新疆哈密地區(qū)新月地金礦地質(zhì)、地球化學特征及構(gòu)造背景

劉亞楠 徐永波 彭峰

摘? 要：新月地金礦位于康古爾斷裂南側(cè)韌性剪切帶中，礦體賦存于下石炭統(tǒng)干墩組碎屑巖中。巖漿巖以閃長玢巖、花崗斑巖為主，與成礦關(guān)系密切。礦區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)6條礦化蝕變帶，5條金礦體，礦體長40～100 m，厚0.95～1.3 m，金品位1.08×10-6～2.15×10-6。伴生鉛鋅銀礦，鉛鋅品位分別為Pb：0.55%、Zn：0.51%，Ag：13.8×10-6。構(gòu)造環(huán)境判別圖解表明，區(qū)內(nèi)花崗巖為造山類花崗巖，經(jīng)后造山作用改造，具與俯沖帶有關(guān)的島弧構(gòu)造環(huán)境特征。閃長巖具島孤和活動大陸邊緣弧巖漿巖特征，沉積碎屑巖具大陸島弧構(gòu)造環(huán)境特征。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)演化特征，認為北天山洋殼向塔里木大陸板塊俯沖，形成含礦物質(zhì)來源，后造山運動作用的塔里木板塊與準噶爾板塊碰撞，形成韌性剪切帶，該過程伴有中淺成和淺成侵入巖體形成，與淺成侵入體相伴的熱液及礦質(zhì)沿剪切帶上升，當與大氣降水混合時，發(fā)生了礦質(zhì)沉淀和蝕變作用，形成韌性剪切帶蝕變巖型金礦體。

關(guān)鍵詞：金礦;地質(zhì)特征;地球化學特征;構(gòu)造環(huán)境

新月地屬Ⅱ-6-②康古爾-土屋-黃山Cu-Ni-Au-Ag-Mo-Pb-Zn-RM-鈉硝石-硅灰石-煤礦帶（Vm-l;I-Y;Mz—Kz）成礦帶[1]。研究區(qū)成礦條件優(yōu)越，已發(fā)現(xiàn)康古尓、馬頭灘、天木等多處金礦床[2]，為研究金礦床理想?yún)^(qū)域。本次主要對新月地金礦地質(zhì)特征、成礦規(guī)律、構(gòu)造背景等進行研究。

1? 區(qū)域地質(zhì)背景

新月地金礦區(qū)大地構(gòu)造處于哈薩克斯坦-準噶爾板塊與塔里木板塊結(jié)合部的康古爾-苦水縫合帶中，北為哈爾里克-大南湖古生代島弧帶，南為覺羅塔格晚古生代島弧帶。

礦區(qū)出露下石炭統(tǒng)干墩組和上石炭統(tǒng)梧桐窩子巖組（圖1）。干墩組大致呈NEE或近EW向，北側(cè)以斷層形式與上石炭統(tǒng)梧桐窩子巖組相接觸，出露不完整，巖性主要為深灰色中酸性凝灰?guī)r、灰色凝灰質(zhì)砂礫巖、灰色凝灰質(zhì)砂巖、深灰色砂礫質(zhì)板巖、灰色粉砂質(zhì)板巖、淺灰色大理巖、灰綠色蝕變玄武巖等。梧桐窩子組主要為深灰綠色陽起石化玄武巖、灰綠色晶屑凝灰?guī)r、灰綠色凝灰?guī)r、灰綠色碎裂巖化凝灰質(zhì)砂礫巖、灰黑色凝灰質(zhì)砂巖等。區(qū)內(nèi)侵入巖主要為二疊紀花崗巖和脈巖。主要為花崗巖脈，花崗斑巖脈，閃長玢巖脈，角斑巖脈。中部花崗斑巖脈、閃長玢巖脈與金礦關(guān)系密切。

新月地金礦區(qū)位于康古爾深大斷裂南側(cè)，區(qū)內(nèi)次級斷裂發(fā)育。斷層走向大致可分為EW向，NE向及NS向，SEE向為控礦構(gòu)造。發(fā)育一條寬50～200 m的韌性剪切帶，走向NEE向。礦化蝕變帶發(fā)育在韌性剪切帶中。構(gòu)造帶內(nèi)碎屑巖均具強片理化，發(fā)育雁行式排列的張裂脈，可見遭擠壓變形的糜棱化碎屑巖等。花崗巖及閃長巖脈中礦物均出現(xiàn)不同程度定向排列。

