利用纳米原位微区技术揭示卡林型金矿不可见金生长过程探索研究

Sulfur is the most abundant introduced element in Carlin-type deposits, and knowledge of its isotopic composition should help discriminate among these genetic models and improve our understanding of processes that form such large-scale geochemical anomalies in the upper crust. Studies of gold-bearing hydrothermal systems typically use proxies such as fluid inclusions in, or isotopic analyses of, gangue minerals to determine the origin of the fluids in order to infer the source of gold or other metals. However, host minerals for invisible gold are commonly very fine grained, even cover the physical-chemical conditions which can reveal genetic information, such as the growth details of gold-bearing annulus pyrite. Here we use submicron-scale secondary ionizing mass spectrometry (nanoSIMS) to determine the distribution of Au, As, Cu, Sb, Co, Ni and S isotopes (34S/32S) in gold-bearing pyrite from Jiya gold deposit in Guangxi, in order to reveal the migration and accumulation of gold in groth of pyrite and other sulfides, and enrich metallogenic theory of Carlin-type gold deposit.

硫是卡林型金矿床中最丰富的元素之一，分析硫化物矿物的微量元素和硫同位素组成，将有助于建立矿床的成因模型及认识地壳中金大规模聚集的过程。传统的研究常借助于脉石矿物的流体包裹体和同位素来分析流体演化，以揭示金和其它金属的来源，但是卡林型金矿中金常以不可见的形式出现，颗粒非常细小，常规技术手段常掩盖了金富集的成因信息，例如含金环带黄铁矿的生长细节，而环带则表明其生长过程中，流体中元素发生了显著变化。通过纳米离子探针（Nano SIMS）分析广西金牙金矿中黄铁矿等硫化物的Au、As、Cu、Sb、Co、Ni含量和硫同位素组成，尤其是环带含金黄铁矿，以期揭示黄铁矿等硫化物生长过程中金的迁移与富集机制，丰富卡林型金矿的成矿理论。

本项目以桂西北金牙金矿床中的含金黄铁矿为研究对象，试图查明黄铁矿生长过程中隐含的金迁移与富集规律，尤其是环带含金黄铁矿的生长细节，记录了流体中元素的变化。通过使用高精度扫描电镜、激光烧蚀-电感耦合等离子体质谱和二次离子质谱仪，分析黄铁矿原位微区微量元素与硫同位素组成，并结合流体包裹体数据，以期揭示黄铁矿等硫化物生长过程中金的迁移与富集机制，丰富卡林型金矿的成矿理论。.1.利用高精度扫描电镜厘定了金牙金矿中含金黄铁矿的类型，并将含砷环带黄铁矿划分为三个阶段，暗色核部（Py1）、浅色中部（Py2）和暗色边部（Py3），通过激光烧蚀-电感耦合等离子体质谱（LA-ICPMS）的微区成分分析，Cu、As和Au在环带黄铁矿中的含量由Py2→Py3→Py1呈递减的规律，Co/Ni比值均小于1，但微量元素总体上变化趋势相似，表明成矿流体来自于沉积地层。.2.通过二次离子质谱仪（SIMS）开展原位微区硫同位素分析，δ34S值在-8.54‰~-4.05‰之间，表明各阶段硫及成矿流体均来自地层，同时不同程度的混入大气降水（Py1=3%；Py2=32%；Py3=23%）。.3.盆地内部的成矿流体交代富铁白云质岩石，形成核部含金黄铁矿（Py1）；此时断裂处于开放状态，大气降水持续混入，金、砷等成矿物质由于温度降低大量卸载，大气降水混入较多时，则形成富砷、金的浅色环带（Py2），大气降水混合较少时，则形成相对贫砷、金的深色边缘（Py3）。