卡林型金矿床，又称微细浸染型金矿床，是一种以美国内华达北部卡林金矿为代表的世界超大型金矿床类型。容矿岩石主要产于沉积岩中，特别是碳酸盐岩，如泥质、硅质白云岩等。此外，硅质岩和粉砂岩也较发育。地层控制：具有明显的岩性地层控制特征，矿化往往位于优地槽与冒地槽构造接合带中，这种接合带常为长垣隆起（可能为深大断裂的一种表现形式）而复杂化。控矿是主要的控矿因素，高角度、NW走向断层系是主要的导矿构造。此外，高角度、北东走向的断层以及原地碳酸盐岩中宽缓带中等的背斜也对矿化有重要影响。矿体一般呈现不规则的似层状、透镜状，与围岩界线不明显，也有脉状、条带状等形态。矿体规模变化大，单个矿体延长由数米至上千米不等，厚度通常在数米至30米内，延深为几米至300米。金品位较低但规模大，富矿金品位可达4克/吨以上，贫矿为2～3克/吨，平均品位可达9.95克/吨。矿石中金属矿物有黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿、雌黄、雄黄、辰砂、辉锑矿等，有时伴有少量黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、磁铁矿、斑铜矿等。非金属矿物则包括方解石、白云石、石英、伊利石等，并含少量炭质。金的赋存状态以细微粒浸染状产于碳酸盐岩中，主要存在于含砷高的黄铁矿及毒砂中，其赋存方式可能是以固溶体为主，少数为显微的包裹金。原生矿石一般不能堆浸，只有硫化物晶格破坏后的氧化矿石堆浸才有效。围岩蚀变 卡林型金矿的围岩蚀变主要有硅化、黄铁矿化、绢云母化、高岭石化及碳酸盐化等。卡林型金矿床具有独特的地质、矿体、矿石和围岩蚀变特征，这些特征对于理解和勘探此类矿床具有重要意义。同时，由于卡林型金矿床在全球范围内广泛分布且储量巨大，因此也成为了地质学家和矿业公司关注的焦点之一。以下内容主要来源于：纳米尺度追踪卡林型金矿成矿过程-黄铁矿微量元素分带特征![]()
卡林型金矿床以环带状热液黄铁矿赋存金而闻名，但这种分带的特征尚不完全清楚。用纳米二次电离质谱（NanoSIMS）中的新深度剖面技术来表征内华达州八个金矿床含金黄铁矿中的Au、Cu、As、Ag和δ34S分带：卡林型黄铁矿，Deep Star, Beast, Turquoise Ridge 和 Getchell；来自Beast、Betze Post和Deep Star的始新世岩墙黄铁矿；以及来自Lone Tree远端浸染型金矿床和Marigold Red Dot沉积岩矿床的含金热液黄铁矿。所有热液黄铁矿类型的特征都是数百个纳米级带，含有不同的铜、砷、银和金。大多数样品显示出同心分带，尽管也可能存在斑片状蚀变或扇形分带。在整个数据集中，区域的数量、顺序和厚度是不一致的。微量元素和微量元素之间的相关性因黄铁矿类型、矿床和同一样品中的颗粒而异。在同一样本的不同颗粒中，Au和As之间的皮尔逊相关系数从强负（-0.7）到不相关（0.0）再到强正（1.0）不等。沉积和岩浆前体黄铁矿颗粒岩心含有少量的金、银、砷和铜，以及分析的锑。除了银，这些微量元素在热液黄铁矿过度生长中普遍更富集，银在岩浆成因的一些颗粒核中可能更富集。我们卡林型热液黄铁矿中的最大微量元素浓度为2600ppm Cu和17290ppm As（绿松石岭）；2050 ppm银（野兽）；以及1960ppm的Au（深星）。整个样品组的最大值在Lone Tree砷黄铁矿中，砷含量为70080 ppm；9790ppm银；2022 ppm金；透射电子显微镜数据表明，金在红点以纳米粒子的形式存在。我们结合了新的和以前发表的NanoSIMSδ34S数据，表明具有高δ34S沉积黄铁矿颗粒芯的卡林型黄铁矿颗粒具有较低δ34S的边缘，而那些具有同位素负δ34S沉积物黄铁矿颗粒芯，由于沉积黄铁矿中的硫和岩浆热液中的硫混合，边缘具有正δ34S。