Sulfur isotopes and trace elements of sulfides in gold deposits in the Shuangjianshan-Langwashan area of the Beishan orogenic belt as indicators of metallogenic mechanism
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摘要:研究目的
双尖山—狼娃山地区位于中亚造山带中段南缘，北山造山带北部的明水岩浆弧地段，目前该地区矿床成因等信息尚不明确，厘清该地区金矿床硫化物中微量元素的赋存状态、流体性质、成矿机制，进而指导勘查实践。
研究方法在野外地质调查和矿相学研究的基础上，对区域内双尖山、大红泉、狼娃山金矿床主成矿阶段的黄铁矿和黄铜矿开展 LA−ICP−MS 微量和稀土元素及硫同位素分析。
研究结果结果表明，双尖山—狼娃山地区金矿床的金有可见金及不可见金2种赋存形式，不可见金主要以固溶体金（Au1+）的形式赋存于黄铁矿晶格中。Pb和Bi主要以辉铋矿或Bi以固溶体的形式存在于方铅矿包裹体中。大红泉和狼娃山矿床中Zn与Cd、Pb与Sb之间呈正相关关系，表明黄铁矿中存在闪锌矿、方铅矿等矿物包体。双尖山—狼娃山地区金矿床Nb/La、Th/La、Hf/Sm值多小于1，指示成矿流体中富含Cl−；Co、Ni的含量及比值指示成矿流体具有中低温、低盐度的特点；Cu/Au值指示成矿流体整体处于较还原的环境；Y/Ho、Zr/Hf、Nb/Ta值指示成矿过程存在多期次流体的叠加，双尖山金矿床成矿晚期流体可能与大气降水相混合。双尖山、大红泉和狼娃山矿床硫化物δ34S均值分别为2.58‰、2.07‰和1.22‰，双尖山硫同位素值变化范围相较于大红泉、狼娃山金矿床偏大，显示岩浆硫与地层硫的混合特征，而大红泉和狼娃山金矿床δ34S值均为极低的正值，显示出岩浆硫的特征。
结论综合对比野外地质特征、微量元素及硫同位素组成，认为双尖山及狼娃山金矿床属低硫型浅成低温热液型金矿床，大红泉金矿床为造山型金矿床，区域成矿作用具有多期次性。
Abstract:ObjectiveThe Shuangjianshan-Langwashan area is situated in the southern margin of the central segment of the Central Asian Orogenic Belt, specifically within the Mingshui magmatic arc of the northern Beishan Orogenic Belt. Currently, critical information regarding the genesis of mineral deposits in this region remains unclear. This study aims to investigate the occurrence state of trace elements in sulfides, fluid characteristics, and metallogenic mechanisms of gold deposits in the Shuangjianshan-Langwashan area, with the ultimate objective of guiding exploration practices.
MethodsBased on field geological investigations and ore microscopy studies, LA−ICP−MS analyses of trace elements, rare−earth elements, and sulfur isotopes were performed on pyrite and chalcopyrite from the main metallogenic stages of the Shuangjianshan, Dahongquan, and Langwashan gold deposits in the region.
ResultsThe results show that gold in the Shuangjianshan−Langwashan area gold deposits exists in two forms: visible gold and invisible gold. Invisible gold is mainly hosted in the pyrite lattice in the form of solid−solution gold (Au1+). Pb and Bi are mainly present in galena inclusions, either in the form of bismuthinite or as solid−solution Bi. In the Dahongquan and Langwashan deposits, the positive correlations between Zn and Cd, and between Pb and Sb indicate the presence of mineral inclusions such as sphalerite and galena in pyrite. The Nb/La, Th/La, and Hf/Sm values in the Shuangjianshan−Langwashan gold deposit are mostly less than 1, indicating that the ore−forming fluid is rich in Cl−. Likewise, the content and ratio of Co and Ni indicate that the ore−forming fluid has the characteristics of medium−low temperature and low salinity. Moreover, Cu/Au indicates that the overall ore−forming fluid is in a relatively reducing environment. And the Y/Ho, Zr/Hf, and Nb/Ta values indicate the presence of multiple stages of fluid superposition in the metallogenic process. In the late metallogenic stage of the Shuangjianshan gold deposit, the fluid may have mixed with atmospheric precipitation. The average δ34S values of sulfides from the Shuangjianshan, Dahongquan, and Langwashan deposits are 2.58‰, 2.07‰, and 1.22‰ respectively. The range of sulfur isotope values of the Shuangjianshan gold deposit is larger than that of the Dahongquan and Langwashan gold deposits, indicating the mixing characteristics of magmatic sulfur and stratigraphic sulfur. The δ34S values of the Dahongquan and Langwashan gold deposits are all extremely low positive values, indicating the characteristics of magmatic sulfur.
ConclusionsBased on field geological phenomena, trace−element characteristics, and sulfur isotopes, it is considered that the Shuangjianshan and Langwashan gold deposits belong to low−sulfidation epithermal gold deposits, while the Dahongquan gold deposit is an orogenic gold deposit, and the metallogenesis in the area has multiple stages.
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Keywords:
- Beishan orogenic belt /
- gold deposit /
- trace elements /
- sulphur isotopes /
- genesis of deposits
创新点厘清了双尖山—狼娃山地区金矿床黄铁矿中微量元素的赋存状态，利用微量元素探讨了流体性质、利用硫同位素探讨了成矿物质来源等，提出对于双尖山—狼娃山地区金矿床成矿机制的认识。
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北山造山带地处甘肃、新疆、内蒙古三省（自治区）交界处，位于哈萨克斯坦-准噶尔板块和塔里木板块交汇部位，是中亚造山带的重要组成部分（图1−a）。区域地质背景复杂，构造-岩浆活动强烈，是中国西部重要的金、铜、铁、镍、铅锌成矿带（毛启贵，2008；Xiao et al., 2010；潘小菲等，2010；袁伟恒等，2020）。目前区内已发现大小矿床百余处，金矿为主攻矿种，代表性金矿床有北山北带的马庄山、狼娃山、双尖山，中带的金窝子，以及南带的小西弓、新金厂、老金厂等（图1−b）。
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图 1 北山地区大地构造位置图（a，据Xiao et al., 2010修改）和北山地区区域地质图（b，据Zhang et al., 2012；苗来成等，2014；王钏屹等，2018修改）及双尖山—狼娃山地区地质图（c，据甘肃省有色地质调查院，2019修改）Figure 1. Tectonic location map of the Beishan area (a), regional geological map of the Beishan area (b) and geological map of the Shuangjianshan-Langwashan area (c)前人在北山地区部分金矿床地质特征、成矿流体性质、矿床成因等研究方面取得了诸多成果（潘小菲等，2010；王钏屹等，2018；袁伟恒等，2020），认为北山地区各类型金矿床可能经历了多次流体活动，成矿流体挥发分主要为H2O−CO2−CH4体系（陈世忠等，2000；李新俊和刘伟，2002；刘伟和潘小菲，2006），指示了北山地区金矿床复杂的成矿过程。然而，过去多数工作集中在北山中—南带，双尖山—狼娃山地区目前仅有个别成矿年龄和矿床地质特征方面的相关报道（殷伟旭，2020；白荣龙等，2022），硫化物中微量元素赋存状态、成矿机制等信息尚不清楚，严重制约了区内地质找矿工作。
黄铁矿作为金矿床中最重要的载金矿物，其结构和化学成分在揭示成矿元素迁移-富集机理方面具有重要的指示意义（Deditius et al., 2011）。近年来，随着测试技术的进步，使低检测水平下同时分析单个黄铁矿颗粒内多种元素的含量成为可能（Steadman et al., 2021）。通过微区原位手段对黄铁矿微量元素含量进行分析，不仅可以探讨元素的迁移和富集规律，还可以反演成矿过程、揭示矿床成因等（Cook et al., 2009; Ulrich et al., 2011; Gregory et al., 2015; Zhang et al., 2017; Keith et al., 2022）。这种方法被广泛应用于揭示不同类型的金矿床，如卡林型金矿床（Large et al., 2009）、浅成低温热液型金矿床（Keith et al., 2020; Ma et al., 2022）、造山型金矿床（Cook et al., 2013; Gregory et al., 2015; Wu et al., 2019; 曹根深等, 2023）、斑岩型金矿床（Zhang et al., 2020; Keith et al., 2022）等。同时，同位素地球化学示踪作为探讨成矿物质来源的有力工具，亦被广泛应用于矿床学研究中（Large et al., 2009; Ubide et al., 2015; Zhu et al., 2016）。本文对双尖山—狼娃山地区硫化物的微量元素和硫同位素进行分析，揭示微量元素赋存状态、成矿物质来源、成矿流体性质等，提出双尖山—狼娃山地区金矿床的成矿机制，以期为区域找矿提供依据。
