北祁連西段中低溫?zé)嵋盒徒鸬V成因分析

孫佳楠，尹高科，董栓群，劉向陽(yáng)

（1.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)局第四地質(zhì)勘查院，鄭州 454000；2.金渠集團(tuán)有限公司，河南 三門(mén)峽 472000）

北祁連西段是我國(guó)乃至世界上重要的金屬成礦地區(qū)之一。而中低溫?zé)嵋盒徒鸬V床是世界上最為重要的金礦床類(lèi)型之一，也是北祁連西段最為主要的成礦類(lèi)型，寒山金礦、車(chē)路溝金礦、鷹咀山金礦的大地構(gòu)造位置均屬于北祁連造山帶中的島弧縫合帶的西段，其含礦地層均為奧陶系陰溝群火山巖，均位于古阿爾金斷裂帶南側(cè)的次級(jí)斷裂中。然而，寒山金礦、車(chē)路溝金礦與鷹咀山金礦的空間關(guān)系和成因聯(lián)系尚不明確，將三者進(jìn)行綜合研究，可能對(duì)該區(qū)域進(jìn)一步找礦提供有益的啟示。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

北祁連西段，大地構(gòu)造位置屬祁連山加里東期地槽褶皺帶、北祁連早古生代造山帶的西段，由于華北板塊、塔里木板塊、柴達(dá)木板塊不同時(shí)期的張裂、俯沖、碰撞、造山，北祁連山自震旦紀(jì)開(kāi)始形成槽-谷-溝-弧-盆板塊構(gòu)造格局，區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，為各種成礦作用創(chuàng)造了良好的條件。

區(qū)域出露地層較完整，從古元古界至第四系均有出露，主要有分布于阿爾金斷裂北側(cè)的前震旦紀(jì)深變質(zhì)巖系（結(jié)晶基底），分布于南側(cè)的早中古生帶中基性海相火山-沉積巖系，以?shī)W陶紀(jì)陰溝群為主，以及沿其分布的石炭-二疊紀(jì)陸相碳酸鹽-碎屑巖系。

區(qū)域巖漿侵入活動(dòng)頻繁，主要沿NEE向阿爾金斷裂、NW向區(qū)域斷裂以及古火山構(gòu)造及其形成的近NS向斷裂侵入（車(chē)路溝金礦），具有多期次、多旋回特點(diǎn)，巖石類(lèi)型包括基性、中酸性、酸性巖類(lèi)到偏堿性巖類(lèi)，呈巖株、巖脈、巖枝及不規(guī)則狀產(chǎn)出，其成巖年齡多分布于不同地質(zhì)時(shí)期[1]。其中，中酸性、酸性、偏堿性巖與中低溫?zé)嵋盒徒鸬V床關(guān)系密切。

2 圍巖與成礦的關(guān)系

2.1 車(chē)路溝金礦圍巖與成礦關(guān)系

車(chē)路溝礦區(qū)容礦圍巖主要為加里東晚期英安斑巖[2]。該巖體屬于鈣堿性系列過(guò)鋁質(zhì)花崗巖類(lèi)，稀土和微量元素特征與埃達(dá)克巖相似，說(shuō)明該巖體形成于俯沖碰撞環(huán)境的地殼重熔，從井下觀察該巖體與金礦床在空間上密切相伴，但英安斑巖的金背景值普遍較低，主成礦階段黃鐵礦和黃銅礦的δ34S=-3.84‰～3.20‰，符合I型花崗巖的S同位素組成特征，說(shuō)明成礦流體屬于深源物質(zhì)，主要為地幔流體的參與[3]。英安斑巖成巖年齡為427.7±4.5 Ma，而含金石英脈的成礦年齡為253±61 Ma，說(shuō)明成巖和成礦分屬兩個(gè)地質(zhì)時(shí)期，英安斑巖只作為容礦圍巖存在。

