赵海杰,余长发,韩心巧,郑伟.2016.广东大降坪硫(铅锌)矿床岩浆热液叠加作用——来自闪锌矿Rb-Sr年龄及硫同位素的证据[J].矿床地质,35(4):795~808 ZHAO HaiJie,YU ZhangFa,HAN XinQiao,ZHENG Wei.2016.Magmatic hydrothermal superimposition in Dajiangping S (Pb-Zn) deposit, Guangdong Province: Rb-Sr isochron age and sulfur isotope evidence[J].Mineral Deposits35(4):795~808
DOi:10.16111/j.0258_7106.2016.04.011
广东大降坪硫（铅锌）矿床岩浆热液叠加作用——来自闪锌矿Rb_Sr年龄及硫同 位素的证据
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 100037； 2 北京核工业地质 研究所， 北京100029； 3 云浮广业硫铁矿集团有限公 司， 广东 云浮527300； 4 中国地质大学， 北京100083
投稿时间：2015_09_15
录用时间：2015_12_15
本文受国家自然科学基金项目（编号： 41203036)）、国家重点基础研究发展计划“973” 课题(编 号： 2012CB416704)和中央级公益性科研院所基本科研业务专项资金（编号： K1323）共同 资助
摘要:广东大降坪硫（铅锌）矿床位于与岩浆作用有关的大绀山多金属矿田 的中部，主矿 体为赋存在震旦纪变质岩中的层状、透镜状黄铁矿矿体，最近在两个不同产状的黄铁矿矿体 下部又新发现了脉状及层状铅锌矿体。文章通过对铅锌矿体的年龄及硫同位素研究，探讨其 与主矿体的成因关系，获得了脉状铅锌矿体中闪锌矿的Rb_Sr等时线年龄为（88.5±3.9 ） Ma，即晚白垩世，与上部黄铁矿矿体的年龄（约630 Ma）相差较大，而与整个大绀山多金属 矿田的成矿作用时限一致。三种不同产状的矿体硫同位素组成差异明显：层状黄铁矿矿体富 集硫的轻同位素（δ34S=-10.90‰～-25.55‰），且与围岩的硫同位素范围一 致，说明硫来 自生物的细菌还原硫；透镜状黄铁矿矿体δ34S组成范围较宽（-9.38‰～22.69‰ ），具多源性硫的特征；铅锌矿体的δ34S在-7.1‰～6.4‰之间变化，硫可能来自 深源岩浆 ，并受围 岩成分混染。多方面的证据表明，大降坪黄铁矿矿体下部的铅锌矿体形成于晚白垩世的岩浆 热液成矿作用，透镜状黄铁矿矿体受到岩浆热液的叠加。
关键词:
地球化学；闪锌矿；Rb_Sr定年；硫同位素；黄铁矿矿体；铅锌矿体； 大降坪矿床
文章编号：0258_7106 (2016) 04_0795_14 中图分类号：P597 文献标志码：A
Magmatic hydrothermal superimposition in Dajiangping S (Pb_Zn) deposit, Guangd ong Province: Rb_Sr isochron age and sulfur isotope evidence
1 MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Minera l Resources, CAGS, Beijing 100037, China; 2 Beijing Research Institute of Ur anium Geology, Beijing 100029, China; 3 Yunfu Guangye Pyrite Group Company Limit ed, Yunfu 527300, Guangdong, China; 4 China University of Geosciences, B eijing 100083, China
Abstract:Dajiangping deposit, Located in the central part of the Daganshan magmatic_rela ted polymetalic orefield，is the largest pyrite deposit in China. The pyrite orebodies occur in the Sinian metamorphic rocks in laminated and lenticular for ms. Recently, new veins and layered Pb_Zn orebodies underlying the pyrite orebod ies were discovered. The age of sphalerite from the lead_zinc orebody was determ ined by the Rb_Sr isochron method, which yielded a Rb_Sr isochron age of (88.5± 3.9) Ma， completely different from that the pyrite orebody (～630 Ma), but consistent with the metallogenic age of the Daganshan orefield. The su l fur isotope compositions of sulfides from three orebodies were analyzed. The res ults show that the layered orebody has the δ34S values of (-10.90‰ ～-25.55‰), suggesting the reduction of the bacteria sulfate. The lenticular orebody has b r oad δ34S values, ranging from -9.38‰ to 22.69‰, implying that it had complica ted sulfur sources, including the mixture of magmatic source. The δ34S v alues o f the lead_zinc orebody are -7.1‰～6.4‰, showing the characteristics of deep s ource sulfur. These data indicate that the lead_zinc orebody was formed by magm a tic hydrothermal mineralization in Cretaceous, and the lenticular pyrite orebody might have been superimposed by it.
