湘西花垣漁塘鉛鋅礦床成礦物質(zhì)來源的C、O、Pb、S同位素制約

1 樣品采集及測試

本次同位素單礦物采自漁塘鉛鋅礦床。其中，C、O同位素為5件鉛鋅礦成礦期的粗脈狀和團(tuán)塊狀方解石；S-Pb同位素為成礦期的5件閃鋅礦和5件方鉛礦樣品。C、O、S、Pb同位素測試分析均在廣州澳實(shí)礦物實(shí)驗(yàn)室完成。C、O同位素分析精度在0.20‰；S同位素測試結(jié)果以CDT為標(biāo)準(zhǔn)，精度優(yōu)于0.2‰；Pb同位素用其標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和內(nèi)標(biāo)來控制精度為0.20‰。

2 礦床地球化學(xué)特征

2.1 碳-氧同位素特征

漁塘礦床成礦期方解石碳、氧同位素測試結(jié)果見表1及圖1。各樣品方解石碳、氧同位素組成較為一致，方解石的δ

C

值為0.16‰～1.24‰，均值為0.45‰；δ

O

均值為20.30‰～23.20‰，均值為21.82‰。

礦田圍巖δ

C

0.29～1.05‰，均值為0.58‰。δ

O

21.33‰～22.06‰，均值為21.59‰

。與熱液方解石相比，圍巖具有更高的δ

C

，這與礦床在成礦過程中由于熱液作用致使脈石方解石δ

C

值減小的結(jié)論一致，δ

O

值略大于圍巖值，暗示了可能有深部流體加入。

漁塘礦床圍巖為沉積成因，脈石方解石的δ

O

值明顯不同于巖漿巖的δ

O

值（多小于+10‰），說明與鉛鋅礦共生的方解石與巖漿作用無關(guān)，屬熱液成因?；ㄔ貐^(qū)海相灰?guī)r背景值可用花垣礦田無蝕變的灰?guī)r樣品制約

，成礦期方解石δ

C

和δ

O

均值分別為0.45‰、21.82‰，與海相灰?guī)r背景值制約值基本相似。

在δ

C、δ

O值投影圖中，樣品主要分布于海相碳酸鹽巖區(qū)域及其溶解作用趨勢線上，呈近水平分布，這種分布形式是由于流體與碳酸鹽巖的水-巖反應(yīng)及降溫共同作用的結(jié)果，說明成礦流體中的碳同位素主要來自于圍巖，由碳酸鹽巖溶解形成。

2.2 硫-鉛同位素特征

在礦物組合簡單的情況下，重晶石的δ

S與成礦流體的總硫值大致相當(dāng)

。段其發(fā)等（2014）測試了圍巖中重晶石硫同位素δ

S

，均值為31.36‰；劉文均等（2000）測試重晶石δ

S

，均值為36.26‰；隗含濤等（2017）測試花垣鉛鋅礦田總硫33.6‰～33.9‰。推測漁塘礦床的成礦流體總硫同位素應(yīng)該接近31.36‰～36.26‰，而寒武紀(jì)海水中的δ

S

為27‰～32‰，說明漁塘礦床中的S不僅來自寒武紀(jì)海水中硫酸鹽，還有其他更富集源區(qū)。通過對清虛洞組下伏地層資料分析

，下伏地層富集重硫且高于寒武紀(jì)海水中硫值，可能提供了硫源。

硫同位素分析結(jié)果見表2。12件硫化物δ

S

值分布范圍22.90‰～33.31‰，平均26.65‰，其中4件方鉛礦δ

S

值為23.96‰～26.59‰，均值為24.77‰。7件閃鋅礦δ

S

值為25.00‰～33.31‰，均值為27.70‰，黃鐵礦僅一個樣品δ

S

值為26.87‰。本礦床具富集重硫特征，符合δ

S閃鋅礦＞δ

S方鉛礦，表明成礦物質(zhì)在成礦過程中S同位素分餾基本平衡。

漁塘礦床成礦階段方解石、重晶石中含有CH

、H

S及N

等，可認(rèn)為地層中含還原硫的流體，為在一定溫度下經(jīng)有機(jī)質(zhì)經(jīng)熱化學(xué)還原形成。

11個鉛同位素樣品組成如表3及圖2所示。

Pb/

Pb為17.87～18.22，平均為18.04，極差值為0.35；

Pb/

Pb為15.50～15.76，平均為15.66，極差值為0.26；

Pb/

Pb為37.57～38.47，平均為38.10，極差值為0.90。Pb同位素比值極差值均小于1，說明鉛來源較為穩(wěn)定。Pb同位素μ值為9.33～9.81，平均為9.63，略高于上地殼（μ值9.58）；質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω值為34.92～39.35，平均為37.74，高于上地殼Pb值(ω值35.55±0.59)；Th/U比值為3.57～3.93，平均為3.79，與上地殼平均值相似（3.88）。上述特征表明礦床Pb源物質(zhì)成熟度較高，U、Pb富集，Th、Pb略微虧損，具有沉積物或上地殼的特點(diǎn)。

