中國科學院礦物學與成礦學重點實驗室研究團隊與澳大利亞Curtin大學地球科學研究所（TIGeR）合作，利用黃鐵礦“指紋”刻畫了金礦床成礦流體的脈動與演化。相關研究近日發表于《礦床》（Mineralium Deposita）。
石英脈型金礦床以多期流體成礦為主要特征，根據金礦床中巖脈/礦脈的穿切關系以及相關熱液礦物的形成年齡可以約束不同成礦階段（成礦前、主成礦、成礦后）流體的性質。但如何限定某一成礦階段成礦流體性質的變化及其控制因素對刻畫金成礦過程和探究金富集機制更為重要。黃鐵礦是石英脈型金礦床中常見的貫通礦物，已結晶的黃鐵礦在后期流作用下會發生多種變化并形成相應的次生顯微結構，這種“指紋”結構攜帶了平衡流體的組成與物理化學信息，為揭示金礦床的形成機制提供了獨特手段。
五龍金礦床是遼東半島最大金礦床，其含金石英脈通常由數十至數百條毫米-厘米級的多金屬硫化物細脈組成，不同期次形成的黃鐵礦成分接近，難以區分其形貌和生長環帶。研究人員利用多種高精度原位微區分析技術，對黃鐵礦進行了高空間分辨率的研究。電子背散射衍射（EBSD）分析顯示，多金屬硫化物細脈中包含3期黃鐵礦，其中第1期（Py1）和第2期（Py2）具有不同的成分和塑/脆性變形顯微結構，而第3期（Py3）細粒的黃鐵礦則是粗粒Py1/Py2在壓力作用下動態重結晶的產物。通過微區X射線熒光（μ-XRF）、電子探針（EMPA）、原子探針（APT）和高分辨透射電鏡（HRTEM）的分析，發現Bi-Te礦物是石英脈中主要的載金礦物。
黃鐵礦“指紋”結構和成分分析顯示，五龍金礦床主成礦階段受物理化學性質顯著差異的兩期流體控制，早期高溫還原性流體誘發Py1的溶解以及Bi-Te礦物以液態熔體形式析出，晚期流體導致了含砷黃鐵礦Py2的結晶；而Bi-Te液態熔體對流體中金具有超強的富集能力，這可能是促使金富集成礦的主要原因。
該研究為發現和解譯石英脈型金礦中黃鐵礦復雜顯微結構提供了一個典型范例，對其它類型的熱液礦床的成因研究也有重要啟示。