吴胜华,戴盼,王旭东.2016.柿竹园钨多金属矽卡岩-云英岩与铅锌银矿脉C、H、O、Pb同位素地球化学研究[J].矿床地质,35(3):633~647 WU ShengHua,DAI Pan,WANG XuDong.2016.C, H, O, Pb isotopic geochemistry of W polymetallic skarn-greisen and Pb-Zn-Ag veins in Shizhuyuan orefield, Hunan Province[J].Mineral Deposits35(3):633~647
DOi:
柿竹园钨多金属矽卡岩_云英岩与铅锌银矿脉C、H、O、Pb同位素地球化学研究
（1 中国地质科学院矿产资源研究所 国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室, 北京1 00037； 2 中国地质大学地球科学 与资源学院, 北京100083； 3 东北大学秦皇 岛分校, 河北 秦皇岛066004）
投稿时间：2015_03_26
录用时间：2016_05_16
本文得到国家自然科学基金项目（编号： 41303034、41430314）和中国地质调查局地质调 查工作项目（编号： 12120113093600）联合资助
摘要:柿竹园W_Sn_Mo_Bi_Pb_Zn_Ag矿田是南岭地区典型多金属矿田，其具有 显著的蚀变_ 成矿分带特征：近接触带矽卡岩云英岩型W_Sn_Mo_Bi矿床（如柿竹园、金船塘、柴山地 区）和远接触带脉状Pb_Zn_Ag矿床（如蛇形坪、横山岭、百步窿、枞树板地区）。通 过对远—近接触带中 主要蚀变岩石和矿石样品的C、H、O、Pb同位素研究，发现在近接触带块状矽卡岩中方解石 的δ13C和δ18O值分别在-6.5‰～-3.6‰和4.8‰～8.4‰之间，远接触带 Pb_Zn_Ag矿脉中团块 状和脉状方解石的δ13C和δ18O值分别在-3.5‰～-1.5‰和8.1‰～15.8 ‰ 之间，表明矽卡岩形成于岩浆热液流体的渗滤交代作用，而远接触带碳酸盐脉 的形成与热液流体沿灰岩裂隙充填过程中的水岩反应相关。近接触带块状云英岩中石英的δ DH2O和δ18 OH2O值分别为-77‰和5.1‰，矽卡岩中石榴子石的δDH2O值为-97‰ ，δ18OH2O值范围在9.2‰～9.4‰，网脉状云英岩中石英的δDH 2O和 δ18OH2O值分别为-83‰和-8.2‰，退化蚀变矽卡岩中石英的δDH2O 和δ18OH2O值分别为-65‰和-4.2‰，远接触带石英脉中石英样品的 δD H2O和δ18OH2O值分别为-83‰和2.8‰，表明近接触带的块状 矽卡 岩和云英岩与远接触带石英脉成矿流体具有岩浆水的特征，而网脉状云英岩和退化蚀变矽卡 岩成矿流体具有岩浆流体与大气水混合的特征。远—近接触带中方铅矿的206P b/204Pb值范围18.565～18.622，207Pb/204Pb 值范围15.694～15.738，208Pb/204Pb值范围38.819～38 .986，表明Pb等金属元素来源于上地壳。
关键词:
W_Sn_Mo_Bi矿床；Pb_Zn_Ag矿床；稳定同位素；柿竹园
文章编号：0258_7106 (2016) 03_0633_15 中图分类号： P618.67 文献标志码：A
C, H, O, Pb isotopic geochemistry of W polymetallic skarn_greisen and Pb_Zn_Ag veins in Shizhuyuan orefield, Hunan Province
(1 MLR key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Minera l Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing, 100037, China; 2 S chool of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences, Beijing, 100083, China; 3 Qinhuangdao Branch of Northeast University, Qinhuangdao 066 004, Hebei, China)
Abstract:The Shizhuyuan W_Sn_Mo_Bi_Pb_Zn_Ag orefield is one of the typical polymetall ic orefields in Nanling region and shows significant alteration and mineralizati on zonation for proximal skarn_greisen W_Sn_Mo_Bi deposits (such as Shizhuyuan, Jinchuant ang, and Chaishan) and distal veined Pb_Zn_Ag deposits (such as Shexingping, Hen gshanling, Baibulong, and Congshuban). The authors carried out C_O_H_Pb isotopic analysis of the alteration rocks and ores from proximal_distal mineralization areas. The δ13C and δ18O values of calcites from the proximal skarns are betw een -6.5‰ and -3.6‰ and between 4.8‰ and 8.4‰, respectively, and those f rom the distal Pb_Zn_Ag range from -3.5‰ to -1.5‰ and from 8.1‰ to 15.8‰ , respectively, which suggests that skarn was formed by the infiltration metasom atism and distal car bonate veins were derived from water/rock reactions with limestone. The δD H2O and δ 18OH2O values of quartz from proximal greisens are -77‰ and 5.1 ‰, respectively, δDH2O values of garnets from proximal skarns are -97 ‰, while δ18OH2O values of them range between 9.2‰ and 9.4‰, the δDH2O and δ18OH2O values of quartz from stockwork g reisens are -83‰ and -8.2‰, respectively, the δDH2O and δ18 O H2O values of quartz from retrograde skarns are -65‰ and -4.2‰, respe ctively, and the δDH2O and δ18OH2O values of quartz from distal quartz veins are -83‰ and 2.8‰. It is thus concluded that the hydroth ermal fluids forming proximal skarn_greisen and distal quartz veins were pro babl y magmatic water, while the fluids forming stockwork greisens and retrograde ska rns were mixtures of magmatic and meteo ric water. The 206Pb/204Pb values of galena from proxima l_distal mineralization areas are between 18.565 and 18.622, 207Pb /204Pb between 15.694 and 15.738, and 208Pb/20 4Pb between 38.819 and 38.986, which confirm that ore_forming elements were mainly derived from the upper crust.