在高Au含量下，卡林型热液边缘δ34S值接近大盆地第三纪岩浆的平均值（7.1‰），在该地区始新世矿化岩浆热液的范围内（与该流体平衡的黄铁矿δ34S为0至8.8‰）。在Lone Tree，热液边缘的δ34S值略大于黄铁矿颗粒岩芯，在Red Dot，边缘的δ34C值低于岩芯。As的存在有助于卡林型黄铁矿中Au的掺入，尽管在黄铁矿生长过程中Au的可用性不一致。数据显示广泛的As/Au摩尔比，表明金以Au+1和Au（0）的形式存在于同一晶粒的不同区域。Au形态的变化可能是由于Au饱和状态的波动、黄铁矿生长过程中的温度变化，或黄铁矿中As和Cu浓度不均引起的电势差。局部范围内与大气流体的混合导致了连续的热液黄铁矿生长带，迭代地提高了黄铁矿的金含量，从而形成矿床的大量金矿。尽管Lone Tree的卡林型热液黄铁矿和远浸染型热液砷黄铁矿之间存在许多共性，但金属来源或流体演化过程并不相同。Red Dot热液含砷黄铁矿具有介于远浸染型和卡林型黄铁矿之间的特征。高金卡林型热液黄铁矿纳米带的δ34S值与始新世岩浆流体中热液黄铁矿的预期成分相匹配。在较低的金浓度下，热液黄铁矿中的δ34S值与寄主黄铁矿更相似。这些数据认为卡林型金来自始新世岩浆。与大气流体的局部混合导致连续黄铁矿生长带中Au和δ34S值的协变。随着新的富金黄铁矿层的生长，所含的金被迭代升级。局部规模的过程导致了矿床巨大的金资源，金、银、砷和铜相关系数的局部变化，黄铁矿生长带缺乏矿床规模相关性。砷存在于金存在的地方，但反之则不然。As可能有助于将Au掺入热液黄铁矿，可能是由于在流体混合过程中Au可用时，在生长的黄铁矿表面发生了Au-As氧化还原反。当金被掺入生长的黄铁矿中时，流体中金饱和状态的变化可能导致同一颗粒的不同区域出现Au+1和Au（0）。或者，As和Cu含量的变化可能有助于产生电势差，使Au+1还原为Au（0）。
尽管两者都来自始新世岩浆，但卡林型热液黄铁矿和始新世岩墙黄铁矿明显不同，岩墙黄铁矿和卡林型黄铁矿沉淀之间不同的生长机制或致因流体的成分演化，可能是在地壳上升过程中。卡林型热液黄铁矿与Lone Tree的远端浸染型热液毒砂具有许多共同特征，包括结构和微量元素分带的纳米级趋势。然而，Lone Tree缺乏纳米级Au-δ34S相关性表明，远端浸染环境中的金属来源或流体演化过程在某种程度上与形成卡林型矿床的金属来源和流体演化过程不同。Red Dot热液砷黄铁矿边缘存在混合特征，表明 Marigold矿床可能代表了远端浸染型和卡林型矿化之间的连续。
鉴于在斑岩、浅成低温热液、侵入相关、造山和卡林型矿床等许多其他地质环境中存在精细分区的矿石矿物，对纳米级元素和同位素分区的研究可能会揭示有关成矿过程的新见解。如果存在分区矿石矿物，在应用对观察到的分区不特定的遗传模型或基于空间分辨率低于分区的数据开发的模型时应谨慎。未来的工作应该利用纳米技术来表征更广泛的矿石矿物和成矿系统中的微量元素和同位素分区，因为成矿过程可能比以前推测的更复杂。通过定性和定量评估NanoSIMS深度剖面，可以获得丰富的信息。我们的贡献为分区矿物的NanoSIMS研究提供了路线图，并为矿床研究翻开了令人兴奋的新篇章。![]()
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卡林矿黄铁矿。（A-E）显示NanoSIMS（二次离子质谱）斑点位置的反射光图像；（F-H）纳米SIMS图谱![]()
NanoSIMS（二次离子质谱）对卡林和深星矿床以及贝茨柱、深星和野兽矿床的始新世岩脉中的黄铁矿进行深度剖面分析。（A-D）卡林：共九个点的四个代表性分析。（E-H）深星：共六个点的四个代表性分析。（I） Betze Post堤防：从两个点中选取一个具有代表性的分析。（J） 深星堤：总共两个点中的一个代表性剖面。（K-L）野兽堤：共六个点的两个代表性分析。在一些分析中，并没有收集到所有的质量。粉红色方框表示根据区域数据确定的岩浆硫成分。![]()
