厄瓜多爾Beroen金銀礦床硫鉛同位素地球化學

席 振，高光明，馬德成，羅 晗（1. 中南大學 地球科學與信息物理學院，長沙 41008；2. 中南大學 有色金屬成礦預測教育部重點實驗室，長沙 41008；. 新疆有色地質(zhì)勘查局701隊，昌吉 81100）

厄瓜多爾Beroen金銀礦床硫鉛同位素地球化學

席 振1， 2，高光明1， 2，馬德成3，羅 晗1， 2
（1. 中南大學 地球科學與信息物理學院，長沙 410083；2. 中南大學 有色金屬成礦預測教育部重點實驗室，長沙 410083；3. 新疆有色地質(zhì)勘查局701隊，昌吉 831100）

Beroen位于厄瓜多爾西南大洋增生地體和原生大陸地體拼接縫合帶的東側(cè)?；诘V區(qū)圍巖和主要硫化物的硫鉛同位素特征進行分析。除磁黃鐵礦外，其他硫化物平均δ34S為0.1%，來源于深部巖漿來源硫，并有結(jié)晶基底還原硫的貢獻。圍巖及硫化物的206Pb/204Pb為18.605～19.147，207Pb/204Pb為15.621～15.694，208Pb/204Pb為38.378～38.967，放射性成因的異常鉛，經(jīng)歷3個階段，中晚白堊紀前在地幔中為均質(zhì)的非放射成因鉛；始新世時期，富集地幔巖漿源形成，并在淺地殼同化吸收Chaucha和Macuchi基底巖石的放射性鉛；在中新世礦床形成時，與淺地殼層巖漿房的熱液系統(tǒng)有關的成礦流體淋濾圍巖的放射成因鉛，在礦石礦物中更加富集地殼鉛成分。同時，Chaucha成礦區(qū)礦床的礦石礦物鉛同位素組成比圍巖和中安第斯礦床更富集放射成因鉛，這與厄瓜多爾南部中晚第三世大量中小型體積侵入體侵位有密切關系。

鉛硫同位素；成礦物質(zhì)來源；淋濾；吸收；Beroen金銀礦；厄瓜多爾西南部

厄瓜多爾安第斯是沿南美大陸西部邊緣延伸山鏈的一部分。其礦業(yè)發(fā)展集中在過去的20年中，許多國際和厄瓜多爾國家公司加大礦業(yè)勘查活動，發(fā)現(xiàn)大批中新世及更老的斑巖相關礦床。按照成礦時代的不同，厄瓜多爾南部成礦帶可分為兩個截然分布的金屬成礦帶［1?5］。其中中新世金屬成礦帶發(fā)育自秘魯中部，沿安第斯山脈向北延伸到厄瓜多爾和哥倫比亞，發(fā)育許多世界級的銅和金礦床［3， 5?6］。該帶礦化類型主要有斑巖銅?鉬?金（如Junín， Chaucha， Gaby-Papa Grande［1］），高硫型（如 Quimsacocha［2， 7］），中硫型（如 Portovelo-Zaruma［8］），和低硫型（如 Beroen［9］）熱液金、銀礦床。雖然有些礦床有很長的開采歷史（Portovelo-Zaruma金礦開采始于古Inca時期（15世紀）），但許多厄瓜多爾的中新世成礦帶上的礦床在目前基本都處于勘探階段。

