黑龙江地区某银多金矿床硫同位素组成成因分析

刘 伟

（山东省第一地质矿产勘查院，山东 济南 250000）

由于黑龙江地区某银多金矿床属黑龙江地区银多金属矿产出地段，以其独特的成矿地质条件成为我国东北银多金矿床的典型代表。黑龙江地区某银多金矿床地形条件十分复杂，且岩浆活动剧烈。研究区的地质矿物组成特征可以从银多金矿硫同位素表征推测出来，一些学者早已从此方面入手同时进行了一些研究，在总结了部分学者的研究成果可以发现黑龙江地区某银多金矿床的硫同位素存在，同时在前人研究基础上进行更加深入研究。同时随着黑龙江地区某银多金矿床的不断勘探，目前硫同位素组成成因分析可用于探究不同领域各事物的演化特征及具体信息[1]。基于此，为了进一步探究黑龙江地区某银多金矿床成矿模式，本文根据对黑龙江地区某银多金矿床的地理位置特点进行了黑龙江地区某银多金矿床硫同位素组成成因分析。在此基础上，通过对黑龙江地区某银多金矿床硫同位素组成成因的详细分析，为黑龙江地区某银多金矿床日后的找矿工作指明前进方向。依照对应的黑龙江地区某银多金矿床控矿构造，结合对黑龙江地区某银多金矿床找矿预测的分析，运用先进的科学地质勘查手段致力于推进黑龙江地区某银多金矿床的找矿进程。

1 原生硫同位素组成成因分析

为了探究黑龙江地区某银多金矿床硫同位素组成成因，保证后续对环境科学研究中硫同位素分子成分的测定结果准确性和测定精度，需要对原生硫同位素进行纯化分离处理，以此将硫同位素中的干扰离子清除[2]。在银多金矿床原生硫同位素组成成因分析中，容易对结果产生干扰的同质异位素及分子成分，如表1所示。

表1 对测定结果产生干扰的同质异位素及分子成分

从表1的测定结果来看，在对多金矿床的硫同位素测定过程中发现对测定结果造成影响因素可大致分为三种成分，这几类成分会对测试物质造成基质效应，造成测定数据的准确度出现差异[3]。首先要对待测矿物的硫同位素进行纯化分离试验，分离出的物质集中进行浓缩，采用消解法对得到的固体成分进行处理。选用13.5mol/L盐酸溶液对试样酸化处理，再使其通过型号为AG 2—X6的阴离子交换树脂，并在这一过程进行时向阴离子交换树脂中添加2.0mol/L盐酸溶液对树脂洗涤，再加入0.45mol/L硝酸溶液进行洗脱处理，并采集最终形成的硫同位素溶液。第二步，再将处理后得到的硫同位素溶液转化为溴化物，并再次将其通过型号为AG 2—X6的阴离子交换树脂，并向其中添加硝酸与氢溴酸的混合溶液进行二次洗脱，并收集最终得到的硫同位素溶液，在整个纯化分离过程中，空白处中的硫同位素含量应当控制在10pg～15pg范围内。以此，测定银多金矿床硫同位素具体分子组成成分。

2 银多金矿床硫同位素组成成因要素

根据原生硫同位素组成成因分析结果，得到黑龙江地区某银多金矿床硫同位素值较高，位于银多金矿床硫同位素范围(8.70‰～11.80‰)的高值端，与围岩花岗岩和前寒武纪变质岩系的δ34S 值接近，因此推测银多金矿床硫同位素组成成因要素主要为熔矿的花岗岩类和前寒武纪变质岩[4]。基于此，确定银多金矿床硫同位素组成成因要素。银多金矿床硫同位素组成成因要素，如图1所示。

图1 银多金矿床硫同位素组成成因要素

结合图1所示，黑龙江地区某银多金矿床硫同位素组成成因的δ34S值主要为负值，偏离零。其中，银多金矿床δ34S值的分布区间为－1.7‰～－8.5‰，均值为-4.81‰；矿区δ34S值的分布区间为-0.7‰～-13.24‰，均值-4.96‰。黄铁矿、闪锌矿、方铅矿矿物的δ34S值大致从大到小排列，基本符合硫同位素的分馏效应[5]。

