贵州卡林型金矿成矿期白云石的地球化学特征及其对金成矿的制约—以水银洞金矿床为例

Southwest Guizhou contains a number of Carlin-type gold deposits, and is an important gold resource region in China. Compared with Nevada Carlin-type gold deposits, the Guizhou deposits are characterized by abundant disseminated ore-stage dolomite in ore. The geochemical features and formation conditions of ore-stage dolomite can provide insights into the formation of the gold deposits. In this study, we take the Shuiyindong gold deposit as an example, and analyze the in-situ morphology, major and trace elements, and carbon-oxygen isotopes compositions of the disseminated ore-stage dolomite synthetically using the Staining Technique, SEM, EPMA, and LA-ICP-MS. We attempt to precisely determine the geochemical characteristics of ore-stage dolomite, reveal its formation mechanism, and uncover the detailed ore-forming process. Achievements attained in this study will not only provide constraints on the genesis of the Carlin-type gold deposits, especially the Guizhou Carlin-type gold deposits, but also provide constraints on the key factors which controls the differences between the Nevada and Guizhou Carlin-type gold deposits.

贵州西南部分布一系列卡林型金矿，是我国重要的金资源地。与美国内华达卡林型金矿相比，贵州卡林型金矿一个显著的差异就是矿石中含有大量浸染状成矿期白云石（内华达卡林型金矿未见成矿期白云石）。成矿期蚀变矿物-白云石的地球化学特征和形成条件在一定程度上能反映金矿的地球化学特征和成矿环境。本项目拟以典型矿床—水银洞金矿为例，利用碳酸盐矿物染色法、SEM、EPMA、和LA-ICP-MS等方法和技术对浸染状成矿期白云石（兼顾其它碳酸盐矿物和载金矿物）开展精细的“原位-微区”形貌-主微量元素-碳氧同位素分析，来确定成矿期白云石的地球化学特征及其形成机制，进而反推贵州卡林金矿的精细成矿过程。研究成果对于揭示贵州卡林型金矿的成因，以及查明贵州卡林型金矿与内华达卡林型金矿之间差异性的关键控制因素具有重要制约作用。

卡林型金矿主要分布在美国内华达州和我国滇黔桂地区。与美国内华达卡林型金矿相比，我国卡林型金矿一个显著的特征就是矿石中含有大量浸染状成矿期白云石。本研究以贵州水银洞金矿代表，围绕“成矿期白云石的地球化学特征和形成机制”和“成矿期白云石的形成过程对卡林型金矿成矿过程的制约”两个科学问题，开展了3方面研究：.（1）碳酸盐矿物的种类及特征研究。.确定了水银洞金矿围岩中主要碳酸盐矿物为方解石，铁-白云石，铁-方解石，而矿石中则主要为白云石。全岩δ13C值为：-5.57—+2.43‰，δ18O值为：20.42—24.69‰，δ26Mg值为：-3.49—+0.01‰。δ13C值与卡林成矿元素（Au, As, Sb, Hg, Tl）含量具有反相关性，δ26Mg值与卡林成矿元素含量具有一定的正相关性，表明成矿流体具有深部岩浆热液来源特征。.（2）与白云石共生的载金黄铁矿特征研究。.鉴别了5类黄铁矿（4类成矿前黄铁矿和1类成矿期黄铁矿），其中第二类成矿前黄铁矿和成矿期黄铁矿分布最广泛。水银洞和锦丰金矿第二类成矿前黄铁矿δ34S值分别为-0.8—+3.4‰和5.1—10.5‰，成矿期黄铁矿δ34S值分别为3.3—2.5‰和8.9—11.2‰。综合区域上同类型矿床分析，除了锦丰金矿，其它金矿均具有相似的δ34S值，主要为~-5—+5‰，显示成矿流体具有深部岩浆热液特征。.（3）成矿期白云石的形成过程及对金成矿的指示作用研究。.结合岩相观察和地球化学分析，表明成矿期白云石具有两种形成过程。（a）成矿流体与Fe-白云石发生水-岩反应，导致Fe-白云石释放铁而形成白云石，释放的Fe与流体中的硫结合形成载金黄铁矿和少量毒砂。（b）成矿流体带入Mg，与方解石结合而形成白云石。.成矿期白云石两种形成过程的厘定，（1）揭示了金矿化过程与成矿期白云石形成过程的关系；（2）为利用C、Mg、S同位素组成数据制约滇黔桂地区卡林型金矿成因提供了关键支撑。