青海胜利沟金矿床铅同位素特征与矿床成因分析

黄亚，赖健清，樊俊昌,3



青海胜利沟金矿床铅同位素特征与矿床成因分析

黄亚1,2，赖健清1，樊俊昌1,3

（1.中南大学有色金属成矿预测教育部重点实验室，地球科学与信息物理学院，长沙 410083；2.河南省煤炭地质勘察研究总院，郑州 450000；3.山金西部地质矿产勘查有限公司，西宁810016）

胜利沟矿区位于柴北缘多金属成矿带上，该区域构造环境复杂，成矿条件优越。本文拟通过分析矿床地质特征并结合铅同位素特征，探讨胜利沟金矿床的矿床成因。铅同位素分布范围较窄，在构造模式图的投影位置说明矿石中铅为地壳来源，并且主要可能是上地壳来源，成矿物质均主要来源于与俯冲造山作用有关的地幔和地壳的混合。

铅同位素；金矿床；成因；胜利沟

青海省胜利沟金矿区位于柴北缘陆内裂谷带的赛什腾山－布赫特山多金属成矿带上。区内不同类型的岩浆活动频繁，断裂构造发育，为金矿的形成具备了优越的成矿地质条件。自90年代起，在该成矿带上陆续发现了一批金矿床，大多数矿床与这里的造山作用关系密切，且主要受构造控制。目前已经探明的有滩间山金矿床、青龙沟金矿床、大场金矿床、野骆驼泉金矿点等造山带型金矿床。

Groves[1]等建议将与造山作用有关且主要受构造控制的金矿床称为“造山型金矿床”。Goldfarb[2、3]、Kerrich[4]、张德全[6]等前人的大量研究表明造型型金矿具有如下共同特征：①矿床分布于大型复杂地质构造带内，代表着造山环境；②矿床的形成多与增生造山作用相关；③ 矿床围岩蚀变程度一般为绿片岩相变质，蚀变矿物组合为石英、碳酸盐、云母、绿泥石、黄铁矿（±钠长石）等；④矿床受构造控制明显，通常位于一级大型构造带的附近，主要产在二级或更次一级构造系统中，矿床的形成则发生在韧、脆性变形的转换阶段；⑤矿床形成一般形成于同造山过程的峰变质期或峰期变质之后；⑥成矿流体为低盐度富水含碳流体，流体不混溶特征显著；⑦该类矿床的Au/Ag值较高，平均为5，金主要以AuHS（H2S）配合物形式存在。

胜利沟金矿发现时间较短，基础地质工作程度较低，研究工作较为薄弱，制约了对矿床成因和矿产勘查的进一步认识。

1 矿区成矿地质背景

胜利沟矿区位于柴北缘陆内裂谷带，是中央造山带－秦祁昆褶皱系的一部分，也是典型的复合造山带[5]。自北向南，包含了9个三级构造区带（图1）。

构造分区：Ⅱ13-祁连；Ⅱ21-龙布鲁克；Ⅱ22-柴北；Ⅱ23-柴达木；Ⅱ24-昆北；Ⅱ25-昆中；Ⅱ26-昆南；Ⅲ1-宗务隆山-青海南山；Ⅲ2-阿尼玛卿；Ⅲ3-北巴颜喀拉。断裂：ALT.F-阿尔金；WH.F-哇洪山；ZW.F-宗务隆山；NQ.F-柴北缘；CKL.F-昆中；SKL.F-昆南；NBH.F-北巴颜喀拉

胜利沟矿区含矿地层为一套下古生界浅变质火山－沉积岩，前人定为上奥陶统滩间山群（O3tn）。从下到上分为4个岩组，胜利沟矿区属b岩组（O3tnb）。主要地层包括上奥陶统滩间山群第二岩组（O3tnb），分布广泛，主要出露安山岩段（第三岩性段O3tnb3）和碎屑岩夹安山岩段（第四岩性段O3tnb4）（图2）。

1-第四系；2-奥陶系滩间山群安山岩段；3-奥陶系滩间山群火山碎屑岩段；4-泥盆纪曲径沟单元；5-加里东期花岗闪长斑岩；6-断层；7-逆断层；8-矿体

胜利沟矿区构造形迹严格受区域构造控制，总体呈北西－南东向。断层十分发育，总体上构成规模大、变形弱及分散的韧性剪切带，并伴随有少量北东向张性断层。北西向断裂规模最大，而且活动时间长，控制了区域地层、岩浆岩的展布方向，对矿体的形成、产出起控制作用，大多数脉岩分布也受其控制。北东向、近南北向断裂在区内较少，规模小，错断北西向断裂，形成时间晚于北西方向断裂。

