馮岳川 邱昆峰 王大釗 沙五金 李爽

1. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083 2. 山東省地質(zhì)科學(xué)研究院，自然資源部金礦成礦過(guò)程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過(guò)程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南 250013 3. 東華理工大學(xué)，核資源與環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南昌 330013

膠東地區(qū)目前是中國(guó)最重要的黃金產(chǎn)區(qū)，擁有超過(guò)5000t的黃金資源(Dengetal., 2020b)。膠東金礦床賦存于前寒武紀(jì)變質(zhì)基底中，主要分為浸染狀細(xì)脈-網(wǎng)脈型(“焦家型”)和石英-硫化物脈型(“玲瓏型”)礦床(Dengetal., 2020a)。焦家型金礦床產(chǎn)于區(qū)域性斷裂的蝕變帶中，玲瓏型金礦床分布在區(qū)域性斷裂的次級(jí)斷層中(Yangetal., 2016b)。經(jīng)過(guò)幾十年的研究，關(guān)于膠東地區(qū)金的來(lái)源、超級(jí)富集機(jī)制以及礦床成因模式仍然存在激烈的爭(zhēng)論。膠東金礦因其礦床的線性構(gòu)造分布、礦化類(lèi)型、圍巖蝕變、流體成分和穩(wěn)定同位素組成等(Goldfarb and Santosh, 2014)與造山型金礦特征(Goldfarbetal., 2019; Qiuetal., 2020a)相似，一般被歸類(lèi)為造山型金礦。由于膠東金礦床的構(gòu)造環(huán)境和變質(zhì)背景相對(duì)于傳統(tǒng)造山型金礦成礦模式(Grovesetal., 1998)具有獨(dú)特性，故很難將其納入經(jīng)典造山型金礦。膠東金礦應(yīng)劃分為一類(lèi)獨(dú)特的膠東型金礦(Zhai and Santosh, 2013)，或一種獨(dú)特的造山型金礦(Goldfarb and Santosh, 2014)，即膠東型造山型金礦(Dengetal., 2020b)。玲瓏金礦區(qū)位于膠東西北部，招遠(yuǎn)-平度斷裂帶北部，以石英-硫化物脈為特征的玲瓏型金礦床而聞名于世，整個(gè)礦區(qū)預(yù)計(jì)超過(guò)1000t以上的黃金資源量(Qiuetal., 2020b)。玲瓏金礦區(qū)部分礦段產(chǎn)出高品位的明金礦石，大顆粒自然金的超級(jí)富集機(jī)制是備受矚目的科學(xué)問(wèn)題。

在熱液金礦床中，鉍-硫族化合物(硫族主要為S和Te)常與金緊密共生。鉍、碲礦物在國(guó)內(nèi)外金礦床中均有發(fā)現(xiàn)，例如羅馬尼亞Sacarimb(Cook and Ciobanu, 2004)，美國(guó)Golden Sunlight(Spryetal., 1997)，菲律賓Acupan(Cooke and McPhail, 2001)等，以及中國(guó)的河北東坪(Cooketal., 2009a)等。許多研究表明鉍-碲熔體在金的運(yùn)移和沉淀機(jī)制中起著關(guān)鍵作用，可作為熱液中金的關(guān)鍵吸附劑(Cabri, 1965； Frostetal., 2002；T?rm?nen and Koski, 2005；Ciobanuetal., 2006； Plotinskayaetal., 2006；Tomkinsetal., 2007；Toothetal., 2008, 2011；Cooketal., 2009a, b； Voudourisetal., 2013)。并且由于碲化物對(duì)硫逸度、碲逸度、pH值、溫度等條件的高度敏感性，使其成為限制金沉淀時(shí)物理化學(xué)條件的重要指標(biāo)。因此，對(duì)碲化物的研究有助于我們了解金的成礦過(guò)程及成礦時(shí)的物理化學(xué)條件。

