青海省五龍溝金礦床的礦床特征及成因淺析

趙瑩

摘 要：青海省五龍溝金礦床是東昆侖成礦帶大型礦集區(qū)之一，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與研究意義。本文重點(diǎn)闡述了該礦床的地質(zhì)、地球化學(xué)特征，以及成礦期次，成礦流體的來源、性質(zhì)和成礦年齡。并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景、控礦地質(zhì)條件對(duì)其成礦機(jī)制進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：東昆侖成礦帶 五龍溝金礦床 成礦流體 成礦年齡 成礦機(jī)制

中圖分類號(hào)：P618 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）04（b）-0115-05

The Geological Characters and Genesis of the WuLongGou Deposit in Qinghai Province

Zhao Yin

（No.1 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources of Qinghai Province， Xining， Qinhai， 810000）

Abstract： WuLongGou gold deposits in Qinghai province is one of the large ore concentration area of east Kunlun metallogenic belt， which is of great economic value and research significance. This paper expounds the geology and geochemistry characteristics of the deposits. Furthermore， we also study the ore-forming period， the origin and nature of ore-forming fluid and ore-forming age. Based on above research， we conclude this paper with the discussion of the metallogenic mechanism.

Key Words：The East Kunlun Metallogenic Belt； WuLongGou Gold Deposits；Ore-forming FluidOre-forming Age；the Metallogenic Mechanism

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

五龍溝地區(qū)介于東昆侖昆中、昆北兩條深斷裂之間（圖1），區(qū)內(nèi)出露的地層有早元古代金水口群（Pt1J）、中元古代長城系（Pt2Ch）、晚元古代青白口系（Pt3Qb）及少量新生界地層。元古代地層巖系具有較高的Au含量，是金礦床相對(duì)密集產(chǎn)出的位置[2]，區(qū)內(nèi)大多數(shù)礦體都與這些古老的變質(zhì)巖系密切相關(guān)，如巖金溝金礦帶產(chǎn)出于金水口群中，打柴溝礦帶產(chǎn)于長城系小廟群中，石灰溝、紅旗溝金礦帶產(chǎn)于青白口系中。

研究區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)十分復(fù)雜，元古代、寒武紀(jì)、泥盆紀(jì)及三疊紀(jì)的侵入巖廣泛分布，致使地層多斷續(xù)出露，部分呈殘留體形式產(chǎn)出。侵入巖多為中酸性花崗巖類，其形成時(shí)間主要為元古代前興凱期、華力西期及印支期，巖石類型主要為I型、S型及A型花崗巖。地質(zhì)觀察發(fā)現(xiàn)金礦床常產(chǎn)在韌性剪切帶穿切的元古界與花崗巖巖體的內(nèi)外接觸帶附近[4]，表明礦床的形成與巖漿作用關(guān)系密切。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，是東昆侖地區(qū)的一個(gè)構(gòu)造密集分布區(qū)。斷裂主要有NW、NWW、NNW、NE、NS及EW六組，區(qū)域構(gòu)造形跡以3條NW-NNW向脆韌性剪切帶為特征：巖金溝、螢石溝-紅旗溝、三道梁-苦水泉剪切帶，構(gòu)成了五龍溝地區(qū)三個(gè)主要的控礦構(gòu)造帶（圖2），是本區(qū)尋找金礦體的有利地段。

五龍溝金礦區(qū)共劃定金礦化段7個(gè)（表1），分別為石灰溝、淡水溝、深水潭、紅旗溝、水閘東溝、黑石溝、中支溝礦段，礦石平均品位為0.18～33.51 g/t，其中以深水潭礦段礦化最強(qiáng)、含金量最大，礦體大多呈層狀或似層狀產(chǎn)出，沿北西、北北西方延伸、尖滅或再現(xiàn)。

通過野外觀察和室內(nèi)研究，礦石主要類型有（含金）黃鐵絹英巖化片麻花崗巖、毒砂黃鐵礦化硅化碎裂狀碳質(zhì)板巖、（含金）毒砂礦、毒砂磁黃鐵礦化蝕變絹云硅板巖、毒砂黃鐵絹英巖化片麻狀花崗巖、黃銅黃鐵礦化絹英巖化花崗巖、含黃鐵礦石英脈、磁黃鐵毒砂礦化碳質(zhì)絹英巖、蝕變輝石巖、含金黃鐵礦化蝕變斜長花崗巖。礦石結(jié)構(gòu)主要以半自形-它形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形粒狀結(jié)構(gòu)、它形粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、鱗片變晶結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)為主，包含結(jié)構(gòu)次之；礦石構(gòu)造主要為浸染狀-脈狀構(gòu)造。

2 礦物組合及圍巖蝕變

對(duì)較多的礦石及光片觀察表明，五龍溝金礦區(qū)內(nèi)礦石礦物組合較為簡單，金屬礦物主要以自然金、黃鐵礦、黃銅礦、毒砂、閃鋅礦、方鉛礦、磁黃鐵礦為主，磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、銅藍(lán)、白鈦礦、鈦鐵礦、白鐵礦、藍(lán)輝銅礦、輝銻礦次之，脈石礦物主要為長石、石英、云母，次含方解石、電氣石、絹云母、金紅石、榍石、鋯石、石墨等礦物。根據(jù)礦物分布特征、交代、穿插或包裹等關(guān)系，初步判定礦物的生成順序?yàn)椋菏S鐵礦、毒砂→磁黃鐵礦→閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、白鐵礦、鈦鐵礦、輝銻礦→自然金→銅藍(lán)、褐鐵礦。

