东南安纳托利亚Keban铅锌矽卡岩矿床的矿物学、流体包裹体及稳定同位素成因约束

研究人员针对土耳其东南部Keban铅锌矽卡岩矿床的成因机制展开多学科综合研究，通过矿物化学、流体包裹体、C-O-S同位素分析，揭示了成矿流体的演化过程及物质来源。研究发现该矿床经历三期成矿作用，形成于浅成环境（<1.5 km），成矿物质主要来自岩浆热液，并识别出远端矽卡岩系统的典型特征，为区域找矿提供了重要理论依据。

　　

在造山带环境中，矽卡岩型矿床的形成往往与特定构造-岩浆活动密切相关。土耳其东南部作为阿尔卑斯-喜马拉雅造山带的重要组成部分，发育大量与晚白垩世岩浆活动相关的多金属矿床。Keban铅锌矿床自赫梯时期（约公元前2000年）即被开采，但其成因机制长期存在争议。前人研究多集中于矿物学和蚀变特征，对控制成矿的关键因素——流体性质、来源及演化过程缺乏系统认识。这严重制约了区域找矿预测工作。

为破解这一科学难题，Ece K?rat和Halim Mutlu研究团队对Keban铅锌矽卡岩矿床开展了系统研究。研究采用多学科交叉方法：通过光学显微镜和电子探针分析（EPMA）进行矿物鉴定和成分测定；运用流体包裹体显微测温技术获取成矿温压条件；采用质谱仪进行C-O-S稳定同位素测试；结合详细的野外地质调查和钻孔岩心编录，构建了完整的成矿模型。

研究结果揭示出三期成矿序列：早阶段（I）形成于473-572°C高温环境，发育Grossular-Andradite系列石榴石和透辉石，流体具11.9 wt% NaCl eq.的中等盐度，显示岩浆热液特征；主成矿阶段（II）温度降至230-524°C，盐度降低至0.8-6.6 wt%，出现大量硫化物（闪锌矿、方铅矿、黄铜矿）和含水硅酸盐（绿帘石、绿泥石），流体包裹体共存组合指示沸腾作用发生在100-500 bar压力条件下；晚阶段（III）为表生氧化带，发育赤铁矿、褐铁矿等次生矿物。

矿物化学分析显示特殊的地球化学指征：闪锌矿具有高Fe（8.7 wt%）、Mn（4819 ppm均值）和Ga（919 ppm均值）含量，反映中低温成矿环境；石榴石从内矽卡岩带的Andradite-Grossular组合向外矽卡岩带演化为Grossular主导，揭示流体从还原→氧化→还原的演化轨迹。稳定同位素数据具有重要成因指示意义：δ¹³C值（-4.63至-2.24‰）显示碳源自岩浆脱气；δ¹⁸O值（12.83-18.24‰）的显著贫化反映强烈的水岩相互作用；δ³⁴S值（-8.5至+2.1‰）证实硫主要来自岩浆体系。

研究创新性地提出"远端矽卡岩"成矿模型：晚白垩世碱性正长斑岩侵入为成矿提供热源和部分物质，岩浆热液与碳酸盐围岩发生接触交代形成矽卡岩。在浅成环境（<1.5 km）下，流体沸腾和大气降水混入触发金属沉淀，形成以Pb-Zn为主的矿化组合。该认识不仅合理解释了Keban矿床的特殊矿物组合和分带特征，更为区域找矿提供了重要标志——在已知铜矽卡岩系统外围的碳酸盐岩中寻找铅锌矿化。

这项发表在《Geobios》的研究具有重要理论和实践价值：在理论上，首次建立了安纳托利亚东部铅锌矽卡岩的完整成矿模型，丰富了矽卡岩矿床类型谱系；在方法上，展示了多学科联合解析复杂成矿系统的成功范例；在应用上，提出的勘查标志已指导区域发现新的矿化线索。特别是对远端矽卡岩系统中Pb-Zn-Cu矿化分带规律的揭示，对全球类似地区的矿产勘查具有重要借鉴意义。