西藏邦鋪鉬多金屬礦床碳氧同位素組成及意義

周 雄 溫春齊 費光春 張 貽 周 玉, 岳相元 溫 泉

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所，四川 成都 610041；;2.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川 成都 610041)

西藏邦鋪鉬多金屬礦床碳氧同位素組成及意義

周 雄1溫春齊2費光春2張 貽1周 玉1,2岳相元1溫 泉2

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所，四川 成都 610041；;2.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川 成都 610041)

對西藏邦鋪鉬銅多金屬礦床中的灰?guī)r、方解石進行了C、O同位素測定。測試結(jié)果表明，早期的灰?guī)r具有相對較高的δ13CV-PDB(3.1‰～4.0‰)、δ18OV-SMOW(5.2‰～12.5‰)和Z值(136.44～141.72)，晚期的方解石的δ13CV-PDB(-5.6‰～-3.8‰)、δ18OV-SMOW(1.3‰～5.5‰)和Z值(118.57～120.17)則偏低。δ13CV-PDB-δ18OV-SMOW碳酸鹽巖來源判別圖解顯示碳主要來源于蝕變及再沉積碳酸鹽巖，δ13CV-PDB-δ18OV-SMOW流體來源判別圖解顯示成礦流體中的碳來源于巖漿及碳酸鹽巖的溶解作用，但明顯混合了大氣降水。綜合分析認為，早期為同生期成巖環(huán)境，后期為埋藏混合水環(huán)境，流體中的碳可能主要來源于海相碳酸鹽巖的溶解作用，但不排除巖漿巖對碳的貢獻。碳氧同位素結(jié)果顯示，當大氣降水強度加大時，δ13CV-PDB向低、負值方向偏移，δ18OV-SMOW發(fā)生強烈的負偏移，即氧同位素漂移。

碳氧同位素 溶解作用 鉬銅多金屬礦床 邦鋪

西藏邦鋪礦床是岡底斯斑巖銅礦帶上典型的以鉬為主的大型Mo-Cu-Pb-Zn多金屬礦床，鉬銅礦為斑巖型礦床，鉛鋅礦為碳酸鹽巖型[1]。該礦床自發(fā)現(xiàn)以來(2007—2009)，便受到了人們的廣泛關(guān)注，許多學(xué)者從成礦地質(zhì)背景[1,2]、巖石地球化學(xué)[3]、成礦流體來源[2,4-5]、成礦物質(zhì)來源[6]、成巖成礦時代[7-13]、礦床成因[1,14]等方面進行了研究，為該礦床的理論研究提供了豐富的資料。目前，該礦床的Pb、Zn礦床的研究仍相對薄弱，在一定程度上制約了對礦床成因的進一步認識。

前人研究顯示，碳酸鹽巖中的灰?guī)r、方解石的C、O同位素體系已經(jīng)廣泛運用于示蹤各類熱液礦床成礦流體來源及演化[15-18]?；?guī)r是邦鋪礦床的賦礦巖石，方解石是主要的脈石礦物，因此可以為研究該礦床成礦流體來源及演化提供重要的信息。本研究在大量野外工作的基礎(chǔ)上，采集了鉛鋅礦體賦礦圍巖洛把堆組(P1l)灰?guī)r及方解石樣品，進行了C、O同位素測定，以期進一步探討成礦流體中碳的來源。

由于前人對礦床地質(zhì)特征已做了詳細討論[1-2,13]，在此不再做相關(guān)描述。

1 樣品采集及測試

研究所用樣品主要來自礦區(qū)東南部鉛鋅礦體的坑道。邦鋪礦區(qū)4件石灰?guī)r和2件方解石的碳氧同位素組成由核工業(yè)北京地質(zhì)研究院同位素室測試。

碳同位素δ13C和氧同位素δ18OV-SMOW測試值及根據(jù)Keith and Weber[19]碳酸鹽巖碳氧同位素組成計算的碳酸鹽巖鹽度指數(shù)Z值結(jié)果見表1。

表1 碳氧同位素組成 Tab.1 Carbon and oxygen isotopic compositions

由表1可見，鉛鋅礦床中4件石灰?guī)rδ13CV-PDB均為正值，且變化范圍較小(3.1‰～4.0‰)，平均值為3.45‰；δ18OV-SMOW組成變化相對較大(5.2‰～12.5‰)，平均值為8.63‰；Z值變化較小(136.44～141.72)，平均值為138.66。

2件方解石的δ13CV-PDB‰均為負值，為-5.6‰～-3.8‰，平均值為-4.7‰；δ18OV-SMOW值為1.3‰～5.5‰，平均值為3.4‰；Z值為118.57～120.17，平均為119.37。

注：測試單位為核工業(yè)北京地質(zhì)研究院同位素實驗室；Z值據(jù)Keith and Weber[19]，Z=2.048(δ13C+50)+0.498(δ18O+50)。

2 討 論

Keith and Weber[19]研究結(jié)果表明，碳酸鹽巖的Z值小于120為淡水成巖環(huán)境，Z值接近120為埋藏混合水環(huán)境，Z值大于120為同生期成巖環(huán)境。由表1可見，灰?guī)r的Z值為136.44～141.72，平均值為138.66，指示為同生期成巖環(huán)境，即為海相沉積碳酸鹽巖；方解石的Z值為118.57～120.17，平均為119.37，指示為埋藏混合水環(huán)境。

