海南省抱伦金矿床成因——铋熔体捕获金机制

摘要

抱伦金矿床位于中国海南省西南部乐东县境内,是一个大型中温热液金矿床.抱伦金矿床的金属矿物有自然金、黑铋金矿、硫铋金矿、自然铋、辉铋矿、辉铅铋矿、斜方辉铅铋矿、硫碲铅矿、硫铋碲矿，伴生矿物以磁黄铁矿、毒砂、黄铜矿为主，还有Fe-闪锌矿、方铅矿、黄铁矿等，脉石矿物主要为石英，含少量云母和方解石。其成矿阶段主要分为4个阶段。第一阶段Au是富金（饱和Au）流体在相对高温、低硫逸度以及低氧逸度条件下形成，形成温度为351-390℃。随着热液流体的演化，第二阶段含矿流体相对富集Bi，铋熔体与含金流体共存,并且捕获流体中Au。当温度降至325℃以下时，结晶形成黑铋金矿（Au2Bi），继而温度降至247℃时，在共结点处黑铋金矿和自然铋共结结晶。该阶段成矿条件是磁黄铁矿稳定或者富CH4的低氧逸度环境，成矿温度为247-325℃。当温度降至116℃时，黑铋金矿分解成为自然金和自然铋的后成交织连晶（Symplectite）。在Au-Bi二元系中，黑铋金矿形成于高Au/Bi比值（＞0.15）含矿流体之中，然而成矿流体演化到第三阶段，其Au/Bi值则Bi呈铋熔球或铋熔滴分散在流体中，并捕获流体中的剩余的Au，形成含金铋熔球或含金铋熔滴（Au的含量＜10%）。它们是温度过冷（淬火）的产物。当温度降到低于116℃时，铋熔球中的Au出熔形成蠕虫状的Au。从抱伦金矿床成矿的第二、三阶段中黑铋金矿以及含金铋熔球和含金铋熔滴的形成过程表明在温度高于金属Bi的熔点（271℃）时，金属Bi呈熔体状态与不饱和Au热液流体共存，由于Au在铋熔体中分配系数远远大于Au在热液流体的分配系数，所以铋熔体能够捕获热液流体中的Au，在一定条件下沉淀。第四阶段形成的辉铋矿，硫铋金矿和硫铋碲矿是晚期富Bi-Te-S流体的交代先前已经固结矿物的产物。