矿石硫化物单矿物铅同位素测试结果表 样号矿物名称206Pb/204Pb207Pb/204Pb208Pb/204Pb模式年龄mTh/U△β△γ SL-1方铅矿18.33715.63738.1692669.543.6720.9130.10 SL-2方铅矿18.31015.60338.0542449.483.6318.5826.03 SL-3方铅矿18.35315.65838.2362809.583.6922.3532.52 SL-4方铅矿18.33515.63438.1562639.543.6620.7029.65 SL-5方铅矿18.35415.65738.2372789.583.6922.2732.46 SL-6方铅矿18.32315.62438.1252609.523.6520.0328.66 SL-7方铅矿18.32815.62938.1512629.533.6620.3729.47 SL-8方铅矿18.30015.60238.0582509.483.6318.5526.40 SL-9方铅矿18.31915.62438.127262.89.523.6520.0528.84 SLG-09方铅矿18.37415.68838.346300.59.643.7324.4136.42 测试单位：核工业北京地质研究院分析测试研究中心（参数计算据路远发GeoKit软件[8]）

矿区岩浆岩大多为加里东－华力西期的产物，岩浆岩根据岩石类型分布有基性侵入岩体、中酸性侵入岩体和酸性侵入岩体。

矿区普遍出现黄铁绢英岩化蚀变破碎带，局部可见方铅矿呈带状富集。自南至北划分出两个矿带。两个矿带平面上呈北西－南东走向近似平行的条带状，剖面上亦近似平行呈似层状、脉状分布的空间展布特征。

胜利沟金矿体在平面上呈长条状、条带状，在剖面上呈似层状、脉状分布于北西向断层破碎带内，产状50°~60°∠45°~60°。

主要的围岩蚀变类型为硅化、黄铁矿化、钾化、绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化等。除了钾化蚀变具有高温蚀变特征，一般都是典型的中低温热液蚀变。蚀变的主要特点是面型，分带不明显。黄铁绢英岩化与金矿化密切相关。

矿石主要为石英－金属硫化物型，通过野外及显微镜下观察，确定矿区主要的金属矿物为黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、自然金等；主要脉石矿物主要为铁白云石、石英、绢云母、方解石以及绿泥石等。矿石主要结构为中细粒自形－半自形粒状结构、它形粒状结构、碎裂结构、交代溶蚀结构等；矿石的主要构造类型浸染状构造、条带状构造和网脉状构造。

通过在野外观察到的矿脉穿插关系，并接合显微镜下矿物间的交代穿插关系，认为矿区的矿化期次分大致分为两期，即构造热液成矿作用期和表生淋滤期。构造热液成矿作用期又分为早中晚3个成矿阶段。

2 样品采集及测试结果

本次测试主要在矿区采集浸染状、脉状硫化物矿石，挑选单矿物，共采集10件样品，均为方铅矿。委托核工业北京地质研究院分析测试研究中心进行分析，所用仪器为IsoProbeT热电离质谱仪，同位素比值用NBS2981标准样重复测试结果（208Pb/204Pb=16.923±3，207Pb/204Pb=15.467±3，206Pb/204Pb=36.733±6）所确定的单位原子质量0.1%的分馏系数进行校正，分析的总体误差在0.05%以内。表1为铅同位素测试结果以及相关参数计算结果。

3 讨论

3.1 铅同位素特征探讨

从表1可以看出，胜利沟矿区矿石铅208Pb/204Pb比值范围为38.054~38.346，平均值为38.166，总体略低于39.000，显示钍铅微弱亏损；207Pb/204Pb比值范围为15.602~15.688，均值为15.636，大于15.600，显示铀铅富集；206Pb/204Pb比值范围为18.300~18.374，均值为18.333；μ值9.48~9.64，平均值9.54，高于正常铅μ值范围（8.686~9.238）；该区矿石铅同位素组成的Th/U值（3.63~3.73）相对均一，且接近陨石Th/U值（3.8）。

在Zartman-Doe图解上可以看出：207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图中（图3左）以及208Pb/204Pb-206Pb/204Pb图中（图3右）所有样品落在造山带和上地壳演化线之间并且大多靠近造山带演化线附近，显示该区铅来源可能为上地壳。