玲瓏金礦區(qū)明金礦石中存在大量與自然金共生的碲化物。本文通過(guò)顯微巖相學(xué)觀察、掃描電鏡及電子探針?lè)治?，?duì)玲瓏金礦區(qū)碲化物的礦物組合特征及化學(xué)成分等進(jìn)行研究；在此基礎(chǔ)上，確定了碲化物的種類(lèi)及成分特征，探討共生礦物的成礦條件，并對(duì)成礦物質(zhì)來(lái)源以及自然金的富集機(jī)制等問(wèn)題進(jìn)行了論述。本文是關(guān)于玲瓏金礦區(qū)自然金共生碲化物的首次詳細(xì)報(bào)道，在查明碲化物種類(lèi)及特征的同時(shí)，闡明了碲化物產(chǎn)出的地質(zhì)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

膠東半島位于華北克拉通東南緣，西部以巖石圈尺度的郯廬斷裂帶為界(Dengetal., 2018)(圖1a)，北臨渤海，東部和南部被黃海所包圍(圖1b)。膠東半島被認(rèn)為是三疊紀(jì)揚(yáng)子板塊和華北板塊碰撞拼合后形成的(Liuetal., 2006)，被五蓮-煙臺(tái)斷裂分成東南部的蘇魯?shù)伢w和西北部的膠北地體(魏瑜吉等，2020)，膠北地體可進(jìn)一步分為膠北地塊和膠萊盆地(何登洋等，2020；圖1b)。膠東金礦床大多位于膠萊盆地北部，受NNE-NE向斷裂控制(Zhangetal., 2020)。膠東地區(qū)廣泛分布著前寒武紀(jì)基底變質(zhì)巖，主要包括膠北地塊的以TTG(奧長(zhǎng)花崗巖-英云閃長(zhǎng)巖-花崗閃長(zhǎng)巖)片麻巖為主的新太古代膠東群，以變質(zhì)沉積巖為主的元古宙景山群、粉子山群和蓬萊群(Tangetal., 2008)以及蘇魯?shù)伢w的三疊紀(jì)超高壓變質(zhì)巖(圖1b)。

圖1 膠東大地構(gòu)造位置簡(jiǎn)圖(a)和膠東金成礦省區(qū)域地質(zhì)圖(b)(據(jù)Zhang et al., 2020修編)Fig.1 Simplified geologic map of the tectonic situation of Jiaodong (a) and geological map of Jiaodong gold province (b) (modified after Zhang et al., 2020)

膠東地區(qū)中生代侵入巖十分發(fā)育，主要包括玲瓏花崗巖、郭家?guī)X花崗閃長(zhǎng)巖、艾山花崗巖以及廣泛分布的鎂鐵質(zhì)巖脈。玲瓏花崗巖以玲瓏黑云母花崗巖和欒家河二長(zhǎng)花崗巖為主，LA-ICP-MS測(cè)得鋯石U-Pb年齡主要在166～149Ma(Zhaoetal., 2019)，玲瓏花崗巖來(lái)源于新太古代下地殼的部分熔融(Yangetal., 2018)。郭家?guī)X花崗巖主要由斑狀花崗閃長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)巖組成，鋯石U-Pb年齡顯示其侵位時(shí)間為133～126Ma(Yangetal., 2014b)，由下地殼前寒武紀(jì)變質(zhì)基底部分熔融形成(Houetal., 2007)，并在上升過(guò)程中受到上地殼的混染(Wangetal., 2014)。艾山花崗巖主要出露在膠東半島東部，由未變形的堿性花崗巖組成，鋯石U-Pb年齡顯示艾山花崗巖主要侵位于120～108Ma(Tangetal., 2014)，具有殼幔混合成因特點(diǎn)(Charlesetal., 2013)。膠東半島的鎂鐵質(zhì)巖脈分布廣泛，但體積通常較小，SHRIMP鋯石U-Pb年齡顯示基性巖脈侵位時(shí)間在130～110Ma(Dengetal., 2017)，主要來(lái)源于巖石圈地幔的低程度部分熔融(Dengetal., 2017)。玲瓏花崗巖和郭家?guī)X花崗巖為膠東地區(qū)金礦床的主要賦礦圍巖(Yangetal., 2014a)。

