胶东玲珑金矿流体成矿条件: 基于石英SEM-CL显微结构和溶解度模型

Ore-forming condition study, including temperatures, pressures and fluid compositions of different mineralization stages, is one of the key issues of mineral deposit research. Traditionally, mineralization stage classification was conducted by veins crosscutting relationships. The quartz, ubiquitous in hydrothermal ore deposits, can record large amounts of information on hydrothermal mineralizing process, and quartz solubility data can provide important clues for metallogenic models. SEM-CL analysis of Linglong quartz-vein type gold deposit shows that the hydrothermal quartz have multi-stages microstructures, such as zoning, penetrating and dissolution-recrystallization etc. This project will focus on Linglong gold deposit, to elaborate its mineralization stages with SEM-CL analysis of quartz, and on this basis, to carry out micro-thermal and laser Raman spectroscopic analyses of fluid inclusions. By this research, we aim to: 1) delineate the different vein forming temperatures, pressures and fluid compositions; 2) establish a quartz solubility model which is suitable for the temperature, pressure and fluid composition conditions of the Linglong gold deposit; 3) obtaining solubility differences and variation trends of various quartz veins; 4) exploring the relationship between quartz solubility and vein forming and gold precipitating. More importantly, we attempt to depict the fluid evolution and ore-forming processes, and constrain the ore-forming conditions of Linglong gold deposit.

流体成矿条件是矿床学研究核心内容之一，其研究重点是获得不同成矿阶段的温度、压力及流体成分等信息。传统研究方法依据石英在野外及显微镜下的脉体穿插关系等划分成矿阶段，进而分析流体成矿条件。石英在热液金属矿床内普遍存在且常为贯通矿物，保留了大量成矿条件的信息，研究其溶解度可为理解矿床成因提供重要制约。胶东玲珑石英脉型金矿扫描电镜-阴极发光（SEM-CL）显示，热液石英具有环带、穿插、溶解-重结晶等复杂结构特征。本项目拟以玲珑金矿为研究对象，利用石英CL技术精细刻画其成矿阶段，在此基础上通过包裹体显微测温及激光拉曼光谱研究，限定各阶段石英脉的形成温度、压力及流体成分，建立符合玲珑成矿流体条件的石英溶解度模型，计算不同成矿阶段石英脉溶解度差异及变化趋势，探索石英溶解度与脉系形成及金沉淀的关系，获得玲珑金矿床精细的流体演化及成矿过程，最终对玲珑金矿流体成矿条件提供约束。

流体成矿条件是矿床学研究核心内容之一，其研究重点是获得不同成矿阶段的温度、压力及流体成分等信息。传统研究方法依据石英在野外及显微镜下的脉体穿插关系等划分成矿阶段，进而分析流体成矿条件。石英在热液金属矿床内普遍存在且常为贯通性矿物，保留了大量成矿条件的信息，研究其在水热溶液中的溶解行为可为理解矿床成因提供重要制约。胶东玲珑石英脉型金矿扫描电镜-阴极发光（SEM-CL）显示，热液石英具有环带、穿插、蛛网状、重结晶等复杂结构特征。本研究通过构建符合玲珑金矿成矿流体温度、压力及成分条件的石英等溶解度相图，并利用含矿石英脉系形成条件与金沉淀的关系，进一步约束玲珑金矿的流体成矿条件。. 根据项目计划书，本项目的研究内容包括以下5项：（1）玲珑金矿石英脉穿插关系及成矿阶段划分；（2）石英CL显微结构及期次划分；（3）石英CL显微结构基础上的成矿流体性质研究；（4）建立高精度H2O-CO2-NaCl体系石英溶解度模型；（5）石英CL显微结构及等溶解度相图制约下的玲珑金矿流体成矿条件。自项目获基金委批准以来，项目组分别于2017年7月及10月先后两次进入胶东金矿区进行实地区域地质背景调查，查明矿区内与石英脉及硅化蚀变带相关的矿体赋存空间特征，特别是研究了这些矿床手标本下石英脉的穿插关系、岩相学结构特征以及与金属硫化物的空间关系等，并重点对玲珑金矿田的西山及大开头矿区涉及不同成矿阶段的石英脉样品进行了采集；在对西山及大开头矿区共计29件样品详细岩相学观察的基础上，选取其中的11件样品，采用SEM-CL技术结合同一视域透射光下的图像，对不同期次石英脉的显微结构进行了研究，厘定了4期成矿阶段，并在石英显微结构的基础上区分了主成矿期对应的两类金属硫化物沉淀；结合CL技术获取的显微结构，对与不同成矿期次相关的石英中的流体包裹体进行显微测温及拉曼光谱研究，获得不同阶段石英脉形成的温度、压力、及流体成分条件等；进一步优化本人2012年模型，获得了一个精度更高，适用温压范围更广的石英溶解度密度模型；重点开展了结合石英CL显微结构的流体包裹体显微测温工作；构建了符合玲珑不同成矿阶段流体温度、压力、成分条件下形成石英脉的等溶解度温度-压力相图，通过石英溶解度的变化条件与含矿石英脉系形成与金沉淀的关系，进一步约束了玲珑金矿的流体成矿条件。