1. 区域地质背景
北山造山带位于中亚造山带中段南缘（图1−a），地处哈萨克斯坦-准噶尔和塔里木板块交汇部位的北山古生代裂谷带（毛启贵，2008；肖文交等，2008；蔡志慧等，2012）。区内经历了新元古代古陆块裂解、古生代岛弧和大陆弧形成、碰撞等多个阶段最终拼合，进入陆内演化阶段后先后经历多次伸展挤压过程，地球动力学背景十分复杂（Ao et al., 2010, 2012；Xiao et al., 2010；Pan et al., 2014；苗来成等，2014），为成矿作用提供了有利条件。该区域发育一系列近东西走向的蛇绿岩带和弧形断裂，自北向南将北山地区划分为雀儿山弧、黑鹰山弧、星星峡-旱山地块、花牛山弧和敦煌地块（图1−b）（龚全胜等，2002；何世平等，2002；Cleven et al., 2015；Chen et al., 2016；黄式庭等，2020）。
区内出露地层以新太古界—中元古界敦煌岩群、下二叠统双堡塘组为主，上古生界是区内重要的赋矿地层（王钏屹等，2018；黄式庭等，2020）。北山地区岩浆岩发育，岩浆活动贯穿新元古代—中生代，以三叠纪岩浆活动最强烈，与成矿关系最密切（王磊等，2015；王怀涛，2019；白荣龙等，2022）。研究区双尖山—狼娃山地区位于北山北带，大地构造位置位于天山-兴蒙造山系中西段，额济纳-北山弧盆系的明水岩浆弧地段。区内地层较发育，出露单元较简单，有石炭系白山组、新近系苦泉组、第四系等。区域上主要有狼娃山-白山断裂带横穿，该带发育一系列由断层面倾向南的逆断层和右行韧性剪切带组成的向东散开、向西收敛的断裂束。白山组火山岩被华力西中晚期岩浆侵入分割，呈形态各异、大小不等的残留体状产出，空间形态上总体呈东西向带状分布（图1−c）。
2. 矿床地质特征
2.1 双尖山金矿床
双尖山金矿床位于甘肃省肃北县马鬃山镇北西约40 km处。矿区中—北部出露地层主要为下石炭统白山组下亚组（C1bs11），岩性主要为流纹岩、安山质凝灰岩。第四系广泛分布于山间沟谷中，岩性为冲-洪积砂砾石、砂、亚砂土等。矿区东南部零星分布石炭纪辉绿玢岩。区内褶皱、断裂较发育，包括北西向、北东向压扭性逆断层和近南北向平推断层3组断裂。矿区岩浆活动强烈，岩浆岩发育，主要为呈岩株状产出的石炭纪酸性侵入岩（白荣龙等，2022），岩性主要为钾长花岗岩。区内共圈定金矿体22条，其中主矿体2条，即Au3-2、Au4（图2−a）；矿体受断裂构造体系控制明显，大部分沿40°～60°方向展布，赋矿围岩主要为钾长花岗岩，次为安山质凝灰岩（图3−a，b）。矿体规模变化较大，长20~414 m，宽0.8~11.5 m，平均厚度2.1 m；Au品位1.0×10−6~42.3×10−6，平均5.3×10−6（殷伟旭，2020）。
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Figure 2. Geological maps of Shuangjianshan (a), Dahongquan (b) and Langwashan (c) gold deposits矿石类型主要为自然金-硫化物-构造蚀变岩型和自然金-硫化物-石英脉型。石英脉型金矿石近地表因氧化、淋滤，黄铁矿流失，岩石具蜂窝状构造，金品位高（图3−e，f）。金属矿物主要为（含金）黄铁矿、黄铜矿、自然金及少量毒砂、辉锑矿、辉钼矿等，脉石矿物主要为石英、方解石、绢云母、长石、角闪石、绿泥石等。区域变质作用不明显，主要为浅变质作用和岩浆活动期产生的混合岩化、硅化及后期的热液变质作用。围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、绿帘石化、绿泥石化、碳酸盐化、黄铁矿化、毒砂化等。沿断裂破碎蚀变带和岩石节理裂隙多有石英脉和石英网细脉充填，且多为含金石英脉（图4−a~g）。黄铁矿化、毒砂矿化多呈细脉-浸染状沿围岩构造裂隙和矿化石英脉产出，二者均为主要载金体（陈晶晶等，2016）。
2.2 大红泉金矿床
大红泉金矿床出露的地层主要有：下石炭统白山组中岩段（C1bs2），岩性主要为安山质凝灰岩、流纹质凝灰岩、英安质凝灰岩、安山岩等；新近系苦泉组（N2k），岩性主要为泥岩、砂质泥岩等；第四系（Q），主要为洪冲积堆积层（Qp3apl）和河流冲积堆积层（Qhapl）。矿区构造作用强烈，主要有韧性剪切带及其派生的断裂构造，韧性剪切带发育地段岩石变质作用较强烈，表现为碎裂岩化及糜棱岩化，主要发育岩石类型为碎裂岩类及糜棱岩类，金矿化带在地表的展布受韧性剪切带两侧次级断裂构造的控制（图2−b）。区内岩浆岩广布，主要有早石炭世中细粒花岗闪长岩、晚石炭世中细粒二长花岗岩、早二叠世中粒闪长岩、中—晚二叠世中粒二长花岗岩、辉绿岩脉、闪长玢岩脉等（图3−c，d）。区内共圈定11条金矿（化）体，矿化体长26~160 m，平均厚度0.38~2.12 m。Au品位0.77×10−6~20.14×10−6，平均4.0×10−6。
矿石类型主要为石英脉型金矿石，金属矿物主要为黄铁矿、黄铜矿等，脉石矿物为石英、方解石、绢云母、长石、绿泥石等（图3−g，h，图4−h，i）。区内围岩蚀变发育，主要蚀变类型有硅化、高岭土化、绿泥石化等。
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图 3 双尖山—狼娃山地区野外及矿石特征照片a—双尖山金矿区采坑，矿体赋存于岩体与白山组火山岩接触部位靠近岩体一侧，地层受后期岩浆改造作用明显，绿泥石化蚀变强烈；b—双尖山金矿区花岗岩与白山组火山岩地层界线明显；c, d—大红泉金矿区采坑，构造破碎带中黄铁矿化石英脉发育，破碎带附近见有大量韧性揉皱构造现象；e—双尖山金矿区石英脉型金矿石，黄铁矿多已被褐铁矿化并经淋滤作用形成流失孔，残余有少量自然金；f—双尖山金矿区石英脉型金矿石，黄铁矿部分被褐铁矿化；g, h—大红泉石英脉型金矿石，一类矿石中黄铁矿呈星点状分布，另一类黄铁矿呈脉状分布，黄铁矿大多发生褐铁矿化改造；i, j—狼娃山石英脉型金矿石，黄铁矿多呈立方体晶形产出，部分黄铁矿已褐铁矿化，并在已被褐铁矿化的黄铁矿残余孔洞中见有自然金产出Figure 3. Photos of field and ore characteristics in Shuangjianshan-Langwashan area2.3 狼娃山金矿床
该矿床为1959年公婆泉地质队1∶10万矿产普查时发现，取名为236金矿点。矿区出露地层较单一，以下石炭统白山组变质火山岩为主，岩性主要为含晶屑凝灰岩、含砂质凝灰岩、英安质凝灰岩、变质凝灰岩、含铁矽卡岩、流纹斑岩。其次为第四系松散砂砾层，岩性主要为未胶结的砾石、细砂、砂质粘土等。矿区为一北倾单斜构造，区内断裂构造极发育，且对含金石英脉空间分布起严格控制作用。北西向断裂最发育，倾向南西，倾角在35°~40°之间，是矿区西部矿脉的主要容矿构造（图2−c）。矿区岩浆岩较发育，主要有花岗岩和辉绿岩。区内圈定蚀变破碎带+石英脉型银金矿化带3条，总体产状200°~215°∠60°~85°，矿（化）体真厚0.19~2.23 m，Au品位0.88×10−6~8.10×10−6（岳强，2021）。金矿体均为石英脉型，直接围岩以凝灰岩为主，次为流纹斑岩。矿化带矿化分布不均匀、不连续，沿走向、倾向膨胀、收缩现象较明显。矿脉岩性特征为乳白色、半透明，具晶洞构造，褐铁矿化强烈，并常为铁质分解物沿脉内节理面渲染呈棕褐色，是此矿床最直接的找矿标志。
矿石类型主要为石英脉型金矿石（图3−i，j）。金属矿物以自然银、自然金、黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿为主，黄铜矿、毒砂次之；自然金呈粒状、枝状、片状产出，星散状分布，粒径1～3 mm。脉石矿物以石英为主，方解石、绢云母次之。围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、黄铁矿化、褐铁矿化、青磐岩化等。
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图 4 双尖山—狼娃山地区金矿床镜下显微照片a~g—双尖山；h, i—大红泉。a—黄铁铜矿（孔雀石）脉贯入；b—黄铜矿明显2期，晚期呈脉状贯入，早期黄铜矿蚀变强烈；c—黄铜矿沿裂隙贯入；d—晶形完整的黄铜矿；e—金产于黄铁矿褐铁矿中；f—金产于石英裂隙中；g—金沿裂隙产出，并见有孔雀石；h—石英脉中发育大量黄铁矿，黄铁矿褐铁矿化，并见有少量黄铜矿；i—石英脉中发育大量黄铁矿，黄铁矿褐铁矿化。Py—黄铁矿；Ccp—黄铜矿；Qz—石英；Au—自然金Figure 4. Microscopic photograph of gold deposit in Shuangjianshan-Langwashan area3. 样品及分析方法
为探讨双尖山—狼娃山地区金矿床成矿物质来源及成矿流体地球化学特征，本次选择双尖山、大红泉和狼娃山3个金矿床的主成矿阶段矿石样品为研究对象进行原位微区硫同位素分析和原位微量元素测试分析。其中双尖山矿石样品采自3号主矿体；大红泉矿石样品具体采样位置为北纬42°13′14″、东经96°48′33″；狼娃山矿石样品具体采样位置为北纬42°15′38″、东经97°02′01″。
LA−MC−ICP−MS原位微区硫同位素分析在北京科荟测试技术有限公司完成。分析所用仪器为Thermo Scientific公司生产的Neptune Plus多接收等离子体质谱仪和与之连用的Resolution SE 193 nm固体激光器。根据样品扫描后的照片选择合适区域，利用激光剥蚀系统对硫化物进行剥蚀。剥蚀采用点剥蚀，剥蚀直径在16 ~ 100 μm之间可调，能量密度通常设为7~8 J/cm2，频率为6~8 Hz。采用高纯He作为载气，吹出剥蚀产生的气溶胶，送入 MC−ICP−MS进行质谱测试。32S和34S用法拉第杯静态同时接收，采用的积分时间为0.131 s，共采集200组数据，共需约27 s。正式测试前，以硫化物标样balmat FeS、MXG和balmat ZnS对仪器参数进行调试，使之达到最佳状态。为减小基质效应对测试结果的影响，分析过程中分别用与样品基质相似的硫化物为标样，并用标准-样品-标准交叉法进行质量歧视校正，详细参数和实验流程见文献（Zhu et al., 2017）。
硫化物的原位微量元素测试分析在科荟测试（天津）科技有限公司完成，所用仪器为AnalytikJena PQMS型ICP−MS及与之配套的RESOLution 193 nm准分子激光剥蚀系统。激光剥蚀所用斑束直径为38 μm，频率为5 Hz，能量密度约为5 J/cm2，以高纯度氦气为载气。测试前先用NIST 610进行调试仪器，使之达到最优状态。LA−ICP−MS激光剥蚀采样采用单点剥蚀的方式，测试过程中首先遮挡激光束进行空白背景采集20 s，然后进行样品连续剥蚀采集45 s，停止剥蚀后继续吹扫20 s清洗进样系统，单点测试分析时间85 s。每隔10个剥蚀点插入1组NIST 610、NIST 612、BHVO-2G、BCR-2G、BIR-1G、MASS-1对元素含量进行定量计算。对分析数据的离线处理（包括对样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正、元素含量计算）采用软件ICPMSData Cal完成，详细测试方法见文献（Pearce et al., 1997; Liu et al., 2008）。
4. 分析结果
4.1 硫同位素
对矿石样品的黄铁矿和黄铜矿进行LA−MC−ICPMS原位微区硫同位素分析，分析结果详见表1。研究区硫同位素组成变化范围较小，硫化物δ34S值总体介于0.37‰~6.28‰之间，均值为2.06‰。双尖山金矿硫化物δ34S值介于0.37‰~6.28‰之间，均值为2.58‰（n=16）。大红泉金矿硫化物δ34S值介于1.64‰~2.53‰之间，均值为2.07‰（n=15），其中黄铁矿δ34S值介于1.64‰~2.53‰之间，均值为2.08‰（n=10）；黄铜矿δ34S值介于1.83‰~2.14‰之间，均值为2.05‰（n=5）。狼娃山金矿黄铁矿的δ34S值介于0.58‰~2.01‰之间，均值为1.22‰（n=10）。双尖山金矿δ34S值较大红泉和狼娃山金矿呈现较大的变化范围。
