《表1 湘东北地区主要有色金属矿床硫同位素组成》

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《湘东北地区主要有色金属矿床成矿物质来源——来自硫、铅同位素的证据》

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注:本文数据由中国地质调查局武汉地质调查中心同位素地球化学研究室测试

桃林铅锌矿主成矿期12件方铅矿、闪锌矿样品及Ding等[6]所测的5件重晶石等硫化物、硫酸盐单矿物样品的硫同位素分析结果见表1。矿床硫化物δ34S值分布相对集中，介于-10.2‰～-4.52‰之间，平均值为-6.40‰。δ34S变化范围总体相对狭窄，具有一定的塔式分布特征，总体小于均一岩浆的硫同位素组成（0±5‰）。其中，方铅矿的δ34S值主要介于-10.2‰～-6.52‰之间（5件样品），平均值为0.14‰，极差为3.68‰；闪锌矿的δ34S值主要介于-7.87‰～-4.52‰之间（7件样品），平均值为-5.45‰，极差为3.35‰（表2），δ34S闪锌矿>δ34S方铅矿，说明矿石硫化物在形成过程中达到了同位素分馏平衡[29]。魏家秀等[5]曾测试本矿床硫化物硫同位素组成δ34S值（未列出具体测试结果），主要集中于-12.1‰～-3.1‰，与本文测试结果一致。根据Ding等[6]获得的硫化物流体包裹体均一温度约300℃的结论，推测硫化物矿物中的还原硫主要来自硫酸盐的热化学还原作用（TSR）。王云峰等[30]研究表明，不同温度下，不完全的TSR过程可能会伴随着不同程度的硫同位素的分馏，但总体变化不大。因此，桃林铅锌矿小于均一岩浆硫同位素组成的硫化物可能形成于岩浆流体，这与Ding等[6]利用Pinckney-Rafter法得到的结果一致。另外，桃林铅锌矿发育重晶石硫酸盐，Ding等[6]研究发现，5件重晶石的δ34S值主要分布于16.50‰～17.04‰，平均值为17.01‰，极差0.54‰，与魏家秀等[5]测试的矿区重晶石硫同位素δ34S组成范围（16.5‰～18.8‰）接近（该文献未列出具体测试结果）。重晶石的δ34S值变化范围落入海水及蒸发岩范围，具有重硫特征（图2-a、d）。一般情况下，在硫同位素分馏达到平衡状态下，硫酸盐的硫同位素组成可以近似代替成矿热液的总硫同位素值[30-31]。桃林铅锌矿重晶石的δ34S值分布在16.50‰～17.04‰范围，平均值为17.01‰，因此，成矿热液的总硫同位素组成可能为17.01‰。综上，桃林铅锌矿床可能是在2种不同性质的热液流体在不同阶段参与形成的，可能分别是具有较低硫同位素组成的岩浆流体和较高硫同位素组成的非岩浆热液流体。