2.2 鷹咀山金礦圍巖與成礦關(guān)系

鷹咀山金礦的容礦圍巖主要為板巖和超基性巖，其成礦期可以分為微晶石英巖礦化階段和脈狀石英硫化物階段。成礦第一階段礦體邊側(cè)的超基性巖已經(jīng)全部硅化，其化學(xué)成分表現(xiàn)為高硅、高鋁、高鎂和高鉀特點(diǎn)，說(shuō)明含礦熱液沿破碎帶對(duì)圍巖進(jìn)行了強(qiáng)烈的交代作用，Au局部含量達(dá)8.64×10-6，但該階段礦化規(guī)模不大，只占20%[4]。由第二階段礦化產(chǎn)物的化驗(yàn)結(jié)果可知，含礦石英脈中的As元素含量高于容礦圍巖，而板巖的w（Eu）含量和含礦石英脈的區(qū)別較大，并且主成礦階段黃鐵礦和方鉛礦的δ34S=2.25‰～8.93‰，變化較小但平均值偏大，接近基性巖或S型花崗巖的特征，而不是超基性巖，說(shuō)明成礦流體有深源物質(zhì)參與，其值偏大也說(shuō)明S的來(lái)源的多樣性，也可以證明第二階段礦化并非全部來(lái)自超基性巖[5]。

2.3 寒山金礦圍巖與成礦關(guān)系

寒山礦區(qū)的容礦圍巖主要為火山巖、火山碎屑巖，容礦圍巖火山巖和火山碎屑巖的金元素背景金含量明顯貧化，表明在成礦過(guò)程中火山熔巖及火山碎屑巖中的金被萃取構(gòu)成礦物源，也可能本身就不含金。礦石中的δ34S=-1.90‰～3.31‰，符合I型花崗巖的特征，與容礦火山巖中的δ34S值極相近，表明容礦火山巖可能是構(gòu)成金礦床的主要成礦物質(zhì)，并且有深源巖漿活動(dòng)參與成礦。

3 成礦地質(zhì)體與礦床的時(shí)空關(guān)系

大量的礦石成礦年代及侵入巖成巖年代測(cè)定資料表明，成礦地質(zhì)體成巖時(shí)代與金礦石成礦時(shí)代基本一致，二者處于同一構(gòu)造巖漿熱事件期，成礦時(shí)代較成巖時(shí)代晚5～15 Ma[6]。根據(jù)第二部分論述，北祁連西段三個(gè)主要金礦床的成礦流體并非全部來(lái)自圍巖。關(guān)于其成礦地質(zhì)體，下面將分開(kāi)討論。

3.1 車(chē)路溝金礦

車(chē)路溝金礦床主要受昌馬堡大型坍塌古火山穹隆形成的近SN向斷裂和阿爾金斷裂帶左行走滑形成的NEE向韌脆性斷裂控制，兩者為一組共軛方向的斷裂，SN向斷裂為主要的控礦和容礦斷裂。礦體多呈脈狀、層狀、豆莢狀，沿SN向斷裂及裂隙展布，局部被NEE向斷裂錯(cuò)斷。含礦石英脈多呈碎粒-碎粉狀，表明后期疊加構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，礦體走向多為290°～300°，傾向SEE向，傾角60°～75°，向SSE方向側(cè)伏，南段礦體相對(duì)埋深較大。礦體主要受斷裂構(gòu)造側(cè)伏規(guī)律控制，側(cè)伏方向與構(gòu)造運(yùn)動(dòng)方向垂直，深部成礦流體沿淺部礦體側(cè)伏方向延伸，大致可以判斷車(chē)路溝深部成礦地質(zhì)體位于淺部礦體SSE方向。

野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，礦區(qū)地表大量發(fā)育中酸性小巖枝及脈巖，證明深部可能存在隱伏花崗巖類(lèi)巖體，其多數(shù)受構(gòu)造影響而破碎且局部礦化蝕變強(qiáng)烈，主要巖性為花崗閃長(zhǎng)巖和斜長(zhǎng)花崗巖，該侵入巖體與成礦有密切聯(lián)系。依據(jù)該金礦流體包裹體的測(cè)試結(jié)果，可計(jì)算出成礦壓力為40.3～55.0 MPa，再根據(jù)受斷裂控制的脈狀熱液礦床不同壓力條件下的深度計(jì)算方程以及礦體傾角，可估算得成礦深度應(yīng)為5.20～5.80 km[3]。這說(shuō)明在成礦期可能存在花崗類(lèi)巖體在深部沿近SN向斷裂帶侵入。

3.2 鷹咀山金礦

鷹咀山金礦礦體礦體呈似層狀或透鏡狀，走向270°～290°，傾向S-SSW，傾角60°左右。礦體沿走向、傾向具有波狀彎曲、膨縮等特點(diǎn)，多被疊加的NNE向構(gòu)造活動(dòng)錯(cuò)斷。超基性巖雖本身具可交代性，但基性-超基性巖很難作為載體至淺部成礦，可以肯定存在深部流體作為載體至淺部成礦。根據(jù)礦體向南側(cè)伏的規(guī)律，大致可以判斷深部成礦地質(zhì)體位于淺部礦體南部。

