孫非非 ,張愛奎 ,劉智剛 ,朱傳寶 ,劉光蓮 ,馬忠元
(青海省第三地質勘查院,青海 西寧 810029)
青海省東昆侖地區(qū)礦產資源種類豐富,是鐵、銅、鉛、鋅、金、銀、鎳等礦的主要富集帶之一(李文淵等,2006;杜玉良等,2012;賈群子等,2016;張愛奎等,2021)。東昆侖地區(qū)金礦研究主要始于20世紀90年代之后,多數(shù)情況是伴隨著礦床的發(fā)現(xiàn)而開展,該地區(qū)金礦研究及勘查多集中于東昆侖東段(五龍溝金礦田和溝里金礦田2大金礦田),并且形成了大量的研究資料(馬國棟等,2016; 胡繼春等,2017;顏全治等,2017;任光利等,2018;國顯正等,2018;陳伯林,2019;程龍,2020;盧寅花等,2020;岳維好等,2022;譚文娟等,2023)。但是,東昆侖西段金礦由于發(fā)現(xiàn)時間晚,研究程度較低。阿其音金礦點地處東昆侖山脈西段,位于格爾木市西南約為500 km。該礦點是2016年青海省第三地質勘查院在開展1∶5萬化探綜合異常查證時發(fā)現(xiàn),于2017~2018年開展了預查工作。筆者在詳細的野外調研及室內研究的基礎上,對阿其音含黃鐵礦石英細網(wǎng)脈型金礦石開展流體包裹體、H—O—S—Pb同位素組成分析,探討成礦流體、成礦物質來源及礦床成因,為東昆侖成礦帶金礦成礦規(guī)律研究和找礦突破提供基礎資料。
阿其音金礦大地構造位于昆中巖漿弧,屬東昆侖成礦帶之伯喀里克-香日德成礦亞帶,巖金、銅、鎳、鉛鋅、銀、鐵是本成礦帶較為重要的礦產。區(qū)域出露主要地層有中元古界金水口巖群、下—中侏羅統(tǒng)大煤溝組及上更新統(tǒng)沖洪積物、全新統(tǒng)沖洪積物。金水口巖群作為東昆侖變質結晶基底,新元古代—新生代經歷了長期的、多旋回的構造發(fā)展演化過程,除了形成沉積變質型及變成型鐵、晶質石墨礦產外,還有一些金、鐵、銅、鉛鋅、銀等礦產。礦區(qū)南部緊鄰昆中斷裂(圖1a),向南距昆中斷裂約為10 km,區(qū)域斷裂以NW、NWW向斷裂為主,少量近EW、NE向斷裂。區(qū)域內深大斷裂及NW向次級韌—脆性斷裂帶長期活動為金礦形成提供了基本條件。區(qū)內巖漿活動強烈,主要有新元古代變質侵入體、早泥盆世侵入體、早三疊侵入體及中三疊世侵入體等4個階段的巖漿侵入活動。
礦區(qū)出露地層主要有中元古界金水口巖群、下—中侏羅統(tǒng)大煤溝組和第四系(圖1b)。構造以斷裂構造為主,褶皺不發(fā)育,巖漿巖十分發(fā)育,主要為早泥盆世侵入巖。脈巖也較發(fā)育,主要為輝綠巖脈。
金水口巖群分布于南部地區(qū),整體呈NW向帶狀展布。變質程度達到角閃巖相,變形強烈,多見M型、V型褶皺,整體傾向NE。與早泥盆世似斑狀石英二長巖、花崗閃長巖等巖體呈侵入接觸,局部呈斷層接觸。主要巖性有含石榴子石黑云斜長片麻巖、鉀長片麻巖、二長片麻巖等。大煤溝組NW向帶狀分布,角度不整合于金水口巖群之上。巖性主要為含礫(粉)砂巖、含礫泥巖、長石石英砂巖及含煤層等。
礦區(qū)構造以斷裂構造為主,發(fā)育1條韌性剪切帶和3條脆性斷裂(圖1b)。在F1和F3脆性斷裂之間存在一條寬約為400 m的韌性剪切帶,呈NW向展布,淺地表巖石均表現(xiàn)為脆—韌性變形,深部出現(xiàn)韌性變形(圖2)。韌性剪切帶中巖石類型主要有花崗質糜棱巖、糜棱巖化似斑狀石英二長巖。巖石結構有塑性流變結構、“δ”旋轉碎斑結構、云母魚結構、亞顆粒結構(圖2),構造為弱定向—定向構造。受韌性剪切作用,原巖結構、構造基本消失,變?yōu)樗榘吆退榛鶅刹糠?,碎基包繞碎斑呈塑性流變特征,碎基主要為長英質礦物,重結晶現(xiàn)象發(fā)育。韌性剪切帶中大量發(fā)育不均勻毒砂、黃鐵礦等金屬礦物,局部見方鉛礦、閃鋅礦,主要分布于韌—脆性轉換部位,主體呈細網(wǎng)脈狀、脈狀分布,強變形帶礦化蝕變較弱或不發(fā)育。