根據(jù)石灰?guī)r及方解石碳氧同位素組成，繪制了邦鋪礦區(qū)δ13CPDB-δ18OSMOW碳酸鹽巖來源判別圖解和δ13CPDB-δ18OSMOW成礦流體來源判別圖解，見圖1、圖2。在圖1中，有1個方解石樣品直接投在了巖漿源碳酸巖區(qū)域內(nèi)，其余點主要投在蝕變及再沉積碳酸鹽巖區(qū)域內(nèi)，表明C主要來源于蝕變及再沉積碳酸鹽巖。在圖2中，2件灰?guī)r樣品(BP133、BP134)投點位于花崗巖區(qū)域，表明成礦流體來源于巖漿巖或深源巖漿流體；1件灰?guī)r樣品投點位于花崗巖與海相碳酸鹽巖之間，表明成礦流體中的碳來源于巖漿及碳酸鹽巖的溶解作用；另外1件灰?guī)r及2件方解石樣品的投點位于花崗巖左側(cè)，但明顯混合了大氣降水，結(jié)合表1及圖1、圖2，可認為流體中的碳可能主要來源于海相碳酸鹽巖的溶解作用，但不排除巖漿巖對碳的貢獻。

圖1 δ13CPDB -δ18OSMOW碳酸鹽巖來源判別圖解 (背景圖據(jù)文獻[20])Fig.1 δ13CPDB -δ18OSMOW diagram for the carbonate source (the plot is after reference[20])□—灰?guī)r；○—方解石

圖2 δ13CPDB -δ18OSMOW流體來源判別圖解 (背景圖據(jù)文獻[16]、[21]修改)Fig.1 δ13CPDB -δ18OSMOW diagram for the source of the fluid (modified by the references[16],[21])□—灰?guī)r；○—方解石

后期的方解石，無論是δ13CV-PDB、δ18OV-SMOW還是Z值，均低于早期的灰?guī)r，反映出大氣降水對成巖環(huán)境的影響，指示當時的環(huán)境為淺埋藏或暴露，顯示當時大氣降水強度加大時，δ13CV-PDB向低、負值方向偏移，δ18OV-SMOW發(fā)生強烈的負偏移，即氧同位素漂移。

3 結(jié) 論

(1)鉛鋅礦床中4件石灰?guī)rδ13CV-PDB均為正值，且變化范圍較小(3.1‰～4.0‰)，平均值為3.45‰；δ18OV-SMOW值變化相對較大(5.2‰～12.5‰)，平均值為8.63‰；Z值變化較小(136.44～141.72)，平均值為138.66；2件方解石的δ13CPDB均為負值(-5.6‰～-3.8‰)，平均值為-4.7‰；δ18OV-SMOW值為1.3‰～5.5‰，平均值為3.4‰；Z值為118.57～120.17，平均為119.37。

(2) H、O同位素判別圖解顯示，成礦流體中的碳可能主要來源于海相碳酸鹽巖的溶解作用，但不排除巖漿巖對碳的貢獻。

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(責任編輯 鄧永前)

Oxygen and Carbon Isotopic Composition and its Significance of Bangpu Molybdenum Polymetallic Deposit in Tibet

Zhou Xiong1Wen Chunqi2Fei Guangchun2Zhang Yi1Zhou Yu1,2Yue Xiangyuan1Wen Quan2

(1.InstituteofMineralResources，ChineseAcademyofGeologicalSciences,Chengdu610041,China；2.CollegeofEarthScience，ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610041,China)

The limestone and calcite of Bangpu Mo-Cu polymetallic deposit are surveyed by Carbon，oxygen isotope determination.The results show that there are high carbon (δ13CV-PDB=3.1‰～4.0‰)，oxygen isotope compositions (δ18OV-SMOW=5.2‰～12.5‰) and carbonate salinity index value ofZ(136.44～141.72) from the early period of limestone，while low carbon(-5.6‰～-3.8‰)，oxygen isotope compositions(1.3‰～5.5‰) andZvalue (118.57～120.17) from later period of calcites.δ13CV-PDB-δ18OV-SMOWdiagram for the carbonate source shows that carbon mainly originates from the alteration of sedimentary carbonate rocks，δ13CV-PDB-δ18OV-SMOWdiagram for the source of the fluid shows that carbon in the ore-forming fluid mainly comes from magma and dissolution of carbonate rocks which obviously mixed atmospheric precipitation.It is concluded that it is the syngenetic diagenetic environment during the early period while buried mixed water environment during the later period.Carbon in ore-forming fluid was mainly derived from the dissolution of marine carbonate formation，but magmatic rock is also an important factor of carbon formation.Carbon and oxygen isotope results shows that when rainfall intensity increased，δ13CV-PDBshift to a low and negative direction andδ18OV-SMOWwith a negative excursion which means isotope excursion.

Carbon and oxygen isotopes，Dissolution，Mo-Cu polymetallic deposit，Bangpu

2013-11-10

國土資源部公益性行業(yè)科研專項(編號：201011013)，“十一五”國家科技支撐計劃項目(編號：2006BAB01A04)。

周 雄(1979—)，男，工程師。

P597

A

1001-1250(2014)-01-092-04