贵州半坡锑矿床的方解石C、O同位素地球化学研究

肖宪国，何志威

（1.贵州省有色金属和核工业地质勘查局，贵州 贵阳 550004；2.贵阳矿业开发投资股份有限公司，贵州 贵阳 550000）

1 矿床地质

独山锑矿体主要受独山箱状背斜与NNW向张扭性断裂带控制，呈陡脉状或似层状产出于泥盆统丹林组陆缘滨海相碎屑岩，矿床规模达大型。

主要矿石矿物为辉锑矿，发育致密块状、层状(似层状)、角砾状、脉状和浸染状等矿石构造。方解石是最主要的脉石矿物，其形成贯穿整个矿化过程，成矿期方解石主要呈团块状与脉状产出。团块状方解石呈乳白色，与石英、辉锑矿共生，团块大小不等；脉状方解石呈乳白色～肉红色，边缘普遍发育脉状辉锑矿，少量放射状和星点状辉锑矿侵染于方解石中。团块状方解石形成于成矿早期和主成矿期，脉状方解石成于成矿晚期。

2 C、O同位素特征

半坡锑矿床C、O同位素组成相对稳定，δ13CPDB值的分布范围为-2.44%～-0.49‰(平均-1.65‰)，δ18OSMOW值的分布范围为10.93‰～14.70‰(平均13.55‰)；团块状方解石的δ13CPDB值相对高于脉状方解石，分布范围分别为-2.44‰～-2.09‰(平均-2.24‰)和-1.74‰～-0.49‰(平均-1.39‰ )，两者 的δ18OSMOW值 范 围 重叠，范围分别为13.67‰～14.58‰(平均14.08‰)和10.93‰ ～14.70‰ (平均13.31‰ )（表1）。

表1 贵州半坡锑矿床碳、氧同位素组成

3 成矿流体来源

图1 半坡锑矿床δ13CPDB-δ18OSMOW图（底图据[2]）

幔源岩浆，海相碳酸盐岩和沉积有机物为热液流体三种主要C、O主要来源[2]。半坡锑矿床方解石的C、O同位素组成明显不同于沉积有机物，在δ13CPDB-δ18OSMOW图上(图1A)，位于幔源岩浆与海相碳酸盐岩之间的区域，靠近海相碳酸盐岩。

该特征与独山巴年锑矿床及徐家山矿床的碳酸盐岩C、O同位素组成不同(样品落于图1A海相碳酸盐岩区域)，而与独山巴年锑矿床方解石碳、氧同位素结果相似[3]。显示半坡锑矿成矿流体中的C、O主要来自于碳酸盐岩溶解作用，可能受幔源岩浆的影响。

图1B显示了半坡矿床和邻区锑矿床δ13CPDB与δ18OSMOW的线性关系。半坡矿床成矿期方解石δ13CPDB与δ18OSMOW之间总体为负相关，出现少量正相关，而巴年矿床成矿期方解石δ13CPDB与δ18OSMOW之间为负相关，徐家山和锡矿山矿床成矿期方解石δ13CPDB与δ18OSMOW之间为正相关，锡矿山矿床成矿期后方解石δ13CPDB与δ18OSMOW之间为负相关。彭建堂和胡瑞忠[4]研究发现锡矿山成矿流体可能有地幔流体参与，半坡锑矿床与锡矿山矿床相似的δ13CPDB与δ18OSMOW线性关系显示半坡锑矿床成矿流体中有少量深源流体参与的可能性。研究区方解石的稀土元素及辉锑矿的硫同位素地球化学特征也显示了成矿流体可能受到幔源岩浆的影响[5]。

假设成矿流体中碳主要以CO2形式存在，分别取成矿相对团块状方解石和脉状方解石流体包裹体均一温度峰值200℃和150℃[6]参与计算[7]，计算结果早期流体δ13CPDB范围-2.50‰～-2.15‰、平均-2.30‰，δ18OSMOW范围4.64‰～5.55‰、平均5.05‰；晚期流体δ13CPDB范 围-3.70‰～-2.45‰、平 均-3.35‰，δ18OSMOW范围-1.21‰～2.56‰、平均1.17‰。充分显示：成矿流体演化过程中，C同位素组成相对稳定，O同位素组成有较明显的变化，暗示成矿过程中可能有δ13CPDB变化不明显、δ18OSMOW相对较低的幔源岩浆流体加入。

4 结论

方解石是贵州半坡锑矿床主要脉石矿物之一，其形成贯穿整个成矿作用过程，成矿期方解石大致可以分为两期：早期方解石呈团块状产出，晚期方解石呈脉状产出。方解石C、O同位素结果显示研究区成矿流体主要来源于海相碳酸盐岩的溶液作用，可能受到水-岩作用与幔源岩浆的影响。研究区C、O同位素特征在我国西南大面积低温成矿域中具有普遍性，显示壳源流体为主要的成矿流体，为华南“半坡式”锑矿的找矿提供了依据。