内蒙古毕力赫单金斑岩型矿床成矿作用研究

Bilihe gold deposit, located in the Inner Mongolia of the central Asian metallogenic domain, is a typical Late Paleozoic gold-only porphyry deposit, which is associated with subvolcanic porphyry intrusions emplaced into coeval volcanic rocks. The orebodies generally occurs in veined quartz of the inner contact belt; gold is also enriched in the early cloddy quartz and UST (unidirectional solidification texture) quartz. This application will study the geochronology and genesis of the volcanic-intrusion-mineralization of the Bilihe deposit to built their precise evolutional sequences and thus to discuss metallogenic dynamics setting of porphyry gold deposit, and research these different gold depositing processes through in situ micro-zone microelement analyses to find out the occurrence and physical-chemical condition of gold in magmatic melts, discussing the processes and mechanism of fluid exsolution, to investigate their association between gold, sulfides and oxide, and to obtain the source of ore-forming fluid, mineralization conditions and evolution history of various ore-forming stages. Based on these abovementioned, this work will discuss the gold-rich genesis and mineralization processes, develop the model of porphyry gold deposit, and supply the metallogenic theory for further prospecting porphyry-like deposit in the central Asian metallogenic domain.

内蒙毕力赫金矿为中亚成矿域晚古生代单金斑岩型矿床，与近同期中酸性火山岩和花岗闪长斑岩密切相关，Au主要赋存于斑岩与围岩内接触带网脉状石英中，亦大量发育于早期高温团块状石英、UST（单向固结结构）石英中。本申请拟对毕力赫金矿相关火山岩-侵入岩-成矿事件开展系统的年代学、成因学研究，建立精确的岩浆岩-金成矿演化序列，探讨晚古生代斑岩型金矿的成矿动力学背景；运用原位微区微量、流体热力学及同位素地球化学等分析手段，对金矿化各成矿阶段开展详细的成矿作用研究，着重查明Au在高温石英中的赋存状态、物理化学条件以揭示岩浆向流体的出溶过程及机制，确定Au与石英、硫化物及氧化物的成因关联，获得成矿流体来源、不同成矿阶段的成矿条件及流体演化历程，揭示毕力赫金矿的富金成因及成矿过程，发展和完善斑岩型金矿成矿模式，为在中亚成矿域内寻找类似矿床提供成矿理论基础。

内蒙古毕力赫单金矿床的成因倍受矿床学家关注，其以金成矿于高温UST石英中为特色，有学者由此提出了岩浆型金矿的认识。项目通过4年来详细的研究发现，该矿床金成矿主要形成于岩浆热液过渡阶段，金沉淀于流体出熔而非岩浆分异。主要成果有（1）详尽的年代学研究将金成矿精确限定于268 Ma，金成矿与斑岩体的岩浆热液演化密不可分，可能形成于古亚洲洋闭合晚期的加厚下地壳背景；（2）自然金富集于高温UST石英中，通过详细的CL观察和光谱分析，我们发现UST石英集合体形成于不同的介质环境，可分为无色富熔体区和棕色富流体区，而自然金几乎全部集中于棕色区。富金富流体石英形成于侵入体顶部的流体囊，而富熔融包裹体的石英形成于富水的硅酸盐熔体环境，UST石英形成于岩浆-热液过渡阶段的熔-流体界面。LA-ICPMS原位成分分析发现棕色富流体区更加富集流体迁移元素，如Na、K、B、Fe、As、Mg、Mn和Rb等，并且这些元素表现出与Al的强烈正相关关系，暗示明显受白云母和流体成分影响的特征，金也主要在流体介质中因饱和而沉淀，而无色富熔体区表现出与石英斑晶成分更为一致的趋势，但相对富集Ge、B以及具有更高的Ge/Ti和Ge/Al比值，指示了比石英斑晶更为演化和富流体的熔体环境。两者共生存在，受控于熔-流体界面的波动；（3）UST石英中熔体包裹体为半透明、细结晶质硅酸盐熔体包裹体，电子探针分析发现熔体含有较低的挥发分含量。LA-ICP-MS原位成分分析表明，熔体包裹体成分具有极端分异的演化特征，尤其富集B、As、Sb，并且晚期熔体具有高的Cs含量，暗示岩浆达到了较高的结晶程度。因此Au的富集应与流体对熔体的不断萃取和出溶有关。富B子晶相及矿区大面积的电气化蚀变和角砾岩说明富B流体经历了大面积的出溶，有利于岩浆经历充分的结晶分异演化和较晚的流体出溶。含矿岩浆具有相对较低的氧逸度和水含量，但相对富集B和F等助融元素，从而导致金能够在较早出溶的流体中达到饱和而沉淀，毕力赫金矿为岩浆热液型矿床，为较为特殊的斑岩型金矿。