邱昆峰：中生代巨量金来源于俯冲洋片及其上覆沉积物【GCA，2023】

发布时间：2023-04-20       阅读：4次

胶东金矿省作为我国最大的金矿集区，是全球唯一形成于前寒武纪基底中的中生代金成矿省。高级变质作用消耗了前寒武纪基底中的金属和挥发分，因此经典的地壳脱挥发分模型无法解释胶东金矿床的形成，其潜在的金属源区包括下地壳重熔花岗岩、岩石圈地幔、俯冲洋片及上覆沉积物。胶东金矿省独特的地质背景使其成为厘定造山型金矿床物质来源和拓展成矿模式的理想实验室。硫（S）是金发生迁移和沉淀的主要络合物配体，记录了金从源区释放到就位成矿的完整过程，因此硫同位素是揭示巨量金来源的有效示踪剂。此外，非质量分馏产生的硫（MIF-S；Δ³³S ≠ 0）一般形成并保存在2.4 Ga以前的太古宙沉积岩中。一旦形成，MIF-S可以在质量平衡反应和动力学过程中保存和转移。因此³³S可以用以评估太古宙硫的输入。

针对上述科学问题，我校“岩浆-热液演化与金属成矿”求真群体邱昆峰、邓军教授等团队成员、山东地矿局六队丁正江研究员与加拿大拉尔瓦大学Crystal Laflamme副教授、法国巴黎大学Frederic Moynier教授、美国科罗拉多大学Richard Goldfarb教授，以胶东金矿省为研究对  象，在详细野外地质调研基础上，针对性选择18个金矿床系统采集与成矿相关的黄铁矿，开展多硫同位素（³³S和³⁴S）研究，取得了以下重要成果：

1.    胶东黄铁矿具有相对恒定的Δ³³S值（~0‰），所有样品均未识别出MIF-S信号。这一结果排除了太古宙变质基底及其重熔花岗岩作为巨量金来源的可能性，表明含金流体来自深部源区。

2.    样品δ³⁴S值变化明显（+3.2‰ 至+14.1‰）且相对较重（平均+9.0±3.7‰，2SD），不同于地幔硫而显示壳源物质信号，重δ³⁴S来源于与俯冲的大洋板片和上覆沉积物。

3.    胶东金矿省的形成与古太平洋板块俯冲有关，俯冲过程中黄铁矿分解为磁黄铁矿并释放H₂S和金进入流体，与俯冲相关的脱挥发分反应提供了巨量金和硫。

图1 胶东金矿省黄铁矿与太古宙岩石的多硫同位素对比图

 图2 不同类型矿石中黄铁矿的多硫同位素组成对比图

本研究受到国家自然科学基金（42130801、42261134535、42072087、41973048）、国家重点研发计划（2019YFA0708603）、北京市科技新星计划（Z201100006820097）和111计划（BP0719021）联合资助。发表在国际权威期刊《Geochimica et Cosmochimica Acta》：Qiu, K.F., Deng, J.*, Laflamme, C., Long, Z.Y., Wan, R.Q., Moynier, F., Yu, H.C., Zhang, J.Y., Ding, Z.J., Goldfarb, R., 2023, Giant Mesozoic gold ores derived from subducted oceanic slab and overlying sediments: Geochimica et Cosmochimica Acta, v. 343, p. 133-141. [IF2021= 5.921]

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.gca.2023.01.002