厄瓜多爾地殼由不同的大陸源地體（Chaucha，Tahuin， Loja）和大洋源地體（Macuchi， Alao， Salado）組成，這些地體單元從晚侏羅到始新世一直發(fā)展增生至亞馬遜克拉通。根據(jù)基本地形和主要地質(zhì)單元，厄瓜多爾可分為西部平緩 Costa弧前增生平原，東部Oriente前陸盆地，及兩者之間西科迪勒拉，內(nèi)安第斯地塹和東科迪勒拉山鏈組成［10］。Beroen礦床是一個賦存在火山巖地層中的低硫型（絹云母?冰長石型）淺成低溫熱液礦床［9］。位于外來白堊紀到始新世的Macuchi大洋地體和原地Chaucha陸殼地體的接觸部位，靠近兩者之間北北東方向CPP（Calacali-Pallatanga-Pujili）斷層帶的南部延伸Bulubulu斷層［9］，如圖1（a）所示。同位素地球化學可以對成礦物質(zhì)來源進行有效示蹤，其中硫同位素能表征成礦時的物化條件。而鉛同位素除受到放射性衰變和混合作用影響外，不會在物理、化學和生物作用過程中發(fā)生變化［11］。黃鐵礦、閃鋅礦等硫化物中基本不含有U、Th等放射成因鉛的母體放射元素，硫化物一旦結(jié)晶，其鉛同位素比值基本不變［12］?；谕坏V床、不同礦床硫鉛同位素對比，可以發(fā)現(xiàn)礦床形成背景的差異，從差異入手，探討成礦背景物化條件的變化，進而推斷礦床形成的大地構(gòu)造背景、地球動力學等的演化，對區(qū)域的地質(zhì)演化歷史和礦床發(fā)現(xiàn)有重要推進作用［3?6， 10?14］。本文作者在顯微鏡下研究和礦石礦物及圍巖的硫鉛同位素分析基礎上，深入探討B(tài)eroen礦床的物質(zhì)來源，建立成礦模式。

圖1 Chaucha地區(qū)地質(zhì)圖及大地構(gòu)造位置圖［9?10， 15?17］：晚中新世?現(xiàn)代：1—火山巖，2—火山碎屑巖，3—沉積巖；漸新世?中中新世：4—火山巖，5—火山碎屑巖；6—中生代火山巖；7—第三紀閃長巖、花崗閃長巖、花崗斑巖；8—斷層或推測斷層；9—金屬礦床；侵入體年齡（Ma）：10—U-Pb鋯石；11—K-Ar鋯石裂變徑跡定年Fig. 1 Geological map and its geotectonic location of the Chaucha area［9?10， 15?17］: Late Miocene to recent: 1—Volcanic； 2—Volcaniclastic； 3—Sedimentary； Oligocene to mie-Miocene: 4—Volcanic； 5—Volcaniclastic； 6—Mesozoic volcanic； 7—Tertiary intrusive； 8—Fault or inferred fault； 9—Mineral deposit； Intrusive age （in Ma）: 10—U-Pb zircon； 11—K-Ar zircon fission track

1 地質(zhì)背景

1.1 礦區(qū)地質(zhì)

Azuay省Beroen礦床位于厄瓜多爾第三紀巖漿弧中Chaucha巖基和Saraguro群火山巖層的接觸部位。Beroen南側(cè)約8 km為Chaucha斑巖銅鉬礦床。區(qū)域上發(fā)育大面積的漸新世?中新世 Saraguro群中酸性熔巖，凝灰?guī)r層，有后期Chaucha巖基侵位。該巖基主要位于礦床西側(cè)和南側(cè)，超過數(shù)百平方公里大小。為多期多次侵入體，其中較晚期的閃長巖、花崗斑巖侵位到早期的花崗閃長巖到英云閃長巖組合中，巖基中侵入巖的鋯石U-Pb年齡從（35.77±0.05） Ma，15.3～14.8 Ma，到（9.79±0.03） Ma［15?17］（見圖1）。區(qū)域主構(gòu)造為北北東向安第斯山鏈構(gòu)造，疊加多期北東向，北西和東西向構(gòu)造。

