特提斯成矿域西部塞尔维亚Timok矿集区首例中硫化型浅成低温金矿床的厘定:以Zlatno Brdo金矿床为例

张安顺, 谢桂青, 2, *, 刘文元, 单思齐, 黄 柯

特提斯成矿域西部塞尔维亚Timok矿集区首例中硫化型浅成低温金矿床的厘定:以Zlatno Brdo金矿床为例

张安顺1, 谢桂青1, 2, 3*, 刘文元1, 单思齐1, 黄 柯3

(1. 福州大学 紫金地质与矿业学院, 福建 福州 350108; 2. 中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院, 北京 100083; 3. 自然资源部战略性金属矿产找矿理论与技术重点实验室, 北京 100083)

特提斯成矿域发育多个世界级斑岩‒浅成低温铜金矿床, Apuseni-Banat-Timok-Srednogorie(ABTS)斑岩‒矽卡岩‒浅成低温铜金成矿带位于特提斯成矿域西段。Timok矿集区位于ABTS成矿带中部, 区内矿床成矿峰期主要集中在晚白垩世。Zlatno Brdo(以下简称ZB)金矿床是Timok矿集区近年新发现的金矿床(金资源量约30 t, 平均品位1.11 g/t)。该矿床矿体受断裂控制, 呈脉状产于晚白垩世斜长角闪安山岩中, 其矿床类型和找矿潜力目前仍不清楚。本文对热液蚀变矿物和硫化物进行电子探针分析, 发现ZB金矿床发育中硫化态的硫化物组合(黄铜矿+黝铜矿)、与金矿化相关的低铁闪锌矿(FeS摩尔比平均为5.8%,=11)和富Mn碳酸盐(MnO百分含量平均为2.68%,=46), 以及矿石中含与热液重晶石共生的金碲化物。利用探矿者(MinESoft)三维建模软件, 分别对蚀变带和矿体进行建模工作, 结合区域地质特征,本文认为ZB金矿床为Timok矿集区首例中硫化型浅成低温热液金矿床, 且该矿床北西方向具有较大的找矿潜力, 热液重晶石可作为找矿标志之一。此外, 同属于特提斯成矿域的冈底斯斑岩铜矿成矿带近年来发现多处晚白垩世大–中型矽卡岩铜金矿床, 且该带普遍发育100～80 Ma岩浆岩, 暗示冈底斯斑岩‒矽卡岩铜金矿床外围有寻找晚白垩世浅成低温热液金矿床的潜力。

中硫化型浅成低温热液金矿床; 特提斯成矿域; Timok矿集区; ZB金矿床

浅成低温热液矿床早在19世纪20年代就被提出(Lindgren, 1922), 其形成深度通常小于1.5 km、成矿温度低于300 ℃(White and Hedenquist, 1996; Hedenquist et al., 2000), 可发育大量的金、银以及部分的铜铅锌矿化(Simmons et al., 2005)。浅成低温热液矿床有几种分类方法, 如早期Berge and Henley (1989)根据矿物组合, 划分为明矾石‒高岭石型与冰长石‒绢云母型; 近年来又将其划分为高硫化型、中硫化型与低硫化型浅成低温热液矿床(Hedenquist et al., 2000; Einaudi et al., 2003)。其中, 中硫化型浅成低温热液矿床具有高硫化态和低硫化态之间过渡的硫化物组合, 发育黄铁矿、黄铜矿、黝铜矿、砷黝铜矿、方铅矿以及低铁闪锌矿(FeS摩尔比通常为1%～20%)等, 且成矿中晚阶段通常出现特征性的富锰碳酸盐(MnO>～1%)或富锰硅酸盐组合(Wang et al., 2019a)。从目前报道的浅成低温热液矿床来看, 中硫化型浅成低温热液矿床的研究程度低于高硫化型和低硫化型矿床(宋国学等, 2018; Wang et al., 2019a)。

