中国首个五元素（Ni-Co-As-Ag-Bi）热液脉型矿床：龙华矿床的矿物特征与流体演化约束

针对华南龙华Ni-Co矿床分类争议问题，研究人员通过矿物学、流体包裹体及激光拉曼光谱分析，首次确认其为典型的五元素（Ni-Co-As-Ag-Bi）热液脉型矿床，揭示了CH4还原机制对矿物序列的控制作用，为中国Ni-Co成矿研究提供了新范式。

　　

【研究背景】
在全球Ni-Co资源分布格局中，五元素（Ni-Co-As-Ag-Bi）热液脉型矿床因其独特的成矿元素组合和超高品位（Ni>1%，Co>1%）备受关注。这类矿床主要分布于北美和欧洲，而中国及东亚地区长期缺乏典型实例。近年来，华南龙华矿床的发现打破了这一局面——其Ni品位高达6.48%、Co达0.44%，但关于其成因类型却存在"低温热液Ni-Co砷化物矿床"与"黑色岩系脉型矿床"的学术争议。这种分类不确定性严重制约了区域成矿规律的总结和找矿预测。

【研究设计与方法】
中国科学院地质与地球物理研究所的研究团队通过系统野外调查与多尺度分析技术，对龙华矿床展开全方位解析：采用扫描电镜-能谱（SEM-EDS）和电子探针（EPMA）进行矿物形貌与成分表征，结合激光拉曼光谱测定流体包裹体成分，重点解析了300余条石英-方解石脉的矿物共生序列与流体演化轨迹。

【研究结果】

1. 矿床地质特征
   龙华矿床位于钦杭成矿带南段，赋存于寒武系边溪组黑色页岩中。矿体呈陡倾脉状（倾角60-85°），发育Ni-Co-Fe砷化物（单砷化物→双砷化物→三砷化物）、硫砷化物及自然铋的特殊蕨状/球状结构。

2. 矿物演化序列
   EPMA面扫描揭示矿物沉淀遵循As→S的转化规律：早期砷化物阶段（NiAs→CoAs₂→FeAs₃）→硫砷化物阶段→晚期硫化物阶段，对应元素序列Ni→Co→Fe的递变。

3. 流体还原机制
   流体包裹体显示成矿流体具中低温（230-90°C）、富CH₄特征。黑色页岩热解产生的CH₄-有机碳通过氧逸度缓冲效应（fO₂ buffer）驱动流体还原，而晚期硫化物阶段因页岩消耗导致还原能力下降。

【结论与意义】
该研究首次确立龙华矿床为中国首例五元素热液脉型矿床，其成矿模型揭示黑色页岩衍生的CH₄是控制矿物序列的关键还原剂。这一发现不仅填补了中国在该矿床类型的空白，更为理解Ni-Co-As-Ag-Bi元素组合的流体分异机制提供了天然实验室。研究成果发表于《Journal of Asian Earth Sciences》，对全球五元素矿床对比研究和华南隐伏矿体勘探具有双重指导价值。