過程帶來部分地幔鉛, 因而研究區(qū)的成巖和成礦物質(zhì)來源具有混合鉛源的特征, 這與Zamnan.的鉛構(gòu)造模式圖的結(jié)果一致(圖9)[27,31]。也與據(jù)硫同位素特征研究推斷第二期成礦流體由于構(gòu)造環(huán)境的轉(zhuǎn)變, 研究區(qū)有幔源物質(zhì)作用的結(jié)果相吻合。

4.2.4 與同時代的區(qū)域基底地層、巖漿巖和典型熱液礦床的鉛同位素特征對比

紫云山巖體典型礦床的礦石與大湖塘石門寺鎢礦、相山鈾礦和熊家山鉬礦具有相似的鉛同位素特征, 通過全方位對比辦法, 研究認為研究區(qū)礦石鉛同位素具有混合源特征, 即巖漿鉛和地層鉛混合特征(圖10a, 圖10b), 顯示成礦物質(zhì)來源具有多源性。

圖8 紫云山巖體典型礦床礦石鉛同位素Δα-Δβ-Δγ三參數(shù)圖

1?地幔源鉛; 2?上地殼鉛; 3?上地殼與地幔混合的俯沖帶鉛(3a為巖漿作用; 3b為沉積作用); 4?化學沉積型鉛; 5?海底熱水作用鉛; 6?中深變質(zhì)作用鉛; 7?深變質(zhì)下地殼鉛; 8?造山帶鉛; 9?古老頁巖上地殼鉛; 10?退變質(zhì)鉛。底圖據(jù)朱炳泉[30], 其中玉華山火山巖鉛同位素數(shù)據(jù)來源于周強強[11]

1?Mantle; 2?upper crust; 3?on the Earth's crust and mantle mixture of subduction zones of lead(3a. magmatism; 3b. sedimentation); 4?chemical deposit; 5?hydrothermal activity; 6?mesometamorphism; 7?deep metamorphic lower crust; 8?orogen; 9?ancient rock crust; 10?retrograde metamorphism。Base map from Zhu[30], volcano rock lead isotope data from Zhou[11]

圖9?紫云山巖體典型礦床礦石鉛同位素構(gòu)造環(huán)境判別圖

底圖據(jù)Zamnan.[27]。A?地幔; B?造山帶; C?上地殼; D?下地殼

A?Mantle; B?orogene; C?upper crust; D?lower crust (The base map from Zamnan.[27])

圖10?紫云山巖體地區(qū)鉛同位素特征

熊家山礦石數(shù)據(jù)引自張勇等[32]; 石門寺礦石數(shù)據(jù)引自項新葵等[33]; 火山巖鉛同位素數(shù)據(jù)引自周強強[11]和范洪海等[34]; 元古界地層數(shù)據(jù)來源于范洪海等[35]

Data sources, Xiongjiashan molybdenum deposit from Zhang.[32]; Shimensi Tungsten-polymetallic deposit from Xiang.[33]; volcanic rock lead isotope data from Zhou[11]and Fan.[34]; Neoproterozoic stratum lead isotope data from Fan.[35]

紫云山巖體鉛同位素特征與玉華山火山巖差異明顯, 紫云山巖體以深部巖漿(地幔鉛？)鉛為主, 這與研究區(qū)從晚侏羅到早白堊的構(gòu)造環(huán)境不同關(guān)系密切。紫云山巖體形成于晚侏羅相對較深的構(gòu)造位置, 是研究區(qū)最早一期巖漿活動。而玉華山火山巖及相山火山巖形成于早白堊世, 相對構(gòu)造位置較淺, 且鉛同位素特征與元古代基底地層鉛同位素更接近(圖10c)。因此紫云山巖體的成巖物質(zhì)來源與玉華山火山巖不同。玉華山火山巖可能是由于元古界基底地層部分熔融形成的, 而紫云山巖體形成與深部幔源巖漿作用有關(guān)。

