西南三江地區(qū)鎮(zhèn)沅金礦載金黃鐵礦稀土與微量元素特征*

趙巖 黃鈺涵 梁坤 張岐能

ZHAO Yan1，2，HUANG YuHan1，LIANG Kun3 and ZHANG QiNeng4

1. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083

2. 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局沈陽(yáng)地質(zhì)調(diào)查中心，沈陽(yáng) 110034

3. 黑龍江省第四地質(zhì)勘察院，哈爾濱 150036

4. 云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，昆明 650051

1. School of Earth Sciences and Resources，China University of Geosciences，Beijing 100083，China

2. Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources，CGS，Shenyang 110034，China

3. Forth Geological Exploration Institute of Heilongjiang Province，Ha’erbin 150036，China

4. Yunnan Institute of Geology and Mineral Resources Exploration，Kunming 650051，China

2015-02-20 收稿，2015-06-04 改回.

哀牢山金礦帶是“西南三江特提斯造山帶”東南緣一條重要的金成礦帶，帶內(nèi)產(chǎn)出了一系列矚目的大型、超大型金礦，如:鎮(zhèn)沅、金廠、大坪、長(zhǎng)安、銅廠等金礦(鄧軍等，2012;Zhang et al.，2014;Deng et al.，2015a;Deng and Wang，2015)。鎮(zhèn)沅金礦(也稱老王寨金礦、和平金礦(云南省地礦資源股份有限公司，2002①云南省地礦資源股份有限公司. 2002. 云南省鎮(zhèn)沅縣和平金礦地質(zhì)勘探設(shè)計(jì)報(bào)告))產(chǎn)出在哀牢山金礦帶北端，由老王寨、冬瓜林、庫(kù)獨(dú)木、搭橋箐、浪泥塘等5 個(gè)礦段組成，目前探明儲(chǔ)量已近100t(張闖等，2012)。關(guān)于鎮(zhèn)沅金礦床成礦物質(zhì)來(lái)源、成礦流體特征的研究一直是該礦床研究的熱點(diǎn)之一。概括起來(lái)成礦流體主要有:深源流體來(lái)源(何明友和胡瑞忠，1996;黃智龍和王聯(lián)魁，1997;畢獻(xiàn)武和胡瑞忠，1998;Hu et al.，1998;張繼武等，2010)、殼幔流體混合(鄧碧平等，2014)、多源流體混合(楊夕輝，2005)、主成礦期深源流體晚期混入大氣降水(Zhao et al.，2013)等觀點(diǎn)。相應(yīng)的成礦物質(zhì)來(lái)源則有幔源(楊夕輝，2005)、幔源與殼源物質(zhì)來(lái)源(應(yīng)漢龍和劉秉光，2000;劉顯凡等，2012)、巖漿巖來(lái)源(何平等，2003)等觀點(diǎn)。

稀土元素在低級(jí)變質(zhì)作用、風(fēng)化作用和熱液蝕變作用中保持相對(duì)不活潑性，可作為水-巖作用及成礦流體來(lái)源的示蹤劑(Rollison，1993)。通常認(rèn)為黃鐵礦內(nèi)Fe2+的離子半徑與稀土元素的REE3+相差較遠(yuǎn)，稀土元素很難以類質(zhì)同像的形式進(jìn)入黃鐵礦晶格內(nèi)。但近期有研究發(fā)現(xiàn)黃鐵礦內(nèi)存在流體包裹體，包裹體內(nèi)溶液的REE 特征可以反映成礦流體特征(趙葵東，2005;Mao et al.，2009)，因此分析黃鐵礦等硫化物的單礦物稀土微量元素特征可以直接反映成礦物質(zhì)來(lái)源及流體特征。黃鐵礦是鎮(zhèn)沅金礦最重要的載金礦物，本次研究利用ICP-MS 技術(shù)開(kāi)展單礦物的稀土微量元素特征分析，并通過(guò)與礦區(qū)產(chǎn)出主要地質(zhì)體的稀土微量元素特征對(duì)比，對(duì)成礦物質(zhì)來(lái)源及流體特征進(jìn)行研究，并為成礦期次劃分提供輔證。

1 區(qū)域地質(zhì)與礦床地質(zhì)

哀牢山造山帶是西南三江特提斯造山帶內(nèi)重要的構(gòu)造帶，夾持于紅河斷裂與阿墨江斷裂之間，北起彌渡，向南延伸進(jìn)入越南，東側(cè)為揚(yáng)子板塊，西側(cè)為思茅地塊(圖1)。金沙江-哀牢山洋盆形成于早石炭世或更早，經(jīng)歷弧后洋盆擴(kuò)張，至二疊世洋盆閉合消減，金沙江-哀牢山洋的演化至此結(jié)束(鄧軍等，2013)。進(jìn)入三疊紀(jì)哀牢山造山帶消減的洋盆縫合帶進(jìn)入碰撞后伸展造山，其間發(fā)育早期洋盆噴發(fā)的橄欖巖、拉斑玄武巖、超基性巖等組合與花崗巖等巖體，晚三疊世末期進(jìn)入全面陸內(nèi)階段。新生代哀牢山造山帶經(jīng)歷了由印度板塊斜向俯沖導(dǎo)致的大規(guī)模走滑、揚(yáng)子板塊的西向俯沖以及造山帶內(nèi)廣泛的變質(zhì)作用;復(fù)合造山以及剪切作用導(dǎo)致了一批礦床的產(chǎn)出(Deng et al.，2014a，b)。

