第35卷第1期2021年2月
资源环境与工程
Resources Environment&Engineering
Vol.35,No.1
Feb.，2021
湖北随县黑龙潭金矿稳定同位素特征及其地质意义张战，向祥辉*，吴凤贤，朱小平，孙汉勇，杨建中 （湖北省地质局第八地质大队，湖北襄阳441002）
摘要：黑龙潭金矿硫、H-0同位素具有深源和浅部混合的特征，表明成矿流体为原生岩浆水与东秦岭中生代大气降水混合形成，成矿物质主要来源于壳幔混合源，后期有地层物质加入，为早白垩世中期扬子板块、华北板块碰撞造山事件的挤压向伸展转变的体制下形成的岩浆热液型金矿。 关键词：黑龙潭金矿；稳定同位素；地质意义；随县
中图分类号：P597J2；P618.51文献标识码：A文章编号：1671-1211（2021）01-0030-04 DOI：10.16
536/jki.issn.1671-1211.2021.01.005
湖北省北部随县黑龙潭金矿属随县万和镇所管辖，处于秦岭一大别成矿带桐柏山南侧的随枣地区金、银成矿带内，自上世纪80年代以来进行了大量的地质勘查及科学研究等工作，已开采20余年，属中型金矿床。矿体赋存于断裂蚀变带中，矿化类型主要为黄铁绢英蚀变岩型、石英一多金属硫化物矿脉蚀变岩型，矿体围岩为南华纪早世武当岩（Nh，肛）一套绿片岩相一绿帘-角闪岩相变质火山一沉积岩系，不具成矿专属性。本文通过对氢氧、硫同位素的测试分析，查明了黑龙潭金矿成矿物质、成矿流体的来源及矿体类型、形成机制。
1区域地质背景
随县黑龙潭金矿位于秦岭造山带和大别一苏鲁造山带衔接部位的桐柏造山带，构造演化、岩浆活动及变质作用强烈。
矿区处于青苔一封江口断裂带，其北东侧、南西侧分别为北西展布的新（城）一黄（陂）断裂带和新（市）一太（山庙）断裂带。主要出露地层有新元古代南华纪早世武当岩（Nh.网、晚世耀岭河组（Nh—y）和震旦纪早世陡山沱组（Z,d）、晚世灯影组门2^』）等，构造线北西向，紧闭线状褶皱、脆（韧）性剪切带发育。
区内岩浆活动频繁，除元古代强烈火山活动外，元古代、中生代侵入活动亦非常强烈，岩体分布广、规模大。元古代变基性岩呈不规则的椭圆状、长条状产于新元古代南华纪地层中，展布方向与区域构造线方向一致，规模一般较小；中生代七尖峰花岗岩分布于矿区西北部约6km，中生代桐柏变形花岗岩（桐柏杂岩）[1]发育于新（城）一黄（陂）断裂带的北东侧（图1）；此外，局部见有中生代煌斑岩脉、闪长玢岩脉、正长（斑）岩脉、花岗伟晶岩脉等脉岩。
2矿床地质特征
2.1矿区地质特征
矿区位于黑龙潭倒转背斜和下袁家沟一黑龙潭水库倒转向斜南翼东段，构造复杂，断裂和褶皱发育，总体构造线呈北西向，成矿期断裂主要为NW-NWW向韧一脆性剪切蚀变带及其分支，矿体主要赋存于矿区NW-NWW向断裂带（青苔一封江口断裂带）中。出露地层主要为新元古代南华纪武当岩双峰式火山一沉积岩（矿区中部）、耀岭河组基性火山一沉积岩（矿区西北部、南部边缘）；局部见有新元古代震旦纪陡山沱组白云石英片岩等，为低温高压变质带产物，属蓝闪石绿片岩相（图1）o
矿区内岩浆岩不发育，仅在武当岩和耀岭河组地层中见有变基性岩脉、煌斑岩脉、闪长玢岩脉等脉岩。2.2矿体地质特征
黑龙潭金矿受主断裂带及分支断裂控制，矿体呈似层状、透镜状、脉状（个别为不规则状），赋存于断裂带的顶、底板附近强蚀变带底部不同部位（一般不超出断裂蚀变带范围），单矿体规模一般较小，走向、倾向和垂向上均具有等距性分布的规律。黑龙潭金矿矿石自然类型可划分为蚀变岩型矿石、蚀变碎裂岩型矿石、多
收稿日期：2020-04-09；改回日期：2020-06-08
资助项目作者简介通讯作者：随枣北部地区中生代花岗类演化与金钳铅锌成矿作用研究（ETZ2017A05）。
张战（1972-），男，工程师，地质学专业，从事区域地质调查及矿产勘查工作。E-mail：421101530@qq
向祥辉（1966-），男，正高职高级工程师，地质学专业，从事区域地质、矿产调查及地质科研工作。E-mail：296603294@qq
第1期张战等：湖北随县黑龙潭金矿稳定同位素特征及其地质意义31
图1黑龙潭金矿地质图
Fig.1Geological map of Heilongtan gold deposit
1.第四纪;
2.南华纪耀岭河组；
3.南华纪武当;
