矿床地质杂志

矿床地质杂志2024年第4期

• 低熔点亲铜元素(LMCE)在金成矿中的作用及促进金富集的机理

  刘家军,王大钊,翟德高,高燊,郑波,王佳新,张斌,王冠智,王泽琳,汪林炜,翁国明

  低熔点亲铜元素(LMCE)，包含As、Sb、Bi、Hg、Pb、Se、Te、Tl、Sn等，在戈尔德斯密特(V·M·Goldschmidt)元素地球化学分类中均属于亲铜元素。它们具有亲铜性、电负性大、低熔点、半金属的特性。在金成矿过程中，这些元素与硫的亲和力强，多形成LMCE的硫化物、硫盐矿物、硒化物、碲化物和金属互化物，甚至形成LMCE与金的互化物和金的化合物。同时，它们在成矿流体中可以形成LMCE熔体，并对金矿床中Au的高效富集沉淀起到一种重要的桥梁作用。作者针对LMCE在金矿床中的赋存状态，总结了金矿床中LMCE富集金的特点，综合归纳了LMCE对金富集的成矿机理，认为在一些大型金矿床中，除了人们熟知的水-岩反应、硫化作用、流体沸腾、流体混合、有机成矿、岩浆脱气、叠加成矿等对热液金矿床的成矿起到重要作用外，流体-熔体分离、溶解-再沉淀、矿物重结晶、矿物表面吸附和元素替代等地质作用，也是LMCE在成矿过程中对金的富集重要机制。

• 郑明华矿（Zhengminghuaite）：黔西南卡林型金矿床中新矿物的发现及其成矿学意义

  顾雪祥,章永梅,范光,李婷,董树义,彭义伟,杨成富,李羚

  郑明华矿是最近在黔西南紫木凼卡林型金矿床中发现的一种硫盐类新矿物。文章在概述郑明华矿产出状态、物理性质、光学特征、化学组成和晶体结构基础上，侧重介绍该新矿物形成的地质背景、显微组构特征及与同型系列其他矿物的关系，并结合矿物共生组合特征，探讨其形成的物理化学条件。郑明华矿产于受断层破碎带控制的角砾状金矿石中，与其共生或伴生的矿物为成矿晚阶段石英、雄黄和方解石，以及少量至微量As-Sb-Hg-Tl的硫化物和硫盐。郑明华矿为不透明矿物，金属光泽，性脆易碎，无解理，莫氏硬度约为4；反射色为浅灰色，双反射和反射多色性不显至微弱，非均质性微弱，反射率为23%~29%（546 nm）；理想化学式为Cu6Fe3As4S12，三方晶系，空间群 R3，晶胞参数：a=13.5373(17) Å，c=9.2354(13) Å，V=1465.7(4) Å3（Z=3），属硫砷锌铜矿同型系列的新矿物。郑明华矿形成于成矿主阶段含金富砷黄铁矿、毒砂等Fe硫化物沉淀后的成矿晚阶段，但主要形成于雄黄等As硫化物大量沉淀前，在此期间成矿流体的硫逸度（f(S2)）升高了1~2个对数单位，温度降低了60~100℃。郑明华矿的发现及与其他热液矿物的共生组合关系，为揭示卡林型金矿床的成矿过程和成矿物理化学条件提供了重要信息。

