青海省果洛龍洼金礦多因復(fù)成成礦作用

賴(lài)健清，鞠培姣，周 鳳

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青海省果洛龍洼金礦多因復(fù)成成礦作用

賴(lài)健清1, 2，鞠培姣1, 2，周 鳳1, 2

(1. 中南大學(xué) 有色金屬成礦預(yù)測(cè)與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410083；2. 中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，長(zhǎng)沙 410083)

果洛龍洼金礦位于東昆侖造山帶東段，華力西?印支期是最重要的成礦期。礦體受近東西向斷裂控制，地層為礦源層和隔擋層，對(duì)礦質(zhì)進(jìn)行圈閉，變質(zhì)熱液及巖漿提供熱源和物質(zhì)。成礦作用分為變質(zhì)熱液期和巖漿熱液期，前者包括乳白色石英脈階段(A)和含金石英黃鐵礦階段(B)，為主成礦期，后者對(duì)應(yīng)石英硫化物再富集階段(C)，起疊加改造作用。綜合穩(wěn)定同位素及包裹體的特征，從多因復(fù)成的角度探討其成礦作用。穩(wěn)定同位素反映成礦物質(zhì)及流體為多來(lái)源。包裹體研究表明：B、C階段發(fā)育3種包裹體：I型水溶液包裹體、II型水溶液-CO2包裹體、III型純CO2包裹體。B階段發(fā)育的3種包裹體溫度集中于260~360℃，I型、II型包裹體鹽度分別為10.70％~22.69%和3.52%~12.42%，流體可能來(lái)源于變質(zhì)熱液，屬變質(zhì)熱液期。C階段發(fā)育I型包裹體及少量II型包裹體，溫度集中于160~320℃，I型、II型包裹體鹽度分別為15.90％~23.32％和10.62%~13.57%，成礦熱液可能主要來(lái)源于巖漿熱液，為巖漿熱液期。礦床在變質(zhì)熱液期成礦，后期受到巖漿熱液疊加改造，礦質(zhì)進(jìn)行再富集。因此，礦床具多大地構(gòu)造階段、多控礦因素、多成礦物質(zhì)來(lái)源、多成礦作用及多成因類(lèi)型，屬多因復(fù)成礦床。

成礦作用；多因復(fù)成；果洛龍洼金礦

東昆侖造山帶位于青藏高原東北緣，在構(gòu)造上具有多島洋、軟碰撞和多旋回造山的特征[1]，是我國(guó)著名的成礦帶之一，素有“金腰帶”之稱(chēng)。果洛龍洼金礦區(qū)位于東昆侖東段昆中隆起南緣溝里地區(qū)[2]，有研究者對(duì)該礦床的地質(zhì)?地球化學(xué)特征[3?4]、成礦物質(zhì)來(lái)源[5?6]、礦床成因等進(jìn)行較為詳細(xì)的研究。流體包裹體及氫氧同位素研究表明成礦流體具有多來(lái)源性[7]，東西向構(gòu)造、晚古生代碳硅泥建造和華力西?印支期的巖漿活動(dòng)均為重要的成礦因素[6]。在成礦物質(zhì)來(lái)源及礦床成因方面存在著爭(zhēng)議：一種觀點(diǎn)認(rèn)為其成礦物質(zhì)來(lái)自于深部巖漿，為典型的造山型金礦，是與華力西?印支期中酸性巖漿活動(dòng)有關(guān)的中溫?zé)嵋盒徒鸬V 床[4, 8]，也有學(xué)者認(rèn)為成礦物質(zhì)來(lái)自于早期陸緣海相火山噴發(fā)形成的礦源層，后期受到韌性剪切活動(dòng)及巖漿活動(dòng)改造而成礦，屬于構(gòu)造?巖漿疊加改造成礦系統(tǒng)的剪切帶型礦床[6]，文雪峰等[5]則認(rèn)為成礦物質(zhì)來(lái)源于早期的熱水沉積建造，后期受到擠壓、變形變質(zhì)作用而形成了韌性剪切帶型金礦床。但前人均未對(duì)礦床成因提出十分可靠的地質(zhì)依據(jù)，亦未對(duì)成礦流體特征作深入探討。本文作者通過(guò)綜合穩(wěn)定同位素及流體包裹體特征，從多因復(fù)成的角度對(duì)果洛龍洼金礦床的成礦作用進(jìn)行了研究。

