西藏多龍礦集區(qū)銅金流體演化過程探討*
——來自硫同位素的證據(jù)

孫 嘉，段先哲，李玉彬

（1中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所自然資源部成礦作用和資源評價重點實驗室，北京100037；2南華大學(xué)，核資源工程學(xué)院，湖南衡陽421001；3西藏自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，西藏拉薩85000）

斑巖銅礦系統(tǒng)蘊含巨大的金屬資源儲量，并發(fā)育豐富的礦化類型，因此被認(rèn)為是世界上最為重要的成礦系統(tǒng)之一（Sillitoe,2010）。該成礦系統(tǒng)在演化過程中，形成了大量硫化物和硫酸鹽，而這些礦物的硫同位素組分特征不僅可以示蹤成礦物質(zhì)來源，同時，也可標(biāo)識含礦熱液體系氧化還原狀態(tài)（Ohmoto et al.,1979；1997；Rye et al.,1993；Hutchison et al.,2020），并能指示沸騰作用、水巖反應(yīng)、流體混合等不同流體演化模式（Field et al.,2005；Wolfe et al.,2011；Orovan et al.,2018），此外，還可以用于探討金屬元素沉淀機(jī)制（Deyell et al.,2005；Cook et al.,2011；Sulaksono et al.,2021）和指示礦體富集程度（Wilson et al.,2007）。

西藏多龍礦集區(qū)發(fā)育典型的斑巖銅礦系統(tǒng)（Cu遠(yuǎn)景儲量2500萬t，Au儲量400 t；唐菊興等，2016）。前人對該礦集區(qū)內(nèi)多個礦床（多不雜、波龍、拿若、鐵格隆南（榮那）、拿頓和拿廳等）開展了大量研究工作，初步查明了各礦床的蝕變與礦化特征（李光明等，2007；2015；楊超等，2014；張志等，2014；江少卿等，2015；楊毅等，2015；賀文等，2017），建立了成巖與成礦作用時空演化模型（曲曉明等，2006；祝向平等，2011；陳紅旗等，2015；唐菊興等，2014；2016；宋揚等，2017；2019；李玉彬等，2012；2019；孫嘉等，2019；2020）。然而，現(xiàn)階段研究工作對該成礦系統(tǒng)流體演化過程的探討仍顯薄弱。為此，本文通過對區(qū)內(nèi)具有代表性的礦床開展硫同位素測試分析，并結(jié)合模擬計算結(jié)果及前人發(fā)表數(shù)據(jù)（呂立娜等，2011；周玉等，2013；喬東海等，2017；王松等，2017；王藝云等，2017；Lin et al.,2016；Yang et al.,2020a），探討流體演化過程中硫同位素平衡狀態(tài)、熱液體系氧化還原變化特征及其對成礦作用的指示意義等重要科學(xué)問題。

1 多龍礦集區(qū)地質(zhì)特征

多龍礦集區(qū)位于西藏自治區(qū)中部阿里地區(qū)，大地構(gòu)造位置屬于班公湖—怒江縫合帶北緣（圖1a），區(qū)內(nèi)出露地層主要為：下三疊統(tǒng)日干配錯組大理巖化灰?guī)r，下侏羅統(tǒng)曲色組和色哇組長石石英砂巖，下白堊統(tǒng)美日切組安山巖和新近系康托組泥巖和砂巖。區(qū)內(nèi)發(fā)育東西向、北東向和北西向3組斷裂，侵入巖和火山巖主要沿北東向斷裂構(gòu)造分布，巖性分別以花崗閃長斑巖、石英閃長玢巖和玄武安山巖、安山巖為主，形成時代多集中于早白堊世（120～105 Ma，Li et al.,2011）。

目前，該礦集區(qū)已探明多不雜、波龍、拿若和鐵格隆南（榮那）4個大型-超大型礦床，并發(fā)現(xiàn)拿頓、拿廳（地堡那木崗）、色那和尕爾勤等多個中小型礦床（圖1b）?，F(xiàn)將本次研究工作涉及的礦床及其地質(zhì)特征簡介如下：