哀牢山造山帶以哀牢山斷裂帶為界分為東側(cè)的哀牢山高級(jí)變質(zhì)帶(哀牢山巖群)和西側(cè)哀牢山低級(jí)變質(zhì)帶(馬鄧巖群)，其中金礦化主要產(chǎn)于哀牢山低級(jí)變質(zhì)帶中(胡云中等，1995)。哀牢山巖群主要為一套角閃巖相變質(zhì)巖系，巖群總體由區(qū)域變質(zhì)巖、混合巖和動(dòng)力變質(zhì)巖三種巖類組成，并被多期次花崗巖侵入。巖群中早期形成的結(jié)晶片理、片麻理已經(jīng)全面取代原生層理。馬鄧巖群分布于哀牢山斷裂以西的狹長(zhǎng)條帶內(nèi)，為一套低綠片巖相變質(zhì)巖系。主要的巖性為砂巖、板巖、泥頁(yè)巖、變質(zhì)砂板巖、絹云板巖。哀牢山構(gòu)造帶發(fā)育四條傾向北東的主要斷裂，從北東至南西依次為紅河斷裂，哀牢山斷裂，九甲-安定斷裂和阿墨江斷裂。四條斷裂沿走向向北西收斂，延伸至彌渡金寶山，西北被中新生代地層覆蓋，向南東則呈帚狀散開(kāi)。區(qū)內(nèi)各類巖漿巖十分發(fā)育，以基性、超基性巖為主?；◢彴邘r呈脈狀、巖墻狀沿九甲-安定斷裂帶、哀牢山剪切斷裂帶產(chǎn)出。區(qū)內(nèi)各類脈巖也十分發(fā)育，大致順層或沿構(gòu)造破碎帶及次級(jí)構(gòu)造成群成帶產(chǎn)出。脈巖走向多為北西向，少數(shù)呈東西向展布。

圖1 鎮(zhèn)沅金礦地質(zhì)圖(據(jù)Wang et al.，2001 修改)Fig.1 Sketch geological map of the Zhenyuan gold deposit(modified after Wang et al.，2001)

鎮(zhèn)沅金礦產(chǎn)出在哀牢山低級(jí)變質(zhì)帶中，該變質(zhì)帶夾持于紅河深大斷裂與九甲-安定深大斷裂帶之間(圖1)。礦床分為冬瓜林、老王寨、庫(kù)獨(dú)木、浪泥塘、搭橋箐等五個(gè)礦段。礦床總體構(gòu)造格架以北西向?yàn)橹?，其次為東西向。礦床內(nèi)有多期巖體巖脈活動(dòng):冬瓜林、搭橋箐、庫(kù)獨(dú)木礦段以煌斑巖及酸性脈巖為主;老王寨、冬瓜林礦段還產(chǎn)出有玄武巖。除老王寨礦段礦體走向近東西向外，其余礦段礦體走向?yàn)楸蔽飨?，傾角在50° ～70°之間。礦體形態(tài)主要為脈狀、透鏡狀、不規(guī)則狀;礦石類型主要為硫化物型和自然金屬型，包括變砂巖型、炭質(zhì)板巖型、蝕變大理巖型、鐵白云巖型、蝕變花崗巖型、蝕變硅質(zhì)巖型、煌斑巖型等礦石類型。金屬礦物以黃鐵礦為主，有少量黃銅礦、毒砂、輝銻礦、硫砷銅礦及自然金等。礦石多為浸染狀、網(wǎng)脈狀、角礫狀構(gòu)造;金屬礦物多呈半自形-他形晶結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)。金主要以自然金、銀金礦等形式賦存在黃鐵礦等載金礦物之中。脈石礦物以石英為主，其次是鐵白云石、絹云母、綠泥石、長(zhǎng)石、方解石等。礦床圍巖蝕變強(qiáng)烈，主要蝕變有絹云母化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、硅化和綠泥石化等(云南省地礦資源股份有限公司，2002)。

根據(jù)礦區(qū)野外地質(zhì)考察及顯微鏡下礦物特征，結(jié)合之前研究者(趙凱等，2013)觀察到的各階段之間黃鐵礦穿插關(guān)系與礦物生成順序，鎮(zhèn)沅金礦黃鐵礦主要?jiǎng)澐譃橐韵? 階段:Ⅰ階段脈狀黃鐵礦;Ⅱ階段團(tuán)塊狀黃鐵礦;Ⅲ階段與輝銻礦等硫化物共生浸染狀黃鐵礦;Ⅳ階段破碎狀黃鐵礦。地層中成巖黃鐵礦呈草莓狀產(chǎn)出，因其形成于成巖期與成礦關(guān)系不大且含量很低，不在此次研究范圍之列。

