青海勝利溝金礦床鉛同位素特征與礦床成因分析

黃亞，賴(lài)健清，樊俊昌,3

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青海勝利溝金礦床鉛同位素特征與礦床成因分析

黃亞1,2，賴(lài)健清1，樊俊昌1,3

（1.中南大學(xué)有色金屬成礦預(yù)測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，長(zhǎng)沙 410083；2.河南省煤炭地質(zhì)勘察研究總院，鄭州 450000；3.山金西部地質(zhì)礦產(chǎn)勘查有限公司，西寧810016）

勝利溝礦區(qū)位于柴北緣多金屬成礦帶上，該區(qū)域構(gòu)造環(huán)境復(fù)雜，成礦條件優(yōu)越。本文擬通過(guò)分析礦床地質(zhì)特征并結(jié)合鉛同位素特征，探討勝利溝金礦床的礦床成因。鉛同位素分布范圍較窄，在構(gòu)造模式圖的投影位置說(shuō)明礦石中鉛為地殼來(lái)源，并且主要可能是上地殼來(lái)源，成礦物質(zhì)均主要來(lái)源于與俯沖造山作用有關(guān)的地幔和地殼的混合。

鉛同位素；金礦床；成因；勝利溝

青海省勝利溝金礦區(qū)位于柴北緣陸內(nèi)裂谷帶的賽什騰山－布赫特山多金屬成礦帶上。區(qū)內(nèi)不同類(lèi)型的巖漿活動(dòng)頻繁，斷裂構(gòu)造發(fā)育，為金礦的形成具備了優(yōu)越的成礦地質(zhì)條件。自90年代起，在該成礦帶上陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一批金礦床，大多數(shù)礦床與這里的造山作用關(guān)系密切，且主要受構(gòu)造控制。目前已經(jīng)探明的有灘間山金礦床、青龍溝金礦床、大場(chǎng)金礦床、野駱駝泉金礦點(diǎn)等造山帶型金礦床。

Groves[1]等建議將與造山作用有關(guān)且主要受構(gòu)造控制的金礦床稱(chēng)為“造山型金礦床”。Goldfarb[2、3]、Kerrich[4]、張德全[6]等前人的大量研究表明造型型金礦具有如下共同特征：①礦床分布于大型復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造帶內(nèi)，代表著造山環(huán)境；②礦床的形成多與增生造山作用相關(guān)；③ 礦床圍巖蝕變程度一般為綠片巖相變質(zhì)，蝕變礦物組合為石英、碳酸鹽、云母、綠泥石、黃鐵礦（±鈉長(zhǎng)石）等；④礦床受構(gòu)造控制明顯，通常位于一級(jí)大型構(gòu)造帶的附近，主要產(chǎn)在二級(jí)或更次一級(jí)構(gòu)造系統(tǒng)中，礦床的形成則發(fā)生在韌、脆性變形的轉(zhuǎn)換階段；⑤礦床形成一般形成于同造山過(guò)程的峰變質(zhì)期或峰期變質(zhì)之后；⑥成礦流體為低鹽度富水含碳流體，流體不混溶特征顯著；⑦該類(lèi)礦床的Au/Ag值較高，平均為5，金主要以AuHS（H2S）配合物形式存在。

勝利溝金礦發(fā)現(xiàn)時(shí)間較短，基礎(chǔ)地質(zhì)工作程度較低，研究工作較為薄弱，制約了對(duì)礦床成因和礦產(chǎn)勘查的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。

1 礦區(qū)成礦地質(zhì)背景

勝利溝礦區(qū)位于柴北緣陸內(nèi)裂谷帶，是中央造山帶－秦祁昆褶皺系的一部分，也是典型的復(fù)合造山帶[5]。自北向南，包含了9個(gè)三級(jí)構(gòu)造區(qū)帶（圖1）。

構(gòu)造分區(qū)：Ⅱ13-祁連；Ⅱ21-龍布魯克；Ⅱ22-柴北；Ⅱ23-柴達(dá)木；Ⅱ24-昆北；Ⅱ25-昆中；Ⅱ26-昆南；Ⅲ1-宗務(wù)隆山-青海南山；Ⅲ2-阿尼瑪卿；Ⅲ3-北巴顏喀拉。斷裂：ALT.F-阿爾金；WH.F-哇洪山；ZW.F-宗務(wù)隆山；NQ.F-柴北緣；CKL.F-昆中；SKL.F-昆南；NBH.F-北巴顏喀拉

