柴达木盆地北缘三角顶金矿床成矿特征及其找矿意义

2021-11-06逯永卓余福承王泰山袁博武

现代地质 2021年5期

逯永卓,韩杰,王明,余福承,王泰山,袁博武

(1.青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室，青海西宁 810012；2.青海省地质调查院，青海西宁 810012)

0 引言

柴达木盆地北缘是青海省一处重要的金矿资源基地，已发现有滩间山金矿、青龙沟金矿、野骆驼泉金矿、红柳沟金矿等大中型金矿床(点)，随着近年持续的勘查投入，一批新的矿产资源基地开始显现，三角顶金矿就是其中之一。该金矿位于青海省海西州境内，距离大柴旦镇约160 km，地理位置处于柴达木盆地北缘赛什腾山脉中段。初步推断金金属量大于114 kg，矿床金平均品位达11 g/t。与柴达木盆地北缘其他金矿床不同，三角顶金矿是在柴达木盆地北缘首次发现的产于加里东期中酸性花岗岩体中的“似玲珑式”金矿，鉴于加里东期花岗岩体在柴达木盆地北缘大面积展布，探寻该类矿床在柴达木盆地北缘成矿带的产出规律及特征意义重大。本文根据已有的地质成果，针对矿区两种不同的矿石类型，总结分析了岩矿石原生晕的地球化学特征、含金石英脉型矿石的流体包裹体特征，探讨了矿床成矿特征，分析研究了矿床潜力与进一步找矿突破方向，以期为进一步拓展柴达木盆地北缘花岗岩区的金矿找矿提供借鉴。

1 矿床地质特征

1.1 地质特征

矿区大地构造位置属秦祁昆造山系柴北缘结合带，三级构造单元划属柴北缘蛇绿混杂岩带[1](图1(a))。矿区及区域沿赛什腾山均为大面积出露的中—晚奥陶世花岗闪长岩，整体呈岩基状侵位于寒武系—奥陶系地层中，岩体普遍具较强的绿帘石化。辉绿岩脉大量发育，构成了北北西走向的基性岩墙群。少量正长花岗岩、花岗斑岩脉呈脉状、岩株状出露(图1(b))。

图1 三角顶地区大地构造位置图(a)[1]及矿区地质简图(b)Fig.1 Geotectonic map (a)[1] and geological sketch map (b)of the Sanjiaoding area

构造以脆韧性线性构造为主，构造线方向主要集中在NW 300°～330°之间，以赛什腾山南坡脆韧性断层带(SSTN-F)为代表，在该断裂带北侧发育大量的次级糜棱岩化带、脆韧性构造变形带等，以平行于主构造线的NW向为主，少量NE向、近SN向。后期形成的NE向、近EW向脆性破裂系统、压扭性断层少量分布，为区内主要的两组破矿构造。此外，弱变形岩石中发育一系列的节理、裂隙，展布方向多样，延伸长度小，构成了矿体的主要储存空间。

矿区化探异常主要分布于赛什腾山南坡脆韧性断层带(SSTN-F)以北，在矿区西北部圈定1:5万水系沉积物异常1处，主元素为Au，伴生W、Ba，Au元素异常峰值达到44.3×10-9，均值7.52×10-9。通过1:1万土壤面积性测量，进一步将其解剖出以Au元素为主的土壤综合异常8处(1)青海省地质调查院．青海省冷湖镇赛什腾地区矿产远景调查报告．2016．，异常浓集中心明显，浓集中心区范围大，异常梯度变化相对紧凑，面积0.1～0.24 km2不等，Au元素峰值最高为60 800×10-9，伴生元素有Cu、Zn、Mo、W等，异常幅值低，与主元素的套合度较低。

1.2 矿体特征

金矿体产于中—晚奥陶世花岗闪长岩中，矿石类型分为含金石英脉型和含金硅化糜棱岩型两种，其中含金石英脉型主要分布于矿区西部，少量分布于东部，含金硅化糜棱岩型则全部分布于东矿区。矿体与金化探异常吻合度高。

