侵入巖體中金礦床成因的影響因素分析

摘要：托庫(kù)孜巴依金礦床屬于韌性剪切帶型金礦床。構(gòu)造變形作用促使流體萃取了阿勒泰組上亞組第二巖性段變質(zhì)火山巖或火山沉積巖中的成礦元素，導(dǎo)致金元素在有利的空間形成含金石英脈，后期巖漿侵入活動(dòng)為金的進(jìn)一步富集提供了熱源和流體。侵入巖體中的金礦產(chǎn)成因在很多年來都備受地質(zhì)研究學(xué)者的爭(zhēng)議，世界各國(guó)對(duì)于金礦床的成因沒有一個(gè)準(zhǔn)確無誤的定論。本文中筆者提出了侵入巖體中金礦床的成因是由成礦時(shí)差、成礦流體來源與成礦物質(zhì)來源這三個(gè)因素決定的，這個(gè)研究也指出了普遍認(rèn)為的巖漿熱液成因的說法是不科學(xué)的。本文首先對(duì)托庫(kù)孜巴依金礦的礦床地質(zhì)特征進(jìn)行了分析，然后從成巖成礦的時(shí)代與時(shí)差、成礦流體的來源以及成礦物質(zhì)的來源三個(gè)方面對(duì)侵入巖體中金礦床成因進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：托庫(kù)孜巴依金礦床；地質(zhì)特征；成礦時(shí)差；成礦流體來源

引言

托庫(kù)孜巴依金礦床（原稱賽都金礦床）位于南阿爾泰構(gòu)造帶南緣，瑪爾卡庫(kù)里斷裂北側(cè)的韌性剪切帶。托庫(kù)孜巴依金礦床產(chǎn)于該韌性剪切帶東段，沿韌性剪切帶分布5～6個(gè)小型金礦床及礦點(diǎn)。阿舍勒大型銅礦床產(chǎn)出在托庫(kù)孜巴依金礦床西北20千米、韌性剪切帶以北未受韌性剪切帶影響的中泥盆統(tǒng)阿勒泰組火山巖中。

1.礦床地質(zhì)

1.1礦區(qū)地質(zhì)

托庫(kù)孜巴依金礦區(qū)出露地層為中泥盆統(tǒng)阿舍勒組下部，主要巖性為變砂巖、絹云石英千枚巖、綠泥石英千枚巖。地層呈單斜分布，傾向290～320°，傾角60～80°。地層中火山巖呈規(guī)模較小的夾層，主要巖性有灰綠色流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、灰紫色復(fù)屑凝灰?guī)r和灰色流紋巖等。礦區(qū)內(nèi)有少量閃長(zhǎng)巖脈和斜長(zhǎng)花崗斑巖脈。巖脈部分糜棱巖化，局部含金成為工業(yè)礦體。瑪爾卡庫(kù)里韌性剪切帶穿過礦區(qū)，由強(qiáng)弱不同的糜棱巖帶組成。在弱應(yīng)變域內(nèi)的糜棱巖帶，壓溶重結(jié)晶現(xiàn)象普遍。韌性剪切帶核部拉伸線理近水平，東段向東南側(cè)伏，側(cè)伏角為0～30°，個(gè)別達(dá)60°。韌性剪切帶內(nèi)常見軸面與拉伸線理平行的“a”型褶皺，砂巖中常見大型桿狀構(gòu)造，這些特征均反映礦區(qū)巖層曾經(jīng)歷過較強(qiáng)的韌性變形作用。

韌性剪切帶內(nèi)的石英脈大體可分3期：第Ⅰ期石英脈沿糜棱片理分布，脈細(xì)、短，與片理同褶皺，呈微劈石或扁透鏡狀，基本不含金或含少量金；第Ⅱ期石英脈與糜棱片理斜交，脈體較粗大，含硫化物，為主要含金石英脈；第Ⅲ期石英脈為微細(xì)的網(wǎng)狀脈及沿后期脆性裂隙充填的脈，常含碳酸鹽礦物，部分含少量硫化物，基本不含金。

1.2.礦體

礦區(qū)內(nèi)的金礦化蝕變帶呈北西—南東向展布，總長(zhǎng)4.8千米，寬400～1200 米。由東南向北西方向可劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)3個(gè)礦段（圖1）。