礦區(qū) Saraguro群火山巖是Beroen礦床的賦礦圍巖。以安山巖，安山質(zhì)火山礫凝灰?guī)r為主，綠色到淺綠色。安山質(zhì)火山礫凝灰?guī)r表現(xiàn)出弱浮石排列，可能因為壓實作用或弱拼接作用，礦體北部的San Luis凝灰?guī)r具有明顯的拼接葉片狀，整齊排列的浮石形成，這可能就是成巖過程中巖石作用引起。礦區(qū)侵入巖分布在礦體北部和南西部，其中北部以閃長巖、花崗閃長斑巖為主，南西部則發(fā)育英云閃長巖、花崗閃長巖。南西部距離礦體較近的花崗閃長巖偶爾有斜長石斑晶，常綠泥石化，可觀察到角巖化。在鉆孔中可見英云閃長巖角礫（如BC33鉆孔），為晚期火山活動和鏟狀斷層捕獲殘留。受Bulubulu縫合帶影響，礦區(qū)構(gòu)造以北東為主，且有右旋作用特征，在礦區(qū)脈體和溝谷發(fā)育中有所體現(xiàn)。還有一組東西向構(gòu)造存在，表現(xiàn)為巖層邊界、節(jié)理、褶皺等，Saraguro火山巖層在礦區(qū)北部向北傾，在礦區(qū)南部向南傾，形成一個寬廣東西向的褶皺構(gòu)造，其軸部位于Alejandra Sur區(qū)域。在主礦體部位，有后期北西向、北東向鏟狀斷層破壞礦體，使礦體部分被剝蝕（見圖2）。

圖2 Beroen礦區(qū)地質(zhì)圖：1—火山礫凝灰?guī)r；2—安山巖；3—第四系混雜堆積物；4—花崗閃長斑巖；5—英云閃長巖；6—斷層；7—礦脈Fig. 2 Geological sketch map of Beroen deposit: 1—Lapilli tuff； 2—Andesite； 3—Colluvium； 4—Granodioritic porphyry；5—Tonalite； 6—Fault； 7—Ore veins

1.2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)礦體包括Alejandra礦脈和San Luis礦脈。Alejandra礦脈呈脈狀、網(wǎng)脈狀和厚板狀發(fā)育，走向北東約70°，傾向南東，傾角淺部較陡為70°～80°，深部變緩為60°～70°。礦體賦存于石英脈和熱液角礫巖中，走向延伸500 m，傾向控制垂深為270 m，礦體厚度大小不一，厚度為0.3～27.9 m，平均厚度約10 m。在Alejandra脈的角礫巖中發(fā)育有超高品位金礦體。礦脈經(jīng)歷多個熱液階段，形成殼狀、紋層狀石英，并大多發(fā)育熱液角礫巖化，可能重疊構(gòu)造角礫巖。有葉片狀角礫巖中的空洞局部內(nèi)襯殼狀石英和冰長石，形成雞冠狀構(gòu)造。殼層狀石英中黑色條帶金品位較高，包含可見的紅銀礦（淡紅銀礦?深紅銀礦）及銀金礦。

San Luis礦脈位于 Alejandra脈北邊，產(chǎn)于Alejandra北東向斷層下盤，全部為隱伏礦體，賦存于石英脈和熱液角礫巖中，受北東向斷裂帶控制，呈脈狀、網(wǎng)脈狀和板狀，可分為幾個小礦體，總體走向北東約70°，走向延伸370 m，傾向南東，傾角較緩為50°～60°，控制標高為3700～3900 m，控制垂深為200 m，礦體厚度不均勻，為0.5～10.0 m；品位與Alejandra的接近。

礦區(qū)礦石可分為石英脈型和熱液角礫巖型。礦化與硅化、絹云母化蝕變關系最為密切，主要的礦石礦物包括自然金、銀金礦、黃鐵礦、毒砂、深紅銀礦等，脈石礦物主要有石英、伊利石、方解石、綠泥石、白云母、電氣石和綠簾石等。金主要以銀金礦和自然金形式存在，大部分為顯微金，賦存在石英、黃鐵礦等礦物附近，或被黃鐵礦、磁黃鐵礦等包裹，見礦石礦物顯微鏡照片（見圖3）。

2 實驗結(jié)果

2.1 樣品采集與分析

研究樣品采自礦區(qū)地表和鉆孔巖心中，進行了礦石礦物的顯微鏡下研究和圍巖全巖及硫化物的鉛同位素測試工作。對于硫化物單礦物，在礦石和圍巖粉碎、清洗、干燥后，雙目鏡下挑選黃鐵礦、方鉛礦、磁黃鐵礦單礦物，純度大于98%。樣品鏡下研究和同位素測試委托日內(nèi)瓦大學礦物學院（Geneva University，Department of Mineralogy）進行。使用MAT?251同位素質(zhì)譜儀測定硫同位素，以V-CDT國際標準，分析精度±0.02%。使用Thremo?Fisher公司生產(chǎn)的Triton TI型表面熱電離質(zhì)譜儀（TIMS）測量鉛和鍶同位素比值。樣品和鉛同位素國際標準樣（SRM981）在相近溫度條件（約1220 ℃）、相近離子流強度下測量。所有樣品的鉛同位素比值通過監(jiān)控的國際標樣SRM981進行了質(zhì)量分餾校正，分析相對誤差小于0.05%［17?18］。

