西南低温成矿域锑、金矿床中方解石的中重稀土富集机理及指示意义

The "low-temperature metallogenic domain in southwestern China" is a word-famous Sb, Au, Hg, As, Tl epithermal ore district. Calcites in this region are special for their unique REE characteristics. Which are characterized by MREE- and HREE-enriched in the antimony deposits, and MREE-enriched in the carlin-type gold deposits. On the other hand, they are LREE-enriched in the mercury deposits. Recently, many scholars have successfully attempted to study about geochronology (Sm-Nd dating) and prospecting, utilyzing the characteristics of MREE- and HREE-rich in calcites. While the key scientific problems about the distribution of the calcites and the mechanism of MREE- and HREE-rich in calcites have not been realized enough. In this project, calcites from the representative ore deposits (Xikuangshan and Banian antimony deposits, Shuiyindong gold deposit etc) has been selected as the main research object. We intend to use ICP-MS, ICP-AES for major and trace element analyses, use EPMA, TEM for microanalyses, and combine sequential extraction experiments, stibnite inclusions LA-ICP-MS analysis and other analytical methods. It is aim to clarify the mechanisms of calcite enrichment of HREE and MREE, and provide theoretical basis for the study of ore-forming time (Sm-Nd dating) and prospecting. And then explore fluid evolution, symbiosis and differentiation of ore-forming elements in low-temperature metallogenic domain in SW China.

中国西南低温成矿域是世界著名的Sb、Au、Hg、As、Tl等低温矿集区。区内发育有独具特色稀土特征的方解石，包括锑矿床中方解石为中重稀土富集型，卡林型金矿中方解石为中稀土富集型，汞矿床中方解石则为轻稀土富集型。近年来，不少学者利用方解石中、重稀土元素富集的特点，成功进行了成矿时代（Sm-Nd定年）、找矿勘查等研究。然而，关于中、重稀土元素富集型方解石的分布特征、中、重稀土元素富集机理等问题还没有得到足够的重视和研究。本项目拟选取区内典型矿床（锡矿山、巴年锑矿床，水银洞金矿床等）中方解石作为主要研究对象，利用ICP-MS, ICP-AES、EPMA、TEM等进行主微量元素分析和微区分析，并结合顺序提取实验、辉锑矿单个包裹体LA-ICP-MS成分分析等手段，以期阐明方解石富集中、重稀土元素的机理，为方解石Sm-Nd定年、找矿勘查研究提供理论依据，进而探讨西南低温成矿域流体演化及共生分异机制。

中国西南低温成矿域是世界著名的Sb、Au、Hg、As、Tl等低温矿集区。区内发育有独具特色稀土特征的方解石，包括锑矿床中方解石为中重稀土元素富集型，卡林型金矿中方解石多为中稀土元素富集型，汞矿床中方解石则为轻稀土富集型。近年来，不少学者利用方解石中、重稀土元素富集的特点，成功进行了Sm-Nd年代学、找矿勘查等研究。然而，关于中、重稀土元素富集型方解石的分布特征，中、重稀土元素富集机理等问题还没有得到足够的重视和研究。本项目选取板其卡林型金矿床和木利锑矿床两个典型矿床中的方解石作为重点研究对象，利用ICP-MS、ICP-AES进行REE、Fe、Mn等主微量元素分析，利用TEM进行微区分析，并结合顺序提取实验、C、O同位素分析等手段，对方解石富集中、重稀土元素的机理进行深入研究。结果显示，无论是卡林型金矿床还是锑矿床，成矿期方解石普遍具有中、重稀土元素富集的特征。板其金矿床方解石可分为成矿前、主成矿期、成矿晚期、成矿期后四种类型，各类型方解石无论是野外产状、物性标型还是微量元素地球化学特征均各不一致。其中成矿前方解石最富集轻稀土元素（LREE/HREE=1.96–3.03）；主成矿期方解石最富集重稀土元素（LREE/HREE=0.11–0.23）；成矿晚期方解石与主成矿期方解石相似，具有重稀土元素富集（LREE/HREE=0.26–0.86）特征；成矿期后方解石具有轻稀土元素富集（LREE/HREE=1.83–2.34）特征。木利锑矿床方解石可分为成矿期和非成矿期，其中成矿期方解石为重稀土富集型（LREE/HREE=0.38–1.01），非成矿期方解石则为轻稀土富集型（LREE/HREE=3.22–9.01）。此外，无论是卡林型金矿床还是锑矿床，成矿期方解石Fe、Mn含量要明显高于非成矿期方解石，透射电镜分析发现成矿期方解石中含有大量Fe、Mn纳米微粒，而且方解石Fe+Mn含量与LREE/HREE比值均具有明显负相关关系，说明方解石富集重稀土元素与其所含的Fe、Mn纳米微粒有关。由于成矿期方解石与非成矿期方解石具有明显不同的稀土特征以及Fe、Mn元素特征，加之锑、金矿床中普遍发育方解石，所以可以利用这一特征进行找矿勘查。