表 1 双尖山—狼娃山地区金矿硫同位素测试结果Table 1. Results of sulfur isotope testing of gold ores in the Shuangjianshan-Langwashan area矿区 样品点号 矿物 δ34SV-CDT/‰ 矿区 样品点号 矿物 δ34SV-CDT /‰ 双尖山 SJS008-PY-1 黄铁矿 3.94 大红泉 DHQ006-PY-3 黄铁矿 1.65 SJS008-PY-2 黄铁矿 3.85 DHQ006-PY-4 黄铁矿 1.8 SJS008-PY-3 黄铁矿 6.28 DHQ006-PY-5 黄铁矿 2.00 SJS008-PY-4 黄铁矿 5.88 均值 2.08 SJS008-PY-5 黄铁矿 4.48 狼娃山 LWS001-PY-1 黄铁矿 0.94 SJS005-PY-1 黄铁矿 1.10 LWS001-PY-2 黄铁矿 1.91 SJS005-PY-2 黄铁矿 1.36 LWS001-PY-3 黄铁矿 2.01 SJS005-PY-3 黄铁矿 1.23 LWS001-PY-4 黄铁矿 2.00 SJS005-PY-4 黄铁矿 1.48 LWS001-PY-5 黄铁矿 0.7 SJS005-PY-5 黄铁矿 1.37 LWS002-PY-1 黄铁矿 0.69 SJS004-PY-1 黄铁矿 2.37 LWS002-PY-2 黄铁矿 0.59 SJS004-PY-2 黄铁矿 1.89 LWS002-PY-3 黄铁矿 1.10 SJS004-PY-3 黄铁矿 1.28 LWS002-PY-4 黄铁矿 1.02 SJS004-PY-4 黄铁矿 2.73 LWS002-PY-5 黄铁矿 1.30 SJS004-PY-5 黄铁矿 1.65 均值 1.22 均值 2.73 双尖山 SJS005-CP-1 黄铜矿 0.37 大红泉 DHQ002-PY-1 黄铁矿 2.34 DHQ002-PY-2 黄铁矿 2.30 大红泉 DHQ002-CP-1 黄铜矿 2.14 DHQ002-PY-3 黄铁矿 2.27 DHQ002-CP-2 黄铜矿 2.14 DHQ002-PY-4 黄铁矿 2.42 DHQ002-CP-3 黄铜矿 1.83 DHQ002-PY-6 黄铁矿 2.53 DHQ002-CP-4 黄铜矿 2.04 DHQ006-PY-1 黄铁矿 1.81 DHQ002-CP-5 黄铜矿 2.11 DHQ006-PY-2 黄铁矿 1.64 均值 2.05 4.2 微量元素
矿石中硫化物的LA−ICP−MS稀土元素测试结果列于表2中；微量元素含量测试结果列于表3中。
表 2 双尖山-狼娃山地区金矿床黄铁矿稀土元素含量及特征值Table 2. Contents and characteristic values of rare earth elements in pyrite of gold deposits in the Shuangjianshan-Langwashan area10−6 元素 双尖山 大红泉 狼娃山 最大值 最小值 平均 最大值 最小值 平均 最大值 最小值 平均 La 0.027 0.005 0.011 0.095 0.000 0.024 0.014 0.001 0.005 Ce 0.048 0.002 0.011 0.230 0.000 0.028 0.011 0.000 0.003 Pr 0.008 0.000 0.004 0.034 0.000 0.006 0.008 0.000 0.004 Nd 0.051 0.001 0.022 0.156 0.001 0.027 0.039 0.002 0.019 Sm 0.065 0.004 0.027 0.045 0.003 0.013 0.077 0.014 0.030 Eu 0.016 0.001 0.007 0.020 0.001 0.005 0.013 0.001 0.006 Gd 0.037 0.000 0.024 0.073 0.001 0.022 0.058 0.003 0.020 Tb 0.003 0.000 0.001 0.013 0.000 0.003 0.004 0.000 0.002 Dy 0.024 0.001 0.012 0.074 0.001 0.017 0.018 0.006 0.011 Ho 0.007 0.000 0.002 0.017 0.000 0.003 0.006 0.001 0.003 Er 0.016 0.001 0.006 0.043 0.000 0.010 0.009 0.001 0.003 Tm 0.011 0.000 0.005 0.005 0.000 0.002 0.010 0.001 0.003 Yb 0.036 0.001 0.012 0.047 0.000 0.010 0.024 0.002 0.015 Lu 0.006 0.001 0.003 0.009 0.000 0.002 0.004 0.000 0.002 Y 0.026 0.002 0.013 0.461 0.001 0.065 0.012 0.001 0.006 ΣREE 0.152 0.021 0.083 0.829 0.005 0.100 0.114 0.018 0.061 LREE 0.115 0.006 0.051 0.564 0.001 0.060 0.102 0.004 0.035 HREE 0.064 0.005 0.032 0.265 0.004 0.040 0.087 0.004 0.026 LREE/HREE 5.393 0.125 1.919 4.383 0.165 1.088 14.972 0.127 2.637 LaN/YbN 3.023 0.111 1.046 5.624 0.519 1.924 0.478 0.080 0.262 δEu 2.886 0.038 1.192 2.385 0.242 0.889 1.000 0.902 0.953 δCe 1.000 0.227 0.714 1.000 0.110 0.764 1.257 0.044 0.739 表 3 双尖山—狼娃山地区金矿床黄铁矿微量元素含量Table 3. Trace element content of pyrite in gold deposits in Shuangjianshan-Langwashan area10−6 矿床 编号 矿物 Mn Co Ni Sb Pb Bi Se Sn Au Ag Cd In Cu Zn Ge As Te Tl 双尖山 SJS04-2-2-1 黄铁矿 0.25 17.51 1.55 -. -. 0.02 10.53 0.04 0.04 0.1 0.52 0.02 0.46 0.98 3.49 116.5 9.46 -. SJS04-2-2-2 黄铁矿 -. 95.63 4.4 0.14 0.03 0.01 15.28 0.14 0.02 -. 0.26 -. 0.23 1.1 4.5 266.1 14.22 0.02 SJS04-2-2-3 黄铁矿 0.16 26.03 16.72 0.09 0.02 0.01 8.72 -. 0.01 0.02 0.19 -. -. 1.06 5 39.34 7.34 0.02 SJS04-2-2-4 黄铁矿 -. 1.11 2.27 -. 0.05 0.27 -. -. 0.01 0.01 0.04 0.01 -. 1.15 3.79 9.66 0.47 0 SJS04-2-2-5 黄铁矿 -. 8.9 -. 0 0.03 -. 10.1 0 0.02 0.02 -. -. -. 0.1 3.97 16.06 4.01 0.03 SJS04-2-2-6 黄铁矿 0.05 338.9 -. 0.03 0.02 0.05 5.79 0.05 0 -. 0.05 -. 0.21 1.85 4.02 62.5 1.58 -. SJS04-2-2-7 黄铁矿 -. 15.8 2.04 0.04 0.03 -. 12.34 -. -. 0 -. 0 -. 0.02 3.59 7.83 0.47 -. SJS04-2-2-8 黄铁矿 0.26 30.71 -. 0.04 0.04 0.02 6.36 0.03 -. 0.04 -. -. 0.27 1.69 3.86 15.42 -. 0 SJS04-2-2-9 黄铁矿 -. 4.03 0.64 -. -. 0.02 2.21 0.03 0.01 -. 0.24 -. 0.28 1.44 3.72 10.23 -. -. SJS04-2-2-10 黄铁矿 -. 94.07 3.12 0.06 0.06 0.32 5.28 0.06 -. 1.48 -. -. 0.27 -. 4.19 18.76 0.79 0.02 SJS08-2-1 黄铁矿 -. -. -. -. 0.04 0.05 2.36 -. 0.01 -. -. 0 0.93 0.99 3.72 8.28 25.94 0.01 SJS08-2-2 黄铁矿 -. 7.49 14.77 -. 0.03 0.02 -. 0.07 0 0.03 0.13 0 0.5 0.43 3.52 24.76 50.72 0.02 SJS08-2-3 黄铁矿 0.1 141.4 86.85 0.04 0.16 0.03 -. 0.02 0.04 0 -. 0.01 0.4 0.56 4.05 13.17 20.31 0.02 SJS08-2-4 黄铁矿 -. 4.69 4.32 -. 0.35 0.14 -. 0.07 0.04 0.01 -. 0.01 0.34 0.7 3.69 12.87 9.39 -. SJS08-2-5 黄铁矿 -. 0.81 2.86 0.04 0.04 -. 3.02 -. -. 0.06 -. -. 0.54 0.43 4.83 4.55 12.81 0.01 SJS08-2-6 黄铁矿 0.04 0.4 -. -. -. 0.01 12.07 -. -. -. 0.16 0 0.12 0.23 4.81 0.75 10.6 -. SJS08-2-7 黄铁矿 0.14 0.25 0.24 0.08 3.38 0.67 -. -. 0 0.1 -. 0.01 0.48 1 3.28 3.67 3.68 -. SJS08-2-8 黄铁矿 0.37 4.01 17.86 0.1 70.78 6.64 0.86 -. 0.04 16.7 -. 0.01 73.77 1.94 4.17 20.76 33.79 0.03 SJS08-2-9 黄铁矿 0.03 45.57 15.22 0.04 0.03 0.05 13.77 0.1 -. 0.02 0.5 0.01 0.49 0.72 4.02 24.51 30.7 0 SJS08-2-10 黄铁矿 0.51 121.9 20.62 0 6.4 2.07 -. 0.14 -. 0.19 35.65 6.01 3.34 1463 3.91 11.28 -. -. 大红泉 DHQ02-2-1 黄铁矿 0.54 7.17 117.6 -. 0.28 0.37 13.84 0.04 -. 0.02 0.06 -. 0.75 0.39 4.46 -. 0.58 0 DHQ02-2-2 黄铁矿 2.17 4.15 70.97 0.08 5.46 17.66 7.77 8.36 0.25 0.78 22.05 31.13 38.32 2513 4.67 2.64 2.9 0.01 DHQ02-2-3 黄铁矿 0.15 13.6 366 0.81 13.3 2.53 11.54 0.01 0.03 0.09 0.05 0 2.69 0.89 4.67 2.55 1.1 -. DHQ02-2-4 黄铁矿 -. 24.21 724 0.22 4.51 0.71 11.83 0.02 0.01 0.02 0.02 0 3.08 0.93 5.04 3.1 3.01 0.01 DHQ02-2-5 黄铁矿 0.17 20.62 15.77 0.11 8.47 8.47 4.58 0.05 0.01 0.23 0.04 -. 2.13 0.75 4.24 1.83 1.44 0.01 DHQ02-2-6 黄铁矿 -. 20.29 192.8 0.1 4.13 5.01 16.44 0.02 0.04 0.17 -. 0.01 4.68 0.96 3.91 -. 1.67 0.01 DHQ02-2-7 黄铁矿 0.02 10.6 54.97 -. 0.02 0.13 9.45 0 -. -. -. 0.01 0.94 0.54 4.77 -. 0.32 0.01 DHQ02-2-8 黄铁矿 0.03 7.74 126.5 0.17 11.69 2.22 40.48 0.02 0.03 36.59 0.16 0.01 4588 3.75 4.77 1.35 0.62 0 DHQ02-2-9 黄铁矿 -. 73.63 0.31 0.06 0.15 0.05 11.8 -. -. 0.04 0.02 0.01 0.24 0.86 4.74 39.11 45 0.01 DHQ02-2-10 黄铁矿 -. 182.9 45.53 -. -. 0 10.15 0.03 0.01 0.05 0.11 -. 5.44 1.4 4.33 6.48 4.45 0 DHQ06-2-1 黄铁矿 29.61 22.45 714.2 0.27 20.64 14.96 44.22 2.66 0.59 4.17 81.07 40.54 115.6 5247 4.2 -. 