西昆侖沃克金礦床地質(zhì)特征、金的賦存狀態(tài)及礦床成因探討*

馮 京，徐仕琪，**，鄧 軍，何福保，薛小龍，尹得功，薛春紀，郝延海，李 平，趙同陽

（1 新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，新疆烏魯木齊 830000；2 中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；3 新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)大隊，新疆喀什 844000；4 新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊，新疆昌吉 831100；5 新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，新疆烏魯木齊 830000）

西昆侖處于秦祁昆造山系西段南側(cè)，三江-特提斯造山系西段。區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，巖漿侵入活動強烈，具有尋找金銅鉛鋅等金屬礦床的巨大前景（李志丹等，2017；楊富全等，2020）。區(qū)域上，已有研究多集中在區(qū)域地質(zhì)特征、鐵錳鉛鋅等礦床成礦規(guī)律及找礦方向等方面（王書來等，2000），涉及金礦的研究甚少。近年來，在西昆侖西段的木吉-烏孜別里山口一帶已發(fā)現(xiàn)有多處金銅等礦床（點），且砂金礦床大量發(fā)育（杜亞龍等，2016），顯示出巨大的金礦成礦潛力。以往開展的面積性地、物、化等工作圈出多處金礦找礦靶區(qū)，但數(shù)十年來的找礦勘查始終未取得中大型以上金礦床的找礦突破（王巖等，2016），故如何實現(xiàn)該區(qū)金礦找礦突破，是地質(zhì)工作者的多年追求。新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)大隊、第二區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊充分發(fā)掘以往找礦資料，進行再分析、再認識，選擇木吉一帶已知金礦點作為重要突破口，開展了野外驗證，并取得新的發(fā)現(xiàn)。

位于新疆阿克陶縣的沃克金礦床，是近年來，在與二十世紀八十年代發(fā)現(xiàn)的木吉金礦床對比研究的基礎(chǔ)上，通過進一步野外查證，取得的金礦找礦新突破。沃克金礦研究程度總體較低，對于該礦床相關(guān)的微觀特征研究基本沒有報道。因此，本次對沃克金礦床進行了較全面的研究，劃分了成礦階段；通過掃描電鏡、光學(xué)顯微鏡觀察，結(jié)合電子探針測試，詳細研究了載金礦物特征及金的賦存狀態(tài)；利用稀土元素、微量元素、流體包裹體等地球化學(xué)分析，對礦床成因、成礦作用進行了探討，提出了西昆侖沃克金礦床的成因認識。

1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景

沃克金礦床位于西藏—三江造山系（Ⅰ級）—羌塘弧盆系（Ⅱ級）—鐵列克契-黑尖山陸緣盆地（Ⅲ級）南側(cè)（圖1a）。成礦帶屬巴顏喀拉-松潘成礦?。á窦墸┠绞克?阿克賽欽成礦帶（Ⅱ級）契列克其Fe-Pb-Zn-Cu-Au礦帶（Ⅲ級）的南側(cè)（馮京等，2022）。地層區(qū)劃屬西藏-三江地層大區(qū)-羌塘地層區(qū)-喀喇昆侖地層分區(qū)-塔什庫爾干-甜水海地層小區(qū)（計文化，2005）。區(qū)域地層由老至新主要包括下志留統(tǒng)溫泉溝群泥質(zhì)碳質(zhì)碎屑巖建造、中上志留統(tǒng)達坂溝群碎屑巖夾碳酸鹽巖建造、上石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)恰提爾群碳酸鹽巖建造、上白堊統(tǒng)鐵龍灘群碳酸鹽巖夾碎屑巖建造、第四系松散堆積物等（圖1b）。

圖1 沃克金礦區(qū)域構(gòu)造示意圖（a）與區(qū)域地質(zhì)略圖（b）（據(jù)新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，2012改）1—更新統(tǒng)冰積物；2—更新統(tǒng)沖洪積物；3—上白堊統(tǒng)鐵龍灘群；4—上石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)恰提爾群第二巖性段；5—上石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)恰提爾群第一巖性段；6—下志留統(tǒng)溫泉溝群第二巖性段；7—下志留統(tǒng)溫泉溝群第一巖性段；8—中上志留統(tǒng)達坂溝群第二巖性段；9—中上志留統(tǒng)達坂溝群第一巖性段；10—地質(zhì)界線；11—斷層及韌脆性剪切帶；12—金礦點Fig.1 Regional structure diagram(a)and geological sketch(b)of Woke gold deposit(modified after The Second Geological Brigade of Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Resources,2021）1—Alluvial of Pleistocene;2—Alluvial diluvium of Pleistocene;3—The Tielongtan Group of Late Cretaceous;4—The second lithologic Member of Qiatier Group of Early Permian to Late Carboniferous;5—The first lithologic Member of Qiatier Group of Early Permian to Late Carboniferous;6—The second lithologic member of Wenquangou Group of early Silurian;7—The first lithologic Member of Wenquangou Group of Early Silurian;8—The second lithologic Member of Dabangou Group of Middle and Late Silurian;9—The first lithologic Member of Dabangou Group of Middle and Late Silurian;10—Geological boundary;11—Fault and ductile shear zone;12—Gold mineralization

下志留統(tǒng)溫泉溝群為區(qū)內(nèi)出露的主要地層，呈北西西-南東東向帶狀延伸，是研究區(qū)主要含金地層，總體為一套區(qū)域低溫動力變質(zhì)低綠片巖相“黑色巖系”（肖本萬，2019），已發(fā)現(xiàn)有沃克、克孜捷克、恰普吐孜等金礦床（點）。賦金地層與下伏達坂溝群呈斷層接觸，與上覆鐵龍灘群呈角度不整合接觸，東西向延伸至邊境。據(jù)巖石組合可分為上、下兩段；下段為半深海-淺海復(fù)理石建造，巖性由砂巖、板巖、千枚巖和薄層灰?guī)r組成，是沃克金礦的主要賦礦層位；上段為石英砂巖、板巖和薄層灰?guī)r組成，少量千枚巖、石英巖，具有相對較高的金豐度，同時經(jīng)歷了強烈的變形變質(zhì)作用（李博秦等，2007），是本區(qū)金可能的礦源層之一。

