翟德高：高品位浅成低温热液型金矿床成因新认识

来源：中国地质大学

浅成低温热液型金矿床一般金产出的规模较大，常形成超高品位的金矿石，且矿体埋藏很浅，因此该类矿床蕴含极大的经济价值，是国内外大型矿业公司竞相勘查的目标。大量的野外观察、分析测试和实验模拟研究结果显示，浅成低温热液系统中金的形成与流体的沸腾作用密切相关。因此，已有的大量研究提出流体沸腾作用是导致浅成低温热液金矿床形成的最主要机制，该过程也常常用来解释矿床中或矿体中某一部位超高品位金矿石的成因。虽然在浅成条件下成矿流体很容易发生沸腾作用，但该过程可否用来解释绝多数金矿床的形成有待进一步研究。

针对上述科学问题，来自地球科学与资源学院的翟德高副教授、刘家军教授及其合作者选择位于我国东北地区的三道湾子金矿床为研究解剖对象。根据系统的矿物学、多元同位素、流体包裹体和热力学计算与模拟等研究工作，取得以下主要认识：

1、虽然在三道湾子浅成低温热液体系发生了显著的流体沸腾作用，但精细的热力学模拟和计算发现流体沸腾作用过程并不能导致金的沉淀，反而可促使其发生进一步的溶解，很显然，该机制不能解释矿床中大量金和银碲化物的形成；

2、提出导致金发生沉淀的主要机制为：（a）从碱性岩浆中形成的含H₂Te的气体组分通过凝结作用与大气降水为主导的成矿流体混合（α_HTe^-_(aq)升高），可直接导致热液体系中大量的金和银呈碲化物的形式沉淀；（b）围岩发生的大量硫化作用（黄铁矿的形成）（α_HS^-_(aq)降低）可以破坏金和银的硫络合物迁移，进而促使其发生大量沉淀。

该研究很好地结合了矿物学和热力学模拟的研究手段，能够从定量化的角度精细探讨流体演化过程中金和银的富集过程。该研究结果有别于以往主导的认识，对丰富和提高浅成低温热液型金矿床的成因模型有新的启发。

图1 矿床不同成矿阶段流体的pH和fO₂相图

图2 不同温度、α_HS^-_(aq)和α_HTe^-_(aq)条件下金（碲金矿）和银（碲银矿）的溶解度计算结果

该研究成果发表于矿床学权威期刊《Economic Geology》，Zhai, D.*, Williams-Jones, A.E., Liu, J., Tombros, S.F., Cook, N.J., 2018. Mineralogical, Fluid Inclusion and Multiple Isotope (H-O-S-Pb) Constraints on the Genesis of the Sandaowanzi Epithermal Au-Ag-Te Deposit, NE China. Economic Geology, 113 (6): 1359–1382.  [IF2017=2.519].