圖2 花崗質糜棱巖照片F(xiàn)ig. 2 Granitic mylonite
F1、F2、F3為韌性剪切帶兩側的脆性斷裂,均為壓扭性斷裂。3條脆性斷裂走向NW向,傾向NE,產狀為16°~45°∠48°~66°,斷裂性質為壓扭性逆斷層,北側為斷層上盤,南側為斷層下盤,F(xiàn)1、F2整體切割了早泥盆世似斑狀石英二長巖及花崗閃長巖,F(xiàn)3切割了金水口巖群、似斑狀石英二長巖、花崗閃長巖。F1、F2斷裂形成的構造帶寬為10~40 m,總體表現(xiàn)為脆性變形,局部有韌性變形,多形成構造角礫巖、糜棱巖和斷層破碎帶,基質出現(xiàn)有流動現(xiàn)象,塑性流變較為明顯。F3斷裂形成的構造帶寬為20~40 m,地表為脆性變形,深部為塑性變形,巖性主要為糜棱巖化似斑狀石英二長巖、二長花崗巖等,發(fā)育眼球狀構造、流動構造,沿斷裂有輝綠巖脈充填。3條斷層帶內發(fā)育較明顯的黏土化、硅化、絹云母化、綠泥石化、褐鐵礦化、黃鐵礦化和毒砂礦化等。F1斷裂形成了SbⅠ號蝕變帶,帶內發(fā)現(xiàn)2條金礦化體。F2斷裂控制了SbⅡ蝕變帶,蝕變帶沿斷裂兩側分布,帶內發(fā)現(xiàn)金礦化體2條及礦化線索多處。F3斷裂北部形成了SbⅢ蝕變帶,帶內發(fā)現(xiàn)金礦化體1條。
礦區(qū)內侵入巖分布廣泛,出露面積約占全區(qū)面積約為50%,主要為早泥盆世侵入巖,呈近EW向條帶狀產出。巖性主要有似斑狀石英二長巖、花崗閃長巖,零星出露二長花崗巖、蝕變黑云花崗巖等。從其局部穿插關系分析,似斑狀石英二長巖侵入時間稍早。似斑狀石英二長巖主要分布于礦區(qū)中南部,呈長條狀、帶狀近NW向展布,少量呈不規(guī)則狀,地表出露面積約為3.37 km2,與金水口巖群多呈侵入接觸,局部為斷層接觸,與上覆大煤溝組呈角度不整合接觸,與同期花崗閃長巖、黑云母花崗巖、二長花崗巖呈脈動接觸?;◢忛W長巖分布于礦區(qū)西南部,呈帶狀近EW向展布,地表出露面積約為2.1 km2,侵位到金水口巖群中,與同期似斑狀石英二長巖呈脈動侵入接觸。
區(qū)內發(fā)現(xiàn)3條金礦化蝕變帶,整體呈NW向帶狀延伸,地表主體沿脆性斷裂構造兩側分布,深部賦存于韌性剪切帶。在構造-熱液作用下,成礦元素局部富集形成礦化蝕變帶,帶寬為50~90 m,追索控制長超過2 km。礦化蝕變帶中多見石英脈,石英脈主要見于西部、南部、東部發(fā)現(xiàn)的構造蝕變帶中,按產出方位及脈寬可分為NW和NE向石英脈2類。NW向石英脈可分為2類:一類多為細脈狀、網(wǎng)脈狀(圖3a、圖3b),煙灰色,脈寬多為1~10 mm,密集處密度可達1~3條/10 cm,產狀多變,12~228°∠17~75°均有發(fā)育,受控于NW向斷裂構造,后期被次級斷裂改造,沿石英脈局部發(fā)育細粒黃鐵礦和毒砂,金礦化多集中分布于該類石英脈中,與成礦關系較為密切。另一類呈單脈狀分布,脈寬多為10~30 cm,呈灰白色,沿節(jié)理面多發(fā)育褐鐵礦化,該類石英脈中少見金礦化顯示,與成礦的關系尚不明確。NE向石英脈呈灰白色,主要沿巖石節(jié)理面、裂隙充填分布,脈寬在數(shù)厘米到1 m不等(圖3c、圖3d),不同程度發(fā)育黃鐵礦、褐鐵礦化,兩側圍巖則發(fā)育較明顯的綠簾石、黏土化。根據(jù)脈體穿插關系,NE向石英脈晚于NW向石英脈。測試結果顯示,NE向石英脈中基本不見金的礦化。
