湖北宜昌白竹坪金矿床的成因...-Pb同位素地球化学的证据_曹亮.pdf

湖北宜昌白竹坪金矿床的成因：来自流体包裹体及H-O-S-Pb同位素地球化学的证据曹亮1，张利国1，周云1，段其发1，张权绪2，赵武强1CAO Liang1,ZHANG Li-Guo1,ZHOU Yun1,DUAN Qi-Fa1,ZHANG Quan-Xu2,ZHAO Wu-Qiang11.中国地质调查局武汉地质调查中心（中南地质科技创新中心），湖北 武汉 430205；2.湖北省地质局第七地质大队，湖北 宜昌 4431001.Wuhan Center,China Geological Survey(Geosciences Innovation Center of Central South China),Wuhan 430205,Hubei,China;2.Seventh Geological Brigade of Hubei Geological Bureau,Yichang 443100,Hubei,China摘要：宜昌白竹坪石英脉型金矿床位于湘西-鄂西成矿带西部黄陵背斜核部东北缘，是该地区代表性矿床之一。成矿过程可划分为无矿化石英脉阶段（）、石英-黄铁矿-方铅矿阶段（）和石英-碳酸盐阶段（）。流体包裹体研究表明：不同阶段石英中均含有大量的流体包裹体，以气液两相和富液相为主，总体为中低温度（151 341）、中低盐度（3.53%14.10%NaCleqv）和低密度（0.752 1.019 g/cm3）的流体；估算的流体捕获压力为12.2 33.7 Mpa；推测成矿深度为1.22 3.37 km。流体包裹体群体成分及单个流体包裹体激光拉曼分析表明：成矿流体总体属于NaCl-H2O-CO2体系。氢、氧同位素分析显示，成矿流体的18OH2O变化于+1.0 +5.3，DH2O变化于-56.1 -35.0，表明成矿流体主要由变质水和大气降水组成，成矿主阶段以变质水为主，晚期有较多大气降水的加入；金属硫化物的34S值为0.93 6.69，206Pb/204Pb为15.634 15.677，207Pb/204Pb为15.238 15.318，208Pb/204Pb为36.634 36.796，表明成矿物质主要来源于下地壳及上地幔。总体上，白竹坪金矿床成因类型应为造山型金矿，受区域深大断裂以及次级的韧-脆性剪切带控制。关键词：流体包裹体；稳定同位素；成矿流体；成矿物质；白竹坪金矿床；湖北宜昌中图分类号：P618.51；P611文献标识码：A文章编号：2097-0013（2023）02-0387-15Cao L,Zhang L G,Zhou Y,Duan Q F,Zhang Q X and Zhao W Q.2023.Genesis of BaizhupingGold Deposit in Yichang,Hubei:Evidence from Fluid Inclusion and H-O-S-Pb Isotope Geochemistry.South China Geology,39(2):387-401.Abstract:Yichang Baizhuping gold deposit is located in the northeast edge of Huangling anticline core in thewest of western Hunan-western Hubei metallogenic belt,one of the representative deposits in this area.Theore type is mainly quartz vein gold deposit.The mineralization process can be divided into Non-mineralizedquartz vein stage（）,quartz-pyrite-galena stage()and quartz-carbonate stage().The study of fluid in-clusions shows that there are large number of fluid inclusions in quartz at different stages,mainly gas-liquidtwo-phase and liquid-rich types with general medium-low