棗子溝金礦稀土元素及年代學(xué)研究進(jìn)展

張濤 李勇 尹興謀 彭瑞強(qiáng) 洪斌躍

摘要：棗子溝金礦位于甘肅省合作市，經(jīng)過近20年的研究，礦床規(guī)模也由最初的中型擴(kuò)大為特大型。許多學(xué)者通過野外調(diào)查、巖相學(xué)、巖石地球化學(xué)、同位素、年代學(xué)研究等方面對棗子溝金礦做過一定程度的研究，并取得一系列成果。但對礦床的劃分屬性、成礦物質(zhì)來源等的認(rèn)識依然存在分歧。本文通過綜述前人在稀土元素、年代學(xué)方面的研究成果，分析認(rèn)為今后研究者能夠以巖石地球化學(xué)、同位素地球化學(xué)及流體包裹體等為重點(diǎn)，剖析礦床成因，建立成礦模型，為擴(kuò)大找礦空間、提升礦床資源量起到一定指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：稀土元素特征；年代學(xué)；棗子溝金礦

前言

甘肅是西秦嶺最大的金礦分布區(qū)，金礦床類型眾多，主流觀點(diǎn)為造山型和卡林型兩大類[1-4]。棗子溝金礦是西秦嶺西段自1997年以來由甘肅省地礦局第三地質(zhì)隊(duì)在踏勘檢查金銻異常時(shí)發(fā)現(xiàn)并勘查評價(jià)的特大型金礦之一。自2008年以來礦床規(guī)模逐年擴(kuò)大，截至2014年底，已探明資源儲量達(dá)150t以上[5]。大地構(gòu)造位置處于西秦嶺褶皺帶北部斷褶帶與中部裂陷槽間過渡部位，位于合作——岷縣區(qū)域斷裂帶上。地理位置處于甘肅省甘南藏族自治州合作市西南方向17km處，行政區(qū)劃隸屬合作市那吾鄉(xiāng)和夏河縣扎油鄉(xiāng)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)102°47′00″～102°51′00″，北緯34°57′00″～34°59′00″。區(qū)內(nèi)有棗子溝、也合杰、答浪溝、老豆和索拉貢瑪?shù)?0余處大、中、小型金銻礦床，區(qū)內(nèi)良好的找礦前景[7-8]。

1. 礦床地質(zhì)概況

礦區(qū)位于新堡——力士山復(fù)背斜南西翼，出露地層簡單，僅有三疊系和第四系。受巖漿侵入和斷層的影響，地層產(chǎn)狀混亂，但總體呈近SN向展布，傾向W，傾角普遍較陡，屬單斜構(gòu)造。三疊系地層為中三疊統(tǒng)古浪堤組一段二層（T2g1-2）和三層（T2g1-3），是礦區(qū)的含礦地層，第四系地層為發(fā)育于山間溝谷的全新統(tǒng)（Qhapl）。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，大致由NE、NW向和SN向3組多期次活動(dòng)斷裂組成，發(fā)育強(qiáng)烈的構(gòu)造破碎帶，規(guī)模以NE、SN向最大，NW向次之，它們分別控制并構(gòu)成3條金礦帶，是主要的導(dǎo)礦及容礦構(gòu)造。NE向礦帶產(chǎn)有金礦體81個(gè)，其中主礦體10個(gè)，其他礦體71個(gè)，是礦區(qū)最主要的礦帶。NW向礦帶產(chǎn)有金礦體41個(gè)，其中主礦體3個(gè)，其他礦體38個(gè)，是礦區(qū)的次要礦帶。SN向礦帶產(chǎn)有金礦體17個(gè)，其中主礦體1個(gè)，其他礦體16個(gè)，礦帶規(guī)模次于NW向礦帶[10-20]。