3 硫同位素组成成因模式分析

利用银多金矿床的硫同位素组成可以示踪成矿的物质来源，但是由于黑龙江地区某银多金矿床属于热液矿床[6]。因此，其硫同位素组成成因的影响因素十分复杂，不一定直接反映成矿流体体系的硫同位素组成。成矿热液体系沉淀硫化物时，其硫同位素组成受δ34S∑s、离子强度、温度、氧逸度、pH值等因素所控制，如果δ34S∑s保持不变，热液中沉淀出硫化物的硫同位素组成主要受氧逸度、pH值的控制，控制了热液中含硫原子团的种类，而这些原子团的34S的富集程度不同，以此可得出硫化物中H2S＞HS-＞S2-。在以H2S为主条件下（低氧逸度、低pH值）热液沉淀出的硫化物（黄铁矿）的δ34S值等于δ34S∑s；在以HS-、S2-为主条件下（低氧逸度、高pH值）热液沉淀出的硫化物（黄铁矿）的δ34S值稍大于δ34S∑s。通过对以往的黑龙江地区某银多金矿床中的硫同位素组成成因分析中，可以发现银多金矿床中硫同位素组成的δ34S值变化范围较窄（－3.0‰～＋2.61‰），极差仅为5.61‰，平均值为0.05‰。其中，变质岩硫同位素δ34S的平均值为0.65%；超镁铁岩硫同位素δ34S的平均值为0.71%；玄武岩硫同位素δ34S的平均值为-0.12%；蒸发岩硫同位素δ34S的平均值为δ－1.02‰。具有δ34S超镁铁岩＞δ34S变质岩＞δ34S玄武岩＞δ34S蒸发岩的特点。由此可以看出，黑龙江地区某银多金矿床中的硫同位素组成成因随着成矿作用的进行，形成的硫同位素δ34S值有降低的趋势。考虑到黑龙江地区某银多金矿床的成硫环境可能是一种半封闭环境，有深源火山硫的补充。鉴于银多金矿床下伏各时代地层中均有多层厚大的火山岩层和岩浆岩存在，当地下水溶液流经时，能够萃取其中的硫组分，成为硫质的主要来源。在主条件下（高氧逸度）热液沉淀出的硫化物（黄铁矿）的δ34S值远低于δ34S∑s，因此在计算热液矿床中的硫同位素组成时，必须研究成矿的物理化学条件[7]。黑龙江地区某银多金矿床的共同特点是矿石中的含硫矿物主要以各种硫化物的形式出现，只有在成矿末期时有少量的重晶石等氧化物出现，成矿溶液具有较低的氧逸度、中等pH值条件，硫化物的δ34S值基本反映成矿溶液的δ34S∑s值。黑龙江地区某银多金矿床矿石硫同位素组成位于前寒武纪变质岩的硫同位素组成范围的高值部分，其含量变化范围明显小于沉积岩。说明得出黑龙江地区某银多金矿床中硫同位素组成成因不是单纯的地幔硫或地壳硫, 而应属混合硫的结论[8]。综上所述，黑龙江地区某银多金矿床硫同位素组成成因是多因素耦合、临界过渡和边缘成矿作用的结果，深部剖面、侧向和邻区是重要的找矿方向。

4 结束语

通过黑龙江地区某银多金矿床硫同位素组成成因分析，在确保黑龙江地区某银多金矿床能够可持续发展的前提条件下，加大针对黑龙江地区某银多金矿床硫同位素组成成因的勘查力度。通过以上研究，取得了一定的研究成果，能够为黑龙江地区某银多金矿床的找矿工作提供良好理论依据。但本文仅对黑龙江地区某银多金矿床硫同位素组成成因进行分析，存在不足的地方在于对详细的黑龙江地区某银多金矿床成矿模式并没有深入的研究。基于黑龙江地区某银多金矿床成矿模式这一点，也可以作为黑龙江地区某银多金矿床未来研究方向。