2.2 硫、鉛同位素組成特征

礦石樣品中，4個黃鐵礦取自網(wǎng)脈狀和硅化礦體中，方鉛礦取自硅化礦脈中，磁黃鐵礦取自蝕變?nèi)蹘r中浸染狀的磁黃鐵礦。

硫同位素中黃鐵礦、方鉛礦的δ34S分布較集中，變化范圍?0.27%～0.38%，磁黃鐵礦的δ34S偏離較遠，為?2.32%，與黃鐵礦、方鉛礦相差很大［18?19］。礦區(qū)主要硫化物和圍巖鉛同位素組成如表1和2所列。英云閃長巖206Pb/204Pb=19.017～19.132，207Pb/204Pb=15.621～15.694，208Pb/204Pb=38.715～38.941；Saraguro火山巖的206Pb/204Pb=18.660～19.147，207Pb/204Pb=15.625～15.692，208Pb/204Pb=38.442～38.939。礦石硫化物的206Pb/204Pb= 19.041～19.139，207Pb/204Pb=15.664～15.690，208Pb/204Pb=38.865～38.967。圍巖全巖樣的206Pb/204Pb比值變化范圍較廣（18.605～19.147）?；◢忛W長斑巖具有最低的206Pb/204Pb比值（18.605），英云閃長巖的206Pb/204Pb比值接近（19.017～19.125），而火山巖的206Pb/204Pb比值變化范圍較大（18.660～19.147）?；鹕綆r中的207Pb/204Pb比值比侵入巖中的比值高，更加富含放射性207Pb。礦石鉛同位素組成波動小于1%。在考慮誤差的情況下，硫化物鉛同位素組成基本重疊。

表1 Beroen礦床礦石硫鉛同位素組成Table 1 S and Pb isotope composition of ore minerals from Beroen deposit

表2 Beroen礦床圍巖全巖鉛同位素組成Table 2 Pb isotope composition of wall rocks from Beroen deposit

3 討論

3.1 成礦物質(zhì)來源

3.1.1 硫同位素

熱液硫化物的硫同位素組成是源區(qū)物質(zhì)的δ34S組成、氧逸度、pH、離子強度和溫度的函數(shù)。當fO2較低時，流體中硫主要以HS?、S2?形式存在，所沉淀的硫化物δ34S與整個流體δ34S近似。當fO2較高，SO42?大量存在并沉淀富含 δ34S的硫酸鹽，導致成礦流體δ34S虧損，沉淀的黃鐵礦等硫化物的δ34S值較低，低于整個體系δ34S［20?21］。Beroen礦區(qū)未見到重晶石、明礬石、石膏等主要硫酸鹽礦物，因此，礦區(qū)硫化物的S同位素可以近似代表成礦流體總硫同位素組成。但本礦床熱液硫化物富集 δ34S的順序為黃鐵礦＞方鉛礦＞磁黃鐵礦，不符合同一物理化學體系不同礦物相硫同位素熱力學分餾達到平衡時的大小順序，這可能是Beroen礦床成礦流體硫同位素未達到分餾平衡，也可能是由于所測量的取自蝕變?nèi)蹘r中的磁黃鐵礦單礦物與礦體中的黃鐵礦、方鉛礦形成的物理化學條件不同，礦物結(jié)晶所處的流體環(huán)境和演化階段差異所造成［22］。黃鐵礦和方鉛礦的硫同位素可能更接近礦床形成時候的流體硫同位素值。4個黃鐵礦和2個方鉛礦的δ34S值為?0.27%到0.38%（均值為0.083%），變化范圍窄小，具塔式結(jié)構(gòu)，初始流體系統(tǒng)的δ34S大部分源于巖漿硫（δ34S=0～0.2%），并且有有機硫（δ34S為較低的負值）的混合［12， 23］。而磁黃鐵礦的δ34S值為?2.32%基本為有機來源硫，可能為熱液淋濾Chaucha陸源塊體古生代變質(zhì)結(jié)晶基底中黑色頁巖得到，在礦區(qū)角礫巖中能見到有黑色頁巖的角礫存在。

