新疆富蕴县舍勒高金矿地质地球化学特征及地质意义

吴晓贵 张立武 陈鹏

摘  要：舍勒高金矿是位于额尔齐斯构造带东部的小型金矿。通过野外观测，将矿床的形成分为石英黄铁矿化、石英绢云母黄铁矿及碳酸盐化3个阶段。通过岩石地球化学研究发现，赋矿岩石大离子亲石元素富集K，Rb等元素，亏损Nb，Ta，Ti等部分高场强元素;轻稀土元素（ LREE） 较重稀土元素（HREE）富集，Nb/Ta值为16.39～20.50，反映岩浆可能源于下地壳或上地幔的熔融，并有上地壳物质混入，为大陆岛弧至大陆边缘构造环境下的火山活动产物。矿床中金可能是深部岩浆热液沿断裂上升时，萃取围岩中的成矿物质形成的。

关键词：舍勒高金矿;地质特征;地球化学;构造环境

舍勒高金矿是新疆北部近年发现的一处小型金矿床，位于新疆阿勒泰地区富蕴县境内，处于额尔齐斯构造混杂带东部[1]。区域上发育萨尔布拉克金矿、乔夏哈拉铜金矿、老山口金矿等金矿床[2-6]，为中国西北部重要的金矿化集中区[7]。以往有学者对额尔齐斯构造混杂带中金矿地球动力学背景、成矿流体、构造控矿规律等进行了研究[8-11]，但对近年来新发现的金矿床研究较少。本文以舍勒高金矿为例，对额尔齐斯构造带东段岩浆热液及金成矿物质来源等进行了探索。

1  地质背景

该矿区出露地层有中泥盆统蕴都卡拉组、中泥盆统北塔山组、下石炭统东古鲁巴斯套组、下石炭统姜巴斯套组、下石炭统那仁喀拉组、上石炭统喀喇额尔齐斯组及少量古近—新近系。区内侵入岩主要形成于早泥盆—晚石炭世，以中基性岩为主，主要为闪长岩。闪长岩多呈岩株状、不规则岩枝和岩脉状产出，沿断裂构造侵入。该区地处两大构造单元结合部位，构造活动强烈，主要构造形迹和构造方向以NW向压扭性断层和褶皱为主，规模大，延伸长，组成本区特有的菱形格状构造框架，次为近EW向压扭性断层与NE向张性断层（图1）。

2  金矿地质特征

2.1  地层

矿区内主要出露下石炭统姜巴斯套组。主要岩性为凝灰质砂岩、晶屑岩屑沉凝灰岩等，岩层总体呈NW向展布，倾角55°～65°。其中凝灰质砂岩呈灰绿-绿色，细粒状、砂状结构，层状构造，片理构造。岩石主要由长石、石英细砂岩及凝灰物质组成。岩石片理化、糜棱岩化强烈，蚀变矿物主要为绿泥石化、硅化，局部可见少量绿帘石化，岩石普遍见褐铁矿化。

2.2  岩浆岩

矿区内岩浆岩较发育，可见闪长岩、钠长斑岩，钠长斑岩呈脉状、透镜状分布，规模不大。金的富集与侵入岩密切相关，金多赋存于侵入岩之间及侵入岩与围岩接触带中。其中闪长岩呈浅绿-灰绿色，中-细粒结构，块状构造，岩石主要由斜长石、角闪石组成。岩石中可见蚀变现象，主要为绿泥石化，局部可见少量绿帘石化。钠长斑岩呈浅褐黄-肉红色，斑状结构，块状构造，岩石主要由钠长石、石英等组成，为后期贯入酸性岩脉。岩石蚀变主要以硅化，碳酸岩化为主。

2.3  构造

矿区位于萨尔布拉克-喀拉通克复向斜北东翼一个次级向斜的北东翼，为倒转的单斜地层。矿区地表多为第四系覆盖，构造痕迹不明显，除少数微型揉皱外，未发现较大褶曲。通过地表槽探揭露，断裂构造及顺层的挤压破碎带、糜棱岩化带局部可见，挤压破碎带主要为NW向展布，为压性、压扭性，规模大，延伸长。矿区金的富集与构造密切相关，金多赋存在顺层挤压破碎带、糜棱岩化带中。

