金矿床的形成通常经历了复杂的历史，如何甄别金成矿作用过程中“原生”和“活化”事件，精细重建成矿历史，对于正确理解矿床成因具有重要意义。黄铁矿是地壳中最为常见的一种金属硫化物，也是各类热液金矿床中最重要的载金矿物之一。黄铁矿的结构特征、微量元素组成以及硫同位素组成记录了成矿过程的大量信息，利用黄铁矿“矿物探针”结合微区原位测试技术为探索金矿床成因、精细刻画金成矿过程提供了新的窗口。
我国东南沿海地区发育了大量燕山期浅成低温热液矿床，储量至少为~650tAu和9400tAg，业已成为我国最重要的多金属成矿带之一。中国地质大学（武汉）资源学院和紧缺战略矿产资源省部共建协同创新中心及地质过程与矿产资源国家重点实验室蒋少涌教授团队的博士生马盈等选取我国东南沿海地区的邱村浅成低温热液金矿床为研究对象，该矿床经历了复杂的成矿历史，包括：(I)黄铁矿-石-玉髓；(II)石英-多金属硫化物；和(III)石英-碳酸盐等三个成矿阶段，在细致的野外地质调查的基础上，笔者重点对金矿石中的多世代-结构复杂的黄铁矿开展了微区原位微量元素和硫同位素的分析，对成矿流体来源和精细成矿过程进行了深入探讨，取得了如下主要认识：
（1）基于扫描电镜观察，识别出四个世代不同结构的黄铁矿，包括第I阶段石英脉及蚀变围岩中的Py1a和Py1b以及第II阶段矿脉中的Py2a和Py2b（图1）。邱村金矿中金的产出呈现出典型的“双峰”式分布，即：①上述世代黄铁矿中均含有含量不等的不可见金，不可见金的含量与黄铁矿中As含量具有明显的正相关关系（图2）；②可见金多以细小包裹体赋存于被交代的“多孔”黄铁矿中或以细脉的形式充填于蚀变黄铁矿的微裂隙中，具有明显的“后生”特征（图3）。
图1 邱村金矿不同类型黄铁矿的结构特征
图2 典型黄铁矿颗粒/集合体LA-ICP-MS面扫图像
图3 邱村金矿可见金赋存特征
（2）Py1a富含硅酸盐包裹体，富含Co和Ni，与后期的黄铁矿相比，亏损Au和As，早阶段含金热液流体交代围岩火山岩中的黑云母，可能造成了Py1a的结晶与其中不可见金的沉淀；Py1b和Py2a震荡环带发育，在BSE图像中，明亮的条带具有较高的Au和As（图4），震荡环带反映了黄铁矿结晶时晶体周围的压力波动和反复的局部流体沸腾，这也与流体包裹体研究结果一致。前三个世代黄铁矿的δ34S值介于-3.6~+4.6 ‰，与岩浆硫源一致（图4）。
（3）最初赋存于Py2a中的Au和部分其他微量元素（如As、Ag、Sb、Pb、Tl和Cu等）在后期流体交代形成多孔和不可见金富集的Py2b的过程中部分溶解和再活化。这一交代反应可能是由成矿流体氧逸度升高引发的溶解和再沉淀反应所驱动的。黄铁矿的硫同位素组成从Py2a (-3.2 ~ +4.6 ‰)到Py2b(-15.2 ~ -2.3 ‰)的总体下降趋势进一步印证了流体的氧化（图4）。
（4）最后，先前形成的含金黄铁矿经历了矿化后的破碎作用，导致黄铁矿局部粉碎。新形成的孔隙促使了黄铁矿颗粒间的流体循环、热液蚀变和不可见金的再活化，这些金以可见银金矿的形式在黄铁矿的孔隙或裂隙中以微小包裹体或大颗粒的形式重新沉淀（图5）。
图4邱村金矿黄铁矿硫同位素组成
图5邱村金矿精细成矿过程示意图
本项研究揭示了浅成低温热液体系中，压力驱动的热液过程在金和其他一些微量元素的原始沉淀和再富集过程中起着至关重要的作用。而细致的岩相学观察结合原位微区测试手段，可以有效识别含金黄铁矿的幕式沉淀以及后期交代和热液蚀变过程，客观、翔实的反演矿床形成历史。
研究成果于近期发表在矿物学领域重要期刊American Mineralogist上，论文第一作者为中国地质大学（武汉）的博士研究生马盈同学，通讯作者为蒋少涌教授。
论文信息：
Ma Ying, Jiang Shao-Yong, Friimel, Hartwig, Zhu Lü‑Yun. 2022. In situ chemical and isotopic analyses and element mapping of multiple-generation pyrite: Evidence of episodic gold mobilization and deposition for the Qiucun epithermal gold deposit in Southeast China. American Mineralogist, 107: 1133-1148.