特提斯成矿域东西向延伸超过10000 km, 发育多个世界级斑岩‒浅成低温铜金矿床, 其中最西段欧洲东南部Apuseni-Banat-Timok-Srednogorie(ABTS)斑岩‒矽卡岩‒浅成低温铜金成矿带的成矿峰期为晚白垩世(90～80 Ma)(图1a; Quadt et al., 2005; Zimmerman et al., 2008; Richards, 2015), 主要有Apuseni、Banat、Timok和Srednogorie 4个矿集区(图1b; Ciobanu et al., 2002)。塞尔维亚东部Timok矿集区位于ABTS中部, 目前已探明了多个(超)大型斑岩‒矽卡岩‒高硫化型浅成低温铜金矿床,如Bor和Čukaru Peki(CP)斑岩‒高硫化型浅成低温铜金矿床、Veliki Krivelj(VK)斑岩‒矽卡岩型铜矿床(图1b、c; Popov et al., 2002; Antonijevic and Mijatovic, 2014; Jelenkovic, 2016; Banješević et al., 2019), 相对于欧洲东南部其他矿集区, Timok矿集区的研究程度较低。

图1 特提斯成矿域矿床分布图(a; 据Richards, 2015; 孙嘉等, 2019; 张晓旭等, 2022修改)、ABTS成矿带(b; 据Zimmerman et al., 2008; Knaak et al., 2016修改)和Timok矿集区(c; 据Jelenkovic et al., 2016修改)的矿床分布图

Zlatno Brdo(ZB)金矿床位于Timok矿集区中部Bor斑岩‒高硫化型浅成低温铜金矿床和VK斑岩‒矽卡岩型铜矿之间, 于2015年被发现, 2019年开展过系统的探槽和钻孔工作。截止到2021年底, 该矿床已实施探槽工程32条和钻孔118个, 钻孔总长度40000余米, 其控制+推断级金资源量30 t, 平均品位1.11 g/t; 银95 t, 平均品位3.43 g/t, 相当于大型金银矿床(游富华等, 2020; 中色紫金地质勘查(北京)有限责任公司塞紫铜项目组, 2022)。由于ZB金矿床是新发现的矿床, 其矿床类型和找矿潜力的研究相对较少, 仅林明钟(2021)根据矿区地质背景和区内发育的矿物组合, 推测ZB矿床可能为低硫化型浅成低温热液金矿床, 但该矿床未发现冰长石等低硫化型指针矿物(Sillitoe and Hedenquist, 2003), 且发育具有中硫化态的矿物组合。因此, 本文在前人工作的基础上, 通过对ZB矿床热液蚀变矿物和硫化物组合的研究, 厘定该矿床的成因类型, 并提出了找矿方向。

1 区域地质背景

ABTS成矿带发育于长约1500 km的晚白垩世钙碱性岩浆弧内(Zimmerman et al., 2008), 成矿带内Timok矿集区已探明多个(超)大型斑岩‒矽卡岩‒高硫化型浅成低温铜金矿床(如Bor铜金矿床; 图1c; Banješević et al., 2019), 以及产于沉积岩中的金矿床(如Bigar Hill金矿床; 图1c; Toorn et al., 2013)。

Timok矿集区内地层单元分为新元古界‒古生代变质岩和晚白垩世火山‒沉积岩。变质岩由中等‒高级变质的石英长石片岩、片麻岩等组成, 被侏罗纪‒早白垩世灰岩‒砂岩沉积序列不整合覆盖(Knaak et al., 2016; Klimentyeva et al., 2021)。晚白垩世火山‒沉积岩底部由灰色钙质‒硅质碎屑砂岩、砾岩, 以及少量粉砂岩和角砾岩组成, 其上被含有安山质火山碎屑的红色砂岩和砾岩整合覆盖, 该砂砾岩又被薄层的铁质泥灰岩所覆盖。其中, Bor砾岩是该区标志性的地层, 是指晚白垩世角砾岩, 角砾以基底片麻岩、蚀变安山岩或部分沉积岩为主(Klimentyeva et al., 2021); 碳酸盐岩在整个晚白垩世火山‒沉积岩之内均有分布(Toorn et al., 2013; Knaak et al., 2016)。在变质岩基底和晚白世火山‒沉积岩之上覆有新生代沉积物(Banješević, 2010)。

