楊延平，李平，黃鑫

(核工業(yè)二一六大隊(duì)，烏魯木齊 830011)

0 前言

新疆準(zhǔn)噶爾北緣地區(qū)是中亞造山帶的重要組成部分，位于西伯利亞板塊和哈薩克斯坦—準(zhǔn)噶爾板塊的結(jié)合部位，哈-中-蒙巨型有色金屬成礦帶中段，為顯生宙增生造山帶，具復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造和強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)，是尋找銅、金、多金屬礦床的有利地段[1-5]。目前已發(fā)現(xiàn)一系列銅、鎳、鐵、金礦床，成因類型有與鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖相關(guān)的銅鎳硫化物礦床(如喀拉通克大型銅鎳礦)[6]、斑巖型銅(鉬)礦床(如哈臘蘇中型銅礦、玉勒肯哈臘蘇中型銅礦)、矽卡巖型銅鉬礦床(如索爾庫(kù)都克中型銅鉬礦)及鐵銅金礦床(如喬夏哈拉和老山口小型鐵銅金礦床)、造山型(剪切帶型)金礦床(薩爾布拉克小型金礦)、巖漿熔離型鐵礦(紅灘)、石英脈型-破碎帶蝕變巖型金礦(紅灘)、中低溫?zé)嵋盒豌~金礦、構(gòu)造破碎帶-熱液型鉛鋅礦(克孜勒塔烏)等，具良好的找礦前景①[7]。

托斯巴斯他烏金礦位于準(zhǔn)噶爾板塊北緣，準(zhǔn)噶爾成礦省薩吾兒—二臺(tái)(島弧帶)Cu-Ni-Mo-Au-Fe-REE-煤-膨潤(rùn)土-沸石-螢石四級(jí)成礦帶，距青河縣城直線距離28 km①②。該金礦于1978年由新疆地礦局第五地質(zhì)大隊(duì)發(fā)現(xiàn)綜合異常，2005年新疆地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊(duì)劃定為銅、金、鐵找礦靶區(qū)，后經(jīng)多年勘探，確定為小型金礦床。

托斯巴斯他烏金礦床研究程度相對(duì)較低，前人曾對(duì)地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志進(jìn)行過(guò)簡(jiǎn)單的探討，礦床成因認(rèn)識(shí)有與侵入巖有關(guān)的破碎蝕變巖型[8]、巖漿氣液交代-充填型[9]等觀點(diǎn)，而對(duì)于與成礦作用密切相關(guān)的成礦物質(zhì)及其來(lái)源等均缺乏相應(yīng)的研究。為此，本文在野外詳細(xì)地質(zhì)勘查基礎(chǔ)上，對(duì)區(qū)內(nèi)金礦石進(jìn)行微量元素和稀土元素的分析，結(jié)合礦床地質(zhì)特征，探討托斯巴斯他烏金礦成礦物質(zhì)來(lái)源及礦床成因。

1 地質(zhì)概況

研究區(qū)位于齋桑—喬夏哈拉縫合帶以南，薩吾爾—二臺(tái)晚古生代島弧帶內(nèi)，處于卡拉先格爾—二臺(tái)斷裂與卡拉先格爾—接勒的他烏大斷裂復(fù)合交匯的銳角地區(qū)，為重要的銅金礦找礦靶區(qū)③[10-12]，在2條大斷裂之間發(fā)育有NE向和NW向2組次級(jí)斷裂。沿卡拉先格爾—接勒的他烏大斷裂侵入巖廣泛分布，從超基性到酸性、堿性均有出露，具多類型、多時(shí)代、多成因和形成于多種構(gòu)造環(huán)境的特征[7,13-15]?；鹕交顒?dòng)屬中泥盆統(tǒng)北塔山旋回第二階段，主要為玄武質(zhì)、玄武安山質(zhì)巖漿的持續(xù)爆發(fā)和噴溢，間歇期間極短，大致表現(xiàn)為火山活動(dòng)由強(qiáng)烈爆發(fā)—噴溢—寧?kù)o(沉積作用)的過(guò)程。