在Ⅰ號(hào)礦段內(nèi)，主礦體長(zhǎng)240米，厚度1.00～8.64米，平均厚度4.81米，控制最大斜深120米，礦石平均品位3.71*10-6。礦體總體傾向205～230°，傾角70～85°。礦體形態(tài)較為復(fù)雜，膨縮變化明顯，在地表部分礦體厚度相對(duì)較大，沿傾斜方向多呈分支脈狀延伸，厚度變薄、品位變貧，并具尖滅再現(xiàn)趨勢(shì)。礦體內(nèi)部結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，其上部為碎裂狀的巨型石英脈，其下部為網(wǎng)脈狀、細(xì)脈狀石英脈。網(wǎng)脈狀石英脈礦體主要賦存于糜棱巖帶中，走向與糜棱巖帶走向一致。

Ⅱ號(hào)礦段由數(shù)十個(gè)平行于主剪切變形帶方向（約310°）的脈狀礦體組成，均產(chǎn)于含礦的蝕變糜棱巖帶中。主礦體在地表長(zhǎng)600米，深部控制長(zhǎng)度（第23～8線）640米，控制最大斜深450米，礦體厚度1.00～26.59米，平均厚度4.56米，厚度變化系數(shù)84.95%，礦體平均品位4.40*10-6，品位變化系數(shù)135.85%，礦體傾向210～230°，傾角73～85°，產(chǎn)狀較穩(wěn)定，且連續(xù)性好。主礦體沿傾向及走向方向具分支復(fù)合、尖滅再現(xiàn)、膨大縮小等現(xiàn)象，尤其在傾向方向這種現(xiàn)象較突出。

Ⅲ號(hào)礦段由數(shù)十個(gè)平行于主剪切變形帶方向的脈狀礦體組成。該礦段含礦蝕變閃長(zhǎng)巖脈發(fā)育，閃長(zhǎng)巖脈已糜棱巖化，主要礦體一般產(chǎn)于閃長(zhǎng)巖脈中或其旁側(cè)。礦體走向與蝕變糜棱巖帶方向一致。主礦體在地表長(zhǎng)490米，控制最大斜深160米，礦體厚度1.00～9.60米，平均厚度3.66米，平均品位5.07*10-6，礦體傾向215～225°，傾角79～85°。

1.3.礦石特征

礦石類型可分為含金石英脈型、含金蝕變巖型及蝕變閃長(zhǎng)巖脈型三大類：（1）含金石英脈型礦石多為細(xì)脈和網(wǎng)脈狀，常沿葉理及斜切巖層的裂隙產(chǎn)出。以石英為主，局部可見明金，金屬礦物有褐鐵礦和黃鐵礦等。礦石有細(xì)脈—浸染狀、細(xì)脈—網(wǎng)脈狀和浸染狀構(gòu)造，它形粒狀、碎裂狀結(jié)構(gòu)；（2）含金蝕變巖型礦石呈鱗片變晶結(jié)構(gòu)，碎裂狀、塊狀構(gòu)造，金屬礦物以黃鐵礦、褐鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁鐵礦等為主，脈石礦物為石英、絹云母、高嶺土、綠泥石等；（3）蝕變閃長(zhǎng)巖脈型礦石的主要金屬礦物有黃鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦、磁黃鐵礦、赤鐵礦等，脈石礦物有斜長(zhǎng)石、角閃石、石英、綠泥石、絹云母等，呈浸染狀和細(xì)脈狀構(gòu)造。上述3類礦石類型往往共生，局部有分帶，呈過渡關(guān)系。礦石中金礦物主要為自然金，少量碲金礦。自然金以它形粒狀為主，粒徑為0.002～0.080毫米，其賦存狀態(tài)有粒間金（60%）、裂隙金（12%）及包裹金（28%）。主要載金礦物為黃鐵礦、石英，其次有黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等。常見自然金賦存于黃鐵礦、褐鐵礦、石英等礦物的微裂隙與晶粒間，或被包裹在其中。