矿集区内断裂比较发育, 按走向可分为NW向和NE向。其中NW向断裂为区内最为重要的断裂系统, 从西往东依次为Bor断裂、ZB断裂和Krivelj断裂(图2)。NE向断裂为成矿后构造, 主要对早期NW向构造起错切作用。ZB断裂属Bor断裂的次级断裂,其产状与Bor断裂基本一致, 断裂上盘为蚀变斜长角闪安山岩和安山质火山碎屑岩, 断裂下盘为弱蚀变安山质火山碎屑岩, 断层走向约310°～330°, 倾角约50°。

图2 Timok矿集区东南部区域地质简图(据游富华等, 2020; Klimentyeva et al., 2021)

矿集区内火山‒岩浆活动主要集中于晚白垩世, 可分为2类火山岩相(图2): 角闪安山岩‒英安岩相: 主要分布于矿集区东部, 岩性主要为角闪安山岩、角闪斜长安山岩、斜长角闪安山岩和富钾粗安岩(Đorđević, 2005); (辉石)安山岩相: 该组火山岩主要分布在矿区的西部, 由更富基质(>50%)的辉石玄武安山岩构成, 局部出露闪长岩(Banješević, 2010)。Bor矿床属于典型的斑岩‒矽卡岩‒高硫化型铜金矿床, 受到Bor断裂控制且产于角闪安山岩相; VK斑岩铜矿床和新发现的CP斑岩‒高硫化型铜金矿床均产于角闪安山岩相, 并被(辉石)安山岩相组成的碎屑岩覆盖(Jelenković et al., 2016; Banješević et al., 2019; Klimentyeva et al., 2021)。

2 矿床地质特征

ZB金矿床赋矿围岩主要为斜长角闪安山岩、安山质火山碎屑岩。目前, 矿体由10条NE向间隔为50 m的勘探剖面控制, 其控制部分沿NW走向延伸约350 m, 向SW倾伏, 倾角约为45°, 东西长约250 m, 南北向宽约300 m, 垂向上位于标高−100～200 m之间, 高差约300 m(图3a、b)。矿体主要受ZB张性构造断裂控制, 呈厚板状、透镜状, 局部呈膨大收缩、分支复合、尖灭再现等特点。ZB断裂为成矿热液提供有利的导矿通道和容矿空间, 控制了矿体的形态、产状及空间分布。

图3 ZB金矿区地质图(a)与剖面图(b)(据游富华等, 2020修改)

ZB金矿床的蚀变类型主要包括绢云母化、伊利石化、绿泥石化、碳酸盐化、重晶石化以及少量高岭石化等。绢云母(±伊利石)化是该矿区最重要的蚀变类型之一, 主要发育在矿体附近, 表现为云母交代长石斑晶(图4a), 部分云母生长成板状多硅白云母(图4b); 矿化中发育微晶石英脉, 且局部存在石英、碳酸盐与硫化物共生脉体(图4c、d); 矿体两侧为不均匀的绿泥石化带(图4e)。碳酸盐化在各个蚀变带均有发育, 以方解石和白云石为主(图4e、f)。重晶石化表现为重晶石‒石英脉胶结早期的黄铁矿化、绢云母化蚀变岩(图4g、h), 且重晶石化与矿化有一定的相关性, 热液重晶石往往是高品位矿化带的标志, 表现为重晶石包含自然金和一些碲化物(图4i)。本文根据紫金矿业集团2020年水平断面和剖面资料, 利用MinESoft(探矿者)矿山三维勘查软件平台, 实现了蚀变矿物组合与矿体的三维可视化建模(图5)。从三维模型上看, ZB矿床蚀变矿物组合沿NE走向呈现分带性, 从西向东依次为黄铁矿+绿泥石化带、黄铁矿+绢云母(±伊利石)化带、绢云母+绿泥石化带(图5a)。其中, 金矿体主要赋存在黄铁矿+绢云母(±伊利石)化带之中(图5b), 该带往南东方向逐渐尖灭,往北西方向延伸较远, 且有扩大趋势。