膠東地區(qū)主要存在EW向和NNE-NE向兩組構(gòu)造體系(圖1b)。EW向構(gòu)造主要為古老基底褶皺(Saietal., 2020)，其形成與中生代華北板塊與揚(yáng)子板塊陸陸碰撞造成的南北向擠壓作用有關(guān)(楊立強(qiáng)等，2014; Goldfarbetal., 2021)。NNE-NE向區(qū)域斷裂及其次級(jí)斷裂是膠東半島的主要控礦構(gòu)造(Guoetal., 2013；圖1b)。其中郯廬斷裂和五蓮-煙臺(tái)斷裂是區(qū)域一級(jí)斷裂，NNE-NE向的二級(jí)和三級(jí)斷裂被認(rèn)為是郯廬斷裂和五蓮-煙臺(tái)斷裂的次級(jí)斷裂(Goldfarbetal., 2001)。自西到東主要有五條斷裂帶，依次為三山島-倉(cāng)上斷裂帶、焦家斷裂帶、招遠(yuǎn)-平度斷裂帶、蓬萊-棲霞斷裂帶和牟平-乳山斷裂帶(賽盛勛和邱昆峰，2020)，區(qū)域內(nèi)金礦床的分布嚴(yán)格受這些斷裂控制(Dengetal., 2020c; 圖1b)。

2 玲瓏金礦區(qū)地質(zhì)特征

玲瓏金礦區(qū)位于膠東半島西北部，招遠(yuǎn)-平度斷裂帶北段，以石英-硫化物脈為特征的玲瓏型金礦而聞名。礦區(qū)由西山、東山、九曲、大開(kāi)頭、臺(tái)上、羅山、阜山、東風(fēng)等金礦床組成(圖2)，金資源總量超過(guò)1000t，屬于世界級(jí)超大型金礦區(qū)。礦區(qū)出露的地層主要為新太古代膠東群變質(zhì)巖和第四紀(jì)沉積物。新太古代膠東群變質(zhì)巖主要出露于礦區(qū)以東，也有一些呈透鏡狀分布于中生代花崗巖中，主要由黑云斜長(zhǎng)片麻巖和斜長(zhǎng)角閃巖組成(孫華山等，2016)。礦區(qū)內(nèi)中生代巖漿巖十分發(fā)育，主要為晚侏羅世玲瓏花崗巖和早白堊世郭家?guī)X花崗閃長(zhǎng)巖。晚侏羅世玲瓏花崗巖可分為玲瓏黑云母花崗巖和欒家河二長(zhǎng)花崗巖(Yangetal., 2012)，在破頭青斷裂兩側(cè)分布廣泛(圖2)。早白堊世郭家?guī)X花崗巖通常產(chǎn)于礦區(qū)西北部。礦區(qū)內(nèi)中基性巖脈十分發(fā)育，由煌斑巖、閃長(zhǎng)玢巖、石英閃長(zhǎng)玢巖組成(Wenetal., 2015)，在空間上與金礦體有局部聯(lián)系。

圖2 玲瓏金礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)Guo et al., 2020修編)Fig.2 Sketch geologic map of Linglong gold district (modified after Guo et al., 2020)

圖3 玲瓏金礦區(qū)剖面圖(據(jù)Wen et al., 2015修編)Fig.3 Geological profile crossing Linglong gold district (modified after Wen et al., 2015)

礦區(qū)內(nèi)主要發(fā)育三條斷裂構(gòu)造，包括破頭青斷裂、玲瓏斷裂和九曲蔣家斷裂(圖2)。破頭青斷裂屬于招遠(yuǎn)-平度斷裂的北段，位于礦區(qū)東南部，沿玲瓏花崗巖和灤家河花崗巖接觸帶分布。破頭青斷裂為成礦前或成礦期形成的主要控礦斷裂帶，走向?yàn)?0°～80°，傾向SE，傾角30°～60°，控制著臺(tái)上、羅山、東風(fēng)和水旺莊等超大型浸染狀細(xì)脈-網(wǎng)脈型金礦床。沿?cái)嗔褞Оl(fā)育花崗質(zhì)碎屑巖和斷層泥，斷裂帶周?chē)袑掗煹臒嵋何g變帶(Guoetal., 2017)。九曲蔣家斷裂帶走向35°左右(申俊峰等，2013)，傾向SE，傾角40°左右，由位于破頭青斷裂下盤(pán)的一系列次級(jí)斷裂組成。玲瓏斷裂走向20°～30°，傾向SE和NW，傾角65°～85°，為成礦后斷裂，切割玲瓏金礦區(qū)中部和破頭青斷裂。玲瓏斷裂沿?cái)嗔寻l(fā)育花崗質(zhì)碎屑巖、角礫巖、糜棱巖和少量的斷層泥，熱液蝕變作用相對(duì)較弱(Guoetal., 2017)。礦區(qū)內(nèi)的二級(jí)斷裂長(zhǎng)度一般為數(shù)百至數(shù)千米，寬度一般為數(shù)米至數(shù)十米，走向NNE-NEE，傾向NW和SE，傾角50°～75°，是礦區(qū)內(nèi)控制中基性巖脈和含金石英-硫化物脈產(chǎn)狀的主要構(gòu)造(Guoetal., 2020)，產(chǎn)出有東山、西山、九曲、阜山、大開(kāi)頭等玲瓏型石英-硫化物脈金礦床。