圖3 石英脈照片F(xiàn)ig. 3 Quartz vein
SbI礦化蝕變帶分布于礦區(qū)北部,受控于F1斷裂,呈條帶狀,寬為55~70 m,整體傾向SW,產狀為212~276°∠54~87°,工程控制長度超過200 m,兩端均被第四系覆蓋。帶內巖石由構造角礫巖、碎裂巖化黑云母花崗巖、糜棱巖化似斑狀石英二長巖組成,巖石較為破碎,節(jié)理、裂隙較為發(fā)育。多見輝綠巖脈和次級斷裂構造,蝕變強烈(圖4),巖石具脆性-韌性變形。圍巖蝕變主要有硅化(石英細脈、網(wǎng)脈)、黏土化、絹云母化、弱綠泥石化,礦化見黃鐵礦化、褐鐵礦化。SbⅡ礦化蝕變帶分布于SbⅠ礦化蝕變帶南側,呈NW向帶狀展布,受控于F2斷裂,帶寬為70~80 m,兩端均被第四系覆蓋,整體延伸長度達2.2 km,傾向NE,傾角為47°~78°。帶內巖石主要由糜棱巖化似斑狀石英二長巖、(碎裂巖化)似斑狀石英二長巖、花崗質糜棱巖、片麻巖、大理巖等組成,具脆性—韌性變形特征。圍巖蝕變主要有硅化、黏土化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化等,礦化有弱黃鐵礦化、毒砂礦化等。SbⅢ礦化蝕變帶分布于SbⅡ礦化蝕變帶南側,呈NW向帶狀展布,受控于F3斷裂,帶寬為50~90 m,工程控制長度超過600 m,兩端被第四系覆蓋,整體傾向NE,傾角為65°~83°。帶內巖石主要為構造角礫巖、糜棱巖化似斑狀石英二長巖,發(fā)育眼球狀構造、流動構造。圍巖蝕變主要發(fā)育硅化(石英細脈、網(wǎng)脈)、絹云母化(鉀化)、黏土化、綠泥石化等,礦化主要發(fā)育黃鐵礦化、毒砂化、閃鋅礦化等,呈細脈或網(wǎng)脈狀分布(圖5)。
圖4 Sb1礦化蝕變帶照片F(xiàn)ig. 4 Sb1 mineralized alteration zone
圖5 SbⅢ礦化蝕變帶內網(wǎng)脈狀毒砂礦化、黃鐵礦化網(wǎng)脈狀毒砂礦化、黃鐵礦化照片F(xiàn)ig. 5 Net vein arsenopyrite mineralization, pyritization, net vein arsenopyrite mineralization and pyritization in SbⅢmineralization alteration zone
金礦體主要賦存于礦化蝕變帶中,與區(qū)內的NW向脆性斷裂和韌性剪切帶關系密切,受NW向韌性剪切帶控制明顯,賦礦構造為韌性剪切帶脆—韌性轉換部位、脆性斷裂或構造裂隙。礦體的賦礦巖石主要為糜棱巖化或碎裂巖化褐鐵礦化鉀硅化花崗巖,原巖為似斑狀石英二長巖(圖6)。SbⅠ礦化蝕變帶中發(fā)現(xiàn)礦體2條,長為80~160 m,真厚度為0.9~1.26 m,Au品位為0.91~1.40 g/t;SbⅡ礦化蝕變帶中發(fā)現(xiàn)礦體2條,長大于80 m,真厚度為0.47~1.29 m,Au品位為0.73~1.98 g/t;SbⅢ礦化蝕變帶發(fā)現(xiàn)金礦化體1條。
圖6 阿其音礦區(qū)勘探線剖面圖Fig. 6 Exploration line profile of Aqiyin mining area
