摘要
归来庄金矿田是国内少有的大型富碲金矿田，包括归来庄、卓家庄、磨坊沟等多个金矿床，主要为隐爆角砾岩型和碳酸盐岩微细浸染型。归来庄金矿田成矿作用与铜石碱性杂岩体密切相关，形成于中生代燕山早期，其独特的富碲、贫硫、普遍萤石化、局部异常富金等特征，使众多学者对其形成机制尤为关注。矿田内各个矿床矿化程度差异明显，相对于碳酸盐岩型金矿，隐爆角砾岩型金矿更加富集金银等贵金属及碲元素。探讨不同类型金矿的矿化差异性，对正确理解其富矿机理至关重要。而碲在金矿化中的地球化学行为备受关注，归来庄富碲金矿为相关研究提供了丰富的资料。基于此，本论文重点选择了隐爆角砾岩型和碳酸盐岩微细浸染型两类主要金矿床，通过岩石学、矿物学、流体包裹体等研究，重点从流体作用的角度来探究金差异矿化的主要机制，利用数值模拟解释了常见热液矿物共生序列产生的原因，结合分子动力学模拟，分析了碲在金成矿过程中的地球化学行为，进而探讨不同金矿床的差异富集机理，分析归来庄金矿田的成矿过程，为进一步的找矿工作提供理论依据。 流体沸腾是低硫化浅成热液矿床中贵金属成矿的一种成熟机制，被认为是高品位富矿体形成的关键过程。论文根据矿物共生关系、晶体结构特征以及流体包裹测试，研究了归来庄金矿田成矿流体和矿化类型之间的关系。在较深的碳酸盐岩矿体中，未发现流体沸腾的证据，而较浅的角砾岩矿石样品中显示了明显的流体沸腾证据。同时，对角砾岩中常见热液矿物(石英、萤石和方解石)进行了数值模拟，计算了流体沸腾条件下其溶解度的变化趋势。等温降压条件下，石英在液相中的溶解度持续降低，首先沉淀出来，而萤石在液相中的溶解度先升高，在流体发生闪蒸时，萤石与石英溶解度同时急剧降低，进而发生沉淀。方解石溶解度则是先降低，发生部分沉淀，然后再升高，最后在闪蒸时和石英及萤石一起急剧降低。石英和萤石相反的溶解度演化过程，解释了归来庄金矿田热液矿物共生序列产生的原因。 分子动力学模拟揭示了含Au络合物可能的主要形式。Au-S络合物吸附能普遍很强，是金最主要的络合方式，而Se对Au的吸附能力仅次于S，显示了其在金矿化中的重要性;Te在F、Cl或OH参与的条件下(尤其是F)，以HTe的形式表现出对Au较强的吸附性，暗示了其可以作为Te。Au络合物的主要形式，而含碲金矿中普遍发育萤石也可能与此有关。X荧光光谱和微量元素测试也表明了Au与Te的密切相关性，同时Au与Ge、Se、Ag和Hg相关性较强，而Te与Ag、Cu、Se具有良好的相关性。卓家庄矿石中自然碲颗粒XRF元素分布特征表明其在沉淀时未受到其他元素影响，可能直接于气相中沉淀而来。 通过对比矿区内、外泰山岩群及燕山期侵入体的含金性，认为归来庄金矿田的金主要来自幔源岩浆，泰山岩群的贡献不大，仅部分高金岩层可以为成矿流体提供金。样品中石英、萤石和方解石单矿物流体包裹体氢氧同位素测试结果显示，δ18O水向大气水偏移，认为成矿流体来源于幔源岩浆，后期混入了大气降水或地层水。 流体沸腾与否及沸腾方式是归来庄金矿田差异富矿的原因。流体的闪蒸导致碲趋向于进入气相，冷却过程中H2Te部分被氧化而直接从气相沉淀形成自然碲，部分进入液相提高了碲逸度，持续的降温使流体中Te过饱和而从液相沉淀自然碲，同时降低了碲逸度，进而沉淀出各种碲化物;缓慢沸腾则使流体中碲逸度增加相对较慢，以沉淀各种碲化物为主。闪蒸主导了卓家庄金矿床的矿化，自然碲非常发育，缓慢沸腾主导了归来庄金矿床的矿化，含有较多的碲化物;而磨坊沟金矿床是在非沸腾条件下的流体混合及水岩反应控制的金矿化，以自然金为主。据此，完善了归来庄金矿田的成矿模式。
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