Key words:
geochemistry, sphalerite, Rb_Sr isochron age, sulfur isot ope, pyrite orebody, lead_zinc orebody, Dajiangping S (Pb_Zn) deposit
位于广东省云浮市境内的大降坪矿床是中国著名的超大型硫铁矿矿床之一，矿石总储量 2亿多吨，居全国之首（杨荣勇等，1997）。主矿体由Ⅲ号层状矿体和Ⅳ号透镜状矿体组成 。近年来，又在黄铁矿体的下部发现了脉状及层状铅锌矿体（预测Pb+Zn资源量154万吨，罗 大略，2004）。对于硫铁矿矿床的成因前人已经做了很多研究，有人认为黄铁矿矿体是热水 沉积作用形成，其后改造作用仅对矿体内部物质进行了 调整，没有明显的成矿物质的加入（陈 多福等，1998a）；也有人认为其是热水沉积_改造_岩浆气液叠加形成（张乾等，1992；199 3；张宝贵等，1994；Li et al., 2006）；而对于新发现的铅锌矿体却鲜有研究。
众所周知，喷流沉积矿床是世界上铅锌矿床的重要来源，其储量和产量占铅锌矿总储量和产 量的50%左右(Sangster, 2002) ，而这种类型的硫铁矿矿床在世界范围内数量较少，仅有 国内一些文献报道，如粤西大降坪、内蒙古东升庙等。喷流沉积矿床具有明显的层控性，部 分具典型的“双层"构造，上部为层状矿体，下部为细脉状、筒状含矿蚀变体（Large et al ., 1983; Goodfellow et al., 1993）。从区域上看，大降坪矿床位于大绀山矿田的核心部 分，整个矿田具有与岩浆成矿作用密切相关的、清楚的金属元素分带，作为矿田的重要组成 部分，岩浆作用对大降坪矿床的贡献也是一个不能忽视的方面。那么，大降坪矿床新发现的 铅锌矿是与上部黄铁矿矿体同时形成于喷流沉积作用，还是岩浆热液后期叠加形成的呢？高 精度成矿年代学数据可以给出答案。
直接利用辉钼矿、锡石、闪锌矿等矿石矿物开展同位素测年，已经被证实为精确厘定成矿时 代的有效手段（Mao et al., 1999；2003；2006；Yuan et al., 2011；张长青等，2008； 郑伟等，2012a；袁顺达等，2012；胡乔青等，2012）。本文对大降坪矿床黄铁矿矿体下部 的铅锌矿体中的闪锌矿进行高精度Rb_Sr测年，结合对不同产状矿体详细的硫同位素分析， 以期深入 探讨矿床成因及指导下一步找矿工作。
罗定盆地内及其周边出露的地层较全。元古宇主要为一套中深变质岩系，震旦系主要是云母 千枚岩夹火山岩、火山碎屑岩等。奥陶系为一套类复理石、碳酸盐岩沉积建造。志留系为一 套类复理石沉积建造。泥盆系为沉积碎屑岩和碳酸盐岩。石炭系以灰岩、白云岩为主。三叠 系主要为砾岩、砂岩、粉砂岩、页岩等。白垩系主要是以砾岩、砂岩为主的碎屑岩建造。由 于该区受到多次构造运动的影响，褶皱、断裂发育，形成以北东向为主体的构造格局。区域 上的控岩控矿构造主要有贵子弧断裂、吴川_四会大断裂。区内出露的岩体表现出多旋回_多 期次的特点（傅良刚，2010）。其中以加里东期和燕山期岩浆活动最为强烈，岩性以花岗岩 、二长花岗岩为主（余长发等，2010）。
罗定盆地为一个北东向的中生代断陷盆地，盆地周边是银铅锌、锡、金矿产密集分布区，表 现为典型的中生代盆地控矿的特征（毛景文等，2011）。其南缘是新榕_连州矿田，以新榕 大型银锰矿为代表，包括连州银锰矿、连州金矿、云致含银黄铁矿等矿床；北缘是大绀山矿 田，发育大型高枨铅锌银矿床（Ag 1516吨、Pb+Zn 55万吨）、大金山钨锡矿(WO3+ Sn 4 .3 万吨)、尖山_石门头铅锌银矿、九曲岭锡矿等中型矿床（罗大略等，2009）。大绀山旋转 构造构成了大绀山矿田的基本构造格局，以大绀山片麻状花岗岩为核心，环状构造重叠围绕 该核心展布。整个大绀山矿田显示出十分清楚的与岩浆成矿作用有关的矿化元素分带和矿床 组合，由中心往外为：W+Sn+Bi（大金山钨锡矿）→Sn（九曲岭锡矿）→Pb+Zn（大降坪硫铅 锌矿）→Ag+Pb+Zn（高枨铅锌矿）→金矿化（图1）。
山组变质岩系，岩性主要为变质碳质粉砂岩、钙质石英粉砂岩、结晶灰岩、石英岩、粉 砂岩、碳质千枚岩，是矿区黄铁矿及铅锌矿的赋矿围岩。此外，侏罗 系砂岩、砾岩在局部地区出露（图2）。矿区褶皱和断裂较发育，最主要的断裂是F4， 由一组大致平行NW向的断裂组成，控制着黄铁矿矿体的分布。矿区岩浆岩不发育，仅在南部 出露燕山期花岗岩小岩珠，岩性为中细粒花岗岩（图2）。
大降坪矿床共有5个黄铁矿矿体。以F3断裂为界，其西为Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ号矿体，以东为Ⅱ、 Ⅳ号矿体 ，其中Ⅲ、Ⅳ号矿体规模最大。Ⅲ号矿体呈层状、似层状，由条带状矿石组成。Ⅳ号矿体呈 透 镜状，由块状黄铁矿矿石组成，规模最大，最厚达159 m，长度为2150 m，向南过渡为条带 状矿石。矿体均与围岩整合接触，产状一致。围岩蚀变比较普遍，但不强烈，主要有角岩化 、钾长石化、硅化、碳酸盐化。
黄铁矿矿石金属矿物组合简单，包括黄铁矿、磁 黄铁矿及少量的闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等(图3a～i)。 脉石矿物主要有石英、方解石、绢云母和石墨等。矿 石结构包括晶粒状结构、压碎结构、交代溶蚀结构、
粒状镶嵌结构、包含结构等。矿石基本构造主要有条带状和致密块状 ，其次为浸染状构造等。条带状矿石常见沉积韵律构造、层纹状、条纹状构造等。条带状矿 石中黄铁矿粒度一般小于1 mm，石英呈细粒镶嵌状、非晶质梳状或以硅质条带产出。 块状矿石中普遍存在后期热液溶蚀交代形成的交代残余结构，可见原始沉积形成的条带状残 余。
铅锌矿体在整个大绀山矿田均有产出，目前共圈出6个工业矿体（罗大略等，2009），均分 布于黄铁矿体下部大绀山组变质岩中。其中V2矿体出露于大降坪的尖山弧形构造中，规模最 大。矿体顶板为黄铁矿层，底板为变质钙质石英粉砂岩或黑色碳质粉砂岩。矿体长度大于16 00 m， 平均厚度为4.83 m，矿化元素平均品位为：Pb: 1.06%，Zn: 1.07%，Sn: 0.25% ，Ag: 21.78×10-6，Au: 0.40×10-6（罗大略等，2009）。部分铅锌矿体顺层产 出，与地层产状 一致，并与地层同步褶皱，V2矿体围岩蚀变较弱，主要有硅化、黄铁矿化、毒砂化、绢 云母化、绿泥石化、萤石化等。