區(qū)內礦石類型主要為金礦石。金屬礦物含量為2%~18%,主要有黃鐵礦、毒砂(圖7)和少量方鉛礦、閃鋅礦、磁鐵礦和黃銅礦等。黃鐵礦、毒砂作為主要的載金礦物,金主要集中在黃鐵礦及毒砂中。非金屬礦物主要有石英、長石、絹云母、綠泥石和高嶺石等。礦石結構主要有他形—半自形粒狀結構、壓碎結構,構造主要有稀疏浸染狀構造、細脈狀構造、網(wǎng)脈狀構造、角礫狀構造和星點狀構造。
圖7 阿其音礦區(qū)礦石特征照片F(xiàn)ig. 7 Ore characteristics of Aqiyin mining area
圍巖蝕變明顯,主要有絹云母化、硅化、鉀化、綠泥石化、碳酸鹽化等。鉀化主要出現(xiàn)在糜棱巖化似斑狀石英二長巖中,呈肉紅色,不規(guī)則脈狀、樹枝狀、團塊狀分布;硅化主要沿破碎帶發(fā)育,呈細脈狀、細網(wǎng)脈狀,受控于斷裂構造,NW向石英脈與成礦關系密切,局部見硅化與鉀化一同產出,局部穿插鉀化;絹云母化分布不規(guī)則,部分與硅化及黃鐵礦化一起構成黃鐵絹英巖化,多分布于絹云母化頂部;綠泥石化主要為巖體中黑云母蝕變而成,分布不均勻;黏土化、碳酸鹽化主要在近地表較為發(fā)育。
根據(jù)野外觀察和鏡下鑒定,阿其音金礦主要經歷了2個成礦期:熱液成礦期及表生風化期。其中,熱液成礦期可細分為鉀硅化階段、石英硫化物階段和退化蝕變階段3個成礦階段(圖8)。鉀硅化階段主要形成鉀長石、石英,少量綠簾石;石英硫化物階段主要形成石英、絹云母、黃鐵礦、毒砂及少量方鉛礦、閃鋅礦、磁鐵礦、黃銅礦等;退化蝕變階段主要形成綠泥石、方解石、高嶺石、黏土礦物及褐鐵礦等。
圖8 阿其音金礦床成礦期成礦階段及礦物生成順序圖Fig. 8 Metallogenic stage and mineral formation sequence of Aqiyin gold deposit
阿其音金礦主要賦存于以糜棱巖化似斑狀石英二長巖為原巖的蝕變帶中,帶內石英細脈、網(wǎng)脈發(fā)育。文中研究樣品采自鉆孔中,4件樣品均為成礦期含黃鐵礦石英細網(wǎng)脈型金礦石,礦石礦物成分比較簡單,主要為黃鐵礦、毒砂,少量方鉛礦、閃鋅礦、磁鐵礦、黃銅礦等。
依據(jù)包裹體成分和室溫下的相態(tài),原生和假次生包裹體被分為3種類型:I型(含CO2氣液兩相包裹體)、Ⅱ型(含子礦物氣液固三相包裹體)和Ⅲ型(純CO2包裹體)。而Ⅰ型包裹體最為廣泛(圖9),包裹體大小為4~10 μm,平均為7 μm,氣液比為20%~30%,平均為26%。
圖9 阿其音金礦不同類型流體包裹體照片F(xiàn)ig. 9 Photographs of different types of fluid inclusions in the Aqiyin gold deposit
文中測試了35個Ⅰ型包裹體的均一溫度,而Ⅱ型和Ⅲ型包裹體由于體積過小未取得測試結果。包裹體均一溫度為167~356.9 ℃,集中在190~350 ℃。流體包裹體均一溫度可分為310~350 ℃、250~290 ℃、190~230 ℃等3個區(qū)間(表1,圖10a),可分別對應鉀硅化、石英硫化物和退化蝕變3個成礦階段,屬于典型的中溫熱液成礦。
表1 阿其音金礦含黃鐵礦石英細脈中的流體包裹體測試結果表Tab. 1 Test results of fluid inclusions in pyrite bearing quartz veinlets in Aqiyin gold deposit