鷹咀山金礦體的定年結(jié)果為413±5 Ma，屬于加里東晚期到志留紀(jì)末，而礦區(qū)西南部5 km處出露的斜長(zhǎng)花崗巖的成巖年齡也為加里東晚期，參考鷹咀山流體包裹體的研究數(shù)據(jù)，可計(jì)算出成礦壓力為38.7～58.0 MPa，成礦深度應(yīng)為5.05～6.31 km，與礦區(qū)西南部出露的斜長(zhǎng)花崗巖在時(shí)間和空間上都有一定的吻合[5]。野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，鷹咀山金礦和該巖體之間發(fā)育多處含金或W、Mo礦化石英脈，都說(shuō)明成礦地質(zhì)體與礦區(qū)西南部出露的斜長(zhǎng)花崗巖密切相關(guān)。

3.3 寒山金礦

野外和井下觀察發(fā)現(xiàn)，寒山金礦床嚴(yán)格受NWW向韌性剪切帶控制，并且經(jīng)歷了3期韌脆性變形作用。礦體在平面上呈NWW向“帚狀”展布，各礦體間近平行或雁行狀斜列，剖面上呈疊瓦狀，具有尖滅再現(xiàn)的特征。單個(gè)礦體主要呈帶狀、脈狀或扁豆?fàn)睿瑑A向NNE，傾角55°～85°，在走向、傾向上呈舒緩波狀；從礦體的側(cè)伏方向看，深部的成礦地質(zhì)體應(yīng)位于寒山金礦的NNE方向。參考寒山金礦成礦壓力的估測(cè)結(jié)果，計(jì)算礦床成礦深度應(yīng)為0.6～2.0 km，從空間上緊挨南側(cè)走向NWW、向東延伸呈巖墻狀產(chǎn)出的閃長(zhǎng)巖雜巖體；巖體的成巖時(shí)代和金礦的成礦時(shí)代基本一致，說(shuō)明該巖體很可能是寒山金礦的成礦地質(zhì)體[7]。

4 礦床成因

北祁連西段主要的中低溫?zé)嵋盒徒鸬V床都位于北祁連造山帶上，礦床嚴(yán)格受到多級(jí)斷裂、裂隙系統(tǒng)控制。成礦與造山后伸展構(gòu)造環(huán)境中的侵入巖密切相關(guān)，具有多期次侵入活動(dòng)且疊加成礦期構(gòu)造活動(dòng)的特點(diǎn)，屬于巖漿期后熱液流體成礦。富含礦物質(zhì)的侵入體沿?cái)嗔焉锨植粌H為礦床提供了熱驅(qū)動(dòng)力，也與圍巖相互作用，形成成礦物質(zhì)的多源性；深部富含成礦元素的巖漿水和大氣水構(gòu)成成礦流體，在上侵過(guò)程中，使系統(tǒng)內(nèi)的物理化學(xué)界面發(fā)生強(qiáng)烈轉(zhuǎn)換，含金絡(luò)合物失衡析出大量成礦元素，在適宜成礦物質(zhì)運(yùn)移和沉淀的環(huán)境中就位成礦，并產(chǎn)生一系列具分帶特征的圍巖蝕變，且普遍具有延深大于延長(zhǎng)、在礦體側(cè)伏方向深部存在隱伏礦體的規(guī)律。

5 結(jié)論

北祁連西段的中低溫?zé)嵋盒徒鸬V床普遍具有以下幾個(gè)特征：都處于造山帶中；礦體嚴(yán)格受成礦構(gòu)造和成礦結(jié)構(gòu)面控制；礦體呈層狀、脈狀產(chǎn)出，具有顯著的側(cè)伏規(guī)律；控礦斷層產(chǎn)狀變緩處，礦體往往規(guī)模較大；提供熱源或礦源的成礦地質(zhì)體多為造山期后中深成中酸性、酸性侵入巖；都具有疊加構(gòu)造活動(dòng)且多期次侵位的特點(diǎn)，而且成礦時(shí)間與成礦地質(zhì)體的侵位時(shí)間基本吻合。該規(guī)律對(duì)于本地區(qū)找礦具有一定的指示意義。