2.4  矿体特征

舍勒高金矿目前发现金矿体24条，其中包括深部隐伏矿体6条，Ⅱ号矿体规模较大，控制程度较高。Ⅱ3号矿体呈似层状，具分枝复合、膨胀夹缩等特点，产状与蚀变带一致。矿体赋存于黄铁绢英岩化、碎裂岩化闪长岩、钠长斑岩及凝灰质砂岩中。矿体走向长230 m（图1），控制矿体斜深80 m（图2）。矿体总体走向320°～330°，倾向EW，倾角62°～78°，平均68°。矿体真厚度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矿体呈似层状，具分枝复合、膨胀夹缩等特点，产状与蚀变带一致。矿体赋存于黄铁绢英岩化、碎裂岩化闪长岩、钠长斑岩及凝灰质砂岩中。矿体走向长335 m，控制矿体斜深252 m。矿体总体走向320°～330°，倾向NE，倾角65°～78°，平均72°。矿体厚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  矿石特征

矿石中主要金属矿物为自然金、黄铁矿等，见磁铁矿和微量黄铜矿。脉石矿物主要为石英、绢云母、斜长石、黄钾铁矾等。矿石结构较简单，以半自形粒状为主，约占全部金属矿物的85%左右，次为他形粒状结构，约占10%，自形粒状结构约占5%。矿石构造以星散浸染状构造、细脉浸染状构造为主，星点浸染状构造、条带浸染状构造次之。矿石中自然金占43.11%（图3），次为难溶硅酸盐包裹金，占32.87%，硫化物包裹金仅占9.89%，其他金比例均较低。金的赋存状态以裂隙金、粒间金为主，少量包体金，常赋存在石英、黄铁矿、褐铁矿微细裂隙中或嵌布于金属硫化物、碳酸盐矿物晶粒间。

2.6  围岩蚀变

围岩蚀变类型有钾化、绢英岩化、硅化、碳酸盐化、绿泥石化、黄铁矿化、黄钾铁矾化等（图3）。特点是蚀变作用相互叠加，蚀变带与围岩间为渐变关系。其中黄铁绢英岩在破碎蚀变带内较普遍，破碎蚀变带中部黄铁绢英岩化强烈，边部较弱。黄铁绢英岩化与金的成矿有着密切关系，黄铁绢英岩化发育处，金品位在1×10-6以上。硅化为细小脉状、网脉状石英脉，该作用与金矿化关系极密切。

3  成矿阶段划分

据矿石中矿物种类、矿物共生組合及相互生成顺序关系，将本矿床成矿期划分为3个时期：

成矿期前  含矿热液沿构造带迁移，在适当的环境下交代围岩矿物，形成了脉状和粒状黄铁矿，黄铁矿多为半自形、他形粒状，为矿区内最早的热液活动产物，主要表现为闪长岩、凝灰质砂岩中的中-细粒黄铁矿。

成矿期  ①石英黄铁矿化阶段：是成矿早期阶段。主要矿物石英呈白、乳白色，大多为半自形粒状。黄铁矿呈浅黄、黄铜色，一般为半自形-他形粒状，少量自形立方体。主要表现为闪长岩中的石英、黄铁矿;②石英绢云母黄铁矿阶段：为矿区主要成矿阶段。成矿热液交代围岩形成石英、绢云母蚀变， 同时金属硫化物沿蚀变岩裂隙充填，形成了浸染状、细脉状、网脉状黄铁矿。该阶段自然金伴随黄铁矿、石英等矿物沉淀。主要表现为黄铁绢云岩;③碳酸盐化阶段：为成矿的尾声阶段，表现为局部裂隙中有方解石脉穿插，原岩高岭土化，方解石呈细脉或细粒状产出。该阶段金的沉淀已基本结束。

