海南抱伦金矿床形成机制的研究

The Baolun deposit is the largest gold deposit in Hainan Island, which is characterized by high-grade, bismuth-rich and native gold in the deposit. However, the genesis of the formation of this gold deposit is still under controversy. Luckily, our new discovery and observation of Bi-melt and Au-Bi alloy provide a new opportunity to decipher the genesis of the Baolun large gold deposit. In this proposal, we focus on the mineralogy, element and isotope geochemistry, geochronology, and ore deposit geology to reveal the formation of the Baolun gold deposit. Re-Os geochronology of molybdenite can be used to constrain the age of gold mineralization. Multiple isotopes, including S, Mo and He, can be used to constrain the source of ore-forming materials and fluids. CL imagining and microthermometry of auriferous quartz can be used to constrain and reveal the nature and evolution of ore-forming fluids. High precious in-situ analyses on Bi melt, Au-Bi alloy and associated minerals can be used to constrain the geochemical behaviors of Bi in melt/fluid and the influence of Bi on Au transferring and enrichment. Accordingly, the formation of the Baolun large gold deposit could be well-constrained by the implementing of this research proposal, and it is also significant to the regional Au exploration in the Baolun area and its vicinity.

抱伦金矿是海南省目前发现的最大金矿床，且明显富铋，也是一个典型的富铋石英脉型金矿床，以矿石品位高和自然金的产出为主要特征，对其形成机制仍存在较大争议。申请者通过前期研究，在主成矿阶段发现了自然界罕见的铋熔体和金-铋合金，为该矿床的成因机制研究提供了一个新的契机。本项目拟以该矿床为对象，通过系统的矿床学、矿物学、元素和同位素地球化学及同位素年代学综合，探究其形成机制。通过辉钼矿Re-Os定年，确定矿床的形成时代；通过多种同位素（原位硫、钼和稀有气体同位素等）联合示踪限定成矿物质和成矿流体来源；通过阴极发光与流体包裹体显微测温相结合的方法，限定不同成矿阶段流体的组成和物理化学条件，进而刻画成矿流体的演化；通过铋熔体和含铋矿物及共生矿物原位物质组成的精确分析，揭示成矿过程铋的地球化学行为，探究铋熔体和金-铋合金对金迁移和富集的制约，进而揭示抱伦金矿床的成因。

抱伦金矿是海南省最大的金矿床，含金石英脉呈NW向分布在志留系浅变质碎屑岩破碎带中。为了揭示矿床的形成机制，本研究对抱伦金矿床开展了矿物学、流体包裹体、元素地球化学元素及同位素年代学综合研究，进一步限定了该矿床形成的地质时代，反演了该矿床的形成过程，探究了铋熔体对金富集成矿的贡献，初步构建了该矿床的成矿模型。.为了限定该矿床形成的同位素年龄，本研究对含金石英脉中与金共生的辉钼矿进行了Re-Os等时线定年研究，获得了224.6±7.2 Ma的同位素年龄，进一步确证抱伦金矿床形成于印支期。.矿物学、显微岩（矿）相学、地球化学和包裹体综合研究显示，抱伦金矿床的形成经历以下四个成矿阶段：早期Au呈粗粒自然金出现，与毒砂和磁黄铁矿共生，成矿温度为351℃~390℃；第二阶段为Au-Bi矿化阶段，以黑铋金矿为主（及Au+Bi后成交织连晶），与自然铋、磁黄铁矿共生，成矿温度为247℃~325℃。上述两个阶段是抱伦金矿床Au的主要成矿期。由于前两个阶段Au的大量沉淀，第三阶段含矿流体中Au明显减少（小于13%），Au则以含金铋熔球或含金铋熔滴的形式沉淀，其Au的含量低于10%。第四阶段是晚期残余富Bi-Te-S流体的交代，形成了辉铋矿、硫铋金矿和硫铋碲矿。含金矿石中包裹体研究发现了含有铋熔球和多相CO2的流体-熔体包裹体与大量的铋熔球以及明金共生在一起，进一步证实铋与金成矿关系密切，暗示成矿过程可能存在不混溶流体的存在，对揭示抱伦金矿的成矿流体性质和来源以及成因提供了新的思路。.除了通过流体包裹体显微测温外，本研究还通过毒砂和绿泥石约束了矿床的形成温度。通过毒砂地质温度计估算获得的温度约410℃，而绿泥石则形成于275℃～320℃，这也暗示抱伦金矿床应为中高温金矿床。.黄铁矿He-Ar同位素显示，抱伦金矿成矿物质主要来源于地壳，在成矿过程中有地幔流体的参与；辉钼矿中Re的含量很低，说明抱伦金矿成矿物质主要来源于地壳。显然，推测抱伦金矿的成矿物质来源于地壳并有地幔物质加入。.抱伦金矿的矿床地质、流体包裹体地球化学和矿物学特征与典型造山型金矿特征相同，暗示抱伦金矿是一个造山型金矿。.