temperature(151341),medium-low salinity(3.5314.10%NaCleqv)and low density(0.752 1.019 g/cm3).The estimated fluid capture pressures rangefrom 12.2 MPa to 33.7 MPa,with the formation depth of 1.223.37 km.Laser Raman analysis of group fluid收稿日期：2022-9-6；修回日期：2023-3-16基金项目：中国地质调查局项目(DD20160029、DD20201152、DD20230343)第一作者：曹亮（1982），男，硕士，正高级工程师，主要从事铅锌多金属矿床研究；E-mail：第39卷 第2期2023年6月华 南 地 质South China GeologyVol.39,No.2,387-401Jun.,2023doi:10.3969/j.issn.2097-0013.2023.02.015华 南 地 质2023 年黄陵背斜是扬子地台的重要金成矿区，一系列的构造-岩浆活动为本区金等成矿元素的活化、迁移、富集提供了有利的条件，形成众多的矿床和矿(化)点，具有小而富、易选、易采的特点，有很好的开发前景。白竹坪金矿为湖北省第七地质大队1975年在黄陵背斜核北部开展1 5万矿产调查时发现，其资源量尚未查明，目前金矿床正在开采中，是黄陵地区效益较好的矿山。前人对黄陵背斜核部金矿的地质特征、成矿流体特征、成矿规律及矿床成因等进行了一定程度的总结和研究（熊成云等，1998；曹锐等，2009；刘圣德等，2015；向萌等，2019，2021；周舟等，2020），但是对该矿床成矿物质与成矿流体来源、成矿流体演化方面的研究较为薄弱。本文系统地对白竹坪金矿床三个成矿阶段流体包裹体的岩相学特征、均一温度、流体相成分以及H、O、S、Pb稳定同位素进行了分析，对矿床的成矿流体性质及来源、成矿物质来源以及矿床成因进行了研究。1区域地质背景黄陵背斜大地构造上处于扬子准地台上扬子台坪鄂中褶断区，北为南秦岭冒地槽褶皱带，以青峰断裂为界；西以新华断裂与神农架断穹分隔；东以远安断裂为界与远安台褶束分隔；南与八面山台褶带长阳台褶束相邻，二者被天阳坪断裂分隔（刘圣德等，2015）。区内地壳活动性较强，特别是前震旦纪的岩浆活动、变质作用、混合岩化作用十分强烈，地质构造复杂，前后经历了阜坪吕梁、扬子（晋宁）、加里东印支、燕山喜马拉雅等四个构造旋回（熊成云等，2004）。黄陵背斜核部金矿床（点）分布于两个不同时代的地质体中，大致以雾渡河断裂为界，北部金矿脉主要产于晚太古-早元古代水月寺群浅色片麻岩中；南部金矿脉主要产于晚元古代黄陵花岗岩及崆岭群变质岩中（图1）。金矿床（点）呈带状分布，集中产出于区域深大断裂或侵入体接触带附近，特别是花岗岩与变质岩接触带的韧脆性剪切带对金矿的控制作用最为明显（苏欣栋，1987；刘圣德等，2015）。2 矿床地质特征矿区出露的地层主要为水月寺（岩）群周家河组上段，由均质混合岩、混合质黑云斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、黑云片岩、斜长角闪片岩及阳起透闪石岩等组成。地层走向北东，倾向北西。局部由于断裂构造关系，走向北西，倾向北东，地层倾角50 78，为一被破坏的单斜构造（图2）。区内岩浆岩主要为英安斑岩脉和辉长辉绿岩脉。在矿区内已发现含金石英脉3条，其中1号含金石英脉规模最大，是最主要的含金石英脉（图inclusions and single fluid inclusions shows that ore-forming fluids generally belong to the NaCl-H2O-CO2systemOxygen and hydrogen isotope data from quartz show that the 18OV-SMOWvalues range from 13.0 to15.3，18OH2Ovalues from+1.0 to+5.3，and DH2Ovalues between-56.1 and-35.0,which revealedthat the ore-forming fluids of Baizhuping gold deposit were composed of metamorphic water