铅锌矿石的金属矿物主要有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂及锡石等。脉石矿物 主 要有石英、萤石、方解石、长石、绢云母等。铅锌矿石结构以他形_自形晶粒状为主 ，还有交代溶蚀结构、包含结构。矿石构造以层纹状、条带状、脉状及块状为主（图3f）。 3样品采集、加工及测试方法
大降坪硫（铅锌）矿为露天开采矿床，目前正在大规模的开采，野外工作可遍及整个 矿床，且矿山为深部找矿在南部Ⅲ号矿体实施了ZK1604钻孔，岩芯清楚的揭露了铅锌矿 体的产出特征，也为本次研究提供了典型的测试样品。
将用于测年的样品粉碎至40～80目，在双目镜下挑选出闪锌矿，纯度达99%以上，用蒸馏水 清 洗，低温蒸干，然后将纯净的闪锌矿样品在玛瑙研钵内研磨至200目左右待测。由于闪锌矿 的Rb、Sr含量低，甚至低于0.01×10-6，为了同位素定年的可行性，笔者在中国科 学院土壤研究所对样品进行了微量元素Rb、Sr含量的草测，并从中挑选适合定年的样品在南 京大学现代分析中心同位素分析室进行Rb、Sr含量和同位素组成测定。具体分析方法如下： 原粉末样品用混合酸溶解，取清液上离子交换柱分离，采用高压密闭熔样和阳离子交换技术 分离和提纯，然后用英国产的VG354质谱仪测定，测定方法见文献（方维萱等，2002；王银 喜等，2007）。用于测定的美国NBS987同位素标样为： 87Sr/86Sr =（0.710 236±0.000 007），Sr的全流程空白为5×10-9～7×10-9 g，87Sr/86Sr同位素比值用87Sr/86Sr =0.1194进行标准化。87Sr/86Sr的分析误差为±1%，λ Rb=1.42×10-11a-1。等时线年龄用ISOPLOT(Version 2.90,1994)程 序计算。
闪锌矿的Rb_Sr同位素测试结果见表2。 Rb_Sr等时线年龄计算采用Isoplot/ExVersion3.23 计算程 序（Ludwig, 2001），λ值为1.42×10-11a-1，87Rb/ 86Sr比值误差给定1%，87Rb/86Sr比值误 差给定0.05%，置信度95%。5件闪锌矿样品的 w(Rb)为0.7521～3.9680 μg/g，w(Sr)为2.182～5.784 μg/g， 实测的87Rb/86Sr为0.348～4.852，87Sr/86 Sr为0.7119～0.7175，样品的87Rb /86Sr与87Sr/86Sr比值具有很好的正相关关系，拟合 成 直线为y=0.001 27x+0.711 38，计算获得闪锌矿Rb_Sr等时线年龄t= （88.5±3.9） Ma，离散度为1.3，初始锶同位素组成ISr为0.711 38（图4）。
张乾等（1993）获得16件黄铁矿样品的δ34S值为-25.55‰～+21.07‰，平均-2.1 4 ‰，离差46.62‰。与本文结果不同的是，该数据范围值可分为两个独立的负值和正值区间 ， 分别为-25.55‰～-9.38‰和9.35‰～21.07‰，不存在零附近的同位素数据。宋世明 等（2011）获得了矿区围岩样品的δ34S值为-27.79‰～22.69‰，平均-9.99‰ ，离差达50.48‰。其中，Ⅲ号矿体围岩δ34S值区间为-26.60‰～-10.95‰ ，Ⅳ号矿体围岩的δ34S=-17.51‰～+22.69‰。因此， 可以看出，本次研究测定的硫同位素组成范围与前人测定的结果基本一致。
由此可见，大降坪Ⅳ号矿体是否形成于多成因 复合叠加改造是争论的焦点，但Ⅲ号层状黄铁矿体 形成于同生沉积作用的观点被广泛认可（张乾等，1993；潘家永等，1994）。通常认为 ， 这类矿床矿体与赋矿围岩地层是同生沉积的，故其成矿年龄往往通过赋矿的沉积围岩年龄来 间接估算（Dumoulin et al., 2004；Leach et al., 2005）。大降坪黄铁矿矿体赋存在大 绀山组变质岩系中，深入的区域地质研究以及震旦纪微古植物化石组合和藻类古生物化石 的发现，确定此套地层为新元古代震旦系（丘元禧等，1996；陈诸麒等，1992）。 Wang 等 （1997）获得Ⅲ号矿体顶部热水沉积硅质岩的条带状矿石Rb_Sr等时线年龄为630 Ma。因此 ，可以初步确定Ⅲ号层状黄铁矿体形成于新元古代震旦系。
喷流沉积矿床通常具有典型的双层结构，表现为上部为似层状硫化物矿体，下部发育着 代表海底热液通道的脉状、浸染状、细脉状_网脉状、筒状硫化物矿体或含矿蚀变体（Large et al., 1983;Goodfellow et al.,1993; Leach et al., 2005）。成分上，上部层状矿体 的金属成分与下盘网脉状矿化呈现出总体上的同一性和自下而上演化的规律性（Large et a l. , 1999; Goodfellow et al., 2007）；时间上，层状矿体与网脉状矿体理论上应相差不大 ，如郭维民等（2011）利用Re_Os 同位素体系对铜陵新桥矿床下盘矿化中黄铁矿进行定年， 得到的等时线年龄与上盘层状矿体的赋存层位基本吻合。本次研究获得了黄铁矿体下部铅锌 矿中闪锌矿的Rb_Sr的等时线年龄为(88.5±3.9) Ma（图4），即晚白垩世。该年龄值与矿 体所赋存的围岩地层和上部层状矿体年龄均相差甚远，说明铅锌矿体不是黄铁矿体的“筒状 蚀变"部分，不是形成于同生沉积作用，而是形成于晚白垩世的岩浆热液作用，证据如 下：
（1） 与闪锌矿共生的、呈脉状产出的黄铁矿为亮黄色、淡黄色，自型_半自型立方体，局 部 见五角十二面体，中粗粒结构，粒径介于0.25～5 mm，完全不同于条纹条带状矿石中的黄 铁矿，后者呈 黄白色微粒半自形立方体状，他形或者呈不规则浑圆状，结晶程度较差，粒度多为0.05～0 .5 mm，颗粒表面比较粗糙，说明铅锌矿石与条纹条带状矿石的成矿环境不同。
（2） 铅锌矿体与黄铁矿矿体具有不同的矿物组合和蚀变类型，前者包括方铅矿、闪锌矿、 磁 黄铁矿、方解石、萤石、石英、绿泥石等，伴有围岩的绢云母化、绿泥石化、硅化、碳酸岩 化和少量的绿帘石；而后者的矿物组合较单一，包括黄铁矿、磁黄铁矿、石英和方解石，围 岩蚀变不发育，仅见有硅化和方解石化。
（3） 条带状矿石可见遭受到后期强烈的变形作用，表现为揉皱构造、香肠状构造、塑性膨 胀构造等以及脆性变形构造甚为发育。显微镜下，黄铁矿受压碎和变形，定向排列，石英_ 黄 铁矿与围岩绢云母构成条带，片理较明显的部分，黄铁矿和石英受拉伸变形，延长方向与片 理一致。而脉状铅锌矿体宏观和显微构造中均未见遭受变形、压碎等，说明其形成晚于区内 的构造变形运动。
