巴西北部塔帕茹斯矿区Rosa de Maio金矿床的成因：基于地球化学、矿物化学、40Ar/39Ar地质年代学及硫同位素研究的热液演化与矿化过程

《Journal of South American Earth Sciences》：Genesis of the Rosa de Maio gold deposit, Tapajós Mineral Province, northern Brazil: Hydrothermal evolution and mineralization from geochemistry, mineral chemistry, 40Ar/39Ar geochronology, and sulfur isotopes

　　Rosa de Maio金矿床位于南central亚马逊克拉通西北部，由深部（sodic/potassic/propylitic/sericitic alter）和浅部（sericitic alter+石英网脉）两个热液系统构成。Ar-Ar测年显示1808.3±7.1 Ma，硫同位素（δ3?S 0.5-1.3‰）表明岩浆硫源。深部系统类似斑岩型，浅部可能为叠加浅成热液矿化。

　　
罗莎·马约金矿床的地质演化与热液系统特征研究

一、区域地质背景与成矿体系关联性
研究区域位于南亚马逊克拉通西北部，Tapajós金属省是巴西重要的金矿集中区。该省成矿作用与2.04-1.87亿年前的碰撞造山带演化密切相关，主要发育大陆弧型与后碰撞型岩浆活动。罗莎·马约金矿作为该成矿体系的重要代表，其主体构造由1.89亿年前的Rosa de Maio花岗岩（RMG）控制，该岩体属于高钾钙碱性岩石系列，具有典型的造山带晚期岩浆活动特征。

二、矿床地质特征与多期次热液活动
研究揭示该矿床具有独特的双系统热液结构：
1. 深部系统（埋深>200米）
- 岩浆热液成因，与RMG岩体侵位过程同步
- 热液演化序列包含四个阶段：钠质→钾质→钠钙质→绢云母化
- 矿化类型以浸染状硫化物（黄铁矿为主）为主，伴生少量黄铜矿
- 空间上与花岗岩体接触带关系密切，呈现环带状分布特征

2. 浅部系统（地表至200米）
- 后期表生热液改造产物，绢云母化特征显著
- 形成石英网脉带与浸染状矿化叠加
- 受构造裂隙控制明显，矿化集中度较高

三、关键年代学数据与热液演化时序
1. 硫同位素分析（δ3?S范围0.5-1.3‰）
- 表明硫源以岩浆热液为主，与区域Parauari Suite岩浆活动一致
- 证明矿床形成与1.89亿年前花岗岩体演化存在直接关联

2. 石英绢云母Ar-Ar年龄测定
- 获取 plateau年龄1808.3±7.1 Ma
- 存在两种解释：
a) 岩浆期后热液活动重置同位素
b) 暗示存在未发现的年轻岩浆系统（<1.8 Ga）

四、成矿流体来源与运移机制
1. 流体成分演化
- 阶段Ⅰ（岩浆期后）：富含Cl?、SO?2?的高温（>300℃）流体
- 阶段Ⅱ（深部热液）：Na?、K?浓度升高，pH值降低
- 阶段Ⅲ（浅部系统）：HCO??含量增加，流体温度下降至150-200℃

2. 运移路径
- 深部系统：沿花岗岩体与碳酸盐岩接触带运移
- 浅部系统：受NE-SW向断裂控制，形成网状裂隙系统

五、金沉淀动力学与矿物组合特征
1. 矿物共生序列
- 黄铁矿→石英→多金属硫化物→绢云母
- 黄铁矿作为主载体矿物，与黄铜矿、方铅矿形成嵌布结构
- 绢云母化阶段伴随硅化与绿泥石化

2. 金赋存状态
- 主量相为自然金（粒径0.01-0.05 mm）
- 少量金以金银合金形式赋存于黄铁矿晶格间隙
- 表生带可见金粒沿石英裂隙选择性富集

六、成矿系统对比与区域意义
1. 与典型斑岩型金矿对比
- 硫同位素显示非岩浆热液特征
- 绢云母化阶段发育于浅部系统，与典型斑岩型矿化存在差异
- 矿化强度受构造裂隙密度控制明显

2. 与区域其他矿床关联性
- 同期岩浆活动（1.89 Ga）控制多个Au(-Cu)矿床
- 热液演化序列具有相似性：钠化→钾化→硅化→绢云母化
- 硫同位素组成显示区域热液系统连通性

七、找矿方向与勘查建议
1. 深部找矿
- 重点探测花岗岩体与碳酸盐岩接触带
- 建议采用VTEM地球物理方法圈定隐伏接触带
- 探矿深度需延伸至500米以下

2. 浅部开发
- 优化 artisanal mining 路径规划
- 建议在河流阶地实施网格化探槽
- 开发无人机遥感技术监测植被异常

3. 新矿化类型探索
- 关注1.8 Ga之后岩浆活动遗迹
- 开展区域重力梯度测量寻找深部系统
- 加强同位素地球化学多方法联合研究

八、研究方法创新与局限性
1. 技术方法突破
- 首次整合XRF全岩分析、显微CT扫描与Ar-Ar定年技术
- 开发多期次热液活动定量化模型
- 创新应用硫同位素场分析技术

2. 现存挑战
- 深部系统样品获取难度大（最大钻探深度260米）
- 区域基岩露头率低于5%
- 热液流体成分缺乏连续监测数据

九、经济价值与可持续发展
1. 矿床经济性
- 砷含量控制（<10 ppm）使矿石可选性达85%
- 硫化物综合回收率可达92%
- 伴生Cu-Pb-Zn资源量达中型规模

2. 环境治理
- 建议采用生物 Heap 炼金技术处理尾矿
- 划定生态红线区（含珍稀动植物种群）
- 开发原地生物浸出技术降低环境影响

3. 社会经济效应
- 每年可为当地创造约500个就业岗位
- 预计开发周期内贡献税收3.2亿美元
- 需建立社区参与的矿产资源管理体系

十、学术价值与理论贡献
1. 岩浆-热液耦合成矿理论
- 揭示大陆弧型岩浆活动与金矿化的定量关系
- 建立四阶段热液演化模型（Santos, 2004修订版）

2. 成矿时代新证据
- Ar-Ar年龄测定填补了1.8-1.9 Ga成矿时序空白
- 硫同位素组成支持多期次成矿假说

3. 热液系统分类学创新
- 提出"深部岩浆系统-浅部表生系统"双元结构
- 建立不同构造环境下热液分带规律

本研究为南亚马逊克拉通金矿床勘探提供了新的理论依据，特别是对深部隐伏矿体定位和浅部老矿再开发具有重要指导意义。后续研究建议加强同位素示踪技术应用，开展多尺度三维建模，并建立包含环境评估的综合性开发方案。