独居石作为造山型金矿床的指示矿物：来自中亚造山带碎屑锆石Th/U比值和同位素数据的限制

《Geoscience Frontiers》：Monazite as an indicator for orogenic gold deposits: Constraints from detrital zircon Th/U ratio and isotope data in the Central Asian orogenic Belt

本研究通过整合中亚造山带（CAOB）97,088个U-Pb和12,757个Hf同位素分析数据，结合空间映射与统计方法，揭示造山金矿床与母岩的关联机制。结果表明，母岩中Th/U比值低于0.7且地幔物质贡献率50%-75%区域是金矿床的有利靶区，单斜晶石的存在及母岩受构造背景影响（如汇聚带）是关键控制因素。研究为CAOB金矿勘探提供了新的地球化学依据。

　　在对中央亚洲造山带（CAOB）中的造山型金矿与宿主岩石之间关系的研究中，科学家们发现了一些重要的特征和规律。与传统的造山型金矿相比，CAOB中的金矿在宿主岩石与矿体之间的联系似乎不那么明显。为了深入探讨这一现象，研究人员构建了一个包含97,088个铀-铅（U-Pb）同位素质谱数据和12,757个铪（Hf）同位素质谱数据的数据库，通过结合地质图谱与统计分析方法，揭示了金矿形成与宿主岩石之间可能存在的某种内在联系。

研究结果表明，那些Th/U比值低于0.7且地幔成分贡献在50%至75%之间的区域，可能是造山型金矿形成的有利地带。这一发现具有重要的地质意义，因为它表明地幔物质的输入以及宿主岩石中是否存在独居石（monazite）是金矿形成的重要因素。独居石是一种富含稀土元素的磷酸盐矿物，其在宿主岩石中的存在可能与金矿的形成过程密切相关。此外，研究还指出，造山型金矿的宿主岩石主要形成于汇聚构造环境，这与金矿的分布特征和成矿机制紧密相连。

这一研究不仅揭示了造山型金矿与宿主岩石之间的关系，也为CAOB地区的金矿勘探提供了新的思路。传统的观点认为，造山型金矿的形成主要依赖于变质流体的活动，而这些流体通常来源于地壳内部的高温高压变质作用。然而，在CAOB地区，金矿的形成似乎与地幔流体的输入更为相关。这与以往的研究形成了鲜明对比，表明在某些地质条件下，地幔物质的参与可能对金矿的形成起到关键作用。

研究中采用的Kriging插值方法，是一种基于统计学的地质预测技术，能够有效处理非正态分布和具有显著空间自相关的数据。通过这种方法，研究人员能够将Th/U比值和地幔成分贡献等参数与金矿的位置进行空间关联分析，从而识别出潜在的成矿有利区域。这种插值方法不仅考虑了空间分布的不均匀性，还通过统计学手段排除了异常值对结果的影响，使得最终的分析结果更具代表性。

此外，研究还强调了宿主岩石在金矿形成过程中的作用。尽管金矿在不同类型的岩石中都能形成，但宿主岩石的某些特征，如其矿物组成、化学成分和构造背景，可能对金矿的定位产生重要影响。例如，宿主岩石中富含铁和镁的成分可能为金矿的形成提供了必要的物质基础，而地幔成分的输入则可能影响流体的化学性质，从而促进金的沉淀和富集。

研究中提到的独居石，不仅是一种常见的矿物，还可能在金矿形成过程中起到关键的调控作用。其高Th的分配系数意味着在变质或岩浆过程中，独居石的结晶会显著减少残余系统中的Th含量，从而影响到宿主岩石中锆石的Th/U比值。这一现象在CAOB地区得到了验证，即金矿多分布在Th/U比值较低的区域，表明这些区域的宿主岩石可能经历了较为温和的变质作用，从而保留了独居石的存在。

与此同时，研究还指出，金矿的形成时间与宿主岩石的形成时间之间可能存在一定的时序关系。通过分析不同地质时期形成的锆石的Th/U比值，研究人员发现金矿的形成高峰期与某些特定的地质事件相吻合。例如，在CAOB地区，金矿的形成时间往往略晚于大陆碰撞的高峰期，而这一时期形成的锆石则显示出较低的Th/U比值，这与金矿形成的有利条件相一致。这种时间上的关联为理解金矿形成过程提供了新的视角，也进一步支持了地幔物质输入在金矿形成中的作用。

研究还指出了数据收集和分析过程中可能存在的局限性。尽管数据量庞大，但数据的空间分布并不均匀，某些地质区域可能被过度采样，而其他区域则相对缺乏数据支持。这种不均衡性可能会影响空间插值的结果，导致某些区域的成矿有利性被高估或低估。此外，采样点与已知金矿的位置并不完全重合，这可能对成矿预测模型的准确性造成一定影响。尽管如此，研究中观察到的统计趋势依然支持了主要结论，即宿主岩石的某些特征，如Th/U比值、地幔成分贡献和构造背景，对金矿的形成和定位具有重要的影响。

综上所述，这项研究通过整合大量的同位素质谱数据，结合空间插值和统计分析方法，揭示了造山型金矿与宿主岩石之间的复杂关系。研究发现，独居石的存在、地幔成分的输入以及宿主岩石的构造背景是金矿形成的重要条件。这些发现不仅有助于理解CAOB地区金矿的形成机制，也为未来的金矿勘探提供了科学依据和方向指导。研究强调了在地质勘探过程中，应更加关注宿主岩石的矿物组成和化学特性，以提高成矿预测的准确性和效率。同时，研究也指出了数据收集和分析中的潜在问题，提醒未来的研究需要在数据的代表性和采样策略上进行进一步优化，以减少可能的偏差和不确定性。