• 中亚成矿域西部早二叠世金、镍重大成矿事件

  薛春纪,赵晓波,赵云,赵伟策,莫宣学,肖文交,马华东,朱炳玉,Nikolay Pak,Bakhtiar Nurtaev,邓军,侯增谦

  晚古生代是地球历史上一个重要时期，蕴含着潘吉亚超大陆、规模最大冰期、最严重的生物大灭绝以及巨量矿产资源形成的关键信息。地处欧亚大陆腹地的中亚成矿域是全球最大的显生宙大陆增生区，以晚古生代大规模成矿为显著特色，尤其早二叠世（270~290 Ma）在中亚成矿域西部天山及邻区巨量金、镍爆发性集中成矿作用，造就出世界第二大金成矿省，形成了超过10000 t金，造就出具有世界特色的造山带岩浆型镍矿集区，形成了包括8个大型-超大型矿床在内的东天山、额尔齐斯、北山3个重要镍矿床集中区，镍资源达250万t，是一次全球罕见的金-镍时间耦合重大成矿事件。文章基于最新研究成果，系统论述了中亚成矿域西部早二叠世金、镍大规模成矿的时空分布和基本地质特征，探讨了该重大成矿事件的区域动力学背景和可能成矿机制。研究认为，早二叠世金矿床产于天山古缝合带附近的脆/韧性构造变形带，构成独具特色的大陆变形带金成矿系统，已有成矿理论难以涵盖，含碳碎屑岩系、地块抬升导致的大规模区域变质作用、多来源的流体作用、多期构造活化富集、多种因素耦合叠加等，可能是大规模金成矿的关键条件；早二叠世镍矿床沿天山、北山、阿尔泰地区深大断裂附近的镁铁-超镁铁质岩体线性展布，是全球造山带镍成矿作用最强烈、发现矿床数量最多的地区，俯冲熔/流体的交代岩石圈地幔/软流圈发生高程度部分熔融、区域超壳深断裂为玄武质岩浆提供快速运移的通道、壳源物质加入触发硫化物熔离、硫化物与多幕脉动侵位的岩浆反应是造山带岩浆型镍大规模成矿的关键。整体上，中亚成矿域西部早二叠世金、镍重大成矿事件表现为“时间耦合、西金东镍”的时空格局，但大规模成矿的全球和区域动力学背景、金与镍富集机制及成矿响应机理还是未解之谜。

• 热液脉型萤石矿床隐伏矿体定位预测综合技术方法

  张寿庭,邹灏,方乙,曹华文,裴秋明,唐利,王亮,高永璋,张伟,徐旃章

  萤石是国家战略性新兴产业发展中不可或缺的关键支撑原材料，被国际社会普遍列为“关键矿产”，随着萤石露头矿的发现殆尽，急需开展隐伏矿体的深部定位预测研究。文章简要论述了断裂构造控制的热液脉型萤石矿床地质特征、分带模式和成矿规律，评述了萤石找矿中常用的勘查技术方法。结合找矿标志和控矿要素分析，总结了隐伏-半隐伏萤石矿体定位预测的找矿模型，提出了“分带型”和“掩埋型”两种类型隐伏萤石矿体及相应的找矿技术方法组合。笔者建立了隐伏萤石矿体定位预测的地质-物探-化探-遥感综合找矿模型及其四步勘查技术流程，这对指导隐伏萤石矿床（体）的找矿勘查具有重要的理论和实践意义。

• 山东蒙阴金刚石矿床地质大数据三维建模与成矿预测

  陈建平,周冠云,褚志远,赵婕

  大数据时代的到来，需要我们在大数据思维指导下进行三维地质建模工作。笔者以山东蒙阴西峪金刚石矿作为为研究对象，基于大数据发现技术与大数据挖掘技术实现了传统三维地质建模工作和信息技术的深度融合，结合可视化表达等技术方法充分提取了文本数据中西峪金刚石矿的成因模式信息与地球物理勘探标准信息；并在此指导下完成了地球物理信息的解译工作，以期降低地球物理信息多解性对三维地质建模干扰，提高三维地质建模的准确性。最后，结合对成因模式与地球物理勘探标准的深入认识，文章实现了蒙阴金刚石深部含矿性分析，并初步圈定了成矿远景区。