Beroen礦化絹云母40Ar-39Ar法定年得到成礦年齡18.91Ma，而西南科迪勒拉在19 Ma左右具有一次明顯的擠壓或扭壓應力格局的轉(zhuǎn)換過程，引起地幔巖漿活動，促使巖漿流體的活躍運動，可認為礦區(qū)成礦流體的硫同位素主要為深部巖漿來源［17， 23?24］（見表3）。磁黃鐵礦的δ34S值?2.32%的存在，說明礦區(qū)成礦流體形成運移過程中，深部變質(zhì)結(jié)晶基底可能也貢獻了部分硫源，揭示成礦流體的多來源性。

3.1.2 鉛同位素

礦區(qū)硫化物的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb變化范圍都較小，計算的ω值為35.46～35.82，與正常鉛 ω 值（35.55±0.59）相差很小［14， 21， 28］。具有較高的206Pb/204Pb（19.04～19.139）和207Pb/204Pb（15.664～15.689）的值，并且Th/U值介于3.59～3.62，低于中國大陸平均Th/U值（4.20±0.13）和其他大陸Th/U值（3.81±0.11）［13］。硫化物計算模式年齡均為負值。因此，μ值的計算也是無意義的，Beroen金銀礦床內(nèi)礦石鉛非單階段正常鉛，富集放射成因異常鉛，鉛同位素演化比較復雜。

在 Beroen礦床的礦石和圍巖的鉛同位素207Pb/204Pb-206Pb/204Pb模式和構(gòu)造環(huán)境圖解中（見圖4和5），Beroen礦床圍巖的206Pb/204Pb表現(xiàn)出兩種不同的變化趨勢，一方面有一組巖石具有最低的206Pb/204Pb值，包括有礦區(qū)北部花崗閃長斑巖和部分安山巖。另一方面，有一組巖石具有最高的206Pb/204Pb值，包括英云閃長巖和凝灰?guī)r、部分安山巖。因而，花崗閃長斑巖和部分安山巖與英云閃長巖與另外部分安山巖、凝灰?guī)r鉛的來源稍有不同，或者形成時代不同，或者源鉛中含放射元素Th和U的含量不均衡，這從另一方面也說明Saraguro群形成于長期的火山弧活動（見表3）。就 Beroen礦床硫化物和圍巖的鉛同位素組成對比其207Pb/204Pb值，硫化物中鉛同位素組成的放射性成因鉛比英云閃長巖和花崗閃長斑巖含量都多，但與賦礦的Saraguro火山巖中放射性成因鉛分布相比，大部分是重疊的。但以206Pb/204Pb比值來說，礦石礦物的鉛同位素組成比花崗閃長斑巖和大部分火山巖中鉛同位素更加具有放射性，但與英云閃長巖和一些火山巖中鉛同位素放射性相似?；究梢源_定，礦床硫化物的鉛來源與圍巖的鉛來源是相同的，但圍巖成巖年齡與礦床成礦年齡不同，及圍巖中鈾釷含量的不均衡性造成硫化物與圍巖鉛同位素組成的小幅差距。

表3 Chaucha區(qū)巖/礦石同位素年代學數(shù)據(jù)Table 3 Geochronology data of Chaucha area

圖4 礦區(qū)207Pb/204Pb-206Pb/204Pb和208Pb/204Pb-206Pb/204Pb構(gòu)造環(huán)境演化圖［25?27］Fig. 4 Diagram showing evolutionary tectonic setting for207Pb/204Pb-206Pb/204Pb（a） and208Pb/204Pb-206Pb/204Pb（b） of lead isotope from the Beroen deposit［25?27］

