陕西金龙山卡林型金矿床中黄铁矿的离子探针微区原位硫同位素分析

The source of metallogenic material is controversial,as is the nature of the hydrothermal systems that concentrated.The ion microprobe is a technique that provides sulfur stable isotope ratio measurement with high spatial resolution and precision approaching that of conventional isotope methods.However, in situ sulfur isotope analysis method hasn't been built in China.This proposed research involves detail field observations and intensive investigation on the mineralogy, petrography, geochemistry, and in situ S isotope geochemistry to unravel the origin of Jinlongshan Carlin-type gold deposit in western Qinling Orogen. The Jinlongshan deposit preserves textural, structural and geochemical evidece for multiple generations of Au enrichment and pyrite growth.Investigating the S isotopc systematics of the different pyrite generations will provide the indication of source of sulfur and ore fluids of the Jinlongshan deposit.This new method and standards will provide the new technique for understanding the source of sulfur and metals in Carlin-type gold deposits.

成矿物质来源是卡林型金矿床成因研究中长期争论的焦点之一，利用离子探针进行微区原位硫同位素分析可为解决这一争论提供直接的证据，但该方法在我国至今尚未建立。本项目以西秦岭金龙山卡林型金矿床为研究对象，在详细的野外地质观察基础上，利用离子探针对不同期次的黄铁矿进行微区原位的硫同位素分析，查明该矿床金及其他伴生金属元素的分布特征，弄清成矿物质来源，为阐明金龙山卡林型金矿的矿床成因提供重要的理论依据。离子探针微区原位的硫同位素分析方法和标准样品的建立，将为我国卡林型金矿的研究提供新的技术方法。

赋存在沉积岩中的微细浸染型金矿床的成矿物质来源一直存在着争议，利用离子探针对这类矿床中的载金黄铁矿进行微区原位硫同位素分析可为解决这一争议提供直接的证据。因此，本项目工作（1）建立了离子探针微区原位硫同位素分析方法，并研制了黄铁矿和磁黄铁矿微区原位硫同位素标准样品，为我国矿床学领域研究提供了新的技术方法；（2）以西秦岭典型的赋存在沉积岩中的微细浸染型金矿－丘岭金矿床为研究对象，在详细的野外地质观察和矿相学研究的基础上，对丘岭金矿床不同期次黄铁矿进行了细致的元素地球化学和硫同位素微区原位分析，查明了该矿床中金及其他伴生金属元素和硫同位素的分布特征，在此基础之上探讨了成矿物质的来源和成矿机制，为阐明丘岭金矿床的矿床成因提供重要的理论依据。丘岭金矿床黄铁矿的微区原位的硫同位素分析结果显示丘岭金矿床中δ34S硫同位素值分布范围非常宽，从－27.1到69.6 ‰。草莓状黄铁矿Py1具有较低的As、Cu、Co和Ni含量，非常低的δ34S值，是沉积成岩期由于细菌还原海相硫酸盐形成的。成矿期Py2非常富集Au、As、Cu、Sb、Tl和Bi，表明Py2是主成矿阶段形成的。成矿期黄铁矿Py2的δ34S值范围很窄（+8.1 ‰ ~ +15.1 ‰），暗示H2S可能来源于西秦岭地区一个均一的深源储库。西秦岭地区很多泥盆系赋存的中成造山型金矿具有和Py2一致的硫同位素值，如二台子、双王、八卦庙、庞家河和惠家沟等金矿的黄铁矿硫同位素值也倾向于富集重硫，这一证据支持以上观点。其中，八卦庙金矿的成矿期黄铁矿的硫同位素与泥盆系上统低级绿片岩相变质的碎屑岩中的黄铁矿相近，表明硫来自于经历过区域变质的泥盆系沉积岩。成矿期后的粗晶黄铁矿Py3具有低As和Au，高Co和Ni，非常高δ34S值（+37.4 ‰ ~+69.6 ‰）的特点。成矿流体的氢氧同位素组成表明形成Py3的热液很有可能来源于寒武系岩石中的建造水。流体携带的富重硫硫酸盐为成矿期后的黄铁矿提供了硫源，形成了高δ34S值。这种富重硫的硫酸盐可能来源于秦岭造山带泥盆系的蒸发岩和封闭在古生代沉积岩中建造水中的水成硫酸盐。