造山型金礦成礦淺析
——以青海省都蘭縣諾木洪郭勒地區(qū)為例

靳 楊，張 巖，王 婧，趙俊芳

(1.青海省有色第一地質(zhì)勘查院青海省隱伏礦勘查重點實驗室，青海 西寧810000)(2.青海省第三地質(zhì)勘查院，青海 西寧810000)

0 引 言

近年來隨著金礦的勘查和開采，造山型金礦的研究也隨之倍受重視。造山型金礦的研究方向主要以：綠巖帶中的含金石英碳酸鹽脈、條帶狀鐵礦(BIF)中的含金石英脈、濁積巖中的含金石英脈為主。研究區(qū)位于東昆侖造山帶東段、青藏高原東北部，大地構(gòu)造位置隸屬于柴達木陸塊南緣(程裕祺，1994)。主要夾持于昆中與昆南斷裂之間，處于昆南復合拼貼帶內(nèi)(孫豐月等，2003)。帶內(nèi)主要分布地層為大洋玄武巖高原萬寶溝群及納赤臺群，是一套綠片巖相變質(zhì)的海相碎屑巖、片巖、碳酸鹽巖及火山巖的巖石組合[1-3]。符合造山型金礦內(nèi)的綠巖帶受剪切帶、轉(zhuǎn)換斷層控制的特性。本文通過野外地質(zhì)建造、礦石特征、流體包裹體、礦床成因的綜合研究，探討研究區(qū)造山型金礦的成礦作用。

1 區(qū)域地質(zhì)

研究區(qū)內(nèi)地層分布較為廣泛，主要以元古代與三疊紀地層最為發(fā)育，石炭紀與第四紀地層也有較大面積的出露。

由于受昆中斷裂的影響，研究區(qū)內(nèi)斷裂主要有：胡曉欽大哇-草木策斷裂(F1)、阿得可肯德斷裂(F2)。其余斷裂為該兩條主干斷裂的派生斷裂，其中主干斷裂控制了有關(guān)礦產(chǎn)的分布，而派生的次級斷裂和裂隙控制了礦體或礦脈的生成。

研究區(qū)內(nèi)巖漿活動可分為海西期、印支期及燕山期，以海西期、印支期巖漿活動為主。

研究區(qū)脈巖較為發(fā)育，主要發(fā)育有花崗斑巖脈、石英斑巖脈、閃長玢巖脈及閃長巖脈等, 呈北西-北北西向展布，主要呈巖脈產(chǎn)出，與地層呈侵入接觸關(guān)系(見圖1)。

圖1 諾木洪郭勒地區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)青海省有色第一地質(zhì)勘查院，2015修編)

2 礦床地質(zhì)特征

哈拉郭勒金礦床賦礦層位主要為早石炭哈拉郭勒組地層；東西、北西向斷裂構(gòu)造控制礦脈的產(chǎn)出，構(gòu)造破碎蝕變帶發(fā)育，主要呈近東西向，少數(shù)北西向，帶內(nèi)巖石較破碎，局部石英細脈發(fā)育，蝕變主要為硅化、褐鐵礦化、絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化。侵入巖主要為印支期花崗斑巖、石英斑巖、閃長玢巖巖石，金礦化主要賦存于巖體與哈拉郭勒組接觸部的蝕變破碎帶中。含礦巖石主要為碎裂狀石英脈及硅化較強的變砂巖，圍巖主要為復成分礫巖。

杏樹溝金礦床位于諾木洪郭勒上游南側(cè)，賦礦層位位于早三疊世洪水川組地層中的構(gòu)造蝕變破碎帶中；斷裂構(gòu)造發(fā)育，主體為為北西向構(gòu)造，次為近東西向、南北向?qū)娱g斷裂，屬壓扭性斷裂。其中北西、近東西向構(gòu)造蝕變帶為含礦蝕變帶，硅化、褐鐵礦化、高嶺土化、綠泥石化與金礦化密切相關(guān)。侵入巖主要為印支期花崗閃長巖、鉀長花崗巖、花崗斑巖等[4-5]。

3 礦體特征

3.1 礦石礦物組成

哈拉郭勒金礦床:礦石類型主要為貧硫化物蝕變巖型，礦石中金屬礦物含量較少，礦物顆粒較小，主要有黃鐵礦、黃銅礦、銅藍、方鉛礦、閃鋅礦、白鉛礦、磁鐵礦等，局部可見藍銅礦等次生硫化物礦物(見圖2)。氧化物礦石礦物主要是褐鐵礦、孔雀石等，脈石礦物主要有石英、絹云母、綠泥石、綠簾石、長石、方解石、白云石等。金多賦存于黃鐵礦、褐鐵礦中，呈包體金或裂隙金[6-8]。