3.72 0 DHQ06-2-2 黄铁矿 4.97 27.56 1122 0.1 2.35 7.34 13.13 0.77 0.59 0.6 44.51 10.8 40.59 3156 4.46 1.98 3.6 -. DHQ06-2-3 黄铁矿 4.19 39.6 1385 0.11 6.3 17.94 10.9 1.08 0.43 0.67 74.12 86.85 57.53 7450 4.18 2.05 4.48 0.01 DHQ06-2-4 黄铁矿 0.94 39.68 2263 0.13 5.05 13.29 7.69 0.43 2.07 0.86 15.98 4.89 19.86 1186 4.28 0.59 7.67 0.01 DHQ06-2-5 黄铁矿 1.96 101.1 1725 0.25 15.36 63.92 11.38 1.7 0.66 1.4 43.38 29.98 40.18 3307 4.59 3.74 15.82 0.01 DHQ06-2-6 黄铁矿 17.24 278.3 1792 0.27 914.8 194.9 21.92 2.67 1.89 29.51 28.11 14.5 1158 1967 4.71 10.88 40.73 0 DHQ06-2-7 黄铁矿 -. 17.65 2558 0.03 0.39 0.62 13.09 0.01 0.01 -. -. 0 0.51 0.4 4.53 -. 0.53 -. DHQ06-2-8 黄铁矿 0.97 72.68 3270 0.04 9.96 21.67 8.13 0.01 0.05 0.36 0.15 0.01 8.73 1.94 4.76 9.87 8.84 -. DHQ06-2-9 黄铁矿 1.65 23.54 2079 0.29 8.03 10.92 10.19 1.36 0.94 0.58 46.55 16.48 24.54 3243 4.58 3.68 4.47 0 DHQ06-2-10 黄铁矿 1.1 36.49 2540 0.16 10.28 35.46 11.8 0.45 0.75 0.88 28.06 7.17 12.29 2092 5.39 1.31 14.53 0.03 狼娃山 LWS01-2-1 黄铁矿 0.08 12.27 2.76 -. 2.2 1.35 9.24 0.04 0 -. -. -. 0.89 0.71 3.63 99.8 2.45 -. LWS01-2-2 黄铁矿 -. 34.85 5.42 0.02 2.26 2.34 5.65 0.03 0.07 0.18 -. -. 4.57 1.47 4.51 146.1 10.06 -. LWS01-2-3 黄铁矿 0.13 1.43 0.95 -. 0.08 0.25 10.19 0.1 -. -. 0.04 -. 1.73 0.17 3.71 151.9 7.09 -. LWS01-2-4 黄铁矿 0.27 2.5 0.59 0.04 0.03 0.01 7.76 0.01 -. -. -. -. 0.75 1.5 3.75 90.1 3.17 0 LWS01-2-5 黄铁矿 0.11 21.75 1.62 0.02 1.45 1.29 12 -. -. -. 0.29 -. 1.45 -. 3.84 3.52 0.19 0.01 LWS01-2-6 黄铁矿 -. 21.91 3.72 0.02 0.34 0.06 8.91 -. -. 0.01 -. -. 0.65 0.68 4.43 7.26 0.56 -. LWS01-2-7 黄铁矿 -. 24.26 202.2 -. 17.61 6.76 3.27 0.06 0.04 0.53 0.11 0 1.8 -. 3.9 223.4 19.78 0 LWS01-2-8 黄铁矿 -. 32.9 163.2 0.04 26.77 15.31 15.71 0.11 0.04 0.68 0.14 0 1.56 1.3 3.34 310.2 27.84 0.03 LWS01-2-9 黄铁矿 0.29 47.66 67.36 0.11 26.55 13.9 11.7 -. 0.09 0.42 -. -. 4.39 0.78 3.63 182 17.13 0.06 LWS01-2-10 黄铁矿 0.18 21.42 24.97 0.09 2.46 0.13 20.08 0.11 0.02 -. 0.06 0 2.12 1 4.16 213.6 15.54 0 LWS02-2-1 黄铁矿 -. 77.12 1.64 0.03 1.76 58.32 11.54 -. 0.15 0.31 -. 0 5.26 0.58 4.62 11.57 32.01 0.01 LWS02-2-2 黄铁矿 0.39 1.3 0.4 0 0.81 6.64 15.25 2.1 0.01 0.14 -. -. 0.8 0.91 4.46 -. 2.92 -. LWS02-2-3 黄铁矿 -. 2.28 -. 0.11 1.47 1.15 19.37 0.11 0.04 0.09 -. 0 4.96 1.05 3.84 -. 0.65 0 LWS02-2-4 黄铁矿 0.34 32.96 1.38 0.07 3.38 5.54 4.36 -. 0.02 0.02 -. -. 0.29 -. 4.23 146.4 30.67 -. LWS02-2-5 黄铁矿 -. 109.1 2.29 0.07 2.54 4.29 15.77 1.76 0 0.03 -. 0.01 1.94 0.51 3.4 149.2 38.35 -. LWS02-2-6 黄铁矿 0.29 10.21 -. 0.04 1.2 5.84 4.36 0.81 0 0.11 -. -. 0.56 0.9 3.66 3.78 1.28 0 LWS02-2-7 黄铁矿 0.31 76.37 3.09 -. 2.11 9.38 14.07 -. 0.02 0.17 0.01 0 3.2 -. 4.36 199.5 67.95 -. LWS02-2-8 黄铁矿 0.2 192.5 3.76 0.1 8.15 30.93 9.82 0.68 0.03 2.64 -. 0 3.67 1.05 4.19 225.3 36.98 -. LWS02-2-9 黄铁矿 0.28 7.89 1.53 0.02 -. 0.03 18.08 -. 0 0.06 0.1 -. 0.51 0.36 3.9 -. 0.86 0.01 LWS02-2-10 黄铁矿 -. 66.27 4 -. 0.04 0.01 22.14 0.2 0.02 0.01 0.21 -. 0.08 0.92 4.04 100 18.84 0.02 注：-. 表示低于检测限 双尖山黄铁矿轻重稀土元素比值（LREE/HREE）为0.13~5.39（均值1.92），LaN/YbN值为0.11~3.02（均值1.05），δEu和δCe值分别为0.04~2.89（均值1.19）和0.23~1.00（均值0.71）。大红泉黄铁矿LREE/HREE值为0.17~4.38（均值1.09），LaN/YbN值为0.52~5.62（均值为1.92），δEu和δCe值分别为0.24~2.39（均值0.89）和0.11~1.00（均值0.76）。狼娃山黄铁矿LREE/HREE值为0.13~14.97（均值2.64），LaN/YbN值为0.08~0.48（均值0.26），δEu和δCe值分别为0.90~1.00（均值0.95）和0.04~1.26（均值0.74）。3个矿床黄铁矿均显示Ce负异常，Eu异常不明显。整体看，双尖山—狼娃山地区硫化物中的稀土元素均呈现出极低的含量，黄铁矿样品近半数的稀土元素值低于检测限。
双尖山SJS-04及SJS-08两件黄铁矿样品中，含有较高含量的Co、Zn和As，一定含量的Ni、Se、Cu等，以及少量的Mn、Sb、Sn等（图5）。其中Co、Ni含量分别为0.25×10−6~338.9×10−6（均值50.49×10−6）和0.24×10−6~86.85×10−6（均值12.90×10−6），相应的Co/Ni值介于0.22~30.13之间（均值6.19）。Zn含量介于0.02×10−6~1463×10−6之间（均值77.85×10−6），As含量介于0.75×10−6~266.1×10−6之间（均值34.35×10−6）。Se、Cu含量分别为0.86×10−6~15.28×10−6（均值7.77×10−6）和0.12×10−6~73.77×10−6（均值5.16×10−6）。Mn、Sb和Sn含量分别为0.03×10−6~0.51×10−6（均值0.19×10−6）、0~0.14×10−6（均值0.05×10−6）和0~0.14×10−6（均值0.06×10−6）。
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图 5 双尖山—狼娃山地区金矿床黄铁矿微量元素含量对比箱线图Figure 5. Boxplot comparison of trace element content in pyrite of gold deposits in the Shuangjianshan-Langwashan area大红泉DHQ-02及DHQ-06两件黄铁矿样品中，含有较高含量的Co、Ni、Cu和Zn，一定含量的Mn、Se、Ag和As，少量Sb、Sn和Au（图5）。其中，Co、Ni变化范围分别在4.15×10−6~278.3×10−6（均值51.20×10−6）和0.31×10−6~3270×10−6（均值1058×10−6）之间，相应的Co/Ni值介于0.01~234.4之间（均值12.03）。Zn含量介于0.39×10−6~7450×10−6之间（均值1509×10−6）；Cu含量介于0.24×10−6~4588×10−6之间（均值306.3×10−6）。Mn含量介于0.02×10−6~29.61×10−6之间（均值4.38×10−6），Se含量介于4.58×10−6~44.22×10−6之间（均值14.52×10−6），Ag含量介于0.02×10−6~36.59×10−6之间（均值4.28×10−6），As含量介于0.59×10−6~39.11×10−6之间（均值6.08×10−6）。
狼娃山LWS-01及LWS-02两件黄铁矿样品中，含有较高含量的Co、Ni和As，少量的Mn、Sb、Sn、Au等（图5）。其中，Co、Ni变化范围分别为1.30×10−6~192.5×10−6（均值39.84×10−6）和0.40×10−6~202.2×10−6（均值27.28×10−6），对应的Co/Ni值在0.12~51.17之间（均值14.28）。As变化范围为3.52×10−6~310.2×10−6（均值133.15×10−6）。Mn含量介于0.08×10−6~0.39×10−6之间（均值0.24×10−6），Sb含量介于0~0.11×10−6之间（均值0.05×10−6），Sn含量介于0.01×10−6~2.10×10−6之间（均值0.47×10−6），Au含量介于0~0.15×10−6之间（均值0.03×10−6）。
整体看，大红泉的黄铁矿微量元素除As、Te外，其他元素含量相较于其他2个矿床偏高，双尖山金矿床黄铁矿微量元素含量相对较低（图5）。
5. 讨 论
5.1 黄铁矿中微量元素及金的赋存状态
黄铁矿作为热液活动最常见的产物和载金矿物，其中含有大量的微量元素，主要有3种赋存形式：①以固溶体形式存在于矿物晶格中；②以纳米级的不可见包裹体存在；③以微米级的可见包裹体存在（Large et al., 2011；范宏瑞等，2018）。Pb相比于Fe从水溶液中沉淀的速度更快，常以微米级或纳米级包裹体的形式存在于黄铁矿中（Koglin et al., 2010；Keith et al., 2016；第鹏飞等，2023）。Pb与Bi在3个金矿床中均表现出较强的正相关性，暗示Pb和Bi主要以辉铋矿或Bi以固溶体的形式存在于方铅矿包裹体中（Cook et al., 2009）；Co与As同样呈现正相关性，表明Co主要以进入黄铁矿晶格的形式存在。大红泉和狼娃山金矿床Cd与Zn、Sb与Pb均呈现较高的正相关关系，表明Pb、Zn、Cu等元素主要以闪锌矿和方铅矿包体的形式存在于黄铁矿中（Voute et al., 2019）。双尖山、大红泉金矿Ce与La存在较明显的正相关关系，暗示黄铁矿中可能有独居石的存在（图6）。
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图 6 双尖山（a）、大红泉（b）和狼娃山（c）金矿床黄铁矿的微量元素相关性图解（Spearman correlation）Figure 6. Correlation diagrams of trace elements in pyrite from Shuangjianshan (a), Dahongquan (b), and Langwashan (c) gold deposits（Spearman correlation）Te常以阴离子的形式类质同象替代S，其赋存形式也可用As含量来限定（Huston et al., 1995; Keith et al., 2018）。从图7可见，多数样品投点落入溶解曲线上方，表明Te主要以矿物包裹体形式存在，少数赋存于黄铁矿晶格中（图7−a）。当Cu/Au>1时，Cu以Cu2+的形式直接替代Fe2+进入黄铁矿晶格，当Cu/Au≈1时，Cu+与Au3+一般一同替代Fe2+（Voute et al., 2019）。本文中3个金矿床Cu/Au值均大于1，说明Cu主要以Cu2+替代Fe2+。
