研究亮点

杨林:沉积岩容矿的长安金矿源区识别和金沉淀机制【AM,2021】
发布:科技处 2021-07-14 阅读:

(变)沉积岩容矿的浸染状造山型金矿床是世界黄金储量的重要来源。物质来源和金的沉淀机制是理解成矿机理和确定勘查方向的关键,然而此类金矿的物质来源和金的沉淀机制均存在争议,其中物质来源的争议主要包括深源的岩浆、地幔以及变质流体或者局部近矿沉积围岩释放的变质流体等,金的沉淀机制争议主要包括流体沸腾、水岩相互作用和流体混合等。

针对上述争议,中国地质大学(北京)地球科学与资源学院的杨林博士后在王庆飞和邓军教授指导下,依托国家重点研发项目(2016YFC06003072020YFA0714802)和国家重点基础研究发展计划(2015CB452606)、博士后创新人才支持计划等项目,以哀牢山带浊积岩容矿的长安金矿床为例,开展系统的基础地质、黄铁矿结构和微量元素分析、硫化物原位S-Pb同位素、黄铁矿He-Ar同位素和碳酸盐C-O同位素研究,取得以下新发现和重要认识:

1)矿物共生组合和穿切关系研究表明,长安金矿金矿化可分为早期的浸染状石英-黄铁矿阶段和晚期的脉状石英-多金属硫化物阶段(图1)。黄铁矿微量元素研究显示早阶段成矿流体主要富集AuAsNiCuPb,而晚阶段成矿流体富集AsPbCuSbZnAg(图2)。

2石英-黄铁矿阶段中热液黄铁矿取代沉积黄铁矿、含金硫化物具有宽的δ34S范围以及热液和沉积黄铁矿具有相似的Pb同位素比率表明成矿流体与沉积黄铁矿反应导致该阶段金沉淀(图3-4)。黄铁矿中超细粒毒砂和银金矿包裹体指示反应初始形成亚稳定的含砷黄铁矿,而后AsAu等元素出溶形成矿物包裹体。

3)与石英-黄铁矿阶段相比,石英-多金属硫化物阶段贫金和富集多金属、具有低的δ34S组成和低的放射性铅同位素比率(图3-4),这些证据表明晚阶段流体可能为早阶段流体的演化或者来自新的流体系统。硫化物He–Ar 同位素和方解石C–O同位素表明晚阶段成矿物质至少具有6–17%的幔源贡献(图5)。

综上,基于长安金矿床的实例研究,文章提出(变)沉积岩容矿的金矿床的成矿物质可由深源(地幔)流体和赋矿围岩共同贡献,成矿流体和沉积黄铁矿反应是此类金矿床金沉淀的有效机制。

1 黄铁矿结构和矿物共生世代

2 多世代黄铁矿微量元素面扫

3 不同世代黄铁矿和毒砂原位S同位素

4 不同世代黄铁矿和方铅矿原位Pb同位素

5a)黄铁矿He-Ar同位素组成;(b)方解石C-O同位素图

 

上述研究成果发表在地质学国际权威刊物《American Mineralogist》上:Yang, L., Wang, Q.F., Large, R.R., Mukherjee, I., Deng, J., Li, H.J., Yu, H.Z., Wang, X. 2021. Fluid source and metal precipitation mechanism of sediment-hosted Chang’an orogenic gold deposit, SW China: constraints from sulfide texture, trace element, S, Pb and He–Ar isotopes and calcite C–O isotopes. American Mineralogist, 106(3): 410–429.

全文链接:https://doi.org/10.2138/am-2020-7508.