西矿区由M1～M8等8条主矿体及12条高品位矿化体组成，厚度0.26～2.38 m不等，金品位介于1.0～71.9 g/t之间，矿体由石英脉和脉体外接触带的硅化围岩构成。矿(化)体受岩体中节理、破裂系统控制，其展布方向可分为北西向、近东西向、北东向、近南北向4组。倾角均较陡，介于50°～90°。经钻孔揭露控制，含金石英脉向深部主要变为微细石英脉，金品位变低，主要在0.3～11.9 g/t之间，规模增大，最大累计厚度23 m。同时西矿区构造破碎带、糜棱岩化带均不含矿。

东矿区划分圈定构造蚀变带4条(sb2～sb5)，宽度1～170 m，北西—南东走向，最大延伸2.5 km，岩石具强弱不等的糜棱岩化，石英脉发育，黄铁矿化强烈。带内圈定金矿体1条(M9)、金矿化体3条，矿体产出于NW向糜棱岩化带中，平行于构造面理产出，产状为45°～80°∠52°～76°，走向控制延伸10～150 m不等，倾向延深最大为130 m，真厚度1.0～0.45 m，矿体品位0.36～43.6 g/t。

1.3 矿石质量及围岩蚀变

矿石类型为含金石英脉型(图2(a))和含金硅化糜棱岩型(图2(b))两种，其中含金石英脉型在深部呈现微细石英脉型特征(图2(c))。矿石结构主要为粒状变晶结构，次为交代结构，构造以脉状构造、糜棱构造为主。矿石矿物主要为自然金和黄铁矿，自然金是金的重要赋存形式，在局部呈现大颗粒片状的产出特征(图2(d))。脉石矿物主要有石英、绢云母、绿泥石、方解石等。围岩蚀变主要为硅化，与金矿化关系密切，具体可分为面状硅化、线状硅化，线状硅化表现为含金的脉状石英发育，面状硅化表现为岩石中硅质组分增加，硬度增大，使得岩石呈锡白色、黄白色，向围岩一侧过渡，蚀变强度逐渐减弱。

2 岩(矿)石原生晕地球化学特征

据矿区地表原生晕统计成果(表1)显示，以金为主的成矿元素明显具有选择富集的特征，与石英脉、黄铁矿化、硅化等载体关系密切，尤其在矿化石英脉中极为富集；同时，糜棱岩化带中金元素的含量东矿区明显高于西矿区，这点与钻探验证成果相一致。

表1 三角顶矿区岩(矿)石中主要微量元素含量统计表Table 1 Statistics table of main trace element contents in rocks (minerals)in the Sanjiaoding mining area

根据矿区主要岩(矿)石的原生晕统计分析认识，结合化探异常在西矿区分布有一定的W异常，东矿区没有W异常的显现，说明区内东矿区、西矿区Au-W相关性不同，是否在一定程度上揭示了区内含金石英脉与含金硅化糜棱岩受不同成矿热液控制形成，需要进一步研究。

3 流体包裹体特征

3.1 样品采集与分析方法

样品采自石英脉型M1、M5、12号矿体，岩性为石英脉型金矿石，金品位在1.1～26.0 g/t之间，分析工作在吉林大学地球科学学院地质流体实验室完成，冷热台在-70～+100 ℃的误差为0.1。

(a)含金石英脉(A)及其近脉蚀变岩(B)；(b)糜棱岩型金矿石；(c)微细石英脉型矿石；(d)微细粒自然金镜下产出特征；Lm.褐铁矿；Au.自然金。图2 三角顶金矿床典型矿石照片Fig.2 Photographs and photomicrographs of ores from the Sanjiaoding gold deposit

3.2 岩相学特征

包裹体有气液两相包裹体(Ⅰ型)和含CO2三相包裹体(Ⅱ型)两种，以Ⅰ型包裹体为主(图3)，Ⅱ型包裹体少量。

图3 三角顶矿区含金石英脉代表性Ⅰ型流体包裹体照片Fig.3 Photomicrographs of representative Ⅰ type fluid inclusions from the gold-bearing quartz vein in the Sanjiaoding mining area

