新疆富蘊(yùn)縣舍勒高金礦地質(zhì)地球化學(xué)特征及地質(zhì)意義

吳曉貴 張立武 陳鵬

摘 ?要：舍勒高金礦是位于額爾齊斯構(gòu)造帶東部的小型金礦。通過野外觀測，將礦床的形成分為石英黃鐵礦化、石英絹云母黃鐵礦及碳酸鹽化3個(gè)階段。通過巖石地球化學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，賦礦巖石大離子親石元素富集K，Rb等元素，虧損Nb，Ta，Ti等部分高場強(qiáng)元素;輕稀土元素（ LREE） 較重稀土元素（HREE）富集，Nb/Ta值為16.39～20.50，反映巖漿可能源于下地殼或上地幔的熔融，并有上地殼物質(zhì)混入，為大陸島弧至大陸邊緣構(gòu)造環(huán)境下的火山活動(dòng)產(chǎn)物。礦床中金可能是深部巖漿熱液沿?cái)嗔焉仙龝r(shí)，萃取圍巖中的成礦物質(zhì)形成的。

關(guān)鍵詞：舍勒高金礦;地質(zhì)特征;地球化學(xué);構(gòu)造環(huán)境

舍勒高金礦是新疆北部近年發(fā)現(xiàn)的一處小型金礦床，位于新疆阿勒泰地區(qū)富蘊(yùn)縣境內(nèi)，處于額爾齊斯構(gòu)造混雜帶東部[1]。區(qū)域上發(fā)育薩爾布拉克金礦、喬夏哈拉銅金礦、老山口金礦等金礦床[2-6]，為中國西北部重要的金礦化集中區(qū)[7]。以往有學(xué)者對額爾齊斯構(gòu)造混雜帶中金礦地球動(dòng)力學(xué)背景、成礦流體、構(gòu)造控礦規(guī)律等進(jìn)行了研究[8-11]，但對近年來新發(fā)現(xiàn)的金礦床研究較少。本文以舍勒高金礦為例，對額爾齊斯構(gòu)造帶東段巖漿熱液及金成礦物質(zhì)來源等進(jìn)行了探索。

1 ?地質(zhì)背景

該礦區(qū)出露地層有中泥盆統(tǒng)蘊(yùn)都卡拉組、中泥盆統(tǒng)北塔山組、下石炭統(tǒng)東古魯巴斯套組、下石炭統(tǒng)姜巴斯套組、下石炭統(tǒng)那仁喀拉組、上石炭統(tǒng)喀喇額爾齊斯組及少量古近—新近系。區(qū)內(nèi)侵入巖主要形成于早泥盆—晚石炭世，以中基性巖為主，主要為閃長巖。閃長巖多呈巖株?duì)?、不?guī)則巖枝和巖脈狀產(chǎn)出，沿?cái)嗔褬?gòu)造侵入。該區(qū)地處兩大構(gòu)造單元結(jié)合部位，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，主要構(gòu)造形跡和構(gòu)造方向以NW向壓扭性斷層和褶皺為主，規(guī)模大，延伸長，組成本區(qū)特有的菱形格狀構(gòu)造框架，次為近EW向壓扭性斷層與NE向張性斷層（圖1）。

2 ?金礦地質(zhì)特征

2.1 ?地層

礦區(qū)內(nèi)主要出露下石炭統(tǒng)姜巴斯套組。主要巖性為凝灰質(zhì)砂巖、晶屑巖屑沉凝灰?guī)r等，巖層總體呈NW向展布，傾角55°～65°。其中凝灰質(zhì)砂巖呈灰綠-綠色，細(xì)粒狀、砂狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，片理構(gòu)造。巖石主要由長石、石英細(xì)砂巖及凝灰物質(zhì)組成。巖石片理化、糜棱巖化強(qiáng)烈，蝕變礦物主要為綠泥石化、硅化，局部可見少量綠簾石化，巖石普遍見褐鐵礦化。

2.2 ?巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖較發(fā)育，可見閃長巖、鈉長斑巖，鈉長斑巖呈脈狀、透鏡狀分布，規(guī)模不大。金的富集與侵入巖密切相關(guān)，金多賦存于侵入巖之間及侵入巖與圍巖接觸帶中。其中閃長巖呈淺綠-灰綠色，中-細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石主要由斜長石、角閃石組成。巖石中可見蝕變現(xiàn)象，主要為綠泥石化，局部可見少量綠簾石化。鈉長斑巖呈淺褐黃-肉紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石主要由鈉長石、石英等組成，為后期貫入酸性巖脈。巖石蝕變主要以硅化，碳酸巖化為主。