勝利溝礦區(qū)含礦地層為一套下古生界淺變質(zhì)火山－沉積巖，前人定為上奧陶統(tǒng)灘間山群（O3tn）。從下到上分為4個(gè)巖組，勝利溝礦區(qū)屬b巖組（O3tnb）。主要地層包括上奧陶統(tǒng)灘間山群第二巖組（O3tnb），分布廣泛，主要出露安山巖段（第三巖性段O3tnb3）和碎屑巖夾安山巖段（第四巖性段O3tnb4）（圖2）。

1-第四系；2-奧陶系灘間山群安山巖段；3-奧陶系灘間山群火山碎屑巖段；4-泥盆紀(jì)曲徑溝單元；5-加里東期花崗閃長(zhǎng)斑巖；6-斷層；7-逆斷層；8-礦體

勝利溝礦區(qū)構(gòu)造形跡嚴(yán)格受區(qū)域構(gòu)造控制，總體呈北西－南東向。斷層十分發(fā)育，總體上構(gòu)成規(guī)模大、變形弱及分散的韌性剪切帶，并伴隨有少量北東向張性斷層。北西向斷裂規(guī)模最大，而且活動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，控制了區(qū)域地層、巖漿巖的展布方向，對(duì)礦體的形成、產(chǎn)出起控制作用，大多數(shù)脈巖分布也受其控制。北東向、近南北向斷裂在區(qū)內(nèi)較少，規(guī)模小，錯(cuò)斷北西向斷裂，形成時(shí)間晚于北西方向斷裂。

礦石硫化物單礦物鉛同位素測(cè)試結(jié)果表 樣號(hào)礦物名稱(chēng)206Pb/204Pb207Pb/204Pb208Pb/204Pb模式年齡?mTh/U△β△γ SL-1方鉛礦18.33715.63738.1692669.543.6720.9130.10 SL-2方鉛礦18.31015.60338.0542449.483.6318.5826.03 SL-3方鉛礦18.35315.65838.2362809.583.6922.3532.52 SL-4方鉛礦18.33515.63438.1562639.543.6620.7029.65 SL-5方鉛礦18.35415.65738.2372789.583.6922.2732.46 SL-6方鉛礦18.32315.62438.1252609.523.6520.0328.66 SL-7方鉛礦18.32815.62938.1512629.533.6620.3729.47 SL-8方鉛礦18.30015.60238.0582509.483.6318.5526.40 SL-9方鉛礦18.31915.62438.127262.89.523.6520.0528.84 SLG-09方鉛礦18.37415.68838.346300.59.643.7324.4136.42 測(cè)試單位：核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試研究中心（參數(shù)計(jì)算據(jù)路遠(yuǎn)發(fā)GeoKit軟件[8]）

礦區(qū)巖漿巖大多為加里東－華力西期的產(chǎn)物，巖漿巖根據(jù)巖石類(lèi)型分布有基性侵入巖體、中酸性侵入巖體和酸性侵入巖體。

礦區(qū)普遍出現(xiàn)黃鐵絹英巖化蝕變破碎帶，局部可見(jiàn)方鉛礦呈帶狀富集。自南至北劃分出兩個(gè)礦帶。兩個(gè)礦帶平面上呈北西－南東走向近似平行的條帶狀，剖面上亦近似平行呈似層狀、脈狀分布的空間展布特征。

勝利溝金礦體在平面上呈長(zhǎng)條狀、條帶狀，在剖面上呈似層狀、脈狀分布于北西向斷層破碎帶內(nèi)，產(chǎn)狀50°~60°∠45°~60°。

主要的圍巖蝕變類(lèi)型為硅化、黃鐵礦化、鉀化、絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化等。除了鉀化蝕變具有高溫蝕變特征，一般都是典型的中低溫?zé)嵋何g變。蝕變的主要特點(diǎn)是面型，分帶不明顯。黃鐵絹英巖化與金礦化密切相關(guān)。