4.2.5 成巖差異與成礦差異對成礦的控制

徐山鎢銅礦的圍巖是細粒少斑二云母二長花崗巖和新元古界的板溪群淺變質(zhì)巖, 淺部礦區(qū)未見到花崗巖, 只有在礦區(qū)的深部才見到侵入巖, 巖性上與瑤上坑礦區(qū)圍巖的巖性相同, 即中細粒含斑二云母花崗巖。卸元鉬銅礦圍巖是細粒少斑二云母二長花崗巖, 而曲源鈾礦區(qū)產(chǎn)出的花崗巖是中細粒含斑二云母花崗巖。就巖石地球化學和成巖年代學上來看, 紫云山巖體的三種主體巖性時代差小, 成分和來源都差異不大, 對W-Cu-Mo成礦的差異控制不明顯。鈾成礦則主要受控于更晚期次火山作用帶來的流體萃取圍巖中的鈾元素在有利的斷裂構(gòu)造系統(tǒng)堆積成礦。因而控制研究區(qū)成礦差異的因素是侵入接觸界面的內(nèi)外接觸帶的空間差異, 以及期后熱液, 即紫云山巖體中的晚期細晶巖脈同期漿熱液活動和玉華山火山次火山巖漿作用帶來的熱液流體的共同或單獨作用, 這些因素導致了紫云山巖體成礦多樣性特征。

4.3 成礦物質(zhì)機制

通過對研究區(qū)系統(tǒng)的硫、鉛同位素研究, 可構(gòu)建紫云山巖體地區(qū)多金屬成礦模式(圖11)。紫云山巖體多金屬成礦具有由北向南, 依次由W-Cu →W-Cu-Mo → Mo-Cu成礦元素組成的分帶性, 成礦流體在垂直空間上是Mo在深部富集, W在淺部富集。而鈾礦主要在巖體的西部富集, 與玉華山火山巖的活動關(guān)系更密切。如此成礦元素分帶性的可能原因是由于流體演化就位到不同巖石類型, 而導致成礦元素的分異; 也可能是研究區(qū)流體來源的多源性。其中一個來源是與玉華山火山巖活動關(guān)系密切的富鈾流體, 另一個來源是紫云山巖體期后熱液流體。加之紫云山巖體期后構(gòu)造活動強烈, 斷裂發(fā)育, 對流體的演化提供了有利的通道和良好賦礦空間，使研究區(qū)大規(guī)模流體活動和成礦多樣性提供了有利條件。綜合研究區(qū)的已有認識, 第二種雙源多期次流體活動是造成研究區(qū)成礦元素共生分異現(xiàn)象的最主要原因。因此在紫云山內(nèi)外接觸帶尋找W-Cu-Mo多金屬礦的潛力巨大, 而在紫云山巖體西部堿交代發(fā)育的北北東向斷層附近及深部尋找熱液型鈾礦的潛力巨大。

圖11?紫云山巖體多金屬成礦模式

Pt新元古界淺變質(zhì)巖; J3M細粒少斑二云母二長花崗; J3J中細粒含斑二云母花崗巖; J3Y中粗粒斑狀黑云鉀長花崗巖; F斷層

PtNeoproterozoic epimetamorphic rock; J3Mfine-grained two-mica granite with little spots ; J3Jmedium fine-grained two-mica granite with spots; J3Ycoarse-grained porphyritic biotite; Kfeldspar granite; Ffault fracture

5 結(jié) 論

(1) 紫云山巖體及其周邊的W-Cu-Mo-U多金屬礦床硫化物的34S值為1.2‰~21.1‰, 分屬兩個區(qū)間1.0‰~3.0‰和富集重硫的21.1‰附近, 分別對應于W-Cu-Mo礦化和鈾礦化, 推測研究區(qū)的W-Cu-Mo成礦流體的硫具幔源特征, 而鈾成礦流體則可能有圍巖硫的加入。

(2) 紫云山巖體及其周邊的W-Cu-Mo多金屬礦床的鉛同位素組成綜合研究分析認為, 研究區(qū)成礦流體的鉛具有巖漿和地層混合鉛的特征, 伴有少部分幔源鉛的加入。

(3) 紫云山巖體多金屬成礦, 具有由北向南, 依次由W-Cu → W-Cu-Mo → Mo-Cu成礦元素組成的分帶性。成礦流體在垂直空間上是Mo在深部富集, W在淺部富集。而鈾礦主要在巖體的西部富集, 與玉華山火山巖的活動關(guān)系密切。

[1] 李響. 江西玉華山火山-侵入雜巖成因機制及產(chǎn)鈾能力評價[D].南京: 南京大學, 2012: 56p. Li Xiang. Petrogenesis and uranium-bearing capability evaluation of he Yuhuashan volcanic-intrusive complex in the Jiangxi Province, South China[D]. Nanjing: Nanjing University, 2012: 56p (in Chinese).