圖2 鎮(zhèn)沅金礦礦石野外特征(a，c 引自Deng et al.，2015a)(a)炭質(zhì)板巖內(nèi)黃鐵礦細(xì)脈;(b)變石英巖礦石;(c)團(tuán)塊狀黃鐵礦;(d)晚期與黃銅礦等硫化物伴生的浸染狀黃鐵礦. Py-黃鐵礦;Qtz-石英Fig.2 Macroscopic photos of the ores in the Zhenyuan gold deposit (a，c after Deng et al.，2015a)

Ⅰ階段脈狀黃鐵礦，形成于成礦早期。野外礦石多為黃鐵礦化砂巖、硅質(zhì)巖等(圖2b);鏡下黃鐵礦呈暗黃白色，已發(fā)生部分溶蝕，呈脈狀產(chǎn)出在石英及礦化圍巖內(nèi)(圖3d);該階段黃鐵礦與細(xì)脈狀毒砂(圖3e)近似同期產(chǎn)出。Ⅱ階段團(tuán)塊狀、稠密浸染狀黃鐵礦，與熱液活動(dòng)有關(guān)。野外即可見(jiàn)團(tuán)塊狀黃鐵礦產(chǎn)出在石英脈及礦化圍巖中(圖2c);鏡下黃鐵礦呈淺黃白色，顆粒碩大，團(tuán)塊狀產(chǎn)出，遭受蝕變較弱(圖3f)。Ⅲ階段與輝銻礦等硫化物共生浸染狀黃鐵礦形成于成礦晚期。野外觀察可見(jiàn)礦化煌斑巖及破碎石英脈內(nèi)有黃鐵礦等硫化物(圖2d)。鏡下可見(jiàn)團(tuán)塊狀黃鐵礦裂隙內(nèi)發(fā)育晚階段熱液蝕變黃鐵礦、黃銅礦及輝銻礦現(xiàn)象(圖3h);也見(jiàn)有黃鐵礦邊緣產(chǎn)出的晚階段黃鐵礦與黃銅礦等硫化物共生(圖3g)。Ⅳ階段破碎黃鐵礦明顯在礦物結(jié)晶后遭受動(dòng)力作用影響而破碎，鏡下觀察發(fā)現(xiàn)部分團(tuán)塊狀黃鐵礦邊緣破碎現(xiàn)象顯著(圖3i)。薄片中觀察到的黃鐵礦顆粒邊緣發(fā)育石英應(yīng)變影現(xiàn)象(圖3b)，該現(xiàn)象反映礦物形成后遭受持續(xù)遞進(jìn)變形作用(王敏等，2007)，推斷Ⅳ階段破碎黃鐵礦可能是新生代哀牢山造山帶大規(guī)模的剪切活動(dòng)所致。

2 樣品采集與測(cè)試

本次研究在鎮(zhèn)沅金礦老王寨、冬瓜林、庫(kù)獨(dú)木礦段采集含黃鐵礦礦石樣品30 余件，進(jìn)行黃鐵礦單礦物分選。鑒于分析Au 元素含量需有5g 以上黃鐵礦，僅有13 件樣品達(dá)到足量要求。樣品編號(hào)及分布情況見(jiàn)表1。將礦石樣品逐級(jí)破碎、過(guò)篩后，在雙目鏡下挑選40 ～60 目的黃鐵礦單礦物，使其純度在99%以上，經(jīng)瑪瑙研缽研磨至200 目以下待測(cè)。黃鐵礦微量稀土元素測(cè)試在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，測(cè)試儀器為電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS)，分析誤差優(yōu)于10%。

表1 鎮(zhèn)沅金礦床含黃鐵礦礦石樣品信息Table 1 Pyrite samples register in the Zhenyuan gold deposit

3 結(jié)果與分析

3.1 稀土元素特征

本次測(cè)試鎮(zhèn)沅金礦黃鐵礦的稀土元素含量及特征值列入表2，表內(nèi)同時(shí)列入本次研究在鎮(zhèn)沅金礦采集的部分地層(包括礦區(qū)內(nèi)產(chǎn)出的板巖、炭質(zhì)頁(yè)巖、變質(zhì)砂巖及大理巖等)的稀土元素含量。本次研究同樣收集了鎮(zhèn)沅金礦煌斑巖(黃智龍和王聯(lián)魁，1996;Huang et al.，2002)、礦區(qū)出露的花崗巖以及超基性巖(云南省地礦資源股份有限公司，2002)等地質(zhì)體的稀土元素測(cè)試數(shù)據(jù)用于圖件繪制的底圖，原始數(shù)據(jù)未列入表內(nèi)。數(shù)據(jù)經(jīng)C1 球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化后，所得配分曲線如圖4 所示。