Key words:
geochemistry，W_Sn_Mo_Bi skarn_greisen, Pb_Zn_Ag veins, C_H_O _Pb isotopes, Shizhuyuan
南岭地区是中国重要的W_Sn_Pb_Zn_Ag多金属生产基地之一。一系列的W_Sn_Cu_Pb_Zn_Ag矿 床/矿田沿着该地区中晚侏罗世侵入岩带（165～150 Ma）分布（毛景文等, 2007; 2011; 彭 建堂等, 2007; 2008）。柿竹园W_Sn_Mo_Bi_Pb_Zn_Ag矿田位于南岭地区中部，是该地区典 型多金属矿田，其蚀变_成矿分带特征为：近接触带发育矽卡岩云英岩型W_Sn_Mo_Bi矿床 （如柿竹园、金船塘、柴山地区）和远接触带发育脉状Pb_Zn_Ag矿床（如柴山、蛇形坪、横 山岭、 百步窿、枞树板地区）（毛景文等, 1994; 1996; Mao et al., 1995; 吴胜华等, 2012）（ 图1）。柿竹园矿田开采于20世纪80年代，资源量巨大。其中，W的金属量为70万吨，Sn为48 万吨，Bi为27万吨和Mo为12万吨，外围的Pb、Zn、Ag矿储量也可达到大型（华仁民等, 2005 ）。对柿竹园多金属矿田远—近接触带成矿分带模型的建立，可为南岭地区寻找和开采W_Sn 、Pb_Zn_Ag矿床提供理论平台（毛景文等, 1996; 2007； 2011）。
以花岗岩为中心，多金属成矿元素显示出明显的分带现象：近接触带矽卡岩或矽卡岩型W_ Sn 等多金属矿体和远接触带脉状Pb_Zn_Ag等多金属矿体（Meinert et al., 1997; Mao et al. , 2011b; 吴胜华等, 2012; 2014; Zhai et al., 2013），如英国Cornwall、Menheniot、P orthleven地区离花岗岩体近接触带的矽卡岩或脉状W_Sn矿体与远接触带脉状Pb_Zn矿体（G leeson et al., 2000）和秘鲁中部的Uchucchacua矽卡岩和脉状Ag_Mn_ Pb_Zn矿床（Buss ell et al., 1990）。但由于远接触带矿体常与侵入岩体没有明显接触，在一些地区有时显 示似层状特征，因此，对于这些远接触带Pb_Zn_Ag矿脉是否主要由岩浆流体形成，还存在争 论（Baker et al., 2004）。对矽卡岩型矿床/矿田，以岩体为中心从近接触带向远接触带 开展稳定同位素分析，可以还原岩浆热液流体与围岩之间的成矿作用过程，圈定矿区尺度范 围内岩体热液流体活动及成矿范围，并获得成矿元素分布规律，如前人在大厂Sn矿（Fu et al., 1991）和El Mochito Pb_Zn_Ag矽卡岩（Vázquez et al., 1998）做的研究。但在柿 竹园矿田中，近接触带含W_Sn_Mo_Bi的矽卡岩_云英岩与远接触带Pb_Zn_Ag矿脉的成矿关系 ，前人尚没有讨论。笔者沿千里山岩体外侧采集了柿竹园矿田内远—近接触带中主要 蚀变岩石_矿石样品，结合C、H、O、S、Pb同位素研究， 讨论近接触带与远接触带的成矿作用过程。
南岭地区地层由新元古界基底与上泥盆统—中
三叠统海相碳酸盐岩、泥岩、砂岩和上三叠统 —古近系陆相碎屑岩、火山碎屑岩盖层组成（舒良树等, 2006）。震旦系呈南北向展布，为 一套巨厚层浅变质碎屑岩组成的复理石建造（张怡军, 1998）。泥盆系下部由浅灰色_紫红 色中_细粒石英砂岩夹粉砂质页岩、含砾石英粉砂岩组成，上部为深灰色厚_巨厚层状泥晶灰 岩、条带状泥灰岩、条带状含泥含云灰岩。石炭系主要为浅海碳酸盐岩和滨海碎屑岩、含煤 碎屑岩组成。二叠系主要由海相铁锰硅质岩、硅质页岩、钙质页岩、粉砂岩及黑色页岩组成 。侏罗系属内陆湖泊、沼泽相碎屑、泥灰碎屑沉积（王昌烈等, 1987）。白垩系由火山碎屑 岩、砾岩、砂岩和泥岩组成，夹有石膏层。古近系泥沙沉积物分散在山间河谷中。
湘南地区发育多期次的大面积的中酸性花岗岩浆，不同期次岩体成群成带分布。根据岩体年 代 学研究，该地区侵入岩体形成时代可以划分为3个时期：① 加里东期岩浆活动，时限集中在 434～414 Ma，代表性岩体有万洋山、彭公庙和雪花顶等岩体，岩性主要为黑云母二长花岗 岩 、花岗闪长岩、石英闪长岩和石英二长岩等，呈岩基或岩株产出（李献华等, 1991）；② 印支期岩浆活动，时限集中在240～205 Ma，形成了阳明山和塔山等花 岗 岩体，岩石类型主要包括黑云母二长花岗岩、二云母二长花岗岩、黑云母花岗闪长岩等（华 仁民等, 2005）；③ 燕山期岩浆活动，主要发生在165～150 Ma和130～90 Ma期间，为本区 中 酸性花岗岩类侵入最活跃期，具有强度大、分布广的特点，主要出露岩体包括川口、大义山 、宝峰山、千里山、瑶岗仙、骑田岭、香花岭、岩背、界牌岭等岩体，同时与该地区W_Sn_C u_Pb_Zn_Ag成矿作用密切相关（毛景文等, 2007）。
湖南柿竹园多金属矿田位于炎陵_郴州_蓝山NE向构造_岩浆岩带与郴州_绍阳NW向构造_ 岩浆 岩带交汇部位，大地构造位置属于华南古生代褶皱系湘南_桂东坳陷的东部，产于千里山_骑 田岭NE向构造_成矿带的北部（李华芹等, 2006）。区内主控构造方向为NE向和NW向2组 ，NE 向主干断裂自西向东，包括新宁_邵阳断裂、茶陵_郴州断裂、桂东_汝城断裂，断裂大多倾 向SE，以压扭性或逆冲断层为主，断裂控制了燕山期陆相盆地的发育。众多中生代岩体，都 受该构造系统控制，如高垄山、宝峰山_王仙岭、千里山_骑田岭_香花岭、尖峰岭等，同时 伴随着重要的W、Sn、Mo、Bi、Be、Pb、Zn成矿作用（毛景文等, 2007）。区内以茶陵_临 武深大断裂为界，西部为坳陷区，东部为相对隆起区，西部印支期褶皱分布较广，而东部加 里东期褶皱活跃（张怡军, 1998）。
千里山花岗岩体是柿竹园矿田内出露的主要岩体，呈岩株状，出露面积约10 km2，是一个 复式岩体，侵入到泥盆纪砂岩与碳酸盐岩地层中（王昌烈等, 1987 ）。千里山岩体可分为2期：第一期为似斑状黑云母花岗岩，出露在千里山岩体南侧，出露 面积为1.2 km2；第二期为等粒黑云母花岗岩，出露面积8.4 km2。另外 ，矿区内还广泛发育NE向花岗斑岩脉，穿切千里山岩体（图1）。
湘南多金属成矿省位于NE向茶陵_临武深大断裂边部，该断裂系统控制这个地区的主要区域 构造，并且与负的重力异常相关，其可以联系到地表下的一个大的岩基（饶家荣等, 1993） 。柿竹园矿田位于东坡_月枚复式向斜北端，该地区发育一系列次一级褶皱和断层，其与区 域上主控断层走向一致。泥盆系佘田桥组灰岩在这个向斜核部，棋梓桥组白云质灰岩形成这 个褶皱的东翼。这个地区发育有40个主要断层，走向为SN向、NW向和NE向。其中，SN向和NW 向断层是最主要的，并且控制了千里山花岗岩体的侵位；而NE向和NW向断层控制了该矿田 的网脉状裂隙系统。大部分强烈矿化作用发生在主要断层交汇处的褶皱和裂隙中（Lu et al ., 2003）。