2.礦床成因的影響因素

2.1.成巖成礦的時(shí)代與時(shí)差

人類對(duì)金礦形成原因探索的主要問題是對(duì)成礦時(shí)代的預(yù)測(cè)。之前人們對(duì)成礦時(shí)代的預(yù)測(cè)通常是建立在一些間接的方式之上，也有一些研究者對(duì)成礦時(shí)代的研究是依據(jù)鉛的預(yù)測(cè)方式而進(jìn)行的，更有甚者將鉛的預(yù)測(cè)方式直接使用到對(duì)成礦時(shí)代的預(yù)測(cè)之上。然而通過相關(guān)科學(xué)資料分析，將鉛的預(yù)測(cè)方式直接使用到對(duì)成礦時(shí)代的預(yù)測(cè)之上是不合理、不科學(xué)的，由此看來，對(duì)成礦時(shí)代預(yù)測(cè)方法進(jìn)行選擇的時(shí)候，必須要慎之又慎。長(zhǎng)時(shí)間以來，成礦年齡無法得到準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，出現(xiàn)了金礦床形成原因的不同意見。我國(guó)在對(duì)金礦成礦時(shí)代研究的時(shí)候，采取同位素年代學(xué)方式，進(jìn)行檢測(cè)各個(gè)金礦區(qū)所提供的產(chǎn)品，這樣可以有效的做到對(duì)各個(gè)時(shí)代金礦成礦年代的預(yù)測(cè)，進(jìn)而分析出礦床形成原因受到成礦時(shí)代的各種影響因素。

通過研究和探索之后，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前世界范圍內(nèi)各金礦床的成礦時(shí)代是各不相同的，存在時(shí)差方面的差別。太古宙作為一種舊時(shí)代，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楫?dāng)今的新生代，在這個(gè)漫長(zhǎng)的過程中，金礦床一直在發(fā)生著成因變化。可以這樣說：存在于巖體之中的金礦床，其礦資源形成的過程是具有一定時(shí)間差異的。作者認(rèn)為，傳統(tǒng)式的金礦床形成原因?qū)W說，也就是所謂的巖漿熱液形成金礦床，徹底被成礦時(shí)間差異學(xué)說所打敗。其根本原因是，在時(shí)間的差異之下，溢出的巖漿熱液會(huì)發(fā)生冷卻，隨之出現(xiàn)凝固現(xiàn)象，因此就不會(huì)有熱液這么一說。所以，巖漿熱液與金礦床的形成是不存在直接關(guān)聯(lián)的。

2.2.成礦流體的來源

依據(jù)當(dāng)前研究形式而言，對(duì)金礦床形成原因的探索和分析主要缺失系統(tǒng)全面性和綜合分析性等。金礦床形成原因的詳細(xì)分類重點(diǎn)是依據(jù)成礦流體的來源而定的，更有甚者將其作為判斷的唯一標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于成礦流體的來源進(jìn)行預(yù)測(cè)和判斷的方式和方法過于單一，譬如沒有將巖石形成與金礦形成的時(shí)間差別思維融入到巖體里面成礦流體的來源判斷之中，通常采取比較簡(jiǎn)化和單一的圖例進(jìn)行判斷，在測(cè)試的過程中，一旦發(fā)現(xiàn)巖漿中存在投影點(diǎn)，那么將認(rèn)為是巖漿熱液；若發(fā)現(xiàn)在巖漿的左側(cè)存在投影點(diǎn)，那么將認(rèn)為是有水參雜在巖漿中；此外，還有一種情況就是在巖漿區(qū)域之外發(fā)現(xiàn)投影點(diǎn)，也同樣認(rèn)為是巖漿水。與此同時(shí)，還存在一種更為極端的做法，那就是直接不進(jìn)行判斷認(rèn)為巖漿熱液礦床就是金礦床。

依據(jù)流體的特性與特點(diǎn)而言，不論巖漿熱液作為成礦流體，還是巖漿與水共同組成成礦流體，他們都具備類似的特點(diǎn)和特性，原因是他們的來源到最后是一致的，只是過程存在一定的差異。巖漿熱液的來源是巖漿，是從巖漿中直接獲取到的，而巖漿與水的來源是巖體，從巖體中直接獲得到的。所以，在這些情形之下，只針對(duì)流體自身特性和特點(diǎn)去研究，其結(jié)果往往是模糊的。可以看出，在成礦流體研究的時(shí)候，如果忽視了巖體形成與金礦形成的時(shí)間差異，那么所得出的結(jié)論將是有違科學(xué)的，同時(shí)也是不正確的。

此外，無論侵入的巖體體積如何，存在一種不變的規(guī)律，那就是巖體形成與金礦床形成在時(shí)間上面存在一定的差異。金礦形成的時(shí)候，巖體早已凝固成型了，這個(gè)時(shí)候的巖漿熱液也是沒有辦法出現(xiàn)了。與此同時(shí)，巖漿之中的酸性在不斷的增強(qiáng)，金礦床形成的原因也就不可能是巖漿熱液。并且，金礦床大多數(shù)都存在于韌性較強(qiáng)的剪切帶之中，這將有力的證明了金礦床與巖漿熱液的構(gòu)成時(shí)期不相一致，它們之間還有一個(gè)漫長(zhǎng)的構(gòu)造過程，金礦床也就是在這一個(gè)漫長(zhǎng)的構(gòu)造活動(dòng)中產(chǎn)生出來的。所以，作者指出，存在與巖體之中的金礦床，其成礦流體與巖漿熱液并不是同一種東西。而真正構(gòu)成金礦床成礦流體的是建造水、大氣降水或者是它們的混合水熱液，與巖漿熱液沒有絲毫聯(lián)系。