圖4 玲瓏金礦區(qū)含明金石英-硫化物脈樣品照片Au-自然金；Tel-碲化物；Qz-石英；Py-黃鐵礦Fig.4 Photographs of gold-bearing quartz-sulfide vein samples from Linglong gold districtAu-native gold; Tel-tellurides; Qz-quartz; Py-pyrite

玲瓏礦區(qū)內(nèi)的礦體主要產(chǎn)于玲瓏花崗巖和灤家河花崗巖巖體中(張祖青等，2007；Lietal., 2008)，玲瓏花崗巖中熱液蝕變較發(fā)育，主要有鉀長(zhǎng)石化、絹英巖化、硅化、碳酸鹽化等，蝕變帶一般沿礦脈兩側(cè)呈對(duì)稱(chēng)分布(申俊峰等，2013)。礦區(qū)內(nèi)已探明金礦脈超過(guò)500條，具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的礦脈約30條，主要為9、36、47、51、55、56、108和175號(hào)礦脈等(圖2、圖3)，這些脈狀礦體一般走向30°～75°，傾向NW，延伸幾百米到幾千米，寬度從幾十厘米到幾米不等。其中108號(hào)礦脈是石英-硫化物脈型金礦的最具代表性礦體，礦脈長(zhǎng)約5500m，走向45°～65°，傾向NW，傾角50°～70°，是玲瓏礦區(qū)已知的最大石英-硫化物脈礦體，由寬度0.3～3m不等的含金石英-硫化物脈組成，周?chē)l(fā)育鉀長(zhǎng)石蝕變和局部絹英巖蝕變，蝕變寬度在1～8m之間(Guoetal., 2020)。含金石英-硫化物脈的品位通常從幾克/噸到十幾克/噸不等，最高可達(dá)數(shù)百克/噸。主要的礦石礦物為自然金、銀金礦和黃鐵礦，其次是黃銅礦、方鉛礦和閃鋅礦。主要的脈石礦物有石英、絹云母、長(zhǎng)石、方解石和綠泥石等。

玲瓏金礦區(qū)成礦作用可分為4個(gè)成礦階段：黃鐵礦-石英階段、石英-黃鐵礦階段、石英-多金屬硫化物階段和石英-碳酸鹽巖階段(范宏瑞等，2005)。黃鐵礦-石英階段為成礦早階段，基本不含金。石英-黃鐵礦階段和石英-多金屬硫化物階段是金的主成礦階段。石英-碳酸鹽巖階段為成礦晚階段偶見(jiàn)少量的自然金產(chǎn)出。

3 樣品描述與分析方法

含明金的高品位石英-硫化物脈樣品采自玲瓏礦區(qū)大開(kāi)頭礦段，為石英-黃鐵礦階段的樣品。礦石手標(biāo)本可見(jiàn)自然金呈浸染狀或不規(guī)則樹(shù)枝狀集合體賦存于石英-硫化物脈中，自然金與暗色碲化物共生(圖4)。對(duì)12個(gè)代表性礦石樣品進(jìn)行切面磨制標(biāo)準(zhǔn)探針片進(jìn)行研究，礦石探針片在廊坊市地科勘探技術(shù)服務(wù)有限公司完成。

