Sulfur and Lead Isotopic Compositions of Boka Copper Deposit, Central Yunnan, China, and Its Geological Significance

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2019.015

Abstract

Abstract:

Boka copper deposit in central Yunnan Province is a representative of the Dongchuan copper depo-sits, but previous studies have different views on its ore-forming material source and the metallogenic origin. In this study, we analyzed the sulfur and lead isotope compositions in typical metal sulfides to reveal the ore-forming material source of this deposit. Metal sulfides from the Renzhanshi copper mine (δ³⁴S=1.6‰ to 10.7‰) indicate that the sulfur was mainly igneous-sourced (volcanic eruptions) with sedimentary input. Lead isotope compositions of metal sulfides from the Renzhanshi, Tianshengtang, Zhuqing’aozi and Baishiyan copper mines indicate that the lead may have had a mantle-crust mixed source. The sulfur and lead isotopic characteristics of metal sulfides from this and previous studies suggest that the ore-forming materials were mainly mantle-sourced with crustal contamination.

Key words: Boka copper deposit, central Yunnan, sulfur isotope, lead isotope, ore-forming material source

CLC Number:

P618.4
P597

FEI Lidong, XIAO Xiaoniu, XIAO E, LIU Jun, BAI Tao. Sulfur and Lead Isotopic Compositions of Boka Copper Deposit, Central Yunnan, China, and Its Geological Significance[J]. Geoscience, 2020, 34(03): 579-587.

Figures/Tables 8

References 28

[1]	华仁民. 东川式层状铜矿的沉积-改造成因[J]. 矿床地质, 1989,8(2):3-13.
[2]	吴健民, 黄永平. 东川落雪式铜矿的含铜“礁-硅岩组合”与海底喷流热液成矿[J]. 矿产与地质, 1995,47(9):168-173.
[3]	刘继顺, 吴延之, 段嘉瑞. 东川铜矿田喷流沉积成矿机制[J]. 中南工业大学学报, 1996,27(1):8-12.
[4]	聂天, 方维萱. 浅谈云南东川铜矿区两种矿床及探矿远景[J]. 矿物学报, 2011(增):972-973.
[5]	冉崇英. 东川式层状铜矿的成因模式[J]. 中国科学(B辑), 1983,13(3):249-257.
[6]	常向阳, 朱炳泉, 孙大中, 等. 东川铜矿床同位素地球化学研究:I.地层年代与铅同位素化探应用[J]. 地球化学, 1997,26(2):32-38.
[7]	陈和生. 东川辉长岩型铜矿地质特征及其找矿意义[J]. 云南地质, 1998,17(1):75-80.
[8]	李志伟. 浅议“东川式”铜矿床成因[J]. 云南地质, 1992,11(1):47-51.
[9]	刘文恒, 刘继顺, 马慧英, 等. 云南东川雪岭铜多金属矿区硫铅同位素组成特征及成矿物质来源[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2014,45(8):2728-2739.
[10]	刘文恒, 刘继顺. 云南东川雪岭矿区浅部铜多金属矿化地质地球化学特征及成矿规律研究[J]. 矿物岩石, 2015,35(4):85-96.
[11]	朱文兵. 云南因民铜矿床地质地球化学特征与成因研究[D]. 北京: 中国地质大学(北京), 2016: 1-79.
[12]	ALLEGRE C J. Isotope Geology[M]. Cambridge: Cambridge University Press, 2008: 1-512.
[13]	HOEFS J. Stable Isotope Geochemistry[M]. Sixth ed. Berlin: Springer Verlag, 2009: 1-265.
[14]	龚琳, 何毅特, 陈天佑, 等. 云南东川元古宙裂谷型铜矿[M]. 北京:冶金工业出版社, 1996: 150-222.
[15]	代鸿章, 刘家军, 朱文兵. 云南因民铜矿床构造沉积环境及成矿机制研究[J]. 地学前缘, 2018,25(1):108-124.
[16]	肖晓牛, 张少云, 鞠昌荣, 等. 云南东川人占石铜矿床地质特征及成因研究[J]. 地质与勘探, 2012,48(2):237-249.
[17]	蒋家申. 东川矿区地质找矿研究问题[J]. 云南地质, 1998,17(1):46-56.
[18]	肖晓牛, 余新明, 张晓坤, 等. 滇中播卡金矿床流体包裹体研究[J]. 地学前缘, 2017,24(3):309-318.
[19]	ZARTMAN R E, DOE B R. Plumbotectonics: the model[J]. Tectonophys, 1981,75:135-162.
[20]	朱炳泉. 矿石Pb同位素三维空间拓扑图解用于地球化学省与矿种区划[J]. 地球化学, 1993,22(3):209-216.
[21]	OHMOTO H. Systematic of sulfur and carbon isotopes in hydrothermal ore deposits[J]. Economic Geology, 1972,67:551-578.
[22]	郑永飞, 陈江峰. 稳定同位素地球化学[M]. 北京: 科学出版社, 2000: 218-247.
[23]	叶霖. 东川稀矿山式铜矿地球化学研究[D]. 贵阳:中国科学院地球化学研究所, 2004: 1-117.
[24]	侯林, 丁俊, 邓军, 等. 云南武定迤纳厂铁铜矿岩浆角砾岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其意义[J]. 地质通报, 2013,32(4):50-58.
[25]	张术根. 云南省昆明市东川区播上金钢矿床成因、成矿规律及找矿预测研究[R]. 长沙:中南大学, 2016: 1-131.
[26]	李元龙, 胡煜昭. 云南东川稀矿山式铜铁矿床成矿物质来源的同位素示踪[J]. 岩石矿物学杂志, 2013,32(2):167-179.
[27]	李龙, 郑永飞, 周建波. 中国大陆地壳铅同位素演化的动力学模型[J]. 岩石学报, 2001,17(1):61-68.
[28]	朱炳泉, 李献华, 戴橦谟. 地球科学中同位素体系理论与应用:兼论中国大陆壳幔演化[M]. 北京: 科学出版社, 1998: 216-235.

