北方东部复合造山成矿系统深部结构与成矿过程

电气石是一种常见的含B矿物，在花岗质岩石和多种热液矿床中均有广泛发育，其形成的温度压力范围很广，能够在地壳的温度压力范围内稳定存在，并且与多种地质流体保持平衡。因为电气石硬度较大，形成后能够经受住剥蚀、风化、成岩和变质作用过程而保存其形成时的组成与结构。通过对电气石的主微量元素、硼同位素的分析可以示踪电气石及其共生矿物形成时的成岩成矿环境，包括流体的来源、氧化还原状态、温度压力及其在矿床勘探方面的指示意义等（Slack et al., 1993; Jiang et al., 2004），在多种矿床的研究中均取得了很好的效果，比如VMS、IOCG、石英脉型Pb–Zn–Cu矿床等(Jiang, 2001; Jiang et al., 1999, 2002; Zhao et al., 2011; Slack and Trumbull, 2011; Yavuz et al., 2011)。

斑岩型矿床是Cu、Au、Mo等金属的重要来源，而电气石在世界上很多重要的斑岩型矿床中均有产出（Sillitoe, 2010; Baksheev et al., 2012）。然而很少有人对斑岩型矿床中的电气石成分特征进行过系统的研究。在哈达庙地区的斑岩型金矿中电气石均有广泛发育，并与成矿作用密切相关，第二课题研究组选择了哈达庙和毕力赫金矿中的电气石作为研究对象，通过电气石成分的差异，以期探索其对该地区内金矿床成矿过程的指示意义，进而完善该地区的成矿模型。

研究主要发现如下：

（1）哈达庙金矿和毕力赫金矿形成过程中，除了后期大气水外，至少还有两种不同物质来源参与了成矿作用,一种富集¹¹B，而另一种富集¹⁰B（图1）。重B很可能来自于碳酸盐地层的混染或者相关流体的加入，而轻B则来自于岩浆流体。但两个金矿又有所不同：哈达庙金矿主要是岩浆阶段电气石（Tur-M）和热液早期电气石（Tur-V1）,具有较高的δ¹¹B值，成矿中期和晚期则显示出较低的负值，而毕力赫金矿II矿区成矿期热液电气石显示出正值，只有角砾岩电气石显示出负值。这一现象表明海相碳酸盐地层的混染在两个金矿中的作用并不一致，哈达庙成矿热液还是以岩浆热液为主，而毕力赫金矿中成矿热液更大一部份可能来自于碳酸盐地层，即受到的混染更加强烈。

                           图1 哈达庙金矿电气石硼同位素分布图

（2）哈达庙电气石成分更加集中，岩浆电气石和大部分热液电气石均属于Schorl，而毕力赫电气石成分则较为分散，II矿区的热液脉中电气石为Schorl，而22号脉旁角砾岩中电气石则为Dravite，这一现象表明，哈达庙金矿热液电气石受岩浆热液影响更强烈，所以成分较为均一，而毕力赫II矿区成矿热液成分主要受控于碳酸盐地层的混染或者相关流体的加入，22号脉角砾岩电气石则受控于岩浆热液，所以导致电气石成分相差较大

（3）通过对哈达庙金矿电气石进行LA-ICPMS原位微量分析发现，不同阶段的电气石中微量元素含量差异很大，岩浆电气石富集Ca、∑REE、W、Th、U、Pb、Mn、Mo、Zn和Zr，而热液电气石富集Al、Ba、Cu、Ag和Y。M型电气石的Au含量可以达到80ppb。与其它热液阶段相比，主成矿期电气石（Tur-V2）中电气石具有更高的Au含量。电气石中微量元素可以有效指示不同矿化阶段的特征，且可能是一种很有潜力的找矿指示矿物。

该研究得到国家重点科技研发计划-北方东部复合造山成矿(2017YFC0601302)资助。