特提斯成礦域西部塞爾維亞Timok礦集區首例中硫化型淺成低溫金礦床的厘定:以Zlatno Brdo金礦床為例

張安順, 謝桂青, 2, *, 劉文元, 單思齊, 黃 柯

特提斯成礦域西部塞爾維亞Timok礦集區首例中硫化型淺成低溫金礦床的厘定:以Zlatno Brdo金礦床為例

張安順1, 謝桂青1, 2, 3*, 劉文元1, 單思齊1, 黃 柯3

(1. 福州大學 紫金地質與礦業學院, 福建 福州 350108; 2. 中國地質大學(北京) 地球科學與資源學院, 北京 100083; 3. 自然資源部戰略性金屬礦產找礦理論與技術重點實驗室, 北京 100083)

特提斯成礦域發育多個世界級斑巖?淺成低溫銅金礦床, Apuseni-Banat-Timok-Srednogorie(ABTS)斑巖?矽卡巖?淺成低溫銅金成礦帶位于特提斯成礦域西段。Timok礦集區位于ABTS成礦帶中部, 區內礦床成礦峰期主要集中在晚白堊世。Zlatno Brdo(以下簡稱ZB)金礦床是Timok礦集區近年新發現的金礦床(金資源量約30 t, 平均品位1.11 g/t)。該礦床礦體受斷裂控制, 呈脈狀產于晚白堊世斜長角閃安山巖中, 其礦床類型和找礦潛力目前仍不清楚。本文對熱液蝕變礦物和硫化物進行電子探針分析, 發現ZB金礦床發育中硫化態的硫化物組合(黃銅礦+黝銅礦)、與金礦化相關的低鐵閃鋅礦(FeS摩爾比平均為5.8%,=11)和富Mn碳酸鹽(MnO百分含量平均為2.68%,=46), 以及礦石中含與熱液重晶石共生的金碲化物。利用探礦者(MinESoft)三維建模軟件, 分別對蝕變帶和礦體進行建模工作, 結合區域地質特征,本文認為ZB金礦床為Timok礦集區首例中硫化型淺成低溫熱液金礦床, 且該礦床北西方向具有較大的找礦潛力, 熱液重晶石可作為找礦標志之一。此外, 同屬于特提斯成礦域的岡底斯斑巖銅礦成礦帶近年來發現多處晚白堊世大–中型矽卡巖銅金礦床, 且該帶普遍發育100～80 Ma巖漿巖, 暗示岡底斯斑巖?矽卡巖銅金礦床外圍有尋找晚白堊世淺成低溫熱液金礦床的潛力。

中硫化型淺成低溫熱液金礦床; 特提斯成礦域; Timok礦集區; ZB金礦床

淺成低溫熱液礦床早在19世紀20年代就被提出(Lindgren, 1922), 其形成深度通常小于1.5 km、成礦溫度低于300 ℃(White and Hedenquist, 1996; Hedenquist et al., 2000), 可發育大量的金、銀以及部分的銅鉛鋅礦化(Simmons et al., 2005)。淺成低溫熱液礦床有幾種分類方法, 如早期Berge and Henley (1989)根據礦物組合, 劃分為明礬石?高嶺石型與冰長石?絹云母型; 近年來又將其劃分為高硫化型、中硫化型與低硫化型淺成低溫熱液礦床(Hedenquist et al., 2000; Einaudi et al., 2003)。其中, 中硫化型淺成低溫熱液礦床具有高硫化態和低硫化態之間過渡的硫化物組合, 發育黃鐵礦、黃銅礦、黝銅礦、砷黝銅礦、方鉛礦以及低鐵閃鋅礦(FeS摩爾比通常為1%～20%)等, 且成礦中晚階段通常出現特征性的富錳碳酸鹽(MnO>～1%)或富錳硅酸鹽組合(Wang et al., 2019a)。從目前報道的淺成低溫熱液礦床來看, 中硫化型淺成低溫熱液礦床的研究程度低于高硫化型和低硫化型礦床(宋國學等, 2018; Wang et al., 2019a)。