and meteoricwater，while the ore-forming fluid of main metallogenic stage mainly came from the metamorphic water，withthe addition of more meteoric water at the late stage.The 34S values of sulfides range from 0.93 to 6.69Among Pb isotopes，the206Pb/204Pb,207Pb/204Pb and208Pb/204Pb ratios of sulfides are in the range of 15.634 to15.677,15.238 to 15.318 and 36.634 to 36.796 respectively,which revealed that the ore-forming materialsmainly came from the lower crust and upper mantle.The genetic type of Baizhuping gold deposit should beorogenic gold deposit with obvious ore-controlling effects from regional deep faults and ductile-brittle shearzones.Key words:fluid inclusion;stable isotope;ore-forming fluids;ore-forming materials;Baizhuping gold depos-it;Yichang,Hubei Province388第39卷 第2期3）。在1号含金石英脉中圈出7个矿体，矿体最大长度约150 m，一般几十米，矿体的最大厚度1.18 m，最小0.42 m，一般0.55 0.86 m，矿体最大延深208 m(垂深)。矿体的形态呈脉状、透镜状、舌状或扁豆状，与石英脉呈渐变过渡关系，与近矿围岩界线清楚，产状与脉体一致（图3）。原生矿石中金属矿物主要以黄铁矿、黄铜矿为主，其次为方铅矿和闪锌矿（图4a、4b、4c、4d）；脉石矿物主要为石英，其次为方解石、铁白云石等碳酸盐矿物。黄铁矿是重要的载金矿物，一般呈半自形，少数呈它形或自形粒状，粒径0.2 2 mm，集合体达3 10 mm，形成斑状，常见碎裂结构，局部隐约图1 黄陵背斜核部金矿分布地质略图Fig.1 Geological sketch of gold deposits distribution in the core of the Huangling anticline据熊成云等（1998）修改；1.第四系；2.白垩系；3.志留系；4.奥陶系；5.寒武系；6.震旦系；7.崆岭群变质岩；8.水月寺岩群变质岩；9.石英闪长岩；10.花岗岩；11.基性-超基性岩；12.断层；13.中型金矿床；14.小型金矿床；15.研究区位置曹亮等：湖北宜昌白竹坪金矿床的成因：来自流体包裹体及H-O-S-Pb同位素地球化学的证据389华 南 地 质2023 年可见角砾状结构，砾径2 10 mm，少数压碎呈糜棱状，其晶体内或晶隙、裂隙中常见自然金分布。矿石呈半自形粒状结构，粒状为主要类型，其次有填隙结构、碎裂结构以及角砾状结构。常见矿石构造为浸染状构造、条带浸染状构造、斑块状构造，局部有块状构造。矿区围岩蚀变主要有碳酸盐化、硅化、绢云母化、黄铁矿化，次为绿泥石化（图4e、4f），其中硅化、黄铁矿化与金矿化关系密切。碳酸盐化由方解石、铁白云石组成，呈微粒状交代原暗色矿物及斜长石。绢云母化在蚀变带中普遍发育，主要交代原岩中斜长石。当原岩为辉长辉绿岩时，绢云母化与碳酸盐化密切伴生，当原岩为混合岩时，绢云母化则常与硅化相伴生。硅化主要出现在围岩与矿脉的接触部位，由粒状细晶石英组成，局部堆积或呈不规则脉状沿岩石裂隙充填。黄铁矿化一般在含金石英脉两侧可见，不受原岩岩性限制，其强弱主要取决于脉体的矿化强度。根据野外地质调查、室内矿物图2 白竹坪金矿床地质图Fig.2 Geological map of Baizhuping gold deposit1.第四系；2.混合岩+黑云斜长片麻岩；3.黑云斜长片麻岩；4.黑云片岩；5.阳起透闪石岩；6.英安斑岩；7.辉长辉绿岩；8.石英脉；9.