圖2 哈拉郭勒金礦床礦石金屬礦物鏡下照片

杏樹溝金礦床:礦石根據(jù)氧化程度不同可分為原生礦石與氧化礦石，地表出露為氧化礦石，以褐鐵礦化為主，原生礦石的礦石類型主要為蝕變巖型，礦石中金屬礦物主要有黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦等(見圖3)，脈石礦物主要有石英、絹云母、綠泥石、綠簾石、長石、方解石等。金多賦存于黃鐵礦、褐鐵礦中，呈包體金或裂隙金[6-8]。

圖3 杏樹溝金礦床礦石金屬礦物鏡下照片Py—黃鐵礦；Ccp—黃銅礦；Sp—閃鋅礦；Gn—方鉛礦

3.2 礦物產(chǎn)出特征

哈拉郭勒金礦床：黃鐵礦半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)，呈顯微立方體晶，可見磁黃鐵礦及黃銅礦呈尖角狀沿黃鐵礦裂隙交代，沿裂隙及邊緣被褐鐵礦交代呈細脈狀結(jié)構(gòu)、鑲邊結(jié)構(gòu)(見圖4-a)，局部交代較為強烈呈殘余狀結(jié)構(gòu)或假象結(jié)構(gòu)(見圖4-b)。

黃銅礦不規(guī)則粒狀結(jié)構(gòu)，呈尖角狀沿黃鐵礦裂隙或邊緣交代，與磁黃鐵礦共生(見圖4-c)。

圖4 哈拉郭勒礦床礦石金屬礦物特征

磁黃鐵礦偶見，呈不規(guī)則粒狀結(jié)構(gòu)，呈尖角狀沿黃鐵礦裂隙交代，與黃銅礦密切共生。

褐鐵礦呈不規(guī)則粒狀，集合體呈膠狀結(jié)構(gòu)，交代黃鐵礦呈尖角狀、細脈—網(wǎng)脈狀或鑲邊結(jié)構(gòu)，局部交代強烈呈殘余結(jié)構(gòu)或假象結(jié)構(gòu)。

杏樹溝金礦床：黃鐵礦：半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)，星散狀分布，充填于脈石礦物間。黃鐵礦多被褐鐵礦交代，大部分僅留黃鐵礦假象，局部有交代殘留結(jié)構(gòu)，為金的指示性礦物。

閃鋅礦呈偶見，他形粒狀充填于脈石礦物間，星散狀分布，交代脈石礦物。

黃銅礦呈偶見，他形粒狀，呈骸晶狀分布于黃鐵礦顆粒中或充填于脈石礦物間。

磁鐵礦呈他形粒狀，星散-小團塊狀分布，充填于脈石礦物間，可見裂紋，少量邊緣被赤鐵礦交代。

褐鐵礦呈不規(guī)則粒狀，集合體呈膠狀結(jié)構(gòu)，交代黃鐵礦呈尖角狀、細脈-網(wǎng)脈狀，局部交代強烈呈殘余結(jié)構(gòu)或假象結(jié)構(gòu)。

礦石結(jié)構(gòu)主要有自形—半自形粒狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)(見圖3a)、他形粒狀結(jié)構(gòu)(見圖3b)、半自形-填隙結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)(見圖3c)、固溶體分離結(jié)構(gòu)(見圖3e)、交代結(jié)構(gòu)(見圖3f)等。

礦石構(gòu)造主要以塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造為主，脈狀(見圖3d)、網(wǎng)脈狀、條帶狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造和交錯脈狀構(gòu)造等構(gòu)造均有發(fā)育。

3.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

哈拉郭勒金礦床：

礦石結(jié)構(gòu)：為半自形粒狀結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、交代假象結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)等。

礦石構(gòu)造：地表氧化礦石為土狀及蜂窩狀構(gòu)造，原生礦石主要為星點狀構(gòu)造。

杏樹溝金礦床：

礦石結(jié)構(gòu)：氧化礦石為他形晶粒結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)；原生礦石為自形—半自形粒狀、顯微狀結(jié)構(gòu)。

礦石構(gòu)造：地表氧化礦石主要為褐鐵礦礦石，呈土狀及蜂窩狀構(gòu)造；原生礦石主要為含金黃鐵礦礦石，呈星點浸染狀、網(wǎng)脈浸染狀構(gòu)造。

