斑岩系统是一套以斑岩体为中心并与之有成因联系的Cu-Au-Mo多金属成矿系统,是世界上Cu-Au-Mo金属最主要来源之一。以往研究主要集中于俯冲带之上与钙碱性弧岩浆有关的斑岩系统,近年来发现碰撞背景下与碱性岩浆相关的斑岩系统成矿潜力巨大却认识薄弱。金沙江-红河断裂带发育了许多后碰撞富碱斑岩(全碱含量 > 8 wt.%)相关的Cu-Au-Mo矿化系统,为研究碰撞背景下碱性岩浆相关的斑岩系统成矿作用提供一个独特案例。本文选择金沙江-红河成矿带上研究最为薄弱的富碱斑岩Au系统,以北衙(370 t Au)和姚安(10 t Au)金矿为例,总结矿床地质特征,通过矿物学与地球化学的手段,精细刻画热液成矿过程,厘定成矿年代,揭示金沙江-红河富碱斑岩Au系统关键成矿机制。 北衙出露石英二长斑岩(37.2 ± 0.4 Ma),发育斑岩型和矽卡岩型两种原生Au矿化,斑岩型位于斑岩内部,经历了K化、Mo矿化和Cu-Au矿化三个阶段,其中Cu-Au矿化表现为伴随绢英岩化的含Au硫化物石英脉;矽卡岩型是最主要的矿化类型,发育在斑岩与中三叠统北衙组灰岩的内外接触带上,经历进化(石榴子石和少量透辉石)和退化阶段(含水矿物和金属矿物),后者再分为氧化物(磁铁矿为主)和硫化物阶段(黄铁矿和黄铜矿)并形成富磁铁矿Au矿石。姚安出露正长斑岩(32.8 ± 0.3 Ma),斑岩与上侏罗统妥甸组泥岩-粉砂岩接触带的裂隙中发育斑岩型Au矿化,经历了钾化与赤铁矿-硫化物阶段,后者形成含金赤铁矿脉,共生少量黄铁矿和黄铜矿。 热液矿石中,Au通常赋存在硫化物中,而在氧化物中的赋存状态和机制并不完全清楚。本文指出北衙矽卡岩矿石的磁铁矿是一种重要载金矿物,含有大量纳米至微米级的颗粒Au。一系列Bi矿物(如自然铋,黑铋金矿和辉铋矿)也出现在这些组合中。矿物结构与热力学模拟表明,在磁铁矿生长过程中,Bi熔体从热液流体中搜集Au。磁铁矿生长表面波动变化的fO2导致Bi-Au熔体的形成,Au不断被富集,而磁铁矿捕获这些Au-Bi矿物;系统硫含量增加和/或温度降低引发Bi的硫化,进一步促进Au沉淀。因此Bi熔体在北衙不饱和热液流体中富集Au发挥了关键作用。 进一步矿物学工作揭示北衙两类矿化均形成丰富Bi-Te矿物,并与Au密切共生。斑岩型矿石中,主要以Bi硫盐(辉铋矿、辉铅铋矿、斜方辉铋铅矿和硫铋铅矿-辉铋铅银矿)在Cu-Au阶段出现,并与Au和毒砂等矿物共生,由此形成温度为350–450℃,fS2 为 10-8.0–10-5.5。在矽卡岩退化阶段,先后出现了5个Bi-Te矿物组合(自然铋→辉铋矿+辉碲铋矿+硫铋铅矿-辉铋铅银矿→辉铋矿+辉碲铋矿+辉铅铋矿+斜方辉铋铅矿+硫铋铅矿-辉铋铅银矿+无序交生体→自然铋+Bi硫属化物→硫铋银矿+方铅矿-硫铋银矿),记录了成矿过程演化的fS2-fTe2条件,指示成矿温度主体超过271℃,流体成分早期富Bi-Pb而晚期富Cu-Ag。除了磁铁矿生长期间,硫化物阶段再次出现了Bi熔体搜集Au作用,是北衙金属富集的关键机制之一。 姚安金矿Bi-Te矿物形成在赤铁矿-硫化物阶段,并与Au密切共生。Bi硫盐普遍显示交代结构,按次序为辉铋矿衍生物(辉铋矿→帕硫铋铅铜矿→库辉铋铜铅矿→辉铋铜铅矿→弗硫...