• 内蒙古敖汉地区中生代花岗质岩浆活动与金钼多金属成矿作用

  章永梅,顾雪祥,王新利,程慕利,姚诗悦,李来龙,柳江鹏

  内蒙古敖汉地区处于华北克拉通与兴蒙造山带的过渡区，是华北地台北缘一个重要的金钼多金属矿化集中区，近年来找矿成果丰硕。在对撰山子和金厂沟梁大型金矿、白土营子大型钨钼多金属矿以及近年新发现的八家大型锌银铅矿和腾克力钼矿的地质地球化学特征系统分析的基础上，文章探讨了矿床成因与区域构造岩浆演化，提出了本区金钼多金属成矿潜力与找矿方向。结果显示，敖汉地区金钼多金属成矿与印支期、燕山期花岗质岩浆侵位密切相关，成矿主要发生于三叠纪和晚侏罗世—早白垩世，具有多期多阶段性特征。印支期和燕山期成矿岩体总体均属于准铝质-弱过铝质高钾钙碱性系列花岗岩，表现为轻稀土富集的右倾配分特征，大离子亲石元素富集，高场强元素亏损，分别形成于古亚洲洋和古太平洋构造域影响下的伸展背景。金矿床成因类型主要为岩浆热液脉型，钼矿床成因类型主要为斑岩型，受构造-岩浆岩联合控制，印支期和燕山期中酸性岩浆岩及北西向-近南北向断裂是重要的找矿标志。撰山子金矿具有良好的斑岩-矽卡岩型金铜矿床找矿前景，金厂沟梁和撰山子金矿区及外围具有寻找浅成低温热液型金多金属矿床的潜力。借鉴白土营子钨钼多金属矿田和八家锌银铅矿床的找矿经验，应注重综合利用地质、地化、物探等手段在覆盖区寻找钨铅锌银多金属矿床。

• 内蒙古白音汉石英脉型黑钨矿床正长花岗岩成岩时代、地球化学特征及其地质意义

  王瑞良,汪洁,王昊,杨金中,曾庆栋,刘建明

  白音汉矿床是位于大兴安岭南段成矿带的石英脉型黑钨矿床。正长花岗岩是该矿床的主要围岩及成矿岩体，文章对该岩体进行了详细的锆石U-Pb年代学、主量元素、微量元素以及Hf同位素研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年法测得白音汉花岗岩的成岩年龄为(139.1±2.5) Ma，与辉钼矿的Re-Os等时线年龄相同(139.6±7.6) Ma，矿床的成岩成矿时代一致。岩相学和岩石地球化学研究表明花岗岩属于高分异A型花岗岩，具有高硅（w(SiO2)=75.70%~76.71%）、富碱（w(Na2O+K2O)=8.32%~8.92%）、弱过铝质特征(A/CNK为1.00~1.05)；稀土元素总量中等(ΣREE为214×10-6~347×10-6)，富集轻稀土元素(ΣLREE为129×10-6~219×10-6)，Eu强烈亏损(δEu=0.03~0.06)，稀土元素标准化配分曲线呈右倾；微量元素以富集Rb、Th、K，而亏损Nb、Ta、P、Ti元素为特征。正长花岗岩中锆石的微量元素特征与岩浆锆石的典型特征一致，表现为轻稀土元素强烈亏损（58×10-6~99×10-6），重稀土元素十分富集（859×10-6~2457×10-6）的特征，轻、重稀土元素比值LREE/HREE为0.03~0.07，平均值为0.05；具有明显Ce正异常（δCe=3.6~41）和弱Eu负异常（δEu=0.3~0.7）。锆石Hf的原位同位素分析表明，εHf(t)值集中在为2.4∼5.0，均为正值，变化范围很小。岩石的Hf同位素两阶段模式年龄也较为集中，TDM2为871~1042 Ma。白音汉钨矿与正长花岗岩的形成是早白垩世古太平洋板块后撤的环境中，区域伸展构造背景下软流圈上涌的响应。

• 东昆仑屈库勒克东金锑矿床地质特征、控矿构造及成因

  马小平,赵伟策,赵晓波,马福,韩宝成,朱伟,薛春纪,满荣浩,刘洋涛,陈子霂,李正辉,余亮,时浩

  新疆屈库勒克东矿床是东昆仑造山带西段新近发现的一座大型金锑矿床，大规模金锑矿化及相关热液蚀变产于F5断裂及相关构造破碎带内。矿体主要呈脉状赋存于上石炭统哈拉米兰河群浅变质碳质粉砂岩中，少量赋存于闪长质岩脉中。矿石矿物以黄铁矿、辉锑矿为主，其次为毒砂、黄铜矿、磁黄铁矿、自然金等，常见浸染状、脉状、细脉状、块状等矿石构造，矿化主要与硅化、绢云母化蚀变密切相关。构造几何学与运动学解析表明，控矿F5断裂为近东西走向、陡倾向北（340°~20°），倾角55°~85°，具有自北向南逆冲的运动学属性，形成于区域三叠纪碰撞造山晚/后期环境。根据野外地质证据并结合前人研究成果，笔者提出F5断裂严格控制了矿区金锑矿化带与高品位矿体的几何样式、空间展布和产出，其活动时代与金锑矿化也具有一致性，是金锑矿化的关键控矿因素；闪长质岩脉并非导致金锑矿化的直接因素，其在金锑富集与成矿过程中主要扮演了“催化剂”的角色。根据成矿地质特征、控矿构造及其对成矿的控制以及前人研究成果，笔者认为屈库勒克东金锑矿床很可能是断层控矿的造山型矿床。

