《Journal of African Earth Sciences》：Weathering processes and the role of combined chlorite-dolomite as main neutralizing agents of acidic fluids in the Cu(-Pb-Zn-Ag) Bou Skour supergene deposit (Eastern Anti-Atlas, Morocco)
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摩洛哥Bou Skour铜多金属矿床次生矿物化过程研究表明，寒武纪-奥陶纪火山岩中的硫化物矿化与氯ite、白云石及石英脉共生。酸性流体经氯ite-白云石双重中和作用后，形成碳酸盐、硅酸盐及砷酸盐等次生矿物组合，导致氧化带内矿物分带与序列演化受限。该机制揭示了矿床地球化学演化规律，对评估超基因矿床经济潜力具有重要参考价值。
朱利安·普特（Julien Poot）|雷米·斯塔努斯（Remi Stanus）|穆罕默德·埃尔-阿兹米（Mohammed El Azmi）|奥古斯丁·德科宁克（Augustin Dekoninck）|卢·马查（Lhou Maacha）|加埃唐·罗谢兹（Ga?tan Rochez）|穆罕默德·布阿卜德拉（Mohammed Bouabdellah）|约翰·扬斯（Johan Yans）
纳慕尔大学（Université de Namur）生命、地球与环境研究所（Institute of Life, Earth and Environment, ILEE）地质系，布鲁塞尔路61号，5000纳慕尔，比利时
摘要
Bou Skour矿床的Cu(-Pb-Zn-Ag)矿化特征在于，其初次矿化（热液作用）与克里奥纪和埃迪卡拉纪火成岩中的绿泥石、白云石和石英脉有关。该矿床经历了风化作用，导致原生硫化物氧化、酸性流体形成/中和以及次生矿物的新生成，这些次生矿物包括碳酸盐、硅酸盐和砷酸盐。Bou Skour矿床中的酸性流体中和过程相当独特，主要发生在含有初次矿化的绿泥石和/或白云石脉内部及周围。绿泥石通常不被视为主要的中和剂，但在Bou Skour矿床中却对次生矿物的形成起着重要作用。绿泥石和白云石的双重中和作用，加上原始矿物的多样性以及与脉相关的裂隙，极大地影响了次生矿化的模式和序列，形成了氧化带受限的区域，这些区域是风化剖面的不同部分相互交汇和重叠的地方。理解这些机制对于揭示矿床的矿物演化及其经济潜力至关重要。
引言
由于超基因矿床（supergene deposits）具有较高的品位、较大的产量、在早期采矿阶段的可开采性以及相对较低的开采成本（Reich和Vasconcelos，2015），它们越来越受到人们对于铜（Cu）、锰（Mn）、铝（Al）、镍（Ni）和钴（Co）等金属的关注。这些矿床形成于地球的关键带（Critical Zone，Brantley等人，2007），在这里大气圈、水圈、生物圈和岩石圈之间的相互作用驱动了复杂的风化反应，从而迁移、重新分配和富集了金属。近年来，超基因环境作为关键原材料（CRMs）的替代来源重新引起了人们的兴趣，例如离子吸附粘土中的稀土元素（REE）（Borst等人，2020）和喀斯特铝土矿（Mondillo等人，2019），以及超基因非硫化矿中的锗（Ge）、铟（In）和镓（Ga）（Choulet等人，2019；Bouabdellah等人，2021）。因此，超基因系统既是近地表地球化学过程的档案，也是能源和数字转型所需战略元素的储存库。
尽管在理解超基因矿化方面取得了进展，但关于控制流体演化和中和作用的地球化学因素仍存在许多不确定性。虽然碳酸盐（如白云石、方解石）作为中和剂的作用已得到充分证实，但硅酸盐矿物在缓冲酸性超基因流体中的作用仍不明确且记录较少。