圖1 多龍礦集區(qū)大地構(gòu)造位置示意圖（a）和地質(zhì)特征簡圖（b）（據(jù)陳紅旗等，2015修改）1—第四系；2—新近系康托組；3—早白堊世每日切錯組火山巖；4—侏羅系曲色組一段；5—侏羅系曲色組二段；6—侏羅系色哇組一段；7—侏羅系色哇組二段；8—三疊系日干配錯組；9—早白堊世高Nb玄武巖；10—早白堊世中酸性侵入巖；11—斷層；12—斑巖型和淺成低溫?zé)嵋盒偷V床BNSZ—班公湖—怒江縫合帶；IYSZ—雅魯藏布江縫合帶Fig.1 Simplified tectonic（a）and geologic（b）maps of the Duolong ore district(modified from Chen et al.,2015).1—Quaternary;2—Neogene Kangtuo Formation;3—Cretaceous Meiriqiecuo Formation;4—Jurassic Quse Unit(Ⅰ);5—Jurassic Quse Unit(Ⅱ);6—Jurassic Sewa Unit(Ⅰ);7—Jurassic Sewa Unit(Ⅱ);8—Triassic Riganpeicuo Formation;9—Cretaceous basaltic lava;10—Cretaceous intermediate intrusions;11—Faults;12—Porphyry and epithermal deposits BNSZ—Banggong-Nujiang suture zone;IYSZ—Indus-Yarlung suture zone

1.1 波龍礦床

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為曲色組長石石英砂巖（圖2a），含礦巖體為花崗閃長斑巖和石英閃長玢巖（孫嘉等，2019）。該礦床為典型的斑巖型銅金礦，鋯石U-Pb與輝鉬礦Re-Os年代學(xué)研究表明含礦巖體侵位與礦質(zhì)沉淀發(fā)生于120～119 Ma（祝向平等，2011；Li et al.,2013）。

礦床內(nèi)發(fā)育的熱液蝕變類型主要包括：①鉀化，該類蝕變分布于巖體內(nèi)部，以次生黑云母、鉀長石呈浸染狀或脈狀產(chǎn)出為特征；②絹英巖化，以巖體內(nèi)部產(chǎn)出為主，表現(xiàn)為絹云母呈浸染狀或脈狀產(chǎn)出；③青磐巖化，蝕變礦物以綠泥石、綠簾石為主，主要呈浸染狀在圍巖中產(chǎn)出（楊毅等，2015；孫嘉等，2019）。區(qū)內(nèi)銅金礦化主要與鉀化、絹英巖化蝕變有關(guān)，相關(guān)脈體分別為石英-黃銅礦-黃鐵礦±磁鐵礦±硬石膏脈和石英-絹云母-黃鐵礦±黃銅礦脈（圖3a、b）。此外，還有部分石英-黃鐵礦脈晚于上述脈體產(chǎn)出（圖3c）。

1.2 拿若礦床

區(qū)內(nèi)產(chǎn)出地層為色哇組長石石英砂巖、美日切組安山巖，花崗閃長斑巖則為區(qū)內(nèi)主要含礦巖體（圖2b）。

礦床礦化特征與波龍相似，鉀化與絹英巖化為區(qū)內(nèi)主要發(fā)育的蝕變類型，前者蝕變礦物為次生黑云母、鉀長石，后者為絹云母。此外，圍巖中還發(fā)育以綠泥石為特征礦物的青磐巖化蝕變。石英-鉀長石-黃銅礦±黃鐵礦脈（圖3d）和石英-絹云母-黃鐵礦±黃銅礦脈為區(qū)內(nèi)主要的含礦脈體，其形成分別與鉀化、絹英巖化有關(guān)，而最晚形成的石英-黃鐵礦脈在巖體和圍巖中局部可見（圖3e）。鋯石U-Pb與輝鉬礦Re-Os測試分析表明該礦床成巖與成礦年齡為119 Ma（Sun et al.,2017;Zhu et al.,2020）。