（4） 流体包裹体研究表明（另文发表），铅锌矿石与条纹条带状矿石具有不同的流体类型 、均一温度和盐度范围。条纹条带状矿石中发育的气液两相包裹体数量较少，体积小，均一 到气相的温度范围为138～349℃，主要集中于200～300℃，平均为254.87℃，盐度w(NaCleq)为3.71%～9.08%, 平均值为5.90%，峰值为4%～7%。铅锌矿石 中气液两 相包裹体较发育，体积 相 对较大，均一温度范围为118～410 ℃，均值为343℃，峰值范围为220～300℃和380～400℃ ， 盐度w(NaCleq)为1.23%～12.85%，均值为7.81%，峰值范围为6%～9%。此 外，可见到含子矿物 的三相包裹体及熔融包裹体，说明铅锌矿石中存在高温的成矿流体。由此可见，铅锌矿石的 成矿流体的温度和盐度都高于条纹条带状黄铁矿矿石。
（5） 区域上看，大降坪矿床所属的大绀山矿田存在白垩世的岩浆热液成矿作用。位于矿田 外带的高枨热液脉状铅锌矿床闪锌矿的Rb_Sr等时线年龄为（89.7±6.4） Ma（另文发表 ）。矿田的核心部位大金山石英脉型钨锡多金属矿床，成岩成矿均发生于燕山晚期（余长发 等 ，2012），其中细粒黑云母花岗岩形成于（82.89±0.35） Ma～（85.60±0.52） Ma， 与其有关 的5件石英脉型辉钼矿Re_Os模式年龄为（80.07±1.19） Ma～（84.93±1.42） Ma。本 次所获得闪锌矿的Rb_Sr等时线年龄为（88.5±3.9） Ma，与矿田内的成岩成矿作用完 全吻合。
综合以上几方面证据，认为铅锌矿体是晚白垩世岩浆热液成矿作用的结果。测试样品中包括 采 自Ⅳ号矿体中的含闪锌矿的块状黄铁矿矿石（DJP_24），其数据值与其他样品很好的拟合在 一 条等时线上（图4），也间接说明晚白垩世岩浆热液可能叠加改造了上部透镜状黄铁矿矿体 。
大降坪矿床硫同位素数据在不同矿体、不同类型矿石中有一定的规律性，分组现象明显（图 5）。Ⅲ号矿体中黄铁矿多呈细粒条带状，其δ34S值均为负值（-10.90‰～-25.55 ‰，均值为-19.49‰），围岩的δ34S区间为-10.95‰～-27.79‰，均值为-18 .01‰（宋世明等，2011），可见二者范围一致且峰值区间为-16‰～-24‰(图5a)。Ⅲ号 矿体 的黄铁矿与围岩交替沉积，沉积韵律基本一致，显微镜下发现全岩光片的有机质非常丰富， 有机物（主要是藻类）大量发育，这些说明Ⅲ号矿体与围岩具有相同的硫源，同时，δ 34S值较宽的范围 和大负值说明这些硫化物在形成过程经历了明显的生物细菌还原作用，为典型的生物成因硫 （Strauss,1997; Canifield, 2004）。
与Ⅲ号矿体不同，Ⅳ号矿体块状矿石的硫同位素变化范围较大，δ34S值变化区间为 -9.38‰～22.69‰，直方图(图5b)上围岩和硫化物都表现出一致的分组性。其中，偏负 的δ34S值（-16‰～-6‰）围岩和硫化物的区间重叠，且范围与Ⅲ号矿体几 乎一 致，暗示二者可能具有相同的成因或来源，为生物成因硫。Ⅳ号矿床中，一组δ34S 正值(8‰～2 4‰，峰值为12‰～22‰），相似于当时海水的硫同位素值，推测这部分硫可能与多数SEDEX 矿床硫 的来源一致，来自于海水硫酸盐的还原（张乾，1993；潘家永等，1994）。对于零值附近的 δ34S值，结合野外观察和室内岩石学特征，推测其可能是深源硫。因此，Ⅳ号矿 体的成矿物质来源具多源性特点，包括生物成因硫和深源岩浆硫。
铅锌矿石中δ34S值为-7.1‰～6.4‰，均值为-0.75‰，主要集中于-4‰～4‰， 呈 近塔式分布（图5c），完全不同于块状和条带状矿石的硫同位素值，同时考虑这部分样品的 矿物组合及蚀变类型也与黄铁矿矿体明显不同，暗示铅锌矿石与黄铁矿石具有不同的成因， 成矿物质主要来自深源岩浆硫。但是，其中两个样品中的磁黄铁矿和方铅矿的δ34S 分别为-7.1‰和6.4‰，跟典型深部硫的δ34S为±3‰的特征有所差别，如， 大绀山矿田核部大金山石 英脉状钨锡多金属矿床的硫值δ34S介于-1.9‰～3.1‰（余长发等，2 013 ），外带高枨热液脉状 铅锌矿床硫化物的δ34S值变化于-2.0‰～+2.2‰ 之间。铅锌矿石晚于块状和条 纹条带状矿石形成，形成过程中可能混染了围岩的硫源。
已有的地球化学证据表明，大降坪矿床两种矿体成矿环境明显不同。块状矿石中黄铁矿的 Co/Ni比值大于1，而条带状黄铁矿矿石Co/Ni比值小于1 （潘家永等,1998）；条带状矿石与围岩具有相似的稀 土元素配分模式和微量元素特征，以及相同的铅同位素组成（张乾等, 1992 ；张宝贵等, 1994），这与本文所获得的条带状矿石与围岩具有相同的硫源这一结论是吻合 的。但是，块状矿石的上述地球化学特征明显不同于围岩，其可能受到了后期地幔流体的改 造（张乾等, 1993；陈多福等, 1998b；Li et al., 2006）。He_Ar同位素及 钼同位素分析也进一步支持块状矿石存在地幔流体的加入（Li et al.,2005;李贶等, 2006 ；宋世明等，2005）。从产出特征看，Ⅲ号层状矿体下盘出现角岩化，含铅锌的硫化物脉穿 插于其下盘的围岩中，但在条带状矿石中未见有铅锌矿物产出，也说明Ⅲ号层状矿体可能未 受到深源岩浆硫的混入。而在Ⅳ号矿体中的块状矿石中可见到团块状的铅锌矿物，及透镜状 石英黄铁矿脉体。块状矿石中普遍存在热液溶蚀交代形成的交代残余构造、残 余条带构造，结晶粒状结构；铅锌矿脉和无矿石英脉充填叠加于早期的矿石之上，围岩发育 绿泥石和硅化等蚀变。此外，块状矿石中闪锌矿、方铅矿结晶程度高，粒度多为中粒， 个别可达粗粒，而同生沉积作用由于中高温气液喷出海底与海水接触后迅速冷却，形成的硫 化物结晶程度通常较差且粒度小，矿物多为微细粒或隐晶质。因此，这些说明Ⅳ号矿体经历 了后期强烈的热液叠加改造作用，可能存在深源岩浆硫的混入，其接近零值的δ34S 区间是该结论的另一证据。
（2） 对黄铁矿体及铅锌矿体的硫同位素分析显示，层状黄铁矿矿体成矿物质来自生物的细 菌还原硫；透镜状黄铁矿矿体的成矿物质来源具多源性，存在深源岩浆硫的混入；铅锌矿体 的硫同位素具有深源岩浆硫的特点。
（3） 黄铁矿体下部的铅锌矿形成于岩浆热液成矿作用，透镜状黄铁矿体可能受到岩浆热液 的叠加。
志谢野外地质工作期间，得到了广东云硫矿业集团有限公司和广东省地质 调 查院的大力支持和帮助，审稿专家给论文提出了许多建设性的意见，在此一并表示感谢！
众所周知，喷流沉积矿床是世界上铅锌矿床的重要来源，其储量和产量占铅锌矿总储量和产 量的50%左右(Sangster, 2002) ，而这种类型的硫铁矿矿床在世界范围内数量较少，仅有 国内一些文献报道，如粤西大降坪、内蒙古东升庙等。喷流沉积矿床具有明显的层控性，部 分具典型的“双层"构造，上部为层状矿体，下部为细脉状、筒状含矿蚀变体（Large et al ., 1983; Goodfellow et al., 1993）。从区域上看，大降坪矿床位于大绀山矿田的核心部 分，整个矿田具有与岩浆成矿作用密切相关的、清楚的金属元素分带，作为矿田的重要组成 部分，岩浆作用对大降坪矿床的贡献也是一个不能忽视的方面。那么，大降坪矿床新发现的 铅锌矿是与上部黄铁矿矿体同时形成于喷流沉积作用，还是岩浆热液后期叠加形成的呢？高 精度成矿年代学数据可以给出答案。
