仲文斌，张均，王健，杨青，张哲坤，程元路川滇黔地区铅锌矿床稳定同位素地球化学研究现状综合分析 ,[J].矿床地质，36 (1)： 200～218ZHONG WenBin, ZHANG Jun, WANG Jian, YANG Qing, ZHANG ZheKun and C HENG YuanLuA comprehensive analysis of present situation of geochemical researches on stabl e isotopes of lead_zinc deposits in Sichuan_Yunnan_Guizhou area，[J].Mineral Deposits36 (1)： 200～218
DOi:10.16111/j.0258_7106.2017.01.013
川滇黔地区铅锌矿床稳定同位素地球化学研究现状综合分析
第一作者简介仲文斌， 男， 1989年生， 硕士研究生， 矿产普查与勘探专业。 Email: zhongwb1989@163.com
**通讯作者张均， 男， 1956年生， 教授， 博士生导师， 主要从事成矿规律与成矿 预测方面研究工作。 Email: zhangjun@cug.edu.cn
收稿日期2015_04_13
本文为地质调查项目（编号： 12120114019701）资助的成果
摘要:川滇黔接壤区是中国重要的铅锌多金属成矿区，目前已经发现了会泽 、天宝山、大 梁子等超大型_大型铅锌矿床。文章通过系统总结分析区域内铅锌矿床稳定同位素（C、H 、O、S同位素）数据，结合区域构造控矿特征，表明成矿热液的碳、氧主要来源于碳酸盐 岩围岩，个别矿床可能有有机碳或幔源碳参与成矿作用。黔西北地区从靠SE侧威宁_水城构 造带上的铅锌矿床至NW侧垭都_蟒硐构造带上的铅锌矿床，方解石的δ13CV_PDB 值从0.6‰～2.5‰转变为-5.3‰～1.5‰，δ18OV_SMOW值从23.3‰～2 5.5‰转变为11.3‰～20.9‰，均显示出逐渐变小的趋势；SN向小江断裂带内各矿床表现 出线性关系，并且具有向δ13CV_PDB、δ18OV_SMOW都亏损的 方向 偏移趋势，NE向断裂带内的各矿床C、O同位素则表现为集中一致的分布特征。H、O同位素显 示成矿流体具有建造水（热卤水和油田卤水）特征，部分可能有大气 降水、变质水和岩浆水参与成矿作用。矿床硫源主要为同时代海水硫酸盐的热化学还原（ TRS）形成的还原硫，个别矿床细菌还原硫酸盐(BSR)形成的富含轻硫的油气藏中的H2S可 能 为成矿过程提供了部分硫来源。黔西北地区铅锌矿床S同位素组成具有从SE侧至NW侧向轻硫 方 向偏移的趋势，SN向小江断裂带内铅锌矿床S同位素组成较为集中一致，NE方向断裂带内铅 锌矿床S同位素则具有从SW侧至NE侧向轻硫方向偏移的趋势，TSR的反应强度和反应速率降低 可能是导致向轻硫方向偏移的重要原因之一。
关键词:
地球化学；C、H、O、S同位素；铅锌矿床；川滇黔接壤区； 综述
文章编号： 0258_7106 (2017) 01_0200_19 中图分类号： P618.42；P618.43 文献标志码：A
A comprehensive analysis of present situation of geochemical researches on stabl e
isotopes of lead_zinc deposits in Sichuan_Yunnan_Guizhou area
isotopes of lead_zinc deposits in Sichuan_Yunnan_Guizhou area
(1 Guanxi Branch. China National Geological Exploration Center of Building Mat erial Industry，Guilin 541001， Guangxi， China; 2 China University of Geoscie nces， Wuhan 430074， Hubei， China)
2015_04_13
Abstract:The Sichuan_Yunnan_Guizhou border area is an important lead_zinc polymetallic m i neralization area in China. Many superlarge and large lead_zinc deposits such as Huize, Tianbaoshan and Daliangzi have been found. It is considered that the C_O isotopes of lead_zinc deposits in the area indicate that the metallogenic hydro thermal fluids were mainly from the carbonate host rock, and some may came from organic carbon or mantle carbon. The δ13CV_PDB and δ18O V_SMOW values of the calcite of lead_zinc deposits in Weining_Shuicheng fault zones are 0.6‰～2.5‰ and 23.3‰～25.5‰, the δ13CV_PDB and δ 18OV_SMOWvalues of lead_zinc deposits in Yadu_Mangdong fault zone a re -5.3‰～1.5‰ and 11.3‰～20.9‰, the δ13CV_PDB and δ18 OV_SMOW values tend to decrease from southeast to northwest; the δ1 3CV_PDB and δ18OV_SMOW values of lead_zinc deposits in NS_t rending Xiaojiang fault zone show a linear relationship, and tend to decrease. The δ13CV_PDB and δ18OV_SMOW values of lead_zinc depos its in NE_trending fault zones show the characteristics of concentrated consiste nt distribution. The δD and δ18OH2O values show that ore_forming fluids were mainly the formation water (hot brine and oil field brine). Part of meteoric water and metamorphic water might have taken part in the ore depositio n process. Sulfur sources of ore deposits were mainly from Thermochemical Sulfat e Reduction (TSR) of contemporary seawater, whereas H2S of reservoir from Bact erial Sulfate Reduction （BSR） which had a rich light_sulfur and might have pro vided part of the sulfur source for the ore_forming process. The lead_{inc depos its in northwest Guizhou area tend to evolve toward light sulfur from southeast to northwest. The lead_zinc deposits in the NE_trending Xiaojiang fault zone wer e concentrated, but the sulfur isotope of the lead_zinc deposits in the NE_trend ing fault zones from SW to NE tends to evolve toward light sulfur, The reaction intensity and reaction rate of TSR may be one of the main reasons for the tenden cy to evolve toward light sulfur.