2.3 ?構(gòu)造

礦區(qū)位于薩爾布拉克-喀拉通克復(fù)向斜北東翼一個(gè)次級向斜的北東翼，為倒轉(zhuǎn)的單斜地層。礦區(qū)地表多為第四系覆蓋，構(gòu)造痕跡不明顯，除少數(shù)微型揉皺外，未發(fā)現(xiàn)較大褶曲。通過地表槽探揭露，斷裂構(gòu)造及順層的擠壓破碎帶、糜棱巖化帶局部可見，擠壓破碎帶主要為NW向展布，為壓性、壓扭性，規(guī)模大，延伸長。礦區(qū)金的富集與構(gòu)造密切相關(guān)，金多賦存在順層擠壓破碎帶、糜棱巖化帶中。

2.4 ?礦體特征

舍勒高金礦目前發(fā)現(xiàn)金礦體24條，其中包括深部隱伏礦體6條，Ⅱ號礦體規(guī)模較大，控制程度較高。Ⅱ3號礦體呈似層狀，具分枝復(fù)合、膨脹夾縮等特點(diǎn)，產(chǎn)狀與蝕變帶一致。礦體賦存于黃鐵絹英巖化、碎裂巖化閃長巖、鈉長斑巖及凝灰質(zhì)砂巖中。礦體走向長230 m（圖1），控制礦體斜深80 m（圖2）。礦體總體走向320°～330°，傾向EW，傾角62°～78°，平均68°。礦體真厚度0.66～1.19 m，平均厚1.01 m，金品位1.08×10-6～11.21×10-6 ，平均3.08×10-6。Ⅱ8礦體呈似層狀，具分枝復(fù)合、膨脹夾縮等特點(diǎn)，產(chǎn)狀與蝕變帶一致。礦體賦存于黃鐵絹英巖化、碎裂巖化閃長巖、鈉長斑巖及凝灰質(zhì)砂巖中。礦體走向長335 m，控制礦體斜深252 m。礦體總體走向320°～330°，傾向NE，傾角65°～78°，平均72°。礦體厚0.57～7.57 m，平均真厚度2.29 m，金品位1.01×10-6～9.57×10-6，平均2.56×10-6。

2.5 ?礦石特征

礦石中主要金屬礦物為自然金、黃鐵礦等，見磁鐵礦和微量黃銅礦。脈石礦物主要為石英、絹云母、斜長石、黃鉀鐵礬等。礦石結(jié)構(gòu)較簡單，以半自形粒狀為主，約占全部金屬礦物的85%左右，次為他形粒狀結(jié)構(gòu)，約占10%，自形粒狀結(jié)構(gòu)約占5%。礦石構(gòu)造以星散浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造為主，星點(diǎn)浸染狀構(gòu)造、條帶浸染狀構(gòu)造次之。礦石中自然金占43.11%（圖3），次為難溶硅酸鹽包裹金，占32.87%，硫化物包裹金僅占9.89%，其他金比例均較低。金的賦存狀態(tài)以裂隙金、粒間金為主，少量包體金，常賦存在石英、黃鐵礦、褐鐵礦微細(xì)裂隙中或嵌布于金屬硫化物、碳酸鹽礦物晶粒間。

2.6 ?圍巖蝕變

圍巖蝕變類型有鉀化、絹英巖化、硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、黃鐵礦化、黃鉀鐵礬化等（圖3）。特點(diǎn)是蝕變作用相互疊加，蝕變帶與圍巖間為漸變關(guān)系。其中黃鐵絹英巖在破碎蝕變帶內(nèi)較普遍，破碎蝕變帶中部黃鐵絹英巖化強(qiáng)烈，邊部較弱。黃鐵絹英巖化與金的成礦有著密切關(guān)系，黃鐵絹英巖化發(fā)育處，金品位在1×10-6以上。硅化為細(xì)小脈狀、網(wǎng)脈狀石英脈，該作用與金礦化關(guān)系極密切。