直接利用辉钼矿、锡石、闪锌矿等矿石矿物开展同位素测年，已经被证实为精确厘定成矿时 代的有效手段（Mao et al., 1999；2003；2006；Yuan et al., 2011；张长青等，2008； 郑伟等，2012a；袁顺达等，2012；胡乔青等，2012）。本文对大降坪矿床黄铁矿矿体下部 的铅锌矿体中的闪锌矿进行高精度Rb_Sr测年，结合对不同产状矿体详细的硫同位素分析， 以期深入 探讨矿床成因及指导下一步找矿工作。
1区域地质背景
大降坪矿床位于粤西云开地区的中北段的罗定盆地中。区内大地构造位置处于粤西_桂东南 加里东隆起和中海西期坳陷的接壤部位（蔡明海等，2002），地处华南褶皱系的西南端，构 造上位于NE向吴川_四会大断裂中部主断裂的西侧。区内经历了前晋宁期的陆核和古 陆壳生 长，晋宁期的张裂拉伸，加里东期的水平韧性剪切及褶皱隆起，海西期—印支期的碰撞造山 和逆冲推覆以及燕山期—喜马拉雅期的陆内伸展构造演化5个阶段（彭少梅等，1995）。罗定盆地内及其周边出露的地层较全。元古宇主要为一套中深变质岩系，震旦系主要是云母 千枚岩夹火山岩、火山碎屑岩等。奥陶系为一套类复理石、碳酸盐岩沉积建造。志留系为一 套类复理石沉积建造。泥盆系为沉积碎屑岩和碳酸盐岩。石炭系以灰岩、白云岩为主。三叠 系主要为砾岩、砂岩、粉砂岩、页岩等。白垩系主要是以砾岩、砂岩为主的碎屑岩建造。由 于该区受到多次构造运动的影响，褶皱、断裂发育，形成以北东向为主体的构造格局。区域 上的控岩控矿构造主要有贵子弧断裂、吴川_四会大断裂。区内出露的岩体表现出多旋回_多 期次的特点（傅良刚，2010）。其中以加里东期和燕山期岩浆活动最为强烈，岩性以花岗岩 、二长花岗岩为主（余长发等，2010）。
罗定盆地为一个北东向的中生代断陷盆地，盆地周边是银铅锌、锡、金矿产密集分布区，表 现为典型的中生代盆地控矿的特征（毛景文等，2011）。其南缘是新榕_连州矿田，以新榕 大型银锰矿为代表，包括连州银锰矿、连州金矿、云致含银黄铁矿等矿床；北缘是大绀山矿 田，发育大型高枨铅锌银矿床（Ag 1516吨、Pb+Zn 55万吨）、大金山钨锡矿(WO3+ Sn 4 .3 万吨)、尖山_石门头铅锌银矿、九曲岭锡矿等中型矿床（罗大略等，2009）。大绀山旋转 构造构成了大绀山矿田的基本构造格局，以大绀山片麻状花岗岩为核心，环状构造重叠围绕 该核心展布。整个大绀山矿田显示出十分清楚的与岩浆成矿作用有关的矿化元素分带和矿床 组合，由中心往外为：W+Sn+Bi（大金山钨锡矿）→Sn（九曲岭锡矿）→Pb+Zn（大降坪硫铅 锌矿）→Ag+Pb+Zn（高枨铅锌矿）→金矿化（图1）。
2矿床地质特征
大降坪矿床位于广东省云浮市北北西4.5 km处，行政区划属云浮市云城区管辖。矿床自195 8年发现以来，其黄铁矿矿石储量达2亿吨，铅锌矿是广 东省地质调查院于2002～2003年开展矿产资源评 价时发现的，产于黄铁矿矿体下部，远景规模达大型 以上（罗大略，2004）。矿区主要出露震旦系大绀
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图 1粤西大绀山多金属矿田地质矿产图（据罗大略等，2009修编） 1—第四系； 2—白垩系罗定组碎屑岩； 3—三叠系小云雾山组含煤碎屑岩； 4—石炭系连 县组灰岩； 5—泥盆系东岗岭组灰岩夹白云岩； 6—泥盆系信都组细砂岩夹粉砂岩； 7—志 留系连滩组石英绢云千枚岩； 8—志留系古墓组细砂岩； 9—志留系大岗顶组砂砾岩； 10 —奥陶系兰翁组细砂岩、条带状千枚岩； 11—奥陶系东冲组石英云母片岩； 12— 震旦系大 绀山组石英云母片岩、炭质千枚岩； 13—前震旦纪沙坪湾组石英云母片岩； 14— 前震旦纪 云开群片麻岩； 15—燕山期花岗岩； 16—断层； 17—地质界线； 18—元素分带界线； 1 9—钨锡、钨、锡矿床； 20—银铅锌矿床； 21—铜矿床； 22—黄铁矿矿床Fig. 1Geological and ore resources map of the Daganshan polymetallic orefield in the west of Guangdong Province (modified from Luo et al., 2009) 1—Quaternary; 2—Cretaceous Luoding Formation clastic rock; 3—Triassic Xiaoyun wushan Formation coalbearing clastic rock; 4—Carboniferous Lianxian Formation limestone; 5—Devonian Donggangling Formation limestone with dolomite; 6—Devon ian X in du Formation fine siltstone with sandstone; 7—Silurian Liantan Formation quartz sericite phyllite; 8—Silurian Gumu Formation siltstone; 9—Silurian Dagang Form at ion glutenite; 10—Ordovician Lanweng Formation siltstone, banded phyllite; 11— Or dovician Dongchong Formation quartz mica schist; 12—Sinian Daganshan Formation q uartz mica schist，carbonaceous phyllite; 13—Presinian Shapingwan Formation q ua rtz mica schist; 14—Presinian Yunkai Group gneiss;15—Yanshanian granite; 16 —Fa ult; 17—Geological boundary; 18—Element zoning boundary; 19—W_Sn,W, Sn deposi t; 20—AgPb_Zn deposit; 21—Cu deposit; 22—Pyrite deposit |