含金石英脉及编号；10.断层及编号；11.断层/岩层产状390第39卷 第2期图3 白竹坪金矿床号含金石英脉勘探线剖面图Fig.3 Profile of No.gold-bearing quartz vein exploration line in Baizhuping gold deposit图4 白竹坪金矿床矿石及围岩特征Fig.4 Characteristics of ores and surrounding rocks in Baizhuping gold deposit（a）黄铁矿-方铅矿矿化石英脉金矿石；（b）黄铁矿-黄铜矿矿化石英脉金矿石；（c）交代结构，方铅矿与闪锌矿共生；（d）半自形粒状结构，方铅矿充填于黄铁矿或闪锌矿粒间;（e）绢云母化蚀变围岩；（f）绿泥石化蚀变围岩；Q-石英；Cp-黄铜矿；Py-黄铁矿；Gn-方铅矿；Sph-闪锌矿曹亮等：湖北宜昌白竹坪金矿床的成因：来自流体包裹体及H-O-S-Pb同位素地球化学的证据391华 南 地 质2023 年共生组合和矿石组构研究，可将石英脉型矿体的金成矿作用分为3个阶段（表1）：石英阶段，以白色块状无矿石英脉形式产出；石英-黄铁矿-方铅矿阶段，以发育浸染状黄铁矿和方铅矿为特征，是主要的金成矿阶段；石英-碳酸盐阶段，以出现低温的方解石为特征，出现方解石、铁白云石等矿物。表1 白竹坪金矿包裹体样品采集位置及成矿阶段Table 1 Collection position and mineralization stages ofinclusion samples of Baizhuping gold deposit样品编号BZP-B12BZP-B13BZP-B15BZP-B8BZP-B9BZP-B10BZP-B11BZP-B16BZP-B17采样位置（脉号）脉体矿物组合无矿石英脉无矿石英脉无矿石英脉石英-黄铁矿-方铅矿脉石英-黄铁矿-方铅矿脉石英-黄铁矿-方铅矿脉石英-黄铁矿-方铅矿脉石英-方解石脉石英-方解石脉成矿阶段早早早中中中中晚晚3 样品特征及分析方法本次研究的9件样品均采自矿区南部井下坑道中，3件早阶段无矿石英脉，4件中阶段石英-黄铁矿-方铅矿脉、石英-黄铁矿-方铅矿-黄铜矿脉，2件晚阶段石英-方解石脉（表1）。先将上述样品磨制成测温片做岩相学和流体包裹体观察，然后进行显微测温和激光拉曼光谱分析。将中阶段样品中挑选出的黄铁矿和方铅矿单矿物用于硫、铅同位素分析。流体包裹体显微测温在中国地质调查局武汉地质调查中心实验测试室完成。显微冷热台为Linkam GP600型，可测温度范围为-196 +600，测温精度为 0.1。对于气液两相水溶液包裹体,测定冰点温度和完全均一温度。流体包裹体无机气相成分和液相成分分析在核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成，仪器型号为PE.Clarus600，载气流速为25 ml/min，检测器为TCD，载气为Ar2，爆裂温度及时间为550/5min。流体包裹体激光拉曼光谱分析在中国地质调查局武汉地质调查中心实验测试室完成。仪器为英国 Renishaw 公司 inVia 型激光拉曼探针，采用激光器Ar+，激光器波长为514.5 nm，激光功率为20 mW，扫描速度为10秒/6次叠加，光谱仪狭缝为20 m。盐水包裹体的盐度根据冰点温度在盐度-冰点关系表(Bodnar，1993;卢焕章等，2004)中查出，成矿流体的密度则依据显微测温数据，应用Flincor软件(Brown，1989)计算获得。硫、铅同位素分析在中国地质调查局武汉地质调查中心实验测试室完成。硫同位素分析：将硫化物单矿物与氧化铜粉末混合研磨至200目后，真空条件下加热反应生成SO2气体，在气体质谱仪MAT251上对收集的SO2气体进行S同位素组成分析。上述分析过程采用工作标准LTB-2和国际标样NBS127及重复样（占样品总数的30%）进行质量监控。其中，LTB-2的34S=1.84 0.11，与其推荐值34S=1.84一致；国际标准NBS127的测定值为34S=20.3 0.06，与其证书值34S=20.30.4在误差范围内一致；重复样测定结果在误差范围内完全一致。铅同位素分析：称取单矿物样品520 mg置于聚四氟乙烯密封溶样罐，加入盐酸和硝酸，在180条件下密闭溶解样品。待样品全溶后蒸干，加入6 mol/L盐酸溶解，再次蒸干。加入适量HBr（1 mol/L）和HCl（2 mol/L）的混合酸。