特提斯成礦域東西向延伸超過10000 km, 發育多個世界級斑巖?淺成低溫銅金礦床, 其中最西段歐洲東南部Apuseni-Banat-Timok-Srednogorie(ABTS)斑巖?矽卡巖?淺成低溫銅金成礦帶的成礦峰期為晚白堊世(90～80 Ma)(圖1a; Quadt et al., 2005; Zimmerman et al., 2008; Richards, 2015), 主要有Apuseni、Banat、Timok和Srednogorie 4個礦集區(圖1b; Ciobanu et al., 2002)。塞爾維亞東部Timok礦集區位于ABTS中部, 目前已探明了多個(超)大型斑巖?矽卡巖?高硫化型淺成低溫銅金礦床,如Bor和?ukaru Peki(CP)斑巖?高硫化型淺成低溫銅金礦床、Veliki Krivelj(VK)斑巖?矽卡巖型銅礦床(圖1b、c; Popov et al., 2002; Antonijevic and Mijatovic, 2014; Jelenkovic, 2016; Banje?evi? et al., 2019), 相對于歐洲東南部其他礦集區, Timok礦集區的研究程度較低。

圖1 特提斯成礦域礦床分布圖(a; 據Richards, 2015; 孫嘉等, 2019; 張曉旭等, 2022修改)、ABTS成礦帶(b; 據Zimmerman et al., 2008; Knaak et al., 2016修改)和Timok礦集區(c; 據Jelenkovic et al., 2016修改)的礦床分布圖

Zlatno Brdo(ZB)金礦床位于Timok礦集區中部Bor斑巖?高硫化型淺成低溫銅金礦床和VK斑巖?矽卡巖型銅礦之間, 于2015年被發現, 2019年開展過系統的探槽和鉆孔工作。截止到2021年底, 該礦床已實施探槽工程32條和鉆孔118個, 鉆孔總長度40000余米, 其控制+推斷級金資源量30 t, 平均品位1.11 g/t; 銀95 t, 平均品位3.43 g/t, 相當于大型金銀礦床(游富華等, 2020; 中色紫金地質勘查(北京)有限責任公司塞紫銅項目組, 2022)。由于ZB金礦床是新發現的礦床, 其礦床類型和找礦潛力的研究相對較少, 僅林明鐘(2021)根據礦區地質背景和區內發育的礦物組合, 推測ZB礦床可能為低硫化型淺成低溫熱液金礦床, 但該礦床未發現冰長石等低硫化型指針礦物(Sillitoe and Hedenquist, 2003), 且發育具有中硫化態的礦物組合。因此, 本文在前人工作的基礎上, 通過對ZB礦床熱液蝕變礦物和硫化物組合的研究, 厘定該礦床的成因類型, 并提出了找礦方向。

1 區域地質背景

ABTS成礦帶發育于長約1500 km的晚白堊世鈣堿性巖漿弧內(Zimmerman et al., 2008), 成礦帶內Timok礦集區已探明多個(超)大型斑巖?矽卡巖?高硫化型淺成低溫銅金礦床(如Bor銅金礦床; 圖1c; Banje?evi? et al., 2019), 以及產于沉積巖中的金礦床(如Bigar Hill金礦床; 圖1c; Toorn et al., 2013)。

Timok礦集區內地層單元分為新元古界?古生代變質巖和晚白堊世火山?沉積巖。變質巖由中等?高級變質的石英長石片巖、片麻巖等組成, 被侏羅紀?早白堊世灰巖?砂巖沉積序列不整合覆蓋(Knaak et al., 2016; Klimentyeva et al., 2021)。晚白堊世火山?沉積巖底部由灰色鈣質?硅質碎屑砂巖、礫巖, 以及少量粉砂巖和角礫巖組成, 其上被含有安山質火山碎屑的紅色砂巖和礫巖整合覆蓋, 該砂礫巖又被薄層的鐵質泥灰巖所覆蓋。其中, Bor礫巖是該區標志性的地層, 是指晚白堊世角礫巖, 角礫以基底片麻巖、蝕變安山巖或部分沉積巖為主(Klimentyeva et al., 2021); 碳酸鹽巖在整個晚白堊世火山?沉積巖之內均有分布(Toorn et al., 2013; Knaak et al., 2016)。在變質巖基底和晚白世火山?沉積巖之上覆有新生代沉積物(Banje?evi?, 2010)。