[2] 周玉龍, 高琰. 江西玉華山地區(qū)為山-筒山斷裂帶特征及控礦作用[C]//第七屆中國核學會“三核”論壇中國放射醫(yī)學教育五十年暨中國毒理學會放射毒理委員會第八次全國會議, 長春: 中國核學會, 2010: 162–167. Zhou Yu-long, Gao Yan. Ore-controlling characteristics of Weishan-Tongshan fault zone in the volcanic basin of Yuhua Mountain, Jiangxi Province[C]//The 7th “three nuclear” BBS of China Nuclear Society China Radiation Medicine Education for 50 Years and The Chinese Society of Toxicology Radiation Eighth National Toxicology Committee Conference Proceedings. Changchun: Chinese Nuclear Society, 2010: 162–167 (in Chinese).

[3] Akiska S, Demirela G, Sayili S. Geology, mineralogy and the Pb, S isotope study of the Kalk?m Pb-Zn±Cu deposits, Biga Peninsula, NW Turkey[J]. J Geosci, 2013: 379–396.

[4] Shen N, Zhang Z, You F, Peng J, Zhu X, Xiao J. Lead isotope geochemical characteristics of Pb-Zn-Cu deposits on the southwestern margin of Tarim, and their significance[J]. Chinese J Geochem, 2012, 31(4): 362–375.

[5] Shah M T, Khan T, Khan A. Lead isotope signatures of Pb-Zn sulfide mineralization in the Reshian-Lamnian area of Azad Jammu and Kashmir, Pakistan[J]. Chinese J Geochem, 2010, 29(1): 65–74.

[6] Kogarko L N, Zartman R E. A Pb isotope investigation of the Guli massif, Maymecha-Kotuy alkaline-ultramafic complex, Siberian flood basalt province, Polar Siberia[J]. Mineral Petrol, 2006, 89(1/2): 113–132.

[7] Dolgopolova A, Seltmann R, Stanley C, Weiss D, Kober B, Siebel W. Isotope systematics of ore-bearing granites and host rocks of the Orlovka-Spokoinoe mining district, eastern Transbaikalia, Russia[M]//Mao Jingwen, Bierlein Frank P. Book TitleMineral Deposit Research: Meeting the Global Challenge (Vols 1 and 2). Berlin: Springer, 2005: 747–750.

[8] 李光來, 華仁民, 韋星林, 王旭東, 黃小娥. 江西中部徐山鎢銅礦床單顆粒白云母Rb-Sr等時線定年及其地質(zhì)意義[J]. 地球科學, 2011, 36(2): 282–288. Li Guang-lai, Hua Ren-min, Wei Xing-lin, Wang Xu-dong, Huang Xiao-e. Rb-Sr isocghron age of single-grain muscovite in the Xushan W-Cu deposit, central Jiangxi, and its geological significance[J]. Earth Sci, 2011, 36(2): 282–288 (in Chinese with English abstract).

[9] 劉穎. 江西省玉華山地區(qū)紫云山巖體年代學、地球化學特征及地質(zhì)意義[D]. 南昌: 東華理工大學, 2013: 65p. Liu Ying. Geochronology and geochemical of Ziyunshan pluton at Yuhuashan area in Jiangxi and its geological significance[D]. Nanchang: East China University of Technology, 2013: 65p (in Chinese with English abstract).

[10] 萬大理. 江西徐山鎢礦床地球化學異常特征[J]. 地質(zhì)與勘探, 1991 (6): 47-51. Wan Da-li. Geochemiscal anomaly features of the Xushan tungsten deposit, Jiangxi[J]. Geol Prospect, 1991 (6): 47-51 (in Chinese with English abstract).

[11] 周強強. 江西玉華山盆地玉華山超單元地質(zhì)特征及U-Pb定年[D]. 南昌: 東華理工大學, 2012: 60p. Zhou Qiang-qiang. Geological characteristics and U-Pb dating of Yuhuashan super unit in Yuhuashan basin Jiangxi Province[D]. Nanchang: East China University of Technology, 2012: 60p (in Chinese with English abstract).