礦石主要為石英－金屬硫化物型，通過(guò)野外及顯微鏡下觀察，確定礦區(qū)主要的金屬礦物為黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、自然金等；主要脈石礦物主要為鐵白云石、石英、絹云母、方解石以及綠泥石等。礦石主要結(jié)構(gòu)為中細(xì)粒自形－半自形粒狀結(jié)構(gòu)、它形粒狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、交代溶蝕結(jié)構(gòu)等；礦石的主要構(gòu)造類(lèi)型浸染狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造和網(wǎng)脈狀構(gòu)造。

通過(guò)在野外觀察到的礦脈穿插關(guān)系，并接合顯微鏡下礦物間的交代穿插關(guān)系，認(rèn)為礦區(qū)的礦化期次分大致分為兩期，即構(gòu)造熱液成礦作用期和表生淋濾期。構(gòu)造熱液成礦作用期又分為早中晚3個(gè)成礦階段。

2 樣品采集及測(cè)試結(jié)果

本次測(cè)試主要在礦區(qū)采集浸染狀、脈狀硫化物礦石，挑選單礦物，共采集10件樣品，均為方鉛礦。委托核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試研究中心進(jìn)行分析，所用儀器為IsoProbeT熱電離質(zhì)譜儀，同位素比值用NBS2981標(biāo)準(zhǔn)樣重復(fù)測(cè)試結(jié)果（208Pb/204Pb=16.923±3，207Pb/204Pb=15.467±3，206Pb/204Pb=36.733±6）所確定的單位原子質(zhì)量0.1%的分餾系數(shù)進(jìn)行校正，分析的總體誤差在0.05%以?xún)?nèi)。表1為鉛同位素測(cè)試結(jié)果以及相關(guān)參數(shù)計(jì)算結(jié)果。

3 討論

3.1 鉛同位素特征探討

從表1可以看出，勝利溝礦區(qū)礦石鉛208Pb/204Pb比值范圍為38.054~38.346，平均值為38.166，總體略低于39.000，顯示釷鉛微弱虧損；207Pb/204Pb比值范圍為15.602~15.688，均值為15.636，大于15.600，顯示鈾鉛富集；206Pb/204Pb比值范圍為18.300~18.374，均值為18.333；μ值9.48~9.64，平均值9.54，高于正常鉛μ值范圍（8.686~9.238）；該區(qū)礦石鉛同位素組成的Th/U值（3.63~3.73）相對(duì)均一，且接近隕石Th/U值（3.8）。

在Zartman-Doe圖解上可以看出：207Pb/204Pb-206Pb/204Pb圖中（圖3左）以及208Pb/204Pb-206Pb/204Pb圖中（圖3右）所有樣品落在造山帶和上地殼演化線(xiàn)之間并且大多靠近造山帶演化線(xiàn)附近，顯示該區(qū)鉛來(lái)源可能為上地殼。

A-地幔；B-造山帶；C-上地殼；D-下地殼

△γ-△β成因分類(lèi)圖解是追蹤礦石鉛源區(qū)的方法，具有很好的示蹤意義[9]。根據(jù)計(jì)算勝利溝礦區(qū)礦石鉛與同時(shí)代地幔的相對(duì)偏差，投影到過(guò)△γ-△β成因分類(lèi)圖解上（圖4），樣品投影到上地殼與地幔混合的俯沖帶鉛的范圍；在鉛同位素構(gòu)造環(huán)境判別圖5中，樣品都落入到造山帶范圍。以上特征表明成礦物質(zhì)均主要來(lái)源于與俯沖造山作用有關(guān)的地幔和地殼的混合。

1.地幔源鉛；2.上地殼鉛；3.上地殼與地幔混合的俯沖帶鉛（3a.巖漿作用；3b.沉積作用）；4.化學(xué)沉積型鉛；5.海底熱水作用鉛；6.中深變質(zhì)作用鉛；7.深變質(zhì)下地殼鉛；8.造山帶鉛；9.古老頁(yè)巖上地殼鉛；10.退變質(zhì)鉛

圖5 鉛同位素源區(qū)判別圖（底圖據(jù)路遠(yuǎn)發(fā)GeoKit軟件[8]）

LC-下地殼；UC-上地殼；OIV-洋島火山巖；OR-造山帶；A，B，C，D為各區(qū)域樣品相對(duì)集中區(qū)