圖表顯示，鎮(zhèn)沅金礦黃鐵礦呈較平緩的輕稀土富集、重稀土虧損的“右傾”式稀土配分模式(圖4a);LREE/HREE 值較穩(wěn)定;(La/Yb)N值在1.39 ～18.35 之間，且主要集中在4.65 ～7.7 之間，反映了整體黃鐵礦輕、重稀土分餾不大;(La/Sm)N值1.19 ～10.72，(Gd/Yb)N值在0.64 ～1.75 之間，反映了整體上輕稀土內(nèi)部分異大于重稀土內(nèi)部分異;存在負(fù)Eu 異常，Ce 異常不明顯。具體到各階段，黃鐵礦的稀土元素特征也存在差異。Ⅰ階段脈狀黃鐵礦總稀土含量最高，在17.81 × 10-6～76.83 × 10-6之間;存在某樣品中LREE/HREE 比值變低即重稀土富集現(xiàn)象，與超基性巖稀土配分模式(圖4c)相似。Ⅱ階段團(tuán)塊狀黃鐵礦∑REE 值明顯變低，為4.72 ×10-6～10.38 ×10-6;LREE/HREE 比值與Ⅰ階段黃鐵礦相比也略大，該特征在各階段黃鐵礦平均值與地質(zhì)體稀土元素配分模式中(圖4b)較明顯。Ⅲ階段與硫化物共生黃鐵礦∑REE 值較低，為7.21 ×10-6～48.96 ×10-6，與Ⅱ階段黃鐵礦相比∑REE 值明顯增高。Ⅳ階段破碎黃鐵礦與之前Ⅲ階段相比只存在∑REE 值偏低現(xiàn)象，二者配分模式及LREE/HREE 比值均較接近。

圖3 鎮(zhèn)沅金礦黃鐵礦及脈石礦物顯微照片(a)地層內(nèi)草莓狀成巖黃鐵礦;(b)黃鐵礦邊緣石英應(yīng)變影(+);(c)遭受構(gòu)造破碎的含黃鐵礦石英脈(+);(d)早期脈狀黃鐵礦;(e)與早期脈狀黃鐵同期脈狀毒砂;(f)Ⅱ階段團(tuán)塊狀黃鐵礦;(g)Ⅲ階段與輝銻礦等硫化物伴生黃鐵礦;(h)Ⅲ階段與輝銻礦等硫化物伴生黃鐵礦;(i)Ⅳ階段破碎黃鐵礦. Apy-毒砂;Ccp-黃銅礦;Sti-輝銻礦Fig.3 Photomicrographs of pyrite and gangue minerals from the Zhenyuan gold deposit

