西南三江地区镇沅金矿载金黄铁矿稀土与微量元素特征*

2015-03-15赵岩黄钰涵梁坤张岐能

岩石学报 2015年11期

关键词：哀牢山黄铁矿金矿

赵岩黄钰涵梁坤张岐能

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

1. 中国地质大学地球科学与资源学院，北京 100083

2. 中国地质调查局沈阳地质调查中心，沈阳 110034

3. 黑龙江省第四地质勘察院，哈尔滨 150036

4. 云南省地质矿产勘查院，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.

哀牢山金矿带是“西南三江特提斯造山带”东南缘一条重要的金成矿带，带内产出了一系列瞩目的大型、超大型金矿，如:镇沅、金厂、大坪、长安、铜厂等金矿(邓军等，2012;Zhang et al.，2014;Deng et al.，2015a;Deng and Wang，2015)。镇沅金矿(也称老王寨金矿、和平金矿(云南省地矿资源股份有限公司，2002①云南省地矿资源股份有限公司. 2002. 云南省镇沅县和平金矿地质勘探设计报告))产出在哀牢山金矿带北端，由老王寨、冬瓜林、库独木、搭桥箐、浪泥塘等5 个矿段组成，目前探明储量已近100t(张闯等，2012)。关于镇沅金矿床成矿物质来源、成矿流体特征的研究一直是该矿床研究的热点之一。概括起来成矿流体主要有:深源流体来源(何明友和胡瑞忠，1996;黄智龙和王联魁，1997;毕献武和胡瑞忠，1998;Hu et al.，1998;张继武等，2010)、壳幔流体混合(邓碧平等，2014)、多源流体混合(杨夕辉，2005)、主成矿期深源流体晚期混入大气降水(Zhao et al.，2013)等观点。相应的成矿物质来源则有幔源(杨夕辉，2005)、幔源与壳源物质来源(应汉龙和刘秉光，2000;刘显凡等，2012)、岩浆岩来源(何平等，2003)等观点。

稀土元素在低级变质作用、风化作用和热液蚀变作用中保持相对不活泼性，可作为水-岩作用及成矿流体来源的示踪剂(Rollison，1993)。通常认为黄铁矿内Fe2+的离子半径与稀土元素的REE3+相差较远，稀土元素很难以类质同像的形式进入黄铁矿晶格内。但近期有研究发现黄铁矿内存在流体包裹体，包裹体内溶液的REE 特征可以反映成矿流体特征(赵葵东，2005;Mao et al.，2009)，因此分析黄铁矿等硫化物的单矿物稀土微量元素特征可以直接反映成矿物质来源及流体特征。黄铁矿是镇沅金矿最重要的载金矿物，本次研究利用ICP-MS 技术开展单矿物的稀土微量元素特征分析，并通过与矿区产出主要地质体的稀土微量元素特征对比，对成矿物质来源及流体特征进行研究，并为成矿期次划分提供辅证。

1 区域地质与矿床地质

哀牢山造山带是西南三江特提斯造山带内重要的构造带，夹持于红河断裂与阿墨江断裂之间，北起弥渡，向南延伸进入越南，东侧为扬子板块，西侧为思茅地块(图1)。金沙江-哀牢山洋盆形成于早石炭世或更早，经历弧后洋盆扩张，至二叠世洋盆闭合消减，金沙江-哀牢山洋的演化至此结束(邓军等，2013)。进入三叠纪哀牢山造山带消减的洋盆缝合带进入碰撞后伸展造山，其间发育早期洋盆喷发的橄榄岩、拉斑玄武岩、超基性岩等组合与花岗岩等岩体，晚三叠世末期进入全面陆内阶段。新生代哀牢山造山带经历了由印度板块斜向俯冲导致的大规模走滑、扬子板块的西向俯冲以及造山带内广泛的变质作用;复合造山以及剪切作用导致了一批矿床的产出(Deng et al.，2014a，b)。