圖5 Beroen礦區(qū)鉛同位素Δβ?Δγ成因分類圖解［13］：1—地幔源鉛；2—上地殼鉛；3—上地殼與地?；旌细_帶鉛（3a—巖漿作用；3b—沉積作用）；4—化學沉積鉛；5—海底熱水鉛；6—中深變質(zhì)鉛；7—深變質(zhì)下地殼鉛；8—造山帶鉛；9—古老頁巖上地殼鉛；10—退變質(zhì)鉛Fig. 5 Plot of Δβ?Δγ of Pb isotope from Beroen deposit［13］: 1—Mantle source； 2—Upper crust source； 3—Subduction source composed of upper crust and mantle （3a—Magmatism；3b—Sedimentation）； 4—Chemical sedimentary source； 5—Subocean 　hydrothermal 　sedimentary 　source； 　6　—Mesometamorphism source； 7—Hypometamorphism lower crust source； 8—Orogenic belt source； 9—Upper crust source in ancient shale area； 10—Retrograde metamorphism source

另外，厄瓜多爾地殼是由多個地體拼接組成，Beroen礦床位于Chaucha大陸源與Macuchi大洋島弧地體的接觸部位，靠近地體拼接縫合帶。Chaucha地體是南美板塊和中美板塊在三疊紀分離的時候，分裂出的向南美板塊呈邊緣雙俯沖的一個大陸板塊分段。白堊紀時期，Chaucha地體發(fā)生拆離作用，不斷向東移動，逐漸與南美板塊西緣拼接，同時洋內(nèi)島弧分離出Macuchi大洋地體，由于大洋地體的浮力相對較大，在Nazca板塊俯沖時，Macuchi拼接到南美板塊邊緣，成為現(xiàn)在厄瓜多爾的組合地殼（見圖7）［27］。從構(gòu)造環(huán)境圖解中可以看到，礦石與圍巖的鉛同位素組成均投影于板塊俯沖活動形成的中?晚第三紀巖漿弧范圍內(nèi)，且與古生代/三疊紀 CLT（Chaucha-Loja-Tahuin）基底、早第三紀Macuchi玄武巖的鉛同位素組成大部分重疊（見圖 4），均位于上地殼和造山帶演化曲線內(nèi)。結(jié)合Δβ?Δγ圖解，無論是Beroen礦床礦石的鉛同位素，還是始新世圍巖，中新世侵入體的鉛同位素，其來源都具有巖漿作用形成的上地殼與地?；旌系母_帶鉛特征，可認為Beroen礦區(qū)的鉛同位素組成是富集地幔巖漿在淺地殼部位同化吸收最多達19%的地殼巖石鉛形成的巖漿源鉛，含有Macuchi晚白堊世大洋地體基底鉛，也有Chaucha三疊紀?白堊紀變質(zhì)混合地殼鉛［27］。

表4 Chaucha區(qū)礦床硫化物及圍巖的鉛同位素組成Table 4 Pb isotope composition of sulfide and wall rock of deposits in Chaucha area

3.1.3 同區(qū)域其他礦床對比

Beroen、Chaucha、Gaby-Papa Grande、Tres Chorreras 和Quimsacocha礦床分別是斑巖型及與斑巖相關的熱液型礦床，成礦時間集中在中新世。成礦位置均在Chaucha和 Macuchi地體縫合帶附近［9］。礦床巖漿巖圍巖基本是中晚第三紀時期形成，鉛同位素大部分較為集中，也有分散分布。較為不均勻，且沒有與地體鉛同位素組成完全一致。部分重疊西科迪勒拉角閃巖變質(zhì)巖和西科迪勒拉大洋臺地單元內(nèi)。說明巖漿巖形成中經(jīng)歷了不同來源外來鉛的混入。對比火山巖與侵入體的鉛同位素組成，前者與古生代?三疊紀Chaucha基底鉛的范圍重疊度高，后者與Macuchi玄武巖鉛同位素重疊度高，前者中207Pb/204Pb和208Pb/204Pb普遍比后者中的高。從表3和圖1中看到，火山巖形成于始新世到漸新世，侵入體多形成于中晚中新世時期。在厄瓜多爾南部，在中中新世時期，俯沖板片開始變平坦，這導致了南美板塊下楔形地幔的加速熔融，含大量非放射成因鉛的熔融物快速上升地表，這可能是中晚中新世后侵入體含有較低的放射性成因鉛的原因［17， 29］。