4.元古代变辉绿岩；
5.正长斑岩;
6.蚀变带;
7.金矿体及编号；
8.银矿体及编号;
9.断裂及编号;
10.片理产状；11.采样位置。
金属硫化物型矿石等三类；矿石工业类型依据矿石中有用组合含量划分为：金矿石、银矿石和银金矿石。
黑龙潭金矿围岩蚀变多发育在韧一脆性剪切强应变地段与矿化相应部位，主要为硅化、绢云母化、黄铁矿化、钾长石化、碳酸盐岩化及黄铁钾矶化和褐铁矿化等，其中硅化、绢云母化、黄铁矿化与金矿化关系密切。
黑龙潭金矿从早到晚可划分为：黄铁绢英岩阶段（弱矿化早阶段），石英一多金属硫化物阶段（主成矿阶段），方解石一石英一多金属硫化物阶段（无矿化晚阶段）三个阶段。 3稳定同位素特征
样品采自黑龙潭金矿川号矿体不同矿化阶段的岩石（图1），其中黄铁绢英岩阶段样品5件，石英一多金属硫化物阶段样品8件（氢氧同位素、硫同位素测试对象相同的2件），方解石一石英一多金属硫化物阶段样品3件。
3.1氢氧同位素
氢氧同位素测试对象为石英中流体包裹体，样品来自从石英至多金属硫化物阶段挑选出的6件纯净石英；由中国地质科学院矿产资源研究所稳定同位素实验室测试，测试仪器质谱型号为MAT253EM。测试中氧气由样品与BrF5反应测得，氧同位素测试精度为±0.2%°。氢气是将金属锌与爆裂法取得的水于反应中生成，测试精度为±2%°。
黑龙潭金矿H-O同位素组成测试结果（表1）显示：主成矿阶段的列O流体值介于0.4%〜2.2%，平均1.3%°；5D值变化范围为-98%°〜-78%，平均-86%；H-O同位素组成图解（图2）［2-3］的投影点既不在典型的原生岩浆水区（或变质水区），也不在典型的大气降水区，而是在原生岩浆水与东秦岭中生代大气降水区之间的范围［2］，具原生岩浆水与东秦岭中生代大气降水混合的氢氧同位素特征⑷。根据石英和水之间的同位素分馏方程⑸将石英中的矿物518O石英值 换算成流体的518O流体值，该阶段有流体不混溶发生，成矿温度（T）取包裹体平均均一温度236°C。
表1黑龙潭金矿矿石中石英流体包裹体的H-0同位素Table1H-O isotopes of fluid inclusions in quartz from Heilongtan gold deposit
编号样品号
测试
矿物
§18o石英/
%
518。流体/
%
8D/
%腾讯迷你网首页
T/C 116XHF-114a石英10.00.4-89236 216XHF-119b石英10.20.6-79236 316XHF-128b石英11.8 2.2-78236 416XHF-137b石英10.40.8-98236 516XHF-149b石英11.6 2.0-86236 616XHF-150b石英11.4 1.8-83236平均10.9 1.3-86
3.2硫同位素
硫同位素选取12件来自三个阶段的样品进行分析测试，由中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室矿床地球化学分室测试。测试的激光剥蚀系统是瑞索公司制造的Resonetics-S155，光束斑直径一般选择为33|xm，剥蚀频率5Hz，剥蚀40s，多接收等离子体质谱仪为Nu仪器公司制造的Nu Plasma II
。
32资源环境与工程2021年
-120 -140东秦岭中生代原生大气降水岩浆水
16015-10
变质水
•黑龙潭金矿
05101520 25 <5180/%0
图2主成矿阶段H-0同位素组成图解
（底图据Taylor,1974⑶；东秦岭中生代大气降水区
据张理刚,1985⑵）
Fig.2H-0isotopic composition diagram of main metallogenic stage
黑龙潭金矿不同阶段硫化合物534S值介于-20•5%~15•9%（表2、图3），变化范围较大。早阶段
表2黑龙潭金矿金属硫化物的硫同位素组成分析结果Table2Sulfur isotopic composition of metal sulfides in Heilongtan gold deposit
编号岩性
测试沃号岩性
Py 2.2
Py 4.4
Py 2.4
1黄铁绢Py 1.96石英硫1
英岩Py 3.5化物脉
Py 1.6
Py 2.6
Py 2.0
Py 5.9
Py 4.8
2黄铁绢
