摘要：本文研究了大水沟独立碲矿床铅同位素组成。将含矿热液作用产物矿石矿物的铅同位素组成作为联系母源铅同位素组成的桥梁，以判别成矿物质碲元素的来源。结果表明，矿石铅同位素组成与花岗岩的铅同位素组成呈线性演化关系，由此得出该矿床成矿物质来源与深部岩浆作用密切相关的认识。
关键词：碲矿床 成矿物质来源铅同位素 大水沟
ABSTRACT：In investigating the composition of Pb isotopic in the ore-forming fluid of the independent tellurium deposit in Dashuigou of Sichuan Province, we contrasted the Pb isotopic ratios of the minerals as a bridge with that of the parent rocks in purpose of identifying the resource of Te. The results indicate that the ore’s Pb isotopic composition has a relationship of linear evolution with the Pb isotopic composition of the granite. As a result, we recognized that the resources of the mineral deposit are closely related with the deep magmatism.
Key Word: tellurium deposit, mineral resource of Te, Pb isotopic composition, Dashuigou.
四川石棉大水沟碲矿床是世界首例以碲为主成矿元素的矿床。该矿床自1993年报道以来,矿床成矿物质来源问题一直是关注的焦点。相关研究对于成矿物质来源的看法呈百家争鸣之势,先后提出有“底层卤水与大气降水”、“岩浆热液”、“变质水”或“多来源和混合源”等观点。这些研究充分显示了大水沟独立碲矿床成矿机理的复杂性。
一般而言，含矿热液中的成矿物质来源应当与母源具有密切的内在联系，这种联系必然会在铅同位素组成特征上表现出来。无论矿床中的碲来自地层岩石还是其它地质体，热液作用产物的铅同位素组成应当与母源铅同位素组成呈线性演化关系。考虑到该矿区地质背景较为复杂，本文所用方法即是将铅同位素组成未受到混染或混染不明显的热液产物作为联系母源与矿石铅同位素组成的桥梁，将其与矿石、地层岩石及中酸性构造岩浆岩的铅同位素组成进行综合对比，以判断成矿元素来源。
Z-震旦亚界；O-奥陶系；S-志留系；D-泥盆系；P-二叠纪；P2β-玄武岩；T-三叠系；Q-第四系；γ2-晋宁期花岗岩；γ51-印支期花岗岩；γ52-燕山期花岗岩；γ53-喜马拉雅期花岗岩；1-推覆韧性剪切带；2-断（层）裂带；3-地层界线；4-热穹窿体；5-金铜矿点；6-碲矿点
一、矿床地质特征
大水沟独立碲矿床位于扬子淮地台与松潘－甘孜地槽东缘结合部安宁河深大断裂带中段。区内地质构造复杂,辉绿岩脉与印支、燕山－喜山期火成岩分布广泛。矿区出露地层为奥陶－志留系中浅变质碎屑岩－碳酸盐岩夹基性火山岩, 中泥盆统大理岩、板岩,下二叠统大理岩, 上二叠统变质玄武岩、板岩和大理岩,中下三叠统浅变质碎屑岩夹碳酸盐岩。碲矿体呈脉状产出于志留系通化群幻含碳泥质条带白云石大理岩夹钙质基性火山岩层中。热液蚀变产物主要为石英脉和白云石脉，并与碲矿化关系密切，两者具有明显的成因联系。矿体具胶状结构，网状、角砾状、块状及侵染状构造。矿石矿物成分主要有辉碲铋、楚碲铋矿，其次为硫碲铋矿及碲铋矿。共生矿物主要有自然金、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿。
二、铅同位素组成特征
为了避免地质多解性，避开热液交代作用可能造成的影响，在采集地层岩石及中酸性构造岩浆岩样品时，远离热液交代作用的影响范围取样。采集的样品有：黑云母花岗岩、细晶灰岩、绢云母片岩、辉碲铋矿与矿化碎裂岩。共采集15件样品。这些样品中，除辉碲铋矿做单矿物铅同位素组成分析外, 其余所有样品均做全岩铅同位素组成分析。分析结果见表2-1。
表2-1大水沟碲矿床主要岩石和矿物铅同位素比较
Table 1 Lead isotope ratios of rocks and minerals in the Dashuigou tellurium deposit
从表中可以看出：
1、花岗岩铅同位素组成的比值变化范围小，206Pb/204Pb值为18.127 -19.262, 极值1.137, 变化率5.89%, 207Pb/204Pb值为15.581 -15.689, 极值0.108, 变化率0.69%。沉积岩类岩石铅同位素组成比值变化范围较小,206Pb/204Pb值为18.790 -19.006,极值0.216,变化率1.14%,207Pb/204Pb值为15.602 -15.629,极值0.027,变化率0.17%。变质岩类岩石铅同位素组成相对较稳定，比值变化范围相对较大，206Pb/204Pb值为18.676-19.760,极值1.084,变化率5.49%,207Pb/204Pb值为15.63-15.61,极值0.02,变化率0.12%。这表明花岗岩、沉积岩、变质岩三类岩石中铅的来源都比较稳定。
2、矿化碎裂岩和辉碲铋矿铅同位素比值变化范围也相对较小，206Pb/204Pb比值变化范围为18.340 -18.783,极值为0.443, 变化率2.36%,207Pb/204Pb值为15.565 -15.625,极值0.060, 变化率为0.38%。这说明矿石矿物的铅同位素组成相对稳定。
三、矿石铅同位素组成来源判别
由于矿区内花岗岩、沉积岩、变质岩三类岩石中的铅与矿石矿物铅的来源都比较稳定，因此，将矿石矿物铅同位素组成分别与花岗岩、地层岩石的铅同位素组成进行回归分析和线性拟合，就可以判别出矿石及其矿物铅同位素组成的母源。
1、矿石矿物与花岗岩铅同位素组成关系
将矿石矿物与花岗岩样品的铅同位素组成进行回归分析和线性拟合，结果见图3-1。从图中可看出，矿石矿物铅同位素组成与花岗岩铅同位素组成的R=0.715，两者具有较好的线性关系。表明矿石矿物铅同位素组成与其母岩花岗岩密切相关。
2、矿石矿物与地层岩石铅同位素组成关系
将矿石矿物与地层岩石样品的铅同位素组成进行回归分析和线性拟合，结果见图3-2。
从图中可看出，矿石矿物铅同位素组成与地层岩石铅同位素组成的R=0.1860。表明矿石矿物铅的来源与地层岩石无明显的相关性。换句话说，地层岩石不是成矿物质的母源。
3、拟合直线比较
将矿石矿物与花岗岩铅同位素组成及矿石矿物与地层岩石铅同位素组成拟合直线进行了对比。从图3-3中可看出，矿石矿物与花岗岩铅同位素组成的拟合直线与矿石矿物与地层岩石铅同位素组成的拟合直线两条直线之间有约30°夹角。
四、讨论与结论
1、碲矿床铅同位素组成的比较研究结果本表明，矿石矿物铅同位素组成与花岗岩同位素组成具有良好的线性关系，为与地层岩石无关。这表明密矿石矿物铅来源母岩花岗岩，而不是地层岩石。
2、碲矿床成矿物质来源主要与花岗岩有关，两者有密切的成因联系，而与地层岩石无关。
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