1.3 拿廳（地堡那木崗）礦床

該礦床與拿頓相鄰，具有相似的地層特征（圖2c），并發(fā)育多期花崗閃長斑巖（122～111 Ma，孫嘉，2015；林彬等，2016；韋少港等，2017）。該礦床礦化類型以斑巖型為主，局部具有高硫型淺成低溫?zé)嵋旱V床特征，兩者表現(xiàn)出疊加共生關(guān)系（喬東海等，2017；李玉彬等，2019）。

區(qū)內(nèi)熱液蝕變廣泛發(fā)育，以鉀化、絹英巖化、泥化和青磐巖化為主。鉀化和絹英巖化主要在巖體內(nèi)部產(chǎn)出，礦物組合以次生黑云母、絹云母為主；而泥化蝕變在巖體及圍巖中均有發(fā)育，高嶺石和地開石為該類蝕變特征礦物。青磐巖化蝕變僅在圍巖中局部可見，蝕變特征為綠泥石呈浸染狀產(chǎn)出。按礦物組成特征和先后生成關(guān)系，區(qū)內(nèi)熱液脈體可分為：石英-黃銅礦±黃鐵礦±磁鐵礦脈（鉀化）、石英-絹云母-黃鐵礦±黃銅礦脈（絹英巖化）、石英-黃鐵礦脈、黃鐵礦-硬石膏脈等脈體（圖3f）（孫嘉等，2019；李玉彬等，2019）。

1.4 拿頓礦床

區(qū)內(nèi)出露地層為色哇組長石石英砂巖、美日切組安山巖（圖2c），并發(fā)育3期侵入巖，巖性為花崗閃長斑巖，形成于119～117 Ma（Li et al.,2016）。區(qū)內(nèi)發(fā)育東西向和北東向2組斷裂，銅金礦體產(chǎn)于2組斷裂交匯處的角礫巖筒中。該角礫巖筒成分復(fù)雜，花崗閃長斑巖、石英粉砂巖呈不規(guī)則狀角礫產(chǎn)出，并被石英等熱液礦物膠結(jié)。絹英巖化、泥化蝕變在礦區(qū)廣泛發(fā)育，并相互重疊分布。礦石礦物以黃銅礦、斑銅礦為主，并大量發(fā)育硫砷銅礦、砷黝銅礦、黝銅礦、藍(lán)輝銅礦（圖3g），因此，被歸類于高硫型淺成低溫?zé)嵋盒偷V床。

根據(jù)脈體穿插關(guān)系和鋯石U-Pb、明礬石40Ar-39Ar年代學(xué)研究結(jié)果可知，該地區(qū)存在兩期礦化事件，分別形成于117～116 Ma和111 Ma（Li et al.,2016；孫嘉等，2020）。

1.5 鐵格隆南（榮那）礦床

區(qū)內(nèi)出露地層為色哇組長石石英砂巖、美日切組安山巖（圖2d）。該礦床為斑巖—淺成低溫?zé)嵋函B加型礦床，含礦巖體為花崗閃長斑巖和石英閃長玢巖，鋯石U-Pb、輝鉬礦Re-Os和明礬石40Ar-39Ar年代學(xué)指示，含礦巖體侵位與礦化事件主要形成于121～116 Ma（方向等，2015），同時還存在110 Ma熱液事件（Yang et al.,2020b）。

區(qū)內(nèi)發(fā)育多種類型熱液蝕變，由內(nèi)向外分別為：鉀化、絹英巖化和高級泥化。其中，鉀化和絹英巖化蝕變礦物特征與波龍類似，分別發(fā)育次生黑云母、鉀長石和絹云母，而高級泥化蝕變則以地開石、明礬石和葉臘石產(chǎn)出為特征。此外，圍巖中還可見以綠泥石產(chǎn)出為主的青磐巖化蝕變。該礦床成礦作用大致分為2個階段，早階段以斑巖型礦化為特征，表現(xiàn)為黃銅礦、斑銅礦主要以脈狀形式在鉀化、絹英巖化蝕變帶內(nèi)產(chǎn)出（圖3h），此外發(fā)育少量石英-黃鐵礦脈和石英-黃鐵礦-硬石膏脈，而晚階段以淺成低溫?zé)嵋盒偷V化為主，黃鐵礦、黃銅礦、硫砷銅礦和藍(lán)輝銅礦以脈狀、浸染狀形式在高級泥化蝕變帶內(nèi)大量產(chǎn)出（圖3i）（楊超等，2014；李光明等，2015；賀文等，2017；Lin et al.,2016；Zhang et al.,2020；Yang et al.,2020b）。