L06-1巖砂 變18.36 31.76 3.81 14.77 3.01 0.61 3.06 0.55 3.39 0.63 L02-4巖云白1.60 1.79 0.28 1.46 0.42 0.19 0.35 0.06 0.23 0.04鐵D10-4 巖理大1 8.21 29.81 4.03 15.65 3.14 0.73 3.08 0.55 3.39 0.65 8-8巖D0頁(yè)質(zhì)炭2 3.59 40.77 4.67 17.39 2.87 0.41 2.50 0.41 2.63 0.54 D08-5巖頁(yè)質(zhì)炭1 2.02 17.05 2.30 9.22 2.01 0.50 2.09 0.35 2.29 0.47 D01-1 巖板41.06 76.62 8.89 32.9 5.83 1.44 5.29 0.88 5.46 1.04 L12-7段3.23 5.63 0.70 2.68 0.46 0.09 0.38 0.05 0.38 0.08 L12-6階$1.43 2.70 0.31 1.18 0.22 0.04 0.19 0.03 0.18 0.04 D08-7 1.29 2.40 0.30 1.21 0.21 0.06 0.19 0.02 0.17 0.03 -6）L52-2段REEcomposition and featureon ore-bearingpyritein theZhenyuan gold deposit（ ×10階#8.60 17.27 2.17 8.08 1.11 0.20 1.07 0.18 1.21 0.26 L07-3 2.07 4.13 0.67 3.32 1.09 0.31 1.50 0.29 1.96 0.40 K10-2 1.24 2.16 0.27 1.05 0.22 0.05 0.22 0.03 0.24 0.06 D14-6段階"1.36 1.95 0.12 0.42 0.08 0.02 0.09 0.01 0.08 0.01值征特L 53-1 1.92 3.31 0.38 1.40 0.26 0.06 0.24 0.04 0.29 0.07 -6）及（ ×10 D04-1 10.00 17.91 1.98 7.20 1.14 0.18 0.79 0.11 0.76 0.17量8.96 1.70 5.95 0.93 0.19 0.71 0.10 0.58 0.12含D 03-2 15.66素元段階土L 04-5!3.12 6.09 0.70 2.77 0.56 0.12 0.54 0.08 0.49 0.10稀礦鐵13.5黃L 04-4 25.56 3.03 11.75 2.73 0.57 2.63 0.38 2.28 0.44金含礦L 04-2 6.02 11.75 1.32 5.07 1.09 0.22 1.14 0.19 1.26 0.26金沅鎮(zhèn)號(hào)稱Table2 品名L a Ce Pr Eu Tb Dy Ho 2 樣品N d Sm Gd表樣1.78 0.28 1.72 0.26 17.29 101.3 72.31 28.95 2.50 7.39 3.83 1.47 0.61 0.87 0.08 0.01 0.07 0.01 1.14 7.72 5.73 1.99 2.88 15.78 2.39 4.17 1.45 0.6 1.80 0.26 1.63 0.23 18.11 101.3 71.57 29.69 2.41 7.74 3.63 1.56 0.71 0.80 1.62 0.25 1.68 0.25 15.27 114.9 89.69 25.16 3.56 9.74 5.16 1.23 0.45 0.88 1.41 0.22 1.41 0.22 15.18 66.74 43.1 23.64 1.82 5.89 3.75 1.22 0.73 0.73 2.97 0.45 2.93 0.44 29.9 216.1 166.7 49.36 3.38 9.69 4.41 1.49 0.77 0.92 0.26 0.04 0.26 0.04 2.51 16.8 12.79 4.00 3.20 8.65 4.41 1.23 0.67 0.87 0.12 0.02 0.13 0.02 0.95 7.57 5.89 1.68 3.51 7.37 4.12 1.15 0.66 0.93 0.11 0.02 0.12 0.01 1.05 7.21 5.48 1.73 3.17 7.75 3.76 1.37 0.95 0.9 0.82 0.12 0.84 0.12 6.92 48.96 37.43 11.54 3.24 7.06 4.88 1.05 0.54 0.94 1.14 0.16 1.03 0.14 9.22 27.43 11.59 15.84 0.73 1.39 1.19 1.2 0.73 0.84 0.19 0.03 0.23 0.04 1.65 7.69 4.99 2.70 1.84 3.66 3.51 0.79 0.63 0.86 0.05 0.01 0.05 0.01 0.45 4.72 3.96 0.75 5.28 18.35 10.72 1.39 0.82 0.90 0.24 0.04 0.31 0.05 1.77 10.38 7.34 3.04 2.41 4.33 4.66 0.64 0.69 0.88 0.60 0.10 0.73 0.12 4.66 46.44 38.4 8.04 4.77 9.43 5.51 0.89 0.53 0.92 0.38 0.06 0.43 0.06 3.46 39.28 33.39 5.89 5.67 14.46 6.03 1.37 0.67 0.91 0.30 0.04 0.34 0.05 2.52 17.81 13.35 4.46 2.99 6.38 3.47 1.32 0.62 0.95 1.29 0.18 1.24 0.18 11.06 76.83 57.13 19.7 2.9 7.51 3.09 1.75 0.64 0.93 0.81 0.12 0.9 0.14 6.85 37.14 25.48 11.67 2.18 4.65 3.45 1.05 0.61 0.96 Er Tm Yb Lu Y REE LREE HREE LREE/HREE（La/Yb）N（La/Sm）N（Gd/Yb）N Eu δ C e δ

圖4 鎮(zhèn)沅金礦黃鐵礦及不同地質(zhì)體C1 球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土配分曲線地層數(shù)據(jù)據(jù)本文;煌斑巖數(shù)據(jù)據(jù)黃智龍和王聯(lián)魁，1996;Huang et al. ，2002;超基性巖及花崗巖據(jù)云南省地礦資源股份有限公司，2002Fig.4 C1 chondrite-normalized REE patterns of rocks and pyrites in the Zhenyuan gold deposit

3.2 微量元素特征

圖5 鎮(zhèn)沅金礦黃鐵礦微量元素比值蛛網(wǎng)圖Fig.5 Spider diagram of trace elements in pyrites from the Zhenyuan gold deposit

鎮(zhèn)沅金礦黃鐵礦微量元素組成列于表3。前已述及，鎮(zhèn)沅金礦礦區(qū)多種地層巖石中均有礦化現(xiàn)象，成礦可能與地殼內(nèi)廣泛的變質(zhì)作用有關(guān)，金礦化對(duì)圍巖沒(méi)有選擇性。本次研究選取大陸上地殼對(duì)微量元素進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化(圖5)。從圖中可以看出，鎮(zhèn)沅金礦載金黃鐵礦總體上富集Au、As、Ag、Co、Ni、Cu 等元素，高場(chǎng)強(qiáng)元素Th、U、Ta、Nb、Zr、Hf 較富集，虧損大離子親石元素Rb、Ba、Sr 等。相比其他三個(gè)階段，Ⅰ階段黃鐵礦更具富集高場(chǎng)強(qiáng)元素的特征;其余三個(gè)階段黃鐵礦部分樣品存在Zr、Hf 等元素富集不明顯現(xiàn)象。黃鐵礦除少量Sr、Y、Yb、Ti 等元素外，其余均明顯富集。黃鐵礦微量元素特征值Hf/Sm ＞1，其余Nb/La 及Th/La 均小于1。Ⅰ階段黃鐵礦Y/Ho 值介于25.01 ～29.83 之間;Ⅱ階段黃鐵礦Y/Ho 值在26.23 ～30.46;Ⅲ階段黃鐵礦Y/Ho 值為23.27 ～31.62;Ⅳ階段黃鐵礦Y/Ho 值范圍為25.91 ～31.02。Ⅰ階段黃鐵礦Co/Ni 值為0.29 ～1.21;其余三個(gè)階段黃鐵礦Co/Ni 值較接近，均在0.15 ～0.5 左右。