哀牢山造山带以哀牢山断裂带为界分为东侧的哀牢山高级变质带(哀牢山岩群)和西侧哀牢山低级变质带(马邓岩群)，其中金矿化主要产于哀牢山低级变质带中(胡云中等，1995)。哀牢山岩群主要为一套角闪岩相变质岩系，岩群总体由区域变质岩、混合岩和动力变质岩三种岩类组成，并被多期次花岗岩侵入。岩群中早期形成的结晶片理、片麻理已经全面取代原生层理。马邓岩群分布于哀牢山断裂以西的狭长条带内，为一套低绿片岩相变质岩系。主要的岩性为砂岩、板岩、泥页岩、变质砂板岩、绢云板岩。哀牢山构造带发育四条倾向北东的主要断裂，从北东至南西依次为红河断裂，哀牢山断裂，九甲-安定断裂和阿墨江断裂。四条断裂沿走向向北西收敛，延伸至弥渡金宝山，西北被中新生代地层覆盖，向南东则呈帚状散开。区内各类岩浆岩十分发育，以基性、超基性岩为主。花岗斑岩呈脉状、岩墙状沿九甲-安定断裂带、哀牢山剪切断裂带产出。区内各类脉岩也十分发育，大致顺层或沿构造破碎带及次级构造成群成带产出。脉岩走向多为北西向，少数呈东西向展布。

图1 镇沅金矿地质图(据Wang et al.，2001 修改)Fig.1 Sketch geological map of the Zhenyuan gold deposit(modified after Wang et al.，2001)

镇沅金矿产出在哀牢山低级变质带中，该变质带夹持于红河深大断裂与九甲-安定深大断裂带之间(图1)。矿床分为冬瓜林、老王寨、库独木、浪泥塘、搭桥箐等五个矿段。矿床总体构造格架以北西向为主，其次为东西向。矿床内有多期岩体岩脉活动:冬瓜林、搭桥箐、库独木矿段以煌斑岩及酸性脉岩为主;老王寨、冬瓜林矿段还产出有玄武岩。除老王寨矿段矿体走向近东西向外，其余矿段矿体走向为北西向，倾角在50° ～70°之间。矿体形态主要为脉状、透镜状、不规则状;矿石类型主要为硫化物型和自然金属型，包括变砂岩型、炭质板岩型、蚀变大理岩型、铁白云岩型、蚀变花岗岩型、蚀变硅质岩型、煌斑岩型等矿石类型。金属矿物以黄铁矿为主，有少量黄铜矿、毒砂、辉锑矿、硫砷铜矿及自然金等。矿石多为浸染状、网脉状、角砾状构造;金属矿物多呈半自形-他形晶结构、交代残余结构、压碎结构。金主要以自然金、银金矿等形式赋存在黄铁矿等载金矿物之中。脉石矿物以石英为主，其次是铁白云石、绢云母、绿泥石、长石、方解石等。矿床围岩蚀变强烈，主要蚀变有绢云母化、黄铁矿化、碳酸盐化、硅化和绿泥石化等(云南省地矿资源股份有限公司，2002)。

根据矿区野外地质考察及显微镜下矿物特征，结合之前研究者(赵凯等，2013)观察到的各阶段之间黄铁矿穿插关系与矿物生成顺序，镇沅金矿黄铁矿主要划分为以下4 阶段:Ⅰ阶段脉状黄铁矿;Ⅱ阶段团块状黄铁矿;Ⅲ阶段与辉锑矿等硫化物共生浸染状黄铁矿;Ⅳ阶段破碎状黄铁矿。地层中成岩黄铁矿呈草莓状产出，因其形成于成岩期与成矿关系不大且含量很低，不在此次研究范围之列。

图2 镇沅金矿矿石野外特征(a，c 引自Deng et al.，2015a)(a)炭质板岩内黄铁矿细脉;(b)变石英岩矿石;(c)团块状黄铁矿;(d)晚期与黄铜矿等硫化物伴生的浸染状黄铁矿. Py-黄铁矿;Qtz-石英Fig.2 Macroscopic photos of the ores in the Zhenyuan gold deposit (a，c after Deng et al.，2015a)