2? 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)出露地層為下石炭統(tǒng)干墩組凝灰質(zhì)砂礫巖、巖屑砂巖，具片理化、糜棱巖化。斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要為近EW、NE、NS向3組，其中近EW向為重要導(dǎo)礦構(gòu)造。發(fā)育韌性剪切帶，呈近EW向，為容礦構(gòu)造。巖漿巖以閃長玢巖脈，花崗斑巖脈為主。

2.1? 礦體特征

圈出金礦體6條，編號為AuⅠ～AuⅥ，金品位1.08×10-6～2.15×10-6。賦礦巖石為硅化凝灰?guī)r，圍巖為凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖。礦體明顯受近EW向剪切帶及次級斷裂控制，以單脈、平行脈、透鏡狀產(chǎn)出，走向70°～90°，產(chǎn)狀近于直立，脈體略向SE向傾斜。

2.2? 礦石特征

賦礦巖石受韌性剪切帶作用，具淺變質(zhì)特征，礦物多定向排列，具構(gòu)造糜棱巖結(jié)構(gòu)特點，變余結(jié)構(gòu)，鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造為透鏡狀定向構(gòu)造、碎裂構(gòu)造，浸染狀構(gòu)造等。礦石中常見金屬礦物有黃鐵礦、黃銅礦、毒砂、方鉛礦、閃鋅礦等;脈石礦物有石英、絹云母、白云石等。

2.3? 圍巖蝕變

礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變，主要發(fā)育于脆韌性剪切帶內(nèi)，巖石受構(gòu)造作用擠壓變形、破碎及含礦熱液活動影響，造成不同程度蝕變。區(qū)內(nèi)礦化、蝕變?yōu)榻佋颇富?、褐鐵礦化、綠泥石化、硅化、黃鉀鐵礬化，平面上呈分帶現(xiàn)象。內(nèi)帶呈黃鉀鐵礬化-硅化，外帶為褐鐵礦化-絹云母化。

2.4? 脈巖

閃長玢巖? 具斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶由斜長石組成，呈自形板狀，具強絹云母化，少量斜長石殘留有環(huán)帶構(gòu)造，為中長石?；|(zhì)主要由板狀斜長石組成，蝕變同斑晶。斜長石之間分布有蝕變暗色礦物，由隱晶綠簾石集合體組成。石英呈微粒狀分布于斜長石、暗色礦物之間。磁鐵礦呈他形粒狀分布于斜長石、暗色礦物之間，沿邊部有褐鐵礦化。見少量圓狀杏仁體，由碳酸鹽、少量石英組成。

花崗斑巖? 具斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶由斜長石、石英組成，石英呈熔圓狀、熔蝕港灣狀。斜長石呈自形板狀，具泥化、輕度絹云母化?；|(zhì)主要由長英質(zhì)組成，分布有少量綠泥石。長英質(zhì)主要由球粒組成，球粒之間分布有少量霏細狀長英質(zhì)，長英質(zhì)分布不均勻。綠泥石分布于霏細狀長英質(zhì)中。

2.5? 成礦期次

據(jù)野外觀察、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造特點、礦物共生組合、主要金屬礦物特征、脈體穿插關(guān)系及前文對蝕變過程的分析，將成礦過程大致劃分為熱液成礦期和表生期。新月地金礦表生作用較微弱，因此，筆者主要對熱液成礦期進行研究并將其劃分為4個階段：黃鐵絹英巖化階段（第Ⅰ階段）、黃鐵礦-石英脈階段（第Ⅱ階段）、石英脈-多金屬硫化物階段（第Ⅲ階段）和石英脈-碳酸鹽階段（第Ⅳ階段）階段，其中第Ⅱ和第Ⅲ階段為主成礦期。

3? 礦床地球化學特征

3.1? 樣品采集及分析方法

本次研究采集樣品為研究區(qū)探槽、鉆孔及新鮮露頭，與金礦化密切相關(guān)巖石，精選16件新鮮巖石進行全巖主、微量元素分析。分析測試工作在新疆地質(zhì)礦產(chǎn)局測試中心實驗室完成。主量元素及稀土元素利用酸溶法制備樣品，使用ICP-MS（Element）完成，分析精度：當元素含量大于10×10-6時，精度優(yōu)于5%，小于10×10-6時，精度優(yōu)于10%。