1 大地構(gòu)造演化

研究區(qū)位于青海省都蘭縣溝里地區(qū)，大地構(gòu)造位置為柴達(dá)木地塊的東南緣東昆侖造山帶東段[9]，按地洼學(xué)說(shuō)理論，其構(gòu)造分區(qū)屬祁連?昆侖地洼區(qū)東南部(見(jiàn)圖1)。東昆侖構(gòu)造帶呈近東西向延伸，經(jīng)歷了復(fù)雜的地質(zhì)演化歷史，受到加里東期、華力西期、印支期以及燕山期的疊加和改造，形成了規(guī)模宏大的花崗變質(zhì)雜巖帶[8]，金屬元素富集成礦作用也極為強(qiáng)烈。其中加里東期構(gòu)造?巖漿活動(dòng)劇烈，華力西期的海相火山活動(dòng)發(fā)育，對(duì)區(qū)內(nèi)礦床的形成起重要的作用。

圖1 果洛龍洼金礦床區(qū)域地質(zhì)略圖(據(jù)文獻(xiàn)[15]修改，大地構(gòu)造圖據(jù)文獻(xiàn)[16]修改)：1—第四系；2—下二疊統(tǒng)；3—下石炭統(tǒng)哈拉郭勒組；4—納赤臺(tái)群；5—古元古界金水口群；6—印支期花崗巖；7—華力西期花崗閃長(zhǎng)巖；8—華力西期花崗巖； 9—斜輝橄欖巖；10—正斷層；11—逆斷層；12—性質(zhì)不明斷層；13—礦床(點(diǎn))

新太古代?古元古代，研究區(qū)處于前地槽階段[10]。區(qū)域經(jīng)歷了熱動(dòng)力變質(zhì)作用，并伴有強(qiáng)烈的混合巖化，古老的地塊以及陸緣沉積物經(jīng)歷變質(zhì)結(jié)晶后形成該區(qū)的變質(zhì)結(jié)晶基底[11]，構(gòu)造層為一套深變質(zhì)巖群，變質(zhì)相為角閃巖相，甚至可達(dá)麻粒巖相，以古元古界金水口群為代表，巖性主要有片巖、片麻巖、大理巖等。

地槽階段始于中元古代，區(qū)內(nèi)中部出現(xiàn)昆侖中間隆起帶?地背斜，南北兩側(cè)發(fā)生地槽坳陷[10]。自中元古代到泥盆紀(jì)，地殼的活動(dòng)強(qiáng)度增大，地層為一套陸屑?火山巖建造，主要由中?新元古界萬(wàn)保溝群淺變質(zhì)碎屑巖、火山巖和淺變質(zhì)碳酸鹽巖及下古生界納赤臺(tái)群的片巖、千枚巖、變質(zhì)火山巖組成，變質(zhì)程度較低，地槽特征明顯。加里東期，東昆侖地區(qū)火山噴發(fā)頻繁，巖漿侵入活動(dòng)強(qiáng)烈，形成以花崗巖為主的巖漿建造。加里東運(yùn)動(dòng)以后，東昆侖地區(qū)形成南北三分(昆南帶、昆中帶、昆北帶)的構(gòu)造格局[11]，昆中斷裂以北率先進(jìn)入褶皺帶期，地槽南移至昆中斷裂以南。石炭紀(jì)時(shí)，地槽繼續(xù)發(fā)展，區(qū)內(nèi)地層為一套由海相火山?沉積、碳酸鹽巖建造，包括下石炭統(tǒng)哈拉郭勒組和上石炭統(tǒng)浩特洛洼組，哈拉郭勒組巖性為輕變質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)板巖、石英砂巖、大理巖、蝕變火山巖，浩特洛洼組巖性主要有千枚巖、大理巖、灰?guī)r、碎屑巖等。至晚二疊世末，區(qū)域進(jìn)入地槽余動(dòng)期，構(gòu)造層為下二疊統(tǒng)馬爾爭(zhēng)組和上二疊統(tǒng)格曲組，馬爾爭(zhēng)組為一套海陸交互相沉積[12]，巖性為碳酸鹽巖、變火山巖夾碎屑巖、硅質(zhì)巖、灰?guī)r，格曲組為一套河流相?淺海相碎屑巖及灰?guī)r沉積[2]，巖性為碎屑巖、變碎屑巖夾灰?guī)r、板巖及火山巖。由上可知，石炭系?二疊系地層，海相、陸相均有分布，巖石可見(jiàn)淺變質(zhì)，應(yīng)屬于褶皺帶的山前坳陷。華力西晚期，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，構(gòu)成昆中花崗質(zhì)雜巖帶的主體。在華力西?印支構(gòu)造活動(dòng)期間，區(qū)內(nèi)的幾條東西向巨型斷裂發(fā)生左旋壓扭性活動(dòng)，并形成了大量的北西向線性構(gòu)造[13]。晚華力西?印支期，斷裂帶發(fā)生繼承性活動(dòng)，并形成一系列NW-NWW向小型斷裂裂隙。

