巴西Varginha溪流域冲积金的地球化学与形态特征研究：对矿源示踪与区域勘探的启示

针对巴西Quadrilátero Ferrífero南部冲积金矿源不明的问题，研究人员通过SEM-EDS和EMPA技术对Varginha溪流域金颗粒开展形态与化学组成分析，揭示三种形态类型（48%浑圆状、36%不规则状、16%拉长状）及三种地球化学类型（均质型、核-边分异型、环带状），发现Au平均含量达81.61 wt%并伴生Hg/Cu异常。研究首次证实Congonhas-Itaverava剪切带控制热液-造山型金矿化，为区域勘探提供新靶区。

　　

在巴西东南部的Quadrilátero Ferrífero（铁四角）地区，自18世纪殖民时期起就流传着“流淌黄金的河流”的传说。这片被誉为全球重要金矿省的古老克拉通，曾支撑葡萄牙王国的黄金霸权，如今仍是矿业公司争夺的焦点。然而，历经三个世纪的勘探开发，一个关键谜题始终未解：那些被溪流冲刷出的金颗粒究竟来自何处？尤其在Congonhas-Itaverava剪切带周边，尽管历史记载着“水力捣矿机”的轰鸣，现代勘探却屡屡折戟，这片“绿色矿区”的成矿机制如同掩藏在热带雨林下的地质密码。

为破解这一难题，巴西地质调查局（SGB/CPRM）的研究团队选择Varginha溪流域作为天然实验室。这条支流中异常富集的金颗粒（单点浓度达86.92 wt% Au）如同散落的“黄金指纹”，可能记录着原生矿床的关键信息。研究人员采用扫描电镜背散射成像（EBS+ES）结合能谱分析（SEM-EDS），首次系统揭示金颗粒的三维形态与元素分布规律；并通过电子探针微区分析（EMPA）对21颗典型颗粒进行纳米级“解剖”，建立起形态-成分-成因的关联模型。

形态特征揭示搬运历史
研究将金颗粒划分为三类形态：浑圆/次浑圆型（48%）表面光滑如鹅卵石，暗示经历长距离水力搬运；不规则型（36%）保留棱角状熔蚀坑，指示近源沉积；拉长型（16%）则可能源自剪切带定向变形。值得注意的是，11个采样点中4个点同时存在三类形态，暗示多期次矿化事件叠加。

微区化学解码成矿基因
EMPA数据掀开更惊人的秘密：均质型金颗粒（Au 81.61 wt%均值）中检测到0.08 wt% Hg与0.06 wt% Cu，这种“纯净配方”对应典型造山型金矿特征；而核-边分异型颗粒则呈现“夹心结构”——核部Au骤降至72.11 wt%而边部跃升84.27 wt%，伴随Hg异常飙升至0.81 wt%，这种“汞环带”被解释为后期热液叠加改造的证据。最罕见的环带状颗粒（Au 81.63 wt%）则可能记录古俯冲带流体活动。

剪切带控制成矿空间
形态-化学耦合分析将矿源锁定在Congonhas-Itaverava剪切带1-6 km影响范围内。该剪切带如同“黄金输送管道”，早期造山运动形成中低温热液金矿化，后期可能叠加斑岩型矿化事件。这一发现颠覆了传统认为该区仅存在单一成因的认识，为区域勘探建立“热液-造山型为主，斑岩型为辅”的双重找矿模型。

这项发表于《Journal of South American Earth Sciences》的研究，不仅填补了Quadrilátero Ferrífero南部次生环境研究的空白，更开创性地将微区形态化学分析应用于古老剪切带成矿系统解析。其建立的“金颗粒基因库”为全球类似克拉通边缘金矿勘探提供了可复制的技术范式。正如研究者Arthur Eugênio Lima强调：“每颗冲积金都是穿越地质时光的使者，我们终于破译了它们携带的成矿密码。”