Py
Py
15.9
15.97
石英硫
化物脉英岩Py 2.9
Py 4.2
Py 2.7
Py 2.3
Py 4.6
Py 2.8
3黄铁绢Py 6.1
英岩Py7.8
Py8.3
Py 4.7
石英硫
化物脉
Py 3.68
Py9.6
Py 4.9
4黄铁绢
英岩
菅义伟为什么只有一年
Py 4.2
Py 4.6
Py9.1
Py7.8黄铁绢
英岩
Py 1.4
5Py 3.4
Py7.9测试
矿物
沪S
编
号岩性
测试
矿物
沪S Py-1.7Py-7.7 Py-1.6Py-5.8 Ccp-0.5Ccp-2.2 Sp-1.0o石英硫Ccp-2.0 Sp-1.5
9
化物脉Ttr-5.2 Ttr-4.1Ttr-3.8 Gn-7.5Ttr-5.7 Gn-6.6Gn-4.9 Py 4.4Py-5.9 Py 4.1Ccp-14.5 Ccp 1.7Ccp-7.9 Ccp0.8Ccp-11.2 Sp-0.4Sp-10.1 Gn-1.7含方铅Sp-8.3
10矿碳酸
Gn-1.7盐脉Ttr-8.0 Py0.1Ttr-9.9 Py0.9Gn-12.9 Py-0.2Gn-11.5 Py0.0Brt9.2 Py0.6Brt8.5 Py 1.1Py 1.6 Ccp-1.5
11
含黄铁
矿碳酸
Py 4.3 Ccp-1.6盐脉Py 4.3 Ccp-0.6Gn-9.3 Sp-1.6Py 1.1 Sp-1.1Py 3.2 Sp-0.8闪锌矿、Py 5.4 Gn-3.712
黄铁矿、
石英方
Ccp-20.5 Gn-3.1解石脉Sp 1.6 Gn-3.1Gn-4.3
Gn-2.2
注:Py黄铁矿;Ccp黄铜矿;Sp闪锌矿；Ttr黝铜矿；Gn方铅矿；Brt重晶石。
口黄铁矿2
目闪锌矿2
0黄铜矿2
Iffll黝铜矿2
0方铅矿2
-21-19-17-15-13-11-9-7-5-3T135791113151719
露S/%0
*
報
图3黑龙潭金矿各阶段金属硫化物硫同位素分布直方图Fig.3Sulfur isotope distribution histogram of metal sulfides in
different stages of Heilongtan gold deposit
黄铁矿1.早阶段黄铁矿；黄铁矿2，等•主成矿阶段黄铁矿等硫化物；黄铁矿3，等.晚阶段黄铁矿等硫化物。
测试矿物均为黄铁矿，硫同位素值范围为1.4%。〜9.6%（n二32，平均5.2%）；主成矿阶段测试对象为多种硫化物，总范围-7.7%~4.4%（n=40，平均-2.0%），其中黄铁矿硫同位素值介于-7.7%〜4.4%
（n二11，平均-0.9%），黄铜矿硫同位素值介于-2•2%~1•7%（n二9，平均-0.8%），闪锌矿硫同位素值介于—1.6%〜—0.4%（n=6，平均-1.1%），黝铜矿硫同位素值介于-6.4%°〜-1.5%（n=5，平均-4.2%），方铅矿硫同位素值介于-7.5%〜-1.7%（n二9，平均-4.1%°），此阶段硫化物的硫同位素组成明显比早阶段更低；晚阶段测试对象为多种硫化物和硫酸盐（重晶石,BaS04），总范围为-20.5%Q〜9.2%°（n二23，平均-4.2%），其中黄铁矿硫同位素值-5.9%〜5.4%（n二7，平均2.0%），黄铜矿硫同位素值介于-20.5%~-7.9%（n二4，平均-13.5%），闪锌矿硫同位素值介于-10.1%〜1.6%（n二3，平均-5.6%）
,
第1期张战等：湖北随县黑龙潭金矿稳定同位素特征及其地质意义33
黝铜矿硫同位素值介于-9.9%。〜-8.0%°（n二2，平均-9.0%），方铅矿硫同位素值介于-12.9%〜-2.2%（n二5，平均-8.0%），重晶石硫同位素范围为8.5%〜9.7%（n二3，平均9.1%），
此阶段硫同位素组成明显比前两个阶段更低，另外，晚阶段各种硫化物的534S值均比重晶石低。
4稳定同位素来源分析
黑龙潭金矿8D值范围为-98%。〜-78%，与正常岩浆水范围（岩浆水-85%~-45%，变质水-65%~ -20%）相近，偏离变质水,5D值较低，说明成矿流体加入了有机水；518O石英范围为10.0%~11.8%，接近岩浆水范围（岩浆水5.5%〜9.5%，变质水5%〜25%，大气降水-55%〜10%）[6]夕卜，与变质水、大气降水范围一致，表明成矿流体为岩浆水与大气降水、变质水混合的产物；518O流体范围为0.4%~2.2%，分布较集中，是不同热液混合的产物。H-O同位素组成图解中，成矿流体投影在原生岩浆水与东秦岭中生代大气降水的过渡区，发生了明显的“氧漂移”，表明成矿流体为原生岩浆水与东秦岭中生代大气降水混合形成。