3.4 礦石類型

3.4.1 哈拉郭勒金礦床

金礦石工業(yè)類型為破碎帶蝕變巖型。礦石自然類型按氧化程度可分為氧化礦石和原生礦石。

氧化礦石主要為近地表的褐鐵礦礦石，礦石呈棕褐色，它形晶粒結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)，浸染狀構(gòu)造、蜂窩狀構(gòu)造，蜂窩狀構(gòu)造為黃鐵礦或其他金屬硫化物礦石地表氧化的產(chǎn)物。

原生礦石為深部含金黃鐵礦礦石，呈自形—半自形粒狀、顯微狀結(jié)構(gòu)，塊狀、浸染狀構(gòu)造。(見圖5)

圖5 哈拉郭勒金礦床礦石標本照片

通過野外工作與室內(nèi)薄片觀察，圍巖蝕變與熱液活動相關(guān)，主要有硅化、褐鐵礦化、碳酸鹽化、高嶺土化、黃鐵礦化、孔雀石化、綠泥石化等。其中與金礦化關(guān)系密切的是硅化、褐鐵礦化、黃鐵礦化。

3.4.2 杏樹溝金礦床

金礦石工業(yè)類型為破碎帶蝕變巖型。礦石自然類型按氧化程度可分為氧化礦石和原生礦石。

通過野外工作與室內(nèi)薄片觀察，圍巖蝕變類型主要有鉀化、絹英巖化、硅化、黃鐵絹英巖化、綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化等，為典型的中低溫蝕變組合，其中黃鐵絹英巖化和硅化與金礦化的關(guān)系最為密切(見圖6)。蝕變帶以強硅化帶為中心，向兩側(cè)蝕變減弱，大致可以認為硅化、黃鐵絹英巖化構(gòu)成蝕變金礦化體，而絹英巖化、綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化構(gòu)成近礦蝕變圍巖，礦體多產(chǎn)在黃鐵絹英巖化和硅化帶中。

圖6 杏樹溝礦床圍巖蝕變照片

4 樣品采集及分析方法

對這兩個金礦床之巖體分別進行了鋯石U-Pb ICP-MS測年。哈拉郭勒礦床巖石樣品取自地表出露呈巖基狀產(chǎn)出的石英斑巖巖體；杏樹溝金礦床巖石樣品取自探槽中花崗斑巖巖石。鋯石年齡測試采用激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜法(LA-ICP-MS)，激光設備為配有 193 μm 準分子激光器的 Geo Las HD 激光剝蝕系統(tǒng)，聯(lián)用的 ICP-MS 型號為 Agilent 7500cx。利用 ICP-MS Data Cal 軟件對剝蝕信號數(shù)據(jù)進行處理，得到樣品的微量元素含量及 U-Pb 同位素比值，U-Pb 年齡諧和圖的繪制和加權(quán)平均年齡計算利用 Isoplot 完成。

對取自杏樹溝與哈拉郭勒金礦床含金多金屬硫化物成礦階段的石英樣品開展了流體包裹體分析研究，儀器型號為LinkamTHMSG600型冷-熱儀，測定范圍-190～500℃，測試誤差±1℃，使用液氮冷凍、電爐絲加熱。

以上測試均委托吉林大學地球科學學院實驗室完成。

5 礦床成因

5.1 成礦時代

哈拉郭勒礦床內(nèi)石英斑巖的鋯石U-Pb ICP-MS 測年獲得加權(quán)平均年齡為260.6±2.1 Ma，應代表石英斑巖脈的侵入年齡，屬印支晚期(見圖7)。

圖7 石英斑巖中鋯石的U-Pb年齡諧和圖(a)和加權(quán)平均年齡(b)

杏樹溝礦床內(nèi)花崗斑巖的鋯石U-Pb ICP-MS 測年獲得加權(quán)平均年齡為259.5±1.8 Ma，應代表石英斑巖脈的侵入年齡，屬印支晚期(見圖8)。

圖8 花崗斑巖中鋯石的U-Pb年齡諧和圖(a)和加權(quán)平均年齡(b)

哈拉郭勒礦床石英斑巖與杏樹溝礦床花崗斑巖形成時間基本一致，可能是同源巖漿演化的結(jié)果[6-7]。

5.2 成礦階段

綜合野外地質(zhì)觀察、礦物共生組合及室內(nèi)對光薄片中礦物生成順序的研究，認為哈拉郭勒礦床及杏樹溝礦床成礦期可分為：熱液成礦作用期和表生風化淋濾富集作用期。在熱液期中石英-多金屬硫化物階段為最重要的成礦階段。