3.2? 主量元素地球化學特征

礦區(qū)巖石主量元素分析結(jié)果見表1。斜長霏細斑巖SiO2含量74.71%～76.59%，平均75.62%，Na2O含量3.03%～3.34%，平均3.19%，Na2O/K2O值為0.96%～1.05%。Al2O3含量11.96%～12.62%。P2O5和TiO2含量較低，分別為0.03%～0.04%和0.17%～0.19%。里特曼指數(shù)σ為1.16～1.34，為鈣堿性巖石，在SiO2～K2O圖解中（圖2），樣品全部落在鈣堿性巖序列中。說明該區(qū)花崗質(zhì)巖石具高硅、低鉀、低鈦、富鋁富鈉特點。A/NK-A/KNC判別圖中，樣品全落入過鋁質(zhì)區(qū)域，表明區(qū)內(nèi)斜長霏細斑巖為過鋁質(zhì)鈣堿性巖石。

區(qū)內(nèi)閃長玢巖SiO2含量52.77%～53.87%，平均53.32%，為中性巖石。其中Na2O含量1.7%～2.11%，平均1.90%;Al2O3含量15.48%～15.88%。Na2O+K2O值為4.91%～5.8%;Na2O/K2O值為0.41～0.75。里特曼指數(shù)σ為2.21～3.45，為鈣堿性-堿性巖石。在SiO2～K2O圖解中（圖2），樣品全部落在鉀玄巖序列中，在A/NK-A/KNC判別圖，樣品全部落入過鋁質(zhì)區(qū)域，表明區(qū)內(nèi)閃長玢巖為過鋁質(zhì)鉀玄巖。

3.3? 微量元素特征

新月地研究區(qū)花崗質(zhì)巖石稀土元素總量∑REE為106.35×10-6～110.07×10-6，均值108.7×10-6，LREE為92.55×10-6～96.55×10-6，均值94.58×10-6，LREE/HREE為6.71～7.19，均值7.01，（La/Yb）N為5.11～7.18，均值6.32，（Gd/Yb）N為0.86～1.17，均值1.03（表2）。從表2看出，輕重稀土分餾明顯，重稀土分餾較弱，具較強的Eu負異常，δEu為0.39～0.48，平均0.43，表明該巖石經(jīng)斜長石結(jié)晶分離作用。球粒隕石標準化稀土分布模式為輕稀土富集，重稀土略虧損的右傾型（圖3）。原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)圖顯示，相對富集大離子親石元素Rb，Ba，K及化學性質(zhì)活潑不相容元素U，Th等，虧損高場強元素Nb，P，Ti等，樣品中的P，Ti的強烈虧損可能存在鈦鐵礦和磷灰石的結(jié)晶分離作用。

閃長玢巖稀土元素總量∑REE為75.13×10-6～75.82×10-6，平均75.48×10-6，LREE為61.37×10-6～62.04×10-6，平均61.71×10-6，LREE/HREE為4.46～4.5，平均4.48，（La/Yb）N為3.99～4.08，平均4.04，（Gd/Yb）N為1.47～1.56，平均1.51（表2）。由表2可知，輕重稀土分餾明顯，重稀土分餾較弱，呈微弱Eu負異常至基本無Eu異常，δEu為0.97～0.98，平均0.98，球粒隕石標準化稀土分布模式為輕稀土富集，重稀土略虧損的右傾型（圖3）。原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)圖顯示，相對富集大離子親石元素Rb，K及化學性質(zhì)活潑的不相容元素U，Th等，虧損Ba及高場強元素Nb，P，Ti等。

沉積巖稀土元素總量∑REE為93.8×10-6～125.72×10-6，平均111.2×10-6，LREE為85.62×10-6～108.03×10-6，平均95.51×10-6，LREE/HREE為5.73～6.32，平均6.09，（La/Yb）N為5.06～5.91，平均5.6，（Gd/Yb）N為1.16～1.24，平均1.19?？煽闯?，輕重稀土分餾明顯，重稀土分餾較弱，具較強的Eu負異常，δEu為0.59～0.77，平均0.71，說明源區(qū)存在一定的斜長石殘留。球粒隕石標準化稀土分布模式為輕稀土富集，重稀土略虧損的右傾型（圖3）。原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)圖顯示，相對富集大離子親石元素Rb，K及化學性質(zhì)活潑的不相容元素U，Th等，虧損Ba及高場強元素Nb，P，Ti等。

