不同类型黄铁矿原位微量元素及硫同位素分析示踪陕西凤县马蹄沟金矿成矿过程

The Qinling orogen is famous for its widely distributed Triassic magmatic activities and sedimentary-hosted gold deposits, which is also one of the most productive gold producers in China. Former researchers focused mainly on mineralization style, host rock, ore fluid, gold occurrence, ore-forming elements and metal source. However, the multi-stage pyrite which is indicative to ore-forming process have been ignored. The Matigou gold deposit, located in middle Qinling orogen, Feng County, Shanxi province, hosts vary type of pyrite in different ore and wall rocks. The pyrite may record long history from syn-sedimentary to hydrothermal ore stage. In this study, the in-situ trace element and sulfur isotope analysis have been used to get the accurate data of each stage pyrite specifically. Based on the comparison of the geochemistry data of each stage pyrite, we could be sure about their geological background and discuss the transferring, enrichment and precipitation of ore-forming elements during multiple geological events. Moreover, we can describe the detailed ore-forming processes of the Matigou deposit and build an ore-forming model of this region to support further exploration.

秦岭造山带以其贯穿东西的大量三叠纪岩浆活动及沉积岩控金成矿为特色，是我国重要的黄金产地。前人主要从矿化类型、赋矿围岩性质、成矿流体特征及来源、Au的赋存状态、成矿元素共生组合和物质来源等角度对该地区金矿进行了深入的矿床成因研究；然而，对于与金的产出密切相关且具有多期多阶段成因、类型多样的黄铁矿及其指示的Au成矿过程却缺乏相关分析和研究。本课题选取秦岭造山带中部，陕西凤县马蹄沟金矿中多期次不同类型的黄铁矿为研究对象，利用精确的微区原位手段对其微量元素及硫同位素组成进行系统分析，区分和对比不同类型黄铁矿的地球化学组成，明确其地质属性，从而探讨元素在不同地质过程中迁移富集沉淀机制，精细刻画成矿过程，为建立成矿模型和找矿勘探提供依据。

凤太铅锌-金矿集区位于秦岭造山带中部，铅锌矿层控特征明显，赋存于中上泥盆统界面，且富集一定量的金，而金矿则位于上泥盆统碎屑沉积岩中，受构造控制。前人从宏观角度提出了金矿成矿物质来源可能来自于泥盆纪形成的含金SEDEX型铅锌矿在印支期受造山挤压变质作用后的产物。本次工作通过对矿集区庞家河和马蹄沟金矿2个典型矿床剖析，从成矿时代、不同类型不同期次黄铁矿微量元素及硫同位素地球化学特征及指示意义两方面进行了深入微观角度的研究。.庞家河和马蹄沟金矿发育两类脉岩，分别为花岗斑岩和英安斑岩脉。花岗斑岩脉常与金矿体赋存在同一构造中，并局部矿化；英安斑岩脉稍晚侵入，偶见其穿切金矿体，锆石U-Pb定年显示二者分别形成于240和220Ma左右。成矿热液期绢云母的40 Ar/39 Ar定年表明2个矿床成矿年龄一致，均形成于230Ma左右。比前人获得的区域上金成矿年龄（216至200 Ma）早15 Ma左右。而230 Ma恰好是秦岭造山带的两期岩浆作用（245 - 235 Ma和227 - 205 Ma）间歇期。由于庞家河和马蹄沟金矿在形成后未显示出强烈的变形或变质作用，且造山型金矿床多形成在相对伸展的大地构造背景下。因此，本文认为早期花岗斑岩脉应形成于大陆碰撞后挤压背景，而约230 Ma的金矿化发生在从挤压到转换挤压环境过渡的开始阶段。.庞家河和马蹄沟金矿床中黄铁矿多表现出环带结构，本次工作及Ma et al. (2018) 通过详细的镜下观察拟定了庞家河和马蹄沟金矿内主要发育四期黄铁矿，分别为沉积成岩期Py0、岩浆热液期Py1，以及成矿热液期Py2和Py3。通过对不同期次黄铁矿激光剥蚀（多接收）电感耦合等离子体质谱（LA-MC-ICP-MS）微量元素及硫同位素原位微区分析表明，凤太盆地热液成矿期黄铁矿和泥盆纪海底喷流序列之间有相似的硫同位素值（8- 10‰）和微量元素特征（富集Au、As、Sb、Cu和Ag），据此提出盆地内金矿床的成矿物质来源应归因于三叠纪造山运动期间泥盆纪海底喷流序列的变质脱金作用。