4 討論

4.1 金成礦期次

鎮(zhèn)沅金礦產(chǎn)出在哀牢山造山帶內(nèi)，造山帶經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造演化、巖漿侵位及成礦事件，在喜山期的金成礦作用最為集中(肖昌浩等，2010;張玙等，2012;Wang et al.，2014;Deng et al.，2014;Li et al.，2015)。造山帶內(nèi)墨江金礦(圖1)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了多期成礦作用(謝桂青等，2004)，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為鎮(zhèn)沅金礦僅存在喜山期一期成礦事件(Bian and She，1998;楊夕輝，2005;張繼武等，2010)。趙凱等(2013)通過(guò)對(duì)鎮(zhèn)沅金礦載金黃鐵礦的原位電子探針測(cè)試顯示有兩個(gè)階段黃鐵礦中發(fā)育金;Shi et al. (2012)對(duì)鎮(zhèn)沅金礦冬瓜林礦段載金黃鐵礦進(jìn)行了HR-ICPMS Re-Os 定年，獲得等時(shí)線年齡為229 ±38Ma，指示鎮(zhèn)沅金礦存在印支期成礦事件。

前已述及鎮(zhèn)沅金礦發(fā)育的黃鐵礦大致分為4 個(gè)階段，對(duì)于其代表的鎮(zhèn)沅金礦成礦期次作如下探討。ICP-MS 微量元素含量分析結(jié)果顯示，Ⅰ階段弱蝕變脈狀黃鐵礦及Ⅲ階段與硫化物伴生的浸染狀黃鐵礦內(nèi)Au 含量均較高;塊狀黃鐵礦與破碎黃鐵礦內(nèi)Au 含量則極低(表3)。黃鐵礦稀土配分曲線與微量元素蛛網(wǎng)圖中均顯示Ⅰ階段黃鐵礦有相對(duì)獨(dú)立的特征:具有明顯較高的∑REE 含量，更富集Ta、Nb、Zr、Hf 等高場(chǎng)強(qiáng)元素，蛛網(wǎng)圖中其他元素也有細(xì)微差別。Ag、As 在礦床中與Au 關(guān)系最密切，在Au/Ag、Au/As 圖解(圖6)中可以看出，Ⅰ階段脈狀黃鐵礦具有明顯較寬的Au-Ag 相關(guān)性，其余三個(gè)階段Au-Ag 相關(guān)性分布相近;同樣的相關(guān)性也在Au/As 圖解中有體現(xiàn)。推斷Ⅰ階段脈狀黃鐵礦代表了早期的金成礦事件。另外三個(gè)階段黃鐵礦在各項(xiàng)分析中特征較相近，僅在稀土配分中可看出Ⅲ階段伴生硫化物黃鐵礦也有比另外兩階段黃鐵礦高的∑REE 含量特征。前人(趙葵東，2005;Mao et al.，2009)認(rèn)為黃鐵礦中稀土元素特征之所以能夠反映成礦流體的REE 特征是很可能是因?yàn)辄S鐵礦內(nèi)發(fā)育的原生流體包裹體，而Ⅲ階段黃鐵礦較高的REE 含量可能由較強(qiáng)熱液成礦活動(dòng)導(dǎo)致，應(yīng)代表了另一期金成礦事件。采自冬瓜林、老王寨礦段的變砂巖型礦石(圖2b)是Ⅰ階段脈狀黃鐵礦產(chǎn)出的主要礦石類型含金性很好，與前人研究(Shi et al.，2012)描述的載金黃鐵礦礦石特征一致，其研究結(jié)果顯示該黃鐵礦Re-Os 等時(shí)線年齡為229 ±38Ma。李龔健等(2013a)對(duì)鎮(zhèn)沅金礦礦區(qū)內(nèi)晚二疊世花崗巖進(jìn)行了LA-ICPMS 年齡測(cè)定及地球化學(xué)特征研究，得到花崗巖的侵位年齡為247 ～255Ma，認(rèn)為代表了該地區(qū)金沙江-哀牢山洋的閉合時(shí)間。Shi et al. (2012)曾指出鎮(zhèn)沅金礦地區(qū)產(chǎn)出的蛇綠混雜巖成巖年齡為320Ma，與古特提斯洋的演化有關(guān)?？梢酝茰y(cè)鎮(zhèn)沅金礦早期的金成礦事件可能與古特提斯洋演化有關(guān):金沙江-哀牢山洋盆拉張導(dǎo)致的地幔物質(zhì)上涌、火山噴發(fā)使金礦源層初步富集;大洋閉合引發(fā)的板塊碰撞等事件可能導(dǎo)致了早期金成礦。進(jìn)入新生代，蘭坪-思茅地塊作為印度板塊的一部分向西北斜向碰撞，導(dǎo)致哀牢山造山帶大規(guī)模的剪切構(gòu)造與巖漿熱事件，地殼物質(zhì)向東南方向逃逸(張進(jìn)江等，2006;曹淑云等，2009;劉俊來(lái)等，2011)，同時(shí)引起東側(cè)揚(yáng)子板塊的逆沖，逆沖活動(dòng)與剪切構(gòu)造導(dǎo)致了造山帶

