紫金山高硫型铜金矿床氧化带次生富集金成矿年代学研究

Supergene enrichment is responsible for supply of diverse metals and clues about paleoclimate, tectonic and geomorphology. Despite the importance of supergene processes, little is known of how and when major deposits form in China. The Zijinshan high-sulfidation Cu-Au deposit has a thick (400 m) oxidation zone, which hosts a world-class giant gold deposit (167 t). This project aims to determine the timing of the secondary mineralisation using the emerging techniques of (U-Th)/He (hematite and limonite) and 40Ar/39Ar (jarosite and alunite). The work will include a systematic study of mineral composition and distribution within the oxidation zone in order to determine the paragenetic history of supergene mineralization. Particular effort will be made to identify mineralisation associated with Cu and Au enrichment. Mineral samples will be selected for chronology determinations in order to reveal the timing, duration and rate (continuous or periodic) of supergene enrichment. This data will be used to test the relative importance of tectonic (e.g exhumation) and climatic processes for generating giant secondary mineralization bodies. The results will provide a theoretical basis for guiding exploration for supergene mineral resources.

表生矿床是铜、金等多种金属的重要来源，也是古气候、构造运动和地貌演化的重要载体，具有重要的经济和地质意义。但是由于缺乏适合常规定年方法的次生矿物，表生矿床的直接和精确定年研究一直比较薄弱。福建紫金山高硫型铜金矿床发育巨厚的氧化带（垂直厚度400多米），且赋存了世界级超大型金矿床（167吨），但金矿发生次生富集作用的时间和演化过程等问题尚未解决。本项目拟以福建紫金山高硫型铜金矿床氧化带次生富集金矿床为研究对象，在系统的矿物学研究基础上，利用近年发展起来的表生矿物定年方法开展褐铁矿、赤铁矿（U-Th）/He定年和黄钾铁矾、明矾石等含钾矿物激光40Ar/39Ar定年，试图揭示氧化带金次生富集作用的时间及过程（持续的或周期性的），探讨该地区构造演化、地壳抬升、剥蚀历史以及古气候演化等，揭示次生富集金的形成和保存条件，以期深化对成矿理论和矿床分布规律的认识，为指导科学找矿勘查工作提供理论依据。

表生矿床是铜、金等多种金属的重要来源，也是古气候、构造运动和地貌演化的重要载体，具有重要的经济和地质意义。但是由于缺乏适合常规定年方法的次生矿物，表生矿床的直接和精确定年研究一直比较薄弱。福建紫金山高硫型铜金矿床发育巨厚的氧化带（垂直厚度400多米），且赋存了世界级超大型金矿床（167吨），但金矿发生次生富集作用的时间和演化过程等问题尚未解决。本项目以福建紫金山高硫型铜金矿床氧化带次生富集金矿床为研究对象，系统的研究了氧化带的矿物组成、共生关系、期次及分别规律等。在此基础上，利用近年发展起来的表生矿物定年方法开展褐铁矿、赤铁矿（U-Th）/He定年。结果显示，氧化带脉石矿物主要有次生石英，少量地开石、绢云母和明矾石。金属矿物主要为褐铁矿、针铁矿、微量黄钾铁矾，少量氧化残余的硫化物（黄铁矿、蓝辉铜矿、铜蓝等）。矿石中存在一定数量的自然金，此外矿石中偶见金红石、重晶石、方铅矿、锆石、自然铜、独居石、钍铀矿、磷钇矿等微量矿物。自然金主要与褐铁矿密切共生，粒径多以亚微米级为主，形状有粒状、片状、树枝状和不规则状等，多产出于矿物内部空隙、裂隙以及边缘特殊地带，这对后期堆浸提取自然金起到关键作用。褐铁矿为主要的载金矿物，以针铁矿为主，并含有少量的水针铁矿、赤铁矿和石英，主要呈针状、网脉状、鲕状和粒状等。我们对658m标高的两个褐铁矿样品进行了（U-Th）/He定年，获得1.01±0.04 Ma和0.92±0.03Ma的年龄，表明在1Ma左右，该区气候湿润，矿床已抬升至潜水面附近，发生了氧化淋滤作用。但由于样品所限并没有限定氧化作用开始的时间及含钾矿物Ar-Ar年龄。但在本单位热年代学实验室建立了磷灰石（U-Th）/He定年方法。