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Figure 7. Discrimination diagrams of the occurrence states of Te and Au in the gold deposits of the Shuangjianshan-Langwashan area金的赋存状态主要包括可见金及不可见金2种。不可见金指粒度小于0.1 μm，不能被扫描电镜直接检测出的次显微金，在黄铁矿中主要以纳米金（Au0）或固溶体金（Au+）2种形式存在（Large et al., 2009；Cook et al., 2013）。黄铁矿原位分析结果表明，本次试验样品的Au质量分数较低，同时显微镜下显示，双尖山和狼娃山金矿床有自然金颗粒的存在，而大红泉未见明金，表明双尖山—狼娃山地区金矿床的金有可见金及不可见金2种赋存形式，大红泉金矿床Au主要以不可见金形式存在。不可见金的赋存形式可分为超显微包裹的纳米金和固溶体金。Reich et al.（2005）发现，As是影响Au赋存形式的重要因素，一般可利用As含量对Au的赋存状态进行判别（Reich et al., 2005；Deditius et al., 2014；曹根深等，2023）。在As−Au图解中，当测点落入金饱和度曲线上方时，Au主要以纳米级自然金颗粒（Au0）形式赋存于黄铁矿中；当测点落入溶解度极限曲线下方时，Au可能以固溶体金（Au1+）的形式存在。双尖山—狼娃山地区金矿床测点均落入溶解度极限曲线下方，表明不可见金主要以固溶体金（Au1+）的形式赋存于黄铁矿晶格中（图7−b）。另外，在成矿流体中，低熔点亲铜元素（LMCE，如Bi、Te、Sb等）能有效降低金的熔点（Tomkins et al., 2004），促使Au的迁移，因此可以通过探讨Au与这些元素的相关性来分析低熔点亲铜元素在黄铁矿内的赋存状态（曹根深等，2023）。本文中Au与LMCE元素均呈现正相关性，暗示LMCE元素同样赋存于黄铁矿晶格中。
5.2 成矿流体性质
热液体系中稀土元素（REE）和高强度元素（HFSE）主要以包裹体的形式存在于金属硫化物中，因此受晶体结构的影响不大，这些元素可以有效反映成矿流体的特征（毕献武等，2004；毛光周等，2006）。HFSE在不同的热液体系中地球化学行为有明显差异。富F的热液富集HFSE和LREE，Th/La、Nb/La、Hf/Sm值一般大于1（Keppler et al., 1996；Williams et al., 2009）；富Cl的热液富集LREE，Th/La、Nb/La和Hf/Sm值一般小于1（Oreskes and Einaudi, 1990）。分析结果表明，双尖山—狼娃山地区硫化物的Nb/La、Th/La、Hf/Sm值多小于1，暗示成矿流体中富含Cl−，仅存在少量的F−。
黄铁矿沉淀时的物理化学条件对微量元素有重要影响，通过黄铁矿的微量元素含量可以反演成矿流体的物理化学条件及演化（Large et al., 2009; Deditius et al., 2014）。黄铁矿的Cu/Au值一定程度上能够反映成矿流体的氧化环境，在流体环境十分氧化的条件下，Cu/Au值接近于1，Au以Au3++Cu+→2Fe2+的形式置换Fe（Voute et al., 2019；曹根深等，2023）；而流体处于相对较还原环境时，Cu/Au值常大于1。双尖山—狼娃山地区金矿床Cu/Au值均大于1，说明成矿流体整体处于较还原环境。Fe/S值对黄铁矿成因具有一定指示意义。沉积成因黄铁矿Fe/S值与理论值相近或硫含量略丰富（理论值为0.857），内生黄铁矿型多金属矿床中的黄铁矿与理论值相比亏硫，与超基性岩有关的铜镍矿床中的黄铁矿Fe/S值与理论值相近（梅建明，2000）。本文中双尖山、大红泉和狼娃山3个金矿床的Fe/S值分别为0.91、0.87和0.93，均表现出亏硫特征，显示黄铁矿成因与热液活动密不可分。
Co、Ni在黄铁矿中常以类质同象的方式替代黄铁矿晶格中的Fe，CoS2与FeS2形成连续固溶体，而NiS2和FeS2形成不连续溶体（Vaughan and Rosso, 2006；George et al., 2018），黄铁矿沉淀时的物理化学条件的变化会导致Co、Ni含量的变化，使不同成因类型下黄铁矿的Co/Ni值不同，因此黄铁矿的Co/Ni值通常可用来判别其形成环境（Bralia et al., 1979; Roberts, 1982; Clark et al., 2004）。沉积成因的黄铁矿Co/Ni值通常小于1（平均值约为0.63），热液成因的黄铁矿Co/Ni值通常小于5（平均值约为1.7），火山成因的黄铁矿Co/Ni值多大于5，通常在5~50之间（Bralia et al., 1979）。双尖山矿床Co/Ni值介于0.22~30.13之间，均值为6.19；大红泉矿床Co/Ni值除1个测点异常偏高外，其他介于0.01~4.02之间，均值为0.33；狼娃山矿床Co/Ni值介于0.12~51.17之间，均值为14.28。将3个矿床的黄铁矿Co、Ni数据投图发现（图8−a），大红泉投点多落入沉积成因区域，而双尖山及狼娃山多数投点落入Co/Ni>1的岩浆-热液作用范围，少部分落入沉积区，表现出成因较复杂的特征。在As/Ag−Sb/Bi判别图（图8−b）中，投点数据均指示黄铁矿成因与岩浆/热液活动有关，远离成岩黄铁矿区域。宋学信和张景凯（1986）指出，利用黄铁矿Co/Ni值探讨热液矿床的成因时，表生热液或变质热液的加入都可能使黄铁矿中的微量元素值呈现出沉积成因的特征。曹根深等（2023）对典型的造山型金矿研究发现，由于造山型金矿成矿流体可能与围岩发生了强烈的水岩反应，黄铁矿Co/Ni值通常小于1（0.2~1.5），这与大红泉金矿相类似。据此推测，本文中部分投点偏离热液成因区的原因可能是成矿过程中经历了不同形式的热液演化或有不同的流体混入，投到沉积成因区的黄铁矿可能是成矿流体与围岩发生水岩反应，或后期受到大气降水流体的叠加改造作用影响所致。
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图 8 Ni−Co（a，底图据Bajwah et al., 1987; Brill, 1989修改）、Sb/Bi−As/Ag（b，底图据Augustin et al., 2019修改）、(Fe+S)−As（c）及Co−Ni−As（d）（c、d底图据李洪梁和李光明，2019修改）成因判别图Figure 8. Genetic identification of Ni−Co(a), Sb/Bi−As/Ag(b), (Fe+S)−As(c) and Co−Ni−As(d)Sn和Mo通常在高温热液矿床中富集，但在本次研究的黄铁矿中含量普遍较低，说明成矿温度并不高。另外，黄铁矿中的Co含量与温度具有正相关性（Román et al., 2019），也可用来表征成矿温度。Co在高温条件下相较于Ni优先进入黄铁矿晶格，使得黄铁矿更富集Co，Co含量一般高于1000×10−6，Co/Ni>1；低温环境下Co含量一般小于100×10−6，且Co/Ni＜1（盛继福等，1999；严育通等，2012）。整体来看，双尖山—狼娃山地区Co值多小于100×10−6，Co/Ni值多小于1，同样显示结晶环境温度偏向于中低温，结合Cu/Au值指示成矿流体处于还原环境，进一步推测在热液中Au可能主要与HS−结合，以Au(HS)2−络合物的形式迁移，在一定条件下与其他金属离子结合而沉淀（Su et al., 2008；Hurtig and Williams-Jones, 2014）。此外，黄铁矿的Co/Ni值也受到盐度的影响。高盐度下沉淀的黄铁矿一般呈现较高的Co/Ni值（Keith et al., 2022；曹根深等，2023），而本次较低的Co/Ni值指示了成矿流体的低盐度特征。前人对马庄山—狼娃山金成矿带的流体包裹体研究显示：马庄山金矿床形成温度在130~368℃之间，盐度为0.8%~12.5%（王琦崧，2020）；南金山形成温度在160~240℃之间，盐度范围主要集中在6%~7%之间（曹亮等，2011）；460金矿主成矿阶段温度在160~220℃之间，盐度多小于10%（李雷，2015）。不难发现区带内金矿床成矿流体多呈现中低温、低盐度的特征，双尖山—狼娃山地区金矿床成矿流体性质与区域整体背景相似。
流体沸腾是自然金的主要沉淀机制之一。沸腾会导致流体发生相分离，大量的H2O进入气相，从而使流体中的As、Au和Fe达到过饱和，富As黄铁矿和自然金在液相中沉淀。As/Sb值可以指示流体沸腾作用（Zhang et al., 2012；Chai et al., 2016）。当As/Sb＞20时，黄铁矿在沸腾的流体环境中沉淀；当As/Sb＜20时，表示流体已经历过沸腾作用（Schaarschmidt et al., 2021）。双尖山、大红泉和狼娃山的As/Sb值分别为5578、79.04和2310，表明黄铁矿均在沸腾环境中沉淀。黄铁矿的Fe/（S+As）值与其形成深度有较好的相关性（R2=0.878）。深部、中部和浅部产出的黄铁矿Fe/（S+As）值分别为0.846、0.863和0.926（周学武等，2005）。区内双尖山、大红泉和狼娃山金矿的Fe/（S+As）值分别为0.90、0.87和0.92，暗示双尖山和狼娃山金矿体形成于中—浅部，而大红泉矿体的形成深度相对较深。
Y−Ho、Zr−Hf及Nb−Ta离子半径相似，具有相同的价态和电荷数，从而表现出相同或相近的地球化学性质和行为，当它们处于同一热液体系时，比值变化较小，而如果受到外部体系干扰，比值会呈现较大的变化范围（Bau et al., 1995; Yaxley et al., 1998）。双尖山—狼娃山地区的Y/Ho（0.82~52.4）、Zr/Hf（1.3~153.6）和Nb/Ta（0.25~10.33）值均呈现较大的变化范围，暗示成矿过程中可能存在交代作用和多期次流体叠加改造。由于在许多地质过程中Y/Ho值一般不发生变化，因此也常被用于成矿物质来源与演化过程的示踪指标。地球上大多数碎屑沉积岩及岩浆岩都保持着球粒陨石的Y/Ho值（约28, Bau and Dulski, 1995）。在花岗岩样品中，当Y/Ho<28时，表示存在重碳酸盐络合物；当Y/Ho>28时，则通常为F的络合物引起，表明有富F的流体参与。将本文数据与地幔、海底热液和现代海水的Y/Ho值（Bau et al., 1997; Bau and Dulski, 1999; Douville et al., 1999）对比可发现（图9），多数样品点呈现出较低的Y/Ho值，变化范围较大，暗示成矿流体的来源并不单一，且可能富含重碳酸盐络合物。Keith et al.（2022）指出，Se/Te与Se/Ge值可以指示大气降水与岩浆热液在流体混合作用中的贡献度，岩浆热液的混入会造成黄铁矿的Se/Ge值在100左右并且Se/Te值大于50，而大气降水的混入会导致流体温度降低，使得黄铁矿的Se/Ge与Se/Te值降低。双尖山—狼娃山地区Se/Ge均值为2.81，Se/Te均值为7.62，基本可以排除岩浆热液与流体的混合作用，表明流体多与大气降水进行混合。
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图 9 双尖山、大红泉和狼娃山金矿床黄铁矿与现代海底热液和海水的Y/Ho值对比图（现代海水、BAB、MAR和EPR数据据Bau et al., 1997; Bau and Dulski, 1999；Douville et al., 1999；底图据第鹏飞等，2023）BAB—弧后盆地；MAR—中大西洋洋脊；EPR—东太平洋洋脊热液流体Figure 9. Comparison diagram of Y/Ho ratios of pyrites from the Shuangjianshan, Dahongquan, and Langwashan gold deposits versus modern submarine hydrothermal fluids and seawater综上，双尖山—狼娃山地区金矿床成矿流体具有中低温、低盐度的特点，成矿流体中富含Cl−，成矿过程存在多期次流体的叠加，流体多与大气降水相混合。
5.3 成矿物质来源