序号	样品编号	采样位置	矿石名称	δ³⁴S_V-CDT/‰
1	BK225	人占石	黄铁矿	7.4
2	BK234	人占石	黄铁矿	8.2
3	BK367	人占石	黄铁矿	7.7
4	PD-5	人占石	黄铜矿	1.6
5	PD-6	人占石	黄铜矿	10.7
6	PD-7	人占石	黄铜矿	7.2

序号	样品编号	采样位置	矿石名称	δ³⁴S_V-CDT/‰
1	BK225	人占石	黄铁矿	7.4
2	BK234	人占石	黄铁矿	8.2
3	BK367	人占石	黄铁矿	7.7
4	PD-5	人占石	黄铜矿	1.6
5	PD-6	人占石	黄铜矿	10.7
6	PD-7	人占石	黄铜矿	7.2

样号	采样位置	名称	w(²⁰⁶Pb)/ w(²⁰⁴Pb)	w(²⁰⁷Pb)/ w(²⁰⁴Pb)	w(²⁰⁸Pb)/ w(²⁰⁴Pb)	t/Ma	μ	κ	Δα	Δβ	Δγ
BK225	人占石	黄铁矿	18.201	15.615	37.685	337	9.52	3.52	74.63	19.83	20.13
BK234	人占石	黄铁矿	18.542	15.656	37.405	141	9.56	3.25	79.13	21.58	4.17
BK367	人占石	黄铁矿	18.662	15.677	37.830	81	9.59	3.38	81.42	22.70	12.99
TST-1	天生塘	黄铁矿	18.672	15.682	39.010	79	9.60	3.85	81.89	23.00	44.52
TST-2	天生塘	黄铁矿	18.669	15.683	39.018	84	9.60	3.85	82.05	23.13	44.93
TST-3	天生塘	黄铜矿	18.663	15.681	39.017	84	9.60	3.86	81.79	22.97	44.94
TST-4	天生塘	黄铁矿	18.628	15.669	38.960	95	9.58	3.85	80.56	22.23	43.90
TST-5	天生塘	黄铜矿	18.668	15.680	39.039	80	9.59	3.86	81.69	22.87	45.34
TST-6	天生塘	黄铜矿	18.667	15.682	39.033	83	9.60	3.86	81.87	23.01	45.30
TST-7	天生塘	黄铜矿	18.668	15.682	39.033	83	9.60	3.86	81.9	23.03	45.29
TST-8	天生塘	黄铁矿	18.662	15.680	39.011	84	9.59	3.86	81.67	22.88	44.75
ZQA-1	竹箐凹子	黄铜矿	18.564	15.603	38.743	58	9.45	3.78	74.02	17.78	36.46
ZQA-2	竹箐凹子	黄铜矿	18.481	15.553	38.604	55	9.36	3.76	68.98	14.51	32.60
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ZQA-6	竹箐凹子	黄铜矿	18.496	15.532	38.555	16	9.32	3.73	66.94	12.99	29.63
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ZQA-8	竹箐凹子	黄铁矿	18.673	15.654	38.256	43	9.54	3.54	79.21	21.05	22.8
BSY-1	白石岩	黄铁矿	18.655	15.666	38.973	72	9.57	3.84	80.34	21.95	43.21
BSY-2	白石岩	黄铜矿	18.585	15.615	38.819	58	9.48	3.80	75.23	18.57	38.49
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样号	采样位置	名称	w(²⁰⁶Pb)/ w(²⁰⁴Pb)	w(²⁰⁷Pb)/ w(²⁰⁴Pb)	w(²⁰⁸Pb)/ w(²⁰⁴Pb)	t/Ma	μ	κ	Δα	Δβ	Δγ
BK225	人占石	黄铁矿	18.201	15.615	37.685	337	9.52	3.52	74.63	19.83	20.13
BK234	人占石	黄铁矿	18.542	15.656	37.405	141	9.56	3.25	79.13	21.58	4.17
BK367	人占石	黄铁矿	18.662	15.677	37.830	81	9.59	3.38	81.42	22.70	12.99
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TST-3	天生塘	黄铜矿	18.663	15.681	39.017	84	9.60	3.86	81.79	22.97	44.94
TST-4	天生塘	黄铁矿	18.628	15.669	38.960	95	9.58	3.85	80.56	22.23	43.90
TST-5	天生塘	黄铜矿	18.668	15.680	39.039	80	9.59	3.86	81.69	22.87	45.34
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TST-7	天生塘	黄铜矿	18.668	15.682	39.033	83	9.60	3.86	81.9	23.03	45.29
TST-8	天生塘	黄铁矿	18.662	15.680	39.011	84	9.59	3.86	81.67	22.88	44.75
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