[12] 胡聰聰, 潘家永, 張勇, 劉國奇, 劉穎. 贛中徐山鎢礦床礦物流體包裹體地球化學特征及其地質(zhì)意義[J]. 東華理工大學學報(自然科學版), 2013, 36(S1): 1–8. Hu Cong-cong, Pan Jia-yong, Zhang Yong, Liu Guo-qi, Liu Ying. Geochemical characteristics of mineral fluid inclusions of Xushan tungsten deposit in the middle Jiangxi Province and its geological implications[J]. J East China Inst Technol (Nat Sci), 2013, 36(S1): 1–8 (in Chinese with English abstract).

[13] 周文婷, 潘家永, 張勇, 張淑梅. 江西省徐山石英脈型鎢礦床流體包裹體研究[J]. 東華理工大學學報(自然科學版), 2014, 37(2): 170–173. Zhou Wen-ting, Pan Jia-yong, Zhang Yong, Zhang Shu-mei. Fluid inclusion studies of the Xushan tungsten deposit in Jiangxi Province[J]. J East China Inst Technol (Nat Sci), 2014, 37(2): 170–173 (in Chinese with English abstract).

[14] 周玉龍, 程紀星, 付建平. 玉華山火山盆地鈾礦床為山-筒山斷裂帶控礦特征[J]. 世界核地質(zhì)科學, 2015, 32(1): 13–18. Zhou Yu-long, Cheng Ji-xing, Fu Jian-ping. Ore-controlling characteristics of Weishan-Tongshan fault zone in the uranium deposit of volcanic basin of Yuhua Mountain[J]. World Nucl Geosci, 2015, 32(1): 13–18 (in Chinese with English abstract).

[15] 張理剛. 鉛同位素地質(zhì)研究現(xiàn)狀及展望[J]. 地質(zhì)與勘探, 1992, 28(4): 21–29. Zhang Li-gang. Present status and aspects of lead isotope geology[J]. Geol Prospect, 1992, 28(4): 21–29 (in Chinese with English abstract).

[16] 張乾, 潘家永, 邵樹勛. 中國某些金屬礦床礦石鉛來源的鉛同位素詮釋[J]. 地球化學, 2000, 29(3): 231–238. Zhang Qian, Pan Jia-yong, Shao Shu-xun. An interpreatiton of ore lead sources from lead isotopic compositions of some ore deposition in China[J]. Geochimica, 2000, 29(3): 231–238 (in Chinese with English abstract).

[17] 胡聰聰. 贛中徐山鎢礦地球化學特征及成因探討[D]. 南昌: 東華理工大學, 2014: 68p. Hu Cong-cong. The Research on the Geochemical characteristic and genesis of the Xushan tungsten deposit in central Jiangxi[D]. Nanchang: East China University of Technology, 2014: 68p (in Chinese with English abstract).

[18] 嚴冰, 嚴寒, 周莉, 王騰, 許國明, 曹陽. 江西相山火山巖型鈾礦C、O、H、S同位素特征及意義[J]. 礦物巖石, 2013, 33(3): 47–53. Yan Bing, Yan Han, Zhou Li, Wang Teng, Xu Guo-ming, Cao Yang. Isotopic characteristics of C, O, H and S in Xiangshan uranium orefield, Jiangxi Province[J]. J Mineral Petrol, 2013, 33(3): 47–53 (in Chinese with English abstract).

[19] 王顯華, 龍細友. 江西省豐城市徐山鎢礦床構(gòu)造迭加及成礦構(gòu)造演化模式[J]. 西部探礦工程, 2010 (12): 147–151. Wang Xian-hua, Long Xi-you. Xushan tungsten deposit tectonic superposition and metallogenic tectonic evolution model, Fengcheng, Jiangxi Province[J]. West China Explor Eng, 2010 (12): 147–151 (in Chinese with English abstract).

[20] 王登紅, 唐菊興, 應立娟, 陳鄭輝, 許建祥, 張家菁, 李水如, 曾載淋. “五層樓+地下室”找礦模型的適用性及其對深部找礦的意義[J]. 吉林大學學報(地球科學版), 2010, 40(4): 733–738. Wang Deng-hong, Tang Ju-xing, Ying Li-juan, Cheng Zheng-hui, Xu Jian-xiang, Zhang Jia-jing, Li Shui-ru, Zeng Zai-lin. Application of “Five levels +Basement” Model for Prospecting Deposits into Depth[J]. J Jilin Univ (Earth Sci), 2010, 40(4): 733–738 (in Chinese with English abstract).

[21] Shelton K L, Rye D M. Sulfur isotopic compositions of ores from Mines Gaspe, Quebec: An example of sulfate-sulfide isotopic disequilibria in ore-forming fluids with applications to other porphyry-type deposits[J]. Econ Geol, 1982, 77(7): 1688–1709.