柿竹园矿田由近接触带矽卡岩_石英岩W_Sn_Mo_Bi矿床和远接触带脉状Pb_Zn_Ag矿床组成。 近接触带含W_Sn_Mo_Bi的矽卡岩_云英岩主要分布在千里山岩体周边的柿竹园、金船塘和柴 山 等地区，远接 触带Pb_Zn_Ag矿脉主要分布在西南侧的柴山、百步窿、横山岭、蛇形坪和东北部的枞树板地 区。含W_Sn_Mo_Bi的矽卡岩常呈透镜状，直径在数百米，厚几十米到数百 米，沿千里山岩体顶部或两侧向外生长，一些矽卡岩外侧以脉状或网 脉状形式延伸到大理岩中。块状含W_Sn_Mo_Bi的云英岩主要发育在岩体内侧或边部，呈透镜 状，厚几米至几十米；含W_Sn_Mo_Bi的网脉状云英岩叠加到矽卡岩和大理岩之上，脉厚度几 百厘米，向外侧网脉厚度变小，局部变密集，逐渐 转化为含Sn_Be_Cu的石英网脉（毛景文, 1997）。Pb_Zn_Ag矿脉沿NE向断裂系统呈群分布， 与岩体和近接触带含W_Sn_Mo_Bi的矽卡岩_云英岩相距数百米甚至1～2 km。
云英岩主要包括块状云英岩（图2a）和网脉状云英岩（图2b）。其中，网脉状云英岩离花岗 岩体更远，矽卡岩和大理岩均叠加有网脉状云英岩，主要由石英、白云母、黄铁矿、萤石、 长石组成，矿石矿物有白钨矿、锡石、辉钼矿、辉铋矿、黄铜矿等；块状云英岩与似斑状黑 云母花岗岩紧密接触，烟灰色，主要由石英、白云母、黄玉、萤石、黄 铁矿、长石组成，矿石矿物包括白钨矿、锡石、辉铋矿、辉钼矿等。
矽卡岩从近岩体向外侧变化为：块状矽卡岩（图2c、d）→条带状矽卡岩（图2e）→网脉状 矽卡岩，局部矽卡岩发生退化蚀变作用（图2f）。块状矽卡岩与等粒或似斑状黑云母花岗岩 接触，主要由石榴子石、辉石、符山石、硅灰石组成，石榴子石与辉石呈嵌晶结构。其中 ， 石榴子石呈深褐色粗晶，个别晶体具有环带构造；辉石，浅绿色，为透辉石，呈长柱状，在 石榴子石与辉石之间充填放射状符山石和硅灰石，有时发育无色透明萤石和方解石，矿石 矿物有白钨矿、锡石、辉铋矿、辉钼矿（图2g）。条带状矽卡岩发育于块状矽卡岩外侧，由 相 间的不同矿物颗粒形成的条带组成，主要包括石榴子石硅灰石条带、硅灰石符山石条带、石 榴子石硅灰石符山石条带等，并且伴随少量浸染状硫化物。网脉状矽卡岩在该地区主要 发育在大理岩中，宽度2～50 cm，主要由粗晶石榴子石、符山石、白色透明萤石组成，还伴 有白钨矿、辉钼矿、锡石等矿物。退化蚀变岩主要叠加在矽卡岩之上，表现为原生矽卡 岩发生退化蚀变作用，退化蚀变矿物为绿泥石、绿帘石、黄铁矿、石英等矿物（图2h）。
大理岩主要发育在岩体和矽卡岩外侧，叠加有云英岩网脉和方解石细脉，其中云英岩网脉伴 随锡石和铜矿化。锡石颗粒非常细小，大小在0.01～0.14 mm，黄铜矿粒度一般为0.1～0 .2 mm。大理岩化灰岩发育在大理岩蚀变带的外围，灰岩局部发育大理岩化，同时伴 有浸染状、团块状、细脉状的铅锌矿，这类铅锌矿规模与岩体远端西侧的柴山、横山岭、 百步 窿、蛇形坪地区的脉状Pb_Zn_Ag矿体规模相差较大，为离岩体最近的铅锌矿化作用。
在千里山岩体的远接触带（1～2 km）则发育Pb_Zn_Ag矿脉，进一步分为大脉型（图2i）和 细脉型（图2j）。在大脉的两侧时有透镜状Pb_Zn矿体（图2k）和浸染状Pb_Zn_Ag矿石（图2 l）。大脉型Pb_Zn_Ag矿NE向展布，局部被花岗斑岩脉穿插（图2m）。这些大脉常近于平行 成群产出，几十米到几百米长，厚2 m，截切地层层理，由块状Pb_Zn_Ag矿石组成，还含有 一定量的黄铁矿、黄铜矿、毒砂、磁黄铁矿、磁铁矿等（图2n）。细脉状Pb_Zn_Ag矿沿着围 岩 的微裂隙充填，由方铅矿、闪锌矿、载Ag的矿物组成，脉石矿物为方解石和萤石。透镜状矿 体由厚的方铅矿核和薄层的闪锌矿壳组成。浸染状Pb_Zn_Ag矿石常发育在方解石脉中。
远接触带Pb_Zn_Ag矿体围岩蚀变有碳酸盐化、硅化、萤石化。碳酸盐化最显著，表现为一系 列的方解石脉（图2o）。方解石脉常常呈平行产出，宽2～30 cm，长几十米，与Pb_Zn_ Ag矿 脉近似平行。部分方解石透镜体发育在Pb_Zn_Ag矿脉的边部，包含韵律的Pb_Zn矿石条带。 硅化显示为石英脉（图2p），宽2～40 cm，长几十米，与Pb_Zn_Ag矿脉近似平行。萤石化 为细脉状或浸染状萤石分布在Pb_Zn_Ag矿脉中。
3样品采集与分析方法
通过野外对柿竹园_柴山_蛇形坪_横山岭_百步窿的巷道观测，笔者对柴山地区近接触带含W_ Sn _Mo_Bi的矽卡岩_云英岩与蛇形坪_横山岭_百步窿地区远接触带Pb_Zn_Ag矿脉进行蚀变岩石 、矿石采集，以便获得详细的远—近蚀变带的C、H、O、Pb同位素组成特征和指示意义。
方解石主要来自矽卡岩石榴子石粒间方解石、大理岩与灰岩中块状方解石、Pb_Zn_Ag矿脉中 团块状和脉状方解石。方解石的C、O同位素测试在中国地质科学院矿产资源研究所同位素实 验室完成，先将纯度大于99%的方解石颗粒磨至200目，将样品放到60℃恒温干燥箱烘干10 h ，用70℃磷酸与样品反应释放出CO2，C、O同位素组成使用MAT262 气体同位素质谱仪进行分析获得，采用PDB标准，分析精度为±0.1‰。
石英和石榴子石中H、O同位素测试在中国地质科学院矿产资源研究所同位素实验室完成，使 用仪器为MAT_253质谱仪。首先，将所有样品进行粉碎、粗选和清洗，分选出40～60目的石 英和 石榴子石单矿物。H同位素分析采用锌还原法测定，在60℃条件下烘干24 h后，石英样品加 热至500℃，石榴子石样品加热至600℃，使样品中原生流体包裹体发生破裂，释放出的水与 锌发生反应，产生H2，然后进行质谱分析；O同位素采用五氟化溴法测定，在500～680℃ 的真空条件下使BrF5与石英反应，对产生的O2进行质谱分析。H同位素的分析精度为 ±1‰，O同位素的分析精度为±0.2‰。
方铅矿样品的Pb同位素分析在核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成。首先，用HN O3_HF溶液将待测样品分解后蒸干，再加入HCl溶液蒸干，最后加入HBr溶液溶解样品， 进行Pb 分离，之后用强碱性阴离子交换树脂进行Pb分离，采用ISOPROBE_T热表面电离质谱 法进行Pb 同位素测定，对于1 μg的Pb，测定精度208Pb/204Pb≤0.005%。
4.2H、O同位素不同蚀变带中石英和石榴子石中的流体包裹体内水的H同位素组成见表2。近接触带 块状云英岩中石英样品的δDH2O值为-77‰，矽卡岩中石榴子 石样品的δDH2 O 值为-97‰，脉状云英岩中石英样品的δDH2O值为-83‰，退化蚀变矽卡岩中石英样 品的δDH2O值为-65‰，远接触带石英脉中石英样品的δDH2O值为-83‰。 根据石英和石榴子石与水之间的O同位素平衡分馏方程（Clayton et al., 1972）和流体包 裹体均一温度（Lu et al., 2003; 吴胜华等, 2012）计算得到与石英和石榴子石达到分馏 平衡的δ18OH2O值（表2），计算获得花岗岩中石英δ18OH2O 值为7.0‰，块状矽卡岩中石榴子石δ18OH2O值范围9.2 ‰～9.4‰，块状云英岩中石英δ18OH2O值为5.1‰，网脉状云英岩中石英 δ18OH 2O值为-8.2‰，退化蚀变矽卡岩中石英δ18OH2O值为-4.2‰ ，远接触带Pb_Zn_Ag脉中石英δ18OH2O值为2.8‰。
