楊 猛，王居里，王建其，黨飛鵬

（大陸動力學國家重點實驗室，西北大學地質(zhì)學系，西安 710069）

新疆冰達坂含金剪切帶內(nèi)組分分異及對金礦化的影響

楊 猛，王居里，王建其，黨飛鵬

（大陸動力學國家重點實驗室，西北大學地質(zhì)學系，西安 710069）

新疆冰達坂含金剪切帶內(nèi)高品位金礦體更傾向定位于低應變帶。選取典型剖面，對比蝕變圍巖、礦石、未蝕變花崗質(zhì)初糜棱巖及花崗質(zhì)原巖組分特征，結果表明花崗質(zhì)巖石容礦的金礦床剪切變形過程中組分發(fā)生分異，動力分異與流體分異對金礦化所起作用及相對程度不同，研究區(qū)金成礦主要與流體分異作用有關。流體分異作用過程中，相對于高應變帶，低應變帶內(nèi)強分異形成的高Fe環(huán)境及擴容空間為金礦化、沉淀提供更有利條件，且堿（Na）交代排出的Si為淺層次硅化蝕變糜棱巖型及石英脈型礦化提供物源基礎，K、Ca、Mg形成絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化等蝕變，從而為區(qū)內(nèi)金礦化定位及共生蝕變提供了合理解釋。結合已有研究成果，認為鈉長石化帶下部應發(fā)育鉀長石化帶，且作為礦根相存在，礦帶東、西段深部均有較好金礦化前景。

含金剪切帶；組分分異；堿交代；新疆冰達坂

含金剪切帶型金礦作為一種重要的金礦床類型，前人已就剪切帶特征、剪切變形過程、控礦作用及成礦機理等做了較多研究[1～5]。新疆冰達坂地區(qū)金礦床時、空產(chǎn)出及成因機制均與冰達坂韌性剪切帶密切相關，是典型的含金剪切帶型金礦床。含金流體在不同強度構造應變帶中選擇性礦化，高品位金礦體更傾向定位于低應變帶內(nèi)[6]。已有研究表明[6～8]，韌性剪切變形過程中組分發(fā)生分異，區(qū)內(nèi)與金礦化密切相關的特征性分異組分主要為Fe、堿質(zhì)（Na、K）及Si，表現(xiàn)為黃鐵礦化、鈉長石化、絹云母化、硅化等特征性蝕變，但對不同強度應變帶內(nèi)組分分異差異、特征性分異組分行為等方面的研究尚顯不足，一定程度上制約了對區(qū)內(nèi)金成礦的認識和深部成礦預測。本文以冰達坂西側(cè)較深成礦層次的薩日達拉金礦和東側(cè)較淺成礦層次的望峰金礦為例，研究不同強度應變帶內(nèi)組分分異行為，并探討特征性分異組分對金礦化的影響。

1 區(qū)域地質(zhì)及礦床地質(zhì)概況

研究區(qū)位于中天山北緣冰（勝利）達坂地區(qū)，區(qū)內(nèi)出露地層主要為中新元古界變質(zhì)巖系，北部與上泥盆統(tǒng)天格爾組呈斷層接觸。巖漿巖主要為新元古代晚期花崗巖類與加里東晚期花崗巖類，構成冰達坂復式巖基主體，北側(cè)發(fā)育二疊紀紅色堿長花崗巖及角閃輝長巖。斷裂構造發(fā)育，自南向北依次為冰達坂斷裂和紅五月橋斷裂，與冰達坂韌性剪切帶共同構成中天山北緣復合斷裂帶，現(xiàn)今以冰達坂韌性剪切帶為主體，該剪切帶為一條大型右行走滑剪切構造帶,寬2～5 km，總體近NWW-SEE向展布,由一系列近平行排列的次級剪切帶組成，區(qū)內(nèi)巖石、地層幾乎均遭受剪切變形變質(zhì)作用，宏觀表現(xiàn)為片理化帶和糜棱巖帶（圖1）。

冰達坂韌性剪切帶不同強度應變帶內(nèi)均發(fā)育金礦化，但低應變帶內(nèi)金礦化程度更高，容礦巖石以花崗質(zhì)初糜棱巖（基質(zhì)含量15%～40%）為主，部分為花崗質(zhì)糜棱巖（基質(zhì)含量52%～85%）。金礦體呈脈狀，產(chǎn)狀與糜棱面理一致或小角度與其斜交，構成冰達坂含金剪切帶。冰達坂西側(cè)為薩日達拉金礦，成礦層次相對較深，礦石類型主要為鈉長石化蝕變糜棱巖型，礦體特征性蝕變?yōu)辄S鐵礦化、鈉長石化，圍巖蝕變主要為絹云母化、碳酸鹽化、硅化①；東側(cè)為望峰金礦，成礦層次相對較淺，礦石類型以硅化蝕變糜棱巖型和致密狀石英脈型為主，礦體特征性蝕變?yōu)辄S鐵礦化、硅化、絹云母化，圍巖蝕變不明顯[7]。