离心，将上层清液加入AG-18阴离子树脂柱，依次用0.3 mol/LHBr 和 0.5 mol/L HCl 淋洗杂质。最后用 6 mL 的6 mol/L HCL解吸铅，蒸干后待上质谱仪。Pb同位素比值分析在热电离质谱仪MAT261上完成。Pb的全流程空白为110-9。使用标准物质SRM981监控仪器状态，其207Pb/206Pb 值的平均值为 0.914550.00020，与推荐值（0.914640.00033）在误差范围内一致。4 流体包裹体研究4.1 流体包裹体岩相学白竹坪金矿床各成矿阶段脉石矿物石英中流体包裹体较为发育，其类型较为简单，形态多样（图392第39卷 第2期5）。根据流体包裹体成分以及室温下相态（卢焕章等，2004；陈衍景等，2007），可将白竹坪金矿石英中流体包裹体划分为气液两相水溶液包裹体（型）、富液相水溶液包裹体（型）和含CO2三相水溶液包裹体（型）3类：气液两相水溶液包裹体（型）：形状为长条状、米粒状和不规则状等，大小为4 12 m；与金属矿物接触的石英透明度好，且其中包裹体个体大，沿裂隙定向分布，约占包裹体总量的20%。富液相水溶液包裹体（型）：形状为长方形、四边形和不规则状等，大小为3 6 m；沿裂隙定向分布，约占包裹体总量的80%。含CO2三相水溶液包裹体（型）：此类包裹体含量极少，主要在次生包裹体中发育。形状为椭圆形，大小为5 10 m，LH2O、LCO2、VCO2气液比分别为40%、20%、20%，在石英颗粒内部定向分布，由于含量极少，且在次生包裹体中，本文不作讨论。4.2 流体包裹体显微测温（1）石英阶段该阶段流体包裹体包括型和型包裹体，测温及计算结果见表 2 和图 6、图 7。盐度根据冰点温度在盐度-冰点关系表(Bodnar，1993;卢焕章等，2004)中查出。型包裹体均一温度为 295 322，冰点温度为-7.3 -3.9，对应盐度 为 6.29%10.87%NaCleqv，密 度 为 0.752 0.837 g/cm3。型 包 裹 体 均 一 温 度 为 132 268，集中于 170 190；冰点温度为-10.1 -2.1，对应盐度为 3.53%14.10%NaCleqv，密度为0.809 1.019 g/cm3。表2 白竹坪金矿流体包裹体测温结果Table 2 Microthermometric data of fluid inclusions in quartz from Baizhuping Au deposit成矿阶段石英阶段石英-黄铁矿-方铅矿阶段石英-方解石阶段主矿物石英石英石英类型型型型型型个数337143921Th（）295 322132 268242 341151 285144 214冰点温度()-7.3 -3.9-10.1 -2.1-8.6 -3.7-8.6 -2.5-10 -2.5w（%NaCleqv）6.29 10.873.5314.105.99 12.424.17 12.424.17 13.99（g/cm3）0.752 0.8370.809 1.0190.802 1.0150.786 1.0070.949 1.009P（MPa）26.6 31.414.4 27.022.6 33.714.6 28.712.2 24.7H（km）2.66 3.141.44 2.702.26 3.371.46 2.871.22 2.47图5 白竹坪金矿石英中流体包裹体照片Fig.5 Photo micrographs of fluid inclusiong for Baizhuping golddepositVH2O-气相水溶液包裹体；LH2O-液相水溶液包裹体（2）石英-黄铁矿-方铅矿阶段该阶段流体包裹体主要为型和型包裹体，极少量型包裹体。型包裹体均一温度为242 341，集中于 270 290；冰点温度为-8.6 -3.7，对应盐度为5.99%12.42%NaCleqv，密度为0.802 1.015 g/cm3。型包裹体均一温度为151 285，集中于170 210；冰点温度为-8.6 -2.5，对应盐度为4.17%12.42%NaCleqv，密度为0.786 1.007 g/cm3。（3）石英-方解石阶段该阶段流体包裹体主要为型包裹体，包裹体均一温度为144 214，集中于170 190；冰点曹亮等：湖北宜昌白竹坪金矿床的成因：来自流体包裹体及H-O-S-Pb同位素地球化学的证据393华 南 地 质2023 年温度为-10 -2.5，对应盐度为 4.17%13.99%NaCleqv，密度为0.949 1.009 g/cm3。