与远接触带Pb_Zn_Ag矿脉和围岩灰岩中方解石相比，近接触带矽卡岩中方解石相对亏损 18O和13C。矽卡岩中方解石的δ18O值范围为4.8 ‰～8.4‰， 而 围岩灰岩和远接触带Pb_Zn_Ag矿脉中团块状和脉状方解石δ18O值分别为13.5‰ 和8. 1‰～15.8‰。矽卡岩中方解石的δ13C值范围为-6.5‰～-3.6‰，而大理岩和围 岩灰岩中方解石的δ13C值分别为-1.6‰和-2.1‰， 远接触带中团块状和脉状方解石的δ13C值范围为-3.5～-1.5‰之间（图4）。与围 岩 灰岩中方解石相比，矽卡岩中方解石相对亏损18O和13C可以归于2种 原因：一种原因是以岩浆_热液为主的流体在渗滤交代过程中与其他流体发生了混合(Zaw et al., 2000)；另一种原因是热变质过程中发生去碳酸盐作用使得重的碳同位素发生丢失 (T aylor, 1987)。一般情况下，热变质中去碳酸盐作用会发生13C丢失，而不会出 现大量的18O亏损，而岩浆流体渗滤作用混合载有CO2或CH4流 体 时会出现额 外低的δ13C和δ18O值（Zürcher et al., 2001）。结合C、O同位素变化， 说明近接触带矽卡岩形成过程中发生了以岩浆流体为主的渗滤交代作用，远接触带碳酸盐 脉方解石中的δ13C和δ18O值与围岩灰岩的C、O同位素组成接近，表明C和O主 要来自灰岩，成矿热液沿着灰岩裂隙充填过程发生了水岩反应(Lentz et al., 2000)。
本文分析了柴山500 m标高315巷中花岗岩、云
英岩、矽卡岩中石英或石榴子石与横山岭4号 脉中的H、O同位素组成，能够指示远—近接触带成矿过程中成矿流中H、O同位素组成变化( 图3)。近接触带的块状矽卡岩、云英岩与远接触带 石英脉中石榴子石、石英获得的δDH2O 和δ18OH2O值具有岩浆水的特征，而近接触带网脉状云英岩和退化蚀变矽卡 岩中获得石英的δDH2O和δ18OH2O值具有岩浆水与大气水混合的特 征（图5）。柿竹园地区矽卡岩与退化蚀变矽卡岩成岩成矿流体的δ18O值差别较大， 表明退化蚀变矽卡岩形成过程中混入了大气水(具有相对低δ18O值为大气水，具有相 对高δ18O值为岩浆水）(Taylor, 1997)。
笔者收集了前人对不同蚀变带中硫化物δ34S值的研究成果：云英岩中辉铋矿δ3 4S值为1.6‰，块状矽卡岩中辉铋矿δ34S值为2.6‰，远接触带脉状Pb_ Zn_A g矿的δ34S值范围在0.3‰～9.9‰（图6，杨昌明, 1986; 张理刚, 1989）。δ 34S值从近接触带含W_Sn_Mo_Bi的矽卡岩_云英岩至远接触带Pb_Zn_Ag矿
脉发生了增加。近接触带矽卡岩 _云英岩中硫化物的δ34S值(1.6‰～2.6‰)与岩浆硫的δ34S值（0±5‰） 范围一致(Johnson et al., 2012)，表明岩浆硫参 与了矽卡岩_云英岩中硫化物的沉淀。远 接触带Pb_Zn_Ag脉中部分硫化物δ34S值明显高于近接触带矽卡岩_云英岩中硫化物的 δ34S值，但大部分硫仍具有岩浆硫特征，可能混入了地层中硫酸盐的硫(Ohmoto, 19 72)。
近接触带大理岩中块状Pb_Zn矿（样品12cs_3和10cs_18）与远接触带脉状Pb_Zn_Ag矿的Pb同 位素组成相对一致，数据点在207Pb/204Pb_206Pb/ 204Pb 和208Pb/204Pb_206Pb/204Pb（图7）中落于造 山带线和上地壳线附近，呈线性关系，说明它们具有相同 的物质来源。另外，矿石Pb同位素的Δγ_ Δβ成因分类图解（图8）表明，Pb等金属元素来源于上地壳岩石，有少 量地幔铅的加入。湘南地区晚中生代岩体远接触带Pb_Zn_Ag矿也开展过Pb同位素示踪研 究工作。宝山地区远接触带Pb_Zn_Ag矿中，硫化物样品的206Pb/204 Pb比值变化范围在18.188～18.844，207Pb/204Pb比值范 围15.661～ 15.843，208Pb/204Pb比值范围38.562～39.912， 这些样品点均落在上地壳 演化线附近，具有壳源特征，这些数据显示了较大斜
率的线性趋势 ，具有混合来源的特征（谢银财等, 2015）。黄沙坪地区Pb_Zn_Ag矿脉中硫化物样品的 206Pb/204Pb比值变化范围在17.893～18.772，207Pb / 204Pb比值范围15.580～16.045，208Pb/204Pb比值范围38. 490～ 41.560，它们同样均落在上地壳演化线附近，具有壳源特征，同时具有混合来源的特 征（息 朝庄等, 2009）。芙蓉地区长石样品的206Pb/204Pb
比值变化范围在1 8.547～19.180，207Pb/204Pb比值范围15.598～15.825， 2 08Pb/204Pb比值范围37.912～39.068，硫化物矿物样品的206Pb/ 204Pb比值变化范围在18.467～18.836，207Pb/204Pb比值 范 围15.503～15.772，208Pb/204Pb比值范围38.607～39.099，它 们的 范围基本相同，指明Pb主要来自上地壳，有少量地幔物质加入（Li Z L et al., 2007） 。总体特征表明，当时南岭地区下部地幔物质上涌，诱发地壳物质大范围熔融，形成原 始的载有W_Sn多金属岩浆。随即在晚中生代侵位到地壳浅部造成了 大规模成矿作用（Mao et al., 2013）。
矽卡岩_云英岩 都与斑状和等粒黑云母花岗岩具有成因联系，而非更晚期花岗斑岩脉。尽管还未能准确测定 Pb_Zn_Ag 矿脉的成矿年龄，但 是根据野外穿插关系、斑状或等粒黑云母花岗岩精确年龄（～152 Ma）（Li et al., 2004 ）和花岗斑岩脉年龄（～144 Ma）（刘义茂等, 1997），推断远接触带Pb_Zn_Ag矿脉形成于 144～152 Ma。
南岭地区是中国乃至世界重要的W_Sn_Pb_Zn_Ag多金属成矿省（毛景文等, 2007）。南岭地 区大规模成矿作用集中在中_晚侏罗世（165～150 Ma），前人对大规模的燕山期成矿作用的 构造背景提出了多种模型：板内岩石圈伸展（Li, 2000）、下地壳拆沉（Wang et al., 200 6）和古太平洋板块俯冲作用（Li Z X et al., 2007）。Mao等（2011a;2013）提出 ，南岭地区在晚侏罗世正处于俯冲板片窗之上，地幔物质上涌到上地壳导致了地壳部分 熔融形成富集多金属成矿元素的岩浆侵位到浅部，岩浆结晶伴随着多阶段流体释放，形成了 具有显著的蚀变_成矿分带特征的W_Sn_Pb_Zn_Ag矿床/矿田(图9)。
近接触带的块状矽卡岩和云英岩与远接触带石英脉成矿 流体具有岩浆水的特征，而网脉状云英岩和退化蚀变矽卡岩成矿流体具有岩浆水与大气水混 合的特征。
远—近接触带中方铅矿铅同位素组成揭示Pb等金属元素来源于上地壳，有少量地幔铅的 加入。
志谢在室外工作中，得到湖南柿竹园有色金属有限责任公司李军和吴澜、湖南 省湘南地 质勘察院的张怡军的支持和帮助，在此深表谢意。同时，十分感谢审稿人对本文的审阅和提 高。
以花岗岩为中心，多金属成矿元素显示出明显的分带现象：近接触带矽卡岩或矽卡岩型W_ Sn 等多金属矿体和远接触带脉状Pb_Zn_Ag等多金属矿体（Meinert et al., 1997; Mao et al. , 2011b; 吴胜华等, 2012; 2014; Zhai et al., 2013），如英国Cornwall、Menheniot、P orthleven地区离花岗岩体近接触带的矽卡岩或脉状W_Sn矿体与远接触带脉状Pb_Zn矿体（G leeson et al., 2000）和秘鲁中部的Uchucchacua矽卡岩和脉状Ag_Mn_ Pb_Zn矿床（Buss ell et al., 1990）。但由于远接触带矿体常与侵入岩体没有明显接触，在一些地区有时显 示似层状特征，因此，对于这些远接触带Pb_Zn_Ag矿脉是否主要由岩浆流体形成，还存在争 论（Baker et al., 2004）。对矽卡岩型矿床/矿田，以岩体为中心从近接触带向远接触带 开展稳定同位素分析，可以还原岩浆热液流体与围岩之间的成矿作用过程，圈定矿区尺度范 围内岩体热液流体活动及成矿范围，并获得成矿元素分布规律，如前人在大厂Sn矿（Fu et al., 1991）和El Mochito Pb_Zn_Ag矽卡岩（Vázquez et al., 1998）做的研究。但在柿 竹园矿田中，近接触带含W_Sn_Mo_Bi的矽卡岩_云英岩与远接触带Pb_Zn_Ag矿脉的成矿关系 ，前人尚没有讨论。笔者沿千里山岩体外侧采集了柿竹园矿田内远—近接触带中主要 蚀变岩石_矿石样品，结合C、H、O、S、Pb同位素研究， 讨论近接触带与远接触带的成矿作用过程。