3 ?成礦階段劃分

據(jù)礦石中礦物種類、礦物共生組合及相互生成順序關(guān)系，將本礦床成礦期劃分為3個(gè)時(shí)期：

成礦期前 ?含礦熱液沿構(gòu)造帶遷移，在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下交代圍巖礦物，形成了脈狀和粒狀黃鐵礦，黃鐵礦多為半自形、他形粒狀，為礦區(qū)內(nèi)最早的熱液活動(dòng)產(chǎn)物，主要表現(xiàn)為閃長巖、凝灰質(zhì)砂巖中的中-細(xì)粒黃鐵礦。

成礦期 ?①石英黃鐵礦化階段：是成礦早期階段。主要礦物石英呈白、乳白色，大多為半自形粒狀。黃鐵礦呈淺黃、黃銅色，一般為半自形-他形粒狀，少量自形立方體。主要表現(xiàn)為閃長巖中的石英、黃鐵礦;②石英絹云母黃鐵礦階段：為礦區(qū)主要成礦階段。成礦熱液交代圍巖形成石英、絹云母蝕變， 同時(shí)金屬硫化物沿蝕變巖裂隙充填，形成了浸染狀、細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀黃鐵礦。該階段自然金伴隨黃鐵礦、石英等礦物沉淀。主要表現(xiàn)為黃鐵絹云巖;③碳酸鹽化階段：為成礦的尾聲階段，表現(xiàn)為局部裂隙中有方解石脈穿插，原巖高嶺土化，方解石呈細(xì)脈或細(xì)粒狀產(chǎn)出。該階段金的沉淀已基本結(jié)束。

表生期 ?表現(xiàn)為硅鋁礦物次生變化為高嶺石、多水高嶺石等。黃鐵礦及含鐵礦物變?yōu)楹骤F礦，地表氧化淋濾作用使比重較小的礦物流失，金礦物進(jìn)一步富集，導(dǎo)致地表個(gè)別樣品品位較高。

4 ?微量、稀土元素地球化學(xué)特征

本文選取5件典型樣品對該礦床微量元素地球化學(xué)特征研究，其中ZK01、ZK02、ZK03等3件樣品分別在鉆孔ZK4005、ZK4003中采取;Tc01、Tc02等兩件樣品在地表探槽中采集。樣品測試均由澳實(shí)礦物實(shí)驗(yàn)室（廣州）完成，采用M61-MS81方法測試。從表1中可看出，礦區(qū)賦礦巖石ΣREE為84.62×10-6～127.16×10-6。所有樣品ΣLREE/ΣHREE為1.99～3.89、（La/Yb）N為4.35～9.09、（La/Sm）N為2.01～4.07，閃長巖（Tc01、Tc02）較鈉長斑巖（ZK03）相對虧損輕稀土，主要是由閃長巖角閃石引起。另δEu值為0.66～1.03，其中鈉長斑巖（ZK03）具較明顯的負(fù)Eu異常，主要是由于二價(jià)Eu殘留于富含長石巖漿源區(qū)，閃長巖（Tc02）具較弱的正Eu異常，為巖石中角閃石引起。δCe值為0.94～0.96，顯示出一定的Ce負(fù)異常，與下石炭統(tǒng)姜巴斯套組濱海相特征相符。稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解上（圖4右），曲線呈輕微右傾，輕稀土元素（LREE）相對富集，重稀土元素（HREE）相對虧損且內(nèi)部無分異，輕、重稀土元素分異不明顯。在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素蛛網(wǎng)上（圖4）[12-13]，大離子親石元素富集K，Rb等，可能代表陸殼和火山弧特征，ZK03號Sr元素虧損可能與巖石中斜長石含量較高有關(guān);Nb，Ta，Ti等部分高場強(qiáng)元素的虧損顯示了大陸下地殼或上地幔特征[14]。Nb/Ta值為16.39～20.50，處于大陸地殼Nb/Ta值11與地幔平均值60之間。

5 ?討論

5.1 ?構(gòu)造控礦

舍勒高金礦在區(qū)域構(gòu)造上位于阿爾泰地槽褶皺系克蘭復(fù)式向斜北西端之南西翼，額爾齊斯大斷裂南側(cè)。本區(qū)地處兩大構(gòu)造單元結(jié)合部位，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，主要構(gòu)造形跡和構(gòu)造方向以NW向、NNW向壓扭性斷層和褶皺為主，規(guī)模大，延伸長，組成本區(qū)特有的菱形格狀構(gòu)造框架。次為近EW向壓扭性斷層與NE向張性斷層。NW向構(gòu)造為區(qū)內(nèi)主體構(gòu)造，展布方向300°左右。由北向南主要有耶森喀拉復(fù)背斜、薩爾布拉克-薩色克巴斯陶復(fù)向斜、加烏爾-哈希翁復(fù)背斜、扎河壩復(fù)向斜及同向北部額爾齊斯-瑪因鄂博斷裂、南部烏倫古河斷裂及兩大斷裂間的次級逆沖斷層與擠壓破碎帶。受區(qū)域性構(gòu)造作用和擠壓作用影響，形成一條NNE向緩弧形長條狀韌性剪切帶。構(gòu)造帶長上千米，寬十幾米至幾百米，帶內(nèi)巖石劈理、節(jié)理、片理及小揉皺較發(fā)育，舍勒高金礦分布于該構(gòu)造帶上。

