科學家提出造山型金礦流體來源和演化新認識

2021-01-08 騰訊網

沉積巖容礦的造山型金礦床具有經濟價值。地殼變質流體模型在該領域獲有廣泛認可，巖漿流體模型在一些礦床中也有報導。這兩種流體具有不同的硫同位素特徵，因此可用硫化物的硫同位素對流體來源進行區分。造山型金礦床中的黃鐵礦常發育複雜的成分環帶，傳統方法獲得的硫同位素組成只能代表多期環帶的平均值，難以揭示不同環帶內的精細變化，給硫同位素數據解讀帶來困難。此外，已有報導認為沉積巖中的黃鐵礦可為成礦流體提供Au，但這一結論是否具有普適性還有待驗證。

秦嶺造山帶發育有大量的沉積巖容礦金礦床，其中不乏造山型金礦。中國科學院廣州地球化學研究所博士後李如操、研究員陳華勇等以近年來被重新劃分為造山型金礦的丘嶺金礦為研究對象，對其中的沉積期和成礦期黃鐵礦進行結構分析，並利用原位手段進行了硫同位素和微量元素地球化學研究。

研究發現，沉積期黃鐵礦Py1主要以草莓狀黃鐵礦和自形黃鐵礦形式出現；成礦期黃鐵礦Py2主要為自形黃鐵礦，其中從核到邊又可分為Py2a、Py2b和Py2c。模擬計算表明，該研究中的Py1形成於較為封閉的海底沉積物中；丘嶺金礦成礦流體硫同位素組成（d34S）約為+14.2‰。結合已發表資料，研究認為成礦流體來源應是區內新元古代過渡性基底中的黃鐵礦在區域變質過程中分解所釋放的變質流體。從Py1到Py2c，As、Au、Cu、Sb明顯升高，而Bi、Co、Mn、Ni、Tl則明顯下降，表明As、Au、Cu、Sb等主要應來自於成礦流體，而Bi、Co、Mn、Ni、Tl主要來源於沉積期黃鐵礦Py1。該研究支持丘嶺金礦為變質流體成因，未發現巖漿流體的貢獻，認為礦化過程中的Au主要來自於成礦流體，沉積圍巖中黃鐵礦僅為成礦期黃鐵礦提供了部分硫和鹼金屬元素。

相關成果發表在Chemical Geology上。研究得到國家自然科學基金資助。

(a)：Py1可能形成於相對封閉的海底沉積物中，部分黃鐵礦形成時已有90%的海水硫酸鹽被還原；(b-c)：Py2b、Py2c最為富Au且與硫化物及方解石共存，可大致代表成礦流體的硫同位素組成（+14.2‰）。

來源：中國科學院廣州地球化學研究所

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