黑龙潭金矿534S值介于-20.5%〜15.9%，总体变化范围较大，除晚阶段外，早阶段、主成矿阶段变化范围均较窄，表明矿石中硫具多源性（图4），各阶段矿物的硫同位素组成无明显分带现象，说明矿石沉淀较快。早阶段534S值为1.4%~9.6%（平均5.2%），相对集中，硫源单一，接近“陨石硫”，在“花岗岩硫”范围内，为壳幔混合硫；主成矿阶段矿石大量沉淀,534S值 逐渐降低，为-7.7%。〜4.4%°，变化范围较窄，总体呈塔式分布，均一化程度较高，有地层硫混入；晚阶段534S
W川川川川h蒸发硫酸盐
■海水
沉积岩
—变质岩
花岗岩
玄武岩
陨石和月岩
■早成矿阶段
主成矿阶段
m匡晚成矿阶段
5040 3020100TO-20-30-40-50
胃S/%0
图4黑龙潭金矿各阶段金属硫化物534S区间图
Fig.4S34S interval map of metal sulfide in different stages of
合肥艾滋女Heilongtan gold deposit 值为-20.5%q〜9.2%°，进一步变小，变化范围明显变大，均一化程度低，呈脉冲分布，表明在成矿演化过程中有两个或两个以上的硫源，有大量的地层硫加入。
彭三国等研究成果表明：黑龙潭金矿矿石石英中流体包裹体Sr同位素初始比（87Sr/86Sr），平均值暗示成矿物质来源于壳幔混合源，石英包裹体Rb-Sr等时线年龄为（132.6±2.7）Ma⑺，属早白垩世中期。此时为扬子板块与华北板块碰撞造山事件的挤压向伸展转变的体制，是大规模流体、岩浆、成矿作用时期，大陆碰撞造山作用形成矿区内复杂的岩浆一流体成矿系统，为岩浆热液型金矿；早期深部高温成矿流体沿断裂向上迁移，同时对围岩进行叠加改造，金进一步富集，成矿流体沸腾，浅源大气降水热液系统大量涌入导致金的沉淀，形成黑龙潭金矿。
5结论
黑龙潭金矿H-O同位素特征说明成矿流体为原生岩浆水与东秦岭中生代大气降水混合形成，混有变质水；S34S值显示早期矿石硫为壳幔混合硫，演化过程中有大量的地层硫加入。
结合“武当一桐柏一大别成矿带资源远景调查评价”研究成果，黑龙潭金矿为早白垩世中期扬子板块与
华北板块碰撞造山事件的挤压向伸展转变的机制下，大陆碰撞造山作用形成的岩浆热液型金矿。
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（责任编辑：于继红）
（下转第56页）
56资源环境与工程2021年
田原油粘度、相对密度随着油藏埋深的增加，呈现逐渐变小的规律。运用这一线性规律，可以采用埋深内插或外插法预测未知产层(无测试资料油层)的原油相对密度和粘度值，为油田开发方案的制定与动态分析提供有利的依据。
(2)原油油品平面的非均质性受油气运移和充注的方式影响，原油在经过孔隙介质中时产生组分变化导致不同区域的API分布存在差异性。利用API值平面分布规律，可以分析油田实际开发过程中油水的运动规律，并采用流线模拟动态证实API分析法的可靠性和直观性。
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引人入胜的书(责任编辑：孙腾)
Research and Application of Oil Distribution in MM Oilfield
Miao Yun,Yi Xiaowei,Wang Danling
(Research Institute of Shenzhen Branch of CNOOC(China)Limited, Shenzhen,Guangdong518000)
