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安徽铜陵马山金硫矿床稳定同位素地球化学研究 专 业: 地质工程 学 号: 学生姓名: 王佳佳 主要内容 一、矿床地质特征 二、稳定同位素分析方法 三、稳定同位素地球化学特征 四、结论 一、矿床地质特征 矿石的矿物组成较复杂，主要为磁黄铁矿、黄铁矿、毒砂、胶状黄铁矿和菱铁矿，其次有少量闪锌矿、黄铜矿、磁铁矿、方铅矿和微量的辉钼矿、白铁矿、方黄铜矿、自然铋、碲铋矿等。金矿物有自然金、含银自然金和银金矿。非金属矿物有石英、方解石、白云石，以及蛇纹石、滑石、绿泥石、石榴石等。 矿石构造以块状为主，其次为浸染状。矿石结构以自形一半自形晶粒状为主，其次有各种图案的交代结构。 矿石类型主要有块状硫化物和浸染状硫化物两类，以前者为主，占75 以上。块状硫平均品位：Au10.1×10 (最高可达376×10-6 );Ag36.1×10-6；S33.5%(最高49.68%)；Fe42.57 %；As4.24;CuO12%；Pb和Zn0.2 %；浸染状矿石(含金黄铁矿化大理岩)：Au6.75×10-6；S12.0%。 二、稳定同位素分析方法 此次工作分析了马山金硫矿床中岩石、矿石的代表性样品的H、O、C、S和Si同位素组成。硫化物矿样以Cu2O作氧化剂制备SO2，分析精度为±0.2 ‰，相对标准为V-CDT。碳酸盐样品采用正磷酸方法，分析精度均为±0.2‰。C和O相对标准分别为V-PDB和V-SMOW。硅同位素分析样品是在高温下与BrF5反应生成SiF4气体，再经丙酮一干冰多次反复纯化，最后通过70℃金属锌管进一步纯化获得纯净的SiF4气体，送质谱测定。分析精度优于±0.1 ‰ ，相对标准为NBS-28。 对硅酸盐样品的氧同位素分析则采用传统的BrF5分析方法分析精度为±0.2‰ ，相对标准为V-SMOW。选取40～60目的纯净石英、方解石样品，在150℃低温下真空去气4小时以上，以彻底除去表面吸附水和次生包裹体水，然后在400℃高温下爆裂取水，并与金属锌反应生成H2，分析精度为±2‰ ，相对标准为V-SMOW。 三、稳定同位素地球化学特征 3.1 硫同位素地球化学 本文在收集整理前人研究成果基础上，对矿体补做了4件样品，一同汇编于表1，其硫同位素频率直方图见图1。从表1和图1可以得出以下两点结论： (1)马山金硫矿床矿体的矿体与岩体具有相同的硫源 (2) 矿体与地层具有不同的硫源。 3.2 碳、氧同位素地球化学 马山金硫矿床的碳、氧同位素组成分析结果见表2。马山金硫矿床矿石中方解石与该区栖霞组、船山组和黄龙组的大理岩、灰岩和白云岩碳氧同位素组成明显不同，这反映矿石中碳、氧不大可能来源于围岩地层。 成矿热液中的碳主要有3种可能来源(图2)：①地幔射气或岩浆来源；② 沉积岩中碳酸盐岩的脱气或含盐卤水与泥质岩相互作用；③ 各种岩石中的有机碳。 3.3 硅同位素地球化学 马山金硫矿床的硅同位素组成分析结果见表3，用铜官山石英闪长岩体的硅氧同位素组成代替天鹅抱蛋山岩体的硅氧同位素组成。马山金硫矿床矿石中石英和全岩的δ30SiNBS-28变化范围为—0.4‰ ～ 一0.1‰ ，平均为一0.27 ‰ ，接近一0.3 ‰ ，与岩体的δ30SiNBS-28值(一0.3‰)非常接近，这暗示着矿石的硅来源于岩体。而地层的δ30SiNBS-28变化范围为一0.5‰ ～ 一0.2‰，平均为一0.36 ‰ ，接近一0.4 ‰ ，与矿石中石英和全岩的δ30SiNBS-28值有所差别。。 3.4 氢、氧同位素地球化学 马山金硫矿床的氢、氧同位素组成分析结果见表4。从表中可以看出，黄龙组、船山组和栖霞组中方解石和白云石的δDV-SMOW变化范围为一70 ‰ ～一34‰ ，矿石中石英的δDV-SMOW变化范围为一69 ‰ ～ 一62 ‰。将它们与氧同位素一起绘于图3。从图3可以看出，矿石成矿流体主要来自岩浆，而地层的流体主要来自变质水，与前述研究成果一致。 综上所述，安徽铜陵马山金硫矿床成矿流体的H、O、C、S、Si同位素地球化学特,反映出成矿作用与燕山期的岩浆活动密切相关。 四、结论 (1)硫的来源。硫同位素研究表明，马山金硫矿床矿体与岩体两者具有相同的硫源。地层中硫化物的δ34S值为一35.4‰ ～ 一13.0‰ ，与矿体中的δ34S值截然不同，其特征反映了外生沉积条件下生物细菌作用的结果，说明矿体与地层具有不同的硫源。 (2)碳、氧的来源。碳、氧同位素研究表明，马山金硫矿床矿石中方解石的碳、氧同位素组成与矿区围岩的碳、氧同位素组成明显不同，其δ13CV-PDB、 δ18OV-SMOW值，与岩浆作用形成的CO2的碳、氧同位素组成一致，表明矿石中方解石的碳、氧来源于岩浆作用。 (3)成