圖10 阿其音金礦流體包裹體均一溫度和鹽度頻數(shù)直方圖Fig. 10 Frequency histogram of homogenization temperature and salinity of fluid inclusions in Aqiyin gold deposit
I型包 裹體的冰點溫度(Tm)為—6.9~—2.2 ℃,據(jù)35個冰點溫度計算出鹽度為2.06~10.37 wt% NaCleqv,主要集中在3.21~9.99 wt% NaCleqv(圖10b),表明阿其音金礦的成礦流體鹽度較低。
根據(jù)均一溫度和鹽度,應用經驗公式ρ=a+bTh+cTh2(a、b和c均為無量綱參數(shù)) (劉斌等,1987),計算包裹體的密度。結果表明,35個包裹體流體密度為0.65~0.94 g/cm3,平均為0.83 g/cm3。綜上所述,阿其音金礦成礦流體具有中溫、低鹽度、低密度的特征。
阿其音金礦H、O同位素分析結果(表2)顯示,含礦石英脈δDV-SMOW值為—90.3 ‰~—98.7 ‰,δ18O石英V-SMOW值為9.4 ‰~11.3 ‰。
表2 阿其音金礦成礦流體H、O同位素組成表Tab. 2 Results of H and O isotopic composition of ore-forming fluids in Aqiyin gold deposit
利用Clayton等(1972)提出的石英與水體系同位素平衡方程:δ18O石英V-SMOW-δ18O水V-SMOW=3.38×106/T2—2.90(公式適應的溫度為200~500 ℃;溫度取本次流體包裹體均一法測定值;δ18O石英為實驗所得石英脈中氧同位素分析結果),獲得δ18O水V-SMOW值為1.31 ‰~3.48 ‰,低于正常巖漿水的δ18O水V-SMOW值(5 ‰~7 ‰)。
在δDV-SMOW-δ18O水V-SMOW圖解中(圖11),阿其音礦區(qū)H-O同位素測試結果投影到原生巖漿水和變質水區(qū)域左下方,顯示為一種混合流體??紤]到礦區(qū)及周邊侵入巖時代為早泥盆世,早泥盆世弱蝕變似斑狀石英二長巖Au元素背景值較低,而糜棱巖化強蝕變似斑狀石英二長巖Au元素平均含量較高,故金礦含礦熱液很可能是變質水與大氣降水的混合。
圖11 阿其音金礦成礦流體δD-δ18O圖Fig. 11 The δ D-δ 18O diagram of ore-forming fluid in Aqiyin gold deposit
阿其音金礦礦石中硫化物為主要的含硫礦物,未見硫酸鹽,因此硫化物的S同位素組成可以近似地代表成礦溶液總硫的S同位素組成。
阿其音金礦S同位素組成分析結果(表3)顯示,硫化物δ34S值為11.6 ‰~13.9 ‰,均值為12.7 ‰,極差為2.3 ‰,具有很大的相似性,均顯示為正值。
表3 阿其音金礦S同位素分析結果表Tab. 3 Sulfur isotope analysis results of Aqiyin gold deposit
與S同位素儲庫(Ohmoto,1972)相比(圖12),阿其音金礦礦石中總硫的同位素質量分數(shù)比深部巖漿硫(0±5‰)高。通過與自然界天然物質中S同位素組成的對比,礦石S同位素組成屬于變質巖、沉積巖或蒸發(fā)硫酸鹽的范疇,考慮到礦區(qū)沒有沉積巖或蒸發(fā)硫酸鹽的分布。結合礦區(qū)動力變質作用發(fā)育且與成礦十分密切的因素,認為阿其音金礦S來源于動力變質作用,少量可能來源于圍巖金水口巖群的變質巖中。
圖12 阿其音金礦S同位素δ34S值圖解Fig. 12 Illustration of sulfur isotope δ34S value in Aqiyin gold deposit