Key words:
geochemistry, carbon，oxygen，hydrogen and oxygen isotope, lead_zinc deposits, S ichuan_Yunnan_Guizhou border area, comprehensive
川滇黔多金属成矿区位于扬子地块西南缘，包括黔西北、滇东北、川西南部分地区，是中国 重要的铅、锌、锗、银产地之一，包括银厂坡、麒麟厂、金沙厂和会理、会东一带400多个 大、中、小型矿床及矿点。赋矿层位全部为不同时代的碳酸盐岩（张长青等，2005），矿石 主要为充填在张性断裂和各种破碎带中的铅锌矿化（阙梅英等，1993；杨应选等，1994；林 方成，1995；韩奎等，2012），属于密西西比河谷型（MVT）铅锌矿床（王奖臻等，2002； 张长青等，2005）。前人对该地区铅锌矿床进行了大量稳定同位素（C、H、O、S同位素 ）地球化学研究（廖文，1984；陈士杰，1986；王小春，1991；1992；杨应选等， 1994；徐新煌等，1996；王华云，1996；毛健全等，1998；柳贺昌等，1999；胡耀国，1999 ；毛德明，2000；张自洋，2003；黄智龙等，2004；林方成，2005；周高明等，2005；李文 博等，2006；王乾等，2006；顾尚义，2007；韩润生等，2007；金中国，2008；张长青，20 08；余光模等，2010；张准等，2011；李伟，2011；郭欣，2011；周家喜等，2012a；2012b ；王乾，2013；吴越，2013；张云新等，2014），取得了一些认识成果， 但并 未做系统的归纳。本文在系统收集区域内相关资料的基础上，一方面总结前人对稳 定同位素的 研究现状，另一方面结合区域构造控矿特征，综合分析各稳定同位素的空间变化规律，尝试 探讨区域内构造控矿与稳定同位素的空间变化的内在关系。
区域地壳具有“双基双盖"结构，由结晶基底和褶皱基底与海相古生界盖层和陆相中生界、 新 生界盖层构成，基底与盖层之间呈角度不整合接触。结晶基底为太古宙康定群，是区域内出 露最老的地层，由斜长片麻岩、斜长角闪岩、黑云变粒岩、混合片麻岩、麻粒岩等深变质 岩组成（王奖臻等，2001）。褶皱基底为中元古代的盐边群、会理群和昆阳群，为一套浅海 相类复理石碎屑岩夹火山岩_碳酸盐岩建造和同期异相的含绿岩的复理石碎屑建造。海相盖 层由震旦系—二叠系组成，下震旦统为一套酸性火山岩为主的火山_沉积建造，上震旦统— 下 二叠统由滨_浅海相碎屑_碳酸盐岩建造的多旋回组成，每一旋回均为假整合面所分隔（ 北部缺失石炭系），系本区的含矿层位（管士平等，1999）；早二叠世末期，由于深部地幔 物质上涌和浅部的地壳拉张、火山喷发，形成了峨眉山玄武岩（张长青等，2005）。受中生 代以来构造运动的影响，研究区进入陆相沉积发展阶段，形成了以砂岩、砾岩为主的陆相沉积盖层（吴越，2013）。
研究区基底构造为东西走向，由一系列褶皱和断裂组成，盖层构造以深大断裂和逆冲_褶皱 构造发育为特征。深大断裂构造主要为SN向的安宁河断裂带、甘洛_小江断裂带及峨边_寻甸 断裂带，NW向的紫云_垭都深大断裂带以及NE向弥勒_师宗深断裂带，其次是NE向、NW向的次 级断裂构造，以及EW向的隐伏断裂构造，共同交织成规则的断裂网络（图1）（高建国等，2 011）。川滇黔地区铅锌矿床集中分布于SN向安宁河深断裂带、NW向紫云_垭都深断裂带和NE 向弥勒_师宗深断裂带所围成的三角区内（刘文周等，1996）。矿床（点）主要分布在小江 断裂带内及东侧的NE向次级断裂带内，其次是黔西北地区的NW向紫云_垭都深大断裂带内。
基于黔西北地区的铅锌矿受NW向的紫云_垭都深大断裂带控制明显（图2），并进一步受NW向 垭都_蟒硐断裂构造带、威宁_水城紧密褶皱构造带和NE向银厂坡_云炉河断裂构造带的控制（罗 卫等，2010），构造方向显著不同于川西南、滇东北地区的控矿特征，为了便于分析稳定同 位素的空间变化特征与构造的内在关系，有必要将黔西北地 区的稳定同位素研究现状进行分析。该区内基底为前震旦系，主要分布在矿集区外围。 盖层主要由石炭系、二叠系和三 叠系等组成，在各背斜轴部有震旦系、寒武系、志留系、泥盆系零星分布。岩性以碳酸盐 岩为主，页岩、砂岩次之。含矿层位为志留系韩家店组—二叠系茅口组，生物碎屑灰岩、白 云岩、白云质灰岩是铅锌矿的主要赋矿围岩。区内岩浆活动相对弱，主要可见峨眉山玄武岩 和辉绿岩体。
川滇黔地区各个矿床系灯影组、泥盆系和石炭系碳酸盐岩地层的C、O同位素分析结果（表 1、图3）显示： 古元古代灯影组的碳酸盐岩地层的δ13CV_PDB值范围为 -3.2‰～2.1‰，δ18OV_SMOW值范围为19.8‰～26.1‰，与正常的海相碳 酸盐岩的C、O同位素数值（δ13CV_PDB=-4.0‰～4.0‰，δ18O V_SMOW=20.0‰～24.0‰）（Claypool et al.，1980）相当，δ13C V_PDB_δ18OV_SMOW图解投影基本落入“海相碳酸盐岩"区域内。泥盆纪和 石炭纪的碳酸盐岩地层δ13CV_PDB值范围为-2.3‰～3.9‰，δ1 8OV_SMOW值范围为17.0‰～26.8‰，相对于正常的海相碳酸盐岩δ13 CV_PDB值较为接近，δ18OV_SMOW值略微偏小。δ13C V_PDB_δ18OV_SMOW图解投影大部分落入“海相碳酸盐岩"区域内， 但稍微向碳酸盐溶解方向偏移，这可能 与区域性成矿过程中成矿热液活动生成含酸溶液导致地层碳酸盐岩溶解作用有一定关系。
黔西北地区主要的铅锌矿床的C、O同位素组成可分为2种类型：靠近SE侧的威宁_水城构造带 中青山、横塘、杉树林铅锌矿床的δ13CV_PDB、δ18OV_SMO W值都非常集中，且其投影点全落入该地区石炭系赋矿围岩的δ13CV_PDB _δ18OV_SMOW图解范围内，指示成矿流体中的碳主要来自围岩（毛健 全等，1998；张启厚等，1999）；靠近NW侧的天桥、银厂坡 铅锌 矿床的δ13CV_PDB、δ18OV_SMOW值则相对较分散，2个矿床的δ13CV_PDB平均值相近，部分投影点落在了该地区石炭系赋矿围 岩的δ13 CV_PDB_δ18OV_SMOW稍微 偏下的区域，仍指示成矿流体中的碳主要来自 围岩（金中国等，2007；周家喜等，2012b），而δ18OV_SMOW值则明显小于赋 矿围岩，可能是碳酸盐岩围岩在成矿过程中发生了溶解作用导致。
从靠近SE侧的威宁_水城构造带中的铅锌矿床（杉树林、青山）至NW侧的垭都_蟒硐构造带中 的铅锌矿床（横塘、天桥、银厂坡）δ13CV_PDB、δ18OV_SMOW 值显示出逐渐降低的趋势特征，并且 δ13CV_PDB、δ18OV_SMOW 值在威宁_水城构造带内也同样具有从SE侧的杉树林铅锌矿床至NW侧的青山铅锌矿床逐渐降 低的特征，这可能是由于在成矿过程中从SE侧至NW侧成矿热液与断裂构造的接触面积更大、 时间更长，从而更有利于成矿过程中碳酸盐岩溶解作用。
川西南、滇东北地区铅锌矿床成矿期方解石的C、O同位素可分为2种类型： ① 与扬子地 台灯影组碳酸盐岩C、O同位素组成相比，赤普、大梁子铅锌矿床的C、O同位素投影呈线性 关系，并且具有向δ13CV_PDB、δ18OV_SMOW都亏损 的方向偏移的趋势，吴越（2013）对赤普矿区的研究表明，矿区中出现大量有机质，有机质 中有机碳发生TSR作用氧化可能提供了部分的碳来源； ② 茂租、毛坪、会泽铅锌矿的C、O 同位素投影都具有集中分布的特征，且δ13C、δ18O值都相对于地层 碳酸盐岩的δ13C、δ18O值略微 偏低，表明成矿过程中C同位素具有相似的来源，C、
O主要来源于围岩碳酸盐岩（黄智龙等，2004；申屠良义等，2011；周家喜等，2012a ）。另外，针对个别矿床部分研究学者也提出了一些新的认识，如吴越（2 013）研究认为，赤普矿床C、O等组分来源于成矿流体溶解围岩和（或）有机质中有机碳 发生TSR作用氧化而来；李文博等（2006）对会泽地层和成矿方解石的C、O同位素研究表 明，成矿流体为起源或流经于矿体下伏富含有机质地层的流体，并与围岩碳酸盐地层发生C 、O同位素交换的产物；而黄智龙等（2004）则认为，会泽超大型铅锌矿床成矿流体中的CO 2既有幔源、又有壳源，其中壳源组分可能主要由矿区（或区域）碳酸盐地层提供，而幔 源组分则可能与区域大面积峨眉山玄武岩岩浆活动过程中的去气作用有关。
