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中國卡林型金礦成礦理論研究取得重要進展

發布時間:2019-05-24

卡林型金礦是一種以沉積巖為主要容礦巖石,金顆粒極細(納米級)或不可見(固溶體)的形式賦存在含砷黃鐵礦和毒砂之中,與AsSbHgTl等元素密切共生的特殊金礦類型,主要集中分布在美國內華達州和我國滇黔桂地區的右江盆地。卡林型金礦成礦理論研究一直是國內外研究的熱點和難點問題。

應美國經濟地質學家學會(SEG)邀請,中國科學院地球化學研究所礦床地球化學國家重點實驗室蘇文超研究員和夏勇研究員的研究小組,分別與美國地質調查局Albert H. Hofstra教授和內華達州大學拉斯維加斯分校Jean S. Cline教授合作,在國際著名刊物Reviews in Economic Geology上分別發表了“中國西南部滇黔桂地區卡林型金礦床”綜述論文和“中國有卡林型金礦嗎?貴州與內華達州卡林型金礦對比研究”論文。

蘇文超研究員小組從區域地質背景、典型礦床地質地球化學特征、成礦時代、成礦流體與成礦機制以及中美卡林型金礦對比等7個方面,系統總結了二十年來滇黔桂地區右江盆地卡林型金礦成礦理論研究的最新進展。研究發現右江盆地卡林型金礦成礦有兩期,即印支期(232-212 Ma)和燕山期(148-134 Ma)。印支期成礦主要發生在右江斷裂以南(包括越南北部);而大型-超大卡林型金礦成礦作用則發生在燕山期,集中分布在右江斷裂以北、紫云-婭都斷裂以南。同時發現兩期成礦作用在熱液蝕變、流體包裹體類型、單個流體包裹體成分的Au/As比值、含金硫化物礦物學以及硫同位素組成等眾多方面存在顯著差別,而成礦流體來源及其成礦過程則具有相似性。基于三十年的野外地質觀察和室內研究,研究組認為右江盆地卡林型金礦產于前陸盆地,不同于美國卡林型金礦的弧后盆地;成礦作用與古特提斯洋的關閉、碰撞造山及其伸展的地球動力學背景有關;成礦流體主要為變質流體,而不同于美國卡林型金礦巖漿熱液來源;變質流體交代含Fe碳酸鹽巖地層(去碳酸鹽化),Fe的硫化物化過程導致金的沉淀富集和白云石的形成;成礦深度介于美國卡林型金礦和造山帶型金礦之間,提出右江盆地卡林型金礦為卡林型金礦與造山型金礦的過渡類型,構建了卡林型金礦的變質流體模型。這一新認識改變了卡林型金礦成因美國式“巖漿-熱液”單一模型,將拓展尋找卡林型金礦的區域。

夏勇研究員小組的謝卓君副研究員利用SEMEPMALA-ICP-MS等分析技術,對美國內華達州GetchellCortez Hills與貴州水銀洞、錦豐(爛泥溝)卡林型金礦床熱液蝕變、含金硫化物礦物學與地球化學等進行了系統對比研究,發現(1)貴州卡林型金礦含砷黃鐵礦比美國卡林型金礦含砷黃鐵礦的自形程度高,美國卡林型金礦含砷黃鐵礦更加富集AuAsSbHgTl等元素;(2)貴州卡林型金礦圍巖熱液蝕變除了去碳酸鹽巖化、硫化物化、硅化等之外,還發育大量的白云石化,類似于造山型金礦,而不同于美國卡林型金礦的熱液蝕變;(3)美國卡林型金礦成礦流體具有酸性(巖漿-熱液),而貴州卡林型金礦成礦流體pH為近中性(富含CO2變質流體),從而導致去碳酸鹽化和硫化物化程度的顯著差異。綜上作者提出貴州卡林型金礦在成礦溫度、壓力、化學性質上介于卡林型金礦與造山型金礦之間,為卡林型金礦與造山型金礦的過渡類型。

上述研究成果已發表在國際著名地學刊物Reviews in Economic Geology專刊“Diversity of Carlin-style gold deposits”上。

(1) Wenchao Su*, Wendou Dong, Xingchun Zhang, Nengping Shen, Ruizhong Hu, Albert H. Hofstra, Lianzheng Chen, Yong Xia, and Keyou Yang, Carlin-type gold deposits in the Dian-Qian-Gui “Golden Triangle” of Southwest China, Reviews in Economic Geology, 2018, v. 20: 157-185. 

(2) Zhuojun Xie, Yong Xia*, Jean S. Cline, Alan Koenig, Dongtian Wei, Qinping Tan, and Zepeng Wang, Are there Carlin-type gold deposits in China? A comparison of the Guizhou, China, deposits with Nevada, USA, Deposits, Reviews in Economic Geology, v. 20: 187-233. 

本研究得到國家“973”、國家自然科學基金等項目資助。

(礦床室 蘇文超研究員、夏勇課題組/供稿)

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