2. 稀土元素

代文軍等[23，19]對棗子溝金礦床金礦石及中性巖脈稀土元素特征進(jìn)行過研究，數(shù)據(jù)見表1。

稀土元素分析結(jié)果表明，金礦石稀土元素總含量普遍較高（109.66～160.33），其中X-3、4樣品表現(xiàn)異常，稀土元素總含量較低，分別為44.13、4.72；中性巖脈稀土元素含量總量較高（131.18～156.23）。金礦石w（La）N/w（Sm）N比值為3.83～4.27，X-3、4中值為2.86、3.26；中性脈巖值為4.00～4.52，巖礦石普遍具有強(qiáng)輕稀土元素分餾。輕、重稀土元素分餾明顯，其中金礦石LREE/HREE值普遍在8.10～13.55，X-4值為4.6；中性巖脈值為12.29～16.53。稀土元素球粒隕石[26]標(biāo)準(zhǔn)化（圖1）具輕稀土元素富集右傾型特征。從YbN-（La/Yb）N圖中可以看出（圖2），中性巖脈具有埃達(dá)克質(zhì)巖特征，區(qū)域發(fā)育的巖漿巖同樣具有埃達(dá)克質(zhì)巖特征（數(shù)據(jù)未發(fā)表）；不同金礦石落入不同區(qū)域，表明其成礦過程可能具有不同的形成構(gòu)造環(huán)境，具多階段性。金礦石δEu普遍介于0.53～0.77，X-4為0.99，顯示微弱負(fù)銪異常；中性巖脈值為0.72～0.74。巖礦石δCe值普遍在0.83～0.95，X-4值為0.56，顯示微弱的鍶負(fù)異常，均<1，為典型的殼源型巖漿。弱負(fù)銪異常指示源區(qū)含少量斜長石或者其巖漿經(jīng)歷了少量斜長石的分離結(jié)晶作用。

3. 年代學(xué)研究

劉勇等[16]通過對與成礦有關(guān)的2個(gè)閃長玢巖鋯石SHRIMP U-Pb年齡測試，分別獲得（215.5±2.1）Ma和（216.6±2.4）Ma的年齡結(jié)果。李亮對礦區(qū)的蝕變閃長巖型礦石進(jìn)行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年，測得礦區(qū)閃長玢巖脈的侵位時(shí)代為240Ma～236Ma。隋吉祥[17]對棗子溝金礦區(qū)6條中酸性巖脈的LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年，其中1個(gè)花崗閃長斑巖脈和1個(gè)石英閃長斑巖脈樣品的206Pb/238U加權(quán)平均年齡分別為248.9±1.4Ma（1σ，MSWD=0.39）和242.4±1.4Ma（1σ，MSWD=1.05）；4個(gè)閃長玢巖和黑云閃長玢巖脈的206Pb/238U加權(quán)平均年齡分別為233±1.5Ma（1σ，MSWD=0.36），234±1.4Ma（1σ，MSWD=0.65），235.7±1.4Ma（1σ，MSWD=0.83）和235.8±2.0Ma（1σ，MSWD=0.55）。對采自Au1礦體的蝕變板巖型礦石（ZA12）和Au9礦體的蝕變脈巖型礦石（ZA13）兩個(gè)樣品中絹云母進(jìn)行40Ar/39Ar定年40Ar/39Ar坪年齡，分別為219.4±1.1Ma（2σ）和230±2.3Ma（2σ），相應(yīng)的等時(shí)線年齡分別為219.7±3.6Ma和228±5.1Ma。

4. 結(jié)論及展望

前人對棗子溝金礦進(jìn)行過一定研究，取得一系列成果。礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造與礦體出入關(guān)系、金在礦床中的賦存狀態(tài)、成礦時(shí)代較為清楚。但總體來看，研究程度較低：如成礦流體及成礦物質(zhì)來源、成礦溫度、礦床中發(fā)育的中性巖脈與礦床形成關(guān)系、礦床成因類屬、輝銻型金礦石與其他類型金礦石中稀土元素特征差異較大的地質(zhì)意義等尚未見詳細(xì)可靠報(bào)道。希望今后研究者能夠加強(qiáng)有關(guān)同位素地球化學(xué)、巖石地球化學(xué)等相關(guān)工作，豐富礦床基礎(chǔ)研究，為擴(kuò)大礦床找礦空間提供一定理論依據(jù)，達(dá)到進(jìn)一步提升礦床資源量的目的。

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