圖3 多龍礦集區(qū)典型礦化脈體特征a.石英-鉀長石-黃銅礦-黃鐵礦-磁鐵礦-硬石膏脈，波龍；b.石英-黃鐵礦-絹云母脈，波龍；c.石英-黃鐵礦脈切穿絹英巖化圍巖，波龍；d.石英-鉀長石-黃銅礦脈，拿若；e.石英-黃鐵礦脈，拿若；f.早期石英脈被石英-黃鐵礦脈和黃鐵礦細(xì)脈切穿，上述脈體同時被晚期石膏脈切穿，拿廳；g.石英-黃鐵礦脈被含黃銅礦、黃鐵礦熱液角礫被切穿，拿頓；h.石英-鉀長石脈，鐵格隆南；i.明礬石-黃鐵礦-斑銅礦-黃銅礦-硫砷銅礦脈，鐵格隆南Mag—磁鐵礦；Qz—石英；Kfsp—鉀長石；Cp—黃銅礦；Bn—斑銅礦；Ser—絹云母；Anh—硬石膏；Py—黃鐵礦；Gyp—石膏；Alu—明礬石；En—硫砷銅礦Fig.3 Typical mineralization veins features at the Duolong district a.Quartz-K-feldspar-chalcopyrite-pyrite-magnetite-anhydrite vein,Bolong;b.Quartz-pyrite-sericite vein,Bolong;c.Quartz-pyrite vein cuts sericitealtered wallrocks,Bolong;d.Quartz-K-feldspar-chalcopyrite,Naruo;e.Quartz-pyrite vein,Naruo;f.Early-stage quartz vein cut by quartz-pyrite and pyrite veins,where were cut by gypsum vein,Nating;g.Quartz-pyrite vein cut by hydrothermal breccia,containing chalcopyrite and pyrite,Nadun;h.Quartz-K-feldspar vein,Tiegelongnan;i.Irregular banded alunite veins with disseminated pyrite,chalcopyrite,bornite,and enargite,Tiegelongnan Mag—Magnetite;Qz—Quartz;Kfsp—K-feldspar;Ccp—Chalcopyrite;Bn—Bornite;Ser—Sericite;Anh—Anhydrite;Py—Pyrite;Gyp—Gypsum;Alu—Alunite;En—Enargite

2 樣品采集、分析方法和測試結(jié)果

本次工作系統(tǒng)采集了波龍、拿若、拿頓、拿廳和鐵格隆南的84個硫化物和硫酸鹽樣品開展測試分析，所采樣品涵蓋區(qū)內(nèi)主要礦化與蝕變類型（表1）。與此同時，本文還系統(tǒng)收集了前人所發(fā)表的199個硫同位素數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析（表2）。

表1 多龍礦集區(qū)典型礦床硫同位素測試結(jié)果Table 1 Sulfur isotopic compositions of ore deposits at the Duolong district

表2 多龍礦集區(qū)已發(fā)表硫同位素數(shù)據(jù)統(tǒng)計表Table 2 Sulfur isotope data from previous studies of the Duolong district