5.2 ?賦礦巖石成因

礦區(qū)賦礦巖石Th，Nb，Ta，Ti等元素的虧損顯示了大陸下地殼或上地幔特征，Nb/Ta值介于大陸地殼和地幔間。巖石中發(fā)育少量長石斑晶，具較弱的Eu 負(fù)或正異常，表明巖漿演化過程中經(jīng)歷了較弱的結(jié)晶分異作用。另巖石中Ta，Nb，Ti 相對虧損，Mckenzie認(rèn)為造成“TNT”負(fù)異常的原因是巖漿受到地殼物質(zhì)的混染或巖漿源區(qū)殘留富Nb，Ta，Ti 的礦物（如金紅石、鈦鐵礦等）[15]。結(jié)合王京彬等研究成果[16]，認(rèn)為舍勒高金礦的賦礦巖石可能源于下地殼或上地幔的熔融，且有上地殼的物質(zhì)混入。

5.3 ?成巖構(gòu)造環(huán)境

據(jù)Bailey提出的判別造山帶安山巖圖解[17]，礦區(qū)賦礦巖石樣品投影點(diǎn)主要落在大陸島弧型安山巖和VAB（火山弧玄武巖）安山巖區(qū)（圖5）[17]，說明巖漿生成過程中大陸地殼有一定的參與。將礦區(qū)賦礦巖石與Bailey給出的安第斯型安山巖、大陸島弧型安山巖稀土元素分布模式對比發(fā)現(xiàn)，僅ZK03號樣品與安第斯型（活動(dòng)大陸邊緣）安山巖較接近，其它3件樣品與大陸島弧型安山巖接近。二者最大區(qū)別是：兩種類型安山巖以Eu為界，大陸島弧型安山巖稀土分布曲線較緩，輕稀土相對較低，安第斯型安山巖稀土分布曲線較陡，輕稀土相對較高。因此，認(rèn)為本地區(qū)火山巖是大陸島弧至大陸邊緣構(gòu)造環(huán)境下的火山活動(dòng)產(chǎn)物。

5.4 ?礦床成因類型

舍勒高金礦成因類型初步認(rèn)為是構(gòu)造破碎蝕變巖經(jīng)后期熱液疊加型金礦。礦區(qū)閃長巖是初始礦源體，下石炭統(tǒng)姜巴斯套組也提供了部分成礦物質(zhì)。動(dòng)力變質(zhì)作用、熱液活動(dòng)使初始礦源層中金活化，沿片理化帶、糜棱巖化帶遷移。多種成因的成礦熱液在循環(huán)過程中交代圍巖并萃取了巖體及地層中所含的分散金，在剪切構(gòu)造裂隙沉淀、富集，形成構(gòu)造破碎蝕變巖型金礦床。

6 ?結(jié)論

（1） 舍勒高金礦區(qū)火山巖可能源于下地殼或上地幔的熔融，且有上地殼物質(zhì)混入，是大陸島弧至大陸邊緣構(gòu)造環(huán)境下火山活動(dòng)的產(chǎn)物。

（2） 舍勒高金礦與金礦化關(guān)系密切的圍巖蝕變主要有黃鐵絹云巖化、硅化、褐鐵礦化、碳酸鹽化等，這些蝕變都是找礦的直接標(biāo)志。

（3） 舍勒高金礦成因類型初步認(rèn)為是構(gòu)造破碎蝕變巖后期熱液疊加型金礦。礦床中金可能是深部巖漿熱液沿?cái)嗔焉仙淮鷩鷰r并萃取了巖體及地層中所含的分散金，在剪切構(gòu)造裂隙沉淀、富集，形成構(gòu)造破碎蝕變巖型金礦床。

參考文獻(xiàn)

[1] ? ?董連慧，屈迅，朱志新，等.新疆大地構(gòu)造演化與成礦[J].新疆地 ? ?質(zhì)，2010，28（4）：351-357.

