《Journal of Geochemical Exploration》：Ore mineral assemblage, pyrite geochemistry and fluid inclusion data track multi-stage metallogenesis in the Kochbulak Au-Ag-Te deposit (Chatkal-Kurama, Uzbekistan)
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作者：Danis Ionut Filimon, Rustam Khalmatov, Paolo Fulignati, Obidjon Kodirov, Anna Gioncada所属机构：意大利比萨大学地球科学系摘要Kochbulak浅成热液金碲矿床位于乌兹别克斯坦东部，属于天山
作者：Danis Ionut Filimon, Rustam Khalmatov, Paolo Fulignati, Obidjon Kodirov, Anna Gioncada
所属机构：意大利比萨大学地球科学系
摘要
Kochbulak浅成热液金碲矿床位于乌兹别克斯坦东部，属于天山中段的金属成矿带。作为乌兹别克斯坦最大的金矿床之一，Kochbulak含有多种含碲矿物，为研究形成Au-Ag-Te矿物的复杂而部分未知的机制提供了理想的案例。
在本研究中，我们重点分析了Kochbulak角砾岩管状矿体。通过综合微观结构研究和原位痕量元素分析（特别是黄铁矿），结合流体包裹体分析，我们对导致该矿床形成的流体演化及成矿机制有了新的认识。黄铁矿的痕量元素组成和微观结构为追踪热液矿床中流体的地球化学演化提供了有效的工具。我们的研究结果提出了一个基于两种不同机制的Kochbulak高品位Au-Ag-Te矿床形成模型：1）富碲熔体（LMCE熔体）从含金但不饱和的热液中温和地提取金；2）剧烈沸腾导致热液角砾岩形成过程中大量天然金的沉淀。这一转变的过程伴随着fTe?和fS?浓度的降低。明确Kochbulak Au-Ag-Te矿床的成因有助于理解Chatkal-Kurama地区浅成热液矿床的成因。此外，本研究结果还能为其他地区浅成热液金碲矿床中沸腾作用与富碲熔体提金作用之间的相互作用提供有益的启示。
引言
许多富碲的金（
银）矿床属于浅成热液矿床类型。Jensen和Barton（2007）首次提出富碲金热液矿床与碱性岩浆作用之间存在关联，尽管后来也有研究指出一些矿床与钙碱质岩浆有关（Cook等，2009；Gao等，2022）。位于天山中段Carboniferous Valerianov-Beltau-Kurama岩浆带的Kochbulak矿床就是一个典型的例子，它与流纹岩岩浆作用密切相关（Dolgopolova等，2017）。该矿床是全球最引人注目的浅成热液金碲矿床之一，资源量估计为160吨金和400吨银（Islamov等，1999）。此外，除了金、银和碲外，该矿床还富含铅、铋、铜、锑和锌（Koneev等，2010）。这种地球化学复杂性使得矿床中的矿物组合极为多样，已有超过90种矿物被识别出来（Kovalenker等，1997；Plotinskaya等，2006；Koneev等，2010）。
Kochbulak矿床的特点是金品位高（高达200 ppm）和碲含量丰富，矿体呈管状结构且具有角砾岩特征。本研究通过微观结构分析和原位地球化学分析以及流体包裹体测温技术，探讨了高品位矿化的形成过程。我们利用黄铁矿的痕量元素组成进行了研究，因为黄铁矿在这些矿床中普遍存在。由于其在广泛的物理化学条件下的稳定性，它可以在成矿前、成矿过程中及成矿后阶段均存在（Craig和Vokes，1993；Fleet等，1993；Craig等，1998；Rickard和Luther，2007；Cook等，2009；Agangi等，2013；Deditius等，2014）。黄铁矿能够容纳多种微量元素和痕量元素，且其耐火性使其能够记录并保存成矿过程中的物理化学变化，使其成为重要的研究工具（例如，Large等，2009；Hazarika等，2013；Reich等，2013；Reich等，2016；Franchini等，2015；George等，2018）。多项研究表明黄铁矿具有提取金属及类金属元素（包括贵金属如金）的作用（Reich等，2005；Deditius等，2009；Deditius等，2014；Keith等，2018）。这些特性使得黄铁矿的成分和微观结构数据能够揭示热液系统的演化过程（Agangi等，2013；Reich等，2013）。