本次S同位素在中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所同位素實驗室完成。實驗過程首先粉碎樣品，然后挑選新鮮純凈黃鐵礦、黃銅礦、硬石膏單礦物樣品，純度達(dá)99%以上。硫化物樣品再以Cu2O作為氧化劑制樣在1000℃真空條件下反應(yīng)15 m，將S氧化為SO2，再用SO2進(jìn)行硫同位素測試，分析儀器型號為MAT-251EM型質(zhì)譜儀，以VCDT為標(biāo)準(zhǔn)，測試精度為±0.2‰，測試結(jié)果表明：波龍礦床鉀化蝕變相關(guān)脈體硫化物δ34S變化于-4.9‰～-2.1‰（n=10），平均值為-3.1；絹英巖化蝕變相關(guān)脈體硫化物δ34S變化于-4.6‰～-1‰（n=10），平均值為-2.6，最晚產(chǎn)出的石英—黃鐵礦脈體硫化物δ34S變化于-3.1‰～0.8‰（n=5），平均值為-1.6。拿若礦床鉀化蝕變相關(guān)脈體硫化物δ34S變化于-1.9‰～-1.5‰（n=3），平均值為-1.7，最晚產(chǎn)出的石英-黃鐵礦脈硫化物δ34S變化于-1.4‰～0.1‰（n=6），平均值為-0.7。拿廳礦床絹英巖化蝕變相關(guān)脈體硫化物δ34S變化于-4.5‰～-3.9‰（n=2），平均值為-4.2，最晚產(chǎn)出的石英—黃鐵礦脈、黃鐵礦-硬石膏脈硫化物δ34S變化于-7.9‰～-3‰（n=5），平均值為-4.8，黃鐵礦-硬石膏脈硫酸鹽δ34S為11.7‰～14.5‰（n=4），平均值為13.2。拿頓礦床石英-黃鐵礦脈體硫化物δ34S變化于-4.1‰～-0.6‰（n=6），平均值為-1.7，以膠結(jié)物形式產(chǎn)出的黃鐵礦和黃銅礦δ34S變化于-7.2‰～-0.3‰（n=15），平均值為-4。鐵格隆南礦床中，絹英巖化蝕變相關(guān)脈體硫化物δ34S變化于-4.3‰～-2.3‰（n=3），平均值為-3.3，稍晚產(chǎn)出的石英-黃鐵礦脈和石英-黃鐵礦-硬石膏脈硫化物δ34S變化于-2.2‰～1‰（n=9），平均值為-0.8，石英-黃鐵礦-硬石膏脈硫酸鹽δ34S為27.2‰。高級泥化蝕變明礬石-黃鐵礦-硫砷銅礦-藍(lán)輝銅礦脈硫化物δ34S值為-2.5‰～-1.1‰（n=5），平均值為-1.8。

續(xù)表1Continued Table 1

3 討論

3.1 多龍礦集區(qū)成礦物質(zhì)來源

本文系統(tǒng)梳理了多龍礦集區(qū)目前已有的283個同位素數(shù)據(jù)（圖4），結(jié)果表明波龍δ34S平均值為-1.3（n=54），拿若δ34S平均值為0.8（n=13），拿廳δ34S平均值為0（n=46），拿頓δ34S平均值為-2.8（n=78），鐵格隆南δ34S平均值為-1.3（n=92）。

圖4 多龍礦集圖硫化物與硫酸鹽硫同位素直方圖a.波龍礦床；b.拿若礦床；c.拿廳礦床；d.拿頓礦床；e.鐵格隆南礦床Fig.4 Hisotogram showing sulfur isotopic compositions of sulfides and sulfates at Duolong district.a.Bolong deposit;b.Naruo deposit;c.Nating deposit;d.Nadun deposit;e.Tiegelongnan deposit

由此可知，研究區(qū)內(nèi)各礦床之間δ34S平均值趨于一致，并多集中于0附近，這與正巖漿模型成因的斑巖礦床硫同位素特征一致，指示該斑巖銅礦系統(tǒng)硫元素的來源為含礦巖漿。

3.2 流體演化過程硫同位素平衡狀態(tài)特征

研究表明在平衡狀態(tài)下形成的礦物組合，由于化合物中陽離子種類及相關(guān)化學(xué)鍵強度差異，硫同位素富集程度具有特定的變化規(guī)律（Ohmoto et al.,1997），具體表現(xiàn)為：硫酸鹽、輝鉬礦、黃鐵礦、黃銅礦、斑銅礦、銅藍(lán)、方鉛礦和輝銅礦δ34S依次遞減。因此，共生礦物組合內(nèi)δ34S差異可指示流體演化過程中硫同位素平衡狀態(tài)。