區(qū)內(nèi)NW-SE和近EW走向的斷裂構(gòu)造發(fā)育，金及多金屬礦床(點(diǎn))沿?cái)嗔褞Х植?圖1)。區(qū)域化探分析結(jié)果顯示出NW向Li、Be、U、Sn等稀有與放射性元素異常，局部發(fā)育近SN向的Au元素異常，其中以Li元素異常范圍最大，不同元素異常往往相互疊加，異常顯示與高溫巖漿熱液活動(dòng)有關(guān)。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置(a)及區(qū)域地質(zhì)圖(b)Fig.1 Tectonic location and regional geological map of the study areaⅠ.阿勒泰-蒙古湖區(qū)-西薩彥造山系；Ⅱ.天山興蒙造山系；ZQT-1.齋桑-喬夏哈拉縫合帶(額爾齊斯礦帶)；Ⅰ-1-12哈龍?jiān)绻派鷰r漿弧；Ⅰ-1-22沖乎爾-麥茲晚古生代裂陷盆地；Ⅱ-1-11薩吾爾-二臺(tái)晚古生代島弧帶；Ⅱ-1-12塔爾巴河臺(tái)-阿爾曼太早古生代溝弧帶；Ⅱ-1-24北塔山古生代復(fù)合島?。虎?1-32三個(gè)泉凸起1.第四系；2.石炭系南明水組；3.上泥盆統(tǒng)卡希翁組；4.中泥盆統(tǒng)北塔山組二段；5.閃長(zhǎng)巖；6.花崗閃長(zhǎng)巖；7.地質(zhì)界線/斷層；8.金礦/鐵礦位置及名稱；9.1∶5萬(wàn)化探綜合異常；10.金礦區(qū)名稱及范圍；11.研究區(qū)范圍

2 礦床地質(zhì)特征

托斯巴斯他烏金礦床地處準(zhǔn)噶爾板塊北緣活動(dòng)陸緣的薩吾爾晚古生代島弧帶[10]，礦區(qū)內(nèi)賦礦地層為中泥盆統(tǒng)北塔山組，由淺海相中基性火山巖、火山碎屑巖組成，金礦床受控于NW向大型斷裂復(fù)合交匯的銳角區(qū)，礦化沿?cái)嗔褞Х植迹鸬V化作用因斷裂位置略有不同。礦區(qū)內(nèi)中酸性、中基性侵入巖發(fā)育，均侵位于中泥盆統(tǒng)北塔山組中，出露面積最大與金礦化關(guān)系密切的為閃長(zhǎng)巖，呂書(shū)君等(2012)采用LA-ICP-MS鋯石U-Pb法測(cè)得閃長(zhǎng)巖年齡為353.8 Ma±1.9 Ma，屬中晚泥盆世巖漿活動(dòng)產(chǎn)物。

根據(jù)托斯巴斯他烏金礦區(qū)礦化分布范圍及與金礦化相關(guān)的各類地質(zhì)要素，區(qū)內(nèi)礦化具有明顯的分片特征，大致可分為3個(gè)片區(qū)(點(diǎn))，即托庫(kù)特拜金礦點(diǎn)、加馬特金銅礦點(diǎn)(分為加馬特南礦帶、加馬特北礦帶)、哈依爾很金礦點(diǎn)(圖2)。

圖2 托斯巴斯他烏地區(qū)金礦點(diǎn)地質(zhì)圖Fig.2 Geological and Au ore occurrence distribution map of Tosi Bastawu areaa.托庫(kù)特拜金礦點(diǎn)；b.哈依爾很金礦點(diǎn)；c.加馬特金銅礦點(diǎn)(加馬特北礦帶)；d.加馬特金銅礦點(diǎn)(加馬特南礦帶)1.第四系；2.中泥盆統(tǒng)北塔山組第二段玄武安山質(zhì)凝灰?guī)r、輝斑玄武巖；3.閃長(zhǎng)巖；4.花崗閃長(zhǎng)巖；5.輝長(zhǎng)巖；6.輝石二長(zhǎng)巖；7.蝕變帶及編號(hào)；8.金礦體/金銅礦體；9.斷層及編號(hào)