表生期  表现为硅铝矿物次生变化为高岭石、多水高岭石等。黄铁矿及含铁矿物变为褐铁矿，地表氧化淋滤作用使比重较小的矿物流失，金矿物进一步富集，导致地表个别样品品位较高。

4  微量、稀土元素地球化学特征

本文选取5件典型样品对该矿床微量元素地球化学特征研究，其中ZK01、ZK02、ZK03等3件样品分别在钻孔ZK4005、ZK4003中采取;Tc01、Tc02等两件样品在地表探槽中采集。样品测试均由澳实矿物实验室（广州）完成，采用M61-MS81方法测试。从表1中可看出，矿区赋矿岩石ΣREE为84.62×10-6～127.16×10-6。所有样品ΣLREE/ΣHREE为1.99～3.89、（La/Yb）N为4.35～9.09、（La/Sm）N为2.01～4.07，闪长岩（Tc01、Tc02）较钠长斑岩（ZK03）相对亏损轻稀土，主要是由闪长岩角闪石引起。另δEu值为0.66～1.03，其中钠长斑岩（ZK03）具较明显的负Eu异常，主要是由于二价Eu残留于富含长石岩浆源区，闪长岩（Tc02）具较弱的正Eu异常，为岩石中角闪石引起。δCe值为0.94～0.96，显示出一定的Ce负异常，与下石炭统姜巴斯套组滨海相特征相符。稀土元素球粒陨石标准化图解上（图4右），曲线呈轻微右倾，轻稀土元素（LREE）相对富集，重稀土元素（HREE）相对亏损且内部无分异，轻、重稀土元素分异不明显。在球粒陨石标准化的微量元素蛛网上（图4）[12-13]，大离子亲石元素富集K，Rb等，可能代表陆壳和火山弧特征，ZK03号Sr元素亏损可能与岩石中斜长石含量较高有关;Nb，Ta，Ti等部分高场强元素的亏损显示了大陆下地壳或上地幔特征[14]。Nb/Ta值为16.39～20.50，处于大陆地壳Nb/Ta值11与地幔平均值60之间。

5  讨论

5.1  构造控矿

舍勒高金矿在区域构造上位于阿尔泰地槽褶皱系克兰复式向斜北西端之南西翼，额尔齐斯大断裂南侧。本区地处两大构造单元结合部位，构造活动强烈，主要构造形迹和构造方向以NW向、NNW向压扭性断层和褶皱为主，规模大，延伸长，组成本区特有的菱形格状构造框架。次为近EW向压扭性断层与NE向张性断层。NW向构造为区内主体构造，展布方向300°左右。由北向南主要有耶森喀拉复背斜、萨尔布拉克-萨色克巴斯陶复向斜、加乌尔-哈希翁复背斜、扎河坝复向斜及同向北部额尔齐斯-玛因鄂博断裂、南部乌伦古河断裂及两大断裂间的次级逆冲断层与挤压破碎带。受区域性构造作用和挤压作用影响，形成一条NNE向缓弧形长条状韧性剪切带。构造带长上千米，宽十几米至几百米，带内岩石劈理、节理、片理及小揉皱较发育，舍勒高金矿分布于该构造带上。

5.2  赋矿岩石成因

矿区赋矿岩石Th，Nb，Ta，Ti等元素的亏损显示了大陆下地壳或上地幔特征，Nb/Ta值介于大陆地壳和地幔间。岩石中发育少量长石斑晶，具较弱的Eu 负或正异常，表明岩浆演化过程中经历了较弱的结晶分异作用。另岩石中Ta，Nb，Ti 相对亏损，Mckenzie认为造成“TNT”负异常的原因是岩浆受到地壳物质的混染或岩浆源区残留富Nb，Ta，Ti 的矿物（如金红石、钛铁矿等）[15]。结合王京彬等研究成果[16]，认为舍勒高金矿的赋矿岩石可能源于下地壳或上地幔的熔融，且有上地壳的物质混入。