內(nèi)廣泛的變質(zhì)作用，引發(fā)了新生代鎮(zhèn)沅金礦又一期Au 成礦事件(Deng et al.，2015a)。從顯微鏡下特征來(lái)看:新生代金成礦之后，造山帶內(nèi)仍存在強(qiáng)烈的剪切作用，導(dǎo)致Ⅱ、Ⅲ階段黃鐵礦發(fā)生了破碎(圖3i)，同時(shí)見(jiàn)有黃鐵礦周圍的石英應(yīng)變影現(xiàn)象(圖3b)，顯示礦物形成后遭受持續(xù)遞進(jìn)變形作用(王敏等，2007)。

表3 鎮(zhèn)沅金礦黃鐵礦單礦物微量元素含量(×10 -6)及特征值Table 3 Trace element abundances (×10 -6)and features on pyrite of Zhenyuan gold deposit

圖6 鎮(zhèn)沅金礦黃鐵礦Au/Ag、Au/As 比值圖Fig.6 Au/Ag and Au/As diagrams of pyrite in the Zhenyuan gold deposit

4.2 成礦物質(zhì)來(lái)源與流體特征

稀土元素屬不活潑元素，在熱液體系中稀土元素地球化學(xué)可以十分有效的示蹤成礦流體來(lái)源(毛光周等，2006;Wang et al.，2011，2012)。雖然由于REE3+半徑與Fe2+半徑存在較大差異，但前人認(rèn)為REE 可能會(huì)以流體包裹體等其他形式存在于黃鐵礦等硫化物中，因此黃鐵礦的稀土元素組成特點(diǎn)可以反映成礦物質(zhì)及流體中稀土元素特征(趙葵東，2005;Mao et al.，2009)。由于黃鐵礦中流體包裹體含量較低，導(dǎo)致了鎮(zhèn)沅金礦黃鐵礦的∑REE 值明顯低于地層等圍巖地質(zhì)體中REE 的含量值，但其配分模式具有研究意義。

從鎮(zhèn)沅金礦黃鐵礦的整體稀土配分模式來(lái)看(圖4a，b)，黃鐵礦與花崗巖、地層及煌斑巖存在相似的“右傾型”稀土元素配分模式。根據(jù)對(duì)金成礦期次及黃鐵礦形成階段的分析，各階段黃鐵礦的成礦物質(zhì)也有差異。代表早期金成礦的Ⅰ階段脈狀黃鐵礦有部分與超基性巖稀土配分曲線接近的HREE 富集特征(圖4c)，暗示了早期金成礦可能與代表幔源物質(zhì)來(lái)源的超基性巖有關(guān);且該階段黃鐵礦的總稀土元素含量明顯高于其他階段，代表了一期熱液成礦事件。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ階段黃鐵礦稀土配分模式均與花崗巖、地層圍巖及煌斑巖配分模式接近，可能由于新生代強(qiáng)烈的剪切與板塊間碰撞俯沖導(dǎo)致的變質(zhì)作用使然;同時(shí)反映了該期成礦物質(zhì)有地殼物質(zhì)的參與。相比來(lái)講，反映新生代金成礦的Ⅲ階段黃鐵礦具有比另外兩階段更高的稀土元素含量，代表了金成礦事件中更強(qiáng)烈的熱液活動(dòng)。Ⅳ階段破碎黃鐵礦沒(méi)有獨(dú)特的REE 配分模式可能說(shuō)明導(dǎo)致黃鐵礦破碎的剪切活動(dòng)不足以使稀土元素重新分配。前人對(duì)鎮(zhèn)沅金礦的硫化物開(kāi)展的S同位素分析顯示S 同位素具有明顯塔式分布特征，進(jìn)而推測(cè)成礦物質(zhì)來(lái)自地幔(楊夕輝，2005;張繼武等，2010);Deng et al.(2015a)認(rèn)為這種情況可能是由于還原性成礦流體的氧化作用或由多種來(lái)源流體混合導(dǎo)致的。Pb 同位素(張繼武等，2010)及Sr-Nd 同位素具有殼?；旌咸卣?鄧碧平等，2013)。與前人研究相比，本次研究劃分的新生代金成礦作用成礦物質(zhì)來(lái)源與前人結(jié)果一致;而前人研究成果存在爭(zhēng)論之處可能是由于代表早期金成礦的硫化物未被單獨(dú)分析。