區(qū)域巖漿活動整體較弱，巖漿巖出露面積不大，主要為沿斷裂帶侵入的少量輝綠巖、閃長巖脈（喬耿彪等，2016），伴有不同程度的孔雀石化。區(qū)內(nèi)溫泉溝群中普遍發(fā)育石英脈(帶)，多與金礦化關(guān)系密切。區(qū)域地球化學(xué)表現(xiàn)為Au、Ag、As 元素顯著富集區(qū)，其中，w(Au)平均值4.07×10-9，富集系數(shù)0.91；w(Ag)平均值113×10-9，富集系數(shù)0.92；w(As)平均值24.5×10-6，富集系數(shù)1.05（莊道澤等，2015）。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，褶皺不發(fā)育（圖2）。斷裂多為逆沖斷層，并多期活動，部分為張性正斷層。褶皺以不對稱掩臥褶皺、歪斜褶皺為主，多發(fā)育于逆沖斷裂兩側(cè)。該區(qū)斷裂構(gòu)造主要呈北西西向展布，主干斷裂為恰特-奧依巴勒根斷裂、烏孜別里山口斷裂（葛成隆等，2017），2條主干斷裂控制了構(gòu)造單元、地層、化探異常及金、銅等礦化的分布。同一構(gòu)造帶內(nèi)不同級別的斷裂構(gòu)造對區(qū)內(nèi)以金、銅、鉛、鋅為主的多金屬礦產(chǎn)的形成與分布起著分級控制作用。主斷裂多為導(dǎo)礦構(gòu)造，次級斷裂多為容礦構(gòu)造（計文化，2005）。因此，區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的金礦床（點）顯示出成帶分布的規(guī)律。

圖2 沃克金礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造示意圖（據(jù)新疆地礦局第二地質(zhì)大隊，2021）1—更新統(tǒng)沖洪積物；2—晚白堊世鐵龍灘群；3—早二疊世—晚石炭世恰提爾群第三巖性段；4—早二疊世—晚石炭世恰提爾群第二巖性段；5—早二疊世—晚石炭世恰提爾群第一巖性段；6—早志留統(tǒng)溫泉溝群第二巖性段；7—早志留世溫泉溝群第一巖性段；8—華力西晚期石英閃長巖；9—奧陶紀綠泥透閃石片巖；10—地層界線/斷層；11—1∶5萬化探綜合異常；12—金/錳礦點Fig.2 Geological structure of the Woke gold deposit(modified after The Second Geological Brigade of Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Resources,2021)1—Alluvial diluvium of Pleistocene;2—The Tielongtan Group of Late Cretaceous;3—The third lithologic member of Qiatier Group of Early Permian to late Carboniferous;4—The second lithologic member of Qiatier Group of Early Permian to Late Carboniferous;5—The first lithologic member of Qiatier Group of Early Permian to Late Carboniferous;6—The second lithologic member of Wenquangou Group of Early Silurian;7—The first lithologic member of Wenquangou Group of Early Silurian;8—Quartz diorite of Late Variscan;9—Chlorite tremolite schist of Ordovician;10—Geological boundary/Fault;11—1∶50 000 comprehensive geochemical anomaly;12—Gold/Manganese spots

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)

沃克金礦位于羌塘三江造山系之鐵列克契-黑尖山陸緣盆地南部。區(qū)內(nèi)出露地層為下志留統(tǒng)溫泉溝群、上白堊統(tǒng)鐵龍灘群、第四系等（圖2）。其中，下志留統(tǒng)溫泉溝群為一套區(qū)域低溫動力變質(zhì)低綠片巖相“黑色巖系”，北與達坂溝群斷層接觸，南與鐵龍灘群角度不整合接觸，東部和西部延伸至邊境，分為2段。巖性主要為片理化長石石英砂巖、雜砂巖，變質(zhì)細粒長石石英砂巖以及灰?guī)r等。原巖為半深海-淺海復(fù)理石建造（高永利等，2011）。下志留統(tǒng)溫泉溝群下段為礦區(qū)賦礦地層，巖性為灰色片理化長石石英砂巖、雜砂巖，變質(zhì)細粒長石石英砂巖，灰色含鐵白云石粉砂絹云板巖，深灰色含鐵白云石絹云石英千枚巖，灰色薄層細晶灰?guī)r，呈北西向展布，結(jié)合野外調(diào)查及探礦工程編錄，礦體近礦圍巖為含碳酸鹽硬綠泥石絹云千枚巖（河北省地礦局第五地質(zhì)大隊，2013）。該地層為已發(fā)現(xiàn)的沃克、克孜捷克、恰普吐孜等金礦點的主要賦礦層位。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，褶皺不發(fā)育（圖3a～d）。斷裂多為逆沖斷層，并多期活動，部分為張性正斷層。褶皺以不對稱掩臥褶皺、歪斜褶皺為主，多發(fā)育于逆沖斷裂兩側(cè)。該區(qū)斷裂構(gòu)造主要呈北西西向-近東西向，主干斷裂為恰特-奧依巴勒根斷裂、烏孜別里山口斷裂（葛成隆等，2017），2 條主干斷裂控制了構(gòu)造單元、地層、化探異常及金銅等礦化的分布。同一構(gòu)造帶內(nèi)不同級別的斷裂構(gòu)造對區(qū)內(nèi)以金、銅、鉛、鋅為主的多金屬礦產(chǎn)的形成與分布起著分級控制作用。主斷裂多為導(dǎo)礦構(gòu)造，次級斷裂多為容礦構(gòu)造。