大降坪矿床共有5个黄铁矿矿体。以F3断裂为界，其西为Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ号矿体，以东为Ⅱ、 Ⅳ号矿体 ，其中Ⅲ、Ⅳ号矿体规模最大。Ⅲ号矿体呈层状、似层状，由条带状矿石组成。Ⅳ号矿体呈 透 镜状，由块状黄铁矿矿石组成，规模最大，最厚达159 m，长度为2150 m，向南过渡为条带 状矿石。矿体均与围岩整合接触，产状一致。围岩蚀变比较普遍，但不强烈，主要有角岩化 、钾长石化、硅化、碳酸盐化。
黄铁矿矿石金属矿物组合简单，包括黄铁矿、磁 黄铁矿及少量的闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等(图3a～i)。 脉石矿物主要有石英、方解石、绢云母和石墨等。矿 石结构包括晶粒状结构、压碎结构、交代溶蚀结构、
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图 2大降坪矿床硫(铅锌)矿区地质略图（据洪文勇等，2008修改） Fig. 2Simplified geological map of the Dajiangping S (PbZn) polymetallic dep osit（modified after Hong et al.,2008） |
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图 3大降坪矿床硫（铅锌）矿床主要矿石矿物样品及蚀变特征 a. Ⅲ号矿体中的条带状黄铁矿矿石； b. Ⅳ号矿体中的块状矿石； c. 条带状矿石下部裂 隙面中的铅锌矿集合体； d. 碳质粉砂岩中发育磁黄铁矿和闪锌矿，呈揉皱构造； e. 块状 矿石中的闪锌矿，呈似条带状构造； f. 石英粉砂岩中铅锌多金属硫化物脉； g. 铅锌矿集 合体伴有绿泥石蚀变； h. 闪锌矿、磁黄铁矿和方铅矿溶蚀交代黄铁矿； i. 石英 _多金属硫化物脉中可见黄铁矿颗粒被闪锌矿、方铅矿及毒砂交代Py—黄铁矿； Gn—方铅矿； Po—磁黄铁矿； Sp—闪锌矿； Apy—毒砂； Chl—绿泥石； Qtz—石英； Fl—萤石Fig. 3Characteristics of the ore mineral samples and alteration of the Dajiang ping S (Pb_Zn) polymetallic deposit a. Banded pyrite ore from No. Ⅲ stratiform orebody; b. Massive ore from No. Ⅳ le nticular orebody; c. Sphalerite and galena assemblage existent in the fracture o f banded pyrite ore; d. Magnetic pyrite and sphalerite developed in carbonaceous siltstone and exhibiting crumpled structure; e. Sphalerite exhibiting band_like structure in massive ore; f. Lead and zinc polymetallic sulfide veins developed in quartz siltstone; g. Lead zinc ore aggregate with chlorite alterati on； h. P yrite replaced by sphalerite, galena and pyrrhotite； i. A pyrite grain replaced by sphalerite, galena and arsenopyrite in the quartz_polymetallic sulfi de vein Py—Pyrite； Gn—Galena； Po—Pyrrhotite； Sp—Sphalerite； Apy—Arsenopyrite； Chl—Chlorite； Qtz—Quartz； Fl—Fluorite |
铅锌矿体在整个大绀山矿田均有产出，目前共圈出6个工业矿体（罗大略等，2009），均分 布于黄铁矿体下部大绀山组变质岩中。其中V2矿体出露于大降坪的尖山弧形构造中，规模最 大。矿体顶板为黄铁矿层，底板为变质钙质石英粉砂岩或黑色碳质粉砂岩。矿体长度大于16 00 m， 平均厚度为4.83 m，矿化元素平均品位为：Pb: 1.06%，Zn: 1.07%，Sn: 0.25% ，Ag: 21.78×10-6，Au: 0.40×10-6（罗大略等，2009）。部分铅锌矿体顺层产 出，与地层产状 一致，并与地层同步褶皱，V2矿体围岩蚀变较弱，主要有硅化、黄铁矿化、毒砂化、绢 云母化、绿泥石化、萤石化等。
铅锌矿石的金属矿物主要有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂及锡石等。脉石矿物 主 要有石英、萤石、方解石、长石、绢云母等。铅锌矿石结构以他形_自形晶粒状为主 ，还有交代溶蚀结构、包含结构。矿石构造以层纹状、条带状、脉状及块状为主（图3f）。 3样品采集、加工及测试方法
大降坪硫（铅锌）矿为露天开采矿床，目前正在大规模的开采，野外工作可遍及整个 矿床，且矿山为深部找矿在南部Ⅲ号矿体实施了ZK1604钻孔，岩芯清楚的揭露了铅锌矿 体的产出特征，也为本次研究提供了典型的测试样品。
3.1闪锌矿的Rb_Sr同位素测年
本次工作用于Rb_Sr同位素测定的5件样品采自大降坪矿区Ⅲ、Ⅳ号矿体的不同位置，样品包 括1块采自Ⅳ号矿体中330 m平台的含闪锌矿的块状黄铁矿矿石（djp_24），Ⅳ号矿体下部呈 脉状产出的铅锌矿化石英粉砂岩(djp_143,144) ，以及Ⅲ号矿体中钻孔ZK1604揭露的脉状铅 锌矿化磁黄铁矿化碳质粉砂岩(djp_110,114)。详细的样品描述见表1。将用于测年的样品粉碎至40～80目，在双目镜下挑选出闪锌矿，纯度达99%以上，用蒸馏水 清 洗，低温蒸干，然后将纯净的闪锌矿样品在玛瑙研钵内研磨至200目左右待测。由于闪锌矿 的Rb、Sr含量低，甚至低于0.01×10-6，为了同位素定年的可行性，笔者在中国科 学院土壤研究所对样品进行了微量元素Rb、Sr含量的草测，并从中挑选适合定年的样品在南 京大学现代分析中心同位素分析室进行Rb、Sr含量和同位素组成测定。具体分析方法如下： 原粉末样品用混合酸溶解，取清液上离子交换柱分离，采用高压密闭熔样和阳离子交换技术 分离和提纯，然后用英国产的VG354质谱仪测定，测定方法见文献（方维萱等，2002；王银 喜等，2007）。用于测定的美国NBS987同位素标样为： 87Sr/86Sr =（0.710 236±0.000 007），Sr的全流程空白为5×10-9～7×10-9 g，87Sr/86Sr同位素比值用87Sr/86Sr =0.1194进行标准化。87Sr/86Sr的分析误差为±1%，λ Rb=1.42×10-11a-1。等时线年龄用ISOPLOT(Version 2.90,1994)程 序计算。