文章對波龍、拿頓、拿廳和鐵格隆南的硬石膏（石膏）-黃鐵礦、明礬石-黃鐵礦、黃銅礦-黃鐵礦3類礦物組合進(jìn)行了對比分析（圖5a、b）。結(jié)果表明，波龍礦床中，雖然少數(shù)硬石膏（石膏）具有異常低的δ34S（＜10‰）（圖5a），但黃銅礦相較與其共生的黃鐵礦普遍具有更低的δ34S（圖5b）。此外，除個別異常值外（鉀化蝕變：200℃，n=1，表1），該礦床同位素溫度計計算結(jié)果與流體包裹體測溫結(jié)果范圍一致（鉀化階段：339～476℃，n=3；絹英巖化階段：274℃，n=1；石英-黃鐵礦脈：339℃，n=1）。由此可知，該礦床整體表現(xiàn)出良好的同位素平衡特征。同時，拿廳礦床產(chǎn)出的硬石膏、黃鐵礦、黃銅礦三者之間也表現(xiàn)出類似的同位素富集特征，并且硬石膏（石膏）-黃鐵礦同位素計算溫度也多在合理范圍內(nèi)（250～350℃，圖5a，李玉彬等，2019；孫嘉等，2019），指示該礦床硫同位素已達(dá)到良好的平衡狀態(tài)。拿頓礦床多數(shù)黃鐵礦相對黃銅礦更為富集δ34S（圖5b），雖然該礦床同位素溫度計算結(jié)果相較其他礦床偏低（140～340℃，n=5，表1），但其變化范圍與前人研究結(jié)果及類似淺成低溫?zé)嵋旱V床成礦溫度一致（孫嘉等，2019；Heinrich,2005），同樣指示了良好的同位素平衡特征。與此相對，鐵格隆南礦床部分黃鐵礦比黃銅礦具有更低的δ34S，并且部分硬石膏（石膏）-黃鐵礦、明礬石-黃鐵礦投圖估算溫度（圖5a）與流體包裹體測溫結(jié)果存在明顯差異（楊超等，2014；孫嘉等，2019），表明流體演化過程中同位素平衡狀態(tài)并未完全達(dá)到平衡。前人研究表明該礦床石膏廣泛發(fā)育Yang et al.,2020b），而硬石膏退化為石膏過程中可能造成S同位素變化，并導(dǎo)致溫度計算結(jié)果異常（Orovan et al.,2018）。此外，樣品混染（如硬石膏中混入硫化物）也可能造成硫酸鹽S同位素測試結(jié)果以及溫度計算結(jié)果不準(zhǔn)確。因此，本文推測鐵格隆南同位素不平衡狀態(tài)可能由上述原因引起。

圖5 多龍礦集區(qū)共生礦物組合硫同位素組分對比圖（數(shù)據(jù)引自呂立娜等，2011；周玉等，2013；王松等，2017；王藝云等，2017；李玉彬等，2019；Li et al.,2016;Yang et al.,2020a；本文）Fig.5 The comparison of sulfur isotopic compositions of mineral pairs,Duolong district(data after Lüet al.,2011;Zhou et al.,2013;Wang S et al.,2017;Wang Y Y et al.,2017;Li et al.,2019;Li Y B et al.,2016;Yang et al.,2020a;this study)