圖3 沃克金礦床野外典型照片a.緊閉褶皺野外照片；b.緊閉褶皺素描圖；c.順層產(chǎn)出的石英脈；d.褐鐵礦化、高嶺土化Fig.3 Typical field photos of the Woke gold deposita.Field photos of tight folds;b.Sketch of tight fold;c.Bedding quartz vein;d.Limonite and kaolinite developed at shallow depth

賦礦地層中普遍發(fā)育與瓊巴額什溝斷裂平行的次級層間斷裂，順層或以小角度斜切地層面理，具強烈的韌-脆性剪切變形特征，為區(qū)內(nèi)金礦體的容礦構(gòu)造，其內(nèi)充填有褐鐵礦化碳酸鹽石英脈（圖3a），部分受構(gòu)造變形影響，呈緊閉褶皺、無根褶皺狀（圖3b）、部分沿層間破碎帶順層產(chǎn)出（圖3c）?？傮w產(chǎn)狀25°～45°∠50～70°。鏡下可見大量細小鱗片狀絹云母，其交織定向排列，并具顯微褶皺構(gòu)造。在金礦化蝕變作用強烈部位，斷裂內(nèi)及上、下盤地層中發(fā)育絹云母化、硅化、毒砂化、黃鐵礦化等圍巖蝕變（圖3d）；受強熱液蝕變交代-充填作用改造，局部斷裂特征不明顯，但在礦體尖滅部位，可觀察到明顯的韌-脆性剪切變形特征。

2.2 礦體地質(zhì)

區(qū)內(nèi)圈定金礦體10 個(圖4a、b)。地表長78～679 m，寬3～12 m，平均寬4 m。走向為115°～135°，傾向北東，傾角50°～70°。

圖4 沃克金礦區(qū)主要礦體分布示意圖（a）及29號勘探線剖面示意圖（b）（據(jù)新疆地礦局第二地質(zhì)大隊，2021改）1—含碳砂質(zhì)板巖；2—（硬）綠泥絹云千枚巖；3—黑云母石英板巖（千枚巖）；4—輝綠巖脈；5—石英脈；6—金礦（化）體；7—石英網(wǎng)脈帶；8—鉆孔巖芯金礦（化）體；9—鉆孔及勘探線；10—地質(zhì)界線；11—巖性界線Fig.4 Map showing the distribution of orebodies from the Woke gold deposit(a)and cross section of exploration line No.29(b)through the deposi（tb,after The Second Geological Brigade of Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Resources,2021）1—Carbonaceous sandy slate;2—Chlorite sericite phyllite;3—Biotite quartz slate(phyllite);4—Diabase dyke;5—Quartz vein;6—Gold(mineralized)body;7—Quartz stockwork vein belt;8—Gold ore body of drill core;9—Exploration line and drill;10—Geological boundary;11—Lithologic boundary

礦體呈似層狀、脈狀產(chǎn)出，礦體厚度整體穩(wěn)定，具有扭曲褶皺變化特征，局部變形強烈。Au 平均品位3.65 g/t。深部鉆孔見礦視厚2.3～3.1 m，Au 平均品位0.69 g/t。

2.3 礦石特征

2.3.1 礦石組分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石為富含硫化物的石英脈。金屬礦物主要為毒砂、黃鐵礦，少量方鉛礦和磁鐵礦，偶見黃銅礦、輝砷鈷礦。其中，毒砂占全部礦物的9%～60%，黃鐵礦1%～3%，其他礦物含量小于1%。非金屬礦物主要為石英，其次為絹云母、硬綠泥石，少量碳酸鹽礦物。其中，石英占全部礦物的55%～60%，絹云母占30%，硬綠泥石占18%，碳酸鹽礦物含量小于7%。礦石中各項化學(xué)組分含量較穩(wěn)定，以高w(SiO2)、w(Al2O3)、w(TFe3)、w(K2O)為特征（鄭杰等，2011），這與顯微鏡下礦石礦物組成鑒定結(jié)論一致。礦石Au/Ag=0.56～8.80，平均3.19。

礦石結(jié)構(gòu)主要為他形粒狀、半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要脈狀構(gòu)造、細脈狀構(gòu)造、團塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、星點狀構(gòu)造。

2.3.2 成礦階段劃分

根據(jù)沃克金礦石野外地質(zhì)特征、脈體（礦物）穿切關(guān)系、礦物組合等特征，將沃克金礦床熱液成礦期劃分為3個階段（圖5a、b，表1）：

表1 沃克金礦床礦物生成順序Table 1 Mineral paragenesis in the Woke gold deposit

圖5 沃克金礦石巖芯特征照片a.含金石英脈X型節(jié)理；b.含金石英脈切穿絹-白云母化千枚巖S1—成礦早階段；S2—成礦主階段；S3—成礦晚階段Fig.5 Photos of drill cores showing the characteristics of different stage veins from the Woke gold deposita.X-joint of gold-bearing quartz vein;b.Gold-bearing quartz vein cuts through the sericite muscovite phylliteS1—Early metallogenic stage;S2—Main metallogenic stage;S3—Late metallogenic stage

成礦早階段（S1）中非金屬礦物沿主斷裂構(gòu)造交代上下盤圍巖（局部充填），形成灰綠色含碳酸鹽硬綠泥石絹云石英千枚巖，與圍巖漸變過渡，形成礦石的雛形（圖5a、b）。該階段占總礦石體積分數(shù)10%～20%，礦物中長英質(zhì)礦物呈顯微他形粒狀，緊密鑲嵌，粒徑隱晶狀至0.08 mm，個別可達1.2 mm，含量約50%，以石英為主；其間分布大量細小鱗片狀絹云母，呈定向排列，并具顯微褶皺構(gòu)造，含量約26%（圖6a～h）。這一階段形成的非金屬礦物總體相互接觸、緊密連生，礦物間可見較多細柱狀、板狀硬綠泥石變斑晶，粒徑0.02～0.40 mm，呈單晶細板狀、或聚集呈束狀分布，排列微顯與褶皺方向一致，含量約14%。