5.3 流體包裹體分析

根據(jù)前人研究表明，造山型金礦床流體包裹體主要呈現(xiàn)H2O-CO2型、富CO2型、氣液兩相型及NaCl子礦物的包裹體型4類[8]。

杏樹溝與哈拉郭勒金礦床含金多金屬硫化物石英成礦階段的流體包裹體研究顯示，其包裹體主要為氣液兩相包裹體(見圖9)。

圖9 氣液兩相包裹體圖像

杏樹溝金礦床流體包裹體均一溫度集中在220～240 ℃區(qū)間內(nèi)，鹽度集中在4%～7%NaCleq區(qū)間內(nèi)，密度較低，成礦流體壓力為140～240 MPa，成礦深度范圍2.4～3.4 km之間。

哈拉郭勒金礦床流體包裹體均一溫度集中在160～175 ℃區(qū)間內(nèi)，鹽度集中在3.5%～6%NaCleq區(qū)間內(nèi)，密度較低，成礦流體壓力為128～220 MPa，成礦深度范圍3.8～5.2 km之間。

杏樹溝與哈拉郭勒金礦床計算結(jié)果顯示出該區(qū)成礦流體具低溫、低鹽度、低密度、低壓、淺成特征，屬于淺成低溫低鹽低密度流體[8,11,13]。

5.4 H、O同位素

從成礦流體δD-δ18OH2O圖解(見圖10)可以看出：兩個礦床樣品全部落入了原生巖漿水與大氣水的交換區(qū)域，說明哈拉郭勒和杏樹溝礦床的主成礦階段成礦流體均不同程度的受到了大氣降水的參與，但杏樹溝金礦床樣品點相對更接近原生巖漿水范疇，表明在主成礦階段，杏樹溝金礦的成礦流體主要為巖漿水來源。而哈拉郭勒金礦樣品點明顯地偏離原生巖漿水，相對接近雨水線，暗示了大氣水與巖漿水的混合對成礦的重要作用[9-10]。

圖10 諾木洪郭勒地區(qū)金礦床流體包裹體δD-δ18OH2O圖解

總體分析認為，區(qū)內(nèi)金的成礦流體主要有巖漿熱液和大氣降水兩種。

5.5 成礦模式

依據(jù)造山型金礦床的地質(zhì)特征、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物共生組合、成礦流體及H、O同位素組成，礦床成因模式如圖11所示。造山型金礦床在地殼深度范圍內(nèi)垂向分布，從次綠片巖相至麻粒巖相深度的變化過程中，大致可分為淺成Au-Sb、中成Au-As-Te、深成Au-As造山型金礦，僅中成造山型金礦床未有巖體參與。

圖11 造山型金礦床成礦模式圖1—巖漿巖；2—金礦體

由表1得知，研究區(qū)金礦床與造山型金礦床特征基本相一致。是以石英-多金屬硫化物為成礦階段，氣液包裹體型產(chǎn)出的低溫低鹽低密度，成礦流體來源大氣降水、巖漿熱液的造山型金礦床。

表1 造山型金礦的主要特征類比[1,2,3,11]

6 結(jié) 論

(1)哈拉郭勒與杏樹溝金礦床均受東西、北西向壓扭性斷裂構(gòu)造控制，主要為印支晚期巖體參與成礦。硅化、褐鐵礦化、絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化、高嶺土化等蝕變與金礦化密切相關(guān)。

(2)壓扭性斷裂構(gòu)造對成礦，不僅提供了物質(zhì)來源及熱能的通道，還間接創(chuàng)造了成礦空間。印支期巖漿巖的活動不僅提供熱液來源，還對地層中的金元素活化運移起到了重要作用，多期次熱液活動為金元素的富集奠定了較好的基礎(chǔ)。

(3)哈拉郭勒礦床石英斑巖(261 Ma)與杏樹溝礦床花崗斑巖(260 Ma)形成時間基本一致，均為印支晚期，可能是同源巖漿演化的結(jié)果。

(4)哈拉郭勒礦床及杏樹溝礦床成礦期可分為：熱液成礦作用和表生風化淋濾富集作用二個成礦期。在熱液期中石英-多金屬硫化物階段為最重要的成礦階段。

(5)哈拉郭勒與杏樹溝金礦床成礦流體為低溫、低鹽度、低密度、低壓、淺成特征，屬于造山型金礦床。