研究结果揭示了金矿化的多阶段成矿过程。通过分析黄铁矿中的铜、锌、砷、硒、银、碲和金元素含量，并结合多金属包裹体的发现，我们推测富碲熔体在从不饱和流体中提取金的过程中起到了关键作用。先前的研究已经证明，富碲和其他低熔点亲硫元素（LMCE）熔体能够在热液矿床中提取并富集金（Ciobanu等，2005；Ciobanu等，2006；Cook和Ciobanu，2005；Cook等，2009）。我们的结果进一步证明了LMCE熔体与流体沸腾在金沉淀过程中的相互作用，有助于阐明金碲矿床的复杂成矿机制。
章节摘录
区域地质
天山造山带起源于晚古生代时期南部克拉库姆微大陆与北部哈萨克斯坦大陆的碰撞，最终导致图兰海闭合（Zonenshain等，1990；?eng?r等，1993；Windley等，2007；Biske和Seltmann，2010；Biske等，2013；Xiao等，2013；Burtman，2015）。该造山带由三个主要构造域组成（图1a）：
矿床地质与热液蚀变
Kochbulak矿床位于安山岩-英安岩-流纹岩组成的厚层火山-沉积序列中，属于Karatash破火山口结构（中晚石炭世至早二叠世；Kovalenker等，1997）。安山岩-英安岩单元（Nadak组合；中晚石炭世）包括熔岩、凝灰岩和火山沉积物，以及侵入其中的英安岩和闪长岩斑岩（图1b）。流纹岩单元（晚石炭世-早二叠世）
材料与分析方法
本研究对Kochbulak矿石的29个样品进行了分析，重点关注9个呈透镜状至管状分布的矿体样本（III型）。通过宏观和微观观察，结合石英脉的纹理特征和穿切关系，确定了不同的热液成矿阶段。制备了抛光薄片并固定在树脂基板上，用于反射光显微镜观察、扫描电子显微镜-背散射电子成像（SEM-BSEI）和电子探针分析
矿石矿物与共生序列
本研究使用的样品主要来自管状矿体中的石英脉，其中含有自然金、含Au-Ag-Te的矿物、硫化物和硫盐。石英是主要的围岩矿物，呈现微晶态、胶状壳状和羽毛状结构。其他围岩矿物包括伊利石族矿物、碳酸盐以及Ca、Sr、Pb的铝磷酸盐-硫酸盐矿物。宿主岩为斑状熔岩。
根据不同的石英纹理特征，
黄铁矿成分趋势的地球化学与矿物学意义
进入黄铁矿晶格的元素可根据不同的掺入机制分为三类：i）与铁的等价替代；ii）阴离子替代硫；iii）耦合的异价替代（George等，2018；Mederski等，2022）。与铁的等价替代可以涉及镍、钴、锰、锌、镉、铜、铅和汞等元素。镍（Ni2?）、钴（Co2?）、锰（Mn2?）和铜（Cu2?）等阳离子可以在黄铁矿的八面体位置替代铁（Fe2?）
结论
Kochbulak矿床中的富金角砾岩管状体是乌兹别克斯坦典型的Au-Ag-Te矿床，具有复杂的矿物学和地球化学特征。通过分析矿石矿物组合、石英纹理、流体包裹体以及黄铁矿的地球化学性质，我们可以解释这种在中等硫化程度浅成热液环境中形成的Au
Te矿床的形成过程：1）富碲熔体从热液中温和地提取金；2）
CRediT作者贡献声明
Danis Ionut Filimon：负责初稿撰写、方法论设计、实验研究、数据整理和概念框架构建。Rustam Khalmatov：负责审稿与编辑、项目管理、资源协调和概念完善。Paolo Fulignati：负责审稿与编辑、结果验证。Obidjon Kodirov：负责审稿与编辑、资源协调。Anna Gioncada：负责审稿与编辑、结果验证、项目管理、资金筹集和概念框架制定。
Goloshchukov, 1978
致谢
感谢Almalyk采矿与冶金联合股份公司和塔什干地质科学大学提供矿区访问权限。特别感谢M. D'Orazio和S. Bugani在EPMA分析方面的支持，感谢M. Masotta在LA-ICP-MS数据分析中的协助，以及R. Ishak和G. Paoli在FE-SEM-EDS分析中的宝贵帮助。这些设施属于“科学仪器集成中心”的一部分
