法国比利牛斯轴向带Salau矽卡岩型钨矿床的地球化学特征与成因机制：白钨矿及硫化物微量元素对成矿流体演化的指示

本研究针对法国Salau矽卡岩型钨矿床成矿流体演化机制不清的问题，通过LA-ICP-MS分析白钨矿(GB Sch I/II、GD)及硫化物(黄铜矿、毒砂、磁黄铁矿)的微量元素特征，揭示早期高温岩浆热液(负Eu异常)与晚期断层流体(LREE亏损)的叠加成矿过程，为还原性矽卡岩W矿床的流体演化提供新证据。

　　

在比利牛斯山脉的轴向带，古老的Variscan造山运动留下了众多与花岗岩侵入体相关的矽卡岩矿床，其中Salau矿床作为法国历史上最大的钨矿产地，其成矿机制却始终存在争议。这个曾产出93万吨矿石（平均WO₃品位1.5%）的矿床，典型地展示了还原型矽卡岩钨矿的特征：富含钙铁辉石的矽卡岩矿物组合、极低钼含量的白钨矿，以及大量磁黄铁矿而非磁铁矿的共生组合。然而，究竟是什么控制了这些钨矿的形成？岩浆流体与碳酸盐围岩如何相互作用？多阶段成矿过程又如何影响最终矿石品位？这些问题一直困扰着地质学家们。

为了解开这些谜团，中国国家自然科学基金等项目支持的研究团队对Salau矿床展开深入研究。通过高精度的LA-ICP-MS（激光剥蚀电感耦合等离子体质谱）技术，科学家们首次系统分析了不同成矿阶段白钨矿和硫化物的微量元素特征，揭示了从高温岩浆热液到低温硫化物阶段的完整流体演化序列。这项发表在《Journal of Geochemical Exploration》的研究，不仅为理解Pyrenean轴向带钨矿成因提供了关键证据，更建立了还原性矽卡岩矿床的微量元素判别标尺。

研究主要采用三种关键技术：阴极发光成像区分白钨矿世代、LA-ICP-MS定量分析微量元素（包括REE、Mo、Sr等）、硫化物原位成分分析（毒砂的As/Bi比值、磁黄铁矿的Co/Ni比值）。样本来自两个典型矿化环境：GB样品代表花岗闪长岩凹陷处的矽卡岩型矿化，GD样品则取自Veronique断层系统的硫化物-白钨矿脉。

研究结果

1. 白钨矿世代划分
   阴极发光揭示三类白钨矿：早期GB Sch I具负Eu异常（Eu/Eu*<0.3）和微量Mo（<0.1 wt%），反映高温岩浆流体与碳酸盐反应；中期GB Sch II出现正Eu异常（Eu/Eu*>1.5），指示还原条件增强；晚期GD型极度贫Mo（<2 ppm）和LREE，与断层热液活动相关。

2. 硫化物成分特征
   毒砂显示As（<51 wt%）与Bi（<483 ppm）的负相关性，磁黄铁矿的Co/Ni>5，表明硫化物沉淀时硫活度显著升高。黄铜矿中Pb/Bi比值变化揭示流体从岩浆源向断层源的过渡。

3. 流体演化轨迹
   Sr²⁺-Mo⁶⁺耦合关系显示温度从>400°C（GB Sch I）降至<300°C（GD阶段）。Y/Ho比值稳定（24-28）暗示流体混合程度低，主要受控于花岗闪长岩(Fourque岩体)的持续供流。

结论与意义
该研究首次在Salau矿床识别出三阶段成矿序列：早期高温岩浆热液形成GB Sch I白钨矿；矽卡岩退化阶段产生GB Sch II；断层活化引发硫化物-GD白钨矿共沉淀。这一发现不仅完善了Pyrenean轴向带钨矿成矿模型，更重要的是建立了还原性矽卡岩的微量元素判别标志——低Mo白钨矿（<0.1 wt%）与高Co/Ni磁黄铁矿的组合可作为找矿指标。研究还揭示Veronique断层对成矿流体的二次富集作用，为深部找矿提供了新的构造控制依据。这些认识对全球同类矿床（如中国赣南钨矿带）的研究具有重要借鉴价值。