学者们对于研究区铅锌矿床C、O的来源认识上有不同的认识，但是上述研究显示川滇黔地 区铅锌矿床的C、O主要来源于围岩碳酸盐岩。黔西北铅锌矿床相对于川西南、滇东北地区 铅锌矿床具有更加广范围的δ18O值，而且黔西北地区NW带上铅锌矿床的δ18O 值趋势变化相 当明显，这一点可能与成矿热液与断裂构造的接触面积大小、接触时间长短导致碳酸盐岩溶 解作用强弱有关。
川滇黔地区H、O同位素分析结果（表4、图6）显示：川滇黔地区的δD、δ18O H2O值变化 较大，其中，茂租的闪锌矿和萤石投点都位于大气雨水线附近，成矿流体来源表现出有大气 降水参与（阙梅英等，1993）。结合林耀庭等（2001）对四川盆地的热卤水H、O同位素研 究，茂租、天宝山、大梁子都有部分投影点位于四川盆地热卤水区域内，显示出盆地热卤 水 可能提供部分流体来源；吴越（2013）对大梁子的研究也显示，梁子铅锌矿床成矿流体为盆 地卤水，并且有有机质流体参与了成矿作用。会泽铅锌矿的投影点较为集中，黄智龙等（20 04）认为，会泽铅锌矿成矿流体中H2O为一种来源于大气降水、岩浆水和变质水的混合水 。 银厂沟的投影点位于岩浆水内，李伟（2011）的研究显示，银厂沟铅锌矿的成矿流体可能来 源于岩浆水。韩润生等（2007）对毛坪的研究表明，成矿流体为变质水、岩浆水、建造水混 合的产物。赤普铅锌矿δ18OH2O值变化较小，δD值变化较大，投影点具有 垂向分布特征， 吴越（2013）认为成矿流体来源于四川盆地气田油气卤水，油气有机质可能对成矿过程有强 烈影响，并且成矿从早阶段到晚阶段有机质作用增强。金沙厂的投影点位于有机质流体区域 内，也显示油气有机质参与成矿。
学者对该区铅锌矿床的H、O同位素研究时间跨度较大，在不同的地质背景认识下对成矿流 体的来源认识各有不同，并且目前的研究工作主要集中在川西南和滇东北地区，黔西北 地区的成矿流体来源研究几乎为空白。综合分析区域上铅锌矿床的H、O同位素投影图，显 示在SN向小江断裂带内及其附近的大梁子、天宝山、茂租、金沙厂铅锌矿床的H、O同位素 投影点全部落在变质水与大气降水之间的区域。而远离SN向小江断裂的东侧NE向断裂内的会 泽、毛坪、银厂沟、富乐厂铅锌矿的H、O同位素投影点全部落在变质水和岩浆水区域内， 显示变质水和岩浆水参与成矿作用。另外，区域内整体上除了赤普铅锌矿床外，从SN向小江 断裂内及附近到远离小江断裂的铅锌矿床，δD、δ18OH2O值逐渐变小，其 H、O同位素投影具有沿斜率呈正的直线分布，且在δD_δ18OH2O图解（图 6）中不向海水收敛，而是与大 气降水线斜交，显示出建造水特征。区域性的小江断裂构造活动有利于大气降水的参与成矿 ，且盆地热卤水也更易于沿着断裂构造导入参与成矿作用，而远离小江断裂，则主要为封闭 环境下的地层建造水参与成矿，大气降水作用较弱。
黔西北地区各铅锌矿床成矿期硫化物的δ34S组成整体介于5.0‰～20.0‰，除杉树 林有一黄铁矿δ34S值偏低外，整体δ34S组成较为集中稳定，主要分布在10. 0‰～20.0‰之间，硫化物明显富集重S同位素。柳贺昌等（1999）研究表明，区域沉积地 层中普遍发育膏盐层，其中石膏δ34S值约为15.0‰。沉积地层中发育蒸发岩，其重 晶石δ34S值为12.0‰～28.0‰（金中国，2008；Zhou et al.，2013），与泥盆 纪—二叠纪海水硫酸盐S同位素组成相似（18.0‰～30.0‰）（Claypool et al.，1980 ）， 基于此，前人研究认为黔西北地区的成矿流体中的还原态硫主要为蒸发岩（膏盐）TSR的产 物（顾尚义，2007；曾文涛等，2013）。铅锌矿形成在硫酸盐相对封闭的体系中，成矿过程 中pH值升高的幅度较小（王华云，1993）。
研究区铅锌矿受黔西北陆缘裂谷（断陷）盆地控制（王华云，1993），矿化空间展布受NW向 和NNE向断裂构造带控制，铅锌矿矿床主要分布在NW向垭都_蟒硐构造带和威宁_水城构造带 (图2)中。由图7、图8可以看出，2个矿化带中铅锌矿床的δ34S值都具有高度集中分 布的特征，而2个矿化带之间的δ34S值则具有一定差异。
天桥、草籽坪、蟒硐和筲箕湾位于垭都_蟒硐构造带中，其成矿期δ34S值为7.8‰ ～14.2‰，该成矿带中的δ34S值高度集中，主要分布在10.0‰～14.0‰之间。青 山 、横塘、银矿包和杉树林位于威宁_水城构造带中，其成矿期的δ34S值为5 .0‰～2 0.0‰，该成矿带中的δ34S值也具有高度集中特点，
主要分布在16.0‰～20.0‰之间。威宁_水城构造带相对于垭都_蟒硐构造带具有偏重硫特 征，偏差约5.0‰。顾尚义（2007 ）认为，导致该种特征的原因是研究区硫主体可能既不来源于单一的膏盐地层，也不来源于 含矿地层，而有可能来源于其他层位的膏盐层。
朱光有（2014）对四川盆地油气藏中硫化氢的TSR机制研究表明，在相同地质条件下， 在一定的温度范围内，温度越高，相同地区TSR的反应程度和反应速率也会越高，S同位素 分馏值也会越小，H2S的S同位素值与地层硫酸盐的S同位素值越相近。另一些学者研究认 为 ，TSR反应具有随温度的升高分馏作用减小，在100℃情况下分馏约为20‰，150℃下为15‰ ，当达到200℃时仅有10‰，并且这种趋势一直延续（Harrison et al.，1957；Husain et al.，1978）。而当反应完全时，即硫酸盐消耗完或固体硫酸盐的溶解速率低于反应速率时 ，这种分馏作用将极其微弱（Husain et al.，1978；Ohmoto et al.，1979）。基于此，在 相同的成矿地质条件下，在以TSR为主要还原硫来源的矿床中，单个矿床内的S同位素组成 可能与矿物之间的分馏机制有关，而成矿带中不同矿床的S同位素整体差异则主要受TSR的 反应程度和反应速率不同的影响。也就是说，成矿带上各个矿床的成矿温度高低决定了各个 矿床TSR反应程度和反应速率的高低，导致了各个矿床之间整体上S同位素分馏强度的不同 ，即各个矿床整体上初始S同位素大小的不同。而单个矿床的S同位素组成则是矿床内共生 组合的矿物之间S同位素进一步分馏的表现。本文主要是探讨前一种成矿带上各个矿床的S 同位素组成变化特征。
结合黔西北的区域成矿地质背景，铅锌矿床主要产在石炭系碳酸盐地层中，主要受断陷盆地 内的褶皱和断裂构造控制，可以将黔西北地区的铅锌矿床成矿地质条件看作近似相同，因此 ，成矿带中不同矿床的S同位素整体差异可能主要受TSR的反应程度和反应速率不同的影响 。前人对成矿流体温度研究显示，垭都_蟒硐构造带中的筲箕湾铅锌矿床流体包裹体均一温 度为115～170℃，平均140℃（胡晓燕等，2013），而威宁_水城构造带中的青山铅锌矿床流 体包裹体均一温度为110～279℃，平均186℃（毛健全等，1998），显然威宁_水城构造带中 的铅锌矿成矿温度高于垭都_蟒硐构造带中的，因此，区域上从NW侧至SE侧δ34S值偏 大，可 能是由于成矿作用过程中威宁_水城构造带中的TRS反应程度和反应速率较垭都_蟒硐构造带 中高，导致威宁_水城构造带中的铅锌矿床S同位素分馏值更小，更偏重硫，与地层中的硫酸 盐S同位素更接近，成矿作用具有从SE侧至NW侧逐渐减弱的趋势。