礦集區內斷裂比較發育, 按走向可分為NW向和NE向。其中NW向斷裂為區內最為重要的斷裂系統, 從西往東依次為Bor斷裂、ZB斷裂和Krivelj斷裂(圖2)。NE向斷裂為成礦后構造, 主要對早期NW向構造起錯切作用。ZB斷裂屬Bor斷裂的次級斷裂,其產狀與Bor斷裂基本一致, 斷裂上盤為蝕變斜長角閃安山巖和安山質火山碎屑巖, 斷裂下盤為弱蝕變安山質火山碎屑巖, 斷層走向約310°～330°, 傾角約50°。

圖2 Timok礦集區東南部區域地質簡圖(據游富華等, 2020; Klimentyeva et al., 2021)

礦集區內火山?巖漿活動主要集中于晚白堊世, 可分為2類火山巖相(圖2): 角閃安山巖?英安巖相: 主要分布于礦集區東部, 巖性主要為角閃安山巖、角閃斜長安山巖、斜長角閃安山巖和富鉀粗安巖(?or?evi?, 2005); (輝石)安山巖相: 該組火山巖主要分布在礦區的西部, 由更富基質(>50%)的輝石玄武安山巖構成, 局部出露閃長巖(Banje?evi?, 2010)。Bor礦床屬于典型的斑巖?矽卡巖?高硫化型銅金礦床, 受到Bor斷裂控制且產于角閃安山巖相; VK斑巖銅礦床和新發現的CP斑巖?高硫化型銅金礦床均產于角閃安山巖相, 并被(輝石)安山巖相組成的碎屑巖覆蓋(Jelenkovi? et al., 2016; Banje?evi? et al., 2019; Klimentyeva et al., 2021)。

2 礦床地質特征

ZB金礦床賦礦圍巖主要為斜長角閃安山巖、安山質火山碎屑巖。目前, 礦體由10條NE向間隔為50 m的勘探剖面控制, 其控制部分沿NW走向延伸約350 m, 向SW傾伏, 傾角約為45°, 東西長約250 m, 南北向寬約300 m, 垂向上位于標高?100～200 m之間, 高差約300 m(圖3a、b)。礦體主要受ZB張性構造斷裂控制, 呈厚板狀、透鏡狀, 局部呈膨大收縮、分支復合、尖滅再現等特點。ZB斷裂為成礦熱液提供有利的導礦通道和容礦空間, 控制了礦體的形態、產狀及空間分布。

圖3 ZB金礦區地質圖(a)與剖面圖(b)(據游富華等, 2020修改)

ZB金礦床的蝕變類型主要包括絹云母化、伊利石化、綠泥石化、碳酸鹽化、重晶石化以及少量高嶺石化等。絹云母(±伊利石)化是該礦區最重要的蝕變類型之一, 主要發育在礦體附近, 表現為云母交代長石斑晶(圖4a), 部分云母生長成板狀多硅白云母(圖4b); 礦化中發育微晶石英脈, 且局部存在石英、碳酸鹽與硫化物共生脈體(圖4c、d); 礦體兩側為不均勻的綠泥石化帶(圖4e)。碳酸鹽化在各個蝕變帶均有發育, 以方解石和白云石為主(圖4e、f)。重晶石化表現為重晶石?石英脈膠結早期的黃鐵礦化、絹云母化蝕變巖(圖4g、h), 且重晶石化與礦化有一定的相關性, 熱液重晶石往往是高品位礦化帶的標志, 表現為重晶石包含自然金和一些碲化物(圖4i)。本文根據紫金礦業集團2020年水平斷面和剖面資料, 利用MinESoft(探礦者)礦山三維勘查軟件平臺, 實現了蝕變礦物組合與礦體的三維可視化建模(圖5)。從三維模型上看, ZB礦床蝕變礦物組合沿NE走向呈現分帶性, 從西向東依次為黃鐵礦+綠泥石化帶、黃鐵礦+絹云母(±伊利石)化帶、絹云母+綠泥石化帶(圖5a)。其中, 金礦體主要賦存在黃鐵礦+絹云母(±伊利石)化帶之中(圖5b), 該帶往南東方向逐漸尖滅,往北西方向延伸較遠, 且有擴大趨勢。