4? 構(gòu)造環(huán)境分析

4.1? 花崗巖構(gòu)造環(huán)境分析

研究區(qū)內(nèi)花崗質(zhì)巖石Nb/Ta值為19.06～20.6～7，遠低于地幔平均值（60），接近于地殼值（10），Zr/Hf值為31.97～34.89，低于地幔平均值34～60，接近于地殼值。據(jù)主要元素分析結(jié)果，研究區(qū)斜長霏細斑巖均為過鋁質(zhì)鈣堿性巖石，其形成與島弧巖漿活動和大陸碰撞有關(guān)。

在Nb-Y構(gòu)造環(huán)境判別圖中（圖4），火山樣品落入VAG+Syn-COLG（火山弧+同碰撞花崗巖）區(qū)域。在Rb-Y+Nb構(gòu)造環(huán)境判別圖中（圖4），巖石樣品均落入VAG中（火山弧花崗巖），反映出花崗巖質(zhì)巖石形成與俯沖帶構(gòu)造環(huán)境有關(guān)。花崗巖質(zhì)巖石樣品富集大離子親石元素Rb，Ba，K及化學性質(zhì)活潑的不相容元素U，Th等，虧損高場強元素Nb，P，Ti等特征，反映巖漿形成于俯沖帶有關(guān)的島弧環(huán)境。

通過花崗巖MgO-TFeO和CaO-TFeO+MgO構(gòu)造環(huán)境判別圖可知（圖5），區(qū)內(nèi)花崗巖為IAG+CAG+CGG+POG（島弧+大陸島弧+大陸碰撞+后造山花崗巖），屬造山類花崗巖類，后造山作用往往形成韌性剪切帶的水平運動，與研究區(qū)韌性剪切帶地質(zhì)特征相吻合[17]。

4.2? 閃長玢巖構(gòu)造環(huán)境分析

對研究區(qū)閃長玢巖微量元素蛛網(wǎng)圖進行分析，并與上下地殼平均成分進行對比發(fā)現(xiàn)，其不相容元素和大離子親石元素與上地殼較吻合，高場強元素與下地殼相應(yīng)元素相似度高，說明成巖過程中，地殼物質(zhì)或俯沖沉積物參與了成巖作用。閃長玢巖稀土總量較高，球粒隕石標準化稀士分布模式為輕稀上富集，重稀土虧損的右傾型，富集大離子親石元素K，Rb，Ba等和化學性質(zhì)活潑的不相容元素U，Th，Pb等，虧損高場強元素Nb，Ta，Ti等，反映出該區(qū)閃長玢巖具有島弧和活動大陸邊緣弧巖漿特征。

4.3? 沉積巖成巖構(gòu)造環(huán)境

研究區(qū)碎屑巖稀土分布模式圖中，曲線呈輕稀土富集、重稀土虧損的右傾型，LREE/HREE為5.73～6.32，平均6.09，具較強的Eu負異常，δEu為0.59～0.77，平均0.71。稀土特征表明，物質(zhì)來源主要為上地殼。研究區(qū)碎屑巖SiO2含量62.05%～75.01%，La值為18.8～24.9，Ce值為36.8～49.3，稀土總量為∑REE為93.8×10-6～125.72×10-6，（La/Yb）N為5.06～5.91。通過與Bhatia提出的與不同構(gòu)造背景沉積巖的稀土元素特征進行對比看出（表3）[26]，研究區(qū)碎屑巖稀土化學特征與大陸島弧吻合。

4.4? 礦床構(gòu)造環(huán)境演化

前人進行康古爾金礦帶成因研究，薛春紀、姬金生等認為同位素年齡為350～310 Ma[2，4-6]，北天山洋殼向塔里木板塊之下俯沖，形成早石炭世大規(guī)模分布的島弧火山巖，隨后310～290 Ma發(fā)生海溝系內(nèi)雜砂巖的韌性剪切變形，塔里木板塊與準噶爾板塊碰撞發(fā)生于290～275 Ma。