成礦主階段（S2）交代、蝕變成礦早階段的絹-白云母化千枚巖，形成大量交代成因的石英脈（不規(guī)則脈狀）（圖6a～h，圖7a～l）；同時，大量硫化物蝕變絹-白云母化千枚巖，以毒砂、黃鐵礦為主，少量磁鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、輝砷鈷礦，并形成金礦物。該階段占總礦石體積分數(shù)的80%左右?？梢娛⒊仕瘟睿酱笮〔灰?，多數(shù)大于4 mm，至數(shù)毫米粒徑，少數(shù)粒徑0.4～2.0 mm，多具波狀消光，表面多分布微小塵點狀黑點，邊緣呈彎曲鋸齒狀緊密鑲嵌分布，部分粒徑細小的石英晶粒沿粗粒者邊緣分布，部分則被粒徑較粗者包裹，石英整體含量約94%；石英粒間局部可見沿粒間縫隙分布的絹-白云母，含量約2%～3%，粒徑0.01～0.40 mm，呈片狀、鱗片狀集合體，發(fā)生彎曲變形且部分伴隨絮狀、微細他形粒狀集合體的碳酸鹽礦物沿微小裂隙共生，顯示了石英塑性變形的特征。

成礦晚階段（S3）沿微裂隙充填不透明礦物細脈和碳酸鹽細脈，切穿成礦早階段形成的絹-白云母化千枚巖及成礦主階段形成的脈體（圖6f），可見該階段形成最晚。細脈中偶見黃鐵礦、磁鐵礦，粒徑細小，星點狀分布，局部可見黃銅礦，該階段占總礦石體積分數(shù)小于5%。

2.3.3 成礦主階段主要硫化物特征

（1）毒砂

呈斑狀、星點狀構(gòu)造，以斑點狀為主，星點狀次之（圖6a）。

圖6 沃克金礦床金礦石（光片）宏觀/微觀特征a.黃鐵礦、毒砂礦化破碎含金石英脈；b.自然金；c.黃鐵、毒砂礦化破碎含金石英脈；d.毒砂、黃銅礦、方鉛礦；e.含碳酸鹽硬綠泥石絹云石英千枚巖，f.黃鐵礦、磁鐵礦；g.綠泥絹云千枚巖；h.輝砷鈷礦Fig.6 Macro and microscopic characteristics of gold ores(polished section)from the Woke gold deposita.Pyrite and arsenopyrite mineralization within fractured gold-bearing quartz vein;b.Natural gold;c.Pyrite and arsenopyrite mineralization within fractured gold-bearing quartz vein;d.Arsenopyrite,chalcopyrite,galena;e.Carbonate-bearing chloritoid sericite quartz phyllite,f.Pyrite and magnetite;g.Chlorite sericite phyllite;h.Cobaltite

斑狀：半自形-他形粒狀，粒徑0.2～7.0 mm，偶見＞10 mm；表面粗糙，晶型碎裂，網(wǎng)狀裂隙發(fā)育，含量為9%～60%。毒砂與方鉛礦、自然金共生圖（圖7a～l）。

星點狀：他形粒狀，粒徑0.01～0.05 mm，偶見＞0.2 mm；表面粗糙，晶型碎裂，含量小于1%（圖8a～h）。

（2）黃鐵礦

黃鐵礦多呈斑點狀、星點狀、局部偶見細脈狀。含量為1%～3%（圖7a、e）；以星點狀為主。

斑點狀：呈不規(guī)則狀、斑狀，斑塊1～2 mm，填隙結(jié)構(gòu)發(fā)育；鏡下僅可識別部分單礦物，粒徑＜1 mm；與毒砂、方鉛礦、自然金共生（圖8a、b）。

星點狀：他形粒狀，粒徑0.01～0.13 mm，分布于透明礦物內(nèi)部或粒間（圖8c、f），未見與其他金屬礦物關(guān)聯(lián)性。

（3）方鉛礦

方鉛礦呈他形不規(guī)則粒狀，粒徑0.08～1.30 mm，含量約1%～2%，與毒砂緊密共生，多包裹在毒砂內(nèi)部或沿其裂隙分布（圖7l，圖8b），部分包裹于脈石礦物中；偶見方鉛礦分布于毒砂邊緣。

（4）黃銅礦

黃銅礦呈他形不規(guī)則粒狀，粒徑0.01～0.20 mm，含量小于0.5%，包裹于石英中（圖7g、i、j，圖8d、e、g、h），與其他金屬礦物無關(guān)聯(lián)性。

圖7 沃克金礦石顯微鏡下特征（反射光）a.巖石標本；b.含碳酸鹽硬綠泥石絹云石英千枚巖；c.石英巖（脈）；d.含絹云母綠泥石金屬礦化石英巖（脈）；e.黃鐵礦；f.自然金、方鉛礦、毒砂；g.黃銅礦；h.輝砷鈷礦；i.黃銅礦；j.黃銅礦；k.磁鐵礦；l.方鉛礦Ser—絹云母；Chl—綠泥石；Q—石英；Cb—碳酸鹽；Cld—硬綠泥石；Apy—毒砂；Au—金；Cp—黃銅礦；Py—黃鐵礦；Cbt—輝砷鈷礦；Gn—方鉛礦；Mag—磁鐵礦Fig.7 Microscopic characteristics of ores from the Woke gold deposit(reflected light)a.Rock specimens;b.Carbonate-bearing chloritoid sericite quartz phyllite;c.Quartzite(vein);d.Metallized quartzite(vein)containing sericite chlorite;e.Pyrite;f.Natural gold,galena and arsenopyrite;g.Chalcopyrite;h.Cobaltite;i.Chalcopyrite;j.Chalcopyrite;k.Magnetite;l.GalenaSer—Sericite;Chl—Chlorite;Q—Quartz;Cb—Carbonate;Cld—Hard Chlorite;Apy—Arsenopyrite;Au—Gold;Cp—Chalcopyrite;Py—Pyrite;Cbt—Cobaltite;Gn—Galena;Mag—Magnetite