圖1 新疆冰達坂地區(qū)地質(zhì)簡圖（據(jù)王居里和吳錫丹資料修編[6、8]）Fig.1 Geological sketch map of the Bingdaban in Xinjiang

2 樣品特征及分析測試方法

研究用剖面位于薩日達拉金礦區(qū)041#金礦體及兩側(cè)，礦體走向近東西，垂直礦體走向進行剖面測量并采樣，花崗質(zhì)初糜棱巖、絹云石英千糜巖（蝕變圍巖）與礦石相鄰，近對稱產(chǎn)出，原巖均為新元古代花崗巖類。剖面特征及采樣位置如圖2。

花崗質(zhì)原巖巖石類型主要為花崗閃長巖及眼球狀花崗巖，巖石呈灰色、灰白色，具中粗粒斑狀、似斑狀結構，眼球狀、片麻狀構造。斑晶主要為微斜長石（25%～15%）或長石集合體，中粗粒（粒徑4～15 mm）半自形結構；基質(zhì)主要為石英（28%±）、斜長石（15%±）、微斜長石（25%±）和黑云母（5%～10%），中－細粒半自形－他形結構；副礦物為鋯石、磷灰石及不透明鐵質(zhì)物等。近礦原巖遭受韌性剪切變形形成花崗質(zhì)初糜棱巖，可見長石機械雙晶，石英波狀消光、亞顆粒化、變形紋，云母晶體彎曲、解理扭折等塑性變形組構，顯微鏡下見弱絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化、黃鐵礦化等蝕變，變形、蝕變－礦化強烈則形成絹云石英千糜巖（蝕變圍巖）及鈉長石化蝕變糜棱巖型礦石。

選取未蝕變花崗質(zhì)初糜棱巖、絹云石英千糜巖及鈉長石化蝕變糜棱巖型礦石做地球化學分析。全巖主、微量元素分析均在西北大學大陸動力學國家重點實驗室完成。主量元素用樣品的堿熔玻璃片在日本理學RIX2100型X射線熒光光譜儀（XRF）上測試，分析過程中采用GBW07109標樣監(jiān)控，分析精度優(yōu)于5%，燒失量（LOI）在烘箱中高溫（1000℃）烘烤90分鐘后稱重獲得。微量元素在美國Agilent公司生產(chǎn)的Agilent 7500a等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)上完成，經(jīng)BHVO-2、AGV-2、BCR-2、GSP-1國際標樣監(jiān)控，分析精度多優(yōu)于5%。分析結果見表1～3。

3 剪切變形過程中組分分異

剪切變形過程中原巖發(fā)生組分分異，包括動力分異[9、10]與流體分異，研究區(qū)內(nèi)組分分異及金礦化是二者共同作用的結果。

3.1 動力分異作用

由表1～3所示，韌性剪切變形作用所致原巖組分分異強度較低。對比花崗質(zhì)初糜棱巖與花崗質(zhì)原巖：主量元素上，變形巖虧損Si、K，富集Ti、Al、Fe、Mn、Ca、Na、P；微量元素上，變形巖富集鐵族元素VCo－Ni、Sr、Zr，虧損Cr、Rb、Y、Nb，稀土總量虧損①。對比組分分異特征，主、微量元素對Fe－V－Co－Ni、Ca－Sr、K－Rb具有一致變化趨勢。區(qū)內(nèi)金主要礦化部位在低應變帶，而據(jù)張長年②張長年.巴侖臺多金屬成礦帶區(qū)域地球化學特征研究報告.國家“305”項目辦公室，1988，1-34.研究，低應變糜棱巖化花崗巖含金量為0.8×10-9～1.3×10-9，明顯低于地殼豐度值，而礦化體附近絹云石英千糜巖等高應變巖含金量（9.85×10-9）高于地殼豐度值。實際礦化特征表明中低應變帶內(nèi)金礦化強度與剪切變形及相關的流體活動有關，且應以流體作用為主。

