鄂东南鸡冠咀矽卡岩型铜-金矿床黄铁矿物理结构及化学成分特征研究

With the development of mineral analysis technology, the physicochemical characteristics and their exploration applications of altered minerals have been one of research focus of the world economic geology. “Mineral geochemical exploration” is becoming a new direction of research and exploration implications of hydrothermal deposit. Owing to being widely distributed in the hydrothermal deposit and playing an important role in research on ore-forming physicochemical conditions and ore genesis, pyrite is thought to be suitable for “Mineral geochemical exploration”. This project is planned to focus on physical textures and chemical compositions of pyrite from Jiguanzui skarn Cu–Au deposit, Edongnan ore district in the Middle-Lower Yangtze River Valley metallogenic belt, China, to extract the indications of orebodies. Based on three-dimensional alteration mapping and sampling, and the identification for the paragenetic sequences of mineralization and alteration, we will conduct the research on physical textural characteristics and in situ geochemical analysis (i.e., LA-ICP-MS) on pyrite from every mineralization stage to confirm their physicochemical characteristics and the genesis. Finally, we will investigate the spatial variation of trace elements of pyrite and study the regularity of move and enrichment of trace elements to confirm the coupling relationship between the orebody and pyrite physicochemical characteristics. We hope this work will provide efficient guide for the deep exploration of the skarn Cu-Au-Fe deposits in the southeastern Hubei Province, China.

随着测试分析技术的提高，蚀变矿物物理化学特征已成为近年国际矿床学的研究热点之一，“矿物地球化学勘查”也正在成为热液矿床理论研究和勘查应用新方向之一。黄铁矿广泛分布在热液矿床中，对成矿的物理化学条件及矿床成因均具明显的指示作用，是“矿物地球化学勘查”研究中较为理想的矿物。本项目拟以“黄铁矿物理结构和化学成分特征研究及其示矿信息提取”为主题，以长江中下游成矿带鄂东南矿集区的鸡冠咀矽卡岩型铜-金矿床为研究对象，通过三维地质编录，在成矿期次及成矿阶段精细划分的基础上，对不同（蚀变）矿化阶段的黄铁矿开展物理结构特征研究和LA-ICP-MS等原位微区化学成分分析，揭示各阶段黄铁矿的物理结构及化学成分特征，厘定其成因机制。在此基础上，查明各阶段黄铁矿微量元素的空间矢量变化规律，探讨黄铁矿物理结构和化学成分特征与矿体特征的耦合关系，提取示矿信息，以期对鄂东南矽卡岩型铜-铁-金矿床的深部勘查提供有效指导。

随着测试分析技术的提高，蚀变矿物物理化学特征已成为近年国际矿床学的研究热点之一，“矿物地球化学勘查”也正在成为热液矿床理论研究和勘查应用新方向之一。黄铁矿广泛分布在热液矿床中，对成矿的物理化学条件及矿床成因均具明显的指示作用，是“矿物地球化学勘查”研究中较为理想的矿物。本项目在对鄂东南矿集区鸡冠咀矽卡岩型铜-金矿床开展三维蚀变编录及成矿期次及成矿阶段精细划分的基础上，厘定了3期黄铁矿（石英-硫化物阶段的Py1、方解石-硫化物阶段的Py2和成矿后的Py3）共9种矿物组合，并基于详细的内部结构观察，对3期9种不同矿物组合的黄铁矿开展了系统的微量元素分析。分析结果显示，所有黄铁矿均显示为热液成因，而Py3（鸟眼状和指纹状黄铁矿）的形成可能与成矿晚期岩浆热液的衰退和大气降水影响的逐步增加导致的物理化学条件明显波动相关，形成速度较快。微量元素时间尺度演化方面，Py1相对于Py2具有更高含量的Co、Ni、Se，和更低的Zn、As和Mo。Py2中高含量的Zn和Mo与方解石-硫化物阶段闪锌矿和辉钼矿的富集特征吻合，而方解石-硫化物阶段大气降水的混入、方铅矿的富集和成矿温度的下降致使Py2中Se、Co、Ni的亏损和As的富集。微量元素空间尺度演化方面，主成矿阶段（石英-硫化物阶段）中与石英共生的黄铁矿在矿体中相比围岩中具有更高的As、Ag和Te, 但具有更低的Co、Ni和Se。矿体中黄铁矿Ag和Te的富集与碲银矿的包裹体特征吻合，暗示对应流体中Te和Ag的过饱和状态，而As的富集和Co、Ni和Se的亏损主要与液压致裂-流体沸腾导致的pH上升和温度下降。基于微量元素空间尺度演化特征，本次研究拟合了鸡冠咀矿床主成矿阶段与石英共生黄铁矿的矿体勘查指示参数（ln(As·Ag·Te/Co·Ni·Se)），当参数值大于8.6时可以有效指示岩体接触面的矽卡岩型矿体。本项目通过黄铁矿微量元素时空演化研究不仅揭示了液压致裂-流体沸腾在矽卡岩成矿过程中的重要作用，也突出了黄铁矿微量元素在矽卡岩矿床中的潜在勘查意义。