• 南秦岭柞水-山阳矿集区金盆梁金矿床成因——来自流体包裹体及C-H-O-S-Pb同位素的制约

  葛战林,顾雪祥,章永梅,高永宝,郝迪,郑艳荣,刘明,王辉

  金盆梁是南秦岭柞水-山阳矿集区勘查的一处微细浸染型金矿床，矿床成因与成矿机制尚不清楚。矿体产于上泥盆统桐峪寺组粉砂质板岩和钙质板岩中，以浸染状、脉状金锑矿化为主，成矿过程可划分为3个阶段：毒砂-黄铁矿-硅化阶段（Ⅰ）、石英-辉锑矿-白铁矿±锑氧化物阶段（Ⅱ）和方解石-石英阶段（Ⅲ）。流体包裹体及C-H-O-S-Pb同位素研究结果显示，Ⅱ阶段主要为金锑矿化，以H2O-NaCl两相包裹体占绝对优势，成矿流体属于中温（200~290℃）、低盐度（w(NaCleq)为0~6.0%）、低密度（0.64~0.99 g/cm3）的H2O-NaCl±CO2体系，以循环大气降水为主。无矿化的Ⅲ阶段主要发育H2O-NaCl两相包裹体，含少量CO2-H2O-NaCl±CH4、纯CO2±CH4及含子晶多相包裹体，流体以中低温（140~280℃）、低盐度（w(NaCleq)为2.0%~8.0%）、低密度（0.68~1.02 g/cm3）的富CO2-H2O-NaCl±CH4体系为主，或存在少量高温、高盐度、高密度H2O-NaCl体系的岩浆热液混入。硫化物δ34S值为较大负值（−12.50‰~−10.20‰），Pb同位素组成具上地壳源铅特征，成矿物质主要来源于围岩地层。综合研究表明，金盆梁金矿的成因类型属于卡林型金矿，水-岩反应（围岩硫化作用）是金富集沉淀的主要机制。

• 胶东焦家金矿带招贤金矿床的原位黄铁矿热电性特征及找矿指示意义

  吴金检,曾庆栋,张文,代清龙,李文,柏瑞,范宏瑞,张哲铭,李兴辉,俞炳,刘建明

  胶东金矿集区是中国最大的黄金产地，焦家金矿带是重要的成矿亚带之一，产出了一系列超大型、大型金矿床，资源量占整个胶东地区的1/4，招贤金矿床为焦家带深部的大型金矿床。对招贤金矿床深部成矿潜力的评价可为焦家金矿带乃至胶东地区的金矿床深部找矿预测提供科学依据。文章选取了招贤金矿床3个钻孔6个不同标高的矿石样品，进行了详细的矿物学、成矿元素以及黄铁矿热电性特征研究。通过扫描电镜及半定量成分分析，鉴别了银金矿是主要的金矿物，常以包体的形式赋存于黄铁矿中或其裂隙中。金矿床围岩蚀变分带明显，显示了较强的矿化作用，其矿物共生组合和多阶段的成矿特征与胶东其他超大型金矿床相似。通过Au等成矿元素分析，笔者认为Au及其相关性高的元素具有规律性的垂向变化特征，元素沉淀具有垂向间断性。利用原位黄铁矿热电性测试方法，精准测定了黄铁矿热电性参数，并通过热电系数离散程度、热电性导型、形成温度、延伸指数等计算分析，综合讨论了金矿床成矿潜力，认为招贤金矿床及焦家金成矿带的深部具有较好的找矿前景。