在该地区成矿期黄铁矿、闪锌矿、方铅矿的S同位素中，除了天宝山、金沙厂铅锌矿外，其 他矿床的δ34S值普遍中等偏高，且相对集中。区域内的矿床S同位素组成主要集中 在10.0‰～16 .0 ‰。扬子地台灯影组碳酸盐岩中微量海水硫酸盐δ34S组成为20.2‰～38.7‰（张 同钢等，2 004），泥盆纪—二叠纪海水硫酸盐δ34S组成为18.0‰～30.0‰（Claypool et al .，1980），会泽矿区的石炭纪海水硫酸盐δ34S值在14.0‰～17.6‰之 间（李文博等，2006）。可见区 域内铅锌矿床的主要δ34S值接近或稍低于同期海水硫酸盐δ34S值，但基本上在硫酸盐热化 学还原（TSR）使δ34S值降低15.0‰（Ohmoto，1972；Ki et al.，2008）的范围内 ，矿床 的硫源主要为同时代海水硫酸盐的热化学还原（柳贺昌，1996；张长青，2008；吴越，2013 ）。白俊豪等（2013）通过对金沙厂矿床研究，认为硫化物的还原硫主要来自地幔，并且有 地 层硫酸盐的硫混入，而重晶石的硫主要来自下寒武统海相硫酸盐。柳贺昌等（1999）研究发 现，金沙厂成矿热液具有较高的氧逸度，而硫酸根离子有利于富集δ34S，因此，导 致硫化物富集δ32S。张长青（2008）则认为，天宝山可能有细菌还原作用参与了成 矿。但结合上 述H、O同位素的研究，天宝山H、O同位素投影于四川盆地热卤水区域内，金沙厂H、O同位素 投影部分落在油气有机质流体区域内，因此，可能成矿过程中富含轻硫的油气藏中的 H2S为成矿过程提供了部分硫来源。
川西南、滇东北地区铅锌矿化受SN向和NE向构造作用控制明显，SN向的小江断裂是主要的控 矿构造，铅锌矿主要分布于小江断裂带附近和其东侧，西侧除了天宝山矿床外，矿化较弱， 小江断裂以东铅锌矿主要受NE向的几组区域性断裂构造控制（柳贺昌，1996；张长青等，20 05；高建国等，2011）。区域性构造作用不仅控制了铅锌矿矿化的展布，也对成矿热液活动 中S同位素的组成分布具有较强的影响。
对小江断裂带附近从北向南的乌斯河、赤普、银厂沟、大梁子矿床的S同位素数据作分布 直方图（图9）显示，从北向南4个矿床成矿期的δ34S值高度的一致，且都为单 峰，δ34S值主要集中在10.0‰～16.0‰的范围内，表明SN向小江断裂控制的各个 矿床的S同位素分馏较均一一致，且具有蒸发硫酸盐的S同位素特征。赤普的δ34 S值 分布范围相对较广（-5.5‰～21.9‰），并且从早阶段到晚阶段硫化物的δ34S组 成有趋正变化规律，可能古老的油 气藏中的H2S和（或）沥青硫为成矿早阶段铅锌矿成矿提供了主要的硫源，后期则推断TSR 作用在赤普铅锌矿床成矿过程中提供了还原硫（吴越，2013）。
沿着小江断裂向东西两侧次级断裂内铅锌矿床的δ34S值具有逐渐降低特征。银厂沟 、茂租 、金沙厂矿床依次位于小江断裂及其东侧NE向的巧家_莲峰断裂带中，图10中银厂沟、茂租 、金沙厂成矿期的δ34S值分布范围依次为10.2‰～20.3‰、8.8‰～19.9‰、1 .1‰～10.0 ‰，且峰值依次为14.0‰～16.0‰、12.0‰～14.0‰、4.0‰～6.0‰，表现出从SW侧 至NE侧 δ34S值逐渐降低的特征。小江断裂西侧的天宝山铅锌矿成矿期的δ34S值分布 范围为-0.4‰～22.1‰，δ34S值分布范围较大，但具有单峰特征，峰值为0～ 6.0‰，显示小江 断裂西侧 的δ34S值也具有降低特征。大梁子铅锌矿位于小江断裂附近西侧，乐红、毛坪铅锌 矿床依 次位于NE向的大宝厂_长发硐断裂带中，3个矿床整体上具有NE向展布特征，图11中大梁子、 乐红、毛坪铅锌矿床成矿期的δ34S值分布范围依次为6.7‰～20.5‰、10.1‰～2 8.6‰、7. 96‰～19.3‰，各矿床的δ34S峰值依次为10.0‰～14.0‰、10.0‰～12.0‰、 8.0‰～10.0‰，从SW侧至NE侧δ34S值同样显示出逐渐降低的特征。
可见区域上成矿作用与断裂构造关系密切，受不同的断裂构造级别控制，以小江SN向的断裂 为中心，其次是NE向的次级断裂。SN向断裂带中的铅锌矿以富δ34S为特征，且从 南向北 δ34S值较为一致，而NE向的次级构造上，从SW侧至NE侧δ34S值逐渐降低 ，向轻硫方向 偏移。结合川西南、滇东北地区成矿地质背景，研究区的铅锌矿床成矿地质条件相似，成矿 带上不同矿床的S同位素整体差异可能主要受TSR的反应程度和反应速率不同的影响。前人 对成矿流体温度研究显示，大梁子铅锌矿流体包裹体均一温度为170～225℃，平均198℃（ 张长青，2008），乐红铅锌矿流体包裹体均一温度为165～229℃，平均194℃（张长青，200 8），毛坪铅锌矿流体包裹体均一温度为155～179℃，平均164℃（张长青，2008），成矿温 度整体上具有从SW侧至NE侧逐渐降低的特征；同样，NE向的巧家_莲峰断裂带中的银厂沟、 茂 租、金沙厂矿床成矿温度也具有从SW侧至NE侧逐渐降低的特征（柳贺昌等，1999；李伟，20 11）。因此，成矿温度和S同位素值都表明，川西南、滇东北地区SN向小江断裂带附近的铅 锌矿床的成矿温度高，TSR的反应程度和反应速率可能较高，铅锌矿床S同位素分馏值小， 更偏重硫，与地层硫酸盐S同位素接近，而在NE向断裂中，从SW侧至NE侧铅锌矿床的成矿温 度逐渐降低，导致TSR的反应程度和反应速率也逐渐降低，铅锌矿床的S同 位素分馏作用增大，逐渐偏向轻硫。不过个别如赤 普矿床的δ34S值分布范围相对较广（-5.5‰～ 21.9‰），部分可能偏离δ34S峰值，表明硫来源可能 不尽是海水硫酸盐的TSR作用形成，可能细菌还原 硫酸盐(BSR)形成的富含氢硫的油气藏中的 H2S和（或）沥青硫为成矿早阶段铅锌矿成矿 提 供了主要的硫源，后期则推断TSR作用在赤普铅锌矿床成矿过程中提供了还原硫（吴越，201 3）。
区域内会泽铅锌矿床成矿期的δ34S值分布范围为9.7‰～23.49‰（图12），峰值 集中在12‰～16‰，S同位素较为均一，吴越（2013）等通过研究认为，会泽铅锌矿S同位 素 存在均一化的过程，还原硫可能来自于海水硫酸盐（特别是赋矿围岩中硫酸盐）充分的TSR 作用。李波(2010)通过对热液方解石和闪锌矿的流体包裹体均一温度测定显示，成矿温度主 要集中 在138～248℃，平均为190℃，并且闪锌矿中流体包裹体均一温度存在2个峰值： 150～200 ℃和250～350℃。可见会泽铅锌矿成矿温度相对较高，TSR的反应程度和反应速率可能也相 应较高，铅锌矿床S同位素分馏值小，向重硫方向富集，与地层硫酸盐S同位素接近。
图 9小江断裂带附近铅锌矿床S同位素直方图
Fig. 9Sulfur isotopic histogram of the lead_zinc
deposits in Shaojiang struc tural belt
该地区成岩期的黄铁矿的δ34S值范围为 -21.56‰～35.7‰，分为2种类型：一类为以轻硫 为主，具有生物还原硫特征的黄铁矿，其δ34S值为-21.6‰～-2.3‰；另 一类以重 硫为主， 与同期海水硫酸盐的S同位素相似，具有海水硫酸盐分馏来源，其δ34S值为3.1‰ ～35.7‰。
部分学者在该地区铅锌矿床S同位素研究认识上可能有一些不同认识，但大部分学者认为该 地区铅锌矿床的硫源主要为同时代海水硫酸盐的热化学还原（TSR）。本文则在这一基础上 进一步探讨区域上铅锌矿床的S同位素空间变化规律以及其成因机制。但限于收集的数据资 料年代跨度较大，且部分矿床数据不够充足，认识上可能仍不够准确。
（2） 川滇黔地区铅锌矿的H、O同位素投影具有沿斜率呈正的直线分布，且在δD-δ 18OV_SMOW图解上不向海水收敛，而是与大气降水线斜交，显示出建造水特征， 并有变质水和岩浆 水参与成矿。区域性的深大断裂可能为矿体的迁移起到主通道作用，导致区域 性的小江深大断裂带内铅锌矿床中大气降水参与成矿作用的程度较远离小江断裂的东侧NE向 构造带内铅锌矿床高。
（3） 川滇黔地区铅锌矿床的硫源主要为同时代海水硫酸盐的热化学还原，个别矿床可能细 菌还原硫酸盐(BSR)形成的富含轻硫的油气藏中的H2S和（或）沥青硫为成矿过程提供了部 分硫来源。