區(qū)內(nèi)圍巖蝕變十分強(qiáng)烈，主要蝕變類型有黃鐵礦化、硅化、絹云母化、高嶺土化、碳酸鹽化。其中硅化、絹云母化、高嶺土化、黃鐵礦化蝕變組合的蝕變強(qiáng)度與金礦化具有正相關(guān)關(guān)系（圖3）；而黃鐵礦是主要的載金礦物，通常作為尋找金礦床的重要標(biāo)志。礦區(qū)硅化較為發(fā)育，多見石英細(xì)脈、網(wǎng)脈呈透鏡狀、串珠狀或彎曲脈狀沿構(gòu)造裂隙、片理、片麻理方向產(chǎn)出，脈體兩側(cè)圍巖多發(fā)生烘烤褪色蝕變現(xiàn)象；石英脈旁多發(fā)育交代式硅化形成淺色蝕變巖。硅化強(qiáng)度與礦化密切相關(guān)，一般來說，硅化強(qiáng)度大，石英細(xì)脈及網(wǎng)脈發(fā)育，金的礦化強(qiáng)度則越大。本區(qū)絹云母化多在賦礦地層、糜棱巖和脈巖中發(fā)育，但與金礦化關(guān)系密切的絹云母化僅局限于硅化強(qiáng)烈的部位。

依據(jù)礦物組合及礦物生成順序，五龍溝金礦可以劃分為多金屬礦化熱液期、金礦化熱液期及表生氧化期，其中金礦化期為金礦主要的成礦期，又分為黃鐵絹英巖化金礦化階段、硅化毒砂化金礦化階段、輝（鐵）銻礦化金礦化階段、石英黃鐵礦化金礦化階段、碳酸鹽化階段；各階段礦物共生組合、圍巖蝕變及溫度，壓力等成礦條件見于表2。

3 礦床成因

3.1 成礦物質(zhì)來源

對(duì)區(qū)內(nèi)各地質(zhì)體中的Au元素含量統(tǒng)計(jì)如表3，古元古代金水口群、新元古代青白口紀(jì)丘吉東溝組、祁曼塔格群均明顯高于泰勒值，以祁曼塔格群變火山巖組含金最高，平均值達(dá)14.61×10-9，為泰勒值的3.5倍，其中基性火山巖、變角閃安山巖更高達(dá)91.42×10-9和31.0×10-9，為泰勒值的 8～25倍。丘吉東溝組淺變質(zhì)巖系的硅質(zhì)巖、砂泥質(zhì)板巖、石英片巖等各類巖石的含金量平均值為9.20×10-9，為泰勒值的2.3倍。金水口群的各類片麻巖、碳酸鹽巖的金含量為5.02～10.0×10-9，平均值為6.99×10-9，為泰勒值的1.75倍。各地質(zhì)單元的Au元素含量值表明，本區(qū)地層具有較高的Au背景值，可能為金成礦提供了充足的物質(zhì)來源。而圍巖及黃鐵礦中S同位素研究表明：圍巖S同位素組成（δ34S為4.74‰～ 6.86‰）與礦石（δ 34S為3.26‰～5.32‰）相近，也表明二者具有相同的成礦物質(zhì)來源。礦區(qū)侵入巖Au平均含量為7.63～12.16×10-9，為泰勒值的2～3倍，對(duì)金礦石與侵入巖的地球化學(xué)研究顯示礦石的稀土元素配分模式與閃長玢巖類巖脈十分相似，表明成礦物質(zhì)來源于印支期的中酸性巖漿活動(dòng)具有一定的關(guān)系。

3.2 成礦流體

對(duì)不同期次的礦物及共生的脈石礦物包裹體進(jìn)行了溫度，pH值，及Eh值得測定，結(jié)果列于表2。可見礦床的成礦溫度為215℃～600 ℃，為中低溫-中溫礦床，從成礦早期到晚期，成礦溫度降低；成礦流體的PH值4.09～6.08，為弱酸性～中性，從早期到晚期，成礦流體由中性向酸性演化；成礦流體的Eh值為0.523～0.766 V，為弱還原條件，隨著成礦作用的進(jìn)行，還原條件有所減弱。而金礦石中硫化物包裹體水為δD為-57.32‰～-75.24‰，落入巖漿水的δD=-40‰～-80‰范圍內(nèi)，說明成礦熱液源自巖漿。