[22] Field C, Gustafson L. Sulfur isotopes in the porphyry copper deposit at El Salvador, Chile[J]. Econ Geol, 1976, 71(8): 1533–1548.

[23] Barnes H L. Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits[M]. 3rded. New York: John Wiley & Sons, 1997: 992p.

[24] 陳迪云, 周文斌, 周魯民, 吳伯林, 譚敬華, 孫占學. 相山鈾礦田同位素地質(zhì)學特征[J]. 礦床地質(zhì), 1993 (4): 370–377. Chen Di-yun, Zhou Wen-bin, Zhou Lu-min, Wu Bo-lin, Tan Jing-hua, Sun Zhan-xue. Isotope geology of Xiangshan uranium orefield[J]. Mineral Deposit, 1993 (4): 370–377 (in Chinese with English abstract).

[25] 孫占學, 李學禮, 史維浚, 周文斌, 劉金輝. 華東南相山鈾礦田的氫氧同位素地球化學研究[J]. 地質(zhì)與勘探, 2001, 37(3): 20–23. Sun Zhan-xue, Li Xue-li, Shi Wei-jun, Zhou Wen-bin, Liu Jin-hui. Isotope geochemistry of the Xiangshan uraniuam ore-field, SE-China[J]. Geol Prospect, 2001, 37(3): 20–23 (in Chinese with English abstract).

[26] 朱上慶, 鄭明華. 層控礦床學[M]. 北京: 地質(zhì)出版社, 1991: 1–201. Zhu Shang-qing, Zheng Ming-hua. Stratabound Deposits[M]. Beijing: Geological Publishing House, 1991: 1– 201 (in Chinese).

[27] Zartman R E, Doe B R. Plumbotectonics —The model[J]. Tectonophysics, 1981, 75(1/2): 135–162.

[28] 吳開興, 胡瑞忠, 畢獻武, 彭建堂, 唐群力. 礦石鉛同位素示蹤成礦物質(zhì)來源綜述[J]. 地質(zhì)地球化學, 2002, 30(3): 73–81. Wu Kai-xing, Hu Rui-zhong, Bi Xian-wu, Peng Jian-tang, Tang Qun-li. Ore lead isotopes as a tracer for ore-forming material sources: A review[J]. Geol Geochem, 2002, 30(3): 73–81 (in Chinese with English abstract).

[29] 朱炳泉. 地球化學省與地球化學急變帶[M]. 北京: 科學出版社, 2001: 1–118. Zhu Bing-quan. The Geochemical Province and Geonchemical Steep Zone[M]. Beijing: Science Press, 2001: 1–118 (in Chinese).

[30] 朱炳泉, 李獻華, 戴橦謨. 地球科學中同位素體系理論與應用: 兼論中國大陸殼幔演化[M]. 北京: 科學出版社, 1998: 1–330. Zhu Bing-quan, Li Xian-hua, Dai Tong-mo. Isotope in the Earth Science System Theory and Application: Crust-Mantle Evolution and Theory of Mainland China[M]. Beijing: Science Press, 1998: 1–330 (in Chinese with English abstract).

[31] Zartman R E, Haines S M. The plumbotectonic model for Pb isotopic systematics among major terrestrial reservoirs — A case for bi-directional transport[J]. Geochim Cosmochim Acta, 1988, 52(6): 1327–1339.

[32] 張勇, 潘家永, 劉建光, 萬浩章, 陳輝云, 賴峰. 江西金溪熊家山鉬礦床鉛、硫同位素特征及其地質(zhì)意義[J]. 有色金屬科學與工程, 2014, 5(2): 87–94. Zhang Yong, Pan Jia-yong, Liu Jian-guang, Wan Hao-zhang, Chen Hui-yun, Lai Feng. Pb, S isotope features and geological significance of Xiongjiashan molybdenum deposit, Jinxi, Jiangxi Province[J]. Nonferrous Met Sci Eng, 2014, 5(2): 87–94 (in Chinese with English abstract).

[33] 項新葵, 王朋, 孫德明, 鐘波. 贛北石門寺鎢多金屬礦床同位素地球化學研究[J]. 地球?qū)W報, 2013, 34(3): 263–271. Xiang Xin-kui, Wang Peng, Sun De-ming, Zhong Bo. Isotopic geochemical characteristics of the Shimensi tungsten- polymetallic deposit in northern Jiangxi Province[J]. Acta Geosci Sinica, 2013, 34(3): 263–271 (in Chinese with English abstract).

