肖兵等-AM：黄铁矿结构和地球化学特征揭示VMS矿床脉动式岩浆作用对成矿的重要贡献

日期： 2024-09-11

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来源：中国科学院广州地球化学研究所

VMS矿床，即火山成因块状硫化物矿床，是Zn、Cu、Pb、Ag、Au等金属资源的重要来源。目前普遍认为这些矿床的形成不仅与加热海水对海底火山岩的淋滤作用有关，位于矿床下方岩浆房的去气作用也对矿床中的成矿流体和成矿元素有所贡献。然而，当前的研究主要集中在现代海底热液成矿系统上，如何在古老VMS成矿系统识别这些过程仍然是一个有待解决的难题，也制约了对古老VMS成矿系统成因机制的认识。

针对上述科学问题，广州地球化学研究所肖兵副研究员和陈华勇研究员与加拿大萨斯喀彻温大学潘元明教授合作，在成矿期次研究的基础上，对我国新疆阿舍勒大型VMS型Cu-Zn矿床开展黄铁矿结构、成分与原位S同位素研究，取得了以下认识：（1）该矿床可以划分为块状硫化物、石英-黄铁矿、绿泥石-石英-黄铜矿-黄铁矿、石英-绢云母-绿泥石-黄铁矿和石英-绢云母-黄铁矿5个带。Cu矿化主要出现在块状硫化物和绿泥石-石英-黄铜矿-黄铁矿两个带；（2）对两个矿化带的黄铁矿开展研究，识别出三种不同类型的黄铁矿生长环带。第一种发育在块状硫化物中，富集Cu、As和挥发性元素（Hg和Tl），负的δ34S值（-7.83‰–-0.35‰），以及高的Se/S（>500）比值，指示了岩浆去气作用的参与。第二种环带发育在绿泥石-石英-黄铜矿-黄铁矿带中，富集Cu、As但亏损挥发性元素（Hg和Tl），正的δ34S值（2.59‰–6.56‰），明显的孔洞结构，指示了其形成于流体沸腾环境。第三种环带在两个带都有发育，不富集Cu、As和挥发性元素（Hg和Tl），正的δ34S值（2.59‰–6.56‰），指示其形成过程中没有岩浆去气和流体沸腾作用的参与。（3）两个矿化带中的单颗粒黄铁矿出现多期不同类型的环带，指示了脉冲式岩浆去气或流体沸腾作用。这些结果表明，黄铁矿的结构与成分特征可以揭示古老VMS成矿系统下伏岩浆房的去气作用，这些过程不仅为成矿提供了热源，也提供了重要的成矿流体与成矿物质，可能是大型VMS成矿系统形成的关键因素。因此，这些过程的识别对于理解古老VMS矿床的成因机制与指导找矿勘查都具有重要指示意义。

相关成果近期发表于国际地学权威期刊《American Mineralogist》，该项研究成果获得了科技部重点研发项目（2022YFC2903301）、新疆维吾尔自治区重点研发项目（2023B03014）、国家自然科学基金（42173065、42230810、41921003和U2344208）和广东省重点实验室项目（2020B1212060055）等项目的联合资助。

论文信息：Xiao, B. (肖兵), Chen, H.Y.* (陈华勇), Feng, Y.Z. (冯雨周), Pan, Y.M. (潘元明), Episodic magmatism contributes to sub-seafloor copper mineralization: Insights from textures and geochemistry of zoned pyrite in the Ashele VMS deposit. American Mineralogist (2024).

论文链接：https://doi.org/10.2138/am-2023-9250

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