[2] ? ?趙玉社，張彬.新疆富蘊(yùn)縣薩爾布拉克金礦地質(zhì)特征及找礦標(biāo) ?志[J].西北地質(zhì)，2014，47（2）：156-163.

[3] ? ?董永觀，朱韶華，芮行健，等.新疆薩爾布拉克金礦礦床地球化 ? ? ?學(xué)及礦床成因[J].火山地質(zhì)與礦產(chǎn)，1994，（4）：21-34.

[4] ? ?應(yīng)立娟，王登紅，梁婷，等.新疆喬夏哈拉鐵銅金礦的礦床成因 ? ? ?及其成礦模式[J].礦床地質(zhì)，2009，28（2）：211-217.

[5] ? ?李泰德.新疆富蘊(yùn)縣喬夏哈拉金銅鐵礦地質(zhì)特征及成因分析[J]. ?地質(zhì)與勘探，2002，（1）：18-21.

[6] ? ?呂書君，張志欣，楊富全，等.準(zhǔn)噶爾北緣老山口鐵銅金礦床成 ? ? ?礦流體及成礦機(jī)制[J].礦床地質(zhì)，2012，31（3）：517-534.

[7] ? ?沈遠(yuǎn)超，申萍，曾慶棟，等.新疆阿爾泰金礦帶主要金礦類型、成 ? ?礦規(guī)律及成礦預(yù)測[J].地質(zhì)與勘探，2004，（5）：1-5.

[8] ? ?閆升好，王義天，張招崇，等.新疆額爾齊斯金礦帶的成礦類型、 ? ?地球動(dòng)力學(xué)背景及資源潛力[J].礦床地質(zhì)，2006（6）：693-704.

[9] ? ?王燕海，徐九華，劉澤群，等.額爾齊斯成礦帶薩爾布拉克金礦床的構(gòu)造-成礦流體[J].地學(xué)前緣，2011，18（5）：55-66.

[10] ?沈遠(yuǎn)超，申萍，李光明，等.新疆額爾齊斯金礦帶構(gòu)造控礦規(guī)律 ? ? 研究[J].礦床地質(zhì)，2007（1）：33-42.

[11] ?趙海濱，韋定君，劉雪剛，等.新疆額爾齊斯金礦帶典型金礦床特征及成礦預(yù)測[J].黃金科學(xué)技術(shù)，2012，20（5）：40-44.

[12] ?Taylor S.R.，Mclennan S.M..The continental crust：its composition and evolution[M].1985，Oxford：Blackwell.

[13] ?Thompson R.N..British Tertiary volcanic province[J].Scott.J.Geol.，1982，18，59-107.

[14] ?Sun S.S. ，Mcdonough W.F..Chemical and Isotopic Systematics of Oceanic Basalts： Implications for Mantle Composition and Processes[J].Geological Society of London Special Publications，1989，42， 313-345.

[15] ?Mckenizie D. P..Some remarks on the movement of small melt fractions in the mantle [J]. Earth and Planetary Science Letters，1989，95： 53-72.

[16] ?王京彬，徐新.新疆北部后碰撞構(gòu)造演化與成礦[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，1981，（1）：23-31.

[17] ?Bailey J.C..Geochemical criteria for a refined tectonic discrimination of orogenoc andesites[J].Chem.Geol.，1981，32：139-159.

Abstract：Shelegao gold deposit is located in the east of ertix tectonic belt. Metallogenic period of ore deposit is divided into three stages：Quartz pyrite stage，Quartz sericite pyrite stage and Carbonation stage.The ore-hosting rocks are relatively enriched in large ion lithophile elements （K，Rb，etc.）and depletion in high field strength elements （Nb，Ta，Ti，etc.）.Light rare earth elements （LREE）are lightly enriched，which is relative to heavy rare earth elements （ HREE）.Nb/Ta ratio （16.39～20.50），which suggest that the magma may originate from the melting of the lower crust or the upper mantle， and the material of the upper crust is mixed into the magma， which is the product of volcanic activity in the continental island arc to continental margin tectonic environment.The gold in the deposit may be the deep magmatic hydrothermal activity rising along the fault，extracting ore-forming materials from surrounding rock.

Key words： Shelegao gold deposit;Geological characteristics;Geochemistry;Tectonic setting