北祁连西段中低温热液型金矿成因分析

孙佳楠，尹高科，董栓群，刘向阳

（1.河南省地质矿产开发局第四地质勘查院，郑州 454000；2.金渠集团有限公司，河南 三门峡 472000）

北祁连西段是我国乃至世界上重要的金属成矿地区之一。而中低温热液型金矿床是世界上最为重要的金矿床类型之一，也是北祁连西段最为主要的成矿类型，寒山金矿、车路沟金矿、鹰咀山金矿的大地构造位置均属于北祁连造山带中的岛弧缝合带的西段，其含矿地层均为奥陶系阴沟群火山岩，均位于古阿尔金断裂带南侧的次级断裂中。然而，寒山金矿、车路沟金矿与鹰咀山金矿的空间关系和成因联系尚不明确，将三者进行综合研究，可能对该区域进一步找矿提供有益的启示。

1 区域地质概况

北祁连西段，大地构造位置属祁连山加里东期地槽褶皱带、北祁连早古生代造山带的西段，由于华北板块、塔里木板块、柴达木板块不同时期的张裂、俯冲、碰撞、造山，北祁连山自震旦纪开始形成槽-谷-沟-弧-盆板块构造格局，区内构造复杂，为各种成矿作用创造了良好的条件。

区域出露地层较完整，从古元古界至第四系均有出露，主要有分布于阿尔金断裂北侧的前震旦纪深变质岩系（结晶基底），分布于南侧的早中古生带中基性海相火山-沉积岩系，以奥陶纪阴沟群为主，以及沿其分布的石炭-二叠纪陆相碳酸盐-碎屑岩系。

区域岩浆侵入活动频繁，主要沿NEE向阿尔金断裂、NW向区域断裂以及古火山构造及其形成的近NS向断裂侵入（车路沟金矿），具有多期次、多旋回特点，岩石类型包括基性、中酸性、酸性岩类到偏碱性岩类，呈岩株、岩脉、岩枝及不规则状产出，其成岩年龄多分布于不同地质时期[1]。其中，中酸性、酸性、偏碱性岩与中低温热液型金矿床关系密切。

2 围岩与成矿的关系

2.1 车路沟金矿围岩与成矿关系

车路沟矿区容矿围岩主要为加里东晚期英安斑岩[2]。该岩体属于钙碱性系列过铝质花岗岩类，稀土和微量元素特征与埃达克岩相似，说明该岩体形成于俯冲碰撞环境的地壳重熔，从井下观察该岩体与金矿床在空间上密切相伴，但英安斑岩的金背景值普遍较低，主成矿阶段黄铁矿和黄铜矿的δ34S=-3.84‰～3.20‰，符合I型花岗岩的S同位素组成特征，说明成矿流体属于深源物质，主要为地幔流体的参与[3]。英安斑岩成岩年龄为427.7±4.5 Ma，而含金石英脉的成矿年龄为253±61 Ma，说明成岩和成矿分属两个地质时期，英安斑岩只作为容矿围岩存在。

2.2 鹰咀山金矿围岩与成矿关系

鹰咀山金矿的容矿围岩主要为板岩和超基性岩，其成矿期可以分为微晶石英岩矿化阶段和脉状石英硫化物阶段。成矿第一阶段矿体边侧的超基性岩已经全部硅化，其化学成分表现为高硅、高铝、高镁和高钾特点，说明含矿热液沿破碎带对围岩进行了强烈的交代作用，Au局部含量达8.64×10-6，但该阶段矿化规模不大，只占20%[4]。由第二阶段矿化产物的化验结果可知，含矿石英脉中的As元素含量高于容矿围岩，而板岩的w（Eu）含量和含矿石英脉的区别较大，并且主成矿阶段黄铁矿和方铅矿的δ34S=2.25‰～8.93‰，变化较小但平均值偏大，接近基性岩或S型花岗岩的特征，而不是超基性岩，说明成矿流体有深源物质参与，其值偏大也说明S的来源的多样性，也可以证明第二阶段矿化并非全部来自超基性岩[5]。

2.3 寒山金矿围岩与成矿关系

寒山矿区的容矿围岩主要为火山岩、火山碎屑岩，容矿围岩火山岩和火山碎屑岩的金元素背景金含量明显贫化，表明在成矿过程中火山熔岩及火山碎屑岩中的金被萃取构成矿物源，也可能本身就不含金。矿石中的δ34S=-1.90‰～3.31‰，符合I型花岗岩的特征，与容矿火山岩中的δ34S值极相近，表明容矿火山岩可能是构成金矿床的主要成矿物质，并且有深源岩浆活动参与成矿。

3 成矿地质体与矿床的时空关系

大量的矿石成矿年代及侵入岩成岩年代测定资料表明，成矿地质体成岩时代与金矿石成矿时代基本一致，二者处于同一构造岩浆热事件期，成矿时代较成岩时代晚5～15 Ma[6]。根据第二部分论述，北祁连西段三个主要金矿床的成矿流体并非全部来自围岩。关于其成矿地质体，下面将分开讨论。