3.3 硫同位素特征對流體演化及成礦作用的指示意義

斑巖系統(tǒng)成礦過程通常具有溫度逐漸降低的演化特征（Gustafson et al.,1975；Seedorff et al.,2005），而在氧化還原狀態(tài)不變的情況下，該過程形成的硫化物和硫酸鹽的δ34S也表現(xiàn)出一定的變化趨勢，具體為高氧化還原狀態(tài)下，隨著溫度的降低，硫化物δ34S明顯降低，硫酸鹽δ34S相對變化較小，而低氧化還原狀態(tài)中，硫化物和硫酸鹽δ34S則表現(xiàn)出相反的變化趨勢（Rye,1993）。為此，本文采用前人發(fā)表公式開展了模擬計算（Ohmoto et al.,1979；Rye,1993）并對比實驗數(shù)據(jù)，探討流體演化過程中氧化還原狀態(tài)變化特征。需指出是，由于目前多龍礦集區(qū)成礦流體初始δ34S未見報道，而流體包裹體研究表明多不雜、波龍等礦床與島弧環(huán)境產(chǎn)出的斑巖礦床具有相似的成礦流體特征（佘宏全等，2006；李光明等，2007），因此，筆者將區(qū)內(nèi)成礦流體初始值δ34S設(shè)定為7，這也符合島弧環(huán)境斑巖礦床具有較高初始δ34S的特征（Imai et al.,1993；Orovan et al.,2018；Sulaksono et al.,2021）。此外，為了便于統(tǒng)一計算對比，波龍、拿若和拿廳礦床鉀化蝕變和絹英巖化蝕變相關(guān)脈體形成溫度分別設(shè)定為450℃和350℃，稍晚形成的石英-黃鐵礦脈、黃鐵礦脈、黃鐵礦-硬石膏脈形成溫度設(shè)定為300℃，拿頓和鐵格隆南礦床淺成低溫?zé)嵋弘A段脈體形成溫度分別設(shè)定為280℃和250℃，上述溫度變化范圍也與前人流體包裹體研究結(jié)果相似（喬東海等，2017；王松等，2017Li et al.,2017；；孫嘉等，2019；Yang et al.,2020b；Zhu et al.,2020）。

實驗數(shù)據(jù)與模擬計算結(jié)果對比顯示，波龍與鉀化蝕變相關(guān)硫化物δ34S指示了較高的氧化還原狀態(tài)而絹英巖化和晚階段脈體硫化物δ34S逐漸升高，反映流體降溫過程中氧化還原狀態(tài)也持續(xù)降低拿若從早階段鉀化蝕變到晚階段石英-硫化物脈，其硫化物δ34S也指示氧化還原狀態(tài)具有降低的趨勢（圖6b）。拿廳鉀化蝕變相關(guān)硫化物δ34S（-5.5‰～-3.1‰）表明流體系統(tǒng)具有較高的比值（10∶1），而晚階段脈體硫化物與硫酸鹽δ34S投圖結(jié)果（圖6c）指示其所處環(huán)境比值變化于10∶1～1∶1之間，推測晚階段脈體形成過程中氧化還原狀態(tài)不穩(wěn)定，因此δ34S變化相對較大。拿頓硫化物可以細(xì)分為2個形成階段，早階段以石英-硫化物脈形式產(chǎn)出，晚階段在角礫巖筒中以熱液膠結(jié)物形式產(chǎn)出（圖3g），整體上兩階段的δ34S與溫度導(dǎo)致的同位素變化趨勢一致（圖6d），指示上述脈體的形成主要受溫度降低所導(dǎo)致。此外，鐵格隆南鉀化蝕變與絹英巖化蝕變的δ34S同樣具有隨溫度降低而降低的變化特征，指示了脈體形成主要受控于溫度，而晚階段石英-硫化物脈硫化物的δ34S變化范圍較大，該現(xiàn)象與拿廳晚階段脈體硫化物δ34S特征一致，反映部分脈體形成可能主要由降溫所致，因此具有較低的δ34S值，而部分脈體形成過程中氧化還原狀態(tài)發(fā)生了變化，由此具有較高的δ34S值。