硫同位素对矿物形成条件极灵敏，常被用来示踪物质来源、分析成矿机理等。双尖山—狼娃山地区金矿床硫化物组合较简单，未发现硫酸盐类矿物，因此硫化物的δ34S值大致可以代表热液总硫（Ohmoto., 1972；陕亮等，2009）。区域上硫化物δ34S值总体介于0.37‰~6.28‰之间，均值为2.06‰。双尖山金矿硫化物δ34S值介于0.37‰~6.28‰之间，均值为2.58‰（n=16）。大红泉金矿硫化物δ34S值介于1.64‰~2.53‰之间，均值为2.07‰（n=15）。狼娃山金矿硫化物黄铁矿的δ34S值介于0.58‰~2.01‰之间，均值为1.22‰（n=10）（图10−a）。不难发现硫均一化程度较高，整体具有一致的来源，和源于深部与岩浆有关的硫或幔源流相似（δ34S值=0±3‰，Rollinson, 1993），显示出岩浆硫（或地幔硫）特征（图10−b），双尖山相较于其他2个矿床硫同位素值有向高值区漂移的趋势，暗示该矿床硫源并不单一，可能是大气降水淋滤进了地层硫，上述关于黄铁矿成因的分析表明，部分黄铁矿呈现沉积成因的特征也证实了这一结论。区域上，自西向东，硫同位素值有逐渐减小的趋势。前人对北山地区部分典型金矿床硫同位素进行了研究（陈世忠等，2000；李新俊和刘伟，2002；潘小菲等，2010），如马庄山金矿床（δ34S=3.9‰~6.3‰）、金窝子矿床（δ34S=37.08‰~38.71‰）、210矿床（δ34S=5.6‰~7.9‰）、小西弓矿床（δ34S=6.7‰~9.7‰）、新金场（δ34S=−3.3‰~−6.3‰）、老金厂（δ34S=−2.6‰~−4.2‰）等，认为双尖山—狼娃山地区金矿床与马庄山金矿床硫值组成类似，且成矿环境均显示还原性，暗示二者硫源相似。综合来看，双尖山—狼娃山地区金矿床的成矿物质来源主要为岩浆硫，双尖山金矿区可能有地层硫的参与，呈现混合硫特征。
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图 10 双尖山—狼娃山地区金矿床硫同位素直方图（a）及硫值对比图（b，底图据Hofes., 2009）Figure 10. Histogram of sulfur isotopes (a) and comparison diagram of sulfur values (b) of the gold deposits in the Shuangjianshan-Langwashan area5.4 矿床成因及成矿机制
前已述及，双尖山—狼娃山地区黄铁矿成因与热液密不可分。为明确热液流体的性质，将黄铁矿数据进行（Fe+S）/As和Co−Ni−As投图判别（图8−c, d）。在（Fe+S）/As判别图中，投点集中落入变质热液型/浅成低温热液型区域，暗示其成矿流体为浅成低温热液流体或变质热液流体；而在Co−Ni−As三角判别图内，大红泉金矿床投点集中落入变质热液集中区，双尖山和狼娃山多数投点则集中于浅成热液型或岩浆型集中区，暗示大红泉金矿床与造山型金矿床类似，这也与大红泉矿区金矿体主要发育于韧性剪切带的地质特征相吻合。
通过对矿床地质的研究表明，双尖山、狼娃山金矿床的赋矿围岩为白山组火山岩、次火山岩、花岗岩等，金矿化与火山岩具有密切的空间关系。网脉、石英晶洞等构造指示开放空间充填特征，热液蚀变、矿物组合等特征均与低硫型浅成低温热液矿床一致（表4；Sillitoe and Hedenquist, 2003）。大红泉金矿床赋矿围岩主要为花岗闪长岩和构造蚀变岩，且位于韧性剪切带内，金矿化带的展布受韧性剪切带两侧的次级断裂构造控制，这与典型的造山型金矿的地质特征相吻合（Cook et al., 2013; Gregory et al., 2015）。结合矿床地质及微量元素地球化学特征，对比典型低硫型浅成低温热液矿床与造山型金矿床（表4），发现双尖山、狼娃山与低硫型浅成低温热液型矿床类似，而大红泉矿床与造山型金矿特征类似，这也与矿床成因判别图（图8）指示一致。综上认为，双尖山和狼娃山金矿为低硫型浅成低温热液型矿床，大红泉金矿为造山型金矿床。
表 4 双尖山—狼娃山地区金矿床与其他典型金矿床特征对比Table 4. Comparison of characteristics between gold deposits in the Shuangjianshan-Langwashan area and other typical gold deposits对比
项目双尖山 大红泉 狼娃山 低硫型浅成
低温热液型矿床造山型矿床 控矿
构造压扭性断裂 韧性剪切带 压扭性断裂 破火山口和火山穹丘系统，与火山活动中心的各种断裂关系密切 韧脆性剪切带、
褶皱转折端等赋矿
地质体浅变质的火山岩或
钾长花岗岩花岗闪长岩、构造蚀变岩 安山质角砾熔岩、流纹
斑岩和英安质凝灰岩中新生代陆相的钙碱性火山岩，
少数为古生代无特定的岩性，可产于
各个时代的变质地体中金属
矿物（含金）黄铁矿、黄铜矿、自
然金及少量毒砂、辉锑矿
和辉钼矿等黄铁矿和黄铜矿等 以自然银、自然金、黄铁矿、褐铁矿、磁铁矿、赤铁矿为主，黄铜矿、毒砂次之 黄铁矿、自然金、银金矿、闪锌矿、方铅矿、毒砂等 以黄铁矿为主，少量自然金、黄铜矿、毒砂、磁黄铁矿、
方铅矿、闪锌矿非金属
矿物石英、方解石、绢云母、长石、角闪石、绿泥石等 石英、方解石、绢云母、长石、绿泥石等 以石英脉为主，方解石和
绢云母次之石英、玉髓、方解石、冰长石、绢云母等 石英、铁白云石、方解石、
绿泥石、斜长石、绢云母、
电气石围岩
蚀变硅化、绢云母化、绿帘石化、绿泥石化、碳酸盐化、黄铁矿化、毒砂化、黄钾铁矾化等 硅化、高岭土化、绿泥石化、
褪色化等硅化、绢云母化、黄铁矿化、褐铁矿化、青磐岩化等 冰长石化、硅化、绢英岩化、黄铁矿化、碳酸盐化、青磐岩化等 硅化、绿泥石化、黑云母化、钠长石化、电气石化、
碳酸盐化等流体
性质中低温、还原性、低盐度 中低温、还原性、低盐度 中低温、还原性、低盐度 100~350℃，低温，相对还原、近中性流体，盐度＜5%~10% 温度变化范围大（200~
650℃），还原性、近中性
流体，盐度＜6%成矿
深度较浅 较深 较浅 0.05~1.5 km 2~20 km 流体
来源大气降水为主 变质流体为主，可能混有大气降水 大气降水为主 大气降水±岩浆水 变质流体为主 物质
来源岩浆硫+地层硫 岩浆硫 岩浆硫 地层源±岩浆源 地层源±岩浆源 微量元
素特征Co/Ni=6.19（n=15） Co/Ni=0.33（n=19） Co/Ni=14.28（n=18） Co/Ni>1 Co/Ni＜0.5 资料
来源本文 本文 本文 Hedenquist et al., 2000; Simmons and Browne, 2000; Sillitoe and Hedenguist, 2003. Kerrich et al., 2000；陈衍景等，2007；李洪梁和李光明，2019 早石炭世，双尖山—狼娃山地区地处岛弧环境，古天山洋俯冲，区域发生裂隙式火山喷发活动及沉积作用，形成厚层的火山碎屑岩（江思宏等，2006）。晚石炭世，哈萨克斯坦板块和西伯利亚板块相撞使东天山造山带发生强烈变形，产生许多北西向和北东向断层，控制了后期花岗岩侵位和矿液迁移的方向（Xiao et al., 2004, 2010；Goldfarb et al., 2014）。伴随着次火山岩侵入活动的活化、改造、富集作用和华力西晚期钾长花岗岩体的侵入活动对上覆地层的熔融、分离作用，为金矿化提供成矿物质的同时加热并驱动了大气降水的循环，循环的大气降水又从火山-沉积岩中萃取金或其他成矿物质（王琦崧，2020），形成双尖山、狼娃山等低硫型浅成低温热液矿床。碰撞晚期，由于陆块间岛弧、增生体的存在，碰撞过程表现为弱碰撞、强增生特征，垂直应力转变为水平方向的相对滑动，使大红泉地区韧性剪切构造发育，金矿化带与近东西向的韧性剪切带关系密切。深部经区域变质作用形成的变质流体沿通道向上运移，在脆-韧过渡带富集，上升过程中不断与大气降水相混合，温度、压力的下降导致流体沸腾及金的沉淀。
6. 结 论
（1）双尖山—狼娃山地区金矿床黄铁矿微量元素呈现出较高含量的Co、Ni，较低含量的Mn、Sb和Au等，大红泉金矿床微量元素含量整体相比于双尖山和狼娃山矿床较高。金有可见金及不可见金2种赋存形式，大红泉金矿床Au主要以不可见金形式存在。不可见金主要以固溶体金（Au1+）的形式赋存于黄铁矿晶格中。Pb和Bi主要以辉铋矿或Bi以固溶体的形式存在于方铅矿包裹体中，大红泉和狼娃山矿床黄铁矿中存在闪锌矿、方铅矿等矿物包体，大红泉和双尖山金矿床黄铁矿中有独居石的存在。
（2）双尖山—狼娃山地区金矿床Nb/La、Th/La、Hf/Sm值多小于1，成矿流体中富含Cl−，具有中低温、低盐度的特点。黄铁矿在沸腾过程中沉淀，成矿流体整体处于较还原的环境。成矿过程存在多期次流体的叠加，双尖山金矿床成矿晚期流体可能与大气降水相混合。
（3）双尖山、大红泉和狼娃山矿床硫化物硫同位素均值分别为2.58‰、2.07‰和1.22‰，双尖山硫同位素值变化范围相较于大红泉、狼娃山金矿床偏大，显示岩浆硫与地层硫的混合特征；大红泉、狼娃山金矿床硫值均为极低的正值，显示出岩浆硫的特征。双尖山、狼娃山金矿床属低硫型浅成低温热液型金矿床，大红泉为造山型金矿床，区内成矿作用具有多期次性。
致谢：感谢肃北县钰垠工贸有限公司在野外工作中的帮助，以及审稿专家对本文提出的宝贵意见。
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图 1 北山地区大地构造位置图（a，据Xiao et al., 2010修改）和北山地区区域地质图（b，据Zhang et al., 2012；苗来成等，2014；王钏屹等，2018修改）及双尖山—狼娃山地区地质图（c，据甘肃省有色地质调查院，2019修改）
Figure 1. Tectonic location map of the Beishan area (a), regional geological map of the Beishan area (b) and geological map of the Shuangjianshan-Langwashan area (c)
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图 2 双尖山（a，据白荣龙等，2022修改）、大红泉（b，据甘肃省有色地质调查院，2016修改）及狼娃山（c，据甘肃省有色地质勘查局天水矿产勘查院，2016修改）金矿床地质图
Figure 2. Geological maps of Shuangjianshan (a), Dahongquan (b) and Langwashan (c) gold deposits
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图 3 双尖山—狼娃山地区野外及矿石特征照片
a—双尖山金矿区采坑，矿体赋存于岩体与白山组火山岩接触部位靠近岩体一侧，地层受后期岩浆改造作用明显，绿泥石化蚀变强烈；b—双尖山金矿区花岗岩与白山组火山岩地层界线明显；c, d—大红泉金矿区采坑，构造破碎带中黄铁矿化石英脉发育，破碎带附近见有大量韧性揉皱构造现象；e—双尖山金矿区石英脉型金矿石，黄铁矿多已被褐铁矿化并经淋滤作用形成流失孔，残余有少量自然金；f—双尖山金矿区石英脉型金矿石，黄铁矿部分被褐铁矿化；g, h—大红泉石英脉型金矿石，一类矿石中黄铁矿呈星点状分布，另一类黄铁矿呈脉状分布，黄铁矿大多发生褐铁矿化改造；i, j—狼娃山石英脉型金矿石，黄铁矿多呈立方体晶形产出，部分黄铁矿已褐铁矿化，并在已被褐铁矿化的黄铁矿残余孔洞中见有自然金产出
Figure 3. Photos of field and ore characteristics in Shuangjianshan-Langwashan area
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图 4 双尖山—狼娃山地区金矿床镜下显微照片
a~g—双尖山；h, i—大红泉。a—黄铁铜矿（孔雀石）脉贯入；b—黄铜矿明显2期，晚期呈脉状贯入，早期黄铜矿蚀变强烈；c—黄铜矿沿裂隙贯入；d—晶形完整的黄铜矿；e—金产于黄铁矿褐铁矿中；f—金产于石英裂隙中；g—金沿裂隙产出，并见有孔雀石；h—石英脉中发育大量黄铁矿，黄铁矿褐铁矿化，并见有少量黄铜矿；i—石英脉中发育大量黄铁矿，黄铁矿褐铁矿化。Py—黄铁矿；Ccp—黄铜矿；Qz—石英；Au—自然金
Figure 4. Microscopic photograph of gold deposit in Shuangjianshan-Langwashan area
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图 5 双尖山—狼娃山地区金矿床黄铁矿微量元素含量对比箱线图
Figure 5. Boxplot comparison of trace element content in pyrite of gold deposits in the Shuangjianshan-Langwashan area
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图 6 双尖山（a）、大红泉（b）和狼娃山（c）金矿床黄铁矿的微量元素相关性图解（Spearman correlation）
Figure 6. Correlation diagrams of trace elements in pyrite from Shuangjianshan (a), Dahongquan (b), and Langwashan (c) gold deposits（Spearman correlation）