(1)托庫(kù)特拜金礦點(diǎn)

礦點(diǎn)位于研究區(qū)西部，北鄰青河縣老山口岔路口金礦礦區(qū)，斷裂構(gòu)造發(fā)育，礦體賦存在NNW向剪張斷裂中，斷裂傾向SW，圈定5個(gè)金礦體、1個(gè)銅金礦體，從圈定礦體產(chǎn)狀顯示，礦體明顯受該斷裂控制，含礦巖性均為碎裂玄武安山質(zhì)凝灰?guī)r；礦體呈細(xì)脈狀、透鏡狀產(chǎn)出，走向延伸15～177 m，礦體厚度0.12～3.00 m，w(Au)=2.03×10-6～19.82×10-6，礦石呈自形-半自形他形粒狀結(jié)構(gòu)、鑲嵌結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)，金屬礦物有自然金、黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、斑銅礦、孔雀石、褐鐵礦，非金屬礦物有長(zhǎng)石、纖閃石、石英、綠泥石等。金賦存狀態(tài)主要有包裹金、裂隙金、粒間金(圖3)，包裹金以銅、鉛、鋅、硫化礦包裹金與黃鐵礦包裹金為主，圍巖蝕變主要為孔雀石化、褐鐵礦化、硅化、綠簾石化，沿?cái)嗔褬?gòu)造呈帶狀展布，與金成礦關(guān)系密切。

圖3 礦物中金的存在形式Fig.3 Au occurrence in mineralsa.分布于黃鐵礦中粒間金；b.脈石礦物粒間金；c.脈石礦物包裹金；d.黃鐵礦中包裹金

(2)加馬特金銅礦點(diǎn)

該礦點(diǎn)位于研究區(qū)南部，可分為加馬特北礦帶和加馬特南礦帶，斷裂構(gòu)造極為發(fā)育，見(jiàn)有SN向、NW向、NE向3組斷裂，加馬特北礦帶礦體賦存在閃長(zhǎng)巖與玄武巖接觸帶的NW-NNW向的斷裂帶中，圈定金礦體1個(gè)，金銅礦體1個(gè)，礦體厚1.53～8.00 m，w(Au)=1.28×10-6～5.92×10-6；加馬特南礦帶礦體賦存在巖體與地層外接觸帶的NW向斷裂帶中，圈定金礦體8個(gè)，礦體厚0.83～6.06 m，w(Au)=1.08×10-6～29.10×10-6；2個(gè)礦帶內(nèi)礦體含礦巖性均為碎裂玄武巖，礦體呈短脈狀、透鏡狀，圍巖蝕變主要為孔雀石化、黃鐵礦化、銅蘭、褐鐵礦化。

(3)哈依爾很金礦點(diǎn)

該礦點(diǎn)位于研究區(qū)東部，圈定4個(gè)金礦體，分布于沿NNW剪張斷裂展布的HⅠ、HⅡ號(hào)蝕變帶內(nèi)，礦體走向與斷裂蝕變帶走向一致，HⅠ號(hào)帶內(nèi)礦體呈小透鏡狀，為低品位金礦體。HⅡ號(hào)帶內(nèi)礦體呈脈狀展布，規(guī)模相對(duì)較大，礦體延伸長(zhǎng)約180 m，礦體厚度0.82～4.71 m，w(Au)=1.33×10-6～15.42×10-6。礦體中伴生有銅，單工程w(Cu)=0.02%～1.10%，平均為0.33%。礦體總體走向159°，傾向NEE，傾角41°～74°，含礦巖性為碎裂輝斑玄武巖，礦化主要為褐鐵礦化、黃鐵礦化、碳酸巖化和孔雀石化等。

3 微量元素和稀土元素地球化學(xué)特征

3.1 樣品采集與測(cè)試結(jié)果

本文研究所用樣品采集于托斯巴斯他3個(gè)礦點(diǎn)由探槽和硐探揭露的主礦體內(nèi)，樣品均為新鮮揭露的含金碎裂巖型金礦石。微量元素及稀土元素分析測(cè)試由核工業(yè)二一六大隊(duì)檢測(cè)研究院完成，采用波長(zhǎng)色散型X熒光光譜儀測(cè)定Zr，熔融法電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)、四酸消解法電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-OES)測(cè)定微量元素和稀土元素。

