黄金作为重要的战略性关键矿产，一直是矿床学家研究的重点，尤其是关于金的迁移富集机制。然而，成矿流体的演化过程是由单一流体演化还是多次流体脉冲控制尚不清晰。载金矿物是成矿流体演化和成矿物质迁移富集的记录者。因此，准确理解与金相关矿物形成过程是反演成矿流体演化和成矿机制的关键。
白云金矿位于华北板块辽东半岛青城子矿集区北部，为区内规模最大的金矿床（>70t），发育有多个成矿阶段以及多样的矿物组合，是研究单一流体演化还是多次流体脉冲控制成矿的理想研究对象。因此，研究团队对辽东半岛白云金矿展开了详细的研究，取得认识如下：
（1）根据矿物组合、矿石结构和脉体穿插关系，将白云金矿床划分为4个阶段：浸染状/网脉状石英—黄铁矿—钾长石阶段（I）、石英—黄铁矿—黄铜矿—自然金阶段（II）、石英—黄铁矿—自然金±方铅矿±闪锌矿脉阶段（III）和无矿方解石—石英阶段（IV）（图1）。
白云金矿的主要载金矿物为黄铁矿。I、II、III阶段中黄铁矿可根据多孔状的核部和平滑的边部分别划分出两个世代（Py1a、Py1b、Py2a、Py2b、Py3a和Py3b），自然金出现在Py2b和Py3b。根据多孔状的核部和光滑的边部识别出了溶解再沉淀（CDR）的结构。地球化学分析显示：Py2a具有较高的As、Au、Ag、Co和Te含量，而Py2b显示出较低的As、Au、Ag、Co和Te含量。III阶段中的Co、Au、Ag和As等元素含量表现出与II阶段相似的变化模式。δ34S值（Py2a→Py2b：平均值由15.7‰变化为-8.0‰；Py3a→Py3b：平均值由11.5‰变化为-3.4‰）与微量元素相似，各阶段/世代显示出一致的变化趋势（图2）。
基于矿物组合和硫同位素的热力学模拟显示出Py2a（T=300 ℃；pH=5.1~6.5；fO2=-33.1~-31.1）与Py3a（T=250 ℃；pH=5.6~6.6；fO2=-39.2~-36.1）之间流体特征的显著差异（图3）。
在II和III阶段，不仅微量元素和S同位素存在显著差异，黄铁矿的微观变形也存在差异。EBSD组构分析显示II阶段黄铁矿以塑性变形为特征（以低角度变形为主，晶界边界2°~5°），对金的沉淀贡献不显著。相反，III阶段表现出脆性变形（以高角度变形为主，晶界边界>5°），金主要在此阶段沉淀并富集。黄铁矿地球化学组成和结构的显著变化表明存在流体脉冲事件。
（2）白云金矿黄铁矿的硫同位素值展现出双端元特征（图2）。此外，辽河群地层的硫同位素值也显示较大的变化范围，与全球同一时期的海相硫酸盐的硫同位素值具有一致性。因此，白云金矿床的硫可能受控于硫酸盐还原作用。
（3）在精细成矿过程视角，我们观察到Py2a和Py3a均具有较高的Au、Ag含量，Py2b和Py3b具有较低的Au、Ag含量。然而自然金主要出现在Py2b和Py3b的边部。显示II和III阶段的CDR过程促进了自然金的沉淀。此外，在II阶段还存在As和S离子替换过程，使得金进入到黄铁矿生长界面。在III阶段中，除了CDR过程对金的富集作用，还观察到碲矿物包体出现Py3b中以及在Au、Ag、Te的三元关系图中展示出了Au与Te元素的正相关关系。因此推测在III阶段低熔点亲铜元素熔体（LMCE）也参与了金的富集沉淀（图4）。综上，我们建立了白云金矿的流体脉冲成矿模式（图5）。流体脉冲作用下精细成矿过程的差异为理解金的矿化过程提供了新的见解。
以上研究成果受国家自然科学基金（42203071）资助，近期发表在Ore Geology Reviews期刊。论文第一作者为山东理工大学硕士二年级研究生崔庆意，通讯作者为李健副教授和蔡文艳副教授。
Qing-Yi Cui, Jian Li*, Wen-Yan Cai*, Hong-Jiang Shi, Kai-Lei Xu, Peng-fei Liu, Chao Zhang, Ming Lei, Xu-Yan Bian, 2024. Episodic fluid pulses in the Baiyun gold deposit, Liaodong Peninsula, Eastern China: Insights from in-situ trace elements, sulfur isotopes, and texture characteristics of pyrite. Ore Geology Reviews https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2024.106313.