Ⅰ阶段脉状黄铁矿，形成于成矿早期。野外矿石多为黄铁矿化砂岩、硅质岩等(图2b);镜下黄铁矿呈暗黄白色，已发生部分溶蚀，呈脉状产出在石英及矿化围岩内(图3d);该阶段黄铁矿与细脉状毒砂(图3e)近似同期产出。Ⅱ阶段团块状、稠密浸染状黄铁矿，与热液活动有关。野外即可见团块状黄铁矿产出在石英脉及矿化围岩中(图2c);镜下黄铁矿呈浅黄白色，颗粒硕大，团块状产出，遭受蚀变较弱(图3f)。Ⅲ阶段与辉锑矿等硫化物共生浸染状黄铁矿形成于成矿晚期。野外观察可见矿化煌斑岩及破碎石英脉内有黄铁矿等硫化物(图2d)。镜下可见团块状黄铁矿裂隙内发育晚阶段热液蚀变黄铁矿、黄铜矿及辉锑矿现象(图3h);也见有黄铁矿边缘产出的晚阶段黄铁矿与黄铜矿等硫化物共生(图3g)。Ⅳ阶段破碎黄铁矿明显在矿物结晶后遭受动力作用影响而破碎，镜下观察发现部分团块状黄铁矿边缘破碎现象显著(图3i)。薄片中观察到的黄铁矿颗粒边缘发育石英应变影现象(图3b)，该现象反映矿物形成后遭受持续递进变形作用(王敏等，2007)，推断Ⅳ阶段破碎黄铁矿可能是新生代哀牢山造山带大规模的剪切活动所致。

2 样品采集与测试

本次研究在镇沅金矿老王寨、冬瓜林、库独木矿段采集含黄铁矿矿石样品30 余件，进行黄铁矿单矿物分选。鉴于分析Au 元素含量需有5g 以上黄铁矿，仅有13 件样品达到足量要求。样品编号及分布情况见表1。将矿石样品逐级破碎、过筛后，在双目镜下挑选40 ～60 目的黄铁矿单矿物，使其纯度在99%以上，经玛瑙研钵研磨至200 目以下待测。黄铁矿微量稀土元素测试在中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室完成，测试仪器为电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)，分析误差优于10%。

表1 镇沅金矿床含黄铁矿矿石样品信息Table 1 Pyrite samples register in the Zhenyuan gold deposit

3 结果与分析

3.1 稀土元素特征

本次测试镇沅金矿黄铁矿的稀土元素含量及特征值列入表2，表内同时列入本次研究在镇沅金矿采集的部分地层(包括矿区内产出的板岩、炭质页岩、变质砂岩及大理岩等)的稀土元素含量。本次研究同样收集了镇沅金矿煌斑岩(黄智龙和王联魁，1996;Huang et al.，2002)、矿区出露的花岗岩以及超基性岩(云南省地矿资源股份有限公司，2002)等地质体的稀土元素测试数据用于图件绘制的底图，原始数据未列入表内。数据经C1 球粒陨石标准化后，所得配分曲线如图4 所示。

图表显示，镇沅金矿黄铁矿呈较平缓的轻稀土富集、重稀土亏损的“右倾”式稀土配分模式(图4a);LREE/HREE 值较稳定;(La/Yb)N值在1.39 ～18.35 之间，且主要集中在4.65 ～7.7 之间，反映了整体黄铁矿轻、重稀土分馏不大;(La/Sm)N值1.19 ～10.72，(Gd/Yb)N值在0.64 ～1.75 之间，反映了整体上轻稀土内部分异大于重稀土内部分异;存在负Eu 异常，Ce 异常不明显。具体到各阶段，黄铁矿的稀土元素特征也存在差异。Ⅰ阶段脉状黄铁矿总稀土含量最高，在17.81 × 10-6～76.83 × 10-6之间;存在某样品中LREE/HREE 比值变低即重稀土富集现象，与超基性岩稀土配分模式(图4c)相似。Ⅱ阶段团块状黄铁矿∑REE 值明显变低，为4.72 ×10-6～10.38 ×10-6;LREE/HREE 比值与Ⅰ阶段黄铁矿相比也略大，该特征在各阶段黄铁矿平均值与地质体稀土元素配分模式中(图4b)较明显。Ⅲ阶段与硫化物共生黄铁矿∑REE 值较低，为7.21 ×10-6～48.96 ×10-6，与Ⅱ阶段黄铁矿相比∑REE 值明显增高。Ⅳ阶段破碎黄铁矿与之前Ⅲ阶段相比只存在∑REE 值偏低现象，二者配分模式及LREE/HREE 比值均较接近。

