云南普朗多金属成矿系统的成因机制:黄铁矿原位微量元素与硫同位素示踪

【字体: 时间:2025年06月19日 来源:Journal of Geochemical Exploration 3.4

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  针对云南普朗斑岩型铜多金属矿床中多阶段多空间成矿过程及控制机制不清的问题,研究人员通过黄铁矿原位微量元素(LA-ICP-MS)和δ34 S同位素分析,揭示了流体温度(fO2 )、盐度与混合作用对Cu-Mo-Pb-Zn分异沉淀的控制,为理解复合流体系统成矿规律提供新证据。

  

云南普朗铜多金属矿床作为"三江"特提斯成矿域的典型代表,其高达480万吨的铜资源量伴生钼、金、银等关键金属,但长期以来多阶段成矿过程与流体演化机制存在争议。传统研究多聚焦南矿段铜成矿,而将北、东矿段视为统一系统的研究薄弱,尤其缺乏对钼-铜-铅锌分异沉淀的精细刻画。

为破解这一难题,中国的研究团队在《Journal of Geochemical Exploration》发表论文,创新性采用黄铁矿原位微区分析技术,通过135个LA-ICP-MS微量元素点分析、4组元素面扫描及δ34
S测试(-2.64至4.16‰),首次构建了普朗全矿区的流体演化模型。关键技术包括:1)分矿段(南/北/东)采集149件钻孔岩心样品;2)基于BSE成像的黄铁矿微区微量元素Mapping;3)结合Co/Ni、Se/Ge等元素比值反演流体参数。

矿物学特征揭示成矿阶段
南矿段石英-辉钼矿脉中的中粒自形黄铁矿(PyS-1)含钴高达13230 ppm,而铜矿化阶段黄铁矿(PyS-2/3/4)呈现环带结构,核部富集Co-Ni-Se(事件1),边部叠加Cu-Ag-Sb-Au(事件3)。北矿段铅锌阶段黄铁矿则记录早期Co-Sb-Te(事件1)与晚期Pb-Bi-Mo(事件2)两期流体叠加。

微量元素指纹指示流体演化
南矿段Mo-Cu沉淀受控于流体快速冷却(Se/Ge比值骤降),而东矿段铜成矿伴随fO2
降低(Co/As比值下降),反映向东运移过程中的水岩反应。北矿段低Co/Ni(<1)特征揭示大气降水混入主导铅锌沉淀,该发现首次证实普朗存在三支独立流体系统。

硫同位素约束物质来源
δ34
S值空间变化(南矿段1.5-3.5‰→北矿段-2.64‰)显示成矿物质主体源自深部岩浆硫,但北矿段显著负值暗示生物硫混入,这与微量元素揭示的流体混合过程相互印证。

这项研究开创性提出普朗多金属成矿的三阶段模型:1)深部高温(>400°C)富钼流体形成核部Co-Ni-Se富集带;2)中期中温(300-350°C)铜金成矿伴随流体沸腾;3)晚期低温(<250°C)铅锌沉淀受大气降水驱动。该成果不仅为普朗矿床深部找矿提供理论依据,更建立了斑岩系统多金属分异沉淀的微量元素判别指标,对理解特提斯域复合成矿系统具有范式意义。

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