樣品的微量元素、稀土元素測(cè)試結(jié)果分別見(jiàn)表1、表2。

3.2 地球化學(xué)特征

(1)礦石微量元素特征

微量元素統(tǒng)計(jì)特征是元素和元素間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的客觀反映，能揭示元素在成礦過(guò)程中的地球化學(xué)行為特征[16-17]。從研究區(qū)金礦石微量元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)(表1)、微量元素標(biāo)準(zhǔn)化曲線圖(圖4)不難看出，微量元素的變化總體具有一致性；Th、Nd、Zr、Sm相對(duì)富集，呈正異常；Nb、Sr、Ti虧損，呈負(fù)異常；Ba為負(fù)異常；微量元素標(biāo)準(zhǔn)化蜘蛛網(wǎng)圖曲線呈由左向右微傾斜多峰多谷形。其中，Th的正異常與Ti的負(fù)異常強(qiáng)度較大，反映在蜘蛛網(wǎng)圖上，左端出現(xiàn)急劇的高峰，右端出現(xiàn)急劇的低谷。說(shuō)明成礦作用與火山巖在物質(zhì)淵源有關(guān)系，成礦既是后續(xù)巖漿侵位作用的繼續(xù)，更是其發(fā)展。

圖4 礦石中微量元素標(biāo)準(zhǔn)化曲線圖Fig.4 Chondrite-normalized curve of trace elements of the ore

表1 礦石微量元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)Table 1 Chondrite-normalized trace element data of the ore

(2)礦石稀土元素特征

研究區(qū)金礦石稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)見(jiàn)表2，標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式圖見(jiàn)圖5。稀土元素地球化學(xué)的主要特征表現(xiàn)為，稀土總量w(ΣREE)=26.48×10-6～142.70×10-6，主要集中在73.91×10-6～110.82×10-6之間，與世界同類火山巖均值(110×10-6～160×10-6)相比略顯偏低；w(LREE)/w(HREE)=0.46～2.73，主要集中在1.27～2.73，w(La)N/w(Yb)N=1.88～8.34，w(La)N/w(Sm)N=3～4.5，w(Gd)N/w(Yb)N變化不大(1.0±)。區(qū)內(nèi)火山巖輕稀土相對(duì)富集，重稀土相對(duì)虧損，具幔殼混熔特征。樣品的稀土元素配分模式基本相同，均為略向右傾斜的低角度近于平滑的曲線，Eu具微弱負(fù)異常，說(shuō)明與區(qū)內(nèi)礦石強(qiáng)烈的蝕變礦化和構(gòu)造疊加改造導(dǎo)致物質(zhì)組分的變化有關(guān)。

表2 礦石稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)Table 2 Chondrite-normalized REE data of the ore

圖5 礦石中稀土元素配分模式圖Fig.5 REE pattern of the ore

4 礦床成因討論

(1)構(gòu)造環(huán)境

研究區(qū)位于北準(zhǔn)噶爾古生代陸緣活動(dòng)帶不同方向深大斷裂的交匯部位，礦床成礦過(guò)程與“齋?！~爾齊斯”大洋板塊在晚泥盆世俯沖、匯聚，石炭紀(jì)的碰撞造山及二疊紀(jì)以后陸內(nèi)構(gòu)造演化階段相伴隨。早中泥盆紀(jì)該區(qū)以伸展構(gòu)造活動(dòng)為主，沉積一套淺海相火山碎屑夾少量陸源碎屑沉積建造。

該區(qū)火山巖堿度為1.33～4.88，平均為2.31，屬于造山帶成熟島弧區(qū)堿性系列火山巖。而島弧型巖漿活動(dòng)的特點(diǎn)，是在火山島弧區(qū)有安山-玄武巖類巖形成，大陸邊緣島弧后方有花崗巖-花崗閃長(zhǎng)巖巖基形成，其成礦作用的特點(diǎn)具有親銅性，向上Cu帶被Zn、Au帶代替。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，區(qū)內(nèi)玄武-安山巖類巖石的金銅含量均高于其它巖類，并且明顯高于地殼克拉克值，屬島弧區(qū)中-基性火山巖型金銅成礦專屬區(qū)。