（4） 黔西北地区从SE侧至NW侧具有向轻硫偏移趋势，可能是成矿作用过程中威宁_水城构 造 带中的TRS反应程度和反应速率较垭都_蟒硐构造带中高，导致威宁_水城构造带中的铅锌矿 床S同位素分馏值更小，更偏重硫，与地层硫酸盐S同位素更接近，成矿作用具有从SE侧至 NW侧逐渐减弱的趋势；川西南、滇东北地区SN向的小江断裂带中各铅锌矿床的S同位素具有 较为集中一致的变化规律，其东侧NE向次级断裂带内的铅锌矿床S同位素具有从SW侧至NE侧 逐渐递减的特征，显示从SE侧至NW侧矿床的TSR的反应程度和反应速率逐渐降低，铅锌矿床 的S同位素分馏作用增大，逐渐偏向轻硫。
1区域地质背景
川滇黔多金属成矿区大地构造位置处于扬子地块曲靖台褶带的西北部，分别以金沙江_红河 断裂、小金河深断裂为界与中特提斯洋（三江褶皱带）、义敦岛弧带、甘孜_理塘洋和龙门 山构造带相邻(图1)（张志斌等，2006）。区域地壳具有“双基双盖"结构，由结晶基底和褶皱基底与海相古生界盖层和陆相中生界、 新 生界盖层构成，基底与盖层之间呈角度不整合接触。结晶基底为太古宙康定群，是区域内出 露最老的地层，由斜长片麻岩、斜长角闪岩、黑云变粒岩、混合片麻岩、麻粒岩等深变质 岩组成（王奖臻等，2001）。褶皱基底为中元古代的盐边群、会理群和昆阳群，为一套浅海 相类复理石碎屑岩夹火山岩_碳酸盐岩建造和同期异相的含绿岩的复理石碎屑建造。海相盖 层由震旦系—二叠系组成，下震旦统为一套酸性火山岩为主的火山_沉积建造，上震旦统— 下 二叠统由滨_浅海相碎屑_碳酸盐岩建造的多旋回组成，每一旋回均为假整合面所分隔（ 北部缺失石炭系），系本区的含矿层位（管士平等，1999）；早二叠世末期，由于深部地幔 物质上涌和浅部的地壳拉张、火山喷发，形成了峨眉山玄武岩（张长青等，2005）。受中生 代以来构造运动的影响，研究区进入陆相沉积发展阶段，形成了以砂岩、砾岩为主的陆相沉积盖层（吴越，2013）。
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图 1川滇黔交界地区主要铅锌矿床分布图（据陈智梁等，1987修改） 1—前震旦纪褶皱变质基底； 2—前震旦纪花岗岩； 3—震旦纪—古生代盖层沉积； 4—中 生代—新生代盖层沉积； 5—主要断裂； 6—大型MVT型铅锌矿床； 7—中型MVT型铅锌矿 床； 8—小型MVT型铅锌矿床； 9—大型VMS型铅锌矿床； 10—省界 ①—龙门山断裂； ②—锦屏山_木里断裂； ③—金河_箐河断裂； ④—背格达_绿汁江断裂 ； ⑤—安宁河_易门断裂； ⑥—则木河断裂； ⑦—越 西河断裂； ⑧—甘洛_小江 断裂； ⑨—峨边_雷波断裂； ⑩—垭都_水城断裂； —莲峰_巧家断裂；—普渡河 断裂； —弥勒_师宗断裂； —南盘江断裂 Fig. 1Distribution of lead_zinc deposits in Sichuan_Yunnan_Guizhou border area (modified after Chen et al., 1987)1—Presinian fold metamorphic basement; 2—Presinian granite; 3—Presinian_Pal eozoic sedimentary cover; 4—Mesozoic_Cenozoic sedimentary cover; 5—Fault; 6—Large_sized MVT type lead_zinc deposit; 7—Medium_sized MVT type lead_zinc de posit; 8—Small_sized MVT type lead_zinc deposit; 9—Medium_sized VMS type lea d_zinc deposit； 10—Provincial boundary ①—Longmenshan fault; ②—Jingpinshan_Muli fault; ③—Jinhe_Qianhe fault; ④—B eigeda_Luzhijiang fault; ⑤—Anninghe_Yimen fault; ⑥—Zemuhe fault; ⑦—Yuexi he fault; ⑧—Ganluo_Xiaojiang fault; ⑨—Ebian_Leibo fault; ⑩—Yadu_Shuicheng fault; —Lianfeng_Qiaojia fault; —Puduhe fault; —Mile_S hizong fault; —Nanpanjiang fault |
基于黔西北地区的铅锌矿受NW向的紫云_垭都深大断裂带控制明显（图2），并进一步受NW向 垭都_蟒硐断裂构造带、威宁_水城紧密褶皱构造带和NE向银厂坡_云炉河断裂构造带的控制（罗 卫等，2010），构造方向显著不同于川西南、滇东北地区的控矿特征，为了便于分析稳定同 位素的空间变化特征与构造的内在关系，有必要将黔西北地 区的稳定同位素研究现状进行分析。该区内基底为前震旦系，主要分布在矿集区外围。 盖层主要由石炭系、二叠系和三 叠系等组成，在各背斜轴部有震旦系、寒武系、志留系、泥盆系零星分布。岩性以碳酸盐 岩为主，页岩、砂岩次之。含矿层位为志留系韩家店组—二叠系茅口组，生物碎屑灰岩、白 云岩、白云质灰岩是铅锌矿的主要赋矿围岩。区内岩浆活动相对弱，主要可见峨眉山玄武岩 和辉绿岩体。
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图 2黔西北地区区域地质略图(据金中国等，2008修改) 1—泥盆纪地层； 2—石炭纪地层； 3—二叠纪地层； 4—三叠纪地层； 5—侏罗纪地层； 6—地质界线； 7—断裂； 8—中型铅锌矿床； 9—小型铅锌矿床； 10—城市 Fig. 2Geological sketch map of northwest Guizhou area (modified after Jin et a l., 2008) 1—Devonian strata; 2—Carboniferous strata; 3—Permian strata; 4—Triassic stra ta; 5—Jurassic strata; 6—Provincial boundary; 7—Faults; 8—Medium—sized le ad_zinc deposits; 9—Small_sized lead_zinc deposits; 10—City |
2C、O同位素
热液方解石的C、O同位素组成是示踪成矿流体来源的有效手段（郑永飞等，2000）。成矿 热液系统中碳的来源主要有3种： ① 沉积岩中碳酸盐岩脱气或含盐卤水与泥质岩相互作用 ，这种来源的C同位素组成具有重C同位素特征，一般δ13CV_PDB值变化范围 为-2‰～3‰，海相碳酸盐的δ13CV_PDB值大多稳定在0（Veizer et al.，1 980）； ② 深部来源的碳，来自地幔射气或岩浆，其δ13CV_PDB值变化范围 分别为-5‰～-2‰和-9‰～-3‰（Taylor，1986）； ③ 各种岩石中的有机碳，其δ13 CV_PDB值变化范围为-30‰～-15‰，平均-22‰（Ohmoto，1972）。
2.1赋矿围岩地层的C、O同位素组成
川滇黔成矿区的绝大多数铅锌矿床产于厚的碳酸盐岩地层中，白云岩为最主要的赋矿岩石 ， 赋矿层位为震旦系—二叠系。其中，以早元古界灯影组碳酸盐岩为主，其次是泥盆纪和 石炭纪碳酸盐岩（张长青等，2005）。基于此，笔者收集该地区前人对地层中C、O同位素 的研究资料（表1），重新汇总整理，其投影图见图3。川滇黔地区各个矿床系灯影组、泥盆系和石炭系碳酸盐岩地层的C、O同位素分析结果（表 1、图3）显示： 古元古代灯影组的碳酸盐岩地层的δ13CV_PDB值范围为 -3.2‰～2.1‰，δ18OV_SMOW值范围为19.8‰～26.1‰，与正常的海相碳 酸盐岩的C、O同位素数值（δ13CV_PDB=-4.0‰～4.0‰，δ18O V_SMOW=20.0‰～24.0‰）（Claypool et al.，1980）相当，δ13C V_PDB_δ18OV_SMOW图解投影基本落入“海相碳酸盐岩"区域内。泥盆纪和 石炭纪的碳酸盐岩地层δ13CV_PDB值范围为-2.3‰～3.9‰，δ1 8OV_SMOW值范围为17.0‰～26.8‰，相对于正常的海相碳酸盐岩δ13 CV_PDB值较为接近，δ18OV_SMOW值略微偏小。δ13C V_PDB_δ18OV_SMOW图解投影大部分落入“海相碳酸盐岩"区域内， 但稍微向碳酸盐溶解方向偏移，这可能 与区域性成矿过程中成矿热液活动生成含酸溶液导致地层碳酸盐岩溶解作用有一定关系。
