多元稳定同位素组合示踪含膏盐地层参与湖北金山店矽卡岩型铁矿成矿作用

相比单一稳定同位素而言,多元稳定同位素组合的使用,能更有效地示踪成矿作用过程中流体的来源和演化。本文对已证明有含膏盐地层参与成矿作用的湖北金山店铁矿开展了碳-氧-硫等多元稳定同位素的研究。方解石碳氧同位素结果表明,金山店岩体与灰岩或白云岩之间发生了广泛的水岩反应,这些水岩作用是金山店铁矿蚀变矿化过程的一部分。与各阶段矿物平衡的流体氧同位素值变化范围较小,且表现出随温度降低具有规律性变化的特征:早期矽卡岩阶段氧同位素值在岩浆水范围内变化,磁铁矿阶段则明显富集重氧同位素,而成矿后的各阶段特别是石膏-方解石阶段,成矿流体明显富集轻氧同位素。这些特征暗示成矿之前流体以岩浆水为主,成矿作用发生时有一定含膏盐地层参与成矿,而成矿后大气水特征明显,即成矿流体具有多元混合的特征。硬石膏氧-硫同位素组合暗示成矿流体中具有明显富δ34S-δ18O流体成分的加入,这一流体可能为淋滤了地层中膏盐组分的岩浆水或循环的大气水。成矿阶段和成矿后的黄铁矿均富集重硫同位素,也暗示成矿流体中含膏盐地层组分的加入。多元稳定同位素组合的联合证据表明,金山店铁矿成矿流体具有多元混合的特点,成矿阶段含膏盐地层参与成矿作用特征明显,暗示含膏盐地层中的膏盐组分可能是被岩浆水或循环的大气水或二者的混合流体所淋滤而进入矽卡岩成矿体系的。