新疆富蘊縣舍勒高金礦地質地球化學特征及地質意義

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個階段。通過巖石地球化學研究發現，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，并有上地殼物質混入，為大陸島弧至大陸邊緣構造環境下的火山活動產物。礦床中金可能是深部巖漿熱液沿斷裂上升時，萃取圍巖中的成礦物質形成的。

關鍵詞：舍勒高金礦;地質特征;地球化學;構造環境

舍勒高金礦是新疆北部近年發現的一處小型金礦床，位于新疆阿勒泰地區富蘊縣境內，處于額爾齊斯構造混雜帶東部[1]。區域上發育薩爾布拉克金礦、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[7]。以往有學者對額爾齊斯構造混雜帶中金礦地球動力學背景、成礦流體、構造控礦規律等進行了研究[8-11]，但對近年來新發現的金礦床研究較少。本文以舍勒高金礦為例，對額爾齊斯構造帶東段巖漿熱液及金成礦物質來源等進行了探索。

1 ?地質背景

該礦區出露地層有中泥盆統蘊都卡拉組、中泥盆統北塔山組、下石炭統東古魯巴斯套組、下石炭統姜巴斯套組、下石炭統那仁喀拉組、上石炭統喀喇額爾齊斯組及少量古近—新近系。區內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。閃長巖多呈巖株狀、不規則巖枝和巖脈狀產出，沿斷裂構造侵入。該區地處兩大構造單元結合部位，構造活動強烈，主要構造形跡和構造方向以NW向壓扭性斷層和褶皺為主，規模大，延伸長，組成本區特有的菱形格狀構造框架，次為近EW向壓扭性斷層與NE向張性斷層（圖1）。

2 ?金礦地質特征

2.1 ?地層

礦區內主要出露下石炭統姜巴斯套組。主要巖性為凝灰質砂巖、晶屑巖屑沉凝灰巖等，巖層總體呈NW向展布，傾角55°～65°。其中凝灰質砂巖呈灰綠-綠色，細粒狀、砂狀結構，層狀構造，片理構造。巖石主要由長石、石英細砂巖及凝灰物質組成。巖石片理化、糜棱巖化強烈，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

礦區內巖漿巖較發育，可見閃長巖、鈉長斑巖，鈉長斑巖呈脈狀、透鏡狀分布，規模不大。金的富集與侵入巖密切相關，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-細粒結構，塊狀構造，巖石主要由斜長石、角閃石組成。巖石中可見蝕變現象，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，斑狀結構，塊狀構造，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 ?構造

礦區位于薩爾布拉克-喀拉通克復向斜北東翼一個次級向斜的北東翼，為倒轉的單斜地層。礦區地表多為第四系覆蓋，構造痕跡不明顯，除少數微型揉皺外，未發現較大褶曲。通過地表槽探揭露，斷裂構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，規模大，延伸長。礦區金的富集與構造密切相關，金多賦存在順層擠壓破碎帶、糜棱巖化帶中。

2.4 ?礦體特征

舍勒高金礦目前發現金礦體24條，其中包括深部隱伏礦體6條，Ⅱ號礦體規模較大，控制程度較高。Ⅱ3號礦體呈似層狀，具分枝復合、膨脹夾縮等特點，產狀與蝕變帶一致。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，具分枝復合、膨脹夾縮等特點，產狀與蝕變帶一致。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。礦石結構較簡單，以半自形粒狀為主，約占全部金屬礦物的85%左右，次為他形粒狀結構，約占10%，自形粒狀結構約占5%。礦石構造以星散浸染狀構造、細脈浸染狀構造為主，星點浸染狀構造、條帶浸染狀構造次之。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）。特點是蝕變作用相互疊加，蝕變帶與圍巖間為漸變關系。其中黃鐵絹英巖在破碎蝕變帶內較普遍，破碎蝕變帶中部黃鐵絹英巖化強烈，邊部較弱。黃鐵絹英巖化與金的成礦有著密切關系，黃鐵絹英巖化發育處，金品位在1×10-6以上。硅化為細小脈狀、網脈狀石英脈，該作用與金礦化關系極密切。

3 ?成礦階段劃分

據礦石中礦物種類、礦物共生組合及相互生成順序關系，將本礦床成礦期劃分為3個時期：

成礦期前 ?含礦熱液沿構造帶遷移，在適當的環境下交代圍巖礦物，形成了脈狀和粒狀黃鐵礦，黃鐵礦多為半自形、他形粒狀，為礦區內最早的熱液活動產物，主要表現為閃長巖、凝灰質砂巖中的中-細粒黃鐵礦。