圖8 沃克金礦床自然金及載金硫化物背散射掃描電鏡圖像a.綠泥絹云千枚巖中半自形.他形粒狀黃鐵礦；b.黃鐵、毒砂礦化破碎含金石英脈中半自形.他形粒狀毒砂，他形不規(guī)則粒狀方鉛礦，他形粒狀黃銅礦；c.黃鐵、毒砂礦化破碎含金石英脈中半自形.他形粒狀毒砂，他形粒狀、長粒狀自然金；d.半自形.他形粒狀毒砂、他形粒狀黃銅礦；e.他形粒狀、拉長短條帶狀黃銅礦；f.褐鐵礦化絹云破碎含金石英脈中半自形.他形粒狀黃鐵礦；g.孔雀石化褐鐵礦化含金石英脈中他形粒狀黃銅礦；h.他形粒狀黃銅礦Apy—毒砂；Au—金；Cp—黃銅礦；Py—黃鐵礦；Gn—方鉛礦Fig.8 Backscatter scanning electron microscopy images of natural gold and gold-bearing sulfides from the Woke deposita.Subhedral and anhedral granular pyrite in chlorite sericite phyllite;b.Subhedral and anhedral granular pyrite and arsenopyrite,anhedral granular chalcopyrite and galena in fractured gold bearing quartz vein;c.Subhedral and anhedral granular arsenopyrite and anhedral granular native gold in fractured gold bearing quartz vein;d.Subhedral and anhedral granular arsenopyrite and anhedral granular chalcopyrite;e.Heteromorphic granular,elongated and short banded chalcopyrite;f.Limonite formed in fractured gold bearing quartz vein with subhedral&anhedral granular pyrite;g.Anhedral granular chalcopyrite in gold bearing quartz vein with malachite and limonite;h.Anhedral granular chalcopyriteApy—Arsenopyrite;Au—Gold;Cp—Chalcopyrite;Py—Pyrite;Gn—Galena

（5）磁鐵礦

磁鐵礦呈他形粒狀，粒徑0.005～0.050 mm，多分布于石英和絹云母礦物之間（圖7k），與其他金屬礦物無關(guān)聯(lián)性。

（6）輝砷鈷礦

輝砷鈷礦呈自形-他形粒狀，見立方體晶型，粒徑多為0.01～0.12 mm，含量極少（圖6h，圖7h），多分布于石英礦物顆粒中，未見與其他金屬礦物共伴生。

成礦主階段毒砂、黃鐵礦背散射掃描電鏡下均未見礦物生長環(huán)帶、亦未見微量元素呈規(guī)律性聚集。表明礦物可能為同一世代；在礦物生成過程中，熱液組分、溫壓條件、結(jié)晶速率等參數(shù)相對較為穩(wěn)定。

3 樣品采集與測試方法

3.1 光薄片鑒定及掃描電鏡觀察

采集礦區(qū)西、中、東3 個金礦體代表性圍巖標本12 件（巖性為灰綠色綠泥絹云千枚巖）、金礦石標本25 件（包含成礦早、主、晚階段礦石），制成探針片14件、光片37件、薄片37件，進行詳細的光學(xué)顯微鏡下觀察及背散射掃描電鏡觀察。

光學(xué)顯微鏡下觀察在新疆礦產(chǎn)實驗研究所巖礦鑒定中心進行，儀器型號為德國萊卡Leica DM4500P 偏光顯微鏡。背散射掃描電鏡觀察在新疆礦產(chǎn)實驗研究所進行，儀器型號為日本電子JXA-8230型電子探針分析儀。

3.2 全巖稀土元素

采集代表性金礦石樣品25 件（為成礦主階段礦石及被主階段蝕變的早階段礦石）、遠礦圍巖樣品4件（巖性為綠泥絹云千枚巖），采集礦區(qū)東段絹云母化板巖樣品8件。

本次研究進行了全巖稀土元素含量測試，測試工作在新疆礦產(chǎn)實驗研究所進行，儀器型號為荷蘭帕納科公司Zetium X 射線熒光光譜儀與美國熱電公司X-Series 等離子體質(zhì)譜儀，溫度22℃，濕度19%。

3.3 電子探針

對前述7 件探針片進行電子探針微區(qū)定量分析，測試礦物均為成礦主階段形成的硫化物（如脈狀毒砂、緊密共生的毒砂黃鐵礦、沿裂隙分布的硫化物等），每粒礦物測試1 點；部分代表性礦物進行了元素面掃描成像。測試工作在新疆礦產(chǎn)實驗研究所測試室完成，電子探針型號為日本電子JXA-8230 型電子探針分析儀；測試條件為電壓氧化物15 kV，單質(zhì)20 kV、電流1×10-8A、束斑直徑1～10 μm、環(huán)境溫度22℃、濕度19%，校正方法為ZAF 校正。測試分析符合GB/T15074-2008、GB/T15246-2002標準。測試元素及檢出限（質(zhì)量分數(shù)）w(As)≥243×10-6、w(Se)≥103×10-6、w(Fe)≥138×10-6、w(Co)≥125×10-6、w(Ni)≥128×10-6、w(Cu)≥161×10-6、w(Zn)≥190×10-6、w(Au)≥207×10-6、w(S)≥42×10-6、w(Pb)≥240×10-6、w(Ag)≥85×10-6、w(Te)≥94×10-6、w(V)≥118×10-6、w(Ti)≥91×10-6。