3.3 成礦時(shí)代

前人對(duì)五龍溝地區(qū)的剪切帶變形和成礦時(shí)代進(jìn)行過較深入的研究（如表3）[6～10]。對(duì)該區(qū)巖漿活動(dòng)、變形及成礦有如下認(rèn)識(shí)：（1）區(qū)內(nèi)控礦剪切帶的年齡為216～240 Ma，剪切帶糜棱巖的年齡為399～439 Ma；（2）區(qū)內(nèi)最晚活動(dòng)的巖漿活動(dòng)-紅石嶺鉀長花崗巖及外灘雜巖體年齡為209～228 Ma；（3）礦化巖石礦石的年齡采用Rb-Sr、K-Ar、Ar-Ar法獲得的年齡變化范圍較大，主要集中于175 Ma～275 Ma，由于Rb-Sr、K-Ar、Ar-Ar法等定年方法得到的只是蝕變礦物或礦化圍巖的年齡，蝕變礦物通常早于或者晚于成礦年齡，故其年齡并不能準(zhǔn)確的反應(yīng)成礦年齡，而只能作為參考；（4）方鉛礦的Pb同位素模式年齡分別為210 Ma，礦石的磷灰石裂變徑跡年齡為200.5 Ma，礦化流紋斑巖的鋯石U-Pb年齡為210 Ma，礦化閃長玢巖全巖Rb-Sr年齡為209.09 Ma，這表明200～210 Ma時(shí)，可能發(fā)生了主要礦化事件。另外，鋯石及磷灰石熱年代學(xué)分析顯示礦區(qū)經(jīng)歷了2次升溫和降溫過程，表明具有多期次成礦的特征[5]。

在以上工作基礎(chǔ)上，“青海省都蘭縣五龍溝地區(qū)金礦成礦規(guī)律研究及大比例尺成礦預(yù)測”項(xiàng)目對(duì)其它的剪切帶圍巖和礦石再次進(jìn)行了測年，共取得12個(gè)年齡數(shù)據(jù)。其中反映成礦時(shí)代的礦石樣品8個(gè)，采自紅旗溝、打柴溝、黑石山等地，在成都理工大學(xué)采用ESR方法測定；反映韌性剪切帶變形時(shí)代的2個(gè)樣，采自巖金溝和打柴溝剪切帶，在中科院廣州所采用Ar-Ar法進(jìn)行測定，獲得坪年齡和等時(shí)線年齡共4個(gè)。12個(gè)年齡數(shù)據(jù)中，韌性剪切帶樣品的年齡主要集中于240 Ma左右；礦石樣品年齡主要集中于235～197 Ma；金、銅、鉛鋅礦石的石英HAESRDQ年齡則主要為91.9～21 Ma。這表明圍巖的韌性剪切作用完成于240 Ma左右的印支早期；到晚印支-早燕山期時(shí)（235～197 Ma）區(qū)內(nèi)則以脆性變形為主，并發(fā)生第一期礦化事件，燕山晚期到喜馬拉雅期，由于受到巖漿活動(dòng)及構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，再次發(fā)生了脆性變性及晚期礦化事件。

綜上所述，五龍溝地區(qū)自變質(zhì)基底形成以來，經(jīng)歷了多期構(gòu)造變形及巖漿活動(dòng)[11]：晉寧-加里東期，基底裂陷，深源巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，生成超基性-基性侵入巖，本次巖漿活動(dòng)可能是區(qū)內(nèi)最早的巖漿活動(dòng)；海西期，昆中斷裂帶俯沖作用形成了北西向韌性剪切帶及一系列超基性-基性巖；印支-燕山期，該區(qū)發(fā)生了規(guī)模性的右行走滑作用，韌性剪切帶發(fā)生脆性復(fù)合，在北西向韌性剪切帶的基礎(chǔ)上形成一系列次級(jí)斷裂組合，為該區(qū)礦體就位提供了空間位置。自加里東期，早期深源超基性-基性巖漿在構(gòu)造作用下不斷的發(fā)生部分熔融及結(jié)晶分異作用，最終形成了中酸性巖漿及深源流體，并將地殼及巖體中的金富集其中；初期的成礦流體近于中性，處于還原環(huán)境，富含較多的[HS]-，因此在流體運(yùn)移過程中，又進(jìn)一步萃取圍巖中的Au元素，最后在印支-燕山期，中酸性巖漿侵位，形成了紅石嶺鉀長花崗巖體及外灘雜巖體，而成礦流體由于地球化學(xué)障的作用在先前斷裂破碎帶以及巖體與圍巖接觸帶發(fā)生礦化；進(jìn)入喜山期以后，區(qū)域發(fā)生東西向的斷裂活動(dòng)，斷裂多以正斷層為主，區(qū)域發(fā)生差異隆升及風(fēng)華剝蝕作用，構(gòu)造作用可能帶來深部的巖漿熱液再次成礦。

五龍溝金礦集中區(qū)是東昆侖成礦帶典型的礦集區(qū)之一[1]，其位于青海省都蘭縣，區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)豐富，發(fā)育銅、鉛、鋅、鐵、金、銀等多金屬礦床，其中以金礦床規(guī)模最大，最具經(jīng)濟(jì)價(jià)值，目前已發(fā)現(xiàn)金礦點(diǎn)30余處，探明金礦儲(chǔ)量86萬噸，被認(rèn)為是青海省最具資源潛力的金礦集中區(qū)之一[2]。

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