(a) 安山巖長石斑晶發生伊利石化(正交偏光, BZB9-1 254.7 m); (b) 安山巖發生多硅云母化蝕變及半自形的黃鐵礦(正交偏光, BZB-55 588.4 m); (c) 微晶石英細脈(正交偏光, BFJ-23 480.0 m); (d) 石英、碳酸鹽和硫化物脈體(單偏光, BZB-55 571.4 m); (e) 礦體外圍發育有綠泥石化和碳酸鹽化蝕變(單偏光, BZB9-1 254.7 m; MnO為0.6%～1.6%, 如圖中綠色標注點); (f) 晚階段的碳酸鹽充填重晶石裂隙(單偏光, BFJ-23 480.0 m; MnO為4.6%～6.4%, 如圖中綠色標注點); (g) 重晶石?石英脈膠結黃鐵礦、絹云母化蝕變角礫(游富華等, 2020, BFJ-23 255.7 m); (h) 重晶石穿插早期黃鐵礦(林明鐘, 2021; 反射光, BFJ-14 341.0 m); (i) 自然金顆粒包裹在重晶石內(林明鐘, 2021; 反射光, BFJ-14 341.0 m)。礦物代號: Au. 自然金; Brt. 重晶石; Cal. 方解石; Chl. 綠泥石; Dol. 白云石; Ilt. 伊利石; Phg. 多硅白云母; Py. 黃鐵礦; Qz. 石英。

ZB金礦床金屬礦物主要有黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、毒砂、黝銅礦、硫酸鉛礦、方鉛礦、含銀自然金、碲金銀礦、碲銀礦、碲鉛礦等, 其中金以含銀自然金和碲金銀礦為主(圖6), 自然金成色為850左右(圖6e)。常見的礦物組合為黃鐵礦與黃銅礦共生, 低鐵閃鋅礦、黝銅礦與黃銅礦共生(圖6a、b), 且部分存在固溶體分離結構, 該礦物組合指示了中硫化態特征。黝銅礦被晚期毒砂穿插, 穿插部位發育有方鉛礦(圖6c)。自然金有兩種產出狀態: 一種為金礦物以自然金的形式出現在石英、黃鐵礦中(圖6d); 另一種則主要發育在重晶石中, 同時伴生了豐富的碲化物(圖6e、f)。礦石中可見碲銻礦與自然金、碲金銀礦、碲鉛礦共生, 與自然金形成共結邊結構(圖6e)。

(a) 低鐵閃鋅礦與黃銅礦、黃鐵礦共生(反射光, BZB-55 588.4 m; 低鐵閃鋅礦(FeS)為5.0%～8.1%, 如圖中黃色標注點); (b) 黃銅礦內部發育黝銅礦(反射光, BZB8-3 481.0 m); (c) 黝銅礦與毒砂接觸部位發育方鉛礦(游富華等, 2020; 反射光, BFJ-14 352 m); (d) 自然金發育在石英內(林明鐘, 2021; 反射光, BFJ-14 341 m); (e) 重晶石中發育有碲化物和自然金(反射光, BFJ-23 480.0 m; 右上角為背散射圖片和能譜分析數據); (f) 黃銅礦與碲化物賦存在重晶石中(反射光, BFJ-23 480.0 m; 右上角為背散射圖片和能譜分析數據)。礦物代號: Alt. 碲鉛礦; Apy. 毒砂; Au. 自然金; Brt. 重晶石; Ccp. 黃銅礦; Gn. 方鉛礦; Hes. 碲銀礦; Ptz. 碲金銀礦; Py. 黃鐵礦; Qz. 石英; Rt. 金紅石; Sp. 閃鋅礦; Tea. 碲銻礦; Ttr. 黝銅礦。