（1）需要性原則。現(xiàn)在各高校在人才培養(yǎng)中總學(xué)時有壓縮的趨勢，所以該課程的學(xué)時有限，因而在課程內(nèi)容的組織上本著需要性的原則，按照“茶產(chǎn)品分析與檢驗(yàn)”所必須掌握的基本知識和檢驗(yàn)項(xiàng)目的需要組織教學(xué)內(nèi)容。

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綜上，漁塘礦床硫源可能來自清虛洞組下伏板溪群-寒武系沉積的硫酸鹽，并經(jīng)過含礦熱液萃取后帶至含礦地層，在部分有機(jī)質(zhì)的參與下發(fā)生TSR反應(yīng)，提供了鉛鋅礦床的還原硫。

同時，費(fèi)思立滿懷信心地說，有機(jī)肥、生物肥將迎來前所未有的發(fā)展時期，這主要得益于國家減肥增效、實(shí)施有機(jī)肥替代行動，以及提升耕地質(zhì)量等政策的引導(dǎo)，企業(yè)也越來越意識到提升耕地質(zhì)量，修復(fù)、改良土壤勢在必行。這也是許多肥料企業(yè)，尤其一些化肥生產(chǎn)企業(yè)將生物有機(jī)肥作為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整戰(zhàn)略性選擇的關(guān)鍵。

碳酸鹽有熱化學(xué)還原模式（TSR）和細(xì)菌還原模式（BSR）2種，使氧化態(tài)的SO

變?yōu)檫€原的S

。兩者最大區(qū)別在于反應(yīng)溫度，BSR的溫度多低于低溫?zé)嵋旱V床，而TSR反應(yīng)溫度更接近中低溫?zé)嵋旱V床

，花垣礦田包裹體測溫表明該區(qū)符合中低溫?zé)嵋旱V床特征，故認(rèn)為TSR為本礦床還原硫生成的主要方式。

在

Pb/

Pb-

Pb/

Pb圖上（圖2a），樣品數(shù)據(jù)投影點(diǎn)大部分落在上地殼演化線之上及造山帶與上地殼演化線之間，個別落于地幔和造山帶演化線之間，表明硫化物Pb為混合來源。在

Pb/

Pb-

Pb/

Pb圖解中（圖2b），樣品多落于下地殼與上地殼間，且多靠近上地殼一側(cè)，表明Pb主要來自上地殼，但有部分幔源物質(zhì)。由于花垣礦田中未見巖漿活動及巖漿礦床地質(zhì)特征，因此漁塘礦床成礦物質(zhì)來自上地殼的地層。根據(jù)李梅鉛鋅礦床Pb同位素與清虛洞組賦礦圍巖、牛蹄塘組黑色頁巖及板溪群全巖對比研究

，推測Pb主要來自于牛蹄塘組頁巖和板溪群等基底地層，部分來自于成礦圍巖。

3 結(jié)論

（1）漁塘鉛鋅礦床中成礦期熱液方解石碳主要來自含礦層圍巖，由碳酸鹽巖圍巖溶解形成。

（2）閃鋅礦、方鉛礦硫同位素特征顯示硫源主要來自清虛洞組下伏板溪群-寒武系沉積的硫酸鹽。Pb同位素特征指示鉛主要來自于上地殼，可能源于牛蹄塘組頁巖和板溪群等基底地層，部分來自于成礦圍巖。

學(xué)習(xí)研究習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想，既為“形勢與政策”課教學(xué)提供了思想指引，也為其提供了豐富的教學(xué)素材。推動這一思想融入“形勢與政策”課教學(xué)的重要意義，主要體現(xiàn)在以下三個方面。

（3）漁塘鉛鋅礦床成礦物質(zhì)可能由成礦熱液萃取后，從基底地層沿著構(gòu)造通道向上流動帶至賦礦地層，在有機(jī)質(zhì)參與下進(jìn)行TSR反應(yīng)，最終在淺地表環(huán)境成礦。

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