圖6 Chaucha區(qū)域主要礦床及其圍巖鉛同位素構(gòu)造環(huán)境演化圖［15， 22， 24］（數(shù)據(jù)來源見表1、2和表4）Fig. 6 Diagram showing evolutionary tectonic setting for207Pb/204Pb-206Pb/204Pb（a） and208Pb/204Pb-206Pb/204Pb（b） of lead isotope from deposits and its host rocks of Chaucha area［15， 22， 24］（Data are listed in Table1， 2 and 4）

礦床的硫化物鉛同位素分布較為集中，在圍巖的鉛同位素范圍內(nèi)，且都在地體基底鉛組成的范圍內(nèi)，主要位于 Chaucha古生代到三疊紀基底鉛組成和Macuchi早第三世玄武巖的鉛組成重疊區(qū)范圍（見圖6）。反映出成礦熱液活化淋濾基底巖石鉛的特征。同時，Chaucha區(qū)的礦床硫化物比圍巖具有更高的放射成因鉛含量。CHIRADIA等［27］對比了厄瓜多爾南部所有礦床與中安第斯區(qū)域的鉛同位素組成，厄瓜多爾中晚第三紀礦床更加富集207Pb/204Pb和208Pb/204Pb，即更加富集地殼鉛。除了南部厄瓜多爾與中安第斯具有相似的地殼厚度和富集地幔巖漿的特點，這可能是厄瓜多爾礦床的成礦流體再次活化淋濾已存Saraguro圍巖鉛的原因，也與厄瓜多爾南部與成礦有關的第三紀大量巖漿侵入體體積普遍小有關。小體積的母源巖漿侵位到淺地殼層同化吸收地殼鉛成分，量比小，所以地殼鉛含量較高。

3.2 成礦模式

綜上，結(jié)合礦區(qū)的地質(zhì)背景，Beroen礦床硫化物鉛的形成，至少經(jīng)歷3個階段：晚白堊紀時期，原始大陸Chaucha地體和新生Macuchi大洋地體碰撞，含非放射成因鉛的富集俯沖作用帶來的深海沉積物MORB型地幔形成。并且Ecuador下部的三疊紀地幔鈾衰變不能解釋第三紀巖漿的幔殼混合趨勢中的幔源端元的高206Pb/204Pb值，推測三疊紀后有高238U/204Pb成分物質(zhì)混染到厄瓜多爾下地幔［30］；在始新世時期，南美板塊西側(cè)受到扭壓和拉伸動力作用的不斷轉(zhuǎn)換活動，富集地幔巖漿源形成，在上升到地表過程中，與具有高放射成因鉛端元的Chaucha基底巖石混合，在淺地殼（＜20 km）發(fā)生斜長石為主的 AFC過程（Assimilation-fraction-crystallization），同時同化吸收基底巖石的放射性鉛和鍶形成大面積巖漿巖，如Beoren礦床的Saraguro群。該巖漿活動為許多斑巖礦床和熱液貴金屬礦床的成礦提供了物質(zhì)和動力來源［9］。在中新世時期，小體積富集地幔巖漿侵位過程中，同化吸收基底巖石中的地殼鉛成分，上升到淺地表，侵位巖漿房形成的熱液系統(tǒng)再次活化萃取已存在圍巖的放射成因鉛，導致經(jīng)過不同的地殼層的，地殼鉛逐漸富集到最終的礦石礦物鉛中（見圖4和7）。

4 結(jié)論

1） 硫化物黃鐵礦、方鉛礦的δ34S分布較集中，變化范圍?0.27%～0.38%，平均 0.1%，磁黃鐵礦的 δ34S偏離較遠，為?2.32%，成礦流體中硫是主要是幔源巖漿成因硫，并有結(jié)晶基底生物還原硫的貢獻。