阿其音金礦5件金屬硫化物208Pb/204Pb值為38.067~38.651,均值為38.47, 極差為0.584;207Pb/204Pb值為15.598~15.681,均值為 15.646,極差為0.083;206Pb/204Pb值為18.122~18.553,均值為18.479,極差為0.431;特征參數(shù)μ值為9.49~9.61,平均值為9.55(表4)。
表4 阿其音金礦鉛同位素分析結果表Tab. 4 Lead isotope analysis results of Aqiyin gold deposit
μ值的變化可以反應Pb的不同來源。朱炳泉(1998)研究認為殼源Pb具有高μ值的特征,μ值低于9.74(Stacey et al.,1975)或低于9.58(Doe et al.,1979)的鉛分別來自下地殼或上地幔。從Pb同位素源區(qū)特征參數(shù)分析可知,本區(qū)Pb同位素μ值相對集中,4件樣品的μ值為9.49~9.56,且變化范圍較小,均低于9.58,僅有1件樣品μ值為9.61,說明金礦Pb源主要來自深部。在 Zartman等(1981)的Pb同位素構造模式圖上(圖13),樣品投影點相對集中,投影點均位于造山帶演化曲線附近,顯示出造山帶鉛源的特征。
圖13 阿其音金礦礦石硫化物Pb同位素構造模式圖(據(jù)Zartman et al.,1981)Fig. 13 Structural model of sulfide lead isotope in Aqiyin gold deposit
根據(jù)單階段鉛演化模式,利用Geokit 軟件(路遠發(fā),2004)計算Pb同位素的相關參數(shù)(表4)。Pb同位素Δβ-Δγ成因分類圖解(圖14)顯示,樣品點均落入了地殼與地?;旌系母_帶鉛范圍內,這一特征與Zartman等(1981)的鉛構造模式圖判別結果一致。由此說明阿其音金礦Pb具有地殼與地?;旌香U的特征,反應深源物質在成礦過程中起到了重要的作用。
圖14 阿其音金礦礦石金屬硫化物Pb同位素Δβ-Δγ 成因分類圖解Fig. 14 Lead isotope of metal sulfide in Aqiyin gold deposit Δβ-Δγ Genetic classification diagram
在熱液中,金主要以二硫絡合物或者氯絡合物形勢遷移(Gammons et al.,1994),當溫度范圍在200~400 ℃之間的時候,近中性到弱堿性的條件下,金是以Au(HS)2-為主要運移方式,礦區(qū)中的絹云母化暗示了近中性的Ph值(Mikucki,1998),并且阿其音金礦中的金與硫化物(黃鐵礦)密切共生,說明阿其音金礦中的金亦是以Au(HS)2-的方式運移的。通過前人對東昆侖五龍溝礦集區(qū)金礦的研究發(fā)現(xiàn),存在2種可能的機制導致金的絡合物發(fā)生分解,即流體早期的不混溶作用和廣泛的水巖反應(張宇婷,2018)。因此,認為在流體早期不混溶作用過程中,H2S會優(yōu)先進入氣相,而造成其發(fā)生逃逸,打破物理化學環(huán)境,使得金發(fā)生沉淀,到晚期溫度下降,巖漿水和大氣降水的混合亦造成部分金礦質沉淀(于濤,2022)。結合阿其音礦區(qū)流體特征及H-O同位素特征,金礦含礦熱液很可能是變質水與大氣降水的混合,成礦流體為中溫、低鹽度、低密度流體,屬于變質流體。這種變質流體是由深部地幔流體在超臨界和非平衡條件下向上運移,經過地殼中淺層次韌性構造變形地段,受動力變質作用疊加改造,逐步轉變成的一種變質流體。這種變質流體繼續(xù)向上運移,在韌-脆性斷裂轉換部位或疊加的脆性斷裂部位,與上部大氣降水混合,溫度降低,導致金礦沉淀。因此,認為阿其音金礦中金沉淀可能由早期的流體不混溶,流體向上運移的過程中受到動力變質作用的疊加改造后,溫度下降、變質水與大氣水混合等過程導致的。