研究區(qū)金礦床巖漿巖稀土總量較高，球粒隕石標準化稀土分布模式為輕稀土富集，重稀土虧損的右傾型，Th/Nb、Ce/Nb比值較高，輕重稀土分餾較強，富集大離子親石元素K，Rb，Ba等和化學性質(zhì)活潑的不相容元素U，Th，P等，虧損高場強元素Nb，Ta，Ti等，花崗巖La/Nb比值大于3，反映出該區(qū)巖漿巖具與俯沖帶有關(guān)的島弧巖漿巖特征。筆者認為早石炭世北天山洋殼下沉，俯沖下插于塔里木陸殼之下，巖石圈產(chǎn)生大量流體。島弧環(huán)境中流體與地幔相互作用，導(dǎo)致高Fe2O3含量的熔體或超體對地幔的交代作用，地幔氧逸度升高，地幔金屬硫化物被氧化分解帶至地表淺部，深部流體與淺層大氣降水混合，為金成礦提供了熱源，使Au元素進一步活化遷移。晚石炭—早二疊世，產(chǎn)生后造山作用形成的韌性剪切帶，形成容礦構(gòu)造。塔里木板塊與準噶爾板塊的碰撞中，伴有中淺成和淺成侵入巖體形成，與淺成侵入體相伴的熱液及礦質(zhì)沿剪切帶上升，當與大氣降水混合時， 發(fā)生礦質(zhì)沉淀和蝕變作用，形成剪切帶蝕變巖型金礦。

5? 結(jié)論

（1）研究區(qū)巖漿巖形成于俯沖作用下的島弧巖漿構(gòu)造環(huán)境，經(jīng)后造山作用，具地殼物質(zhì)和地幔物質(zhì)的混合源區(qū)特征，含礦圍巖形成于大陸島弧構(gòu)造環(huán)境，成礦物質(zhì)來源于殼源熱源。

（2）研究區(qū)花崗質(zhì)巖石、輝綠巖、閃長玢巖、砂巖的球粒隕石標準化稀土分布模式為輕稀土富集，重稀土略虧損的右傾型。原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)圖顯示，相對富集大離子親石元素Rb，K及化學性質(zhì)活潑的不相容元素U，Th等，虧損Ba及高場強元素Nb，P，Ti等。

（3）通過對地質(zhì)、地球化學特征及構(gòu)造環(huán)境分析，初步確定新月地金礦成因與早石炭世北天山洋殼俯沖塔里木陸殼下部、晚石炭—早二疊世的塔里木板塊與準噶爾板塊的碰撞關(guān)系密切。

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Geological and Geochemical Characteristics and Tectonic Setting of the Xinyuedi Gold Deposit，Hami，Xinjiang

Liu Ya’nan，Xu Yongbo，Peng Feng

（Xinjiang Institute of Geological Survey，Urumqi，Xinjiang，830000，China）

Abstract： Xinyuedi gold deposit is located about 80 km south of Hami city，and the ductile shear zone to the south of Kanggur fault.Ore bodies occur in clastic rocks of Gandun Formation of Lower Carboniferous.Magmatic rocks are mainly dioritic porphyry and granite porphyry，which are closely related to mineralization.Six mineralization alteration zones and five gold orebodies were found in the mining area.The orebody is 40～100 m long and 0.95～1.3 m wide.The gold grade is （1.08～2.15）×10-6.The grade of lead and zinc is 0.55% and 0.51% respectively，and that of Ag is 13.8×10-6.The discriminant diagram of tectonic environment shows that the granite in this area is orogenic granite，and after post-orogenesis，it has the characteristics of island arc tectonic environment related to subduction zone.Diorite is characterized by island-isolated and active continental margin arc magmatic rocks;sedimentary clastic rocks are characterized by continental island-isolated tectonic environments.Combined with regional geological evolution，it is considered that the northern Tianshan oceanic crust subducted toward the Tarim continental plate， forming mineral-bearing sources，post-orogeny，forming ductile shear zones，and passing through Tarim.The collision between the plate and the Junggar plate is accompanied by the formation of intermediate-shallow and hypabyssal intrusive rocks.The hydrothermal and mineral materials associated with the hypabyssal Intrusive Rocks rise along the shear zone.When mixed with the atmospheric precipitation，the mineral precipitation and alteration occur and the altered rock-type gold deposits in the shear zone are formed.

Keywords： Geological characteristics;Geochemical characteristics;Tectonic setting