3.4 流體包裹體測溫

包裹體顯微測溫在新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院流體包裹體實驗室完成，所用的儀器為Linkam THMS600冷熱臺，測溫范圍為-196～+600℃，運用美國FLUID INC公司的人工合成流體包裹體標準樣品進行冷熱臺溫度標定。流體包裹體測溫過程中升溫速率一般在1～5℃/min，在水鹽包裹體冰點溫度附近一般降到0.1～0.5℃/min。水鹽包裹體的鹽度根據(jù)冰點溫度和鹽度-冰點關(guān)系表（Bodnar，1993；盧煥章等，2020）查出，成礦流體的密度利用Flincor軟件（Brown et al.,1989）根據(jù)顯微測溫數(shù)據(jù)計算獲得。

3.5 氫氧硫同位素

對3 個階段7 件石英樣品進行了氫（流體）和氧（石英）同位素分析，采集位置與流體包裹體的采集位置相對應(yīng)。對2 件黃鐵礦和1 件毒砂樣品進行了硫同位素分析。氫氧硫同位素測定均在核工業(yè)北京地質(zhì)研究所完成。石英流體包裹體中所含的水在400°C 下通過熱爆破釋放，然后收集、冷凍和純化。然后，使用還原性鋅，替換并釋放水中的氫，以進行質(zhì)譜分析。δD 值和δ18O 值的分析精度在±0.2‰以內(nèi)。石英水中的δ18O 值是根據(jù)分析石英的δ18O 值，通過使用α石英-水中的分餾方程1000Inα石英-水=（3.38×106）T-2－3.40計算得出，其中T是以開爾文為單位的溫度（Clayton et al.,1972），利用流體包裹體平均溫度計算δ18O水的值。將黃鐵礦和毒砂樣品從礦石中分離出來，進行硫同位素分析。2 件黃鐵礦樣品和1件毒砂樣品在高溫真空條件下轉(zhuǎn)化為SO2。δ34S 值在氣體同位素質(zhì)譜儀上測量。硫同位素值以每摩爾為單位報告，與V-CDT 標準相比，δ34S 的分析不確定度在±0.2‰范圍內(nèi)。

4 測試結(jié)果

4.1 全巖稀土元素

全巖稀土元素含量測試結(jié)果見表2、配分曲線見圖9。金礦石稀土元素總量較高，球粒隕石標準化曲線右緩傾，屬輕稀土元素富集型；Eu 弱負異常，δEu為0.62～0.79，平均0.71；Ce 弱正異常，δCe 為1.11～1.31，平均1.19。

圖9 沃克金礦床巖石和礦石稀土元素配分曲線Fig.9 Chondrite-normalized rare earth element(REE)patterns of rocks and ores from the Woke gold deposit

表2 沃克金礦床稀土元素（w(B)/10-6）分析結(jié)果表Table 2 Analysis results of rare earth elements(w(B)/10-6)of rocks and ores from the Woke gold deposit

含金石英脈的稀土元素總量接近平均值，屬輕稀土元素富集型；Eu 弱負異常，δEu 為0.62～0.76，平均0.71；Ce弱負異常，δCe為1.13～1.26，平均1.20。

圍巖綠泥絹云千枚巖稀土元素總量中等，屬輕稀土元素富集型；Eu 弱負異常，δEu 為0.63～0.79，平均0.71；Ce弱正異常，δCe為1.11～1.31，平均1.17。

4.2 電子探針結(jié)果

本次7 件探針片測試結(jié)果見表3。對成礦主階段毒砂電子探針分析，主元素成分較穩(wěn)定，w（Fe）為36.08%～36.25%%，平均為36.16%，w（As）為42.67%～44.17%，平均為43.42%，w（S）為20.82%～21.57%，平均為21.19%。原子含量As/S 為1.98～2.12，平均2.05；Fe/（As+S）平均0.56；計算分子式FeAs1.20S0.59（表4）。

表3 沃克金礦床硫化物電子探針分析結(jié)果表Table 3 EPMA results of sulfides from the Woke gold deposit

理想毒砂分子式FeAs1-xS1+x（x≤∣0.13∣）（Sharp et al.1985），顯示虧損As 的特征。毒砂中As 與S 呈反比關(guān)系（表4），反映了形成過程中的相互取代。毒砂中原子含量As/S 比主要對溫度敏感，隨著溫度升高，As/S 比升高(Sharp et al.,1985；Koh et al.,1992；Lentz,2002)。

表4 沃克金礦床毒砂計算分子式Table 4 Calculating molecular formula of arsenopyrite from the Woke gold deposit

成礦主階段黃鐵礦電子探針分析，14 個測點中5 個黃鐵礦測定，w（S）為51.89%～54.18%，平均為53.51%；w（Fe）為45.40%～46.89%，平均為46.28%。w（S）/w（Fe）比值為1.12～1.19，平均1.16；原子計數(shù)S/Fe 為1.91～2.13，平均2.02；與黃鐵礦理論值（w（S）為53.45%，w（Fe）為46.55%，S/Fe=2）基本相當。黃鐵礦的Au 與S 弱正相關(guān)，與Fe 負相關(guān)，與Ni、Co 弱負相關(guān)，與其余相關(guān)性不明顯（表3）。

4.3 金的賦存狀態(tài)討論

自然金的粒度按中國生產(chǎn)實際分為5級：小于或等于0.01 mm的稱微細粒金；0.010～0.037 mm的稱細粒金；0.037～0.074 mm 的稱中粒金；0.074～0.295 mm的稱粗粒金；大于0.295 mm 的稱巨粒金(姚敬劬，1991)。本礦區(qū)金的粒徑在0.01～0.09 mm 之間，絕大多屬于細粒金和中粒金，極個別屬于粗粒金。

