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戈枕金矿带位于海南岛西部,是岛内最重要的金成矿带,自北东向南西依次分布土外山、抱板、二甲、不磨等14个金矿床与金矿点。土外山金矿位于戈枕金矿带北东段,矿石类型为蚀变糜棱岩型。对围岩花岗质糜棱岩开展锆石LA-ICP-MS U-Pb测年及Lu-Hf同位素分析表明其原岩花岗质岩体形成于1440Ma,源区为新生地壳与古老地壳的混合,形成于大陆裂谷环境。土外山金矿围岩蚀变主要有硅化、黄铁矿化、绢云母化、碳酸盐化和绿泥石化。根据矿脉穿切关系将土外山金矿成矿作用划分为早阶段石英-黄铁矿-毒砂±磁黄铁矿组合;中阶段石英-黄铁矿-多金属硫化物组合;晚阶段石英-方解石组合。包裹体岩相学观察与显微测温显示各阶段成矿流体包裹体均一温度为280～324℃、211～303℃和 147～259℃,盐度为 6.20%～9.98%NaCleqv、1.74%～10.73%NaCleqv和0.18%～10.11%NaCleqv,成矿热液具有中温、低盐度、富CO2特征。含金石英脉H-O同位素分析表明,成矿热液δ18OSMOW值为8.1‰～13.7‰,δDSMOW值为-75.9‰～-54.4‰,518OH2O值为4.0‰～11.5‰,显示成矿热液以变质热液为主,可能含有少量岩浆热液的混入。主成矿阶段发育各类型包裹体以及对CO2三相包裹体进行V-X投图显示,流体减压沸腾可能为金沉淀的重要机制。矿石中黄铁矿δ34S值为4.5～7.9‰,均一程度高,暗示区域变质来源。典型构造-蚀变-矿化剖面的主微量元素分析显示水岩反应也是土外山金矿金沉淀的重要机制。对含金石英脉中热液绢云母开展40Ar-39Ar测年获得243±2.3 Ma的成矿年龄,结合海南岛晚古生代-早中生代区域构造演化,认为土外山金矿形成于印支陆块与华南陆块同碰撞向碰撞后转换的构造背景。综合土外山金矿矿床地质特征、围岩蚀变、成矿流体特征与控矿构造,认为土外山金矿属于造山型金矿。对围岩抱板群石英云母片岩中白云母开展40Ar-39Ar测年获得356.8±0.9 Ma的变质年龄,代表了抱板群角闪岩相变质的最小年龄。根据造山型金矿变质脱流体成矿模式,抱板群地层在成矿前已经历了角闪岩相变质,因此无法为成矿提供变质流体及S与Au等成矿元素。推断戈枕剪切带下盘奥陶纪-志留纪浅变质地层在深部的区域变质脱流体作用为土外山金矿提供了成矿所需的变质流体及S与Au等成矿元素,建立了 土外山金矿变质脱流体成矿模式。