黄铁矿是主要的载金矿物，但控制金沉淀及其进入黄铁矿结构的机制尚不明确。已有研究表明，砷不仅可通过影响黄铁矿表面性质（如化学吸附）促进金的富集，还可通过诱导晶格缺陷从而影响金在黄铁矿中的赋存方式。除砷之外，在许多热液金矿系统中还普遍观察到Cu与Au的协同富集现象。然而，黄铁矿环带中的砷-金-铜共富集现象的成因及其对金成矿的具体控制作用仍不清楚。中国地质大学（北京）地球科学与资源学院博士研究生符佳楠在邱昆峰教授和于皓丞副教授指导下，联合国内外合作者，以西秦岭李坝超大型金矿床为研究对象，综合显微结构、微量元素地球化学，硫同位素分析和第一性原理计算，系统揭示了多期流体注入与黄铁矿环带形成之间的关系，明确了金在黄铁矿边缘富集的原子尺度机制。取得以下认识：

1.        李坝金矿床中的含金黄铁矿具有典型的核-幔-边结构（Py-1、Py-2、Py-3），其中Py-2a为富As-Au-Cu的过渡带，发育大量微孔与毒砂包裹体。黄铁矿不同环带之间 δ³⁴S 变化范围较小，并呈现由核心向边部逐渐降低、随后在最外层再次升高的趋势。该特征表明，成矿过程中并不存在多源硫混合，而是来源于单一硫源的流体系统。说明所有硫源自同一储库，流体为多期次连续释放。

2.        Py-2a中金含量显著升高，伴随黄铜矿、磁黄铁矿等矿物包裹体，指示成矿发生在低氧逸度与低硫逸度的还原环境中。硫逸度下降导致金过饱和并沉淀。耦合溶解-再沉淀反应在Py-1a和Py-2a中形成孔隙与包裹体，促进流体演化与元素迁移，是黄铁矿结构改造与金再活化的重要机制。

3.        第一性原理计算研究进一步揭示了 Cu 在黄铁矿结构中的作用机制。结果表明，铜的掺入可降低金进入黄铁矿晶格的能量，说明铜与砷共同作用为金在黄铁矿边缘富集创造了有利条件。

图1 李坝黄铁矿金富集模式图

本研究受到国家重点研发计划（2023YFE0125000）、国家自然科学基金（42303067)、自然资源部新一轮找矿突破战略行动科技支撑项目(ZKKJ202410)、深时数字地球前沿科学中心项目（2652023001）等项目资助。成果发表在《Geological Society of America Bulletin》：Fu, J.N., Yu, H.C.*, Gao, Z.Y., Christof, K., Liu, X., Michael, W., Richard, W., Franco, P., Zhou, L.L., Wang J.Y., Zhang, P.C., Qiu, K.F.*, 2026. Fingerprinting fluctuations in auriferous fluid chemistry in pyrite zonation: implications for ore-forming processes. Geological Society of America Bulletin, 138 (7-8): 2882–2896.

全文链接：https://doi.org/10.1130/B38578.1