內蒙古烏中旗圖古日格金礦地球化學特征

邵國鈺 吳麗麗 李永

摘要：本文從圖古日格地區金礦地球化學特征為研究對象，從元素的組合特征，H、O、S、Ph的及包裹體特征的研究，來研究礦床形成年齡，成礦流體的來源、運移及其沉積特征，結合礦體特征，為烏拉特中旗北部石英脈型金礦床勘查提供理論依據。

關鍵詞：烏拉特中旗；地球化學；石英脈；金礦

圖古日格金礦位于內蒙古自治區烏拉特中旗西北部邊境，大地構造位置處在處于華北板塊的北緣，興蒙造山帶的西段，屬于南造山帶。圖古日格金礦處在南造山帶內的寶音圖隆起西側的向斜構造中，寶音圖隆起兩側為中生代、新生代盆地，盆地與寶音圖隆起以深大斷裂接觸。隆起內巖漿活動強烈，北東向斷裂為區域主構造。發育有下元古界寶音圖群的一套變質地層，巖漿巖發育有志留紀斜長花崗巖、蝕變閃長巖、二疊紀似斑狀花崗巖和石英閃長巖。

1.礦床地質特征

礦區出露地層為下元古界寶音圖群。侵入巖分布有志留紀斜長花崗巖、二疊紀石英閃長巖和似斑狀花崗巖。脈巖為石英脈，石英脈大量侵入到上述地質體中，走向大致為115°～142°，傾向在45°～85°，呈單脈或復脈充填在構造裂隙帶中。

礦石根據礦物組合特征的不同分為含金石英脈型、含金碳酸鹽一石英脈型和含金多金屬硫化物型。圍巖蝕變大體分早晚兩期，早期圍巖蝕變形成于主成礦期以前，是熱液前鋒對賦礦圍巖交代形成的硅化、綠泥石化、黃鐵礦化、碳酸鹽化及絹云母化；晚期主要為沿含礦斷裂構造發育相對不連續呈線性空間分布的硅化、鉀長石化、絹云母化、黃鐵礦化、綠泥石化等蝕變。根據礦石結構、構造及礦物共生組合等特征，將礦床的形成過程分為熱液期和表生期，其中熱液期從早到晚分為3個成礦階段：粗粒黃鐵礦一鉀長石一石英階段，多金屬硫化物階段和含鐵方解石一石英階段。表生期發生金元素的遷移，形成局部地段金的富集。

2.元素地球化學特征

2.1主量元素特征

主量元素協變性較差，除普遍富si外，其他主量元素均不同程度地低于地殼豐度值，志留紀蝕變閃長巖還顯示富A1、富Na、K特征，含金石英脈動出現了明顯的負Ca谷，樣品遭受了強烈的氧化作用，元素的帶出作用非常明顯。

2.2稀土元素特征

區內各類巖石的∑LREE/∑HREE>1，表明他們都是輕稀土富集型，與La/Yb值結果相一致，大部分樣品的δEu《1、δCe值》1，顯示較強的Eu虧損和Ce富集，可能與成礦溶液有一定的氧化程度有關，正是它促成Ce³⁺呈Ce^4-遷移。閃長巖到似斑狀花崗巖，稀土總量有增加的趨勢，但是巖石稀土含量相近，說明它們可能來自同一源區。九件樣品中只有兩件樣品Sm/Nd>0.333，其余均小于0.333，也表明樣品屬于輕稀土富集型，似斑狀花崗巖Sm/Nd值高達1.94，說明重稀土巨量富集，閃長巖的值（0.25～0.27）則與地幔值（0.260～0.375）接近，表明他們可能來自上地幔。樣品負Eu異常明顯。δEu為0.06～0.44，平均為0.25，大部分遠離1，表現為銪的虧損。銪異常主要與長石有關，因為三價的Eu不被斜長石和鉀長石所容納，表現為不相容，而二價銪可以被斜長石和鉀長石所容納，所以說Eu受到斜長石分離和氧逸度的影響，又由于侵入巖氡逸度很低，因此判斷礦區巖體Eu負異常反映了巖漿來源較深，從野外巖相上來看，石英脈屬于后期充填穿插前者。但是酸性巖脈和圍巖稀土配分曲線與巖體協變一致，只是稀土總量小于前者，由此表明其源區有一定的繼承性。

2.3微量元素特征

礦區巖體微量元素大部分元素豐度值高于原始地幔值，配分曲線有較好的協變性，說明巖漿演化過程中各種作用物理化學過程比較一致。配分曲線出現了Ba、Zr、Au、Sn、Ag、Ob、As、Be、B元素峰，同時也出現了K、Co、Ni、Mo、Ti、Mn元素谷，這些均是陸殼所具有的特征，指示了地殼物質參與了巖漿過程。金礦脈中Au、Ag等元素含量較高，尤其是Au大于地殼平均含量的幾百倍，Au、Ag元素的含量變化較大。下元古界寶音圖群石英巖的含金性測試，金的含量為60×10^-9，從中可以看出該地層含金量遠遠高于地殼豐度值，具有為金礦成礦提供物源的條件。斜長花崗巖取樣平均含金性為0.11×10^-6，似斑狀閃長巖含金性0.02×10^-6，閃長巖樣品含金性0.03×10^-6。以上分析數據可以看出巖漿巖含金性和巖漿期后熱液所形成的石英脈含金性較高。所以圖古日格金礦的形成與礦區內部及周邊的巖漿巖侵入及期后熱液有直接關系，礦區內巖體長軸方向與礦體的走向大致相同，控礦斷裂的形成與閃長巖體的主動侵位有直接的成因關系。