(a) 安山岩长石斑晶发生伊利石化(正交偏光, BZB9-1 254.7 m); (b) 安山岩发生多硅云母化蚀变及半自形的黄铁矿(正交偏光, BZB-55 588.4 m); (c) 微晶石英细脉(正交偏光, BFJ-23 480.0 m); (d) 石英、碳酸盐和硫化物脉体(单偏光, BZB-55 571.4 m); (e) 矿体外围发育有绿泥石化和碳酸盐化蚀变(单偏光, BZB9-1 254.7 m; MnO为0.6%～1.6%, 如图中绿色标注点); (f) 晚阶段的碳酸盐充填重晶石裂隙(单偏光, BFJ-23 480.0 m; MnO为4.6%～6.4%, 如图中绿色标注点); (g) 重晶石‒石英脉胶结黄铁矿、绢云母化蚀变角砾(游富华等, 2020, BFJ-23 255.7 m); (h) 重晶石穿插早期黄铁矿(林明钟, 2021; 反射光, BFJ-14 341.0 m); (i) 自然金颗粒包裹在重晶石内(林明钟, 2021; 反射光, BFJ-14 341.0 m)。矿物代号: Au. 自然金; Brt. 重晶石; Cal. 方解石; Chl. 绿泥石; Dol. 白云石; Ilt. 伊利石; Phg. 多硅白云母; Py. 黄铁矿; Qz. 石英。

ZB金矿床金属矿物主要有黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、毒砂、黝铜矿、硫酸铅矿、方铅矿、含银自然金、碲金银矿、碲银矿、碲铅矿等, 其中金以含银自然金和碲金银矿为主(图6), 自然金成色为850左右(图6e)。常见的矿物组合为黄铁矿与黄铜矿共生, 低铁闪锌矿、黝铜矿与黄铜矿共生(图6a、b), 且部分存在固溶体分离结构, 该矿物组合指示了中硫化态特征。黝铜矿被晚期毒砂穿插, 穿插部位发育有方铅矿(图6c)。自然金有两种产出状态: 一种为金矿物以自然金的形式出现在石英、黄铁矿中(图6d); 另一种则主要发育在重晶石中, 同时伴生了丰富的碲化物(图6e、f)。矿石中可见碲锑矿与自然金、碲金银矿、碲铅矿共生, 与自然金形成共结边结构(图6e)。

(a) 低铁闪锌矿与黄铜矿、黄铁矿共生(反射光, BZB-55 588.4 m; 低铁闪锌矿(FeS)为5.0%～8.1%, 如图中黄色标注点); (b) 黄铜矿内部发育黝铜矿(反射光, BZB8-3 481.0 m); (c) 黝铜矿与毒砂接触部位发育方铅矿(游富华等, 2020; 反射光, BFJ-14 352 m); (d) 自然金发育在石英内(林明钟, 2021; 反射光, BFJ-14 341 m); (e) 重晶石中发育有碲化物和自然金(反射光, BFJ-23 480.0 m; 右上角为背散射图片和能谱分析数据); (f) 黄铜矿与碲化物赋存在重晶石中(反射光, BFJ-23 480.0 m; 右上角为背散射图片和能谱分析数据)。矿物代号: Alt. 碲铅矿; Apy. 毒砂; Au. 自然金; Brt. 重晶石; Ccp. 黄铜矿; Gn. 方铅矿; Hes. 碲银矿; Ptz. 碲金银矿; Py. 黄铁矿; Qz. 石英; Rt. 金红石; Sp. 闪锌矿; Tea. 碲锑矿; Ttr. 黝铜矿。

根据脉体穿切关系和矿物组合, 将成矿作用分为4个阶段(表1), 从早到晚依次为: ①石英‒黄铁矿阶段: 主要矿物为石英、金红石、黄铁矿, 其他金属硫化物少见; ②石英‒多金属硫化物阶段: 主要矿物为石英、伊利石、绢云母、黄铁矿、黄铜矿、黝铜矿、砷黝铜矿和自然金; ③重晶石‒石英‒多金属硫碲化物阶段: 主要矿物为重晶石、石英、绢云母、黄铁矿、黄铜矿、黝铜矿、砷黝铜矿、碲化物和自然金, 少量闪锌矿、毒砂、方铅矿和方解石, 自然金与碲化物共生, 与硫化物一起被重晶石包裹, 呈包含结构; ④碳酸盐阶段: 主要矿物为富锰碳酸盐, 表现为碳酸盐细脉或充填一些被蚀变的斑晶残骸, 几乎不含硫化物, 局部发育毒砂。其中, 第一阶段为成矿前阶段, 多以细小、浸染状的黄铁矿为特征; 第二、三阶段为主成矿阶段, 均有自然金产出, 第二阶段自然金多产于黄铁矿和石英中, 第三阶段则主要与碲化物共生产于重晶石中; 第四阶段为成矿后阶段, 以发育碳酸盐脉等为特征。