综上所述，白竹坪金矿床成矿流体属于中低温度、中低盐度和低密度的流体。4.3 流体包裹体压力及成矿深度的估算根据流体包裹体的均一温度和流体盐度，利用经验公式（邵洁连，1988）P=P0Th/t0（P0=219+2620w,t0=374+920w），其中，P是成矿压力，P0为初始压力，w是盐度，Th是均一温度，t0是初始温度，求得白竹坪矿床流体包裹体的压力（P）为12.2 33.7 MPa。成矿深度是研究矿床成因和勘查潜力的重要依据，最常用的方法是根据流体包裹体捕获压力估算成矿深度（武广等，2008）。Sibson et al.（1988）建立了断裂带流体压力的垂直分带性或非线性关系，孙丰月等（2000）把Sibson et al.（1988）的深度-压力曲线用计算机分段拟合，认为在流体压力40 Mpa时，可用静水压力梯度计算成矿深度，即用压力除以静水压力梯度(10 MPa/km)，据此求出白竹坪金矿床的成矿深度（H）为1.22 3.37 km（表2），平均深度为2.06 km，表明白竹坪金矿床形成于浅成环境。4.4 流体包裹体成分特征流体包裹体气相成分可用于判断成矿流体的氧化还原性质。白竹坪金矿床矿物流体包裹体成分分析结果(表3、表4)显示，包裹体气相成分主要有H2、N2、CO、CH4、CO2及H2O（气相），以H2O（气相）和CO2为主，二者占气体总量的99.7%以上；此外含有极少量的CO、CH4和H2等还原性气体，表明成矿介质具有较强的还原性，有利于载金黄铁矿的形成。气相成分属H2O-CO2型。由表4中可以看出，液相成分中，阴离子含量高于阳离子，阳离子中含有大量碱金属离子，有利于SiO2的溶解、迁移、渗透和交代。阴离子成分以SO42-为主，平均含量为225.210-6，次为Cl-。因此，白竹坪金矿流体的水化学类型总体为以SO42-和Ca2+为主，Cl-、Na+为次的体系，属SO42-Cl-Ca2+-Na+型水化学类型。白竹坪金矿床主要成矿阶段成矿流体的K+/Na+值为0.1 0.8，均小于1，Na+/（Ca2+Mg2+）比值为 0.14 0.56，其成矿流体既非典型的岩浆热液，也非典型的热卤水，也不符合沉积型流体或层控热液特征（Roedder，1984；张德会和刘伟，1998；刘伟等，2002）。据此推测，白竹坪金矿床的成矿流体可能为其它来源或是多来源的混合流体。图6 白竹坪金矿床各成矿阶段流体包裹体均一温度直方图Fig.6 Histograms of homogenization temperatures of fluid inclusions in different stages of minerals in Baizhuping gold deposit图7 白竹坪金矿床各成矿阶段流体包裹体盐度直方图Fig.7 Histograms of salinities of fluid inclusions in different stages of minerals in Baizhuping gold deposit394第39卷 第2期4.5 流体包裹体激光拉曼光谱分析测试结果表明，白竹坪金矿床石英矿物中流体包裹体的液相成分主要为H2O（特征峰值3400 cm-1），水的含量大于99.9%，还发育少量CO2（特征峰值1382 1390 cm-1）、C3H6（特征峰值1292 1299 cm-1）和SO2（特征峰值1147 1153 cm-1），流体包裹体气相成分中CO2尤其发育，具有较强的CO2成分特征峰值1386 cm-1，同时还发育C3H6和SO2（图8）。总之，激光拉曼光谱分析表明，白竹坪金矿床成矿流体气相成分以CO2为主，SO2和C3H6次之，成矿流体总体属NaCl-H2O-CO2体系。5 稳定同位素特征5.1 流体包裹体氢、氧同位素特征从白竹坪金矿床的氢、氧同位素测试结果（表5）可以看出：9件样品中石英的18OV-SMOW值变化范围较小，为13.0 15.3，样品流体的DV-SMOW值为-56.1 -35.0，极差为21，表明矿石中的氢同位素未发生明显的分馏。根据测温获得的流体包裹体均一温度计算的与石英平衡水的18OH2O值为+1.0 +5.3，平均为+2.5。5.2 硫、铅同位素特征白竹坪金矿的金矿化与黄铁矿、方铅矿等金属硫化物关系密切，通过研究硫化物硫同位素的组成特征，可以判断成矿物质的来源。