阿其音礦區(qū)容礦圍巖為早泥盆世的似斑狀石英二長巖。東昆侖地區(qū)1∶50萬地球化學測量表明,華力西期花崗閃長巖、花崗巖含金較低,為1.26×10—9~1.28×10—9(羅波等,2019)。礦區(qū)早泥盆世弱蝕變似斑狀石英二長巖Au元素平均含量達到3.52×10—9,而糜棱巖化強蝕變黃鐵礦化似斑狀石英二長巖Au元素平均含量達19.43×10—9(羅波等,2019)。相較于糜棱巖化強蝕變似斑狀石英二長巖而言,早泥盆世弱蝕變似斑狀石英二長巖Au元素背景值較低,對金礦成礦提供物質來源的貢獻不會太大。巖石受構造剪切時,深部高溫環(huán)境表現(xiàn)出韌性,淺部低溫表現(xiàn)出脆性。剪切帶內,深部巖石被搓碎成糜棱巖,非常有利于熱液流體活動,萃取活化成礦物質。隨著熱液沿斷裂帶向上運移,溫度逐漸降低,礦質沉淀成礦。韌脆性過渡地帶,正是指示高溫向低溫過渡的標志,恰好是有利于金礦沉淀的位置。表明成巖后的構造活動可能為金礦形成提供了重要物質來源,深部韌性剪切位置亦極有可能為礦質來源區(qū)。
礦區(qū)出露有中元古界金水口巖群,金水口巖群是否為金礦成礦提供了成礦物質來源還不能確定,但金水口巖群中沒有發(fā)現(xiàn)金礦體或礦化線索,而且根據(jù)區(qū)域1∶5萬地質礦產調查報告顯示,金水口巖群Au元素含量最大為3.4×10—9,平均值為1.06×10—9(李建兵,2017)。因此,可推斷金水口巖群也不是金礦形成的最主要物質來源。
早泥盆世時期,東昆侖地區(qū)存在大量巖漿活動,相關地體的碰撞在這一時期已完成,區(qū)域構造體制開始由擠壓轉向伸展,并且在東昆侖地區(qū)伸展作用更強烈(劉彬等,2012;郝娜娜等,2014;張亮等,2021)。后碰撞伸展階段往往會引發(fā)大規(guī)模的巖漿作用(毛景文等,2005;Pirajno,2009)。
華力西期,古特提斯洋(昆南洋)在石炭紀打開,二疊紀已開始向北俯沖消減,俯沖消減過程中產生強烈的構造變形和動力變質作用,昆中區(qū)域性斷裂活動強烈,并形成一系列的大型剪切帶。俯沖洋殼脫水及富集地幔再活化形成深部流體來源。昆中斷裂及大型剪切帶的強烈活動,促使深部殼幔物質交換,有用元素沿區(qū)域性斷裂或大型剪切帶向上遷移。動力變質作用促使圍巖巖石脫水、脫揮發(fā)份產生變質流體,深部流體攜帶有用元素加入到變質流體中形成含礦流體。
礦區(qū)流體包裹體研究表明,存在3種類型的包裹體,除廣泛發(fā)育含CO2氣液兩相水溶液包裹體外,還發(fā)育含子礦物氣液固三相包裹體和純CO2包裹體,CO2包裹體的標志性發(fā)育,反映與造山型金礦床以變質熱液為主的流體特征一致。包裹體均一溫度亦表明,阿其音礦區(qū)主成礦階段成礦溫度(250~290 ℃)與東昆侖東段典型造山型金礦-五龍溝金礦(260~270 ℃和302~378 ℃)(張德全等,2007)和果洛龍洼金礦(276~310 ℃)(賴健清等,2016;竇光源等,2016)相近。