图3 镇沅金矿黄铁矿及脉石矿物显微照片(a)地层内草莓状成岩黄铁矿;(b)黄铁矿边缘石英应变影(+);(c)遭受构造破碎的含黄铁矿石英脉(+);(d)早期脉状黄铁矿;(e)与早期脉状黄铁同期脉状毒砂;(f)Ⅱ阶段团块状黄铁矿;(g)Ⅲ阶段与辉锑矿等硫化物伴生黄铁矿;(h)Ⅲ阶段与辉锑矿等硫化物伴生黄铁矿;(i)Ⅳ阶段破碎黄铁矿. Apy-毒砂;Ccp-黄铜矿;Sti-辉锑矿Fig.3 Photomicrographs of pyrite and gangue minerals from the Zhenyuan gold deposit

L06-1岩砂变18.36 31.76 3.81 14.77 3.01 0.61 3.06 0.55 3.39 0.63 L02-4岩云白1.60 1.79 0.28 1.46 0.42 0.19 0.35 0.06 0.23 0.04铁D10-4 岩理大1 8.21 29.81 4.03 15.65 3.14 0.73 3.08 0.55 3.39 0.65 8-8岩D0页质炭2 3.59 40.77 4.67 17.39 2.87 0.41 2.50 0.41 2.63 0.54 D08-5岩页质炭1 2.02 17.05 2.30 9.22 2.01 0.50 2.09 0.35 2.29 0.47 D01-1 岩板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阶$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阶#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段阶"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素元段阶土L 04-5!3.12 6.09 0.70 2.77 0.56 0.12 0.54 0.08 0.49 0.10稀矿铁13.5黄L 04-4 25.56 3.03 11.75 2.73 0.57 2.63 0.38 2.28 0.44金含矿L 04-2 6.02 11.75 1.32 5.07 1.09 0.22 1.14 0.19 1.26 0.26金沅镇号称Table2 品名L a Ce Pr Eu Tb Dy Ho 2 样品N d Sm Gd表样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

图4 镇沅金矿黄铁矿及不同地质体C1 球粒陨石标准化稀土配分曲线地层数据据本文;煌斑岩数据据黄智龙和王联魁，1996;Huang et al. ，2002;超基性岩及花岗岩据云南省地矿资源股份有限公司，2002Fig.4 C1 chondrite-normalized REE patterns of rocks and pyrites in the Zhenyuan gold deposit

3.2 微量元素特征

图5 镇沅金矿黄铁矿微量元素比值蛛网图Fig.5 Spider diagram of trace elements in pyrites from the Zhenyuan gold deposit