位于摩洛哥东部安蒂-阿特拉斯山脉（Eastern Anti-Atlas）的Bou Skour矿床为研究这些机制提供了理想的环境。该矿床位于埃迪卡拉纪Ouarzazate群的火山岩和深成岩中，以安山岩、花岗闪长岩和花岗岩为主，并被一组显著的流纹岩脉侵入（El Azmi等人，2014；Bouabdellah等人，2016；Aabi等人，2021）。这些岩石中局部存在含有原生硫化物的绿泥石脉、白云石脉和石英脉（Bouabdellah等人，2016；Aabi等人，2021）。这些脉在风化过程中起着关键作用，尤其是在流体中和方面，形成了一个尚未得到充分研究的超基因矿化带。本研究旨在：（i）描述次生矿物组合及其在风化剖面中的分布；（ii）评估绿泥石和白云石作为酸性流体中和剂的作用；（iii）重建形成Cu–(Pb–Zn–Ag)超基因矿床的风化序列。
区域和局部地质背景
安蒂-阿特拉斯山脉具有复杂的地质结构，这种结构是由多次构造和地质动力学事件塑造的（例如，Gasquet等人，2008；Michard等人，2017；Soulaimani等人，2018）。该地区包含多个前寒武纪侵入体，以其丰富的多金属矿床而闻名（例如Imiter、Tazalaght、Agoujgal、Tizert、Jbel Rhals、Jbel Klakh）（Cheilletz等人，2002；Verhaert等人，2018，2020；Poot等人，2020），尤其是在其东部区域（Bouabdellah和Slack，2016；Amina等人）
材料与方法
2023年3月采集了60个样本，其中25个样本被选用于本研究，包括围岩、原生矿石及其超基因衍生物（图1B）。对这些样本的分析包括透射光显微镜和反射光显微镜观察、扫描电子显微镜（SEM）分析、X射线衍射（XRD）以及全岩主要元素和微量元素分析
含硫化物的矿化
含硫化物的矿化主要发生在花岗闪长岩（BOU57）、花岗岩（BOU58）或安山岩（BOU59）中（图3）。绿泥石、石英和白云石（或方解石）（BOU41、42、60）是主要的脉石相，但也可能以脉状或细脉的形式存在（图4）。大多数围岩都经历了强烈的热液蚀变（ESM1，图5）。
花岗闪长岩由石英、斜长石、钾长石、黑云母和角闪石组成（样本BOU57）。观察到黑云母的绿泥石化现象（膨胀的绿泥石）。
讨论
我们的数据表明，Bou Skour矿床的深成矿化经历了以下连续的风化过程：i) 原生矿物的氧化和富含金属的酸性流体的形成；ii) 这些酸性流体主要通过绿泥石和白云石被中和；iii) 次生矿物的新生成。这些过程使我们能够提出一个该Cu(-Pb-Zn-Ag)矿床的超基因模型，突出了一个相当不寻常的演化序列
结论
Bou Skour矿床的Cu(-Pb-Zn-Ag)矿化特征在于，大量的原生硫化物存在于克里奥纪的安山岩和花岗闪长岩中。这些硫化物形成于不同的热液事件中，主要与绿泥石、白云石和/或石英相关，它们分布在切割火成岩的拉伸性脉中。该矿床经历了化学风化作用，导致原生硫化物氧化并生成了次生矿物
作者贡献声明
穆罕默德·埃尔-阿兹米（Mohammed El Azmi）：研究工作。朱利安·普特（Julien Poot）：撰写初稿、方法论制定、研究实施、数据分析、概念化。雷米·斯塔努斯（Remi Stanus）：撰写、审稿与编辑、研究实施、数据分析。约翰·扬斯（Johan Yans）：撰写、审稿与编辑、监督、研究实施。加埃唐·罗谢兹（Ga?tan Rochez）：研究实施、数据分析。穆罕默德·布阿卜德拉（Mohammed Bouabdellah）：撰写、审稿与编辑、验证。奥古斯丁·德科宁克（Augustin Dekoninck）：撰写、审稿与编辑、数据分析。卢·马查（Lhou Maacha）：验证、资源整理
未引用参考文献
Boni和Mondillo，2015；Choulet等人，2014；Goleiowska等人，2010；Google Earth Pro 7.3.6.10201，2023；Reichert和Borg，2008。
利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
我们感谢欧盟委员会通过Erasmus+项目为这项研究提供财政支持（项目编号：23MSINA01 - 2023-1-BE01-KA171-HED-000144815）。同时，我们也感谢纳慕尔大学（UNamur）PC2平台的N. Tumanov和J. Wouters记录XRD光谱数据。本研究使用了纳慕尔大学“形态-成像技术平台”（Plateforme Technologique Morphologie–Imagerie）的电子显微镜服务资源。