根據脈體穿切關系和礦物組合, 將成礦作用分為4個階段(表1), 從早到晚依次為: ①石英?黃鐵礦階段: 主要礦物為石英、金紅石、黃鐵礦, 其他金屬硫化物少見; ②石英?多金屬硫化物階段: 主要礦物為石英、伊利石、絹云母、黃鐵礦、黃銅礦、黝銅礦、砷黝銅礦和自然金; ③重晶石?石英?多金屬硫碲化物階段: 主要礦物為重晶石、石英、絹云母、黃鐵礦、黃銅礦、黝銅礦、砷黝銅礦、碲化物和自然金, 少量閃鋅礦、毒砂、方鉛礦和方解石, 自然金與碲化物共生, 與硫化物一起被重晶石包裹, 呈包含結構; ④碳酸鹽階段: 主要礦物為富錳碳酸鹽, 表現為碳酸鹽細脈或充填一些被蝕變的斑晶殘骸, 幾乎不含硫化物, 局部發育毒砂。其中, 第一階段為成礦前階段, 多以細小、浸染狀的黃鐵礦為特征; 第二、三階段為主成礦階段, 均有自然金產出, 第二階段自然金多產于黃鐵礦和石英中, 第三階段則主要與碲化物共生產于重晶石中; 第四階段為成礦后階段, 以發育碳酸鹽脈等為特征。

表1 ZB金礦床成礦階段

3 分析方法

電子探針分析在福州大學電子探針實驗室完成, 所使用的測試儀器型號為日本JEOL公司生產的JXA-8230電子探針分析儀, 實驗測試條件為: 氧化物加速電壓為15 kV, 電子束流為20 nA, 束斑直徑為5 μm, 收集時間20 s, 硫化物加速電壓為20 kV, 電子束流為10 nA, 束斑直徑為5 μm, 收集時間20 s, 所有被測試的元素均使用美國SPI公司53種標準礦物進行標準化校正, 分析測試精度優于2%。

4 討 論

4.1 電子探針分析結果

通過對ZB金礦床樣品薄片中的碳酸鹽、閃鋅礦和其他金屬礦物進行電子探針分析, 結果表明碳酸鹽主要為方解石和白云石。碳酸鹽中MnO整體平均值為2.68%(=46; 表2), 具有富錳特征。其中, 方解石中Mn含量變化較大, MnO為0.12%～6.37%; 白云石MnO含量普遍較高, 為2.86%～4.30%, 平均值為3.77%。樣品中方解石主要有兩種不同的產狀, 第一種方解石被綠泥石包裹, 呈嵌晶結構(圖4e), 發育在石英?多金屬硫化物階段, 其MnO含量約為1%; 第二種方解石與黃銅礦、閃鋅礦等一些金屬硫化物或重晶石共生, 發育于重晶石?石英?多金屬硫碲化物階段和晚期碳酸鹽化階段,其MnO約為5.5% (圖4f), 靠近金礦體的碳酸鹽中MnO含量存在升高趨勢(圖3b)。

表2 ZB金礦床碳酸鹽電子探針分析結果(%)

閃鋅礦中Zn含量為59.55%～64.37%, S含量為32.74%～34.64%, Fe元素含量較低(Fe最高為5.74%, 最低為0.85%, 平均為3.26%), 且Zn含量隨著Fe含量的增加而減少。由于存在黃銅礦固溶體的影響, 導致閃鋅礦中Cu含量略微偏高(Cu最高為0.93%, 最低為0.14%, 平均為0.49%;=11; 表3)。

表3 ZB金礦床閃鋅礦、黝銅礦、部分碲化物與自然金電子探針分析結果(%)

與黃銅礦共生的黝銅礦中含有少量的Zn、Ag、Fe、As等元素。碲鉛礦中Pb含量為59.65%～59.99%, Te含量34.98%～37.04%, 并含有少量的Ag(1.25%～3.28%)。碲金銀礦中Au含量為23.12%～27.11%, Ag含量為41.96%～43.29%, Te含量30.89%～33.04%, 還少量的Cd和Bi元素(表3)。

4.2 礦床類型

在前人工作的基礎上, 本文通過礦物組合、蝕變特征和硫化物礦物組合研究, 認為ZB金礦床不同于低硫化型淺成低溫熱液礦床, 而應是中硫化型礦床, 主要依據如下:

(1) 硫化物組合以中等硫化態為主。高硫化型、中硫化型及低硫化型淺成低溫熱液礦床類型的劃分依據是成礦流體的硫逸度、成礦溫度、硫化態等條件, 從極高硫化態到極低硫化態對應著特定的礦物組合(Einaudi et al., 2003)。ZB礦床中發育有黃銅礦、黝銅礦、砷黝銅礦等礦物組合, 具有明顯的中等硫化態特征(Wang et al., 2019a)。雖然在礦床局部出現代表低硫化態的毒砂, 但其為晚于主成礦階段的硫化物組合, 這種少量代表低硫化態礦物毒砂的出現, 可能與成礦流體過程中存在硫化態的瞬時波動有關(Wang et al., 2019a)。

(2) 熱液蝕變特征與中硫化型礦床類似。ZB金礦床主要的熱液蝕變礦物為絹云母、伊利石、綠泥石、綠簾石、玉髓、碳酸鹽和少量高嶺石族礦物等, 符合中硫化型蝕變礦物組合, 且發育有玉髓、微晶石英及石英、碳酸鹽脈體等。前人對淺成低溫金礦床中石英脈結構類型的研究發現(Dong et al., 1995), ZB金礦床中微晶石英類似馬賽克(mosaic)結構(圖4c), 這種結構通常被認為是玉髓或無定形二氧化硅在小于180 ℃的情況下重結晶, 形成高度不規則的晶體邊界(Lovering, 1972; Dong et al., 1995; Rivai et al., 2019), 暗示其形成于低溫的環境; 伴生蝕變礦物組合以絹云母?伊利石為主, 亦指示了相對中性的流體條件(Hedenquist et al., 2000; Wang et al., 2019a)。

(3) 具有中硫化型礦床的特征性礦物。富錳碳酸鹽礦物(例如菱錳礦和錳方解石)的出現是區別中硫化型和低硫化型淺成低溫熱液礦床的關鍵(Wang et al., 2019a)。ZB金礦床中碳酸鹽MnO為0.12%～6.37%, 平均值為2.68%(=46), 具有富Mn特征, 類似于菲律賓中硫化型Acupan金礦床(碳酸鹽中MnO含量為3.14%～46.27%, 平均值為10.7%,=141; Cooke et al., 1996)和安徽拋刀嶺金礦床(碳酸鹽的MnO含量<7%; 黃柯等, 2022)。除此之外, 對與黃銅礦共生的閃鋅礦進行電子探針分析, 根據成分計算得到閃鋅礦中的FeS摩爾比為1.5%～10.1%, 平均值5.8%(=11; 表3),類似于中硫化型低鐵閃鋅礦中的FeS范圍(1%～20%; Wang et al., 2019a), 如安徽拋刀嶺大型金礦床閃鋅礦中FeS值為0.1%～18%, 平均值為9.4%(黃柯等, 2022)和黑龍江爭光金礦FeS為0.1%～2.6%, 平均值為1.2% (宋國學等, 2015)。

(4) ZB礦床所在的Timok礦集區分布多個斑巖?矽卡巖?淺成低溫熱液銅金礦床(圖2), 礦體均產于斜長角閃安山巖中, 其中Bor礦床發育大量絹云母, 其蝕變帶主要劃分為綠泥石?絹云母化帶、石英?絹云母化帶、硬石膏?高嶺石化帶等(Klimentyeva et al., 2021);VK礦區內熱液蝕變主要為鉀化、絹云母化、綠泥石化和泥化蝕變等(游富華等, 2020)。二者的蝕變類型均符合典型斑巖?矽卡巖?淺成低溫成礦系統的蝕變類型, 但該區只發現過高硫化型淺成低溫銅金礦體, 尚未發現中、低硫化型淺成低溫熱液礦床, ZB中硫化型淺成低溫熱液金礦床的發現指示了該區具有尋找中硫化型淺成低溫熱液礦床的潛力。