選取的探針片經(jīng)表面噴碳處理，增強(qiáng)導(dǎo)電性后進(jìn)行掃描電鏡和X射線能譜及電子探針?lè)治?。掃描電鏡-能譜分析(SEM-EDS)在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院地質(zhì)礦產(chǎn)研究所巖礦鑒定實(shí)驗(yàn)室完成。使用的儀器為T(mén)ESCAN VEGA3型掃描電子顯微鏡，元素面分布(EDS-Mapping)分析采用X射線能譜儀，工作電壓為15kV，工作距離為12mm。

電子探針測(cè)試工作在山東省地質(zhì)科學(xué)研究院自然資源部金礦成礦過(guò)程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，儀器型號(hào)為日本電子公司生產(chǎn)的(JEOL)JXA-8230，所用標(biāo)準(zhǔn)樣品均為加拿大Astimex系列金屬和礦物標(biāo)樣，具體如下：金(Au)、銀(Ag)、黃鐵礦(S、Fe)、方鉛礦(Pb)、閃鋅礦(Zn)、赤銅礦(Cu)、毒砂(As)、辰砂(Hg)、硒化鉍(Bi、Se)、鎳黃鐵礦(Ni)、輝碲礦(Sb)、鈷(Co)等。波譜分析所用加速電壓為20kV，電流20nA，束斑直徑1μm。實(shí)驗(yàn)室溫度22℃、濕度30%。相對(duì)誤差0.01%。

4 分析結(jié)果

4.1 自然金礦物學(xué)和地球化學(xué)

自然金呈金黃色，反射率明顯高于碲化物和黃鐵礦、方鉛礦，粒徑變化較大，從數(shù)微米到數(shù)毫米不等。自然金通常與碲化物共生，形成平滑的共結(jié)邊結(jié)構(gòu)(圖5)。自然金主要有三種賦存狀態(tài)：(1)裂隙金：自然金呈不規(guī)則粒狀和脈狀，賦存于石英和黃鐵礦的裂隙中(圖5a-b，d)；(2)包體金：自然金多呈不規(guī)則粒狀、渾圓狀賦存于黃鐵礦中(圖5c)，少數(shù)賦存于石英中；(3)粒間金：多呈不規(guī)則狀賦存于礦物之間的空隙中，如黃鐵礦和石英的間隙(圖5d)。

電子探針成分分析顯示自然金中Au含量為88.93%～91.06%，Ag含量為9.38%～11.83%(表1)。對(duì)自然金電子探針數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，采用目前流行的Au/(Au+Ag)×1000的計(jì)算方法來(lái)確定金成色，玲瓏礦區(qū)自然金成色較高，平均成色為894。根據(jù)金銀系列礦物的分類(lèi)，玲瓏金礦區(qū)自然金屬于含銀自然金。

4.2 碲化物礦物學(xué)和地球化學(xué)

根據(jù)顯微鑒定及電子探針成分分析(表2)，共發(fā)現(xiàn)了五種碲化物，包括輝碲鉍礦、碲鉍礦、碲銀礦、碲鉍銀礦和碲鎳礦(圖5)，為玲瓏金礦區(qū)首次較為詳細(xì)的碲化物報(bào)道。其中輝碲鉍礦含量最多，分布最廣泛。碲化物與自然金共生，為主成礦階段產(chǎn)物。

(1)輝碲鉍礦：反射色呈鉛灰色，與自然金共生，形成平滑共結(jié)邊結(jié)構(gòu)。本研究測(cè)得輝碲鉍礦中鉍元素含量為58.69%～61.72%，碲元素含量為34.53%～35.79%，硫元素含量為3.83%～4.43%，含有微量的金、銀、鐵等元素。與標(biāo)準(zhǔn)輝碲鉍礦(Bi2Te2S： Bi 59.21%， Te 36.26%， S 4.53%)對(duì)比，相對(duì)貧碲、硫，富鉍。輝碲鉍礦為樣品中分布最為廣泛，含量最高的碲化物。

表1 自然金電子探針?lè)治鼋Y(jié)果(wt%)

圖6 自然金共生碲化物元素掃面圖(a)自然金及碲化物BSE圖像；(b-f)Au、Ag、Te、Bi、S元素X射線能譜掃面圖Fig.6 X-ray mapping of telluride minerals associated with native gold(a) BSE image of native gold and tellurides; (b-f) X-ray mapping of Au, Ag, Te, Bi, S elements