镇沅金矿黄铁矿微量元素组成列于表3。前已述及，镇沅金矿矿区多种地层岩石中均有矿化现象，成矿可能与地壳内广泛的变质作用有关，金矿化对围岩没有选择性。本次研究选取大陆上地壳对微量元素进行标准化(图5)。从图中可以看出，镇沅金矿载金黄铁矿总体上富集Au、As、Ag、Co、Ni、Cu 等元素，高场强元素Th、U、Ta、Nb、Zr、Hf 较富集，亏损大离子亲石元素Rb、Ba、Sr 等。相比其他三个阶段，Ⅰ阶段黄铁矿更具富集高场强元素的特征;其余三个阶段黄铁矿部分样品存在Zr、Hf 等元素富集不明显现象。黄铁矿除少量Sr、Y、Yb、Ti 等元素外，其余均明显富集。黄铁矿微量元素特征值Hf/Sm ＞1，其余Nb/La 及Th/La 均小于1。Ⅰ阶段黄铁矿Y/Ho 值介于25.01 ～29.83 之间;Ⅱ阶段黄铁矿Y/Ho 值在26.23 ～30.46;Ⅲ阶段黄铁矿Y/Ho 值为23.27 ～31.62;Ⅳ阶段黄铁矿Y/Ho 值范围为25.91 ～31.02。Ⅰ阶段黄铁矿Co/Ni 值为0.29 ～1.21;其余三个阶段黄铁矿Co/Ni 值较接近，均在0.15 ～0.5 左右。

4 讨论

4.1 金成矿期次

镇沅金矿产出在哀牢山造山带内，造山带经历了复杂的构造演化、岩浆侵位及成矿事件，在喜山期的金成矿作用最为集中(肖昌浩等，2010;张玙等，2012;Wang et al.，2014;Deng et al.，2014;Li et al.，2015)。造山带内墨江金矿(图1)经研究发现经历了多期成矿作用(谢桂青等，2004)，多数学者认为镇沅金矿仅存在喜山期一期成矿事件(Bian and She，1998;杨夕辉，2005;张继武等，2010)。赵凯等(2013)通过对镇沅金矿载金黄铁矿的原位电子探针测试显示有两个阶段黄铁矿中发育金;Shi et al. (2012)对镇沅金矿冬瓜林矿段载金黄铁矿进行了HR-ICPMS Re-Os 定年，获得等时线年龄为229 ±38Ma，指示镇沅金矿存在印支期成矿事件。

前已述及镇沅金矿发育的黄铁矿大致分为4 个阶段，对于其代表的镇沅金矿成矿期次作如下探讨。ICP-MS 微量元素含量分析结果显示，Ⅰ阶段弱蚀变脉状黄铁矿及Ⅲ阶段与硫化物伴生的浸染状黄铁矿内Au 含量均较高;块状黄铁矿与破碎黄铁矿内Au 含量则极低(表3)。黄铁矿稀土配分曲线与微量元素蛛网图中均显示Ⅰ阶段黄铁矿有相对独立的特征:具有明显较高的∑REE 含量，更富集Ta、Nb、Zr、Hf 等高场强元素，蛛网图中其他元素也有细微差别。Ag、As 在矿床中与Au 关系最密切，在Au/Ag、Au/As 图解(图6)中可以看出，Ⅰ阶段脉状黄铁矿具有明显较宽的Au-Ag 相关性，其余三个阶段Au-Ag 相关性分布相近;同样的相关性也在Au/As 图解中有体现。推断Ⅰ阶段脉状黄铁矿代表了早期的金成矿事件。另外三个阶段黄铁矿在各项分析中特征较相近，仅在稀土配分中可看出Ⅲ阶段伴生硫化物黄铁矿也有比另外两阶段黄铁矿高的∑REE 含量特征。前人(赵葵东，2005;Mao et al.，2009)认为黄铁矿中稀土元素特征之所以能够反映成矿流体的REE 特征是很可能是因为黄铁矿内发育的原生流体包裹体，而Ⅲ阶段黄铁矿较高的REE 含量可能由较强热液成矿活动导致，应代表了另一期金成矿事件。采自冬瓜林、老王寨矿段的变砂岩型矿石(图2b)是Ⅰ阶段脉状黄铁矿产出的主要矿石类型含金性很好，与前人研究(Shi et al.，2012)描述的载金黄铁矿矿石特征一致，其研究结果显示该黄铁矿Re-Os 等时线年龄为229 ±38Ma。李龚健等(2013a)对镇沅金矿矿区内晚二叠世花岗岩进行了LA-ICPMS 年龄测定及地球化学特征研究，得到花岗岩的侵位年龄为247 ～255Ma，认为代表了该地区金沙江-哀牢山洋的闭合时间。Shi et al. (2012)曾指出镇沅金矿地区产出的蛇绿混杂岩成岩年龄为320Ma，与古特提斯洋的演化有关。可以推测镇沅金矿早期的金成矿事件可能与古特提斯洋演化有关:金沙江-哀牢山洋盆拉张导致的地幔物质上涌、火山喷发使金矿源层初步富集;大洋闭合引发的板块碰撞等事件可能导致了早期金成矿。进入新生代，兰坪-思茅地块作为印度板块的一部分向西北斜向碰撞，导致哀牢山造山带大规模的剪切构造与岩浆热事件，地壳物质向东南方向逃逸(张进江等，2006;曹淑云等，2009;刘俊来等，2011)，同时引起东侧扬子板块的逆冲，逆冲活动与剪切构造导致了造山带