白竹坪金矿床7件金属硫化物的34SCDT值介于0.93 6.69之间，均值为4.31（表6），其中，黄铁矿的34SCDT值介于4.73 6.69之间，均值为 5.61，方铅矿的34SCDT值介于0.93 1.18之间，均值为1.06。用于铅同位素测试的矿物为方铅矿和黄铁矿，其测试分析结果见表7。铅同位素参数利用Geokit表3 白竹坪金矿床石英流体包裹体的气相组成（l/g）Table 3 Gas compositions of fluid inclusions in quartz in Baizhuping gold deposit（l/g）样品号BZP-B8BZP-B9BZP-B10BZP-B11BZP-B12BZP-B13BZP-B14BZP-B15BZP-B16BZP-B17矿物名称石英石英石英石英石英石英石英石英石英石英H20.9610.6440.6940.7230.6481.050.8990.9691.041.45N214.35.9118.010.112.18.1318.91.242.0719.5CO0.2000.2580.3940.3840.6180.3351.780.4980.4320.624CH41.271.080.6151.190.7610.6141.140.6960.8620.708CO280.735.226.224.924.036.139.818.818.216.2H2O(气相)8.501057.061057.321051.021058.521059.401058.971055.631059.121056.93105表4 白竹坪金矿床石英流体包裹体的液相组成（10-6）Table 4 Liquid compositions of fluid inclusions in quartz in Baizhuping gold deposit（10-6）样品号BZP-B8BZP-B9BZP-B10BZP-B11BZP-B12BZP-B13BZP-B14BZP-B15BZP-B16BZP-B17矿物名称石英石英石英石英石英石英石英石英石英石英F-0.3970.2810.3470.3000.0460.3870.3030.3470.5060.309Cl-85.584.571.188.328.037.015.434.338.219.5NO3-1.922.300.8630.8611.830.7691.471.060.7400.808SO42-53846321615119129.638851.890.3134Na+36.142.538.245.818.214.310.315.417.810.8K+4.695.124.865.474.122.228.931.832.061.85Mg2+2.582.772.162.544.382.163.051.421.352.82Ca2+25721910479.581.434.517941.859.272.4曹亮等：湖北宜昌白竹坪金矿床的成因：来自流体包裹体及H-O-S-Pb同位素地球化学的证据395华 南 地 质2023 年软件（路远发，2004）计算获得。方铅矿的铅同位素组成为：206Pb/204Pb=15.634 15.677（均值为15.655），207Pb/204Pb=15.277 15.318（均值为 15.297），208Pb/204Pb=36.698 36.796（均值为36.747）。黄铁矿的铅同位素组成为：206Pb/204Pb=15.637 15.659（均值为15.652），207Pb/204Pb=15.238 15.261（均 值 为15.252），208Pb/204Pb=36.629 36.655（均 值 为36.642）。图8 白竹坪金矿床石英中流体包裹体的激光拉曼光谱图Fig.8 Laser Raman spectra of fluid inclusions in Baizhuping gold deposit表5 白竹坪金矿氢、氧同位素组成表Table 5 Oxygen and hydrogen isotopic date of Baizhuping gold deposit样号BZP-B8BZP-B9BZP-B10BZP-B11BZP-B12BZP-B13BZP-B15BZP-B16BZP-B17矿物名称石英石英石英石英石英石英石英石英石英DV-SMOW()-56.1-50.0-42.7-41.1-35.0-35.6-40.6-38.5-40.518OV-PDB()-15.1-16.4-16.6-16.6-17.4-17.1-17.4-15.5-16.018OV-SMOW()15.314.013.813.813.013.313.014.914.418OH2O()5.31.81.52.91.32.54.31.02.0均一温度（）229193191214200215255169189396第39卷 