[34] 范洪海, 凌洪飛, 王德滋, 沈渭洲, 劉昌實, 姜耀輝. 江西相山鈾礦田成礦物質(zhì)來源的Nd、Sr、Pb同位素證據(jù)[J]. 高校地質(zhì)學報, 2001, 7(2): 139–145. Fan Hong-hai, Ling Hong-fei, Wang De-zi, Shen Wei-zhou, Liu Chang-shi, Jiang Yao-hui. Ore-forming material sources for Xiangshan uranium ore-field in Jiangxi Province: Evidence from Nd-Sr-Pb isotopes[J]. Geol J China Univ, 2001, 7(2): 139–145 (in Chinese with English abstract).

[35] 范洪海, 凌洪飛, 沈渭洲, 王德滋, 劉昌實, 姜耀輝. 相山火山-侵入雜巖Nd-Sr-Pb同位素地球化學特征[J]. 巖石學報, 2001, 17(3): 395-402. Fan Hong-hai, Ling Hong-fei, Shen Wei-zhou, Wang De-zi, Liu Chang-shi, Jiang Yao-hui. Nd-Sr-Pb isotope geochemistry of the volcanic intrusive complex at Xiangshan, Jiangxi Province[J]. Acta Petrol Sinica, 2001, 17(3): 395–402 (in Chinese with English abstract).

S and Pb isotopic constraints on the multi-metal (W-Cu-Mo-U) mineralization of Ziyunshan Intrusive Rocks, Jiangxi Province

ZHANG Yong1,2, PAN Jia-yong1*, ZHOU Qiang-qiang1, LIU Ying1, MA Chong-jun1,HU Cong-cong1, ZHONG Fu-jun1and ZHOU Wen-ting1

1. School of Earth Sciences, East China University of Technology, Nanchang?330013, China;2. School of Earth Sciences and Engineering, Nanjing University, Nanjing?210046, China

Systematic analyses of Pb and S isotopes are conduct on the W-Cu-Mo-U ore deposits in the Ziyunshan Intrusive Rocks (ZIR), in order for better understanding of the evolution of large-scale ore-forming fluids. Sulfides from the ores are characterized by34SCDT= 1.2‰—21.1‰, with 1.0‰—3.0‰ for W-Cu-Mo metallogenesis and 21.1‰ for U metallogenesis, and have208Pb/204Pb =38.541—38.742 (averaging at 38.705),207Pb/204Pb=15.617—15.710 (averaging at 15.654), and206Pb/204Pb = 18.240—18.433 (averaging at 18.299). Wolframites have208Pb/204Pb = 38.649—339.595 (averaging at 39.122),207Pb/204Pb = 15.542—15.828, (averaging at 15.685) and206Pb/204Pb = 20.842—21.319 (averaging 21.081), and quartzes have208Pb/204Pb = 37.683,207Pb/204Pb = 15.602 and206Pb/204Pb = 20.442. The ZIR have208Pb/204Pb = 38.583—39.182 (averaging at 38.943),207Pb/204Pb = 15.635—15.683 (averaging at 15.657 ) and206Pb/204Pb = 18.714—19.276 (averaging at 18.937). These isotopic data suggest that the source materials of the ore deposits could not be solely derived from the ZIR. In combination with the literature Pb isotopic data for the volcanic rocks of the study area, we concluded that the metallogenic hydrothermal fluids from ZIR and Yuhuashan volcanic rocks play important roles in the genesis of the W-Cu-Mo-U ore deposits.

S and Pb isotope feature; W-Cu-Mo-U mineralization; source of ore-forming material; Ziyunshan Intrusive Rocks; Jiangxi Province

P597; P61

A

0379-1726(2016)05-0510-17

2015-10-13;

2016-03-01;

2016-03-07

國家自然科學基金青年基金(41302053); 國家自然科學基金重點基金(U1403292); 國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃項目(2014CB440904); 東華理工大學校長基金(DHXK201308, DHXW1304)

張勇(1983–), 男, 博士研究生、講師, 礦床地球化學專業(yè)。E-mail: zhycy2004@163.com

PAN Jia-yong, E-mail: jypan@ecit.cn; Tel: +86-791-83897197