利用顯微鏡及掃描電鏡對沃克金礦石“可見金”進行的詳細觀察表明,中、細粒金主要為片狀粒狀,次為不規(guī)則狀、絲條狀，金的嵌布類型主要有粒間金、裂隙金及包裹金3 種。金成色平均為929.92%,為自然金。主要載金礦物為毒砂、黃銅礦、方鉛礦。金多分布于毒砂內(nèi)部，或其邊緣。此類金呈包裹金、裂隙金及與其他礦物粒間金形式產(chǎn)出，在同一毒砂單礦物中，可發(fā)現(xiàn)3 類金同時產(chǎn)出的現(xiàn)象（圖7f，圖10a～f），說明毒砂總體與金同時生成。金主要以粒間金、裂隙金及包裹金的形式賦存在毒砂、黃銅礦、方鉛礦等硫化物中。

圖10 沃克金礦床載金毒砂電子探針波譜元素面掃描圖(色階條帶為相對信號強度)Apy—毒砂；Au—自然金Fig.10 EPMA scanning images of the gold-bearing arsenopyrite from the Woke gold deposit(the level bands represent the relative signal strength)Apy—Arsenopyrite;Au—Natural gold

4.4 流體包裹體特征

根據(jù)沃克金礦流體包裹體的室溫物相特征、加熱和冷卻過程中的相變觀察，主要為普通水鹽包裹體（型）和含CO2流體包裹體（型）。以孤立包裹體、隨機分布或團簇形式出現(xiàn)的流體包裹體被解釋為不同階段的主要特征（圖11a～f）。沿生長帶的每一簇或一組流體包裹體被認為代表一個FIA。沿裂縫或晶界呈線性排列的流體包裹體被認為是次生流體包裹體，未通過顯微測溫法進行分析，因為它們形成較晚。包裹體呈橢圓、多邊形和不規(guī)則狀，直徑在3～14 μm之間，集中在3～8 μm，并且含有占總體積10%～80%的氣泡。

圖11 沃克金礦石英中代表性流體包裹體的顯微照片—液相H2O；—氣相H2O；—氣相CO2Fig.11 Micrographs of representative fluid inclusions in quartz from Woke deposit—Liquid phase water;—Vapor phase water;—Gaseous carbon dioxide

顯微測溫結(jié)果和流體包裹體參數(shù)見表5。第一階段石英中的流體包裹體，冰點溫度為-12.8～-7.2℃，w(NaCl)eq為10.37%～14.73%，均一溫度范圍為458～493℃（平均476℃）；第二階段石英中的流體包裹體，冰點溫度為-13.8～-3.6℃，w(NaCl)eq為5.25%～18.19%，均一溫度范圍為346～456℃（平均389℃）；第三階段石英中的流體包裹體，冰點溫度范圍為-12.3～-0.9℃，w(NaCl)eq為1.56%～16.34%，均一溫度范圍為230～367℃（平均290°C）（圖12）。根據(jù)溫度和壓力條件，推測沃克金礦床為中成造山型金礦床（蔡光耀等，2018）。

圖12 沃克金礦中流體包裹體的均一溫度(a～c)和鹽度直方圖(d～f)Fig.12 Histograms of homogenization temperature(a～c)and salinity of fluid inclusions(d～f)in quartz from the Woke gold deposit

表5 沃克金礦流體包裹體顯微測溫數(shù)據(jù)及相關(guān)參數(shù)Table 5 Micro thermometric data and related parameters of fluid inclusions in quartz from the Woke gold deposit

4.5 氫氧硫同位素

石英中流體包裹體的氫氧同位素數(shù)據(jù)列于表6，第一階段石英中值為?83.7‰，δ18OQ值為16.6‰，計算獲得值為14.0‰；第二階段石英中值介于?85.9‰～?91.7‰，δ18OQ值介于17.2‰～17.6‰，計算獲得值介于12.9‰～13.3‰；第三階段石英中值介于?92.1‰～?103.6‰，δ18OQ值介于15.9‰～18.3‰，計算獲得值介于8.6‰～11.0‰。對沃克金礦黃鐵礦和毒砂進行硫同位素分析，測定的硫同位素組成列于表6。礦物的δ34S值為?3.6‰～13.9‰。

5 礦床成因探討

5.1 稀土元素示蹤

沃克金礦石稀土元素總量（∑REE）明顯高于圍巖及鈉長角礫巖。沃克金礦石及鈉長角礫巖δEu均為負異常，明顯區(qū)別于圍巖δEu基本無異常的特征（圖9）。

在相同條件下，Eu2+穩(wěn)定程度與氧逸度、壓力呈反比，與溫度、pH 值呈正比；在低溫、近地表條件下，銪在水溶液中以3 價態(tài)為主，當溫度超過250℃時，2價稍占優(yōu)勢；在約250℃時，Eu2+穩(wěn)定存在的氧逸度上限大于HS-氧化成離子的氧逸度，且隨溫度升高氧逸度差值越大(Sverjensky，1984)。

沃克金礦石Eu弱負異常，δEu為0.62～0.79，平均0.71；Ce弱正異常，δCe為1.11～1.31，平均1.19。金礦石中δEu負異常與絹云千枚巖之間數(shù)值相近，表明金的來源與圍巖關(guān)系不大，主要與石英脈關(guān)系密切。

5.2 流體特征

Pal'Yanova（2008）通過對不同金礦床金的成色、礦石Au/Ag 的研究，總結(jié)了不同Au/Ag 特征反映的成礦流體性質(zhì)，一般金礦自然金Au/Ag 平均為12.21，礦石Au/Ag 平均為9.46，推測流體性質(zhì)為堿性、溫度200～500℃、溶液中Au、Ag 以Au(HS)2-和Ag(HS)2-絡(luò)合物為主導(dǎo)（Pal'Yanova,2008）。這與沃克金礦石中未見相關(guān)礦物的地質(zhì)事實相吻合。