3.2 礦床成因探討

勝利溝礦區(qū)礦體嚴(yán)格受構(gòu)造控制，區(qū)域上青龍溝－灘間山北西向大型剪切帶，控制了青龍溝、灘間山以及勝利溝等金礦床（點(diǎn)）。礦區(qū)內(nèi)北西向斷裂規(guī)模最大，而且活動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，控制了區(qū)域地層、巖漿巖的展布方向，對(duì)礦體的形成、產(chǎn)出起控制作用。

礦區(qū)圍巖蝕變蝕變的主要特點(diǎn)為面型，分帶不明顯，黃鐵絹英巖化與金礦化密切相關(guān)，絹云母化、微弱的硅化和碳酸鹽化遍及全礦區(qū)，礦體中或礦體近側(cè)強(qiáng)硅化、黃鐵礦化以及絹云母化發(fā)育，說(shuō)明含礦熱液富硅及CO2。勝利溝金礦區(qū)成礦流體具有中低溫、中低鹽度、含CO2等特點(diǎn)。

礦石鉛同位素組成較穩(wěn)定，礦石鉛主要來(lái)自上地殼。通過(guò)△γ-△β成因分類(lèi)圖解分析，樣品投影到上地殼與地?；旌系母_帶鉛的范圍。在鉛同位素構(gòu)造環(huán)境判別圖解上，樣品均落入造山帶范圍內(nèi)。以上特征表明成礦物質(zhì)均主要來(lái)源于與俯沖造山作用有關(guān)的地幔和地殼的混合。

隨著溫度的升高，驅(qū)使礦區(qū)成礦熱液沿大型剪切帶作大規(guī)模長(zhǎng)距離遷移、活動(dòng)，并在遷移過(guò)程中同時(shí)不斷淋取圍巖的成礦元素，形成礦區(qū)的含金流體。成礦熱液進(jìn)入礦區(qū)次級(jí)構(gòu)造（主要為北西向斷裂）后，由于構(gòu)造性質(zhì)轉(zhuǎn)換，物理化學(xué)條件也隨之改變，致使含金流體沉淀，形成金礦體[2]。這與區(qū)域上造山帶型金礦床的特點(diǎn)相吻合。

4 結(jié)論

1）礦區(qū)礦石鉛同位素比值較為穩(wěn)定，變化范圍較小，顯示為正常鉛的特征。通過(guò)△γ-△β成因分類(lèi)圖解以及鉛同位素構(gòu)造環(huán)境判別圖解，樣品都落入到造山帶范圍，表明成礦物質(zhì)均主要來(lái)源于與俯沖造山作用有關(guān)的地幔和地殼的混合。

2）礦區(qū)成礦作用形成于造山帶環(huán)境，碰撞造山過(guò)程帶來(lái)的成礦熱液沿著北西向韌性剪切帶升至地殼淺部次一級(jí)的NW向斷裂或者兩組斷裂的交匯處，在遷移過(guò)程中不斷淋取圍巖的成礦元素，由于壓力和溫度的下降，導(dǎo)致金以及金屬硫化物在有利的容礦構(gòu)造沉淀，具造山帶型礦床特征。

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Pb Isotope Geochemistry and Ore Genesis for the Shengligou Au Deposit in Qinghai

HUANG Ya1,2LAI Jian-qing1FAN Jun-chang1,3

(1-Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals, Ministry of Education, School of Geosciences and Info-Physics, Central South University, Changsha 410083; 2- Henan Research Institute of Coal Geological Survey, Zhengzhou 450000; 3-Shanjin Western Geological and Mineral Exploration Co. Ltd., Xining 810016)

The Shengligou gold deposit is located in northern Qaidam polymetallic metallogenic belt and characterized by its complicated tectonic settings and favorable ore-forming conditions. This paper discusses the genesis of the Shengligou gold deposit based on its geological characteristics and Pb isotope composition. The distribution range of lead isotopes is narrow. The projection position of lead isotope composition in the structural model diagram indicates the upper crustal sources. The ore material was derived from mixture of mantle and crust which was related with the subduction orogeny.

lead isotope; ore genesis; Shengligou gold deposit

P632+.7; P618.51

A

1006-0995（2015）01-0134-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.01.032

2013-12-23

黃亞（1983-），男，河南虞城縣人，工作于河南省煤炭地質(zhì)勘察研究總院，主要從事礦床學(xué)與找礦預(yù)測(cè)研究

項(xiàng)目資助：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局青藏專(zhuān)項(xiàng)(資[2008]青藏21-03號(hào)）