2） Beroen礦床硫化物及其圍巖鉛的來源是上地殼與地幔混合的俯沖帶鉛。硫化物鉛同位素至少經(jīng)歷3個階段：在晚白堊紀時期，原始大陸Chaucha地體和新生Macuchi大洋地體碰撞，含非放射成因鉛的富集俯沖作用帶來的深海沉積物地幔形成；在始新世時期，富集地幔巖漿源在淺地殼同化吸收 Chaucha和Macuchi基底巖石的放射性鉛形成大面積巖漿巖；在中新世礦床形成時，與淺地殼層巖漿房的熱液系統(tǒng)有關的成礦流體再次活化淋濾圍巖的放射成因鉛成分，地殼鉛逐漸富集到最終的礦石礦物鉛中。

3） Chaucha區(qū)域礦床的火山巖和侵入體的鉛同位素分別與古生代?三疊紀 CLT基底和早第三世Macuchi玄武巖鉛同位素范圍重疊，說明不同時期巖漿弧對地殼鉛不同程度的淋濾和吸收作用。硫化物的鉛同位素普遍比圍巖具有更高的207Pb/204Pb，強調(diào)了厄瓜多爾南部特殊的中晚第三世中小體積巖漿侵入體相對于地殼鉛的同化吸收作用，由于富集地幔巖漿侵入體體量小，放射成因鉛含量相對比較高。

致謝：

野外工作期間得到中南大學彭恩生，International Minerals Corporation公司 CALVOPI?A Miguel、MORA Alonso等同志的大力支持，測試工作由BINELI BETSI Thierry博士在日內(nèi)瓦大學完成，在此向上述單位及個人表示誠摯的謝意！

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（編輯 王 超）

Lead and sulfur isotope geochemistry of Ecuadorian Beroen gold-silver deposit

XI Zhen1， 2， GAO Guang-ming1， 2， MA De-cheng3， LUO Han1， 2
（1. School of Geosciences and Info-Physics， Central South University， Changsha 410083， China；2. Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals， Ministry of Education，Central South University， Changsha 410083， China；3. No.701 Geological Party， Xinjiang Geoexploration Bureau for Nonferrous Metals， Changji 831100， China）

Ecuadorian Beroen deposit locates east of the suture zone of Chaucha continental terrane with Macuchi oceanic terrane. The Pb and S isotope compositions of main sulfides and wall rocks were studied. Excluding the pyrrhotite， δ34S value average is 0.1%， suggesting that a mantle magmatic sulfur source， with the contribution of a basement biology reductive condition sulfur source. The206Pb/204Pb is 18.605?19.147，207Pb/204Pb is 15.621?15.694，208Pb/204Pb is 38.378?38.967. At first， before later Cretaceous， there is the nonradiogenic lead in mantle； then on Oligocene， enriched mantle-derived magmas ascend to the lower crust， and interact with the basement rock of Macuchi and Chaucha terranes assimilating radiogenic lead； on Miocene， the ore fluids derive from the hydrothermal systems of shallow crustal magma chambers， also react and leach the radiogenic lead from wall rocks. Also the mineral deposits in Chaucha area have significantly higher207Pb/204Pb values than that of their wall rocks and the central Andean lead province. This can be due to small volumes of parental magma emplaced at shallow crustal levels.

lead and sulfur isotope； ore-forming material origin； leach； assimilate； Beroen gold-silver deposit；Ecuadorian Southwest

Projects（40827002， 41204054） supported by the National Natural Science Foundation of China；Project supported by Geological Survey Projects of Institute of Zhuangsheng Mining， Central South University and International Minerals Corporation

date： 2015-06-27； Accepted date： 2015-10-18

GAO Guang-ming； Tel: +86-13707485443； E-mail: gmgao134@qq.com

P597

A

1004-0609（2016）-04-0852-11

國家自然科學基金資助項目（40827002， 41204054）；中南大學莊勝礦業(yè)研究院秘魯?厄瓜多爾地質(zhì)調(diào)查項目及 International Minerals Corporation聯(lián)合資助

2015-06-27；

2015-10-18

高光明，教授；電話：13707485443；E-mail: gmgao134@qq.com