表1 ZB金矿床成矿阶段

3 分析方法

电子探针分析在福州大学电子探针实验室完成, 所使用的测试仪器型号为日本JEOL公司生产的JXA-8230电子探针分析仪, 实验测试条件为: 氧化物加速电压为15 kV, 电子束流为20 nA, 束斑直径为5 µm, 收集时间20 s, 硫化物加速电压为20 kV, 电子束流为10 nA, 束斑直径为5 µm, 收集时间20 s, 所有被测试的元素均使用美国SPI公司53种标准矿物进行标准化校正, 分析测试精度优于2%。

4 讨 论

4.1 电子探针分析结果

通过对ZB金矿床样品薄片中的碳酸盐、闪锌矿和其他金属矿物进行电子探针分析, 结果表明碳酸盐主要为方解石和白云石。碳酸盐中MnO整体平均值为2.68%(=46; 表2), 具有富锰特征。其中, 方解石中Mn含量变化较大, MnO为0.12%～6.37%; 白云石MnO含量普遍较高, 为2.86%～4.30%, 平均值为3.77%。样品中方解石主要有两种不同的产状, 第一种方解石被绿泥石包裹, 呈嵌晶结构(图4e), 发育在石英‒多金属硫化物阶段, 其MnO含量约为1%; 第二种方解石与黄铜矿、闪锌矿等一些金属硫化物或重晶石共生, 发育于重晶石‒石英‒多金属硫碲化物阶段和晚期碳酸盐化阶段,其MnO约为5.5% (图4f), 靠近金矿体的碳酸盐中MnO含量存在升高趋势(图3b)。

表2 ZB金矿床碳酸盐电子探针分析结果(%)

闪锌矿中Zn含量为59.55%～64.37%, S含量为32.74%～34.64%, Fe元素含量较低(Fe最高为5.74%, 最低为0.85%, 平均为3.26%), 且Zn含量随着Fe含量的增加而减少。由于存在黄铜矿固溶体的影响, 导致闪锌矿中Cu含量略微偏高(Cu最高为0.93%, 最低为0.14%, 平均为0.49%;=11; 表3)。

表3 ZB金矿床闪锌矿、黝铜矿、部分碲化物与自然金电子探针分析结果(%)

与黄铜矿共生的黝铜矿中含有少量的Zn、Ag、Fe、As等元素。碲铅矿中Pb含量为59.65%～59.99%, Te含量34.98%～37.04%, 并含有少量的Ag(1.25%～3.28%)。碲金银矿中Au含量为23.12%～27.11%, Ag含量为41.96%～43.29%, Te含量30.89%～33.04%, 还少量的Cd和Bi元素(表3)。

4.2 矿床类型

在前人工作的基础上, 本文通过矿物组合、蚀变特征和硫化物矿物组合研究, 认为ZB金矿床不同于低硫化型浅成低温热液矿床, 而应是中硫化型矿床, 主要依据如下:

(1) 硫化物组合以中等硫化态为主。高硫化型、中硫化型及低硫化型浅成低温热液矿床类型的划分依据是成矿流体的硫逸度、成矿温度、硫化态等条件, 从极高硫化态到极低硫化态对应着特定的矿物组合(Einaudi et al., 2003)。ZB矿床中发育有黄铜矿、黝铜矿、砷黝铜矿等矿物组合, 具有明显的中等硫化态特征(Wang et al., 2019a)。虽然在矿床局部出现代表低硫化态的毒砂, 但其为晚于主成矿阶段的硫化物组合, 这种少量代表低硫化态矿物毒砂的出现, 可能与成矿流体过程中存在硫化态的瞬时波动有关(Wang et al., 2019a)。