二疊紀(jì)末，東昆侖地區(qū)全面地槽褶皺回返，形成一系列線狀緊閉型褶皺[10]。地槽階段形成的褶皺帶型山脈由于受到剝蝕作用而不斷被削低夷平，地貌的起伏反差越來(lái)越小，最終發(fā)展成為準(zhǔn)平原地貌，標(biāo)志著地臺(tái)階段的開(kāi)始。

研究區(qū)只在早?中三疊世經(jīng)歷了相對(duì)平靜而又短暫的地臺(tái)階段[14]，該階段地殼活動(dòng)較弱，構(gòu)造及巖漿活動(dòng)不發(fā)育，大部分地區(qū)缺失地臺(tái)構(gòu)造層[10]，區(qū)內(nèi)地層為下?中三疊統(tǒng)洪水川組海?陸交互相碎屑巖。

自晚三疊世開(kāi)始，研究區(qū)的構(gòu)造演化進(jìn)入地洼發(fā)展階段，代表構(gòu)造層為上三疊統(tǒng)鄂拉山組及以后的地層，鄂拉山組為一套陸相火山碎屑巖及不穩(wěn)定沉積碎屑巖的地層，侏羅系至白堊系及以后的地層為陸相河湖沉積，沒(méi)有區(qū)域變質(zhì)，巖性主要為長(zhǎng)石石英砂巖、巖屑砂巖[12]，是一套地洼沉積。東昆侖地區(qū)在地洼階段廣泛發(fā)育褶皺、剪切帶、斷裂等多種構(gòu)造類(lèi)型，造山作用使區(qū)內(nèi)的構(gòu)造地貌反差強(qiáng)烈，形成高山、深谷等地貌相間。白堊紀(jì)時(shí)，地洼發(fā)展到中期(激烈期)，地貌發(fā)生大幅度的隆起，巖漿活動(dòng)及變質(zhì)作用也增強(qiáng)。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)特別強(qiáng)烈，形成以花崗巖為主的燕山期巖漿建造。至地洼階段發(fā)展的余動(dòng)期(新生代)，大地?zé)崃鞯慕档蛯?dǎo)致殼體發(fā)生收縮，塊斷構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍，形成張性構(gòu)造，包括張性斷裂及張性盆地等[10]。

因此，東昆侖地區(qū)以加里東期造山作用為其主造山期，后期又疊加有華力西晚期?印支期俯沖?碰撞造山作用與燕山中晚期陸內(nèi)造山作用，具多期多階段、多類(lèi)型造山作用復(fù)合疊加的特點(diǎn)。

2 礦床地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)地層主要有古元古界金水口群白沙河組、奧陶?志留系納赤臺(tái)群、下石炭統(tǒng)哈拉郭勒組以及第四系的殘坡積(見(jiàn)圖1)[15?16]。礦區(qū)含礦地層奧陶?志留系納赤臺(tái)群是一套中低級(jí)變質(zhì)巖系，屬大陸裂解形成的小洋盆或裂陷槽環(huán)境的產(chǎn)物，巖性主要為綠泥石石英千枚巖、絹云母石英千枚巖、千糜巖、硅質(zhì)板巖等[7]。前人曾先后定為中?新元古界的萬(wàn)保溝群[17?18]、下石炭統(tǒng)的哈拉郭勒組[6,19]，但近年來(lái)的研究表明應(yīng)歸屬納赤臺(tái)群[4,20]。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，按其展布方向可分為3組：北西西?近東西向、北西向和北東向(見(jiàn)圖2)，具有多期活動(dòng)的特點(diǎn)。其中近東西向斷裂為主要的控礦斷裂，規(guī)模大，延伸遠(yuǎn)，礦體受其控制或產(chǎn)于其中[9]。北西向和北東向斷裂為成礦期后斷裂，一般規(guī)模不大，分布在近東西向主斷裂兩側(cè)，對(duì)礦體、礦化帶具有破壞作用[20]。

圖2 果洛龍洼金礦區(qū)地質(zhì)圖(據(jù)文獻(xiàn)[7]修改)：1—第四系；2—絹云綠泥石石英千枚巖；3—千糜巖；4—角閃片巖；5—閃長(zhǎng)巖；6—石英脈；7—金礦體及編號(hào)；8—破碎帶；9—斷裂及編號(hào)

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)劇烈，侵入巖有前加里東期、加里東期、印支?燕山期超基性?基性、中?酸性巖漿巖，部分地區(qū)發(fā)育有巖脈[21]。巖性主要為斜輝橄欖巖、閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、斜長(zhǎng)花崗巖以及花崗巖等。該區(qū)的巖漿活動(dòng)在華力西期和印支期達(dá)到高潮[5]。