Ⅰ型包裹体由液相(LH2O)和气相(VH2O)水组成，以液相为主。气相成分一般为5%～20%，多数为10%～15%。包裹体长轴长一般为2～8 μm，多数在4～6 μm之间。包裹体形态为椭圆形、长方形和不规则状，少数为规则负晶形和不完全负晶形。此类包裹体发育最广，是主要包裹体类型。

3.3 显微测温结果

流体包裹体显微测温结果(表2)显示含矿石英脉中Ⅰ型包裹体的冰点温度为-14.1～-5.7 ℃，完全均一温度为134.4～325.6 ℃，主要集中分布于140～240 ℃之间(图4(a))，主要均一至液相。利用公式[3-4]w=0.00+1.78Tm-0.044 2Tm2+0.000 557Tm3(w为盐度，%NaCleqv；Tm为冰点温度，℃)，计算出包裹体盐度，其结果为8.81%～18.01%NaCl eqv，主要集中在9%～17%NaCleqv之间(图4(b))。采用公式[5]ρ=a+bTh+cTh2(ρ为密度,g/cm3;Th为均一温度,℃;a、b、c为无量纲参数)计算密度，结果为0.65～0.94 g/cm3。

表2 三角顶矿区含金石英脉流体包裹体的显微测温结果及相关参数Table 2 Microthermometry data and relative parameters of fluid inclusions from the gold-bearing quartz veins in the Sanjiaoding mining area

图4 三角顶矿区含金石英脉成矿流体均一温度(a)、盐度(b)直方图Fig.4 Histogram of homogenization temperature (a)and salinity (b)of ore-forming fluid inclusions from the gold-bearing quartz veins in the Sanjiaoding mining area

3.4 成矿压力及深度

根据流体包裹体的均一温度和流体盐度，利用邵洁莲[6]经验公式P=P0×Th/T0(P为成矿压力，MPa；P0为初始压力，MPa，P0=219+2 620×盐度；Th为实测均一温度，℃；T0为初始温度，℃，T0=374+920×盐度)，计算出包裹体的流体压力介于13.4～37.5 MPa，平均21.6 MPa。

Sibson等[7]建立了断裂带内流体压力和深度之间的非线性关系，孙丰月等[8]分段拟合了一组流体压力和深度之间的关系式，认为流体压力介于0～40 MPa时，关系式为y=x/10(y为成矿深度,km；x为测得的流体压力值,MPa)。据此求得三角顶金矿的成矿深度为1.3～4.0 km，平均为2.2 km，属于浅成环境。说明含金石英脉型矿石的成矿流体特点呈现中低温浅成的特征。

4 讨论

4.1 成矿特征

(1)具有单一的成矿元素组合与围岩蚀变。区内一系列的原生晕测量显示了单金成矿的特征，仅局部伴生弱的Ag、As、W等异常；金属矿物也主要以自然金和载金黄铁矿等为主，其他硫化物少见。硅化是与成矿最为密切的蚀变类型，硅化强弱程度与矿化强弱呈正相关，且自矿体向围岩其硅化强度具有连续渐变减弱的特征。

(2)构造空间是区内金矿成矿的必不可少的因素，且不同的空间类型控制形成了不同的矿石类型。含金石英脉受控于弱变形岩石中的张性节理、裂隙中，节理的优选方向不明显，且含金石英脉以充填交代方式就位为主，造就了近脉侧围岩的强硅化特征。含金硅化糜棱岩受控于北西向压扭性的糜棱岩化带内，平行于构造带产出，且与围岩呈渐变接触关系。北东向的脆性构造及其破碎带为成矿期后形成的破矿构造，既不控矿也不含矿，同时由于其产出规模普遍较小，没有发现较大规模的地质体错移，所以北东向断层对矿体空间分布影响较小。

