李 軍 梁金龍 趙 靜

成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院 四川成都 610000

Nano-SIMS開始主要應(yīng)用于空間科學(xué)和生命科學(xué)，隨著空間分辨能力和同位素分析精度的提高,在地質(zhì)科學(xué)中的應(yīng)用也越來越廣泛。它的分析模式主要有點分析、面分析（圖像分析）、線分析等。與傳統(tǒng)的掃描電子顯微鏡和電子探針等分析手段相比較，Nano-SIMS最大的優(yōu)勢在于可以在（亞）微米尺度上觀察分析環(huán)帶中的元素分布特征，尤其是高精度的同位素分析能力，對熱液礦床的成礦流體來源的研究起到了很大的促進作用。

成礦物質(zhì)來源是礦床的主要研究方向之一。對于金屬硫化物礦床，示蹤熱液中硫的來源，對判別金屬成礦物質(zhì)來源及熱液礦床成因具有重要的指示作用。目前國內(nèi)的硫同位素研究更多的是將整個礦石進行硫同位素分析，并未將不同階段的硫化物分別測試，獲得的數(shù)據(jù)也是混合一起，并不能準(zhǔn)確區(qū)分成礦流體的來源，其分析結(jié)果也是不夠嚴(yán)謹(jǐn)。對于卡林型金礦而言，載金礦物黃鐵礦多數(shù)發(fā)育環(huán)帶結(jié)構(gòu)，且金以“不可見金”形式賦存于黃鐵礦及毒砂中。傳統(tǒng)的硫同位素分析方法由于不可彌補的缺陷存在，無法將不同階段、不同成礦期次的載金礦物區(qū)分開，不利于準(zhǔn)確地判斷成礦物質(zhì)的來源，而納米二次離子質(zhì)譜測試技術(shù)（Nano-SIMS）則有在不同環(huán)帶的黃鐵礦中測定硫同位素的能力，因此本文利用Nano-SIMS在劃定的不同成礦期次和階段基礎(chǔ)上，對載金礦物黃鐵礦進行了硫同位素測定，并結(jié)合前人的研究成果來以探討泥堡成礦流體的來源。

一、礦床地質(zhì)特征

泥堡金礦是黔西南的典型的卡林型金礦，它以沉積巖容礦和微細(xì)粒金為特征，主要賦存于碎屑巖和碳酸鹽巖中，并伴隨著強烈的去碳酸鹽化作用[1-2]。它位于貴州省普安縣和興仁縣的交匯處，在區(qū)域上泥堡金礦與爛泥溝、水銀洞、丫他等金礦床相鄰，大地構(gòu)造位置上，位于揚子陸塊與右江造山帶過渡區(qū)的揚子陸塊一側(cè)[3-4]。礦區(qū)地層主要有中二疊統(tǒng)茅口組和大廠層、峨眉山玄武巖組、龍?zhí)督M等。

二、樣品采集及分析方法

本次試驗選擇泥堡金礦的代表性原生礦石樣品送至北京地質(zhì)博物館標(biāo)本廠磨制成薄片。在對黃鐵礦詳細(xì)的鏡下觀察和背散射電子圖像（BSE）的基礎(chǔ)上，挑選載金黃鐵礦送至中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所納米離子探針實驗室完成原位硫同位素微區(qū)測試。采用儀器為CAMECA Nano-SIMS 50L，測試條件為：實驗轟擊電壓為16KV，計數(shù)時間為150s，束斑直徑為50nm。有關(guān)實驗儀器和具體的分析測試方法詳見，有關(guān)儀器和測試方法詳細(xì)情況詳見文獻[5]。

三、分析與討論

一般認(rèn)為地球上的硫主要有三種不同的來源：①巖漿硫，34S值以0±3‰為特征；②海水硫，地質(zhì)歷史時期的海水硫同位素組成隨時間推移發(fā)生變化，通常以較大的正值為特征；③沉積硫，或生物硫，34S值可在一個較大的范圍之間（-40‰～+50‰）變化，硫同位素組成變化極大[6-8]。礦床中的硫可以是單一來源，也可以是不同來源的混合。

通常通過實驗手段得到的 34S值并不是成礦物質(zhì)沉淀富集成礦時系統(tǒng)的熱液流體體系的 34S值，在成礦熱液流體沿著斷裂、褶皺等控礦構(gòu)造進行遷移時，成礦物質(zhì)的沉淀富集會受到如溫度、氧逸度、PH等諸多因素的影響。大量的研究結(jié)果表明：泥堡金礦床成礦流體具有中低溫（120-300℃），中低鹽度（0.5-11.0w t%NaCl），富含 CO2、H2S，弱酸性（pH=6.7-7.2），低氧逸度的特點，而成礦熱液流體中的硫主要以HS-、S2-等形式存在，所以熱液中沉淀形成的黃鐵礦與流體系統(tǒng)具有相似的 34S值。因此，Nano-SIMS測試技術(shù)得到的 34S值基本可以代表成礦流體中硫同位素的組成。

由表1和圖1可以看出，凝灰?guī)r載金膠狀黃鐵礦的中心地帶的 34S值為5.98～8.66‰，平均值為7.33‰，邊緣位置(裂紋之外)的 34S值為5.23～7.81‰，平均值為6.12‰，表明膠狀黃鐵礦的中心位置和邊緣的硫都主要來自巖漿硫，可能也有部分海水硫的加入，顯示了泥堡金礦的成礦流體主要來自于巖漿活動產(chǎn)生的熱液硫體。為了研究泥堡金礦的成礦作用與區(qū)域巖漿活動關(guān)系，前人做了大量的工作，其主要集中在地球化學(xué)特征和流體包裹體，以及地質(zhì)年代學(xué)方面。礦床的微量元素和稀土元素測試結(jié)果表明，熱液作用是成礦過程中重要影響因素[9]。泥堡金礦凝灰?guī)r包裹體測試結(jié)果顯示，黃鐵礦中的硫與玄武巖中的硫可能都來自幔源[10]。本文研究表明，凝灰?guī)r膠狀黃鐵礦的硫主要來自巖漿硫，可能也有部分海水硫的加入，表明泥堡金礦床的成礦流體與巖漿活動有關(guān)，區(qū)域的巖漿活動不僅提供了足夠的熱源，還帶來了豐富的成礦物質(zhì)，為礦床的形成創(chuàng)造了有利的條件。

表1 泥堡金礦黃鐵礦硫同位素分析結(jié)果

圖1凝灰?guī)r膠狀黃鐵礦硫同位素分布

四、結(jié)論

（1）納米二次離子質(zhì)譜技術(shù)(NanoSIMS)因其空間高分辨率，準(zhǔn)確的分析精度等特點在地質(zhì)科學(xué)中的應(yīng)用越來越廣泛，尤其在同位素示蹤方面。

（2）原位硫同位素分析表明：凝灰?guī)r載金膠狀黃鐵礦的中心地帶的 34S值為5.98～8.66‰，平均值為7.33‰，邊緣位置(裂紋之外)的 34S值為5.23～7.81‰，平均值為6.12‰，表明膠狀黃鐵礦的核部和邊緣的硫都主要來自巖漿硫，可能也有部分海水硫的加入，顯示了泥堡金礦的成礦流體有多種來源混合的特點。

（3）泥堡金礦成礦流體主要來自于巖漿活動，區(qū)域的巖漿活動僅提供了足夠的熱源，還帶來了豐富的成礦物質(zhì)，為礦床的形成創(chuàng)造了有利的條件。

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