綜上可知，區(qū)內(nèi)拿頓礦床δ34S變化主要受溫度控制，而其他礦床δ34S變化特征指示流體演化過程中不僅溫度存在變化，同時氧化還原狀態(tài)也發(fā)生了改變。本次硫同位素示蹤及前人流體包裹體研究表明，上述蝕變與脈體的成礦流體主要為巖漿熱液，表明氧化還原狀態(tài)的降低可能不是由流體混合作用引起。巖相學(xué)觀察進(jìn)一步表明，研究區(qū)內(nèi)次生赤鐵礦普遍發(fā)育（李光明等，2007），而次生赤鐵礦的生成指示流體演化過程中經(jīng)歷了一定程度的水巖反應(yīng)，相關(guān)化學(xué)反應(yīng)式可能為4Fe2O3（s）+H2S（aq）（Wilson et al.,2007），由此可知水巖反應(yīng)會導(dǎo)致還原為H2S，而生成的H2S相對更為富集δ34S，同時隨之形成的硫化物也更為富集δ34S，類似的反應(yīng)過程也被認(rèn)為是澳大利亞及菲律賓部分斑巖礦床硫化物δ34S在圍巖及晚階段較為富集的主要原因（Wilson et al.,2007；Wolfe et al.,2011）。因此，筆者認(rèn)為區(qū)內(nèi)多個礦床流體演化過程中氧化還原狀態(tài)發(fā)生了改變，而水巖反應(yīng)可能是導(dǎo)致該變化的主要原因。

大量研究表明斑巖銅礦系統(tǒng)成礦作用主要與高氧化性巖漿流體有關(guān)，因此，成礦階段往往具有較低的δ34S（Dyell et al.,2005;Wilson et al.,2007;Cook et al.,2011）。綜合前人有關(guān)蝕變與礦化關(guān)系研究表明，波龍、拿若、拿廳成礦作用主要與早階段鉀化蝕變相關(guān)（楊毅等，2015；李金祥等，2019；孫嘉等，2019），拿頓成礦作用則主要發(fā)生于淺成低溫?zé)嵋弘A段（孫嘉等，2020；Li et al.,2016），實驗數(shù)據(jù)進(jìn)一步指示上述成礦階段均具有較低的δ34S（圖6a～d）。此外，雖然鐵格隆南淺成低溫?zé)嵋弘A段硫化物δ34S變化較大，但該階段仍具有明顯較低的δ34S（圖6e），指示其成礦流體具有高氧化性特征。表明成礦作用主要與高氧化性巖漿流體有關(guān)，說明較低的δ34S可能對多龍礦集區(qū)斑巖銅礦系統(tǒng)礦體的富集程度具有重要的指示意義，同時，硫同位素變化特征對于區(qū)域斑巖成礦系統(tǒng)的找礦勘查工作也具有一定指示意義。

圖6 多龍礦集區(qū)硫同位素模擬計算與實驗數(shù)據(jù)對比圖（拿廳數(shù)據(jù)來源于李玉彬等，2019；鐵格隆南數(shù)據(jù)來源于Yang et al.,2020a，其余數(shù)據(jù)來源于本文）Fig 6 The comparison of analytical data and modelling results of sulfur isotope of the Duolong district(data from Li et al.,2019;Yang et al.,2020a;other data are from this study)

4 結(jié)論

（1）波龍、拿若、拿頓礦床流體演化過程中具有良好的硫同位素平衡狀態(tài)特征，而鐵格隆南礦床熱液體系硫同位素并未完全達(dá)到平衡狀態(tài)。此外，流體演化過程受控因素主要有2類：①流體演化受控于溫度變化，并表現(xiàn)為δ34S隨溫度降低而降低（如拿頓礦床）；②流體演化受溫度和氧化還原狀態(tài)共同影響，表現(xiàn)為δ34S隨溫度降低而升高（如：波龍和拿若礦床）或具有較大的波動變化范圍（如：拿廳和鐵格隆南礦床）。根據(jù)巖相學(xué)證據(jù)判斷，本文提出熱液體系氧化還原狀態(tài)的變化可能是由水巖反應(yīng)所導(dǎo)致。

（2）多龍礦集區(qū)內(nèi)礦化階段成礦流體具有較高的氧化還原狀態(tài)，而硫化物通常具有較低的δ34S，因此硫同位素特征對找礦勘查工作也具有積極的指示作用。