(3)成矿空间分布具有较强的规律性。含金石英脉主要分布于西矿区，向东减少；硅化糜棱岩则全部发育于东矿区，均受控于北西向糜棱岩化带，并且由东向西，糜棱岩化带的含矿性逐渐减弱，直至到西矿区的糜棱岩化带不含矿。垂向空间上，西矿区含金石英脉呈现由地表的石英大脉向深部的微细石英脉变化的特征，含金石英脉主要发育于标高3 800～3 960 m之间，3 800～3 600 m标高之间微细含金石英脉的频次明显增多(图5)，如在zk6、zk3等钻孔内形成了规模厚大的金矿化，3 600 m标高之下矿化未知。东矿区含金硅化糜棱岩见于3 900 m 标高以下，少量含金石英脉发育于sb2蚀变带的上盘花岗闪长岩岩体中，标高见于3 950～4 000 m之间，呈现上部为含金石英脉、下部为含金硅化糜棱岩型矿体的垂向空间分布特征。

图5 三角顶西矿区联合剖面示意图Fig.5 The joint profile schematic diagram of the Sanjiaoding west mine area

(4)具有多流体、多期次、多阶段叠加成矿的规律。含金石英脉成矿流体特征体现了中低温、中低盐度、浅成流体的特征，同时根据西矿区含金石英脉中Au与W元素的化探相关性，结合区域成矿事件研究[9-18]，本文认为含金石英脉与岩浆活动关系更为密切，岩浆及其期后热液是流体的主要组分之一；含金硅化糜棱岩型矿化主要受动力变质作用控制形成，与构造变质流体关系密切。

(5)三角顶金矿是区域造山型金矿成矿的响应，并具多期、多阶段性。含金硅化糜棱岩型矿化主要受动力变质作用控制形成，是造山期的产物[19-20]，富集成矿贯穿整个构造变形变质期。含金石英脉型金矿化则主要与造山运动中岩浆活动[21-22]关系更为密切，岩浆及其期后热液是成矿流体的主要组分，并形成了W等高温元素地球化学异常。其最终成矿时限应该与区域成矿事件一致[9-11,23]，为晚华力西期—印支期。

4.2 找矿意义

分析认为，区内石英脉型、硅化糜棱岩型矿石为区域构造、岩浆、热液活动的产物，在空间上呈现较明显的分带性。垂向上，上部为石英脉型穹顶式的金矿化层，穹顶上部为稀疏大脉，中下部为微细石英脉；下部的脆韧性-韧性构造带内形成硅化糜棱岩型金矿。横向上石英脉型主要分布于矿区西部，硅化糜棱岩型矿化均分布于矿区东部。由此，初步认为区内由西向东表现为成矿深度增加，其最终成矿的致矿中心隐伏于矿区东侧，含矿热液沿构造应力薄弱面运移并沉淀成矿[24]，依次形成硅化糜棱岩型矿石和石英脉型穹顶式的金矿化层，这也是一个热液成矿势能递减的过程。

所以目前西矿区所发现的石英脉型金矿可能处于穹顶的中部偏下，据zk3、zk6、zk002等钻孔的揭露成果，重点关注西矿区中南部的找矿，以矿化石英脉为主要找矿标志，以标高3 960～3 600 m的穹顶式含金石英脉富集的矿化层为主要对象进行勘查，摒弃对单条含金石英脉的揭露控制工作。同时，自zk005至zk002孔之间约1.2 km的范围内，工程控制稀疏，根据zk3、zk002、zk6等钻孔的揭露成果，说明即使含金石英脉的产状是极不连续的，但是其存在较明显的富集带，进一步揭露控制意义重大。

东矿区主要加强sb2含金蚀变带的揭露控制工作，并注重sb2、sb4等蚀变带向南东方向的追索控制，深部可能存在较大规模的金矿化；同时在构造带上盘兼顾石英大脉型金矿体的圈连，弥补以往工作中的不足。相信通过进一步的勘查工作，该矿区有望提交一处极具工业价值的金矿矿产地，同时也可借此拓展周边乃至柴达木盆地北缘花岗岩区的金矿勘查工作，构建新的金矿矿集区。