(2)成礦物質(zhì)來(lái)源

研究區(qū)為一套以基性-中基性火山巖、火山碎屑巖為主，火山碎屑沉積巖次之，間夾少量超基性火山巖、碳酸鹽巖建造，形成該區(qū)初始礦源層；晚泥盆紀(jì)的深源鈣堿性花崗質(zhì)巖漿侵位，為該區(qū)提供了熱源，促使圍巖金屬元素活化；石炭紀(jì)該區(qū)處于NE-SW向構(gòu)造擠壓環(huán)境，巖石變形變質(zhì)發(fā)生褶皺構(gòu)造，形成NW向擠壓斷裂、NE向張性斷裂(走滑斷裂)、NNW向剪張性斷裂，其中以NW向擠壓斷裂為主。熱液萃取圍巖金屬元素形成成礦溶液，成礦溶液因溫壓等條件變化導(dǎo)致金屬元素在斷裂空間富集、沉淀成礦。

(3)成礦構(gòu)造空間

加馬特片區(qū)礦體賦存在哈旦遜“三角巖體”與中泥盆統(tǒng)北塔山組第二段接觸帶的NW向斷裂中[8]，礦化巖石較為破碎，綠簾石化蝕變較強(qiáng)，且礦化蝕變強(qiáng)弱明顯受巖石破碎程度控制，破碎程度越高，礦化蝕變?cè)綇?qiáng)，反之則弱，說(shuō)明礦體成因與區(qū)內(nèi)巖漿熱液活動(dòng)和構(gòu)造活動(dòng)有關(guān)。

哈依爾很片區(qū)及托庫(kù)特拜片區(qū)礦體賦存在NNW向剪張斷裂中。該地區(qū)在印支期以伸展活動(dòng)為主，沿二臺(tái)大型走滑斷裂上侵的殼源富鉀花崗巖漿期后熱液，混合大氣降水，萃取圍巖地層中的金元素等礦質(zhì)，對(duì)先成礦體再次產(chǎn)生疊加改造和富集作用。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)研究區(qū)礦(化)體受構(gòu)造控制明顯，小型斷裂帶孔隙度大，滲透性強(qiáng)，起到了導(dǎo)礦通道和儲(chǔ)礦空間的作用，金屬元素在構(gòu)造裂隙中富集成礦。

(2)樣品的稀土和微量元素特征表明，微量元素標(biāo)準(zhǔn)化蜘蛛網(wǎng)圖曲線呈由左向右微傾斜多峰多谷形，Th正異常與Ti負(fù)異常強(qiáng)度較大；稀土元素配分模式基本相同，輕稀土相對(duì)富集，重稀土相對(duì)虧損，Eu具微弱負(fù)異常，具幔殼混熔特征。說(shuō)明成礦作用與火山巖有關(guān)系，成礦是后續(xù)巖漿侵位作用的繼續(xù)。

(3)結(jié)合區(qū)域成礦地質(zhì)背景及礦體地質(zhì)等特征分析認(rèn)為，托斯巴斯他金礦床為構(gòu)造蝕變巖(熱液)型金礦床。

注釋：

① 李成文, 戚興虎, 馬忠福, 等. 新疆青河縣卡拉先格爾一帶銅金礦資源評(píng)價(jià)成果報(bào)告[R]. 烏魯木齊: 新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院,2009.

② 楊延平, 李平, 黃鑫, 等. 新疆青河縣托斯巴斯他烏金銅礦詳查報(bào)告[R]. 烏魯木齊: 核工業(yè)二一六大隊(duì), 2020.

③ 賀永康, 何斌, 周剛, 等. L46E009001(阿拉圖拜幅) L46E010001(哈依爾很幅)1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查報(bào)告[R].烏魯木齊: 新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第四地質(zhì)大隊(duì),2006.