果洛龍洼原生金礦化主要有石英脈型和蝕變巖型，硫化物為金的重要載體礦物，按照金屬硫化物的產(chǎn)出特征，礦區(qū)金礦化類(lèi)型又可分為脈狀礦化和細(xì)脈浸染狀(或稠密浸染狀)礦化[3]。目前已發(fā)現(xiàn)的礦體均產(chǎn)于厚大石英脈和構(gòu)造破碎帶中的破碎蝕變巖中，形態(tài)簡(jiǎn)單，多呈脈狀、透鏡狀、囊狀、不規(guī)則狀，在走向及傾向上具有分枝復(fù)合、尖滅再現(xiàn)和膨大收縮的現(xiàn) 象[22]。在區(qū)內(nèi)由南向北、自東向西劃分出AuI、AuII、AuIII、AuIV、AuV、AuVI、AuVII等7條成礦帶(見(jiàn)圖2)，均產(chǎn)于納赤臺(tái)群。金礦帶走向近東西，傾向南，傾角陡、緩變化大，一般在45o~75o之間，產(chǎn)狀與區(qū)域地層一致。

礦石中主要金屬礦物有黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等，微量的自然金和銀金礦，脈石礦物主要為石英，絹云母、方解石[4, 7]，礦石結(jié)構(gòu)以半自形?他形粒狀、填隙、反應(yīng)邊及隱晶狀為主，構(gòu)造為裂隙浸染狀、塊狀、網(wǎng)脈狀及蜂窩狀構(gòu)造[8]。區(qū)內(nèi)圍巖蝕變類(lèi)型多樣，與礦化關(guān)系最為密切的是黃鐵絹英巖化。

根據(jù)野外礦脈穿插關(guān)系、礦物組合及礦石組構(gòu)特征，果洛龍洼金礦床的形成經(jīng)歷了多期多階段，其中熱液成礦作用主要包括變質(zhì)熱液期和巖漿熱液期，變質(zhì)熱液期為金的主成礦期，又可劃分為乳白色石英脈階段(A)、含金石英黃鐵礦階段(B)；后期有巖漿熱液期的疊加，對(duì)應(yīng)石英硫化物階段(C)，對(duì)金礦起著疊加改造再富集的作用。

乳白色石英脈階段(A)：以發(fā)育乳白色石英脈為特征，脈中金屬硫化物少見(jiàn)。該階段石英脈基本上不含金，黃鐵礦顆粒較粗，呈立方體自形晶(見(jiàn)圖3(a))。

含金石英黃鐵礦階段(B)：該階段以細(xì)粒黃鐵礦細(xì)脈、石英細(xì)脈發(fā)育為特征。石英脈體較小，充填和交代早階段的石英脈，石英的透明度優(yōu)于前者的(見(jiàn)圖3(b))。

圖3 不同成礦階段特征(Qtz—石英；Py—黃鐵礦)：(a) A階段自形粗粒黃鐵礦；(b) B階段煙灰色石英；(c) 不同期次石英脈穿插；(d) C階段含金石英?硫化物脈

石英硫化物再富集階段(C)：在含金石英脈中穿插不規(guī)則狀石英硫化物細(xì)脈(見(jiàn)圖3(c))，硫化物主要包括黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等(見(jiàn)圖3(d))。金的品位升高，有進(jìn)一步富集作用[15]。

3 穩(wěn)定同位素特征

3.1 鉛同位素特征

果洛龍洼含金石英脈礦石中的黃鐵礦和方鉛礦的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb摩爾比值表明其具有典型放射成因鉛的特征。東昆侖造山帶造山過(guò)程中發(fā)生的多次構(gòu)造熱事件，導(dǎo)致果洛龍洼金礦區(qū)放射成因鉛含量的增加[8]。

根據(jù)單階段鉛演化模式，計(jì)算得出鉛同位素各特征參數(shù)(見(jiàn)表1)，測(cè)試單位為國(guó)土資源部中南礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心，數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn)[4]。Th/U摩爾比值介于3.66~3.73之間，變化范圍很小，表現(xiàn)出穩(wěn)定鉛同位素的特征，均值為3.68，位于中國(guó)大陸上地殼平均值3.47和全球上地殼平均值3.88之間[23?24]，表明礦質(zhì)來(lái)源于上地殼。一般來(lái)說(shuō)，值(238U/204Pb)可用來(lái)判斷鉛的來(lái)源，＞9.58的鉛為高放射性殼源鉛，＜9.58的鉛為低放射性深源鉛[25]。本礦床礦石值介于9.35~9.47，變化范圍很窄，具有深源鉛的特征。