1区域地质背景
柿竹园多金属矿田位于湖南省郴州市东南15 km处， 处于南岭中部。南岭地区（东经：111° ～117°，北纬：23°20′～26°40′）位于新元古代扬子造山带与东南沿海地区一系列晚 中生代火山_侵入岩带之间（毛景文等, 2007）。南岭地区地层由新元古界基底与上泥盆统—中
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图 1柿竹园矿田地质图（毛景文等, 2011） Fig. 1Geological map of the Shizhuyuan orefield (modified after Mao et al., 20 11) |
湘南地区发育多期次的大面积的中酸性花岗岩浆，不同期次岩体成群成带分布。根据岩体年 代 学研究，该地区侵入岩体形成时代可以划分为3个时期：① 加里东期岩浆活动，时限集中在 434～414 Ma，代表性岩体有万洋山、彭公庙和雪花顶等岩体，岩性主要为黑云母二长花岗 岩 、花岗闪长岩、石英闪长岩和石英二长岩等，呈岩基或岩株产出（李献华等, 1991）；② 印支期岩浆活动，时限集中在240～205 Ma，形成了阳明山和塔山等花 岗 岩体，岩石类型主要包括黑云母二长花岗岩、二云母二长花岗岩、黑云母花岗闪长岩等（华 仁民等, 2005）；③ 燕山期岩浆活动，主要发生在165～150 Ma和130～90 Ma期间，为本区 中 酸性花岗岩类侵入最活跃期，具有强度大、分布广的特点，主要出露岩体包括川口、大义山 、宝峰山、千里山、瑶岗仙、骑田岭、香花岭、岩背、界牌岭等岩体，同时与该地区W_Sn_C u_Pb_Zn_Ag成矿作用密切相关（毛景文等, 2007）。
湖南柿竹园多金属矿田位于炎陵_郴州_蓝山NE向构造_岩浆岩带与郴州_绍阳NW向构造_ 岩浆 岩带交汇部位，大地构造位置属于华南古生代褶皱系湘南_桂东坳陷的东部，产于千里山_骑 田岭NE向构造_成矿带的北部（李华芹等, 2006）。区内主控构造方向为NE向和NW向2组 ，NE 向主干断裂自西向东，包括新宁_邵阳断裂、茶陵_郴州断裂、桂东_汝城断裂，断裂大多倾 向SE，以压扭性或逆冲断层为主，断裂控制了燕山期陆相盆地的发育。众多中生代岩体，都 受该构造系统控制，如高垄山、宝峰山_王仙岭、千里山_骑田岭_香花岭、尖峰岭等，同时 伴随着重要的W、Sn、Mo、Bi、Be、Pb、Zn成矿作用（毛景文等, 2007）。区内以茶陵_临 武深大断裂为界，西部为坳陷区，东部为相对隆起区，西部印支期褶皱分布较广，而东部加 里东期褶皱活跃（张怡军, 1998）。
2矿田地质
湖南柿竹园多金属矿田位于华南褶皱系湘南凹陷中，该地区出露震旦系下统泗州山组、中泥 盆统跳马涧组和棋梓桥组、上泥盆统佘田桥组和锡矿山组地层（毛景文等, 1996; 刘悟辉等 , 2006）。震旦系下统泗州山组灰色变质砂岩分布在矿田东北部（图1），主要由浅变质 细粒石英砂岩夹灰绿色板岩、砂质板岩、碳质板岩组成（张怡军, 1998）；中泥盆统跳马涧 组砂岩主要分布在矿田北部和西北部；中泥盆统棋梓桥组白云质灰岩和上泥盆统佘田桥组泥 灰岩、泥质条带灰岩、碳质条带灰岩主要分布在矿田南部，是该矿田的主要赋矿围岩；上泥 盆统锡矿山组白云质灰岩主要分布在矿田南侧。千里山花岗岩体是柿竹园矿田内出露的主要岩体，呈岩株状，出露面积约10 km2，是一个 复式岩体，侵入到泥盆纪砂岩与碳酸盐岩地层中（王昌烈等, 1987 ）。千里山岩体可分为2期：第一期为似斑状黑云母花岗岩，出露在千里山岩体南侧，出露 面积为1.2 km2；第二期为等粒黑云母花岗岩，出露面积8.4 km2。另外 ，矿区内还广泛发育NE向花岗斑岩脉，穿切千里山岩体（图1）。
湘南多金属成矿省位于NE向茶陵_临武深大断裂边部，该断裂系统控制这个地区的主要区域 构造，并且与负的重力异常相关，其可以联系到地表下的一个大的岩基（饶家荣等, 1993） 。柿竹园矿田位于东坡_月枚复式向斜北端，该地区发育一系列次一级褶皱和断层，其与区 域上主控断层走向一致。泥盆系佘田桥组灰岩在这个向斜核部，棋梓桥组白云质灰岩形成这 个褶皱的东翼。这个地区发育有40个主要断层，走向为SN向、NW向和NE向。其中，SN向和NW 向断层是最主要的，并且控制了千里山花岗岩体的侵位；而NE向和NW向断层控制了该矿田 的网脉状裂隙系统。大部分强烈矿化作用发生在主要断层交汇处的褶皱和裂隙中（Lu et al ., 2003）。
柿竹园矿田由近接触带矽卡岩_石英岩W_Sn_Mo_Bi矿床和远接触带脉状Pb_Zn_Ag矿床组成。 近接触带含W_Sn_Mo_Bi的矽卡岩_云英岩主要分布在千里山岩体周边的柿竹园、金船塘和柴 山 等地区，远接 触带Pb_Zn_Ag矿脉主要分布在西南侧的柴山、百步窿、横山岭、蛇形坪和东北部的枞树板地 区。含W_Sn_Mo_Bi的矽卡岩常呈透镜状，直径在数百米，厚几十米到数百 米，沿千里山岩体顶部或两侧向外生长，一些矽卡岩外侧以脉状或网 脉状形式延伸到大理岩中。块状含W_Sn_Mo_Bi的云英岩主要发育在岩体内侧或边部，呈透镜 状，厚几米至几十米；含W_Sn_Mo_Bi的网脉状云英岩叠加到矽卡岩和大理岩之上，脉厚度几 百厘米，向外侧网脉厚度变小，局部变密集，逐渐 转化为含Sn_Be_Cu的石英网脉（毛景文, 1997）。Pb_Zn_Ag矿脉沿NE向断裂系统呈群分布， 与岩体和近接触带含W_Sn_Mo_Bi的矽卡岩_云英岩相距数百米甚至1～2 km。
云英岩主要包括块状云英岩（图2a）和网脉状云英岩（图2b）。其中，网脉状云英岩离花岗 岩体更远，矽卡岩和大理岩均叠加有网脉状云英岩，主要由石英、白云母、黄铁矿、萤石、 长石组成，矿石矿物有白钨矿、锡石、辉钼矿、辉铋矿、黄铜矿等；块状云英岩与似斑状黑 云母花岗岩紧密接触，烟灰色，主要由石英、白云母、黄玉、萤石、黄 铁矿、长石组成，矿石矿物包括白钨矿、锡石、辉铋矿、辉钼矿等。
矽卡岩从近岩体向外侧变化为：块状矽卡岩（图2c、d）→条带状矽卡岩（图2e）→网脉状 矽卡岩，局部矽卡岩发生退化蚀变作用（图2f）。块状矽卡岩与等粒或似斑状黑云母花岗岩 接触，主要由石榴子石、辉石、符山石、硅灰石组成，石榴子石与辉石呈嵌晶结构。其中 ， 石榴子石呈深褐色粗晶，个别晶体具有环带构造；辉石，浅绿色，为透辉石，呈长柱状，在 石榴子石与辉石之间充填放射状符山石和硅灰石，有时发育无色透明萤石和方解石，矿石 矿物有白钨矿、锡石、辉铋矿、辉钼矿（图2g）。条带状矽卡岩发育于块状矽卡岩外侧，由 相 间的不同矿物颗粒形成的条带组成，主要包括石榴子石硅灰石条带、硅灰石符山石条带、石 榴子石硅灰石符山石条带等，并且伴随少量浸染状硫化物。网脉状矽卡岩在该地区主要 发育在大理岩中，宽度2～50 cm，主要由粗晶石榴子石、符山石、白色透明萤石组成，还伴 有白钨矿、辉钼矿、锡石等矿物。退化蚀变岩主要叠加在矽卡岩之上，表现为原生矽卡 岩发生退化蚀变作用，退化蚀变矿物为绿泥石、绿帘石、黄铁矿、石英等矿物（图2h）。