因此, ZB金礦床與典型中硫化型礦床相一致(表4), 屬于中硫化型淺成低溫熱液金礦床,是Timok礦集區首例中硫化型淺成低溫熱液金礦床。

表4 ZB金礦床與典型中硫化型淺成低溫熱液金礦床成礦特征對比

4.3 找礦啟示

ZB金礦床中的金礦物以自然金、碲金銀礦等獨立礦物出現, 主要發育在石英?多金屬硫化物階段和重晶石?石英?多金屬硫碲化物階段。石英?多金屬硫化物階段的金礦物以自然金的形式出現在石英、黃鐵礦中(圖6d); 重晶石?石英?多金屬硫碲化物階段的金礦物主要發育在重晶石中, 同時伴生了豐富的碲化物, 包括碲鉛礦、碲銻礦和碲銀礦等(圖6e), 該階段重晶石是晚階段高品位礦化的標志。重晶石與金礦物共生在巖漿熱液型礦床, 如印度尼西亞的Wetar Island塊狀硫化物礦床中的自然金分布在重晶石裂隙中, 且存在一定的相關性(Scotney et al., 2005)。重晶石可以出現在中硫型淺成低溫金礦床中, 如我國拋刀嶺金礦床和土耳其Sahinli金?賤金屬礦床等(Yilmaz et al., 2010; 黃柯等, 2022)。

特提斯成礦域的ABTS成礦帶內常發育含多種碲化物的銅金礦床, 如位于Srednogorie礦集區的保加利亞Elatsite斑巖銅金礦床(圖1b)中含碲銀礦、碲鈀礦、碲銅礦和碲金銀礦等碲化物(Tarkian et al., 2003); 羅馬尼亞Sacaramb低硫化型淺成低溫熱液金?碲礦床中(圖1b), 存在自然碲、碲銀礦、碲金銀礦、輝碲鉍礦等13種碲化物(Simon et al., 1995; Ciobanu et al., 2004), Te、Se品位達0.24 g/t。這些礦床中碲化物的出現暗示深部物質參與成礦作用(毛景文和魏家秀, 2000)。在淺成低溫環境中, Au-Ag-Te通常以Ag(HTe)2?和Au(HTe)2?等富碲絡合物的形式存在(Cooke and Mcphail, 2001; Tombros et al., 2007), 這為形成金碲化物提供了穩定存在的基礎。Cabri (1965)在Au-Ag-Te體系的研究中發現, 在一定的?Te2下, 當熔體中含有約50%Au、15%Ag和35%Te時, 共晶熔體熔點會降低至300±10 ℃左右, 這為淺成低溫條件下形成金碲化物提供了可能。隨著富碲化物礦床的不斷發現, 建議加強Timok礦集區銅金礦床碲富集機制的研究, 并注意伴生碲的回收利用。

根據目前鉆孔揭露的剖面, ZB礦床北西方向在ZB斷裂深部仍有不連續礦體和較好的礦化。此外, ZB金礦體賦存的黃鐵礦+絹云母(±伊利石)化蝕變帶北西方向延伸較遠且有擴大的趨勢, 暗示沿ZB斷裂往北西方向, 有一定的找礦前景。

ABTS成礦帶內典型礦床輝鉬礦Re-Os年齡主要集中在95～70 Ma, 其中Timok礦集區斑巖?矽卡巖?淺成低溫銅金礦床成礦時代主要集中在晚白堊世(90～80 Ma;圖7; Zimmerman et al., 2008), 不同于我國岡底斯和三江地區斑巖銅礦成礦帶, 后者斑巖銅礦主要以新生代為主, 還存在印支期和燕山期成礦作用(Richards, 2015; 謝桂青等, 2021; 謝富偉等, 2022)。近年來岡底斯成礦帶發現多處晚白堊世大中型矽卡巖銅金礦床, 且該帶普遍發育100～80 Ma的巖漿巖(Jiang et al., 2012; Richards, 2015; Wang et al., 2019b; Guo et al., 2020; 李廣旭等, 2021)。ABTS和岡底斯成礦帶同屬于特提斯成礦域, 暗示岡底斯斑巖?矽卡巖銅金礦床外圍有尋找晚白堊世淺成低溫熱液金礦床的潛力。

圖7 ABTS典型礦床輝鉬礦Re-Os年齡(據Zimmerman et al., 2008; *紫金礦業集團提供數據)

5 結 論

(1) 研究表明ZB金礦床發育有中硫化型蝕變礦物和硫化物組合, 以發育富錳碳酸鹽(MnO平均值為2.68%)、低鐵閃鋅礦(FeS摩爾比平均值5.8%)為標志性礦物, 因此ZB礦床應屬于中硫化型淺成低溫熱液金礦床, 是Timok礦集區首例中硫化型淺成低溫熱液金礦床。

