福建省连城县姑田矿区铜钼矿同位素地质特征

■曹明志

（环闽矿业有限公司 福建厦门361006）

福建省连城县姑田矿区铜钼矿同位素地质特征

■曹明志

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通过对连城姑田铜矿硫碳稳定同位素的研究,及矿物对的测温,初步确定本区成矿物质来源及成矿温度。

硫同位素碳同位素矿物对测温连城姑田

1　矿区概况

矿区处于闽西南姑田—白砂北东向构造岩浆带的北部，区内侵入岩分布广泛，按期次划分为燕山早期第三阶段第五次侵入的黑云母花岗岩、燕山晚期第一阶段第三次侵入的花岗闪长杂岩、第四次侵入的碱长花岗斑岩；

2　硫同位素特征

详查阶段，从蚀变花岗闪长斑岩中采集12件硫同位素样，分别代表不同矿化阶段的黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿化蚀变脉。

12件硫同位素样，34S变化区间+0.72～-4.86‰，离差值-5. 58%，均值-1.98‰，34S以负值为主，属轻质硫同位素。34S有9件负值，占75%，变化区间-1.43～-4.86‰，偏向34S组成图0值线左侧；34S有3件是正值，占25%，变化区间+0.04～0.72%，紧靠34S组成图0值线。

2.1各矿物硫同位素组成及其变异特点

2.1.1黄铁矿

4件样品δ34S‰介于+0.46～-3.47‰间，均值：-1.11‰，轻硫、重硫型各半。序号7样，代表花岗闪长斑岩早阶段浸染状黄铁矿化，δ34S‰：+0.46%；序号10、8号样，分别代表中温期黄铜矿化绢英岩化阶段、辉钼矿化硅化石英脉阶段。δ34S分别为：-1.46‰、-3.47‰。由早至晚，δ34S‰变化由0.46‰～-1.46‰～-3.47‰。序号9样为黄铜矿黄铁矿脉，δ34S‰：0.04‰，属重硫型，与同期8号样有一定差别，可能因构造影响，存在硫同位素分镏影响所致。

2.1.2黄铜矿

3件样品δ34S‰介于-1.68～-4.86‰间，均值-3.27‰。序号1、2、3号样，分别代表绢英岩蚀变、隐爆角砾岩绢英岩化蚀变、硅化蚀变期间相关黄铜矿。由早至晚δ34S‰依次为：-1.68‰～-3.27‰～-4.86‰。

2.1.3辉钼矿

3件样品δ34S‰均值-2.47‰，分别是中温期含钼石英脉阶段产物、构造脉动斑岩碎裂裂隙中的辉钼矿网脉、生成较晚石英大脉中的鳞片状辉钼矿晶片。34S由早至晚排序：-1.43‰～-2.67‰～-3.31‰。

2.1.4方铅矿、闪锌矿

方铅矿、闪锌矿δ34S‰分别是-2.84‰、+0.72‰，两件同位素样差异较大，可能为闪锌矿结晶过程中有其它地质作用干扰，闪锌矿硫同素发生分馏所影响。

综合上述，黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿硫同位素变化，存在着由高温至中温，温度逐降，地下水不断加入，轻质硫渐增的变化规律。

2.2硫的物质来源：

矿区34S平均值-1.98%，比较接近δ34S‰0值线，变化区间狭窄，硫同位素组成具塔式特征。δ34S‰正值与陨石硫相当接近，负值略低于陨石硫，成矿物质来源于地壳深部或上地幔。

矿区硫同位素组成，与福建省内宁德九曲岭、福安赤路、平和钟腾等斑岩铜（钼）矿对比，三个矿区δ34S‰以正值为主，负值少。赤路矿区均为正值。与安徽沙溪斑岩铜（钼）矿较近似，但沙溪34S更靠近0值线。与江西德兴朱砂红矿区对比，比较近似。

3　碳同位素及氧同位素特征

低温热液蚀变期，出现较多的方解石脉，方解石4件碳同位素样δ13C‰变化区间-2.40～-4.26‰，均值-3.04‰。据现有研究成果，岩浆水流体δ13C‰：-4～8.5‰，混合岩浆水流体δ13C‰：-4～-9.5‰。据此标准判别，成矿溶液中有大量地下水流体加入。碳质来源，可能是地下水循环，从深部围岩中带至浅部，亦可能是来自地壳深部。

矿区δ18O‰变化区间为-15.59～-18.89‰，均值-17.35‰，氧同位素应为大气降水。在高温、中温阶段成矿介质水是否有岩浆水或混合岩浆水尚属疑问，但根据矿区蚀变矿物共生组合，至少存在岩浆水与地下水混合流体。

4　矿物对硫同位素测温

暂以矿物对硫同位素分馏方程计算成矿温度作参考数据。

矿物对的选择：

根据有关研究成果，硫化物各矿物间硫同位素组成特点，34S富集顺序是：硫酸盐＞辉钼矿＞黄铁矿＞磁黄铁矿，闪锌石＞黄铜矿＞方铅矿，根据以上规律，采用共生硫化物计温，各矿物对之间34S必须满足上述条件，表明各矿物对处于硫同位素平衡交换条件，所选择的矿物对硫同位素分馏方程计温，可作为该矿物沉淀形成时近似温度。

矿区选择三对具有共生关系的矿物对：

①ZKA704-2～ZKA904-1，闪锌矿（δ34S：0.72‰）—方铅矿（δ34S：-2.84‰）；

②ZKA408-4～ZKA408-2，黄铁矿（δ34S：0.46‰）—黄铜矿（δ34S：-1.68‰）；

③ZKA409-4～ZKA009-9，辉钼矿（δ34S：-2.67‰）—黄铁矿（δ34S：-3.47‰）。各矿物对之间，前一种矿物δ34S均大于后者。

闪锌矿—方铅矿物对硫同位素分馏方程为1000Lnα(闪锌矿-方铅矿)=8.00×10T-2梶（原），计算温度201°C；

黄铁矿—黄铜矿矿物对硫同位素分馏方程为1000Lnα(黄铁矿-黄铜矿)=4.50×105T-2（索万诺夫），计算温度185°C；

辉钼矿—黄铁矿矿物对硫同位素分馏方程为1000Lnα(辉钼矿-黄铁矿)=0.48×106T-2，计算温度283°C；

以上计温，283°C代表含钼绢英岩矿化阶段温度；201°C代表方铅矿、闪锌矿沉淀期的成矿温度；185°C是代表低温阶段辉钼矿、黄铁矿晶出时期。以上温度基本涵盖矿区主要成矿时段的成矿温度，温度变化区间185～283°C，为中—低温热液成矿，与矿区蚀变矿物共生组合基本吻合。

5　结论

根据上述研究可以得出，福建省连城县姑田铜钼矿产于燕山晚期花岗闪长斑岩中，成矿温度185～283°C，成矿环境为高氧逸度和酸性条件。矿床硫化物的δ34S平均值-1.98%，比较接近δ34S‰0值线，变化区间狭窄，硫同位素组成具塔式特征。δ34S‰正值与陨石硫相当接近，负值略低于陨石硫，成矿物质来源于地壳深部或上地幔；而据矿区δ18O‰变化区间为-15.59～-18.89‰，均值-17. 35‰，氧同位素应为大气降水。指示矿区在高温、中温阶段成矿介质水至少存在岩浆水与地下水混合流体。

[1]《福建省连城县姑田矿区郭坑矿段铜多金属矿详查报告》环闽矿业有限公司 2009年5月.

P61[文献码]B

1000-405X（2016）-2-86-1