• 塞尔维亚Čukaru Peki铜金矿床的热液绿帘石类型和成分及其找矿意义

  陈安顺,单思齐,谢桂青,刘文元,张安顺,毛景文,饶东平,陈思源,黄伟山

  Čukaru Peki铜金矿床位于特提斯成矿域西部塞尔维亚Timok矿集区，是近几年新发现的超大型斑岩-浅成低温热液型铜金矿床。该矿床主要产于晚白垩世角闪斜长安山岩中，具有明显的蚀变分带特征，是研究蚀变矿物勘查指标体系的理想对象。笔者结合钻孔编录信息，利用显微镜、电子探针和LA-ICP-MS分析技术，对该矿床中的绿帘石进行矿物化学成分分析。根据产状可将绿帘石划分为2类，分别为赋存于绢英岩化带中的绿帘石（Ⅰ型绿帘石）和赋存于青磐岩化带中的绿帘石（Ⅱ型绿帘石）。电子探针分析结果表明，2类绿帘石中的n（Al）与n（Fe）、n（Ca）与n（Mn）均呈现负相关关系，n（Al）、n（Fe）、w（Mn）存在明显的差异，Ⅰ型绿帘石贫Fe、Mn，富Al元素，具有相对较低的XFe值，Ⅱ型绿帘石与之相反，富Fe、Mn，贫Al元素，具有相对较高的XFe值。结合矿相学特征，文章提出Ⅰ型绿帘石由斜长石蚀变而成，Ⅱ型绿帘石由角闪石蚀变而成，暗示绿帘石的主量元素变化受蚀变前的矿物控制。LA-ICP-MS分析测试结果表明，青磐岩化带中由深部至浅部Ⅱ型绿帘石的w（Pb）、w（Sb）、w（Ba）显示升高的趋势，浅部绿帘石具有较低的w（Mo）；Ⅱ型绿帘石中的w（Mn）、n（Al）和w（Mg）随着深度的增加呈现出先升高后降低的变化趋势，w（As）、n（Fe）和n（Ca）呈现出相反的空间变化趋势。由于绿帘石的微量元素找矿指标变化受温度等物理化学条件的影响，根据 Čukaru Peki铜金矿床绿帘石中的w（Mg）、w（Pb）、w（Sb）、w（Ba）、w（Mo）、w（Mn）、w（As）的空间变化规律，笔者推测该斑岩型矿床热液中心在Mn元素晕之下1~2 km处。笔者研究发现Ⅱ型绿帘石中的主量元素n（Al）和XFe与w（Mn）微量元素呈现类似的变化趋势，n（Ca）和n（Fe）与w（Mn）呈现相反的变化趋势，故Ⅱ型绿帘石中的n（Al）、XFe、n（Ca）和n（Fe）元素可以作为找矿勘查的新指标。

• 沉积黄铁矿微量元素和硫同位素组成对黄金洞金矿床的成因约束

  孟亚群,李伟,毛景文,吴圣刚,陈孝刚,阴芳圆

  黄金洞大型金矿床位于江南造山带湘东北矿集区，矿体主要赋存于沉积黄铁矿发育的新元古代冷家溪群板岩中，含金石英脉为主要的矿化类型。为进一步约束成矿系统中金和硫的来源，揭示赋矿围岩对成矿贡献，深化矿床成因认识，文章以赋矿围岩冷家溪群板岩为研究对象，对其沉积黄铁矿进行了系统的岩相学、电子探针显微结构、激光剥蚀等离子质谱（LA-ICP-MS）原位微量元素和硫同位素分析。研究结果显示，冷家溪群板岩中的沉积黄铁矿主要呈团块状集合体，单个颗粒多为几百~几千微米。微量元素分析结果表明，沉积黄铁矿w(As)变化范围介于796×10-6~10 667×10-6，不可见w(Au)多低于1.0×10-6。沉积黄铁矿的原位δ34S值主要介于-10.7‰~-4.7‰，与矿石中的热液黄铁矿（δ34S=-14.2‰~-0.5‰）具有一定相似性。以上分析结果暗示，沉积黄铁矿提供成矿系统中的金的可能性不大，推测黄金洞金矿床Au主要来自深部过程。成矿流体在与围岩相互作用过程中，沉积成因硫加入成矿系统，为解释热液成因黄铁矿硫同位素组成特征提供关键证据。