第2期表6 白竹坪金矿中硫化物的硫同位素组成Table 6Sulfur isotopic composition of sulfide inBaizhuping gold deposit样号15BZP-B815BZP-B915BZP-B915BZP-B1015BZP-B1115BZP-B815BZP-B9硫化物黄铁矿黄铁矿黄铁矿黄铁矿黄铁矿方铅矿方铅矿34SCDT()4.735.665.686.695.301.180.936 讨论6.1 成矿流体来源氢、氧同位素是示踪热液矿床成矿流体来源的有效手段。研究表明，热液矿床成矿流体主要来源于大气降水、海水、岩浆水和变质水（Rollinson，1993）。不同来源的水在H-O同位素组成上存在着一定的差异。在DH2O-18OH2O图解（图9a）中可以看出，白竹坪金矿成矿流体属于变质水和大气降水的表7 白竹坪金矿硫化物铅同位素组成及有关参数Table 7 Lead isotope compositions of various sulfides and their parameters in Baizhuping gold deposit样号15BZP-B815BZP-B915BZP-B815BZP-B915BZP-B915BZP-B1015BZP-B11硫化物方铅矿方铅矿黄铁矿黄铁矿黄铁矿黄铁矿黄铁矿206Pb/204Pb15.63415.67715.65415.65515.65515.65915.637207Pb/204Pb15.27715.31815.25615.25315.25315.26115.238208Pb/204Pb36.69836.79636.64136.62936.65336.65536.634207Pb/206Pb1.02341.02341.02611.02641.02641.02611.02629.459.539.399.389.389.49.3544.7445.4443.943.7843.9344.0043.80Th/U4.584.614.524.524.534.534.53 51.5155.0849.1548.8848.8849.5947.56 14.2517.1012.1511.8911.8912.5010.87 61.7864.9358.4157.9058.6058.8658.00混合物。早阶段样品投点落入变质水和大气降水附近；中阶段样品点基本落入变质水区域；晚阶段样品投点靠近大气降水线，说明在成矿过程中，深部上升的成矿溶液经过变质岩时有基底老变质岩成分的加入，因此推断白竹坪金矿床成矿流体主要为变质热液，晚期有较多大气降水参与成矿。图9 白竹坪金矿成矿流体DH2O-18OH2O图解（a）及硫同位素分布直方图（b）Fig.9 Plot of DH2Oversus 18OH2Ovalues(a)and histogram of S isotope distribution of the ore-forming fluids（b）in Baizhuping gold deposita图底图据Ridley and Diamond（2000）；SMOW-标准海水曹亮等：湖北宜昌白竹坪金矿床的成因：来自流体包裹体及H-O-S-Pb同位素地球化学的证据397华 南 地 质2023 年6.2 成矿物质来源通过对黄铁矿等矿物的硫同位素研究，可以判断成矿物质来源（Ohmoto,1986;Hoefs,1997）。白竹坪金矿床中金属矿物组合较为简单，仅发育黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等，硫酸盐类矿物未见，说明矿床是在低氧逸度条件下形成的。34S的富集顺序为黄铁矿方铅矿。因此，白竹坪金矿中硫化物基本达到了硫同位素分馏平衡。流体包裹体研究表明，热液体系为中低温环境，通过上述分析，表明成矿热液体系中的硫以H2S为主，成矿流体中的34SS34S金属硫化物。白竹坪金矿床硫同位素组成频率直方图（图9b）中，硫同位素值大部分集中于4 7，说明硫均一程度很高，成矿物质主要来自下地壳及上地幔。白竹坪金矿中黄铁矿的34S