3.1 车路沟金矿

车路沟金矿床主要受昌马堡大型坍塌古火山穹隆形成的近SN向断裂和阿尔金断裂带左行走滑形成的NEE向韧脆性断裂控制，两者为一组共轭方向的断裂，SN向断裂为主要的控矿和容矿断裂。矿体多呈脉状、层状、豆荚状，沿SN向断裂及裂隙展布，局部被NEE向断裂错断。含矿石英脉多呈碎粒-碎粉状，表明后期叠加构造活动强烈，矿体走向多为290°～300°，倾向SEE向，倾角60°～75°，向SSE方向侧伏，南段矿体相对埋深较大。矿体主要受断裂构造侧伏规律控制，侧伏方向与构造运动方向垂直，深部成矿流体沿浅部矿体侧伏方向延伸，大致可以判断车路沟深部成矿地质体位于浅部矿体SSE方向。

野外调查发现，矿区地表大量发育中酸性小岩枝及脉岩，证明深部可能存在隐伏花岗岩类岩体，其多数受构造影响而破碎且局部矿化蚀变强烈，主要岩性为花岗闪长岩和斜长花岗岩，该侵入岩体与成矿有密切联系。依据该金矿流体包裹体的测试结果，可计算出成矿压力为40.3～55.0 MPa，再根据受断裂控制的脉状热液矿床不同压力条件下的深度计算方程以及矿体倾角，可估算得成矿深度应为5.20～5.80 km[3]。这说明在成矿期可能存在花岗类岩体在深部沿近SN向断裂带侵入。

3.2 鹰咀山金矿

鹰咀山金矿矿体矿体呈似层状或透镜状，走向270°～290°，倾向S-SSW，倾角60°左右。矿体沿走向、倾向具有波状弯曲、膨缩等特点，多被叠加的NNE向构造活动错断。超基性岩虽本身具可交代性，但基性-超基性岩很难作为载体至浅部成矿，可以肯定存在深部流体作为载体至浅部成矿。根据矿体向南侧伏的规律，大致可以判断深部成矿地质体位于浅部矿体南部。

鹰咀山金矿体的定年结果为413±5 Ma，属于加里东晚期到志留纪末，而矿区西南部5 km处出露的斜长花岗岩的成岩年龄也为加里东晚期，参考鹰咀山流体包裹体的研究数据，可计算出成矿压力为38.7～58.0 MPa，成矿深度应为5.05～6.31 km，与矿区西南部出露的斜长花岗岩在时间和空间上都有一定的吻合[5]。野外调查发现，鹰咀山金矿和该岩体之间发育多处含金或W、Mo矿化石英脉，都说明成矿地质体与矿区西南部出露的斜长花岗岩密切相关。

3.3 寒山金矿

野外和井下观察发现，寒山金矿床严格受NWW向韧性剪切带控制，并且经历了3期韧脆性变形作用。矿体在平面上呈NWW向“帚状”展布，各矿体间近平行或雁行状斜列，剖面上呈叠瓦状，具有尖灭再现的特征。单个矿体主要呈带状、脉状或扁豆状，倾向NNE，倾角55°～85°，在走向、倾向上呈舒缓波状；从矿体的侧伏方向看，深部的成矿地质体应位于寒山金矿的NNE方向。参考寒山金矿成矿压力的估测结果，计算矿床成矿深度应为0.6～2.0 km，从空间上紧挨南侧走向NWW、向东延伸呈岩墙状产出的闪长岩杂岩体；岩体的成岩时代和金矿的成矿时代基本一致，说明该岩体很可能是寒山金矿的成矿地质体[7]。

4 矿床成因

北祁连西段主要的中低温热液型金矿床都位于北祁连造山带上，矿床严格受到多级断裂、裂隙系统控制。成矿与造山后伸展构造环境中的侵入岩密切相关，具有多期次侵入活动且叠加成矿期构造活动的特点，属于岩浆期后热液流体成矿。富含矿物质的侵入体沿断裂上侵不仅为矿床提供了热驱动力，也与围岩相互作用，形成成矿物质的多源性；深部富含成矿元素的岩浆水和大气水构成成矿流体，在上侵过程中，使系统内的物理化学界面发生强烈转换，含金络合物失衡析出大量成矿元素，在适宜成矿物质运移和沉淀的环境中就位成矿，并产生一系列具分带特征的围岩蚀变，且普遍具有延深大于延长、在矿体侧伏方向深部存在隐伏矿体的规律。

5 结论

北祁连西段的中低温热液型金矿床普遍具有以下几个特征：都处于造山带中；矿体严格受成矿构造和成矿结构面控制；矿体呈层状、脉状产出，具有显著的侧伏规律；控矿断层产状变缓处，矿体往往规模较大；提供热源或矿源的成矿地质体多为造山期后中深成中酸性、酸性侵入岩；都具有叠加构造活动且多期次侵位的特点，而且成矿时间与成矿地质体的侵位时间基本吻合。该规律对于本地区找矿具有一定的指示意义。