(2) 热液蚀变特征与中硫化型矿床类似。ZB金矿床主要的热液蚀变矿物为绢云母、伊利石、绿泥石、绿帘石、玉髓、碳酸盐和少量高岭石族矿物等, 符合中硫化型蚀变矿物组合, 且发育有玉髓、微晶石英及石英、碳酸盐脉体等。前人对浅成低温金矿床中石英脉结构类型的研究发现(Dong et al., 1995), ZB金矿床中微晶石英类似马赛克(mosaic)结构(图4c), 这种结构通常被认为是玉髓或无定形二氧化硅在小于180 ℃的情况下重结晶, 形成高度不规则的晶体边界(Lovering, 1972; Dong et al., 1995; Rivai et al., 2019), 暗示其形成于低温的环境; 伴生蚀变矿物组合以绢云母‒伊利石为主, 亦指示了相对中性的流体条件(Hedenquist et al., 2000; Wang et al., 2019a)。

(3) 具有中硫化型矿床的特征性矿物。富锰碳酸盐矿物(例如菱锰矿和锰方解石)的出现是区别中硫化型和低硫化型浅成低温热液矿床的关键(Wang et al., 2019a)。ZB金矿床中碳酸盐MnO为0.12%～6.37%, 平均值为2.68%(=46), 具有富Mn特征, 类似于菲律宾中硫化型Acupan金矿床(碳酸盐中MnO含量为3.14%～46.27%, 平均值为10.7%,=141; Cooke et al., 1996)和安徽抛刀岭金矿床(碳酸盐的MnO含量<7%; 黄柯等, 2022)。除此之外, 对与黄铜矿共生的闪锌矿进行电子探针分析, 根据成分计算得到闪锌矿中的FeS摩尔比为1.5%～10.1%, 平均值5.8%(=11; 表3),类似于中硫化型低铁闪锌矿中的FeS范围(1%～20%; Wang et al., 2019a), 如安徽抛刀岭大型金矿床闪锌矿中FeS值为0.1%～18%, 平均值为9.4%(黄柯等, 2022)和黑龙江争光金矿FeS为0.1%～2.6%, 平均值为1.2% (宋国学等, 2015)。

(4) ZB矿床所在的Timok矿集区分布多个斑岩‒矽卡岩‒浅成低温热液铜金矿床(图2), 矿体均产于斜长角闪安山岩中, 其中Bor矿床发育大量绢云母, 其蚀变带主要划分为绿泥石‒绢云母化带、石英‒绢云母化带、硬石膏‒高岭石化带等(Klimentyeva et al., 2021);VK矿区内热液蚀变主要为钾化、绢云母化、绿泥石化和泥化蚀变等(游富华等, 2020)。二者的蚀变类型均符合典型斑岩‒矽卡岩‒浅成低温成矿系统的蚀变类型, 但该区只发现过高硫化型浅成低温铜金矿体, 尚未发现中、低硫化型浅成低温热液矿床, ZB中硫化型浅成低温热液金矿床的发现指示了该区具有寻找中硫化型浅成低温热液矿床的潜力。

因此, ZB金矿床与典型中硫化型矿床相一致(表4), 属于中硫化型浅成低温热液金矿床,是Timok矿集区首例中硫化型浅成低温热液金矿床。

表4 ZB金矿床与典型中硫化型浅成低温热液金矿床成矿特征对比

4.3 找矿启示

ZB金矿床中的金矿物以自然金、碲金银矿等独立矿物出现, 主要发育在石英‒多金属硫化物阶段和重晶石‒石英‒多金属硫碲化物阶段。石英‒多金属硫化物阶段的金矿物以自然金的形式出现在石英、黄铁矿中(图6d); 重晶石‒石英‒多金属硫碲化物阶段的金矿物主要发育在重晶石中, 同时伴生了丰富的碲化物, 包括碲铅矿、碲锑矿和碲银矿等(图6e), 该阶段重晶石是晚阶段高品位矿化的标志。重晶石与金矿物共生在岩浆热液型矿床, 如印度尼西亚的Wetar Island块状硫化物矿床中的自然金分布在重晶石裂隙中, 且存在一定的相关性(Scotney et al., 2005)。重晶石可以出现在中硫型浅成低温金矿床中, 如我国抛刀岭金矿床和土耳其Sahinli金‒贱金属矿床等(Yilmaz et al., 2010; 黄柯等, 2022)。