2.2黔西北地区铅锌矿床C、O同位素综合分析
黔西北成矿区银矿包、天桥、青山等5个铅锌矿床成矿期方解石的C、O同位素数据见表2，其 投影图见图4。黔西北地区主要的铅锌矿床的C、O同位素组成可分为2种类型：靠近SE侧的威宁_水城构造带 中青山、横塘、杉树林铅锌矿床的δ13CV_PDB、δ18OV_SMO W值都非常集中，且其投影点全落入该地区石炭系赋矿围岩的δ13CV_PDB _δ18OV_SMOW图解范围内，指示成矿流体中的碳主要来自围岩（毛健 全等，1998；张启厚等，1999）；靠近NW侧的天桥、银厂坡 铅锌 矿床的δ13CV_PDB、δ18OV_SMOW值则相对较分散，2个矿床的δ13CV_PDB平均值相近，部分投影点落在了该地区石炭系赋矿围 岩的δ13 CV_PDB_δ18OV_SMOW稍微 偏下的区域，仍指示成矿流体中的碳主要来自 围岩（金中国等，2007；周家喜等，2012b），而δ18OV_SMOW值则明显小于赋 矿围岩，可能是碳酸盐岩围岩在成矿过程中发生了溶解作用导致。
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表 1川滇黔地区主要赋矿地层的碳酸盐岩C、O同位素组成 Table 1Carbon and oxygen isotopic compositions of carbonate rocks in Sich uan_Yunnan_Guizhou border area |
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图 3川滇黔地区灯影组和泥盆纪、石炭纪碳酸盐地层δ13CV_PDB_δ18 OV_SMOW图解（底图据刘建明等，1997） Fig. 3δ13CV_PDB_δ18OV_SMOW diagram for carbonate roc ks of the Dengying, Devonian and Carboniferous Formation in Sichuan_Yunnan_Gui zhou area (base map after Liu et al.，1997) |
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表 2黔西北地区主要铅锌矿碳酸盐岩矿物C、O同位素组成 Table 2Carbon and oxygen isotopic compositions of carbonates from lead_zi nc deposits in northwest Guizhou area |
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图 4黔西北地区铅锌矿床δ13CV_PDB_δ18OV_SMOW图解（底图 据刘建明等， 1997） Fig. 4δ13CV_PDB_δ18OV_SMOW diagram for lead_zinc dep osits in northwest Guizhou area (base map after Liu et al., 1997) |
2.3川西南、滇东北地区铅锌矿床C、O同位素综合分析
前人在川西南、滇东北地区赤普、茂租、大梁子、毛坪、会泽等6个铅锌矿床获得的成矿期 方解石的C、O同位素数据见表3，其演化过程见图5。川西南、滇东北地区铅锌矿床成矿期方解石的C、O同位素可分为2种类型： ① 与扬子地 台灯影组碳酸盐岩C、O同位素组成相比，赤普、大梁子铅锌矿床的C、O同位素投影呈线性 关系，并且具有向δ13CV_PDB、δ18OV_SMOW都亏损 的方向偏移的趋势，吴越（2013）对赤普矿区的研究表明，矿区中出现大量有机质，有机质 中有机碳发生TSR作用氧化可能提供了部分的碳来源； ② 茂租、毛坪、会泽铅锌矿的C、O 同位素投影都具有集中分布的特征，且δ13C、δ18O值都相对于地层 碳酸盐岩的δ13C、δ18O值略微 偏低，表明成矿过程中C同位素具有相似的来源，C、
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表 3川西南、滇东北地区主要铅锌矿碳酸盐岩矿物C、O同位素组成 Table 3Carbon and oxygen isotopic compositions of carbonates from lead_zinc de posits in southwest Sichuan_northeast Yunnan area |
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图 5川西南、滇东北地区铅锌矿床δ13CV_PDB_δ18OV_SMOW图 解（底图据刘建明等，1997） Fig. 5δ13CV_PDB_δ18OV_SMOW diagram for lead_zinc dep osits in southwest Sichuan_northeast Yunnan area (base map after Liu et al., 1 997) |
学者们对于研究区铅锌矿床C、O的来源认识上有不同的认识，但是上述研究显示川滇黔地 区铅锌矿床的C、O主要来源于围岩碳酸盐岩。黔西北铅锌矿床相对于川西南、滇东北地区 铅锌矿床具有更加广范围的δ18O值，而且黔西北地区NW带上铅锌矿床的δ18O 值趋势变化相 当明显，这一点可能与成矿热液与断裂构造的接触面积大小、接触时间长短导致碳酸盐岩溶 解作用强弱有关。
3H、O同位素
川滇黔地区赤普、天宝山、金沙厂、银厂沟、茂租、大梁子、毛坪、会泽等9个铅锌矿床的 H、O同位素数据见表4，其投影图见图6。
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表 4川滇黔地区主要铅锌矿床H、O同位素组成 Table 4Hydrogen and oxygen isotopic compositions from lead_zinc deposits in Sichuan_Yunnan_Guizhou border area |
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图 6川滇黔地区主要铅锌矿床δD_δ18OH2O 图解(底图据Kesler et al. , 1997) Fig. 6δD_δ18OH2O diagram for lead_zinc deposits in Sichuan_Y unnan_Guizhou border area （base map after Kesler et al.,1997） |
学者对该区铅锌矿床的H、O同位素研究时间跨度较大，在不同的地质背景认识下对成矿流 体的来源认识各有不同，并且目前的研究工作主要集中在川西南和滇东北地区，黔西北 地区的成矿流体来源研究几乎为空白。综合分析区域上铅锌矿床的H、O同位素投影图，显 示在SN向小江断裂带内及其附近的大梁子、天宝山、茂租、金沙厂铅锌矿床的H、O同位素 投影点全部落在变质水与大气降水之间的区域。而远离SN向小江断裂的东侧NE向断裂内的会 泽、毛坪、银厂沟、富乐厂铅锌矿的H、O同位素投影点全部落在变质水和岩浆水区域内， 显示变质水和岩浆水参与成矿作用。另外，区域内整体上除了赤普铅锌矿床外，从SN向小江 断裂内及附近到远离小江断裂的铅锌矿床，δD、δ18OH2O值逐渐变小，其 H、O同位素投影具有沿斜率呈正的直线分布，且在δD_δ18OH2O图解（图 6）中不向海水收敛，而是与大 气降水线斜交，显示出建造水特征。区域性的小江断裂构造活动有利于大气降水的参与成矿 ，且盆地热卤水也更易于沿着断裂构造导入参与成矿作用，而远离小江断裂，则主要为封闭 环境下的地层建造水参与成矿，大气降水作用较弱。