3.2 流體分異作用

較未蝕變花崗質(zhì)初糜棱巖，流體分異作用所致的蝕變圍巖與礦石組分分異強度明顯高于動力分異作用。

（1）主量元素：蝕變圍巖與礦石同富集Fe、Ti、LOI，同虧損Mn、Ca、K，F(xiàn)e的同富集與二者均發(fā)育黃鐵礦化蝕變一致，且礦石Fe的富集程度明顯更高，這與金的主要載體礦物黃鐵礦主要發(fā)育于礦石區(qū)一致。蝕變圍巖中富集組分與礦石中虧損組分具有一定互補關系，由于不同強度應變帶間存在應力梯度，這種分異互補關系主要體現(xiàn)在自蝕變圍巖至礦石的單方向上，以Na的分異最為明顯，高應變蝕變圍巖在流體作用下Na遷出進入礦石參與形成鈉長石化，礦石中Na的遷入與K、Si、Mg、Ca的遷出同步，礦石中Na的富集程度明顯高于蝕變圍巖中Na的虧損程度，表明Na主要來源于深部。礦石區(qū)虧損遷出的K、Si、Mg、Ca及蝕變圍巖區(qū)虧損遷出的Ca、K主要為垂向分異，表現(xiàn)為碳酸鹽化、鉀化（主要為絹云母化）及綠泥石化蝕變。上述特征共同表明流體主要作用于礦石代表的低強度應變擴容帶。

圖2 薩日達拉金礦041#金礦體剖面圖Fig.2 Cross section of the No.041 orebody in the Saridala gold deposit

表1 薩日達拉041#金礦體剖面主量元素分析結果（%）Table 1 Analytical results of the major elements(%)for the No.041 orebody in Saridala

（2）微量元素：蝕變圍巖與礦石均富集鐵族元素、Zr－Hf、Nd－Ta等微量元素對，同虧損Be、Sr、Zn、Pb。二者同富鐵族元素、同虧損Sr與其（尤其是礦石）高Fe、貧Ca一致，并有輕微Cu富集，這與礦區(qū)發(fā)育一定黃銅礦化、孔雀石化吻合。蝕變圍巖與礦石間組分分異具有一定互補關系，體現(xiàn)在Rb－Cs、Th－U微量元素對上。鐵族元素（V－Cr－Co）、Cu、Zr、Hf、Nd、Ta等地球深部組分的同遷入，指示區(qū)內(nèi)流體及物質(zhì)以深部來源為主[6]①。

(3)稀土元素：相較花崗質(zhì)初糜棱巖、蝕變圍巖與礦石中除近Eu組分外，其他組分及稀土總量均顯示富集，且礦石富集程度高于蝕變圍巖。Eu顯示同虧損遷出，蝕變圍巖遷出量高于礦石，這可能是由于剪切－流體作用過程中長石等富Eu礦物發(fā)生相變分解，與區(qū)內(nèi)（尤其是蝕變圍巖）絹云母化、綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化等蝕變結果一致。

對比主、微量元素分析結果，礦石及蝕變圍巖中Fe－V－Cr－Co（－Ni）、Ca－Sr、K（－Rb）－Cs、Zr－Hf、Nb－Ta等元素對的相對含量變化趨勢一致。礦石中Ti、V、Zr、Hf、Nb、Ta等高場強兩性元素含量增高是巖石經(jīng)受流體堿交代作用的指示元素群[11]，同時熱液鋯石的晶出、HREE活性增強[12]及絹云母化、鈉長石化、綠泥石化、綠簾石化等堿交代特征性蝕變，尤其是鈉交代特色標志元素P[13]的向上遷移，共同表明較深層次成礦流體以富堿（Na）為特征。Na交代所致的K虧損及二者地球化學不相容性，除表明較深層次K向較淺層次分異外，同時暗示鈉長石化帶下部應存在鉀長石化帶，根據(jù)堿交代成礦模式[11,13,14]，推測鉀長石化帶內(nèi)存在金礦化，并以礦根相形式賦存。

Si與金礦化關系十分密切，不同產(chǎn)狀硅質(zhì)體/硅化物與金不同成礦階段具有一定對應關系[15]。研究區(qū)內(nèi)Si主要表現(xiàn)為富硅礦石或硅化蝕變，較深成礦層次薩日達拉金礦礦石中Na交代所致Si的強虧損及蝕變圍巖中Si的弱富集（表1），較淺成礦層次望峰金礦硅化明顯，且二者成礦地質(zhì)背景一致，表明礦石區(qū)分異出的Si主要為垂向遷移，形成淺層次硅化蝕變糜棱巖型及石英脈型金礦化，較淺層次成礦流體以富Si為特征。