2.4同位素特征

2.4.3鉛同位素

該區成巖成礦受明顯的新華夏系構造控制似斑狀花崗巖鋯石U-Pb同位素定年加權年齡為299.3±5.3Ma，石英閃長巖加權年齡為266.3±1.9Ma。Au和Ph是重要的親S元素之一，他們通常以硫的絡合物形式遷移。Au和Ph在熱液中也可以以氯的絡合物形式遷移，金氯絡合物的溶解度很大，考慮到成礦熱液中絡含量較高，Au和Ph均主要呈氯絡合物遷移。

3.結論

圖古日格金礦床的成礦時代，據分析應為華里西期，有如下幾個方面的證據：

（1）礦區內有華力西晚期的似斑狀花崗巖體產出，成礦石英脈全部或部分穿插在似斑狀花崗巖體，該巖體經測定K-Ar法同位素年齡為290Ma±12Ma。

（2）圖古日格金礦的形成與礦區內似斑狀花崗巖侵入期后熱液有直接關系，閃長巖體侵入冷凝后出現裂隙，熱液沿裂隙通道富集成礦，控礦構造的形成與花崗巖體的主動就位有直接的成因關系。

（3）利用K-Ar法測定圖古日格金礦石年齡為302Ma±3.0-313Ma±4.6Ma，為華力西期，與華力西晚期花崗閃長巖體年齡（290Ma±12Ma）完全吻合。

綜上所述，圖古日格金礦床的形成與似斑狀花崗巖體侵人為同期地質事件，但礦床的形成應略晚于巖體主體的形成，故推測圖古日格金礦床形成于華力西晚期。成礦年齡的跨度（302Ma±3.0-313Ma±4.6Ma）大致反映了熱液成礦多期次作用。

綜上所述，7號石英脈的稀土特征與幔源特征的煌斑巖脈、斜長角閃巖及閃長巖具有明顯的一致性，而且兩者的空間分布特征也一致；地幔放氣作用，形成大量的地幔流體，這些來自深部的超臨界流體富含CO₂-H₂O的C-H-O流體呈酸一弱酸性，他有兩個作用，一是對沿途所經過的巖石進行淋濾作用，使其中的金遷移至流體中，二是促使地殼發生低熔點熔融形成巖漿，其源巖為殼幔混合作用的產物。早先封存于地層中的水在區域變質作用下形成變質水，沿各級斷裂裂隙系統與深部的巖漿發生交換作用，而且巖漿本身也發生結晶分異作用，產生富Au、S、Cl等元素的成礦流體，該流體由于受巖漿加熱，沿礦區斷裂系統循環，可能萃取圍巖中的成礦物質。由于溫度、壓力、pH值等物理化學條件的改變，熱液中大量的Au、S絡合物分解，形成黃鐵礦、方鉛礦等硫化物和自然金。由于Au的絡合物在低溫下相對更穩定，常滯留至黃鐵礦、方鉛礦等硫化物形成之后，沿其中的微裂隙侵入并沉淀形成含黃鐵礦或方鉛礦等硫化物的自然金礦物。另外，巖漿熱液不斷上拱，在與近地表的大氣降水流體相匯合地帶，由于氧化一還原反應急劇變化，形成大規模的礦化作用。

圖古日格金礦床中金的成礦作用主體包括成礦初步富集和主成礦兩部分階段。華力西晚期的花崗巖上拱，巖漿熱液沿斷層貫入，同圍巖發生物質交換，部分成礦物質從圍巖遷出，進入礦化破碎帶，形成含金構造巖，稱之為成礦初步富集階段；華力西晚期花崗閃長巖沿構造裂隙侵入，成礦物質進一步活化，形成含礦熱液流體，這種含礦流體在控礦構造中不斷聚集成礦。這一階段是礦區主要的成礦階段，成礦作用主要為熱液作用。

該區成礦物質來源于地層、巖體和巖漿期后熱液，成礦作用受華力西晚期花崗閃長巖的侵位制約，巖漿期后熱液沿構造裂隙貫人形成金礦脈，近礦圍巖黃鐵絹英巖化等熱液蝕變，其礦物組合為石英、方解石、絹云母、黃鐵礦等，均屬中低溫熱液蝕變礦物。因此，圖古日格金礦礦床成因類型總體上可稱為沿構造裂隙充填的中低溫熱液石英脈型金礦床。