4S同位素
S同位素是示踪成矿物质来源的重要手段，前人对川滇黔地区的大量矿床做了S同位素研究 工 作，以此为基础，本文对该地区的成岩期黄铁矿、成矿期的主要金属矿物闪锌矿、方铅矿、 黄铁矿和非金属矿物重晶石的δ34S研究数据进行系统收集，结合区域构造特征， 对黔西北和滇东北、川西南分别进行了研究。
4.1黔西北地区铅锌矿床S同位素研究现状
黔西北矿区天桥、草籽坪、蟒硐等8个铅锌矿的S同位素数据组成见表5，其投影见图7、 图8。黔西北地区各铅锌矿床成矿期硫化物的δ34S组成整体介于5.0‰～20.0‰，除杉树 林有一黄铁矿δ34S值偏低外，整体δ34S组成较为集中稳定，主要分布在10. 0‰～20.0‰之间，硫化物明显富集重S同位素。柳贺昌等（1999）研究表明，区域沉积地 层中普遍发育膏盐层，其中石膏δ34S值约为15.0‰。沉积地层中发育蒸发岩，其重 晶石δ34S值为12.0‰～28.0‰（金中国，2008；Zhou et al.，2013），与泥盆 纪—二叠纪海水硫酸盐S同位素组成相似（18.0‰～30.0‰）（Claypool et al.，1980 ）， 基于此，前人研究认为黔西北地区的成矿流体中的还原态硫主要为蒸发岩（膏盐）TSR的产 物（顾尚义，2007；曾文涛等，2013）。铅锌矿形成在硫酸盐相对封闭的体系中，成矿过程 中pH值升高的幅度较小（王华云，1993）。
研究区铅锌矿受黔西北陆缘裂谷（断陷）盆地控制（王华云，1993），矿化空间展布受NW向 和NNE向断裂构造带控制，铅锌矿矿床主要分布在NW向垭都_蟒硐构造带和威宁_水城构造带 (图2)中。由图7、图8可以看出，2个矿化带中铅锌矿床的δ34S值都具有高度集中分 布的特征，而2个矿化带之间的δ34S值则具有一定差异。
天桥、草籽坪、蟒硐和筲箕湾位于垭都_蟒硐构造带中，其成矿期δ34S值为7.8‰ ～14.2‰，该成矿带中的δ34S值高度集中，主要分布在10.0‰～14.0‰之间。青 山 、横塘、银矿包和杉树林位于威宁_水城构造带中，其成矿期的δ34S值为5 .0‰～2 0.0‰，该成矿带中的δ34S值也具有高度集中特点，
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表 5黔西北地区铅锌矿床S同位素组成 Table 5Sulfur isotopic composition of minerals from the lead_zinc deposits in northwesat Guizhou area |
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图 7垭都_蟒硐构造带铅锌矿床S同位素直方分布图 Fig. 7Sulfur isotopic histogram of the lead_zinc deposits in Yadu_Mangdong s tructural belt |
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图 8威宁_水城构造带铅锌矿床S同位素直方分布图 Fig. 8Sulfur isotopic histogram of the lead_zinc deposits in Weining_Shuiche ng structural belt |
朱光有（2014）对四川盆地油气藏中硫化氢的TSR机制研究表明，在相同地质条件下， 在一定的温度范围内，温度越高，相同地区TSR的反应程度和反应速率也会越高，S同位素 分馏值也会越小，H2S的S同位素值与地层硫酸盐的S同位素值越相近。另一些学者研究认 为 ，TSR反应具有随温度的升高分馏作用减小，在100℃情况下分馏约为20‰，150℃下为15‰ ，当达到200℃时仅有10‰，并且这种趋势一直延续（Harrison et al.，1957；Husain et al.，1978）。而当反应完全时，即硫酸盐消耗完或固体硫酸盐的溶解速率低于反应速率时 ，这种分馏作用将极其微弱（Husain et al.，1978；Ohmoto et al.，1979）。基于此，在 相同的成矿地质条件下，在以TSR为主要还原硫来源的矿床中，单个矿床内的S同位素组成 可能与矿物之间的分馏机制有关，而成矿带中不同矿床的S同位素整体差异则主要受TSR的 反应程度和反应速率不同的影响。也就是说，成矿带上各个矿床的成矿温度高低决定了各个 矿床TSR反应程度和反应速率的高低，导致了各个矿床之间整体上S同位素分馏强度的不同 ，即各个矿床整体上初始S同位素大小的不同。而单个矿床的S同位素组成则是矿床内共生 组合的矿物之间S同位素进一步分馏的表现。本文主要是探讨前一种成矿带上各个矿床的S 同位素组成变化特征。
结合黔西北的区域成矿地质背景，铅锌矿床主要产在石炭系碳酸盐地层中，主要受断陷盆地 内的褶皱和断裂构造控制，可以将黔西北地区的铅锌矿床成矿地质条件看作近似相同，因此 ，成矿带中不同矿床的S同位素整体差异可能主要受TSR的反应程度和反应速率不同的影响 。前人对成矿流体温度研究显示，垭都_蟒硐构造带中的筲箕湾铅锌矿床流体包裹体均一温 度为115～170℃，平均140℃（胡晓燕等，2013），而威宁_水城构造带中的青山铅锌矿床流 体包裹体均一温度为110～279℃，平均186℃（毛健全等，1998），显然威宁_水城构造带中 的铅锌矿成矿温度高于垭都_蟒硐构造带中的，因此，区域上从NW侧至SE侧δ34S值偏 大，可 能是由于成矿作用过程中威宁_水城构造带中的TRS反应程度和反应速率较垭都_蟒硐构造带 中高，导致威宁_水城构造带中的铅锌矿床S同位素分馏值更小，更偏重硫，与地层中的硫酸 盐S同位素更接近，成矿作用具有从SE侧至NW侧逐渐减弱的趋势。
4.2川西南、滇东北地区铅锌矿床S同位素研究现状
川西南、滇东北地区大渡河、赤普、大梁子、会泽等11个铅锌矿的S同位素数据（表6）。 在该地区成矿期黄铁矿、闪锌矿、方铅矿的S同位素中，除了天宝山、金沙厂铅锌矿外，其 他矿床的δ34S值普遍中等偏高，且相对集中。区域内的矿床S同位素组成主要集中 在10.0‰～16 .0 ‰。扬子地台灯影组碳酸盐岩中微量海水硫酸盐δ34S组成为20.2‰～38.7‰（张 同钢等，2 004），泥盆纪—二叠纪海水硫酸盐δ34S组成为18.0‰～30.0‰（Claypool et al .，1980），会泽矿区的石炭纪海水硫酸盐δ34S值在14.0‰～17.6‰之 间（李文博等，2006）。可见区 域内铅锌矿床的主要δ34S值接近或稍低于同期海水硫酸盐δ34S值，但基本上在硫酸盐热化 学还原（TSR）使δ34S值降低15.0‰（Ohmoto，1972；Ki et al.，2008）的范围内 ，矿床 的硫源主要为同时代海水硫酸盐的热化学还原（柳贺昌，1996；张长青，2008；吴越，2013 ）。白俊豪等（2013）通过对金沙厂矿床研究，认为硫化物的还原硫主要来自地幔，并且有 地 层硫酸盐的硫混入，而重晶石的硫主要来自下寒武统海相硫酸盐。柳贺昌等（1999）研究发 现，金沙厂成矿热液具有较高的氧逸度，而硫酸根离子有利于富集δ34S，因此，导 致硫化物富集δ32S。张长青（2008）则认为，天宝山可能有细菌还原作用参与了成 矿。但结合上 述H、O同位素的研究，天宝山H、O同位素投影于四川盆地热卤水区域内，金沙厂H、O同位素 投影部分落在油气有机质流体区域内，因此，可能成矿过程中富含轻硫的油气藏中的 H2S为成矿过程提供了部分硫来源。
