8.2.1穩定同位素成分分析樣品采集和實驗方法
本次工作選取了安壩、葛條灣和高樓山三個礦段，采集了265，438+0穩定同位素分析樣品。其中礦物流體包裹體中氫(δ D (-SMOW))同位素分析樣品10，含水礦物氧(δ18O應時(-SMOW))同位素分析樣品10，礦物流體包裹體中碳同位素分析樣品4，全巖氧(δ 18O-(PDB)。全巖碳(δ 13C (-PDB))同位素分析樣品4個，輝銻礦、黃鐵礦、全巖硫(δ 34S (-CDT))同位素分析樣品10個。其中，所有單礦物樣品均在顯微鏡下經過精心挑選，使待測單礦物純度達到98%以上。
礦物中流體包裹體的提取采用真空熱爆法。即把樣品放在石英管中，在250℃下連續抽真空除去吸附水，然後在略高於礦物中流體包裹體形成溫度的溫度下加熱，使礦物中的封閉體系(流體包裹體)發生泄漏，熱爆泄漏的水通過600℃的氣化銅爐，然後用液氮冷凍水和二氧化碳，送質譜分析。
全巖碳氧同位素組成由CO2分析確定。全巖的C、O同位素組成是通過樣品與100%磷酸(H3PO4)在25℃反應，並測量反應生成的二氧化碳得到的。
全巖的硫同位素組成是將全巖樣品與氧化銅按比例混合，在真空系統中高溫加熱得到SO2，然後用液氮吸收SO2，再用質譜分析得到的。
本次分析中使用的標準是:流體包裹體水的H和O的SMOW，流體包裹體C的PDB，全巖O的PDB和全巖S的CDT..流體包裹體H的δ值分析誤差為0.2 ‰，流體包裹體O為65438±0.4‰，全巖C為0.5 ‰，全巖S為0.65438±0.9‰，全巖O為0.02 ‰。..
8.2.2氫氧同位素組成特征
陽山礦區的氫氧同位素樣品取自各種蝕變礦化巖石中的金礦脈、應時和方解石。測定結果列於表8.6。
從表中可以看出，該區應時的氫氧同位素組成為:δ18O應時(-SMOW)值在14.2‰~ 22.7‰之間，δ D (-SMOW)值在-79‰~-56‰之間。根據N.Clayton(1972)的計算公式:
甘肅省陽山金礦地質及勘查
式中，δ18O含水礦物的測定對象是應時；t代表地層溫度，葛條灣和安壩礦段平均溫度為197.5℃，其他礦段平均溫度為187℃。
計算值為1.63‰~ 10.83‰(表8.6)，主要集中在4‰~ 9‰之間。
表8.6陽山金礦床及其外圍礦點氫氧硫同位素分析結果壹覽表δ/‰
楊(2007)還測量了陽山礦區不同成礦階段的應時和方解石的δ18O值(表8.7)，楊測量的的δ18O應時值為17.57 ‰ ~ 22.68 ‰，與測試結果基本壹致。應時實測δD (-smow)值在-86.37‰~-73.29‰之間，略低於本次實測的δD值。計算數值時，數值過高是因為使用的溫度過高。
表8.7陽山金礦成礦流體氫氧同位素組成
投影圖8.3中陽山礦區的δ D (-SMOW)和值可以看出，該區的氫氧同位素組成主要分布在標準巖漿水附近，與我國川西北的東北寨金礦和馬腦殼金礦接近，但與滇黔桂微細浸染型金礦(板齊、牙塔金礦)和美國的卡林型金礦(卡林、切裏特、科爾特斯)明顯不同。反映出該區金礦床的成礦流體應以巖漿熱液為主，金礦床的形成與巖漿活動密切相關。
陽山礦區及其外圍應時礦脈的氫氧同位素組成不同。主礦體附近的黃鐵礦-應時脈的值壹般大於7‰，而礦區周圍未礦化的應時脈、方解石脈和含礦石英脈的值壹般小於7‰，它們的投影點明顯向雨線偏移，表明這些脈形成時有明顯的降水混合。
8.2.3全巖碳氧同位素組成特征
陽山礦帶不同巖石(礦石)的全巖碳同位素組成見表8.8。根據徐步太等人(1986)的資料，巖漿碳的δ 13C (-PDB)值為-5 ‰ ~-8 ‰，海相沈積碳的δ 13C (-PDB)值為。陽山金礦斜長花崗斑巖脈的δ 13C (-PDB)值為-9.09 ‰ ~-9.14 ‰，安壩礦段應時的δ 13C (-PDB)值為-8.36 ‰，接近巖漿碳。葛條灣礦段應時的δ 13C (-PDB)值為-2.19 ‰，與海相沈積碳壹致。因此，該區碳的來源可能是多樣的，包括巖漿碳和沈積碳。
圖8.3陽山金礦床氫氧同位素組成及其與相關礦床的對比。
(東北寨、喬喬、柘博山數據根據鄭明華，1994；馬頭骨資料據李澤勤，1995；據袁萬春介紹，班奇和雅塔的數據為1995；Cerit，Cortez，Carlin金礦數據基於Arehart，1996)。
表8.8碳、氫、氧、硫同位素分析結果δ/‰
相關資料表明，碳酸鹽的δ 18O (-PDB)值在-20.96‰-4.65‰之間，多在-15‰-5‰之間，海相碳酸鹽的δ 18O (-PDB)值在0‰-20‰之間。陽山礦帶斜長花崗斑巖脈全巖δ18O (-PDB)值為-9.77 ‰ ~-9.75 ‰，安壩礦化千枚巖應時脈δ18O(-PDB)值為-13.54 ‰ ~-9.06 ‰。除了葛條灣應時脈沖的δ18O值偏低外，其他值接近。
