黄铁矿是热液矿床中最常见的硫化物之一，通常与方铅矿、闪锌矿、毒砂、黄铜矿和磁黄铁矿等共生。因流体和矿物包裹体的存在，黄铁矿中可富集Rb、Sr和稀土元素，是进行成矿年代学研究及利用Sr-Nd同位素示踪成矿物质来源的重要矿物。且随着质谱仪的发展，利用硫化物的铁同位素组成区分不同成因类型矿床的成矿物质来源、重建金属元素沉淀和氧化还原过程也得到了越来越多的应用。因此黄铁矿的Rb-Sr、Sm-Nd和Fe同位素组成联用技术在矿床学研究中有着广阔的应用前景。 

　　相对于地质体不同空间部位采集的样品，采用亚样品分析技术，即对同一手标本上同一成矿期次的黄铁矿进行Rb-Sr等时线定年，更容易达到Sr同位素初始比值的均一化，更能满足同位素定年的前提条件。实验结果表明，五个亚样品获得的五条等时线年龄分别为156 ± 11 Ma，143 ± 12 Ma，149 ± 31 Ma，159 ± 12 Ma和150 ± 9 Ma（图1a-e），五个年龄在误差范围内一致，加权平均年龄为151.8 ± 5.2 Ma（图1f）。将5个亚样品共15个测点作图可得喜鹊沟铅锌矿石中的黄铁矿等时线年龄为151.9 ± 4.2 Ma，Sr同位素初始值为0.71878 ± 0.00035，MSWD = 10.7（图1g）。因此青城子铅锌矿的成矿年龄为152 Ma，与辽东半岛晚侏罗世岩浆活动同时期。 

　　图1  喜鹊沟铅锌矿石（16XQG-3-2）中的黄铁矿⁸⁷Rb/⁸⁶Sr vs. ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr图：（a）-（e）16XQG-3-2黄铁矿的5个亚样品的等时年龄（下层残留物、黄铁矿和上层清液）；（f）五个亚样品获得的等时线年龄的加权平均年龄；（g）16XQG-3-2黄铁矿共15个测点的等时线年龄。 

　　Sr-Nd同位素图中显示黄铁矿分布区域与晚侏罗世花岗岩、古元古代花岗岩、古元古代变质沉积岩以及大理岩等重叠，而与太古代基底岩石及中生代镁铁质岩脉明显不同（图2）。因此成矿流体来自于大气降水对围岩（即古元古代沉积岩和大理岩）大区域的淋滤作用，此外长英质岩浆脱气而成的岩浆流体也参与了铅锌矿的成矿作用。成矿物质，即铅、锌主要来源于古元古代的围岩和晚侏罗世的花岗岩。 

　　图2  古元古代花岗岩、辽河群变质岩、镁铁质岩脉、三叠纪花岗岩、侏罗纪花岗岩以及青城子铅锌矿石中黄铁矿ε_Nd(t) vs. (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i分布图。ε_Nd(t)和(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i比值根据铅锌矿床的Rb-Sr等时线年龄，即152 Ma进行了重新计算。 

　　ε_Nd(t)和δ⁵⁶Fe图解（图3）显示铅锌矿石中的黄铁矿Nd同位素和Fe同位素组成呈正相关，辽河群大理岩中的黄铁矿Nd同位素和Fe同位素组成呈负相关。随着侏罗纪岩浆水的不断加入，导致无论是铅锌矿石还是大理岩中的黄铁矿的ε_Nd(t)值增加。大理岩中黄铁矿的Fe同位素组成偏轻可能是由于在开放体系中围岩与不同速率混合流体相互作用下的快速沉淀所致，使得Nd-Fe同位素组成随着流体演化呈现负相关；铅锌矿石中的黄铁矿与围岩中的黄铁矿同时沉淀或者晚一些沉淀，随着围岩中黄铁矿不断沉淀，残余含矿流体越来越富集重Fe同位素组成，含矿流体沉淀形成的黄铁矿Fe同位素组成不断升高，导致Nd-Fe同位素组成随着含矿流体演化呈现正相关。因此，Nd-Fe同位素组成的相关性可以解释为围岩中黄铁矿的快速析出以及混合流体与围岩相互作用过程中残余流体同时沉淀黄铁矿及相应的矿化过程。 

　　图3  铅锌矿石和围岩中的黄铁矿以及同一成矿域内相关的花岗岩、镁铁质岩、辽河群变质岩ε_Nd(152 Ma) vs δ⁵⁶Fe图解 

　　上述研究成果近期发表于国际期刊Ore Geology Reviews上（Xu, L., Yang, J.-H., Zeng, Q.-D., Xie, L.-W., Zhu, Y.-S., Li, R. and Li, B., 2020. Pyrite Rb-Sr, Sm-Nd and Fe isotopic constraints on the age and genesis of Qingchengzi Pb-Zn deposits, northeastern China. Ore Geology Reviews, 117: 103324）。