广州地化所提出造山型金矿流体来源和演化新认识
沉积岩容矿的造山型金矿床具有重要经济价值。虽然地壳变质流体模型获得了广泛认可,但是岩浆流体模型在一些矿床中也有报道。由于这两种流体具有截然不同的硫同位素特征,因此可以用硫化物的硫同位素对流体来源进行区分。然而该类矿床中的黄铁矿常发育复杂的成分环带,因此传统方法获得的硫同位素组成只能代表多期环带的平均值,难以揭示不同环带内的精细变化,给硫同位素数据的解读带来了很大困难。此外,前人有报道认为沉积岩中的黄铁矿可以为成矿流体提供Au,这一结论是否具有普适性还有待验证。
秦岭造山带发育有大量的沉积岩容矿的金矿床,其中不乏一些造山型金矿。广州地球化学研究所李如操博士后和陈华勇研究员及合作者,以近年来被重新划分为造山型金矿的丘岭金矿为研究对象,对其中的沉积期和成矿期黄铁矿进行了结构分析,并利用原位手段进行了硫同位素和微量元素地球化学研究,取得了以下认识:
1)沉积期黄铁矿Py1主要以草莓状黄铁矿和自形黄铁矿形式出现。成矿期黄铁矿Py2主要为自形黄铁矿,其中从核到边又可分为Py2a、Py2b和Py2c。
2)模拟计算表明:本文所分析的Py1形成于较为封闭的海底沉积物中(图1a);丘岭金矿成矿流体硫同位素组成(d34S)约为+14.2‰(图1b-c)。结合已发表资料,成矿流体应来源于区内新元古代过渡性基底中的黄铁矿在区域变质过程中分解所释放的变质流体。
图1 (a) Py1可能形成于相对封闭的海底沉积物中,部分黄铁矿形成时已有90%的海水硫酸盐被还原;
(b-c) Py2b、Py2c最为富Au且与硫化物及方解石共存,可大致代表成矿流体的硫同位素组成(+14.2‰)
3)从Py1到Py2c,As、Au、Cu、Sb明显升高,而Bi、Co、Mn、Ni、Tl则明显下降。表明As、Au、Cu、Sb等主要应来自于成矿流体,而Bi、Co、Mn、Ni、Tl主要来源于沉积期黄铁矿Py1。
4)本研究支持丘岭金矿为变质流体成因,未发现岩浆流体的贡献。矿化过程中的Au主要来自于成矿流体,沉积围岩中黄铁矿仅为成矿期黄铁矿提供了部分硫和碱金属元素。
该研究得到了国家自然科学基金资助,研究成果近期在Chemical Geology上刊出。
论文信息:Li, R., Chen, H.*, Large, R. R., Zhao, L., Liu, Y., Jiao, J., Xia, X.-P., and Yang, Q., 2020, Ore-forming fluid source of the orogenic gold deposit: Implications from a combined pyrite texture and geochemistry study: Chemical Geology, p. 119781.
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2020.119781
(中国科学院矿物学与成矿学重点实验室供稿)