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表 6川西南、滇东北地区铅锌矿床S同位素组成 Table 6Sulfur isotopic composition of minerals from the lead_zinc deposits in southwest Sichuan_northeast Yunnan area |
对小江断裂带附近从北向南的乌斯河、赤普、银厂沟、大梁子矿床的S同位素数据作分布 直方图（图9）显示，从北向南4个矿床成矿期的δ34S值高度的一致，且都为单 峰，δ34S值主要集中在10.0‰～16.0‰的范围内，表明SN向小江断裂控制的各个 矿床的S同位素分馏较均一一致，且具有蒸发硫酸盐的S同位素特征。赤普的δ34 S值 分布范围相对较广（-5.5‰～21.9‰），并且从早阶段到晚阶段硫化物的δ34S组 成有趋正变化规律，可能古老的油 气藏中的H2S和（或）沥青硫为成矿早阶段铅锌矿成矿提供了主要的硫源，后期则推断TSR 作用在赤普铅锌矿床成矿过程中提供了还原硫（吴越，2013）。
沿着小江断裂向东西两侧次级断裂内铅锌矿床的δ34S值具有逐渐降低特征。银厂沟 、茂租 、金沙厂矿床依次位于小江断裂及其东侧NE向的巧家_莲峰断裂带中，图10中银厂沟、茂租 、金沙厂成矿期的δ34S值分布范围依次为10.2‰～20.3‰、8.8‰～19.9‰、1 .1‰～10.0 ‰，且峰值依次为14.0‰～16.0‰、12.0‰～14.0‰、4.0‰～6.0‰，表现出从SW侧 至NE侧 δ34S值逐渐降低的特征。小江断裂西侧的天宝山铅锌矿成矿期的δ34S值分布 范围为-0.4‰～22.1‰，δ34S值分布范围较大，但具有单峰特征，峰值为0～ 6.0‰，显示小江 断裂西侧 的δ34S值也具有降低特征。大梁子铅锌矿位于小江断裂附近西侧，乐红、毛坪铅锌 矿床依 次位于NE向的大宝厂_长发硐断裂带中，3个矿床整体上具有NE向展布特征，图11中大梁子、 乐红、毛坪铅锌矿床成矿期的δ34S值分布范围依次为6.7‰～20.5‰、10.1‰～2 8.6‰、7. 96‰～19.3‰，各矿床的δ34S峰值依次为10.0‰～14.0‰、10.0‰～12.0‰、 8.0‰～10.0‰，从SW侧至NE侧δ34S值同样显示出逐渐降低的特征。
可见区域上成矿作用与断裂构造关系密切，受不同的断裂构造级别控制，以小江SN向的断裂 为中心，其次是NE向的次级断裂。SN向断裂带中的铅锌矿以富δ34S为特征，且从 南向北 δ34S值较为一致，而NE向的次级构造上，从SW侧至NE侧δ34S值逐渐降低 ，向轻硫方向 偏移。结合川西南、滇东北地区成矿地质背景，研究区的铅锌矿床成矿地质条件相似，成矿 带上不同矿床的S同位素整体差异可能主要受TSR的反应程度和反应速率不同的影响。前人 对成矿流体温度研究显示，大梁子铅锌矿流体包裹体均一温度为170～225℃，平均198℃（ 张长青，2008），乐红铅锌矿流体包裹体均一温度为165～229℃，平均194℃（张长青，200 8），毛坪铅锌矿流体包裹体均一温度为155～179℃，平均164℃（张长青，2008），成矿温 度整体上具有从SW侧至NE侧逐渐降低的特征；同样，NE向的巧家_莲峰断裂带中的银厂沟、 茂 租、金沙厂矿床成矿温度也具有从SW侧至NE侧逐渐降低的特征（柳贺昌等，1999；李伟，20 11）。因此，成矿温度和S同位素值都表明，川西南、滇东北地区SN向小江断裂带附近的铅 锌矿床的成矿温度高，TSR的反应程度和反应速率可能较高，铅锌矿床S同位素分馏值小， 更偏重硫，与地层硫酸盐S同位素接近，而在NE向断裂中，从SW侧至NE侧铅锌矿床的成矿温 度逐渐降低，导致TSR的反应程度和反应速率也逐渐降低，铅锌矿床的S同 位素分馏作用增大，逐渐偏向轻硫。不过个别如赤 普矿床的δ34S值分布范围相对较广（-5.5‰～ 21.9‰），部分可能偏离δ34S峰值，表明硫来源可能 不尽是海水硫酸盐的TSR作用形成，可能细菌还原 硫酸盐(BSR)形成的富含氢硫的油气藏中的 H2S和（或）沥青硫为成矿早阶段铅锌矿成矿 提 供了主要的硫源，后期则推断TSR作用在赤普铅锌矿床成矿过程中提供了还原硫（吴越，201 3）。
区域内会泽铅锌矿床成矿期的δ34S值分布范围为9.7‰～23.49‰（图12），峰值 集中在12‰～16‰，S同位素较为均一，吴越（2013）等通过研究认为，会泽铅锌矿S同位 素 存在均一化的过程，还原硫可能来自于海水硫酸盐（特别是赋矿围岩中硫酸盐）充分的TSR 作用。李波(2010)通过对热液方解石和闪锌矿的流体包裹体均一温度测定显示，成矿温度主 要集中 在138～248℃，平均为190℃，并且闪锌矿中流体包裹体均一温度存在2个峰值： 150～200 ℃和250～350℃。可见会泽铅锌矿成矿温度相对较高，TSR的反应程度和反应速率可能也相 应较高，铅锌矿床S同位素分馏值小，向重硫方向富集，与地层硫酸盐S同位素接近。
图 9小江断裂带附近铅锌矿床S同位素直方图
Fig. 9Sulfur isotopic histogram of the lead_zinc
deposits in Shaojiang struc tural belt
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图 9小江断裂带附近铅锌矿床S同位素直方图 Fig. 9Sulfur isotopic histogram of the lead_zinc deposits in Shaojiang struc tural belt |
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图 10巧家_莲峰断裂带铅锌矿床S同位素直方图 Fig. 10Sulfur isotopic histogram of the lead_zinc deposits in Qiaojia_Lianfe ng structural belt |
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图 11大宝厂_长发硐断裂带铅锌矿床硫同位素直方图 Fig. 11Sulfur isotopic histogram of the lead_zinc deposits in Dabaochang_Cha ngfadong structural belt |
5结论
（1）川滇黔地区的铅锌矿成矿热液C、O主要来源于围岩碳酸盐岩，部分学者提出可能有 机碳、幔源 碳参与成矿作用。黔西北地区C、O同位素具有从 SE侧至NW侧δ13CV _PDB、δ18OV_SMOW值逐渐降低的趋势，成矿过程中从SE侧至NW侧成矿热液 与断裂构造的接触面积更大 、时间更长，更有利于成矿过程中碳酸盐岩溶解作用。
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图 12其他铅锌矿床硫同位素直方图 Fig. 12Sulfur isotopic histogram of other lead_zinc deposits |
（3） 川滇黔地区铅锌矿床的硫源主要为同时代海水硫酸盐的热化学还原，个别矿床可能细 菌还原硫酸盐(BSR)形成的富含轻硫的油气藏中的H2S和（或）沥青硫为成矿过程提供了部 分硫来源。
（4） 黔西北地区从SE侧至NW侧具有向轻硫偏移趋势，可能是成矿作用过程中威宁_水城构 造 带中的TRS反应程度和反应速率较垭都_蟒硐构造带中高，导致威宁_水城构造带中的铅锌矿 床S同位素分馏值更小，更偏重硫，与地层硫酸盐S同位素更接近，成矿作用具有从SE侧至 NW侧逐渐减弱的趋势；川西南、滇东北地区SN向的小江断裂带中各铅锌矿床的S同位素具有 较为集中一致的变化规律，其东侧NE向次级断裂带内的铅锌矿床S同位素具有从SW侧至NE侧 逐渐递减的特征，显示从SE侧至NW侧矿床的TSR的反应程度和反应速率逐渐降低，铅锌矿床 的S同位素分馏作用增大，逐渐偏向轻硫。
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