3.2硫同位素分析
大降坪矿床产有块状黄铁矿矿石、条带状矿石以及脉状铅锌矿石，本次分别对以上不同产状 矿石中的23个硫化物进行了硫同位素测试，包括6件磁黄铁矿、3件方铅矿、14件黄铁矿。进 行硫同位素分析的样品首先粉碎，然后在双目镜下挑选提纯，使之纯度达99%以上，S同位 素测试工作在中国地质科学院矿产资源研究所完成。硫同位素组成的测定流程为：以Cu O和V 2O5作为混合氧化剂，在高温、真空条件下，与测试矿物反应制取SO2。所用仪器为MA T 251 EM，以V_CDT为标准，测试精度为0.2‰。
4测试结果
4.1闪锌矿的Rb_Sr同位素年龄
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表 1大降坪矿床Rb_Sr同位素年龄测试样品描述 Table 1Sample description of the Dajiangping deposit for Rb_Sr age dating |
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表 2大降坪硫（铅锌）多金属矿床闪锌矿Rb_Sr同位素组成 Table 2Rb_Sr isotopic analyses of sphalerite from the Dajiangping S_Pb_Zn poly metallic deposit |
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图 4大降坪硫(铅锌)矿床中闪锌矿的Rb_Sr等时线图解 Fig. 4Rb_Sr isochron diagram of sphalerite from the Dajiangping S(Pb_Zn) pol ymetallic deposit |
4.2硫同位素分析结果
大降坪矿床硫同位素分析结果见表3。为综合对比分析，本文收集了前人所获得的大降坪矿 床围岩及硫化物的硫同位素值。从表中可以看出，硫化物样品的δ34S值范围较宽， 介于-23.4‰～20.1‰，极差达43.5‰，平均为-1.67‰。其中黄铁矿的硫同位素值涵盖 整个区间，平均-1.42‰；6件磁黄铁矿的δ34S 值为-21.1‰～0.1‰，平均为-4 .98‰；2件方铅矿样品δ34S值均为正值，分别为2.9‰和6.4‰。 Ⅲ号矿体的δ34S=-10.90‰～-25.55‰，均值为-19.49‰；Ⅳ号矿体的δ34 S区间为-9.38‰～22.69‰，平均-1.67‰；铅锌矿石δ34S 为-7.1‰～6.4‰ ，平均-0.75‰。张乾等（1993）获得16件黄铁矿样品的δ34S值为-25.55‰～+21.07‰，平均-2.1 4 ‰，离差46.62‰。与本文结果不同的是，该数据范围值可分为两个独立的负值和正值区间 ， 分别为-25.55‰～-9.38‰和9.35‰～21.07‰，不存在零附近的同位素数据。宋世明 等（2011）获得了矿区围岩样品的δ34S值为-27.79‰～22.69‰，平均-9.99‰ ，离差达50.48‰。其中，Ⅲ号矿体围岩δ34S值区间为-26.60‰～-10.95‰ ，Ⅳ号矿体围岩的δ34S=-17.51‰～+22.69‰。因此， 可以看出，本次研究测定的硫同位素组成范围与前人测定的结果基本一致。
5讨论
5.1脉状矿体成矿时代的厘定
大降坪矿床发育了两种产状截然不同的黄铁矿矿体，矿物组合较单一，缺少可以用来直接定 年的金属矿物，同时赋矿地层为大绀山组变质岩系，以往被划为前泥盆系，所以该矿床的成 因具有较多争议。陈多福等（1998a）通过控矿岩石组合、矿石结构构造及元素地球化学特 征的研究，认为无论是以条带状构造为主的Ⅲ号矿体，还是透镜状的Ⅳ号矿体，均是热水 沉积作用形成，改造作用仅对矿体内部物质进行了调整，没有明显的成矿物质的加入。李贶 等（2006 ）认为Ⅳ号矿体受到深部流体的叠加改造，强调Ⅲ号矿体主要是原始海底喷流沉积，改造和 叠加作用则是Ⅳ号矿体进一步富集的不可缺少的阶段。对于新发现的铅锌矿体，罗大略（ 2004）认为铅锌矿体与黄铁矿均为海底喷流沉积形成，这种成矿作用形成了两种不同的矿物组合，即上部为黄铁矿+磁黄铁矿，下部为闪锌矿+方铅矿。
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表 3大降坪硫（铅锌）矿床硫同位素组成 Table 3Sulfur isotopic compositions of the Dajiangping S（Pb_Zn） deposit |
喷流沉积矿床通常具有典型的双层结构，表现为上部为似层状硫化物矿体，下部发育着 代表海底热液通道的脉状、浸染状、细脉状_网脉状、筒状硫化物矿体或含矿蚀变体（Large et al., 1983;Goodfellow et al.,1993; Leach et al., 2005）。成分上，上部层状矿体 的金属成分与下盘网脉状矿化呈现出总体上的同一性和自下而上演化的规律性（Large et a l. , 1999; Goodfellow et al., 2007）；时间上，层状矿体与网脉状矿体理论上应相差不大 ，如郭维民等（2011）利用Re_Os 同位素体系对铜陵新桥矿床下盘矿化中黄铁矿进行定年， 得到的等时线年龄与上盘层状矿体的赋存层位基本吻合。本次研究获得了黄铁矿体下部铅锌 矿中闪锌矿的Rb_Sr的等时线年龄为(88.5±3.9) Ma（图4），即晚白垩世。该年龄值与矿 体所赋存的围岩地层和上部层状矿体年龄均相差甚远，说明铅锌矿体不是黄铁矿体的“筒状 蚀变"部分，不是形成于同生沉积作用，而是形成于晚白垩世的岩浆热液作用，证据如 下：
（1） 与闪锌矿共生的、呈脉状产出的黄铁矿为亮黄色、淡黄色，自型_半自型立方体，局 部 见五角十二面体，中粗粒结构，粒径介于0.25～5 mm，完全不同于条纹条带状矿石中的黄 铁矿，后者呈 黄白色微粒半自形立方体状，他形或者呈不规则浑圆状，结晶程度较差，粒度多为0.05～0 .5 mm，颗粒表面比较粗糙，说明铅锌矿石与条纹条带状矿石的成矿环境不同。
（2） 铅锌矿体与黄铁矿矿体具有不同的矿物组合和蚀变类型，前者包括方铅矿、闪锌矿、 磁 黄铁矿、方解石、萤石、石英、绿泥石等，伴有围岩的绢云母化、绿泥石化、硅化、碳酸岩 化和少量的绿帘石；而后者的矿物组合较单一，包括黄铁矿、磁黄铁矿、石英和方解石，围 岩蚀变不发育，仅见有硅化和方解石化。
