湖北大冶铜绿山铜铁矿床夕卡岩矿物学及碳氧硫同位素特征

湖北大冶铜绿山铜铁矿床是长江中下游西段鄂东南矿集区一个大型夕卡岩矿床。围岩为三叠系大理岩及白云质大理岩,决定了其发育丰富的钙镁质复合夕卡岩矿物组合,包括石榴子石、辉石、角闪石、绿帘石、金云母、绿泥石等。本文详细描述了夕卡岩不同阶段矿物的特征,并对矿物进行了电子探针分析(EPMA)及碳、氧、硫稳定同位素研究。结果表明石榴子石形成于三期,成分上属于钙铝—钙铁系列,且从早到晚具有从钙铝向钙铁榴石演化趋势,反映出成矿溶液由酸性向碱性演化。环带结构的石榴子石和绿帘石从核部到边部Fe含量增高,说明磁铁矿是在Fe浓度升高的碱性溶液中沉淀。辉石为透辉石。角闪石属于单斜角闪石中的钙质角闪石,包括透闪石,韭闪石和少量阳起石。矿物成分分析表明辉石和石榴子石的Mn/Fe值与矿化金属元素存在一定的联系。相对于钙质夕卡岩,镁质或含镁质夕卡岩是铜铁矿体交代的更有利岩石。矿床硫化物的δ34SV-CDT均为正值且变化范围较窄,介于0.6‰～3.8‰。成矿阶段方解石δ13CV-PDB变化于-2.9‰～6.3‰,δ18OV-SMOW变化于9.6‰～12.6‰,成矿后方解石的同位素值明显增大,δ13CV-PDB为-0.9‰～1.3‰,δ18OV-SMOW为15.2‰～17.3‰,趋向于围岩的同位素值。研究结果说明成矿阶段的硫和碳来自于深源或地幔,而成矿后期碳与地层发生明显的同位素交换反应。