内广泛的变质作用，引发了新生代镇沅金矿又一期Au 成矿事件(Deng et al.，2015a)。从显微镜下特征来看:新生代金成矿之后，造山带内仍存在强烈的剪切作用，导致Ⅱ、Ⅲ阶段黄铁矿发生了破碎(图3i)，同时见有黄铁矿周围的石英应变影现象(图3b)，显示矿物形成后遭受持续递进变形作用(王敏等，2007)。

表3 镇沅金矿黄铁矿单矿物微量元素含量(×10 -6)及特征值Table 3 Trace element abundances (×10 -6)and features on pyrite of Zhenyuan gold deposit

图6 镇沅金矿黄铁矿Au/Ag、Au/As 比值图Fig.6 Au/Ag and Au/As diagrams of pyrite in the Zhenyuan gold deposit

4.2 成矿物质来源与流体特征

稀土元素属不活泼元素，在热液体系中稀土元素地球化学可以十分有效的示踪成矿流体来源(毛光周等，2006;Wang et al.，2011，2012)。虽然由于REE3+半径与Fe2+半径存在较大差异，但前人认为REE 可能会以流体包裹体等其他形式存在于黄铁矿等硫化物中，因此黄铁矿的稀土元素组成特点可以反映成矿物质及流体中稀土元素特征(赵葵东，2005;Mao et al.，2009)。由于黄铁矿中流体包裹体含量较低，导致了镇沅金矿黄铁矿的∑REE 值明显低于地层等围岩地质体中REE 的含量值，但其配分模式具有研究意义。

从镇沅金矿黄铁矿的整体稀土配分模式来看(图4a，b)，黄铁矿与花岗岩、地层及煌斑岩存在相似的“右倾型”稀土元素配分模式。根据对金成矿期次及黄铁矿形成阶段的分析，各阶段黄铁矿的成矿物质也有差异。代表早期金成矿的Ⅰ阶段脉状黄铁矿有部分与超基性岩稀土配分曲线接近的HREE 富集特征(图4c)，暗示了早期金成矿可能与代表幔源物质来源的超基性岩有关;且该阶段黄铁矿的总稀土元素含量明显高于其他阶段，代表了一期热液成矿事件。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ阶段黄铁矿稀土配分模式均与花岗岩、地层围岩及煌斑岩配分模式接近，可能由于新生代强烈的剪切与板块间碰撞俯冲导致的变质作用使然;同时反映了该期成矿物质有地壳物质的参与。相比来讲，反映新生代金成矿的Ⅲ阶段黄铁矿具有比另外两阶段更高的稀土元素含量，代表了金成矿事件中更强烈的热液活动。Ⅳ阶段破碎黄铁矿没有独特的REE 配分模式可能说明导致黄铁矿破碎的剪切活动不足以使稀土元素重新分配。前人对镇沅金矿的硫化物开展的S同位素分析显示S 同位素具有明显塔式分布特征，进而推测成矿物质来自地幔(杨夕辉，2005;张继武等，2010);Deng et al.(2015a)认为这种情况可能是由于还原性成矿流体的氧化作用或由多种来源流体混合导致的。Pb 同位素(张继武等，2010)及Sr-Nd 同位素具有壳幔混合特征(邓碧平等，2013)。与前人研究相比，本次研究划分的新生代金成矿作用成矿物质来源与前人结果一致;而前人研究成果存在争论之处可能是由于代表早期金成矿的硫化物未被单独分析。