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图 7 双尖山—狼娃山地区金矿床Te及Au的赋存状态判别图（Te溶解度曲线据Keith et al., 2018；Au溶解度曲线据Reich et al., 2005）
Figure 7. Discrimination diagrams of the occurrence states of Te and Au in the gold deposits of the Shuangjianshan-Langwashan area
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图 8 Ni−Co（a，底图据Bajwah et al., 1987; Brill, 1989修改）、Sb/Bi−As/Ag（b，底图据Augustin et al., 2019修改）、(Fe+S)−As（c）及Co−Ni−As（d）（c、d底图据李洪梁和李光明，2019修改）成因判别图
Figure 8. Genetic identification of Ni−Co(a), Sb/Bi−As/Ag(b), (Fe+S)−As(c) and Co−Ni−As(d)
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图 9 双尖山、大红泉和狼娃山金矿床黄铁矿与现代海底热液和海水的Y/Ho值对比图（现代海水、BAB、MAR和EPR数据据Bau et al., 1997; Bau and Dulski, 1999；Douville et al., 1999；底图据第鹏飞等，2023）
BAB—弧后盆地；MAR—中大西洋洋脊；EPR—东太平洋洋脊热液流体
Figure 9. Comparison diagram of Y/Ho ratios of pyrites from the Shuangjianshan, Dahongquan, and Langwashan gold deposits versus modern submarine hydrothermal fluids and seawater
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图 10 双尖山—狼娃山地区金矿床硫同位素直方图（a）及硫值对比图（b，底图据Hofes., 2009）
Figure 10. Histogram of sulfur isotopes (a) and comparison diagram of sulfur values (b) of the gold deposits in the Shuangjianshan-Langwashan area
表 1 双尖山—狼娃山地区金矿硫同位素测试结果
Table 1 Results of sulfur isotope testing of gold ores in the Shuangjianshan-Langwashan area
矿区 样品点号 矿物 δ34SV-CDT/‰ 矿区 样品点号 矿物 δ34SV-CDT /‰ 双尖山 SJS008-PY-1 黄铁矿 3.94 大红泉 DHQ006-PY-3 黄铁矿 1.65 SJS008-PY-2 黄铁矿 3.85 DHQ006-PY-4 黄铁矿 1.8 SJS008-PY-3 黄铁矿 6.28 DHQ006-PY-5 黄铁矿 2.00 SJS008-PY-4 黄铁矿 5.88 均值 2.08 SJS008-PY-5 黄铁矿 4.48 狼娃山 LWS001-PY-1 黄铁矿 0.94 SJS005-PY-1 黄铁矿 1.10 LWS001-PY-2 黄铁矿 1.91 SJS005-PY-2 黄铁矿 1.36 LWS001-PY-3 黄铁矿 2.01 SJS005-PY-3 黄铁矿 1.23 LWS001-PY-4 黄铁矿 2.00 SJS005-PY-4 黄铁矿 1.48 LWS001-PY-5 黄铁矿 0.7 SJS005-PY-5 黄铁矿 1.37 LWS002-PY-1 黄铁矿 0.69 SJS004-PY-1 黄铁矿 2.37 LWS002-PY-2 黄铁矿 0.59 SJS004-PY-2 黄铁矿 1.89 LWS002-PY-3 黄铁矿 1.10 SJS004-PY-3 黄铁矿 1.28 LWS002-PY-4 黄铁矿 1.02 SJS004-PY-4 黄铁矿 2.73 LWS002-PY-5 黄铁矿 1.30 SJS004-PY-5 黄铁矿 1.65 均值 1.22 均值 2.73 双尖山 SJS005-CP-1 黄铜矿 0.37 大红泉 DHQ002-PY-1 黄铁矿 2.34 DHQ002-PY-2 黄铁矿 2.30 大红泉 DHQ002-CP-1 黄铜矿 2.14 DHQ002-PY-3 黄铁矿 2.27 DHQ002-CP-2 黄铜矿 2.14 DHQ002-PY-4 黄铁矿 2.42 DHQ002-CP-3 黄铜矿 1.83 DHQ002-PY-6 黄铁矿 2.53 DHQ002-CP-4 黄铜矿 2.04 DHQ006-PY-1 黄铁矿 1.81 DHQ002-CP-5 黄铜矿 2.11 DHQ006-PY-2 黄铁矿 1.64 均值 2.05 
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表 2 双尖山-狼娃山地区金矿床黄铁矿稀土元素含量及特征值
Table 2 Contents and characteristic values of rare earth elements in pyrite of gold deposits in the Shuangjianshan-Langwashan area
10−6 元素 双尖山 大红泉 狼娃山 最大值 最小值 平均 最大值 最小值 平均 最大值 最小值 平均 La 0.027 0.005 0.011 0.095 0.000 0.024 0.014 0.001 0.005 Ce 0.048 0.002 0.011 0.230 0.000 0.028 0.011 0.000 0.003 Pr 0.008 0.000 0.004 0.034 0.000 0.006 0.008 0.000 0.004 Nd 0.051 0.001 0.022 0.156 0.001 0.027 0.039 0.002 0.019 Sm 0.065 0.004 0.027 0.045 0.003 0.013 0.077 0.014 0.030 Eu 0.016 0.001 0.007 0.020 0.001 0.005 0.013 0.001 0.006 Gd 0.037 0.000 0.024 0.073 0.001 0.022 0.058 0.003 0.020 Tb 0.003 0.000 0.001 0.013 0.000 0.003 0.004 0.000 0.002 Dy 0.024 0.001 0.012 0.074 0.001 0.017 0.018 0.006 0.011 Ho 0.007 0.000 0.002 0.017 0.000 0.003 0.006 0.001 0.003 Er 0.016 0.001 0.006 0.043 0.000 0.010 0.009 0.001 0.003 Tm 0.011 0.000 0.005 0.005 0.000 0.002 0.010 0.001 0.003 Yb 0.036 0.001 0.012 0.047 0.000 0.010 0.024 0.002 0.015 Lu 0.006 0.001 0.003 0.009 0.000 0.002 0.004 0.000 0.002 Y 0.026 0.002 0.013 0.461 0.001 0.065 0.012 0.001 0.006 ΣREE 0.152 0.021 0.083 0.829 0.005 0.100 0.114 0.018 0.061 LREE 0.115 0.006 0.051 0.564 0.001 0.060 0.102 0.004 0.035 HREE 0.064 0.005 0.032 0.265 0.004 0.040 0.087 0.004 0.026 LREE/HREE 5.393 0.125 1.919 4.383 0.165 1.088 14.972 0.127 2.637 LaN/YbN 3.023 0.111 1.046 5.624 0.519 1.924 0.478 0.080 0.262 δEu 2.886 0.038 1.192 2.385 0.242 0.889 1.000 0.902 0.953 δCe 1.000 0.227 0.714 1.000 0.110 0.764 1.257 0.044 0.739
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表 3 双尖山—狼娃山地区金矿床黄铁矿微量元素含量
Table 3 Trace element content of pyrite in gold deposits in Shuangjianshan-Langwashan area
10−6 矿床 编号 矿物 Mn Co Ni Sb Pb Bi Se Sn Au Ag Cd In Cu Zn Ge As Te Tl 双尖山 SJS04-2-2-1 黄铁矿 0.25 17.51 1.55 -. -. 0.02 10.53 0.04 0.04 0.1 0.52 0.02 0.46 0.98 3.49 116.5 9.46 -. SJS04-2-2-2 黄铁矿 -. 95.63 4.4 0.14 0.03 0.01 15.28 0.14 0.02 -. 0.26 -. 0.23 1.1 4.5 266.1 14.22 0.02 SJS04-2-2-3 黄铁矿 0.16 26.03 16.72 0.09 0.02 0.01 8.72 -. 0.01 0.02 0.19 -. -. 1.06 5 39.34 7.34 0.02 SJS04-2-2-4 黄铁矿 -. 1.11 2.27 -. 0.05 0.27 -. -. 0.01 0.01 0.04 0.01 -. 1.15 3.79 9.66 0.47 0 SJS04-2-2-5 黄铁矿 -. 8.9 -. 0 0.03 -. 10.1 0 0.02 0.02 -. -. -. 0.1 3.97 16.06 4.01 0.03 SJS04-2-2-6 黄铁矿 0.05 338.9 -. 0.03 0.02 0.05 5.79 0.05 0 -. 0.05 -. 0.21 1.85 4.02 62.5 1.58 -. SJS04-2-2-7 黄铁矿 -. 15.8 2.04 0.04 0.03 -. 12.34 -. -. 0 -. 0 -. 0.02 3.59 7.83 0.47 -. SJS04-2-2-8 黄铁矿 0.26 30.71 -. 0.04 0.04 0.02 6.36 0.03 -. 0.04 -. -. 0.27 1.69 3.86 15.42 -. 0 SJS04-2-2-9 黄铁矿 -. 4.03 0.64 -. -. 0.02 2.21 0.03 0.01 -. 0.24 -. 0.28 1.44 3.72 10.23 -. -. SJS04-2-2-10 黄铁矿 -. 94.07 3.12 0.06 0.06 0.32 5.28 0.06 -. 1.48 -. -. 0.27 -. 4.19 18.76 0.79 0.02 SJS08-2-1 黄铁矿 -. -. -. -. 0.04 0.05 2.36 -. 0.01 -. -. 0 0.93 0.99 3.72 8.28 25.94 0.01 SJS08-2-2 黄铁矿 -. 7.49 14.77 -. 0.03 0.02 -. 0.07 0 0.03 0.13 0 0.5 0.43 3.52 24.76 50.72 0.02 SJS08-2-3 黄铁矿 0.1 141.4 86.85 0.04 0.16 0.03 -. 0.02 0.04 0 -. 0.01 0.4 0.56 4.05 13.17 20.31 0.02 SJS08-2-4 黄铁矿 -. 4.69 4.32 -. 0.35 0.14 -. 0.07 0.04 0.01 -. 0.01 0.34 0.7 3.69 12.87 9.39 -. SJS08-2-5 黄铁矿 -. 0.81 2.86 0.04 0.04 -. 3.02 -. -. 0.06 -. -. 0.54 0.43 4.83 4.55 12.81 0.01 SJS08-2-6 黄铁矿 0.04 0.4 -. -. -. 0.01 12.07 -. -. -. 0.16 0 0.12 0.23 4.81 0.75 10.6 -. SJS08-2-7 黄铁矿 0.14 0.25 0.24 0.08 3.38 0.67 -. -. 