通常在還原條件下Eu2+易與其他3 價(jià)稀土元素分離，而Ce4+在氧化條件下與其他元素發(fā)生分離(毛光周等，2006;Deng et al.，2015b)。本次研究發(fā)現(xiàn)鎮(zhèn)沅金礦黃鐵礦稀土配分中僅有較弱的負(fù)Eu 異常，Ce 無(wú)異常，反映成礦流體為弱還原性流體。黃鐵礦輕稀土元素較富集，高場(chǎng)強(qiáng)元素較富集，Hf/Sm ＞1，而Nb/La 與Th/La 值均小于1，反映成礦熱液中有一定量F-的存在(Mao et al.，2009;Li et al.，2013b)。黃鐵礦中Co/Ni 比值是確定黃鐵礦成因類型的一種途徑，圖7 中鎮(zhèn)沅金礦黃鐵礦Co/Ni 值落在熱液成因與沉積成因黃鐵礦區(qū)。該特征與鎮(zhèn)沅金礦黃鐵礦經(jīng)歷了早期巖漿熱液成礦事件、沉積黃鐵礦及變質(zhì)熱液成礦期相吻合;也反映了變質(zhì)熱液在金礦成礦中占據(jù)的重要地位。研究表明，鎮(zhèn)沅金礦晚期成礦流體有變質(zhì)熱液的特征，成礦流體為含有部分F-的弱還原性流體，與前人對(duì)鎮(zhèn)沅金礦成礦流體研究結(jié)果基本一致(張繼武等，2010;Zhao et al.，2013)。

圖7 鎮(zhèn)沅金礦黃鐵礦Co/Ni 分布圖(不同地質(zhì)環(huán)境邊界據(jù)Bajwah et al.，1987;Brill，1989)Fig.7 Co/Ni distribution of pyrite in the Zhenyuan gold deposit (boundaries of different geological settings are defined after Bajwah et al.，1987;Brill，1989)

早在泥盆世古特提斯洋演化時(shí)期金沙江-哀牢山洋開(kāi)啟，之后經(jīng)歷了洋盆擴(kuò)張、衰減，至晚二疊世洋盆閉合(李龔健等，2013a)。洋盆拉張導(dǎo)致的地幔物質(zhì)上涌、火山噴發(fā)活動(dòng)使含金礦源層初步富集;大洋閉合后板塊碰撞事件可能導(dǎo)致了早期金成礦作用。進(jìn)入新生代印度板塊與歐亞板塊碰撞引發(fā)了青藏高原的隆升，哀牢山造山帶及周圍地區(qū)地殼物質(zhì)大量向東南方向逃逸(劉俊來(lái)等，2011;Zhang et al.，2014);造山帶范圍內(nèi)廣泛出露38 ～30Ma 侵位的煌斑巖脈，可能在此時(shí)期形成了鎮(zhèn)沅金礦團(tuán)塊狀、塊狀黃鐵礦。蘭坪-思茅地塊作為印度板塊的一部分斜向碰撞導(dǎo)致了揚(yáng)子板塊的西向逆沖，引發(fā)造山帶內(nèi)廣泛的變質(zhì)作用(Deng et al.，2015a);變質(zhì)熱液導(dǎo)致了鎮(zhèn)沅金礦的第二期金成礦作用，載金黃鐵礦與輝銻礦、黃銅礦等熱液蝕變硫化物密切共生。其后，哀牢山造山帶內(nèi)繼續(xù)發(fā)育剪切構(gòu)造活動(dòng)，使得早期黃鐵礦發(fā)生了破碎，尤以塊狀黃鐵礦碎裂現(xiàn)象明顯(圖3i)。

5 結(jié)論

(1)鎮(zhèn)沅金礦可能存在兩期金成礦作用:分別對(duì)應(yīng)Ⅰ階段脈狀黃鐵礦，與超基性巖侵位有一定聯(lián)系，可能與印支期古特提斯洋演化有關(guān);Ⅲ階段浸染狀黃鐵礦，與新生代紅河剪切帶活動(dòng)及揚(yáng)子板塊的俯沖導(dǎo)致的廣泛變質(zhì)作用有關(guān)。

(2)鎮(zhèn)沅金礦載金黃鐵礦的稀土元素特征代表成礦流體的稀土元素特征，反映了早期成礦物質(zhì)來(lái)源與超基性巖有關(guān)，成礦物質(zhì)來(lái)源來(lái)源于深部;晚期成礦物質(zhì)來(lái)源于地殼內(nèi)多種地質(zhì)體，可能由于區(qū)內(nèi)廣泛變質(zhì)作用導(dǎo)致成礦。鎮(zhèn)沅金礦成礦流體為含F(xiàn)-的弱還原性流體，金礦成礦過(guò)程中有變質(zhì)熱液作用。

致謝 野外考察得到云南省中國(guó)黃金集團(tuán)鎮(zhèn)沅金礦領(lǐng)導(dǎo)的支持和中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院李龔健博士后以及中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院資源研究所劉歡博士后的幫助;室內(nèi)測(cè)試工作中中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)科學(xué)研究院地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室蘇犁老師及研究生給予了協(xié)助;匿名審稿人提出的修改意見(jiàn)使文章有較大提高;在此一并衷心感謝!

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附中文參考文獻(xiàn)

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