大理岩主要发育在岩体和矽卡岩外侧，叠加有云英岩网脉和方解石细脉，其中云英岩网脉伴 随锡石和铜矿化。锡石颗粒非常细小，大小在0.01～0.14 mm，黄铜矿粒度一般为0.1～0 .2 mm。大理岩化灰岩发育在大理岩蚀变带的外围，灰岩局部发育大理岩化，同时伴 有浸染状、团块状、细脉状的铅锌矿，这类铅锌矿规模与岩体远端西侧的柴山、横山岭、 百步 窿、蛇形坪地区的脉状Pb_Zn_Ag矿体规模相差较大，为离岩体最近的铅锌矿化作用。
在千里山岩体的远接触带（1～2 km）则发育Pb_Zn_Ag矿脉，进一步分为大脉型（图2i）和 细脉型（图2j）。在大脉的两侧时有透镜状Pb_Zn矿体（图2k）和浸染状Pb_Zn_Ag矿石（图2 l）。大脉型Pb_Zn_Ag矿NE向展布，局部被花岗斑岩脉穿插（图2m）。这些大脉常近于平行 成群产出，几十米到几百米长，厚2 m，截切地层层理，由块状Pb_Zn_Ag矿石组成，还含有 一定量的黄铁矿、黄铜矿、毒砂、磁黄铁矿、磁铁矿等（图2n）。细脉状Pb_Zn_Ag矿沿着围 岩 的微裂隙充填，由方铅矿、闪锌矿、载Ag的矿物组成，脉石矿物为方解石和萤石。透镜状矿 体由厚的方铅矿核和薄层的闪锌矿壳组成。浸染状Pb_Zn_Ag矿石常发育在方解石脉中。
远接触带Pb_Zn_Ag矿体围岩蚀变有碳酸盐化、硅化、萤石化。碳酸盐化最显著，表现为一系 列的方解石脉（图2o）。方解石脉常常呈平行产出，宽2～30 cm，长几十米，与Pb_Zn_ Ag矿 脉近似平行。部分方解石透镜体发育在Pb_Zn_Ag矿脉的边部，包含韵律的Pb_Zn矿石条带。 硅化显示为石英脉（图2p），宽2～40 cm，长几十米，与Pb_Zn_Ag矿脉近似平行。萤石化 为细脉状或浸染状萤石分布在Pb_Zn_Ag矿脉中。
3样品采集与分析方法
通过野外对柿竹园_柴山_蛇形坪_横山岭_百步窿的巷道观测，笔者对柴山地区近接触带含W_ Sn _Mo_Bi的矽卡岩_云英岩与蛇形坪_横山岭_百步窿地区远接触带Pb_Zn_Ag矿脉进行蚀变岩石 、矿石采集，以便获得详细的远—近蚀变带的C、H、O、Pb同位素组成特征和指示意义。
方解石主要来自矽卡岩石榴子石粒间方解石、大理岩与灰岩中块状方解石、Pb_Zn_Ag矿脉中 团块状和脉状方解石。方解石的C、O同位素测试在中国地质科学院矿产资源研究所同位素实 验室完成，先将纯度大于99%的方解石颗粒磨至200目，将样品放到60℃恒温干燥箱烘干10 h ，用70℃磷酸与样品反应释放出CO2，C、O同位素组成使用MAT262 气体同位素质谱仪进行分析获得，采用PDB标准，分析精度为±0.1‰。
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图 2柿竹园远—近接触带蚀变岩石与矿石特征 a. 块状云英岩, 含黄铁矿; b. 网脉状云英岩, 含辉钼矿; c. 块状矽卡岩, 含辉铋矿; d. 矽卡岩与大理岩接触; e. 条带状矽卡岩; f. 退化蚀变矽卡岩, 含辉钼矿; g. 退化蚀变矽 卡岩，粗粒白钨矿; h. 退化蚀变矽卡岩，石榴子石退化蚀变为绿泥石; i. Pb_Zn_Ag矿脉; j. Pb_Zn_Ag网脉; k. 透镜状Pb_Zn矿体; l. 浸染状Pb_Zn_Ag矿石; m. Pb_Zn_Ag矿脉被花 岗斑岩穿插; n. 脉状Pb_Zn_Ag矿中黄铁矿、闪锌矿、黄 铜矿和方铅矿共生; o. 远 接触带方解石脉; p. 远接触带石英脉 Bis—辉铋矿; Ccp—黄铜矿; Chl—绿泥石; Gn—方铅矿; Gt—石榴子石; Mo—辉钼矿; Py —黄铁矿; Sh—白钨矿; Sp—闪锌矿 Fig. 2Alteration and ore characteristics from proximal to distal mineralizatio n areas in the Shizhuyuan deposit a. Massive greisen, containing pyrite; b. Stockwork greisen, containing molybden ite; c. Massive skarn, containing bismuthinite; d. Skarn and marble contact; e. Banded skarn; f. Retrograde alteration of skarn, containing molybdenite; g. Retr ograde alteration of skarn, containing scheelite; h. Retrograde alteration o f sk arn, garnet altered to chlorite; i. Pb_Zn_Ag veins; g. Pb_Zn_Ag veinlets; k. Len ticular Pb_Zn orebody; l. Disseminated Pb_Zn_Ag ores; m. Pb_Zn_Ag veins penetrat ed by granite porphyry; n. Pb_Zn–Ag veins containing pyrite, sphalerite, chalco pyrite, and galena; o. Distal calcite veins; p. Distal quartz veins Bis—Bismuthinit; Ccp—Chalcopyrite; Chl—Chlorite; Gn—Galena; Gt—Garnet; M o—Molybdenite; Py—Pyrite; Sh—Scheelite; Sp—Sphalerite |
方铅矿样品的Pb同位素分析在核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成。首先，用HN O3_HF溶液将待测样品分解后蒸干，再加入HCl溶液蒸干，最后加入HBr溶液溶解样品， 进行Pb 分离，之后用强碱性阴离子交换树脂进行Pb分离，采用ISOPROBE_T热表面电离质谱 法进行Pb 同位素测定，对于1 μg的Pb，测定精度208Pb/204Pb≤0.005%。
4结果
4.1C、O同位素
方解石的C、O同位素分析结果见表1。矽卡岩中方解石的δ13C值范 围在-6.5‰～-3.6‰之间，平均值-5.1‰；δ18O值变化范围介于4.8‰～8 .4‰ ，平均值7.0‰；大理岩中1个方解石样品的δ13C和δ18O值分别为-1.6 ‰和14.7‰；灰岩中1个方解石样品的δ13C和δ18O值分别为-2.1‰和13.5 ‰； 远接触带Zn_Pb_Ag矿脉中团块状和脉状方解石的δ13C值范围为-3.5‰～-1.5‰ ，平均值-2.2‰，δ18O值范围为8.1‰～15.8‰，平均值11.9‰ 。4.2H、O同位素不同蚀变带中石英和石榴子石中的流体包裹体内水的H同位素组成见表2。近接触带 块状云英岩中石英样品的δDH2O值为-77‰，矽卡岩中石榴子 石样品的δDH2 O 值为-97‰，脉状云英岩中石英样品的δDH2O值为-83‰，退化蚀变矽卡岩中石英样 品的δDH2O值为-65‰，远接触带石英脉中石英样品的δDH2O值为-83‰。 根据石英和石榴子石与水之间的O同位素平衡分馏方程（Clayton et al., 1972）和流体包 裹体均一温度（Lu et al., 2003; 吴胜华等, 2012）计算得到与石英和石榴子石达到分馏 平衡的δ18OH2O值（表2），计算获得花岗岩中石英δ18OH2O 值为7.0‰，块状矽卡岩中石榴子石δ18OH2O值范围9.2 ‰～9.4‰，块状云英岩中石英δ18OH2O值为5.1‰，网脉状云英岩中石英 δ18OH 2O值为-8.2‰，退化蚀变矽卡岩中石英δ18OH2O值为-4.2‰ ，远接触带Pb_Zn_Ag脉中石英δ18OH2O值为2.8‰。