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， 同時金屬硫化物沿蝕變巖裂隙充填，形成了浸染狀、細脈狀、網脈狀黃鐵礦。該階段自然金伴隨黃鐵礦、石英等礦物沉淀。主要表現為黃鐵絹云巖;③碳酸鹽化階段：為成礦的尾聲階段，表現為局部裂隙中有方解石脈穿插，原巖高嶺土化，方解石呈細脈或細粒狀產出。該階段金的沉淀已基本結束。

表生期 ?表現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為褐鐵礦，地表氧化淋濾作用使比重較小的礦物流失，金礦物進一步富集，導致地表個別樣品品位較高。

4 ?微量、稀土元素地球化學特征

本文選取5件典型樣品對該礦床微量元素地球化學特征研究，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。樣品測試均由澳實礦物實驗室（廣州）完成，采用M61-MS81方法測試。從表1中可看出，礦區賦礦巖石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Eu異常，主要是由于二價Eu殘留于富含長石巖漿源區，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負異常，與下石炭統姜巴斯套組濱海相特征相符。稀土元素球粒隕石標準化圖解上（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）相對虧損且內部無分異，輕、重稀土元素分異不明顯。在球粒隕石標準化的微量元素蛛網上（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;Nb，Ta，Ti等部分高場強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 ?構造控礦

舍勒高金礦在區域構造上位于阿爾泰地槽褶皺系克蘭復式向斜北西端之南西翼，額爾齊斯大斷裂南側。本區地處兩大構造單元結合部位，構造活動強烈，主要構造形跡和構造方向以NW向、NNW向壓扭性斷層和褶皺為主，規模大，延伸長，組成本區特有的菱形格狀構造框架。次為近EW向壓扭性斷層與NE向張性斷層。NW向構造為區內主體構造，展布方向300°左右。由北向南主要有耶森喀拉復背斜、薩爾布拉克-薩色克巴斯陶復向斜、加烏爾-哈希翁復背斜、扎河壩復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。受區域性構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。構造帶長上千米，寬十幾米至幾百米，帶內巖石劈理、節理、片理及小揉皺較發育，舍勒高金礦分布于該構造帶上。

5.2 ?賦礦巖石成因

礦區賦礦巖石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。巖石中發育少量長石斑晶，具較弱的Eu 負或正異常，表明巖漿演化過程中經歷了較弱的結晶分異作用。另巖石中Ta，Nb，Ti 相對虧損，Mckenzie認為造成“TNT”負異常的原因是巖漿受到地殼物質的混染或巖漿源區殘留富Nb，Ta，Ti 的礦物（如金紅石、鈦鐵礦等）[15]。結合王京彬等研究成果[16]，認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，且有上地殼的物質混入。

5.3 ?成巖構造環境

據Bailey提出的判別造山帶安山巖圖解[17]，礦區賦礦巖石樣品投影點主要落在大陸島弧型安山巖和VAB（火山弧玄武巖）安山巖區（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現，僅ZK03號樣品與安第斯型（活動大陸邊緣）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，認為本地區火山巖是大陸島弧至大陸邊緣構造環境下的火山活動產物。

5.4 ?礦床成因類型

舍勒高金礦成因類型初步認為是構造破碎蝕變巖經后期熱液疊加型金礦。礦區閃長巖是初始礦源體，下石炭統姜巴斯套組也提供了部分成礦物質。動力變質作用、熱液活動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，在剪切構造裂隙沉淀、富集，形成構造破碎蝕變巖型金礦床。

6 ?結論

（1） 舍勒高金礦區火山巖可能源于下地殼或上地幔的熔融，且有上地殼物質混入，是大陸島弧至大陸邊緣構造環境下火山活動的產物。

（2） 舍勒高金礦與金礦化關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志。

（3） 舍勒高金礦成因類型初步認為是構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斷裂上升，交代圍巖并萃取了巖體及地層中所含的分散金，在剪切構造裂隙沉淀、富集，形成構造破碎蝕變巖型金礦床。

參考文獻

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

[2] ? ?趙玉社，張彬.新疆富蘊縣薩爾布拉克金礦地質特征及找礦標 ?志[J].西北地質，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 ? ? ?學及礦床成因[J].火山地質與礦產，1994，（4）：21-34.

[4] ? ?應立娟，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，2009，28（2）：211-217.

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

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

[7] ? ?沈遠超，申萍，曾慶棟，等.新疆阿爾泰金礦帶主要金礦類型、成 ? ?礦規律及成礦預測[J].地質與勘探，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、 ? ?地球動力學背景及資源潛力[J].礦床地質，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造-成礦流體[J].地學前緣，2011，18（5）：55-66.

[10] ?沈遠超，申萍，李光明，等.新疆額爾齊斯金礦帶構造控礦規律 ? ? 研究[J].礦床地質，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測[J].黃金科學技術，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.新疆北部后碰撞構造演化與成礦[J].地質學報，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