特提斯成矿域的ABTS成矿带内常发育含多种碲化物的铜金矿床, 如位于Srednogorie矿集区的保加利亚Elatsite斑岩铜金矿床(图1b)中含碲银矿、碲钯矿、碲铜矿和碲金银矿等碲化物(Tarkian et al., 2003); 罗马尼亚Sacaramb低硫化型浅成低温热液金‒碲矿床中(图1b), 存在自然碲、碲银矿、碲金银矿、辉碲铋矿等13种碲化物(Simon et al., 1995; Ciobanu et al., 2004), Te、Se品位达0.24 g/t。这些矿床中碲化物的出现暗示深部物质参与成矿作用(毛景文和魏家秀, 2000)。在浅成低温环境中, Au-Ag-Te通常以Ag(HTe)2−和Au(HTe)2−等富碲络合物的形式存在(Cooke and Mcphail, 2001; Tombros et al., 2007), 这为形成金碲化物提供了稳定存在的基础。Cabri (1965)在Au-Ag-Te体系的研究中发现, 在一定的ƒTe2下, 当熔体中含有约50%Au、15%Ag和35%Te时, 共晶熔体熔点会降低至300±10 ℃左右, 这为浅成低温条件下形成金碲化物提供了可能。随着富碲化物矿床的不断发现, 建议加强Timok矿集区铜金矿床碲富集机制的研究, 并注意伴生碲的回收利用。

根据目前钻孔揭露的剖面, ZB矿床北西方向在ZB断裂深部仍有不连续矿体和较好的矿化。此外, ZB金矿体赋存的黄铁矿+绢云母(±伊利石)化蚀变带北西方向延伸较远且有扩大的趋势, 暗示沿ZB断裂往北西方向, 有一定的找矿前景。

ABTS成矿带内典型矿床辉钼矿Re-Os年龄主要集中在95～70 Ma, 其中Timok矿集区斑岩‒矽卡岩‒浅成低温铜金矿床成矿时代主要集中在晚白垩世(90～80 Ma;图7; Zimmerman et al., 2008), 不同于我国冈底斯和三江地区斑岩铜矿成矿带, 后者斑岩铜矿主要以新生代为主, 还存在印支期和燕山期成矿作用(Richards, 2015; 谢桂青等, 2021; 谢富伟等, 2022)。近年来冈底斯成矿带发现多处晚白垩世大中型矽卡岩铜金矿床, 且该带普遍发育100～80 Ma的岩浆岩(Jiang et al., 2012; Richards, 2015; Wang et al., 2019b; Guo et al., 2020; 李广旭等, 2021)。ABTS和冈底斯成矿带同属于特提斯成矿域, 暗示冈底斯斑岩‒矽卡岩铜金矿床外围有寻找晚白垩世浅成低温热液金矿床的潜力。

图7 ABTS典型矿床辉钼矿Re-Os年龄(据Zimmerman et al., 2008; *紫金矿业集团提供数据)

5 结 论

(1) 研究表明ZB金矿床发育有中硫化型蚀变矿物和硫化物组合, 以发育富锰碳酸盐(MnO平均值为2.68%)、低铁闪锌矿(FeS摩尔比平均值5.8%)为标志性矿物, 因此ZB矿床应属于中硫化型浅成低温热液金矿床, 是Timok矿集区首例中硫化型浅成低温热液金矿床。

(2) ZB金矿床沿ZB断裂往北西方向, 有一定的找矿前景, 热液重晶石可作为找矿标志之一。建议加强Timok矿集区和我国冈底斯成矿带90～80 Ma中硫化型浅成低温热液金矿床的找矿工作。

致谢:紫金矿业集团、中国地质科学院矿产资源研究所李楠老师团队和课题组成员在资料收集、三维建模和实验过程中提供的支持与帮助, 两位审稿老师中国地质科学院矿产资源研究所唐菊兴研究员和中国科学院广州地球化学研究所陈华勇研究员给出的宝贵意见和建议, 在此一并表示衷心感谢！

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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

国家杰出青年科学基金项目(41925011)和紫金矿业集团股份有限公司项目(01612012)联合资助。

张安顺(1997–), 男, 硕士研究生, 矿产普查与勘探专业。E-mail: 201620003@fzu.edu.cn

谢桂青(1975–), 男, 教授, 主要从事矿床模型与找矿预测研究。E-mail: xieguiqing@cugb.edu.cn

P618.41; P618.51

A

1001-1552(2023)05-1110-014