(2)碲鉍礦：反射色呈淺灰白色，反射率略高于輝碲鉍礦，與輝碲鉍礦及自然金共生。本研究測(cè)得碲鉍礦中鉍元素含量為49.35%～53.88%，碲元素含量為45.52%～47.23%， 含微量的金、 銀等元素。與標(biāo)準(zhǔn)的碲鉍礦(Bi2Te3：Bi 52.20%，Te 47.80%)對(duì)比，相對(duì)貧碲。

表2 碲化物電子探針?lè)治鼋Y(jié)果(wt%)

續(xù)表2

圖7 260℃條件下logfTe2-logfS2相圖(據(jù)Afifi et al., 1988)po-磁黃鐵礦；bn-斑銅礦；ccp-黃銅礦Fig.7 logfTe2 vs. logfS2 phase diagram at 260℃ (after Afifi et al., 1988)po-pyrrhotite; bn-bornite; ccp-chalcopyrite

(3)碲銀礦：反射色呈暗灰色，與自然金及其他碲化物共生。本研究測(cè)得碲銀礦中銀元素含量為59.52%～63.63%，碲元素含量為35.60%～40.80%，含有微量的金、鎘等元素。與標(biāo)準(zhǔn)碲銀礦(Ag2Te：Ag 62.86%，Te 37.14%)對(duì)比，除個(gè)別樣品外，輕微富銀。

(4)碲鉍銀礦：反射色呈淺暗灰色，反射色相較于輝碲鉍礦較暗，介于輝碲鉍礦和碲銀礦之間，常與碲銀礦共生(圖6)。本研究測(cè)得碲鉍銀礦中碲元素含量為43.86%～47.70%，鉍元素含量為37.78%～43.07%，銀元素含量為10.77%～19.14%。與標(biāo)準(zhǔn)碲鉍銀礦(AgBiTe2：Te 44.61%，Bi 36.53%，Ag 18.86%)對(duì)比，相對(duì)富鉍，個(gè)別樣品中貧銀。

(5)碲鎳礦：相對(duì)于其他碲化物含量較低，僅在個(gè)別樣品中發(fā)現(xiàn)，反射色呈淡玫瑰色。本研究測(cè)得碲鎳礦中碲元素含量為81.00%～82.06%，鎳元素含量為18.18%～18.29%。與標(biāo)準(zhǔn)碲鎳礦(NiTe2：Te 81.30%，Ni 18.70%)對(duì)比，輕微富碲貧鎳。

5 討論

5.1 碲化物形成條件

碲逸度、硫逸度和溫度對(duì)碲化物的形成起了至關(guān)重要的作用。在一定的碲逸度條件下低溫有利于碲化物的形成，在相同的溫度下高碲逸度對(duì)碲化物形成有利(涂光熾，2000；劉家軍等，2013)。碲化物對(duì)成礦流體的硫逸度、碲逸度、pH值、溫度等條件的高度敏感性，可以作為限制金沉淀時(shí)物理化學(xué)條件的重要指標(biāo)(Afifietal., 1988；McPhail, 1995；Cook and Ciobanu, 2004；Tombrosetal., 2010)，有助于我們了解金成礦時(shí)的物理化學(xué)條件。

玲瓏金礦區(qū)明金礦石中的自然金和碲化物產(chǎn)出于石英-黃鐵礦階段，該階段流體包裹體均一溫度平均為260℃(李碧樂(lè)等，2009；Wenetal., 2015; Yangetal., 2016a; Guoetal., 2017)。結(jié)合礦物共生組合和成礦溫度，可對(duì)碲化物形成時(shí)的硫逸度和碲逸度條件進(jìn)行計(jì)算。成礦流體的碲逸度和硫逸度范圍通過(guò)Afifietal.(1988)建立的logfTe2-logfS2圖解來(lái)約束。根據(jù)與自然金共生的碲銀礦、碲鉍礦、輝碲鉍礦、碲鎳礦、碲鉍銀礦、及少量黃鐵礦和方鉛礦等礦物，而沒(méi)有出現(xiàn)碲金礦、碲鉛礦和磁黃鐵礦等礦物，初步判定玲瓏金礦區(qū)碲化物形成時(shí)期的碲逸度的范圍為-12.6