0 0.1 -. 0.01 0.48 1 3.28 3.67 3.68 -. SJS08-2-8 黄铁矿 0.37 4.01 17.86 0.1 70.78 6.64 0.86 -. 0.04 16.7 -. 0.01 73.77 1.94 4.17 20.76 33.79 0.03 SJS08-2-9 黄铁矿 0.03 45.57 15.22 0.04 0.03 0.05 13.77 0.1 -. 0.02 0.5 0.01 0.49 0.72 4.02 24.51 30.7 0 SJS08-2-10 黄铁矿 0.51 121.9 20.62 0 6.4 2.07 -. 0.14 -. 0.19 35.65 6.01 3.34 1463 3.91 11.28 -. -. 大红泉 DHQ02-2-1 黄铁矿 0.54 7.17 117.6 -. 0.28 0.37 13.84 0.04 -. 0.02 0.06 -. 0.75 0.39 4.46 -. 0.58 0 DHQ02-2-2 黄铁矿 2.17 4.15 70.97 0.08 5.46 17.66 7.77 8.36 0.25 0.78 22.05 31.13 38.32 2513 4.67 2.64 2.9 0.01 DHQ02-2-3 黄铁矿 0.15 13.6 366 0.81 13.3 2.53 11.54 0.01 0.03 0.09 0.05 0 2.69 0.89 4.67 2.55 1.1 -. DHQ02-2-4 黄铁矿 -. 24.21 724 0.22 4.51 0.71 11.83 0.02 0.01 0.02 0.02 0 3.08 0.93 5.04 3.1 3.01 0.01 DHQ02-2-5 黄铁矿 0.17 20.62 15.77 0.11 8.47 8.47 4.58 0.05 0.01 0.23 0.04 -. 2.13 0.75 4.24 1.83 1.44 0.01 DHQ02-2-6 黄铁矿 -. 20.29 192.8 0.1 4.13 5.01 16.44 0.02 0.04 0.17 -. 0.01 4.68 0.96 3.91 -. 1.67 0.01 DHQ02-2-7 黄铁矿 0.02 10.6 54.97 -. 0.02 0.13 9.45 0 -. -. -. 0.01 0.94 0.54 4.77 -. 0.32 0.01 DHQ02-2-8 黄铁矿 0.03 7.74 126.5 0.17 11.69 2.22 40.48 0.02 0.03 36.59 0.16 0.01 4588 3.75 4.77 1.35 0.62 0 DHQ02-2-9 黄铁矿 -. 73.63 0.31 0.06 0.15 0.05 11.8 -. -. 0.04 0.02 0.01 0.24 0.86 4.74 39.11 45 0.01 DHQ02-2-10 黄铁矿 -. 182.9 45.53 -. -. 0 10.15 0.03 0.01 0.05 0.11 -. 5.44 1.4 4.33 6.48 4.45 0 DHQ06-2-1 黄铁矿 29.61 22.45 714.2 0.27 20.64 14.96 44.22 2.66 0.59 4.17 81.07 40.54 115.6 5247 4.2 -. 3.72 0 DHQ06-2-2 黄铁矿 4.97 27.56 1122 0.1 2.35 7.34 13.13 0.77 0.59 0.6 44.51 10.8 40.59 3156 4.46 1.98 3.6 -. DHQ06-2-3 黄铁矿 4.19 39.6 1385 0.11 6.3 17.94 10.9 1.08 0.43 0.67 74.12 86.85 57.53 7450 4.18 2.05 4.48 0.01 DHQ06-2-4 黄铁矿 0.94 39.68 2263 0.13 5.05 13.29 7.69 0.43 2.07 0.86 15.98 4.89 19.86 1186 4.28 0.59 7.67 0.01 DHQ06-2-5 黄铁矿 1.96 101.1 1725 0.25 15.36 63.92 11.38 1.7 0.66 1.4 43.38 29.98 40.18 3307 4.59 3.74 15.82 0.01 DHQ06-2-6 黄铁矿 17.24 278.3 1792 0.27 914.8 194.9 21.92 2.67 1.89 29.51 28.11 14.5 1158 1967 4.71 10.88 40.73 0 DHQ06-2-7 黄铁矿 -. 17.65 2558 0.03 0.39 0.62 13.09 0.01 0.01 -. -. 0 0.51 0.4 4.53 -. 0.53 -. DHQ06-2-8 黄铁矿 0.97 72.68 3270 0.04 9.96 21.67 8.13 0.01 0.05 0.36 0.15 0.01 8.73 1.94 4.76 9.87 8.84 -. DHQ06-2-9 黄铁矿 1.65 23.54 2079 0.29 8.03 10.92 10.19 1.36 0.94 0.58 46.55 16.48 24.54 3243 4.58 3.68 4.47 0 DHQ06-2-10 黄铁矿 1.1 36.49 2540 0.16 10.28 35.46 11.8 0.45 0.75 0.88 28.06 7.17 12.29 2092 5.39 1.31 14.53 0.03 狼娃山 LWS01-2-1 黄铁矿 0.08 12.27 2.76 -. 2.2 1.35 9.24 0.04 0 -. -. -. 0.89 0.71 3.63 99.8 2.45 -. LWS01-2-2 黄铁矿 -. 34.85 5.42 0.02 2.26 2.34 5.65 0.03 0.07 0.18 -. -. 4.57 1.47 4.51 146.1 10.06 -. LWS01-2-3 黄铁矿 0.13 1.43 0.95 -. 0.08 0.25 10.19 0.1 -. -. 0.04 -. 1.73 0.17 3.71 151.9 7.09 -. LWS01-2-4 黄铁矿 0.27 2.5 0.59 0.04 0.03 0.01 7.76 0.01 -. -. -. -. 0.75 1.5 3.75 90.1 3.17 0 LWS01-2-5 黄铁矿 0.11 21.75 1.62 0.02 1.45 1.29 12 -. -. -. 0.29 -. 1.45 -. 3.84 3.52 0.19 0.01 LWS01-2-6 黄铁矿 -. 21.91 3.72 0.02 0.34 0.06 8.91 -. -. 0.01 -. -. 0.65 0.68 4.43 7.26 0.56 -. LWS01-2-7 黄铁矿 -. 24.26 202.2 -. 17.61 6.76 3.27 0.06 0.04 0.53 0.11 0 1.8 -. 3.9 223.4 19.78 0 LWS01-2-8 黄铁矿 -. 32.9 163.2 0.04 26.77 15.31 15.71 0.11 0.04 0.68 0.14 0 1.56 1.3 3.34 310.2 27.84 0.03 LWS01-2-9 黄铁矿 0.29 47.66 67.36 0.11 26.55 13.9 11.7 -. 0.09 0.42 -. -. 4.39 0.78 3.63 182 17.13 0.06 LWS01-2-10 黄铁矿 0.18 21.42 24.97 0.09 2.46 0.13 20.08 0.11 0.02 -. 0.06 0 2.12 1 4.16 213.6 15.54 0 LWS02-2-1 黄铁矿 -. 77.12 1.64 0.03 1.76 58.32 11.54 -. 0.15 0.31 -. 0 5.26 0.58 4.62 11.57 32.01 0.01 LWS02-2-2 黄铁矿 0.39 1.3 0.4 0 0.81 6.64 15.25 2.1 0.01 0.14 -. -. 0.8 0.91 4.46 -. 2.92 -. LWS02-2-3 黄铁矿 -. 2.28 -. 0.11 1.47 1.15 19.37 0.11 0.04 0.09 -. 0 4.96 1.05 3.84 -. 0.65 0 LWS02-2-4 黄铁矿 0.34 32.96 1.38 0.07 3.38 5.54 4.36 -. 0.02 0.02 -. -. 0.29 -. 4.23 146.4 30.67 -. LWS02-2-5 黄铁矿 -. 109.1 2.29 0.07 2.54 4.29 15.77 1.76 0 0.03 -. 0.01 1.94 0.51 3.4 149.2 38.35 -. LWS02-2-6 黄铁矿 0.29 10.21 -. 0.04 1.2 5.84 4.36 0.81 0 0.11 -. -. 0.56 0.9 3.66 3.78 1.28 0 LWS02-2-7 黄铁矿 0.31 76.37 3.09 -. 2.11 9.38 14.07 -. 0.02 0.17 0.01 0 3.2 -. 4.36 199.5 67.95 -. LWS02-2-8 黄铁矿 0.2 192.5 3.76 0.1 8.15 30.93 9.82 0.68 0.03 2.64 -. 0 3.67 1.05 4.19 225.3 36.98 -. LWS02-2-9 黄铁矿 0.28 7.89 1.53 0.02 -. 0.03 18.08 -. 0 0.06 0.1 -. 0.51 0.36 3.9 -. 0.86 0.01 LWS02-2-10 黄铁矿 -. 66.27 4 -. 0.04 0.01 22.14 0.2 0.02 0.01 0.21 -. 0.08 0.92 4.04 100 18.84 0.02 注：-. 表示低于检测限
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表 4 双尖山—狼娃山地区金矿床与其他典型金矿床特征对比
Table 4 Comparison of characteristics between gold deposits in the Shuangjianshan-Langwashan area and other typical gold deposits
对比
项目双尖山 大红泉 狼娃山 低硫型浅成
低温热液型矿床造山型矿床 控矿
构造压扭性断裂 韧性剪切带 压扭性断裂 破火山口和火山穹丘系统，与火山活动中心的各种断裂关系密切 韧脆性剪切带、
褶皱转折端等赋矿
地质体浅变质的火山岩或
钾长花岗岩花岗闪长岩、构造蚀变岩 安山质角砾熔岩、流纹
斑岩和英安质凝灰岩中新生代陆相的钙碱性火山岩，
少数为古生代无特定的岩性，可产于
各个时代的变质地体中金属
矿物（含金）黄铁矿、黄铜矿、自
然金及少量毒砂、辉锑矿
和辉钼矿等黄铁矿和黄铜矿等 以自然银、自然金、黄铁矿、褐铁矿、磁铁矿、赤铁矿为主，黄铜矿、毒砂次之 黄铁矿、自然金、银金矿、闪锌矿、方铅矿、毒砂等 以黄铁矿为主，少量自然金、黄铜矿、毒砂、磁黄铁矿、
方铅矿、闪锌矿非金属
矿物石英、方解石、绢云母、长石、角闪石、绿泥石等 石英、方解石、绢云母、长石、绿泥石等 以石英脉为主，方解石和
绢云母次之石英、玉髓、方解石、冰长石、绢云母等 石英、铁白云石、方解石、
绿泥石、斜长石、绢云母、
电气石围岩
蚀变硅化、绢云母化、绿帘石化、绿泥石化、碳酸盐化、黄铁矿化、毒砂化、黄钾铁矾化等 硅化、高岭土化、绿泥石化、
褪色化等硅化、绢云母化、黄铁矿化、褐铁矿化、青磐岩化等 冰长石化、硅化、绢英岩化、黄铁矿化、碳酸盐化、青磐岩化等 硅化、绿泥石化、黑云母化、钠长石化、电气石化、
碳酸盐化等流体
性质中低温、还原性、低盐度 中低温、还原性、低盐度 中低温、还原性、低盐度 100~350℃，低温，相对还原、近中性流体，盐度＜5%~10% 温度变化范围大（200~
650℃），还原性、近中性
流体，盐度＜6%成矿
深度较浅 较深 较浅 0.05~1.5 km 2~20 km 流体
来源大气降水为主 变质流体为主，可能混有大气降水 大气降水为主 大气降水±岩浆水 变质流体为主 物质
来源岩浆硫+地层硫 岩浆硫 岩浆硫 地层源±岩浆源 地层源±岩浆源 微量元
素特征Co/Ni=6.19（n=15） Co/Ni=0.33（n=19） Co/Ni=14.28（n=18） Co/Ni>1 Co/Ni＜0.5 资料
来源本文 本文 本文 Hedenquist et al., 2000; Simmons and Browne, 2000; Sillitoe and Hedenguist, 2003. Kerrich et al., 2000；陈衍景等，2007；李洪梁和李光明，2019
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