A-地幔；B-造山带；C-上地壳；D-下地壳

△γ-△β成因分类图解是追踪矿石铅源区的方法，具有很好的示踪意义[9]。根据计算胜利沟矿区矿石铅与同时代地幔的相对偏差，投影到过△γ-△β成因分类图解上（图4），样品投影到上地壳与地幔混合的俯冲带铅的范围；在铅同位素构造环境判别图5中，样品都落入到造山带范围。以上特征表明成矿物质均主要来源于与俯冲造山作用有关的地幔和地壳的混合。

1.地幔源铅；2.上地壳铅；3.上地壳与地幔混合的俯冲带铅（3a.岩浆作用；3b.沉积作用）；4.化学沉积型铅；5.海底热水作用铅；6.中深变质作用铅；7.深变质下地壳铅；8.造山带铅；9.古老页岩上地壳铅；10.退变质铅

图5 铅同位素源区判别图（底图据路远发GeoKit软件[8]）

LC-下地壳；UC-上地壳；OIV-洋岛火山岩；OR-造山带；A，B，C，D为各区域样品相对集中区

3.2 矿床成因探讨

胜利沟矿区矿体严格受构造控制，区域上青龙沟－滩间山北西向大型剪切带，控制了青龙沟、滩间山以及胜利沟等金矿床（点）。矿区内北西向断裂规模最大，而且活动时间长，控制了区域地层、岩浆岩的展布方向，对矿体的形成、产出起控制作用。

矿区围岩蚀变蚀变的主要特点为面型，分带不明显，黄铁绢英岩化与金矿化密切相关，绢云母化、微弱的硅化和碳酸盐化遍及全矿区，矿体中或矿体近侧强硅化、黄铁矿化以及绢云母化发育，说明含矿热液富硅及CO2。胜利沟金矿区成矿流体具有中低温、中低盐度、含CO2等特点。

矿石铅同位素组成较稳定，矿石铅主要来自上地壳。通过△γ-△β成因分类图解分析，样品投影到上地壳与地幔混合的俯冲带铅的范围。在铅同位素构造环境判别图解上，样品均落入造山带范围内。以上特征表明成矿物质均主要来源于与俯冲造山作用有关的地幔和地壳的混合。

随着温度的升高，驱使矿区成矿热液沿大型剪切带作大规模长距离迁移、活动，并在迁移过程中同时不断淋取围岩的成矿元素，形成矿区的含金流体。成矿热液进入矿区次级构造（主要为北西向断裂）后，由于构造性质转换，物理化学条件也随之改变，致使含金流体沉淀，形成金矿体[2]。这与区域上造山带型金矿床的特点相吻合。

4 结论

1）矿区矿石铅同位素比值较为稳定，变化范围较小，显示为正常铅的特征。通过△γ-△β成因分类图解以及铅同位素构造环境判别图解，样品都落入到造山带范围，表明成矿物质均主要来源于与俯冲造山作用有关的地幔和地壳的混合。

2）矿区成矿作用形成于造山带环境，碰撞造山过程带来的成矿热液沿着北西向韧性剪切带升至地壳浅部次一级的NW向断裂或者两组断裂的交汇处，在迁移过程中不断淋取围岩的成矿元素，由于压力和温度的下降，导致金以及金属硫化物在有利的容矿构造沉淀，具造山带型矿床特征。

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Pb Isotope Geochemistry and Ore Genesis for the Shengligou Au Deposit in Qinghai

HUANG Ya1,2LAI Jian-qing1FAN Jun-chang1,3

(1-Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals, Ministry of Education, School of Geosciences and Info-Physics, Central South University, Changsha 410083; 2- Henan Research Institute of Coal Geological Survey, Zhengzhou 450000; 3-Shanjin Western Geological and Mineral Exploration Co. Ltd., Xining 810016)

The Shengligou gold deposit is located in northern Qaidam polymetallic metallogenic belt and characterized by its complicated tectonic settings and favorable ore-forming conditions. This paper discusses the genesis of the Shengligou gold deposit based on its geological characteristics and Pb isotope composition. The distribution range of lead isotopes is narrow. The projection position of lead isotope composition in the structural model diagram indicates the upper crustal sources. The ore material was derived from mixture of mantle and crust which was related with the subduction orogeny.

lead isotope; ore genesis; Shengligou gold deposit

P632+.7; P618.51

A

1006-0995（2015）01-0134-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.01.032

2013-12-23

黄亚（1983-），男，河南虞城县人，工作于河南省煤炭地质勘察研究总院，主要从事矿床学与找矿预测研究

项目资助：中国地质调查局青藏专项(资[2008]青藏21-03号）