2.3.成礦物質(zhì)的來源

通過本文上面內(nèi)容的研究，我們知道了巖漿熱液并不是人們常說的金礦床成礦流體的組成部分，而真正組成金礦床成礦流體的是建造水、大氣降水，或者是建造水與大氣降水的混合物。同時(shí)，我們明白了金礦床成礦物質(zhì)的重要來源，重要來源是巖體、巖體深處以及巖體外圍等方面。跟隨著地質(zhì)構(gòu)造的變化，巖體在不斷的變化和成型，之后在成礦流體的推動(dòng)之下，巖體內(nèi)部的相關(guān)礦資源便被提煉而出，成礦流體變的豐富起來。成礦流體隨后在一定的地質(zhì)環(huán)境下進(jìn)行沉淀，進(jìn)而轉(zhuǎn)化成為一種礦產(chǎn)資源。侵入巖體非常容易發(fā)生破裂的特點(diǎn)為成礦流體的形成和提煉提供了有力的保障，所以在此環(huán)境之下，金礦床的形成變得簡(jiǎn)單起來。此外，處于巖體深處的建造水，其自身就含有成礦流體的構(gòu)成成分，隨著巖體的推移和上升，這部分成礦流體便逐漸的沉淀下去。

成礦的物質(zhì)來源一直以來都是令人頭痛的難題，當(dāng)前所采取的同位素方式進(jìn)行其來源的確定，雖然可以達(dá)到基本的要求，但是對(duì)于金礦而言，這種方式并不是最直接、最有效的，而是一種間接的方式。金作為一種單同位素而存在，在對(duì)它的來源問題解決上面，我們不可以直接進(jìn)行使用示蹤技術(shù)，而需要使用另外的方式，這樣一來不但加大了問題的復(fù)雜程度，而且提升了其難度系數(shù)。通過對(duì)原生暈布局方式和淋濾實(shí)驗(yàn)的研究，從很大程度上回答了金的來源難題。比如可以進(jìn)行研究處于巖體之中的金礦，采取的方式為REE 配分和鍶、鉛、硅同位素示蹤方式。成礦物質(zhì)來源的主要渠道是賦礦巖體。同時(shí)，淋濾實(shí)驗(yàn)也有效證明了在此種方式下更容易得到金。

結(jié)論

綜上所述，托庫(kù)孜巴依金礦床屬于韌性剪切帶型金礦床，其成礦元素金可能來源于阿勒泰組上亞組第二巖性段的變質(zhì)火山巖或火山沉積巖。其流體包裹體成分、氧氫同位素組成和均一溫度等特征表明，該礦床的成礦流體主要為地下水、變質(zhì)水和巖漿水的混合流體。成礦所需熱能可能由韌性剪切帶形成過程中產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換而來，當(dāng)然也不排除深部熱流體帶來的熱能。后期巖漿侵入活動(dòng)為金的進(jìn)一步富集提供了熱源和部分流體。總而言之，存在于侵入巖體之中的金礦與巖體間有著很大的時(shí)間差異，兩個(gè)金礦床極有可能是不同期間板塊移動(dòng)的產(chǎn)物。這將在一定程度上擺脫了巖體與礦床之間的因果關(guān)系，同時(shí)推翻了巖漿熱液是金礦床形成原因的學(xué)說，證明了金礦成礦流體是由建造水、大氣降水，或者是建造水與大氣降水的混合物所構(gòu)成的。其物質(zhì)主要來源于巖體深處、巖體外圍或者巖體本身等方面。這也排除了金礦床的形成原因是巖漿熱液的可能性。可以說，地下的很多礦產(chǎn)元素都是隨著地殼運(yùn)動(dòng)和板塊移動(dòng)發(fā)生著變化，最終在一個(gè)地方進(jìn)行結(jié)合、聚集，逐漸形成礦產(chǎn)資源，將此作為礦床的形成過程和原因可能是最為科學(xué)、合理的。

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