4 討論

4.1 剪切帶內(nèi)組分分異與金礦化定位

剪切變形所致組分分異作用對金礦化定位的影響主要體現(xiàn)在載金礦物黃鐵礦上。成礦流體中金主要以金硫絡合物、金氯絡合物的形式遷移，含金絡離子遇到Fe、Cu、Ti、Mn等發(fā)生解絡作用，導致金的沉淀，并與黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦等金屬硫化物共生。區(qū)內(nèi)礦石礦物以黃鐵礦為主，且不同強度應變帶內(nèi)Fe的分異程度存在差異，無論是動力分異還是流體分異，以礦石為代表的低強度應變帶內(nèi)Fe的富集程度均明顯高于以絹云石英千糜巖（蝕變圍巖）為代表的高應變帶（表1～3），顯然在其他成礦條件均相同的情況下，低應變帶更有利于含金絡離子的解絡和金的沉淀、礦化。

表2 薩日達拉041#金礦體剖面稀土元素分析結果（×10-6）Table 2 Analytical results of rare earth elements(×10-6)for the No.041 orebody in Saridala

4.2 特征性分異組分與金礦化

（1）Fe的行為與金礦化：Fe的價態(tài)離子Fe3+、Fe2+濃度高低對金的活化、遷移及沉淀均有重要意義[16-17]。冰達坂剪切帶北緣侵入有向A型花崗巖過渡的后碰撞高鉀鈣堿性花崗巖體，鋯石U－Pb年齡為269.7±0.7 Ma[19]，與290～270 Ma的金成礦年齡[18]上限一致，表明區(qū)內(nèi)高鉀鈣堿性花崗巖成巖與金成礦處于同一大地構造背景[19]。巖漿過程中存在K（－Na）的堿鐵效應[20]，高堿巖漿指示高Fe3+/Fe2+比值。上述事實表明剪切變形時期研究區(qū)深部為富堿（K）、高Fe3+環(huán)境，為Au提供氧化劑等活化、遷移條件。含金流體演化早期，部分Fe3+被還原為Fe2+，氧化Au0為Au+（或Au3+），并與礦化劑絡合為易溶含Au絡離子，向上部遷移。含金流體演化中晚期，由于淺部氧化障及礦化劑轉(zhuǎn)變而致的氧化－還原作用[16]，部分Fe2+被氧化為Fe3+，同時Au+（或Au3+）被還原為Au0，以自然金形式與磁黃鐵礦、黃鐵礦等礦石礦物及堿交代鈉長石、石英等脈石礦物共生。

（2）研究區(qū)內(nèi)堿質(zhì)（主要是Na、K）與Si的分異行為與金礦化具有重要影響。

含金流體演化早期，初始流體為富K堿質(zhì)流體，Si在堿性流體中的高溶解度[21]使得Si與堿質(zhì)同時同地演化，Si可與金構成金－硅絡離子[22]，堿質(zhì)(尤其是K更容易)與含金絡離子結合[23]，形成含金流體運移，途中富K流體交代巖石中Na，使流體逐漸演化為富Na流體，為進入礦化區(qū)進行Na交代奠定物質(zhì)基礎。

含金流體演化中晚期，富Na流體交代花崗質(zhì)巖石，Na成為制約含金流體內(nèi)及圍巖K、Si、Mg、Ca等分異的主導因素，交代后形成的富Si流體繼續(xù)向較淺層次遷移，形成冰達坂含金剪切帶較深成礦層次強烈鈉長石化和較淺成礦層次強烈硅化的特征性蝕變。

含金流體形成、演化過程中，由于Fe等特征性分異組分的絡離子不穩(wěn)定系數(shù)K不大于金[23]，且其與金的量比懸殊，在金礦化開始前沉淀為早期不含金黃鐵礦等；金礦化結束后，仍可以繼續(xù)演化形成后期不含金的黃鐵礦、石英等，呈現(xiàn)多世代熱液沉淀礦物。

