原標題：GCA: 硫化物顯微結(jié)構(gòu)和元素、硫同位素分析—揭示造山型金礦成礦過程和流體演化

近日，中國地質(zhì)大學（武漢）資源學院和GPMR國家重點實驗室李建威教授團隊在國際地球化學頂級期刊Geochimica et Cosmochimica Acta (Nature Index)上發(fā)表了關(guān)于淺成造山型金礦床含金黃鐵礦熱液交代過程中金的再富集及成礦流體演化的研究成果。論文第一作者 吳亞飛 是我校與澳大利亞科廷大學聯(lián)合培養(yǎng)的博士研究生，通訊作者為 李建威 教授。

許多超大型熱液金礦床的形成與長期、多階段的流體活動有關(guān)。含金硫化物在不同成分和性質(zhì)流體體系中溶解度的差異可導致早期形成的硫化物被演化的流體交代或發(fā)生溶解-再沉淀反應，形成復雜的、微米至納米尺度的熱液交代結(jié)構(gòu)。在這一交代過程中，賦存在硫化物晶格中的不可見金等微量元素會發(fā)生遷移以降低晶體應變能，并在界面流體附近達到過飽和再次沉淀富集。因此，對含金硫化物熱液交代過程的精細研究是深入理解成礦流體性質(zhì)及演化和高品位金礦石成因的關(guān)鍵。然而對微細尺度含金硫化物交代過程的詳細研究目前還很缺乏。

 

 

 

圖1 秦嶺地質(zhì)簡圖和大橋金礦地質(zhì)圖、采樣位置

 

李建威 教授團隊以西秦嶺造山帶典型的超大型淺成造山型金礦床（大橋金礦床）為研究對象，利用SEM, LA-ICP-MS, Nano SIMS和SIMS等高分辨率觀測和分析測試技術(shù)對含金黃鐵礦和白鐵礦組合進行了精細的顯微結(jié)構(gòu)研究和微量元素及硫同位素組成分析。

 

 

 

圖2 大橋金礦床角礫巖礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖

 

 

圖3 大橋金礦不同代黃鐵礦和白鐵礦的典型結(jié)構(gòu)和套印關(guān)系

 

 

圖4 (a和b)在反射顯微鏡和掃描電鏡下，比較典型的硫化物結(jié)構(gòu)，包括共存的Py3、Py4-py和白鐵礦 (Mc2-py和Mc3-py)。(c和d) LA-ICP-MS圖譜，分別顯示(a)和(c)所示的不同硫化物中微量元素的變化

結(jié)果顯示：

（1）早階段形成的自形含金黃鐵礦顆粒在后期流體作用下發(fā)生溶解-再沉淀反應并被多孔狀黃鐵礦交代，隨后多孔狀黃鐵礦又被兩期次白鐵礦和少量毒砂交代。

（2）在多階段的熱液交代過程中，金等微量元素從原生黃鐵礦晶格中大量釋放，并在微細的不規(guī)則環(huán)帶狀白鐵礦中再次富集。

（3）化學性質(zhì)活潑的白鐵礦一般形成于低溫、低pH及偏氧化的上地殼流體環(huán)境中，因此大橋金礦床含金黃鐵礦被后期多階段黃鐵礦及白鐵礦的交代指示了成礦流體逐漸氧化的過程。這一過程與從原生黃鐵礦到高金白鐵礦中δ34S值逐漸降低的事實相吻合。

（4）進一步研究顯示，流體氧化主要受礦區(qū)廣泛發(fā)育的周期性水力壓裂作用有關(guān)。水力壓裂作用和圍巖角礫巖化導致流體壓力迅速降低及沸騰，從而導致H2S或S2-含量的降低和流體的逐漸氧化。

 

 

 

 

 

 

 

 

本項研究表明：在淺成造山型金礦床脆性構(gòu)造部位，由多階段流體壓力變化引起的流體化學性質(zhì)擾動是造成含金黃鐵礦發(fā)生交代作用的關(guān)鍵。該成果為熱液金礦床含金黃鐵礦被后期硫化物交代的機制和影響因素提供了重要約束，并為探討造山型金礦床的成礦流體演化提供了新思路和新途徑。

 

論文信息：

Title: Metalremobilization and ore-fluid perturbation during episodic replacement of auriferous pyrite from an epizonalorogenic gold deposit

Authors: Ya-Fei Wu, Katy Evans, Jian-Wei Li*,Denis Fougerouse, Ross R. Large, Paul Guagliardo

Source: Geochimica et Cosmochimica Acta, Available online 3 November 2018.

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.gca.2018.10.031

 

 

 

 

來源: 中國地質(zhì)大學武漢.