热液成矿体系Ag-Sb同位素分馏机制及应用研究：以扎西康矿床为例

One of the fundamental questions associated with ore deposits is to understand where metals originated and how these systems became endowed with the metal budget they possess, the research indicate that the transition metal isotopes (e.g., Fe-Cu-Zn) can directly and effectively trace the metal source and restore the ore-forming process. However, the study of Ag-Sb isotopes is still nascent. This research takes a case study of the only super large deposit in the North Himalayan Metallogenic Belt--Zhaxikang deposit to investigate the Ag-Sb isotopic fractionation mechanism in hydrothermal mineralization system and its application. This deposit experienced three eposides of mineralization that is closely related to three main regional mineralization events. We plan to analyze the Ag-Sb isotopes for sulfides collected from different spatial locations and stages during the later two eposides of mineralization, and the physicochemical condition is constrained by previous geological, elemental and isotopic evidence, to further ascertain the Ag-Sb isotopic fractionation mechanism and trace the metal source. Meanwhile, combing with the Fe-Zn-Cd isotopic data of the first eposide of mineralization, we can establish the spatiotemporal evolution system of ore-forming elements, inverte the spatiotemporal evolution pattern of ore-forming fluids and restore a completed metallogenic process for three eposides of mineralziaton. Overall, this research can provide theoretical foundation for further exploration arrangement in Zhaxikang mining area, summarizing polymetallic metallogenic regularity and regional ore prediction in the North Himalayan Metallogenic Belt.

金属来源及其成矿过程是金属矿床研究中的一个基本核心问题，研究表明过渡金属稳定同位素（例如Fe-Cu-Zn等）可以直接有效地示踪金属源区，还原成矿过程。然而，Ag-Sb同位素的研究尚处于起步阶段。本研究拟以北喜马拉雅成矿带唯一的超大型矿床--扎西康矿床为例，研究Ag-Sb同位素在热液成矿体系中的分馏机制及其应用。该矿床经历三期成矿作用，与区域内三期重大成矿事件密切相关。本次研究拟采集不同空间位置、后两期成矿作用不同成矿阶段的硫化物样品进行Ag-Sb同位素分析，利用前期地质、元素、同位素证据，约束成矿物化条件，进而查明Ag-Sb同位素分馏机制、示踪金属来源。同时，结合第一期成矿作用Fe-Zn-Cd同位素数据，建立成矿元素时空演化体系，反演成矿流体时空演化模式，还原三期成矿作用完整的成矿过程。本研究可以为扎西康矿区下一步勘查工作部署、总结北喜马拉雅地区多金属成矿规律及区域找矿预测提供理论依据。

利用金属稳定同位素对热液成矿体系中关键的成矿过程/成矿机制进行制约具有明显的优越性。然而，控制Ag-Sb同位素在热液成矿体系中同位素分馏的关键因素仍不清楚。此外，如何将金属稳定同位素研究应用于找矿勘查仍未解决。针对上述科学问题，本项目选择我国西藏地区北喜马拉雅成矿带扎西康锑铅锌银超大型矿床为研究对象，系统选取了不同空间位置和成矿期次阶段的硫化物样品开展了Ag-Sb-Fe-Cu同位素研究，取得的新认识如下：.1、金属稳定同位素数据可以从三方面加以利用。首先，地表的植物、水、风化的岩石以及土壤中产生的较大的同位素分馏可以作为地下矿产勘查的指示标志；第二，矿区范围内金属稳定同位素往往具有系统的空间变化规律，可以指示成矿热液空间演化模式和矿体延伸方向；第三，金属元素作为成矿元素，其同位素可以直接有效地约束矿石的形成过程、成因以及源区特征。.2、发现了迄今为止最轻和最重的Ag同位素组成，以及最大的Ag同位素变化范围（δ109AgNIST 978 Ag: –3.65‰ ~ 6.07‰），并证实了热液成矿体系中Ag同位素气-液-固三相分离分馏机制的存在。.3、利用多元金属稳定同位素联合研究（Sb-Fe-Cu），证实了热液成矿体系普遍存在的氧化还原反应是Sb同位素分馏的主要控制因素。.4、在扎西康矿床中，发现Ag-Sb同位素具有系统的时空变化趋势，沿着矿体倾向同位素值逐渐升高或降低，指示成矿热液的运移方向和矿体延伸方向。.5、利用同位素分馏模型，预测扎西康矿床深部仍有较大成矿潜力。