（3） 条带状矿石可见遭受到后期强烈的变形作用，表现为揉皱构造、香肠状构造、塑性膨 胀构造等以及脆性变形构造甚为发育。显微镜下，黄铁矿受压碎和变形，定向排列，石英_ 黄 铁矿与围岩绢云母构成条带，片理较明显的部分，黄铁矿和石英受拉伸变形，延长方向与片 理一致。而脉状铅锌矿体宏观和显微构造中均未见遭受变形、压碎等，说明其形成晚于区内 的构造变形运动。
（4） 流体包裹体研究表明（另文发表），铅锌矿石与条纹条带状矿石具有不同的流体类型 、均一温度和盐度范围。条纹条带状矿石中发育的气液两相包裹体数量较少，体积小，均一 到气相的温度范围为138～349℃，主要集中于200～300℃，平均为254.87℃，盐度w(NaCleq)为3.71%～9.08%, 平均值为5.90%，峰值为4%～7%。铅锌矿石 中气液两 相包裹体较发育，体积 相 对较大，均一温度范围为118～410 ℃，均值为343℃，峰值范围为220～300℃和380～400℃ ， 盐度w(NaCleq)为1.23%～12.85%，均值为7.81%，峰值范围为6%～9%。此 外，可见到含子矿物 的三相包裹体及熔融包裹体，说明铅锌矿石中存在高温的成矿流体。由此可见，铅锌矿石的 成矿流体的温度和盐度都高于条纹条带状黄铁矿矿石。
（5） 区域上看，大降坪矿床所属的大绀山矿田存在白垩世的岩浆热液成矿作用。位于矿田 外带的高枨热液脉状铅锌矿床闪锌矿的Rb_Sr等时线年龄为（89.7±6.4） Ma（另文发表 ）。矿田的核心部位大金山石英脉型钨锡多金属矿床，成岩成矿均发生于燕山晚期（余长发 等 ，2012），其中细粒黑云母花岗岩形成于（82.89±0.35） Ma～（85.60±0.52） Ma， 与其有关 的5件石英脉型辉钼矿Re_Os模式年龄为（80.07±1.19） Ma～（84.93±1.42） Ma。本 次所获得闪锌矿的Rb_Sr等时线年龄为（88.5±3.9） Ma，与矿田内的成岩成矿作用完 全吻合。
综合以上几方面证据，认为铅锌矿体是晚白垩世岩浆热液成矿作用的结果。测试样品中包括 采 自Ⅳ号矿体中的含闪锌矿的块状黄铁矿矿石（DJP_24），其数据值与其他样品很好的拟合在 一 条等时线上（图4），也间接说明晚白垩世岩浆热液可能叠加改造了上部透镜状黄铁矿矿体 。
5.2成矿物质来源及成矿机制探讨
不同类型矿床的矿石矿物具有特征的硫同位素组成。世界上典型的喷流沉积矿床具有相对较 宽的硫同位素组成变化范围（Farquhar et al.,2010），δ34S介于-8‰～30‰之间 ，多集中于-5 ‰～15‰（Ohmoto et al., 1997；Leach et al., 2005），且在一个矿区范围内，硫同位 素 组成常常具有分组现象，这是块状硫化物矿床重要地球化学特征之一（韩发，1999）。Lusk (1973)认为硫同位素分组现象是由于某特定矿体有其各自的成矿条件所致。大降坪矿床硫同位素数据在不同矿体、不同类型矿石中有一定的规律性，分组现象明显（图 5）。Ⅲ号矿体中黄铁矿多呈细粒条带状，其δ34S值均为负值（-10.90‰～-25.55 ‰，均值为-19.49‰），围岩的δ34S区间为-10.95‰～-27.79‰，均值为-18 .01‰（宋世明等，2011），可见二者范围一致且峰值区间为-16‰～-24‰(图5a)。Ⅲ号 矿体 的黄铁矿与围岩交替沉积，沉积韵律基本一致，显微镜下发现全岩光片的有机质非常丰富， 有机物（主要是藻类）大量发育，这些说明Ⅲ号矿体与围岩具有相同的硫源，同时，δ 34S值较宽的范围 和大负值说明这些硫化物在形成过程经历了明显的生物细菌还原作用，为典型的生物成因硫 （Strauss,1997; Canifield, 2004）。
与Ⅲ号矿体不同，Ⅳ号矿体块状矿石的硫同位素变化范围较大，δ34S值变化区间为 -9.38‰～22.69‰，直方图(图5b)上围岩和硫化物都表现出一致的分组性。其中，偏负 的δ34S值（-16‰～-6‰）围岩和硫化物的区间重叠，且范围与Ⅲ号矿体几 乎一 致，暗示二者可能具有相同的成因或来源，为生物成因硫。Ⅳ号矿床中，一组δ34S 正值(8‰～2 4‰，峰值为12‰～22‰），相似于当时海水的硫同位素值，推测这部分硫可能与多数SEDEX 矿床硫 的来源一致，来自于海水硫酸盐的还原（张乾，1993；潘家永等，1994）。对于零值附近的 δ34S值，结合野外观察和室内岩石学特征，推测其可能是深源硫。因此，Ⅳ号矿 体的成矿物质来源具多源性特点，包括生物成因硫和深源岩浆硫。
铅锌矿石中δ34S值为-7.1‰～6.4‰，均值为-0.75‰，主要集中于-4‰～4‰， 呈 近塔式分布（图5c），完全不同于块状和条带状矿石的硫同位素值，同时考虑这部分样品的 矿物组合及蚀变类型也与黄铁矿矿体明显不同，暗示铅锌矿石与黄铁矿石具有不同的成因， 成矿物质主要来自深源岩浆硫。但是，其中两个样品中的磁黄铁矿和方铅矿的δ34S 分别为-7.1‰和6.4‰，跟典型深部硫的δ34S为±3‰的特征有所差别，如， 大绀山矿田核部大金山石 英脉状钨锡多金属矿床的硫值δ34S介于-1.9‰～3.1‰（余长发等，2 013 ），外带高枨热液脉状 铅锌矿床硫化物的δ34S值变化于-2.0‰～+2.2‰ 之间。铅锌矿石晚于块状和条 纹条带状矿石形成，形成过程中可能混染了围岩的硫源。
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图 5大降坪矿床Ⅲ号黄铁矿矿体(a)、Ⅳ号黄铁矿矿体(b)及铅锌矿体(c)硫同位素直方图 Fig. 5Histogram of the δ34S values of No. Ⅲ pyrite orebody (a), No. Ⅳ pyrite orebody (b) and Pb_Zn orebody (c) from the Dajiangping polymetallic de posit |
6结论
（1） 大降坪黄铁矿矿体下部新发现的脉状及似层状铅锌矿体，其闪锌矿的Rb_Sr等时线年 龄 为（88.5±3.9） Ma，指示铅锌矿形成于晚白垩世，与上部黄铁矿体的年龄（约630 Ma） 相差较大，说明二者不是同期成矿作用的产物。（2） 对黄铁矿体及铅锌矿体的硫同位素分析显示，层状黄铁矿矿体成矿物质来自生物的细 菌还原硫；透镜状黄铁矿矿体的成矿物质来源具多源性，存在深源岩浆硫的混入；铅锌矿体 的硫同位素具有深源岩浆硫的特点。
（3） 黄铁矿体下部的铅锌矿形成于岩浆热液成矿作用，透镜状黄铁矿体可能受到岩浆热液 的叠加。
志谢野外地质工作期间，得到了广东云硫矿业集团有限公司和广东省地质 调 查院的大力支持和帮助，审稿专家给论文提出了许多建设性的意见，在此一并表示感谢！
参考文献
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