通常在一定的碲逸度條件下，低溫有利于碲化物的形成。在相同的溫度下，高fTe2/fS2對(duì)碲化物形成有利。在玲瓏金礦區(qū)石英-硫化物脈礦體中，僅在石英-黃鐵礦階段發(fā)現(xiàn)碲化物大量產(chǎn)出。自然金及共生碲化物賦存于石英及黃鐵礦裂隙及間隙中(圖8)，自然金及碲化物的形成晚于黃鐵礦。推測(cè)是由于黃鐵礦的形成，消耗了熱液體系中的硫，硫逸度下降，fTe2/fS2升高，導(dǎo)致碲化物形成。

5.2 成礦物質(zhì)來(lái)源與金富集機(jī)制

鉍為親地核地幔元素，在地殼中豐度較低(0.16×10-6)(Rudnick and Gao, 2014)。玲瓏金礦區(qū)大量碲、鉍礦物的出現(xiàn)，指示成礦物質(zhì)源區(qū)可能需要有較高的碲和鉍含量。研究表明玲瓏金礦區(qū)與礦體時(shí)空關(guān)系較為密切的基性巖脈及圍巖花崗巖中鉍含量也很低(胡寶群等，2014)，與地殼中鉍的豐度相近。因此，玲瓏金礦區(qū)鉍礦物的大量富集可能指示成礦物質(zhì)具有深成源區(qū)。碲同樣是親地核地幔元素，在地殼中豐度極低(5×10-9)(Wedepohl, 1995)，與碲相關(guān)的熱液礦床多與地?；蛘呱畈繋r漿活動(dòng)有著密切的聯(lián)系(Maoetal., 1995；毛景文和魏家秀，2000)。此外Heinetal.(2003)分析了大量洋底沉積物中的鐵錳結(jié)核發(fā)現(xiàn)其中碲的含量具有極高的異常值(0.06×10-6～205×10-6)。據(jù)估計(jì)洋底鐵錳結(jié)合中的碲資源量可達(dá)全球陸地的1.6倍(Heinetal., 2020)。結(jié)合其他穩(wěn)定同位素等證據(jù)，本文認(rèn)為洋殼俯沖過(guò)程中，富碲的洋底沉積物部分熔融可能是玲瓏金礦區(qū)富碲的重要原因(Cooketal., 2009b; Harrisetal., 2013)。這與Goldfarb and Santosh (2014) 提出的膠東地區(qū)金礦床成礦物質(zhì)來(lái)源與古太平洋板塊俯沖作用有關(guān)的觀點(diǎn)一致。

玲瓏金礦區(qū)流體包裹體研究表明，其成礦期流體性質(zhì)具有富CO2、中溫、低鹽度H2O-CO2-NaCl±CH4體系的特征(李碧樂(lè)等，2009；Wenetal., 2015; Yangetal., 2016a; Guoetal., 2017)。在這類(lèi)性質(zhì)流體中，金最有可能以金硫絡(luò)合物如Au(HS)2-的形式運(yùn)移(Pokrovskietal., 2009；Williamsetal., 2009；Phillips and Powell, 2010)。由于物理化學(xué)條件變化，造成Au(HS)2-絡(luò)合物的失穩(wěn)導(dǎo)致金沉淀。但是Au(HS)2-在流體中的溶解度較低，流體中金絡(luò)合物賦金能力是有限的，要形成明金尺度的大顆粒金是極其困難的，難以解釋玲瓏金礦區(qū)明金礦石中大顆粒自然金的成因。玲瓏金礦區(qū)明金樣品中的自然金普遍與碲-鉍礦物緊密共生，自然金與碲-鉍礦物形成平滑共結(jié)邊或固溶體分離結(jié)構(gòu)(圖8)，Te、Bi等元素與金的成礦過(guò)程是密切相關(guān)的。金雖然有較高的熔點(diǎn)(1064℃)，但在有低熔點(diǎn)親硫元素(LMCE)的參與下，他們所形成的多金屬熔體往往具有較低的熔點(diǎn)(Frostetal., 2002)。以Bi元素為例，自然鉍具有低熔點(diǎn)(271℃)，并且Bi熔體對(duì)Au具有極強(qiáng)的吸附能力。在含約13% Au的金-鉍熔體中，其熔點(diǎn)可低至241℃(T?rm?nen and Koski, 2005)。在Au-Ag-Te體系中，當(dāng)熔體中含有50% Au、15% Ag、和35% Te時(shí)，共晶熔體的熔點(diǎn)低至300℃左右(Cabri, 1965)。玲瓏金礦區(qū)石英-黃鐵礦階段成礦溫度或可滿(mǎn)足體系中多金屬熔點(diǎn)的要求。并且在較低氧逸度或富含CH4還原性熱液體系中，鉍熔體可與載金流體共存,而金可有效地從熱液流體分配進(jìn)入到鉍熔體相中(Toothetal., 2008)。熱力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)表明，含有約20×10-9的金熱液流體可與含42%金的金-鉍熔體共存。即使在含有0.2×10-9金的熱液中，也將與含有約5%金的熔體共存(Toothetal., 2011)。因此，即便金在流體中不飽和，在含有鉍等LMCE存在的情況下，也可以形成有經(jīng)濟(jì)開(kāi)采價(jià)值的礦床，可見(jiàn)LMCE熔體的賦金能力遠(yuǎn)超過(guò)含金熱液流體的賦金能力(Ciobanuetal., 2009)。玲瓏金礦區(qū)的成礦物理化學(xué)條件均滿(mǎn)足低熔點(diǎn)多金屬熔體的要求，結(jié)合觀察到的與自然金共生的大量碲鉍礦物，意味著金-銀-碲-鉍熔體是導(dǎo)致大顆粒可見(jiàn)金富集的關(guān)鍵。