楊(2007)對陽山金礦礦石和礦脈進行了碳同位素測試。結果表明，陽山金礦全巖碳的δ13C值主要在-9.14 ‰ ~ 1.16 ‰之間(表8.9)，不同類型礦石的δ 13 ‰。在δ13C(-PDB)-δ18O(-SMOW)(圖8.4)圖解中，成礦早中期流體的碳同位素組成明顯落在花崗巖區附近，而礦區碳酸鹽巖、地層圍巖和蝕變巖的碳同位素組成明顯落在碳酸鹽巖區附近，表明礦區成礦流體中的碳主要來源於巖漿巖，並在壹定程度上受到地層的影響。
表8.9陽山金礦應時礦脈的碳同位素組成
8.2.4硫同位素組成特征
壹般認為，礦物從成礦溶液中沈澱出來，是因為成礦溶液本身的物理化學條件發生了變化。成礦溶液中沈澱的各種硫化物的硫同位素組成，不僅取自成礦溶液的總硫同位素組成(δ34S∑S)，還取決於礦物沈澱的物理化學條件。H.Ohmoto(1972)表示影響δ34S值的因素如下:
甘肅省陽山金礦地質及勘查
其中:δ34S∑S為成礦溶液的總硫同位素組成；t是礦物的形成溫度(通常是均勻溫度)；pH為成礦溶液的PH值；I為成礦溶液的離子強度。
但對於還原成礦體系，由於硫酸鹽礦物的缺乏，硫化物的δ34S值接近成礦流體的δ34S∑S值(Rye，1993)。合成實驗還表明，黃鐵礦的δ 34s值通常可以代表硫儲存的δ34S值(Butler et al .，2004)，因此硫化物的δ34S值可以直接用來討論礦石的硫來源，進而揭示成礦流體或成礦物質的來源。
圖8.4陽山礦區巖礦δ13C(-PDB)-δ18O(-SMOW)示意圖
(據楊·，2007)
○—白雲石；口服-早期和中期液體；+-晚期流體；△——各種礦石和蝕變巖
野外選取礦區主礦體305 #礦脈進行硫同位素組成特征研究。* * * 10硫同位素分析樣品，其中5個為黃鐵礦，2個為輝銻礦，另外3個為黃鐵礦相對發育的蝕變巖。樣本分析結果列於表8.6和表8.8。從表中可以看出:①脈內黃鐵礦和輝銻礦的硫同位素組成δ 34s (-CDT)值以小負值為特征，變化範圍為-3.47 ‰ ~-0.7 ‰(平均-2.2 ‰)，接近巖漿硫；②礦區三河口群沈積的黃鐵礦δ 34S (-CDT)值相對較正(10.1 ‰ ~ 10.9 ‰)，以重硫富集為特征；③礦區黃鐵礦化千枚巖的硫同位素δ 34S (-CDT)值也為高正值(9.56 ‰ ~ 13.23 ‰)。
楊(2007)還分析了陽山金礦不同巖石和礦石的硫同位素組成(表8.10)。結果表明:①礦化斜長斑巖脈中黃鐵礦、毒砂和輝銻礦的硫同位素組成δ 34s (-CDT)值以小正值或負值為特征，變化範圍為-4.7 ‰ ~ 3.7 ‰。礦化應時礦脈中的黃鐵礦也具有相似的硫同位素組成；②礦區三河口組灰巖中黃鐵礦的δ 34s (-CDT)值也具有較高的正值特征(15.3 ‰ ~ 17.5 ‰)，可能表明黃鐵礦的硫主要來自海水中硫酸根離子的還原(沈偉洲，1997)；③礦化千枚巖的硫同位素組成介於兩者之間，其中葛條灣和觀音壩礦段礦化千枚巖中黃鐵礦的硫同位素組成以正值為特征，δ 34s (-CDT)為5.1 ‰ ~ 6.6 ‰，接近地層中沈積硫；而安壩礦段礦化千枚巖中黃鐵礦的δ 34s (-CDT)值為-4.6 ‰ ~ 0.2 ‰，更接近巖漿硫的特征(圖8.5)。
以上數據表明，陽山金礦區存在兩種硫源。壹種是地層中的沈積硫，硫同位素組成以大正值為特征；其次是成礦期巖漿硫，硫同位素組成以小正值或負值為特征；二者硫同位素組成差異較大，陽山金礦硫以巖漿硫為主，部分礦體混有較多的地層硫。
表8.10陽山金礦硫化物及圍巖硫同位素組成特征
圖8.5陽山金礦不同硫化物的硫同位素組成
(據楊·，2007)
將滇黔桂和西秦嶺微細浸染型金礦與陽山金礦硫同位素值對比(圖8.6)，可以看出滇黔桂微細浸染型金礦中黃鐵礦的硫同位素值主要集中在-3 ‰ ~ 16 ‰之間，具有明顯的重硫特征，熱液黃鐵礦的硫同位素組成與同生黃鐵礦相似；西秦嶺地區微細浸染型金礦床的硫同位素主要集中在-5 ‰ ~ 5 ‰，陽山金礦床的硫同位素組成與西秦嶺地區其他金礦床接近。礦石中黃鐵礦、毒砂、輝銻礦和沈積黃鐵礦硫同位素組成的明顯差異也反映了礦石中的硫主要來自巖漿熱液。
圖8.6中國壹些微細浸染型金礦床的硫同位素組成
(雲南、貴州和廣西的微細浸染型金礦，根據毛等人，2002；據陸等，2001在西秦嶺地區；其他按本書)1-同生黃鐵礦；2-熱液黃鐵礦；3-朱砂；4-輝銻礦；5-毒砂