精细成矿过程研究是当前矿床学研究的重点。前人对造山型金矿床已进行了大量研究,而对与侵入体相关型金矿床的精细解剖仍有不足。白云金矿床是华北克拉通东北部青城子矿集区内一与侵入体相关型金矿床。本研究选择其作为对象,在系统矿物学工作基础上,通过LA-ICP-MS单点及mapping分析,SIMS硫同位素分析揭示其精细成矿过程。
根据我们的详细镜下观察,基于粒度、结构和共生关系将白云矿床中的黄铁矿分为三种类型:变质黄铁矿Py0,热液第一阶段黄铁矿Py1,热液第二阶段黄铁矿Py2。LA-ICP-MS分析显示Py0含有较高含量的Ni、Co和Cu。Py2的Au、Ag和As含量相对较低,但Py1含有较多富金、银、铋、铜、铅和碲的显微包裹体。Py2相对于Py0和Py1,不可见金和大多数微量元素含量都较高。LA-ICP-MS微量元素mapping显示Py1颗粒发生破碎,部分颗粒发生分离。Py1裂隙内具有较高的金含量。并与Ag、Zn、Cu、Pb具有很好的耦合关系(图1)。Py2中Au和其他微量元素呈均匀分布,表明这些微量元素可能主要赋存于黄铁矿晶格中(图2)。
Py0的硫同位素组成具有较高的δ34S值(+11.74~17.33‰)。这与小佟家堡子金矿中的沉积黄铁矿的δ34S值相近,暗示Py0的硫可能来源于沉积黄铁矿。Py1和Py2具有负的δ34S值,约为–10.44‰~–6.86‰,可能是与氧化性的大气水混合过程中流体氧化造成的同位素分馏。
白云金矿黄铁矿LA mapping和原位硫同位素分析表明,Au主要来源于岩浆热液,其精细成矿过程如下。在区域变质作用中,白云金矿床大石桥组和盖县组发生褶皱。该过程中形成变质黄铁矿Py0。在热液期第一阶段,上升的还原性岩浆流体与氧化的大气水混合,产生氧化性流体,并导致Py1沉淀。热液期第二阶段,Py2沉淀,同时使Py1发育富集Au, Ag, As, Pb等元素的裂隙(图3)。
图1 白云金矿床Py1微量元素谱图
图2 白云金矿床Py2微量元素谱图
图3 白云金矿床精细成矿过程示意图
以上研究成果发表在国际期刊Ore Geology Reviews. 本研究受国家重点研发计划“华北克拉通成矿系统的深部过程与成矿机理”项目(2016YFC0600108)和岩石圈演化国家重点实验室(S201605)资助。
更多详情请参考:
Sun, G., Zeng, Q., Zhou, L., Wang, Y., Chen, P., 2020. Trace element contents and in situ sulfur isotope analyses of pyrite in the Baiyun gold deposit, NE China: Implication for the genesis of intrusion-related gold deposits. Ore Geology Reviews 118, 103330.