通常在还原条件下Eu2+易与其他3 价稀土元素分离，而Ce4+在氧化条件下与其他元素发生分离(毛光周等，2006;Deng et al.，2015b)。本次研究发现镇沅金矿黄铁矿稀土配分中仅有较弱的负Eu 异常，Ce 无异常，反映成矿流体为弱还原性流体。黄铁矿轻稀土元素较富集，高场强元素较富集，Hf/Sm ＞1，而Nb/La 与Th/La 值均小于1，反映成矿热液中有一定量F-的存在(Mao et al.，2009;Li et al.，2013b)。黄铁矿中Co/Ni 比值是确定黄铁矿成因类型的一种途径，图7 中镇沅金矿黄铁矿Co/Ni 值落在热液成因与沉积成因黄铁矿区。该特征与镇沅金矿黄铁矿经历了早期岩浆热液成矿事件、沉积黄铁矿及变质热液成矿期相吻合;也反映了变质热液在金矿成矿中占据的重要地位。研究表明，镇沅金矿晚期成矿流体有变质热液的特征，成矿流体为含有部分F-的弱还原性流体，与前人对镇沅金矿成矿流体研究结果基本一致(张继武等，2010;Zhao et al.，2013)。

图7 镇沅金矿黄铁矿Co/Ni 分布图(不同地质环境边界据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时期金沙江-哀牢山洋开启，之后经历了洋盆扩张、衰减，至晚二叠世洋盆闭合(李龚健等，2013a)。洋盆拉张导致的地幔物质上涌、火山喷发活动使含金矿源层初步富集;大洋闭合后板块碰撞事件可能导致了早期金成矿作用。进入新生代印度板块与欧亚板块碰撞引发了青藏高原的隆升，哀牢山造山带及周围地区地壳物质大量向东南方向逃逸(刘俊来等，2011;Zhang et al.，2014);造山带范围内广泛出露38 ～30Ma 侵位的煌斑岩脉，可能在此时期形成了镇沅金矿团块状、块状黄铁矿。兰坪-思茅地块作为印度板块的一部分斜向碰撞导致了扬子板块的西向逆冲，引发造山带内广泛的变质作用(Deng et al.，2015a);变质热液导致了镇沅金矿的第二期金成矿作用，载金黄铁矿与辉锑矿、黄铜矿等热液蚀变硫化物密切共生。其后，哀牢山造山带内继续发育剪切构造活动，使得早期黄铁矿发生了破碎，尤以块状黄铁矿碎裂现象明显(图3i)。

5 结论

(1)镇沅金矿可能存在两期金成矿作用:分别对应Ⅰ阶段脉状黄铁矿，与超基性岩侵位有一定联系，可能与印支期古特提斯洋演化有关;Ⅲ阶段浸染状黄铁矿，与新生代红河剪切带活动及扬子板块的俯冲导致的广泛变质作用有关。

(2)镇沅金矿载金黄铁矿的稀土元素特征代表成矿流体的稀土元素特征，反映了早期成矿物质来源与超基性岩有关，成矿物质来源来源于深部;晚期成矿物质来源于地壳内多种地质体，可能由于区内广泛变质作用导致成矿。镇沅金矿成矿流体为含F-的弱还原性流体，金矿成矿过程中有变质热液作用。

致谢野外考察得到云南省中国黄金集团镇沅金矿领导的支持和中国地质大学(北京)地球科学与资源学院李龚健博士后以及中国地质科学院资源研究所刘欢博士后的帮助;室内测试工作中中国地质大学(北京)科学研究院地质过程与矿产资源国家重点实验室苏犁老师及研究生给予了协助;匿名审稿人提出的修改意见使文章有较大提高;在此一并衷心感谢!

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