隨著區(qū)域地殼不斷隆升,成礦流體進入到淺部斷裂-裂隙系統(tǒng)中并沿其向上運移,流體運移過程中與圍巖不斷發(fā)生交代作用,加之大氣降水的大量混入,引起溫壓等條件發(fā)生劇烈變化,造成溫度迅速下降,金等成礦物質在成礦流體中的溶解度越來越小,導致含金絡合物在相對有利構造部位,如韌性剪切帶旁側或頂部脆性斷裂、脆-韌性轉換部位、裂隙等地發(fā)生沉淀,聚集成礦。
阿其音金礦具有以下5個成礦特征。①礦體主要賦存于韌性剪切帶脆-韌性轉換部位和旁側脆性斷裂中,與區(qū)內的NW向構造關系密切。②容礦圍巖為早泥盆世的似斑狀石英二長巖,對成礦沒有物質來源和熱量的直接貢獻,與成礦關系不密切。③圍巖具有強烈的蝕變,有鉀化、硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化、黏土化、高嶺石化等,硅化主要沿構造帶發(fā)育,呈細脈狀、細網(wǎng)脈狀,受控于斷裂構造,NW向石英脈與成礦關系密切。④成礦流體為中高溫、低鹽度、低密度流體,屬于變質流體。⑤成礦物質主要來源于深部殼幔交換作用,流體起源于俯沖洋殼脫水或富集地幔再活化。
綜上所述,阿其音金礦是受NW 向剪切帶控制,產于脆-韌性轉換部位或次級脆性斷裂內的造山型(構造蝕變巖型)金礦。
東昆侖成礦帶目前已發(fā)現(xiàn)3種類型金礦:①造山型金礦床,為獨立金礦床,與造山作用有關,受構造控制。②噴流沉積—熱液改造型多金屬—金礦床。③矽卡巖型多金屬—金礦床,金多作為伴生或共生礦產(張愛奎等,2021)。進一步的成因討論中還需要礦床成礦時代,但礦區(qū)暫缺乏直接測年資料。目前東昆侖地區(qū)已知造山型金礦床(點)成礦時代主要為202~242 Ma,對應于印支期(李金超,2017),如五龍溝金礦(袁萬明等,2000;豐成友等,2002;張德全等,2005;寇林林等,2010)、果洛龍洼金礦(肖曄等,2014)、瑙木渾金礦(李金超,2017)、阿斯哈金礦(李碧樂等,2012;岳維好等,2017)、開荒北金礦(趙俊偉,2008)、大場金礦(豐成友,2002;張德全等,2005)等。阿其音金礦區(qū)宏觀地質推斷,控礦斷裂穿切早泥盆世侵入巖,成礦具體晚到什么時代未知。隨著阿其音及庫德爾特等金礦的發(fā)現(xiàn),無疑說明東昆侖西段亦具有優(yōu)越的金礦成礦條件及巨大的找礦潛力,而造山帶內韌脆性剪切帶在形成金礦中的價值需進一步重視。
(1)金礦石中流體包裹體主要為含CO2氣液兩相包裹體(I型),少量含子礦物氣液固三相包裹體(Ⅱ型)和純CO2包裹體(Ⅲ型)。金礦成礦流體具有中溫(167~356.9 ℃)、低鹽度(3.21~9.99 wt%NaCleqv)、低密度(0.65~0.94 g/cm3)的特點。
(2)H、O同位素組成δDV-SMOW值為—90.3‰~—98.7‰,δ18O石英V-SMOW值為9.4 ‰~11.3 ‰,說明金礦成礦流體為變質水與大氣降水的混合。δ34S值為11.6‰~13.9‰,反映礦石中的硫主要來源于動力變質作用。208Pb/204Pb值為38.067~38.651,207Pb/204Pb值為15.598~15.681,206Pb/204Pb值為18.122~18.553,μ值為9.49~9.61,顯示出造山帶鉛源的特征。
(3)金沉淀可能是由早期的流體不混溶,流體向上運移的過程中受到動力變質作用的疊加改造后,溫度下降、變質水與大氣水混合等過程導致的。阿其音金礦礦體產于脆-韌性轉換部位或次級脆性斷裂內,成因類型為造山型(構造蝕變巖型)金礦;韌脆性剪切帶中形成的金礦在東昆侖造山帶地區(qū)具有優(yōu)越的成礦背景,找礦前景巨大。