(2) ZB金礦床沿ZB斷裂往北西方向, 有一定的找礦前景, 熱液重晶石可作為找礦標志之一。建議加強Timok礦集區和我國岡底斯成礦帶90～80 Ma中硫化型淺成低溫熱液金礦床的找礦工作。

致謝:紫金礦業集團、中國地質科學院礦產資源研究所李楠老師團隊和課題組成員在資料收集、三維建模和實驗過程中提供的支持與幫助, 兩位審稿老師中國地質科學院礦產資源研究所唐菊興研究員和中國科學院廣州地球化學研究所陳華勇研究員給出的寶貴意見和建議, 在此一并表示衷心感謝！

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Identification of the First Intermediate-sulfidation Epithermal Gold Deposit in the Timok Metallogenic Zone of Serbia, Western Tethys: A Case Study of the Zlatno Brdo Gold Deposit

ZHANG Anshun1, XIE Guiqing1, 2, 3*, LIU Wenyuan1, SHAN Siqi1, HUANG Ke3

(1. Zijin School of Geology and Mining, Fuzhou University, Fuzhou 350108, Fujian, China; 2. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100083, China; 3. MNR Key Laboratory for Exploration Theory and Technology of Critical Mineral Resources, Beijing 100083, China)

The Apuseni-Banat-Timok-Srednogorie (ABTS) metallogenic belt is one of the world’s major porphyry-skarn- epithermal Cu-Au metallogenic belts, which is located in the western part of the Tethys tectonic belt. The mineralization ages of deposits in the belt is mainly the Later Cretaceous. The Timok metallogenic zone is located in the middle part of the ABTS metallogenic belt. The Zlatno Brdo (ZB) Au deposit is a newly discovered deposit in the Timok district in the recent years. By the end of 2021, more than 100 drill holes have been implemented in the ZB deposit, with a total drill core length of more than 40, 000 meters. The controlled + inferred resources are 30 tons of gold and 95 tons of silver, with an average grade of 1.11 g/t and 3.43 g/t, respectively. The ore-body is controlled by faults and occurs as veins in the Later Cretaceous plagioclase hornblende andesite. The genesis of the deposit and exploration criteria are still unclear. In this paper, altered minerals and sulfides assemblages have been investigated. The chalcopyrite, tetrahedrite and other mineral combinations indicated that they formed at an intermediate sulfide state. The Fe-poor sphalerites (the average FeS mole ratio is 5.8%,=11) and Mn-rich carbonate (the average content of MnO is 2.68%,=46) that associated with Au mineralization are representative minerals of typical intermediate sulfidation epithermal deposits. Native Au and Au-tellurides coexist with hydrothermal barite. Besides, we modeled the alteration zone and ore body using 3D modeling software (MinESoft), and found that the ore-bearing alteration zone pinched out to the southeast and extended to the northwest. Combined with regional geology, this paper identifies the ZB Au deposit as an intermediate sulfidation epithermal gold deposit. The northwestern part of the ZB deposit has great prospecting potential. Hydrothermal barite might be used as mineral marker for ore prospecting. In addition, many Late Cretaceous skarn Cu-Au deposits have been discovered in the Gangdese metallogenic zone, which also belongs to the Tethys tectonic belt. And 100–80 Ma magmatic rocks are widespread in the Gangdese metallogenic zone. It is proposed that there is a potential for further exploration of intermediate-sulfidation epithermal gold deposits in the Timok and Gangdese metallogenic zone.

intermediate-sulfidation epithermal gold deposit; the Tethys metallogenic domain; Timok metallogenic zone; ZB gold deposit

10.16539/j.ddgzyckx.2023.05.010

2022-12-19;

2023-03-14

國家杰出青年科學基金項目(41925011)和紫金礦業集團股份有限公司項目(01612012)聯合資助。

張安順(1997–), 男, 碩士研究生, 礦產普查與勘探專業。E-mail: 201620003@fzu.edu.cn

謝桂青(1975–), 男, 教授, 主要從事礦床模型與找礦預測研究。E-mail: xieguiqing@cugb.edu.cn

P618.41; P618.51

A

1001-1552(2023)05-1110-014