Abstract:According to a large number of physical property analysis results of crude oil in MM oilfield,it is found that the relative density of crude oil in MM oilfield varies in a large range，and the relative density of crude oil is related to the buried depth of reservoir,crude oil viscosity,crude oil wax content and sulfur content to a certain extent.In the study,various factors of crude oil are analyzed and summarized，and it is proposed that the relative density of crude oil is used as the"hub"to establish the correlation between various factors.The authors innovatively use the special laws of crude oil in vertical，plane and dynamic to analyze the oil-water movement law and the oil properties of undeveloped oil layers in the actual development process of the oilfield.
Key words:oil distribution law;relative density of crude oil;viscosity;sulfur content of crude oil;wax content;reservoir depth；API dynamic analysis；hydrocarbon migration
(上接第33页)
Stable Isotope Characteristics and Geological Significance of
Heilongtan Gold Deposit in Suixian County,Hubei Provincear3
Zhang Zhan,Xiang Xianghui,Wu Fengxian,Zhu Xiaoping,Sun Hanyong,Yang Jinazhong
(Eighth Geological Brigade of Hubei Geological Bureau,Xiangyang, Hubei441002)
Abstract:The sulfur and H-O isotopes of Heilongtan gold deposit have the characteristics of deep source and shallow mixing，which indicates that the ore-forming fluid is the mixture of primary magma water and Mesozoic atmospheric precipitation in the East Qinling Mountains.The ore-forming material mainly comes from the mixed source of crust and mantle.In the later stage，there is the addition of stratigraphic material.It is the magma formed under the system of compression to extension of collision orogenic event of Yangzi plate and North China plate in the Middle Early Cretaceous hydrothermal gold deposit.
Key words:Heilongtan gold mine;stable isotope;geological significance;Suixian
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