4.3 Pb同位素
近接触带大理岩中块状Pb_Zn矿与远接触带脉 状Pb_Zn_Ag矿的Pb同位素组成见表3。在这些方 铅矿样品中，206Pb/204Pb比值范围为18.565～18.622 ，平均值18.586；207Pb/204Pb比值范围为15.694～15.738， 平均值15.718；208Pb/204Pb比值范围在38.819～38.986，平 均值38.895。
5讨论
5.1远—近接触带C、H、O、S、Pb同位素组成特征及对成矿作用的指示
矽卡岩中方解石的C、O同位素组成特征可以用来指示矽卡岩形成过程中C、O同位素的改变程 度（Lentz et al., 2000）。Vázquez等（1998）研究表明，在岩浆_热液成矿过程中形 成 的碳酸盐的C、O同位素组成相对围岩常会发生变化。通常矽卡岩中碳酸盐的δ13C和 δ18O值相对围岩都会减小（Jamtveit et al., 1997）。本文分析的方解石样品取自 柴山500标 高315巷近接触带矽卡岩、柴山_观音山巷道才6矿体和横山岭4号脉中主要蚀变岩石，能够 指示远—近接触带成矿过程中方解石的C、O同位素组成变化(图3)。与远接触带Pb_Zn_Ag矿脉和围岩灰岩中方解石相比，近接触带矽卡岩中方解石相对亏损 18O和13C。矽卡岩中方解石的δ18O值范围为4.8 ‰～8.4‰， 而 围岩灰岩和远接触带Pb_Zn_Ag矿脉中团块状和脉状方解石δ18O值分别为13.5‰ 和8. 1‰～15.8‰。矽卡岩中方解石的δ13C值范围为-6.5‰～-3.6‰，而大理岩和围 岩灰岩中方解石的δ13C值分别为-1.6‰和-2.1‰， 远接触带中团块状和脉状方解石的δ13C值范围为-3.5～-1.5‰之间（图4）。与围 岩 灰岩中方解石相比，矽卡岩中方解石相对亏损18O和13C可以归于2种 原因：一种原因是以岩浆_热液为主的流体在渗滤交代过程中与其他流体发生了混合(Zaw et al., 2000)；另一种原因是热变质过程中发生去碳酸盐作用使得重的碳同位素发生丢失 (T aylor, 1987)。一般情况下，热变质中去碳酸盐作用会发生13C丢失，而不会出 现大量的18O亏损，而岩浆流体渗滤作用混合载有CO2或CH4流 体 时会出现额 外低的δ13C和δ18O值（Zürcher et al., 2001）。结合C、O同位素变化， 说明近接触带矽卡岩形成过程中发生了以岩浆流体为主的渗滤交代作用，远接触带碳酸盐 脉方解石中的δ13C和δ18O值与围岩灰岩的C、O同位素组成接近，表明C和O主 要来自灰岩，成矿热液沿着灰岩裂隙充填过程发生了水岩反应(Lentz et al., 2000)。
本文分析了柴山500 m标高315巷中花岗岩、云
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表 1柿竹园矿田主要蚀变岩石_矿石中方解石C、O同位素组成 Table 1Carbon and oxygen isotopic compositions of calcites from main alteratio n rocks and ores in Shizhuyuan orefield |
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表 2柿竹园矿田主要蚀变岩石_矿石中石英和石榴子石H_O同位素组成 Table 2Hydrogen and Oxygen isotopic compositions of quartz and garnet from mai n alteration rocks and ores in Shizhuyuan orefield |
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表 3柿竹园矿田方铅矿Pb同位素组成 Table 3Lead isotopic compositions of galenas in Shizhuyuan deposit |
笔者收集了前人对不同蚀变带中硫化物δ34S值的研究成果：云英岩中辉铋矿δ3 4S值为1.6‰，块状矽卡岩中辉铋矿δ34S值为2.6‰，远接触带脉状Pb_ Zn_A g矿的δ34S值范围在0.3‰～9.9‰（图6，杨昌明, 1986; 张理刚, 1989）。δ 34S值从近接触带含W_Sn_Mo_Bi的矽卡岩_云英岩至远接触带Pb_Zn_Ag矿
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图 3柿竹园矿田500标高柴山315巷道至柴山_观音山巷道主要蚀变岩石_矿石中方解石的C 、O同位素与石英或 石榴子石H、O同位素组成变化特征 Fig. 3Variations of carbon and oxygen isotopic compositions of calcites and hy drogen and oxygen isotopic compositions of quartzs or garnets from main altera tion rocks and ores from underground tunnel 315 of Chaishan and tunnel of Chaish an_ guanyinshan at the 500 levels in Shizhuyuan orefield |
近接触带大理岩中块状Pb_Zn矿（样品12cs_3和10cs_18）与远接触带脉状Pb_Zn_Ag矿的Pb同 位素组成相对一致，数据点在207Pb/204Pb_206Pb/ 204Pb 和208Pb/204Pb_206Pb/204Pb（图7）中落于造 山带线和上地壳线附近，呈线性关系，说明它们具有相同 的物质来源。另外，矿石Pb同位素的Δγ_ Δβ成因分类图解（图8）表明，Pb等金属元素来源于上地壳岩石，有少 量地幔铅的加入。湘南地区晚中生代岩体远接触带Pb_Zn_Ag矿也开展过Pb同位素示踪研 究工作。宝山地区远接触带Pb_Zn_Ag矿中，硫化物样品的206Pb/204 Pb比值变化范围在18.188～18.844，207Pb/204Pb比值范 围15.661～ 15.843，208Pb/204Pb比值范围38.562～39.912， 这些样品点均落在上地壳 演化线附近，具有壳源特征，这些数据显示了较大斜
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图 4柿竹园矿田主要蚀变岩石_矿石中方解石的C、O同 位素组成特征（底图据刘 建明等, 1997；刘家军等, 2004） Fig. 4Carbon and oxygen isotopic compositional charact_ eristics of calcites from main alteration rocks and ores in the Shizhuyuan orefield (base map after Liu et al., 1997; Liu et al., 2004) |
