伊朗Baycheh-Bagh多金属矿床多阶段成矿过程：矿物学、流体包裹体与稳定同位素揭示的成矿机制

推荐：本研究针对伊朗西北部Baycheh-Bagh多金属热液矿床的成因争议，通过矿物学、流体包裹体微测温、稳定同位素(δ34 S、C-O)及电子探针(EMPA)分析，揭示其多阶段成矿过程：第一阶段为高盐度(17.5 wt% NaCl eq.)岩浆热液沸腾形成的中硫型浅成热液矿化，第二、三阶段为流体混合作用导致的五元素矿化。研究为理解岩浆-热液系统中多金属共生机制提供了关键证据。

　　

在伊朗西北部乌尔米耶-多赫塔尔岩浆弧(UDMA)的复杂地质背景下，Baycheh-Bagh多金属矿床以其独特的矿物组合长期吸引着矿床学家的目光。该矿床不仅含有铜铅锌等常规硫化物，更罕见地富集了自然铋、镍钴砷化物等五元素矿化特征，这种组合在全球范围内仅见于加拿大Cobalt-Gowganda等少数经典矿床。然而，关于其成矿流体来源、多阶段矿化机制及其与区域构造-岩浆活动的关系，始终存在诸多未解之谜。

为系统揭示这一科学问题，来自伊朗和奥地利的研究团队在《Journal of Geochemical Exploration》发表了最新研究成果。研究综合运用流体包裹体微测温、激光拉曼光谱、稳定同位素分析(δ³⁴
S、δ¹³
C、δ¹⁸
O)及电子探针微区分析(EMPA)等技术，对矿床三个矿化阶段（硫化物-金阶段、砷化物阶段、硫盐阶段）的成矿条件进行了精细刻画。特别值得注意的是，团队首次在第二阶段矿化中发现了流体混合导致氧化还原条件突变的关键证据——烃类物质或Fe²⁺
矿物的还原作用促使镍钴砷化物大规模沉淀。

关键实验技术
研究选取矿床地表露头及可进入的坑道采集代表性样品，通过：1) 流体包裹体显微测温与拉曼光谱分析获取温度-盐度参数；2) 硫化物δ³⁴
S和碳酸盐岩C-O同位素测试追溯流体来源；3) 电子探针(EMPA)定量分析硫化物/砷化物化学成分演变；4) 全岩地球化学揭示围岩蚀变特征。

主要研究结果

1. 矿物组合分带：第一阶段以闪锌矿(FeS 1.09-7.97 mol%)、黝铜矿系列矿物和自然金为特征；第二阶段出现自然铋、红砷镍矿等Ni-Co-Fe砷化物；第三阶段以硫盐矿物为主。这种分带反映了从高温(320°C)向低温(107°C)的成矿演化。

2. 流体演化轨迹：第一阶段流体具高盐度(17.5 wt% NaCl eq.)和沸腾特征，δ³⁴
   S值(-8.2‰至11.3‰)指示岩浆硫与围岩硫的混合；后两阶段盐度(9.7-17.5 wt%)和温度(107-215°C)的同步降低证实大气降水混入。

3. 关键成矿机制：第二阶段砷化物沉淀受控于局部还原剂（烃类/Fe²⁺
   ）引发的氧化还原反应，碳酸盐岩REE配分模式进一步证实流体从早期岩浆主导向晚期大气降水参与的转变。

结论与意义
该研究首次建立Baycheh-Bagh矿床完整的成矿模型：1) 早期中硫型浅成热液矿化与区域安山质岩浆活动直接相关；2) 后期五元素矿化受控于断裂诱导的流体混合作用。这一认识不仅为UDMA带多金属成矿规律研究提供新范式，其揭示的"岩浆热液-大气降水混合触发特殊元素富集"机制，对全球类似矿床勘探具有重要指导价值。特别是研究中发现的δ³⁴
S值震荡现象（反映多源硫混合），为复杂热液系统中成矿物质来源判别建立了可靠指标。

研究同时指出，矿床中钴镍等关键金属的富集与绿色能源需求高度契合，其揭示的成矿规律可为伊朗乃至中东地区战略矿产资源评价提供理论支撑。未来研究需结合U-Pb定年技术进一步约束矿化与区域构造-岩浆事件的时空关系。