东川式铜矿的成矿作用及后期叠加改造:来自硫化物原位硫同位素的制约

沉积岩型层状铜矿床(SSC型)的成因争论聚焦在成矿作用主要集中在沉积成岩期并可能叠加有后期成矿作用,还是形成于成岩后盆地闭合过程和造山作用有关。产于扬子板块西缘的东川式铜矿是中国SSC型矿床的典型代表,这些矿床赋存在晚古元古界东川群岩石中,主要呈层状矿体产出,但也存在少量脉状矿体。文章选择东川铜矿田内因民、汤丹和滥泥坪3个典型矿床的层状和脉状矿体中硫化物(黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿和辉铜矿)开展原位硫同位素组成的对比研究。实验结果表明,这些矿床的硫化物原位硫同位素组成分布范围较广:因民矿床层状硫化物的δ^(34)S值分布于4.7‰~22.1‰,汤丹和滥泥坪矿床层状硫化物的δ^(34)S值为-3.3‰~3.1‰;因民矿床脉状硫化物的δ^(34)S值分布于21.0‰~30.7‰,汤丹和滥泥坪矿床脉状硫化物的δ^(34)S值为-19.4‰~3.5‰。层状矿体和脉状矿体的硫化物硫同位素组成明显不同,表明形成2种产状矿体的硫来源不同。层状矿体较大的硫同位素组成差异指示了海相硫酸盐不同程度的热化学还原作用,表明初始成矿流体中的硫来源于循环盆地卤水中溶解的海相蒸发岩。脉状矿体的硫同位素组成则强烈受控于矿区的赋矿围岩,因民矿床硫化物中极高的硫同位素组成表明硫的来源为地层中的海相蒸发岩,而汤丹和滥泥坪矿床中亏损^(34)S的特征则表明硫的来源为富含生物还原硫的碳质板岩。结合野外地质关系和前人研究成果,文章认为层状矿体和脉状矿体是2期独立成矿事件的产物,层状矿体形成于成岩作用时期,脉状矿体形成于后期独立的局部构造热成矿事件,也即SSC型矿床的成矿作用主要发生在成岩期,但普遍遭受后期热液活动的叠加,并且在不同的成矿期中可能存在着多阶段的成矿作用。