5.3  成岩构造环境

据Bailey提出的判别造山带安山岩图解[17]，矿区赋矿岩石样品投影点主要落在大陆岛弧型安山岩和VAB（火山弧玄武岩）安山岩区（图5）[17]，说明岩浆生成过程中大陆地壳有一定的参与。将矿区赋矿岩石与Bailey给出的安第斯型安山岩、大陆岛弧型安山岩稀土元素分布模式对比发现，仅ZK03号样品与安第斯型（活动大陆边缘）安山岩较接近，其它3件样品与大陆岛弧型安山岩接近。二者最大区别是：两种类型安山岩以Eu为界，大陆岛弧型安山岩稀土分布曲线较缓，轻稀土相对较低，安第斯型安山岩稀土分布曲线较陡，轻稀土相对较高。因此，认为本地区火山岩是大陆岛弧至大陆边缘构造环境下的火山活动产物。

5.4  矿床成因类型

舍勒高金矿成因类型初步认为是构造破碎蚀变岩经后期热液叠加型金矿。矿区闪长岩是初始矿源体，下石炭统姜巴斯套组也提供了部分成矿物质。动力变质作用、热液活动使初始矿源层中金活化，沿片理化带、糜棱岩化带迁移。多种成因的成矿热液在循环过程中交代围岩并萃取了岩体及地层中所含的分散金，在剪切构造裂隙沉淀、富集，形成构造破碎蚀变岩型金矿床。

6  结论

（1） 舍勒高金矿区火山岩可能源于下地壳或上地幔的熔融，且有上地壳物质混入，是大陆岛弧至大陆边缘构造环境下火山活动的产物。

（2） 舍勒高金矿与金矿化关系密切的围岩蚀变主要有黄铁绢云岩化、硅化、褐鐵矿化、碳酸盐化等，这些蚀变都是找矿的直接标志。

（3） 舍勒高金礦成因类型初步认为是构造破碎蚀变岩后期热液叠加型金矿。矿床中金可能是深部岩浆热液沿断裂上升，交代围岩并萃取了岩体及地层中所含的分散金，在剪切构造裂隙沉淀、富集，形成构造破碎蚀变岩型金矿床。

参考文献

[1]    董连慧，屈迅，朱志新，等.新疆大地构造演化与成矿[J].新疆地    质，2010，28（4）：351-357.

[2]    赵玉社，张彬.新疆富蕴县萨尔布拉克金矿地质特征及找矿标  志[J].西北地质，2014，47（2）：156-163.

[3]    董永观，朱韶华，芮行健，等.新疆萨尔布拉克金矿矿床地球化      学及矿床成因[J].火山地质与矿产，1994，（4）：21-34.

[4]    应立娟，王登红，梁婷，等.新疆乔夏哈拉铁铜金矿的矿床成因      及其成矿模式[J].矿床地质，2009，28（2）：211-217.

[5]    李泰德.新疆富蕴县乔夏哈拉金铜铁矿地质特征及成因分析[J].  地质与勘探，2002，（1）：18-21.

[6]    吕书君，张志欣，杨富全，等.准噶尔北缘老山口铁铜金矿床成      矿流体及成矿机制[J].矿床地质，2012，31（3）：517-534.

[7]    沈远超，申萍，曾庆栋，等.新疆阿尔泰金矿带主要金矿类型、成    矿规律及成矿预测[J].地质与勘探，2004，（5）：1-5.

[8]    闫升好，王义天，张招崇，等.新疆额尔齐斯金矿带的成矿类型、    地球动力学背景及资源潜力[J].矿床地质，2006（6）：693-704.

[9]    王燕海，徐九华，刘泽群，等.额尔齐斯成矿带萨尔布拉克金矿床的构造-成矿流体[J].地学前缘，2011，18（5）：55-66.

[10]  沈远超，申萍，李光明，等.新疆额尔齐斯金矿带构造控矿规律     研究[J].矿床地质，2007（1）：33-42.

[11]  赵海滨，韦定君，刘雪刚，等.新疆额尔齐斯金矿带典型金矿床特征及成矿预测[J].黄金科学技术，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.新疆北部后碰撞构造演化与成矿[J].地质学报，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