Deep Star黄铁矿。（A，C）显示NanoSIMS（二次离子质谱）斑点位置的反射光图像；白色框显示NanoSIMS映射的区域。（B、D、E、G）A和C中所示区域的背散射电子扫描电子显微镜（SEM）图像。（F、H-P）NanoSIMS图。缩写=um=微米，Jur Mag Py=侏罗纪岩浆黄铁矿，AuPy=含金热液黄铁矿。![]()
Turquoise Ridge黄铁矿。（A-D）显示NanoSIMS（二次离子质谱）斑点位置的反射光图像。（E，G）A-D的背散射电子扫描电镜（SEM）图像。（F，H-P）NanoSIMS图。缩写：AuPy=含金热液黄铁矿，Sed Py=沉积黄铁矿。![]()
Turquoise Ridge和Getchell矿床黄铁矿的NanoSIMS（二次离子质谱）深度剖面分析。（A-D）绿松石岭：共七个地点的四个代表性分析。（E-H）Getchell：共九个点的四个代表性分析。![]()
Red Dot矿黄铁矿。（A） 反射光图像。（D，G，J，M，N）背散射电子图像显示了一些但不是全部的NanoSIMS（纳米级二次离子质谱）斑点位置。（C，I，F，L，P）J中盒的NanoSIMS图。（B，E，H，K，O）M中盒的纳米SIMS图。![]()
Red Dot黄铁矿的透射电子显微镜（TEM）。（A） 聚焦离子束（FIB）制备的TEM截面的亮场TEM概览图像，显示了黄铁矿颗粒和寄主岩石基质。（B）中心暗场图像，显示在热液黄铁矿中呈白色斑点的纳米粒子（np）。（C-F）黄铁矿中S、Fe、As和Au分布的扫描透射电子显微镜能量色散光谱（STEM-EDS）光谱图像。金在黄铁矿颗粒外缘附近的浓度最高。（G） 黄铁矿颗粒外缘纳米颗粒的高分辨率透射电子显微镜图像。（H） G中图像的傅里叶变换显示了几个不同的晶格间距。黄铁矿（py）的晶格参数比纳米粒子小约1.1倍，与（111）黄铁矿/（111）Au晶面间距非常接近。试样朝向<321>区轴，如（I）选定区域衍射图案和重叠晶体衍射模拟所示。![]()
As和Au的摩尔百分比，显示了Au在黄铁矿中的溶解度上限。每个NanoSIMS（纳米级二次离子质谱）系列代表深度剖面中的所有数据点。“最大Au和最大As”系列显示了每个深度剖面分析的最大Au和As值，不一定是同一地球化学区的X-Y对。缩写：EPMA=电子探针显微分析。![]()
精细尺度的微量元素分带在许多地质环境中很常见，例如智利Rio Blanco斑岩铜钼矿床（A-D）硫化物矿物中的砷分带。（E-F）秘鲁Mollehuaca侵入相关金矿床。（G-H）加拿大育空地区奥西里斯沉积岩中的金-砷矿床。在每对图中，顶部显示了背散射电子模式下的灰度扫描电子显微镜图像，彩色下图显示了使用（B，D）波长色散光谱（WDS）X射线、（F）激光烧蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）、（H）NanoSIMS（二次离子质谱）绘制的As分区。缩写：Cpy=黄铜矿，Py=黄铁矿，Tenn=Tennantite，Tetr=黝铜矿。Wallace, A.R., Zientek, M.L., Sidder, G.B., and Zierenberg, R.A., 2004, Assessment of metallic resources in the Humboldt River basin, northern Nevada: United States Department of the Interior, United States Geological Survey , 309 p., pubs.usgs.gov/bul/b2218/.
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