金礦石硫化物礦物共生組合與毒砂中w(As)可限定毒砂形成溫度(Kretschmart et al.,1976)。毒砂溫度計在熱液礦床中應(yīng)用廣泛（劉英俊,1993;Lentz,2002；孫思辰等,2018;Pal et al.,2019），根據(jù)不同礦段各階段礦物共生組合關(guān)系將毒砂的As 原子百分數(shù)投于硫逸度logf(Sz)-溫度(T)關(guān)系圖解(Kretschmar et al.,1976;Sharp et al.,1985)中，以獲取毒砂形成環(huán)境信息，有待后期進一步分析研究。

5.3 成礦流體和成礦物質(zhì)來源

流體包裹體顯示成礦流體具有中高溫、中低鹽度的特征，表現(xiàn)為NaCl-H2O-CO2體系。造山型金礦的成礦流體較熱液型金礦大多經(jīng)歷了長距離遷移，其氫、氧同位素組成受水/巖作用的溫度、水/巖（W/R）比值和主巖的氫、氧同位素等因素的影響（鄧軍等，2011；Deng et al.,2010;楊利亞等，2013）。沃克金礦的石英δ18O 值為8.6‰～14.0‰，流體的δD 值在?83.7‰～?103.6‰（表6），其氫、氧同位素組成與夾皮溝金礦具有相似的變化范圍（楊利亞等，2013），顯示出變質(zhì)水和大氣降水的混合流體來源特征(圖13)；硫同位素組成也顯示出成礦物質(zhì)源自中淺變質(zhì)巖（圖14）。

圖13 沃克金礦不同階段的δDfluid流體與δ18Ofluid流體值Fig.13 Different stages δDfluid and δ18Ofluid value of Woke gold deposit

圖14 沃克金礦δ34SV-CDT值變化范圍圖Fig.14 δ34SV-CDT value variation range diagram of Woke gold deposit

表6 沃克金礦的氫、氧和硫同位素組成Table 6 Hydrogen,oxygen and sulfur isotopic composition of quartz and sulfides from the Woke gold deposit

5.4 成因探討

沃克金礦床產(chǎn)于下志留統(tǒng)溫泉溝群下段含碳酸鹽硬綠泥石絹云千枚巖建造中，與北西向展布的韌-脆性剪切帶密切相關(guān)，含金熱液沿韌-脆性剪切帶上升至硅-鈣界面有利空間沉淀而形成，顯示典型的造山型金礦的宏觀地質(zhì)特征。

賦礦地層中普遍發(fā)育與瓊巴額什溝斷裂平行的次級層間斷裂，順層或以小角度斜切地層面理，具強烈的剪切變形特征，金在脆性構(gòu)造空間沉淀形成礦體，顯示了典型的造山型金礦體特征。Au/Ag 比值0.56～8.80，平均3.19；成礦主階段形成的大量硫化物蝕變絹-白云母化千枚巖，以毒砂、黃鐵礦為代表，少量磁鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、輝砷鈷礦，表明黃鐵礦階段和石英多金屬硫化物階段為最主要成礦階段，也顯示了熱液硫化物共生組合特征；流體包裹體類型主要為普通水鹽包裹體（型）和含CO2流體包裹體（型），成礦溫度集中在230～367°C 之間，成礦流體鹽度w(NaCl)eq為1.56%～16.34%，具有中高溫、中低鹽度的特征。氫氧同位素研究顯示成礦熱液主要為變質(zhì)水和大氣降水的混合流體來源。硫同位素組成也顯示出成礦物質(zhì)源自中淺變質(zhì)巖，表明成礦物質(zhì)來自中深層；流體不混溶和沸騰作用是金沉淀的主要機制。綜合地質(zhì)、地球化學(xué)特征認為，沃克金礦床成因類型為與韌-脆性剪切帶有關(guān)的造山型金礦床。

6 結(jié)論

（1）沃克金礦床熱液期成礦階段可劃分為成礦早階段(S1)、成礦主階段(S2)及成礦晚階段(S3)。成礦早階段以強烈絹云母化、硅化為特征，形成礦石雛形；成礦主階段形成大量硫化物及石英脈，此階段形成金礦物；成礦晚階段形成平直的碳酸鹽石英細脈，切穿早階段及主階段形成的巖石。

（2）載金硫化物主要為毒砂(計算分子式FeAs1.20S0.59)、其次為黃銅礦、方鉛礦，總體與金同時生成。礦石中毒砂以斑狀、星點狀為主，黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦以星點狀為主。載金礦物均為同一世代，形成環(huán)境條件穩(wěn)定。

（3）流體包裹體顯示成礦流體具有中高溫、中低鹽度的特征，表現(xiàn)為NaCl-H2O-CO2體系。氫氧同位素研究顯示成礦熱液主要為變質(zhì)水和大氣降水的混合流體來源特征。硫同位素組成顯示出成礦物質(zhì)源自中淺變質(zhì)巖；流體不混溶和沸騰作用是金沉淀的主要機制。

（4）沃克金的賦存狀態(tài)為自然金，以中-細粒、單粒金為主，嵌布類型為粒間金、裂隙金及包裹金；普遍分布于毒砂、黃銅礦、方鉛礦等硫化物中。

（5）沃克金礦床產(chǎn)出的宏觀特征以及微量元素、稀土元素、鏡下微觀等特征，顯示了成礦與韌-脆性剪切帶的密切關(guān)系，根據(jù)綜合地質(zhì)、地球化學(xué)特征推斷，沃克金礦為與韌-脆性剪切帶有關(guān)的中成造山型金礦床。

致 謝野外工作得到新疆地礦局第二地質(zhì)大隊、第二區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊馮昌榮、涂其軍、年武強等提高待遇高級工程師的大力支持和幫助，掃描電鏡、電子探針、稀土元素、微量元素等得到了新疆礦產(chǎn)實驗研究所樊衛(wèi)東、況守英、李健等的支持和幫助；承蒙兩位匿名審稿專家悉心審閱，提出了建設(shè)性意見和建議，在此一并致以衷心感謝！