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图 5柿竹园矿田主要蚀变岩石_矿石中石英或石榴子石 H、O同位素组成特征（底图据Tay lor, 1997） Fig. 5Hydrogen and oxygen isotopic compositional characteristics of quartzs or g arnets from main alteration rocks and ores in the Shizhuyuan orefield (modified after Taylor, 1997) |
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图 6柿竹园矿田主要蚀变岩石_矿石中硫化物S同位素 组成特征（数据来自杨昌明 , 1986; 张理刚, 1989） Fig. 6Sulfur isotopic compositional characteristics of sulfides from main alte ration rocks and ores in the Shizhuyuan orefield (data from Yang, 1986； Zhang, 1989) |
5.2近接触带矽卡岩云英岩型W_Sn_Mo_Bi矿床与远接触带 脉状Pb_Zn_Ag矿床成矿作用过程
笔者提出远接触带脉状Pb_Zn_Ag矿床与近接触带矽卡岩云英岩型W_Sn_Mo_Bi矿床成矿流体 主要为岩浆 流体，主要证据包括：① C、O同位素变化表明近接触带矽卡岩和远接触带碳酸盐脉分别为 岩 浆流体为主的渗滤交代作用和水岩反应沿裂隙充填形成；② 远接触带Pb_Zn_Ag矿脉与近接 触带矽卡岩_云英岩中硫化物的S同位素组成表明硫主要来自岩浆硫；③ 近 接触 带的块状矽卡岩和云英岩中石英、石榴子石与远接触带Pb_Zn_Ag矿脉中的石英脉获得的 δDH2O和δ18OH2O值具有岩浆水的特征。野外观察显示， 晚 期花岗斑岩脉明显截 切了近接触带矽卡岩_云英岩与远接触带Pb_Zn_Ag矿脉（杨昌明, 1986; 陈柏林等, 1998; 吴胜华等, 2012)，进一步指出远接触带Pb_Zn_Ag矿脉与近接触带W_Sn_Mo_Bi
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图 7柿竹园矿田内远—近接触带铅锌矿石中方铅矿Pb同位素组成特征（底图据Zartman et al., 1981） UC—上地壳; O—造山带; M—地幔; LC—下地壳 Fig. 7Lead isotopic compositional characteristics of galenas from distal to pr oximal mineralization and alteration areas in the Shizhuyuan orefield（base ma p after Zartman et al., 1981） UC—Upper crust; O—Orogene; M—Mantle; LC—Lower crust |
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图 8柿竹园矿田远—近接触带铅锌矿石中方铅矿Pb同 位素Δγ_Δβ成因分类图 解（底图据朱炳泉, 1998） 1—地幔源铅; 2—上地壳铅; 3—上地壳与地幔混合的俯冲带铅（3a.岩浆作用; 3b.沉积作 用）; 4—化学沉积型铅; 5—海底热液水作用铅; 6—中深变质作用铅; 7—深变质下地壳铅 ; 8—造山带 铅; 9—古老页岩上地壳铅; 10—退变质铅 Fig. 8Lead isotopic compositional characteristics of galenas from mine ralization and alteration areas in the Shizhuyuan orefield（base map after Zhu, 19 98） 1—Mantle lead; 2—Supracrustal lead; 3—Mixed supracrustal and mantle lead（3a. Magmatism; 3b. Sedimentation）; 4—Chemical deposit lead; 5—Submarine hydrothe rmal lead; 6—Mid_deep metamorphic lead; 7—Deep metamorphic lower crust lead; 8 —Orogenic belt lead；9—Supracrustal ancient shale lead; 10—Retrograde metamor_ phic lead |
南岭地区是中国乃至世界重要的W_Sn_Pb_Zn_Ag多金属成矿省（毛景文等, 2007）。南岭地 区大规模成矿作用集中在中_晚侏罗世（165～150 Ma），前人对大规模的燕山期成矿作用的 构造背景提出了多种模型：板内岩石圈伸展（Li, 2000）、下地壳拆沉（Wang et al., 200 6）和古太平洋板块俯冲作用（Li Z X et al., 2007）。Mao等（2011a;2013）提出 ，南岭地区在晚侏罗世正处于俯冲板片窗之上，地幔物质上涌到上地壳导致了地壳部分 熔融形成富集多金属成矿元素的岩浆侵位到浅部，岩浆结晶伴随着多阶段流体释放，形成了 具有显著的蚀变_成矿分带特征的W_Sn_Pb_Zn_Ag矿床/矿田(图9)。
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图 9柿竹园远—近接触带成矿分带模型示意图 Fig. 9Model of mineralization and alteration zoning from proximal to distal mineralization areas of Shizhuyuan orefield |
6结论
近接触带块状矽卡岩中方解石δ13C和δ18O值分别在-6.5‰～-3.6‰和4.8 ‰～8.4‰之间，远接触带Pb_Zn_Ag矿脉中团块状和脉状方解石的δ13C和δ1 8O值分别在-3.5‰～-1.5‰和8.1‰～ 15.8‰之间，表明矽卡岩形成于岩浆流体的 渗滤 交代作用，而远接触带碳酸盐脉的形成与热液沿灰岩裂隙充填过程中的水岩反应有关。 近接触带的块状矽卡岩和云英岩与远接触带石英脉成矿 流体具有岩浆水的特征，而网脉状云英岩和退化蚀变矽卡岩成矿流体具有岩浆水与大气水混 合的特征。
远—近接触带中方铅矿铅同位素组成揭示Pb等金属元素来源于上地壳，有少量地幔铅的 加入。
志谢在室外工作中，得到湖南柿竹园有色金属有限责任公司李军和吴澜、湖南 省湘南地 质勘察院的张怡军的支持和帮助，在此深表谢意。同时，十分感谢审稿人对本文的审阅和提 高。
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