内蒙古双尖子山超大型银多金属矿床银的超常富集机理：原位微区物质组成及实验学研究

The Great Hinggan Range (GHR) district is an important Ag-Pb-Zn-Cu-Mo polymetallic ore belt in northern China, and a great number of large and super-large sized Ag deposits have been identified recently in southern segment of the GHR. This project focuses on the newly discovered Shuangjianzishan Ag-Pb-Zn deposit in this area, utilizing high-resolution micro-fabric, in-situ LA-ICP-MS mineralogical, and experimental studies. This project aims to (1) decipher partitioning of main metallic (i.e., Ag, Cu, Pb, Sb) and trace elements among sulfides, sulfosalts, aqueous fluid and gaseous phase, and understand their geochemical behaviors; (2) constrain the favorable thermodynamic conditions for the formation of complex silver-bearing minerals in the Ag-Cu-Pb-Sb-S system; (3) deduce experimentally the likely silver complexes during metal transport and the plausible triggers for the precipitation of silver-bearing minerals in hydrothermal fluid; (4) explain the mechanism of silver ore formation and enormous silver enrichment in the deposit, and finally (5) improve the current understanding of silver mineralization.

大兴安岭地区是我国北方最为重要的银、铅、锌、铜、钼等多金属矿集区，近年来在大兴安岭中南段地区发现了一批大型-超大型银多金属矿床。项目选择该区新近发现的双尖子山超大型银多金属矿床作为研究对象，重点开展金属矿物的高分辨显微组构、高精度原位微区物质成分和成矿实验学研究，认识银、铜、铅、锑等成矿元素以及微量元素在不同硫化物、硫盐矿物和流体相与气相组份之间的分配与地球化学行为；限定Ag-Cu-Pb-Sb-S体系中形成系列复杂银矿物的热力学条件；探究银在热液（或气相）中的可能迁移形式及诱发银矿物发生沉淀的控制因素；解释含银矿物的形成机制和矿床中银的巨量富集机理，力争在银的成矿作用方面取得新的突破和理论认识。

在全球范围内有关浅成低温热液型银矿床方面的研究仍较为欠缺，导致对它们的成因认识仍不清楚。在中亚造山带东段发育了大量热液脉型银多金属矿床，是研究热液体系中银成矿作用过程和富集机理的理想地区。本项目重点剖析了中亚造山带东段典型银多金属矿床形成过程中银的迁移和沉淀富集机理、成矿物质来源及流体演化过程，对双尖子山和边家大院等典型矿床进行了系统野外勘查和详细的矿物学、多元同位素、高精度年代学及热力学计算和模拟等研究，主要获得了以下四个方面的成果和认识：（1）发现天然样品的银黝铜矿成分在显微尺度上存在极度不均一性，据此提出其成分不能有效反映成矿温度，指出精细的矿物结构和成分研究是开展矿物温度计算的前提；本次研究还首次发现了截止目前为止自然界最富Se组分的硫银锡矿，提出流体中Se的富集与中酸性的岩浆作用密切相关，这些富Se矿物的发现是岩浆-热液成矿的一个直接标志；（2）阐明了不同时代成矿系统空间叠加成矿机制，建立了区域上多期热液叠加复合成矿模式；（3）提出流体与还原性围岩的水岩反应使得体系氧逸度降低和降温是导致银沉淀富集的关键机制；（4）构建了区域上浅成低温热液型银多金属矿床的成矿系统模型。根据本次研究得到的结果，提出研究区银成矿作用的发生与区内燕山晚期的岩浆作用存在密切的时间-空间-成因联系，这些热液脉状矿床为斑岩成矿系统外围的产物。它们的成因类型应属于中-低硫型浅成低温热液矿床。本次研究得到的认识不仅可以很好解释以还原性围岩为主的银多金属矿床成因，还对理解世界其他地区类似的成矿体系中金属发生富集沉淀过程有很大帮助。据此建立了典型的斑岩-浅成低温热液成矿系统模型，该模型对区域上银铅锌矿床的找矿勘查有重要指导作用。