4.3 含金鈉交代巖與韌性剪切帶控礦

富鈉流體交代花崗巖類是加Na去Si、K的過程，并在原地發(fā)生鈉長石化，分異出的Si、K則向兩側(cè)、上部遷移形成硅化、鉀化帶，金主要在硅化、鉀化帶內(nèi)成礦，鈉交代巖本身多作為鈉交代標志及礦質(zhì)虧損巖[13,14,24]。研究區(qū)深層次鈉交代產(chǎn)物鈉長石化花崗質(zhì)初糜棱巖本身就是金礦石，且品位高于分異的較淺層次含金致密狀石英脈，堿交代金成礦模式受韌性剪切變形作用的制約，這種制約作用體現(xiàn)在含金鈉交代巖產(chǎn)出于低強度應變帶內(nèi)（礦石），硅化、鉀化則發(fā)生于高強度應變帶內(nèi)（蝕變圍巖）及較淺成礦層次（礦石），不同強度應變帶間應力梯度是Na、Si、K在不同強度應變帶間分異的驅(qū)動力，低強度應變帶代表的開放擴容體系為含金富Na流體提供了更好的礦質(zhì)沉淀、成礦場所。

5 結論

（1）冰達坂含金剪切帶內(nèi)組分分異及金礦化是動力分異與流體分異共同作用的結果，且以流體分異作用為主，較深成礦層次內(nèi)礦石代表的低應變帶組分分異程度顯著高于蝕變圍巖代表的高應變帶。低應變帶內(nèi)強分異形成的高Fe環(huán)境及擴容空間為金礦化、沉淀提供更有利條件，且堿（Na）交代排出的Si為淺層次硅化蝕變糜棱巖型及石英脈型礦化提供基礎，K、Ca、Mg形成絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化等共生蝕變。

（2）礦帶東西段深部均有較好金礦化前景，望峰金礦深部應發(fā)育堿（Na）交代蝕變糜棱巖型金礦化，薩日達拉金礦鈉長石化帶下部應發(fā)育鉀長石化帶，且以礦根相形式賦存。

致謝：評審專家沈保豐研究員對本文的完善提出了一些很好的意見和建議，在此深表感謝。

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Compositional Variation of the Bingdaban Gold-bearing Shear Zone and Its Significance to the Gold Mineralization in Xinjiang

YANG Meng,WANG Ju-li,WANG Jian-qi,DANG Fei-peng
（State Key Laboratory of Continental Dynamics,Department of Geology,Northwest University,Xi’an 710069,China）

Bingdaban gold orebodies with high grade in Xinjiang is mainly located in the lower strain zone.By choosing typical cross section to compare the alteration country-rock,ore and granitoid protomylonite with their original rock-Neoproterozoic granitoids,mineralization features and commensal alteration can be rationaly explained.Compositional variation plays an important part in gold mineralization.Findings show that composition differentiates with different effect from original rock to tectonite in the process of shearing,including dynamic variation and hydrothermal variation,the interaction between dynamic variation and hydrothermal variation results in gold mineralization.Dynamic variation mainly generates power and passage to hydrothermal fluxion and deposition space to gold mineralization,which to some degree also provides chemiphysical conditons to the decoupling of Au-complex compound such as Fe enrichment and alkali metasomatism,however,dynamic variation could not singly result in gold mineralization with high grade.In the process of hydrothermal variation,comparing with the higher strain zone like alteration country rock,the lower strain zone like ore offers better chemiphysical conditons to gold mineralization,such as higher Fe enrichment and expanding space like D,P-type shearing fractures,where gold ore can locate.Meanwhile,due to the effect between alkali(especially Na)metasomatism and Si,K,Ca,compositions differentiate from the deeper layer to the lighter layer,which supplies stuff base for silication and quartz-vein gold mineralization in the lighter layer with country rock alteration such as sericitization,carbonation,chloritization and so on.According to these findings,potash(especially Kf)alteration which may show as ore foot facies can be inferred under albitization alteration,which means there are some blind gold orebodies under both the deeper layer like Saridala and the lighter layer like Wangfeng along the gold mineralization belt.

gold-bearing ductile shear zone;compositional variation;alkali metasomatism;Bingdaban;Xinjiang

P618.51

A

1672－4135（2012）01－0056-07

2011-10-20

“十一五”國家科技支撐計劃重點項目：西天山天格爾-依連哈比爾尕金礦帶大型金礦床定位預測與找礦靶區(qū)評價技術與應用研究（2006BAB07B04-05）；西北大學研究生創(chuàng)新基金項目（自主創(chuàng)新型）：新疆天格爾造山型金礦成礦流體演化及地球化學示蹤研究（10YZZ23）。

楊猛（1985－），男，西北大學在讀碩士研究生，礦物學、巖石學、礦床學專業(yè)，主要從事礦產(chǎn)勘探與研究工作，E-mail:ym120585@163.com。

①王居里.薩日達拉金礦及外圍靶區(qū)評價研究.國家“305”項目辦公室，2005，1-92.