玲瓏金礦區(qū)明金礦石自然金成色較高，平均為894(表1)，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)玲瓏金礦區(qū)自然金成色要略高于膠東其他金礦床自然金成色(表3)。研究中發(fā)現(xiàn)大量與自然金共生的碲銀礦、碲鉍銀礦，可能是由于含銀碲化物的形成消耗了體系中的銀含量(圖6)，提高了自然金的成色。

綜上，玲瓏金礦區(qū)碲、鉍的來(lái)源與地幔具有較密切關(guān)系，與金共生的碲鉍礦物大量出現(xiàn)顯示了成礦物質(zhì)深成、幔源的成因信息。碲、鉍等元素在金的超級(jí)富集機(jī)制方面起到了不可忽視的作用，玲瓏金礦區(qū)的大顆粒自然金的富集可能與金及碲、鉍等元素形成低熔點(diǎn)多金屬熔體有關(guān)。含銀碲化物消耗了體系中Ag的含量，提高了自然金的成色。

6 結(jié)論

(1)玲瓏金礦區(qū)明金礦石中的金礦物為含銀自然金，主要以裂隙金、粒間金、包體金形式賦存，金成色整體較高，平均為894。共發(fā)現(xiàn)了五種與自然金共生的碲化物，分別是輝碲鉍礦、碲鉍礦、碲銀礦、碲鉍銀礦和碲鎳礦，其中輝碲鉍礦含量最多。

(2)碲、鉍元素的大量富集，揭示了成礦物質(zhì)來(lái)源具有深成幔源的信息，膠東地區(qū)碲、鉍等物質(zhì)來(lái)源與古太平洋板塊俯沖相關(guān)。碲化物形成時(shí)成礦流體中碲逸度的范圍為-12.6

(3)玲瓏礦區(qū)大顆粒自然金的富集，與碲、鉍等元素結(jié)合形成低熔點(diǎn)金屬熔體有關(guān)，含銀碲化物的形成提高了自然金的成色。

致謝論文的完成得益于鄧軍院士的指導(dǎo)。感謝俞良軍老師對(duì)本文細(xì)心的審閱；感謝兩位匿名審稿人對(duì)本文提出了詳細(xì)的建設(shè)性意見(jiàn)。野外工作得到了山東黃金礦業(yè)(玲瓏)有限公司的幫助和支持；核工業(yè)北京地質(zhì)研究院邱林飛高級(jí)工程師、山東省地質(zhì)科學(xué)研究院李增勝高級(jí)工程師和舒磊高級(jí)工程師在樣品分析測(cè)試方面提供了幫助和支持，在此一并致謝。