柴達(dá)木盆地北緣三角頂金礦床成礦特征及其找礦意義

逯永卓,韓 杰,王 明,余福承,王泰山,袁博武

(1.青藏高原北部地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810012；2.青海省地質(zhì)調(diào)查院，青海 西寧 810012)

0 引 言

柴達(dá)木盆地北緣是青海省一處重要的金礦資源基地，已發(fā)現(xiàn)有灘間山金礦、青龍溝金礦、野駱駝泉金礦、紅柳溝金礦等大中型金礦床(點(diǎn))，隨著近年持續(xù)的勘查投入，一批新的礦產(chǎn)資源基地開(kāi)始顯現(xiàn)，三角頂金礦就是其中之一。該金礦位于青海省海西州境內(nèi)，距離大柴旦鎮(zhèn)約160 km，地理位置處于柴達(dá)木盆地北緣賽什騰山脈中段。初步推斷金金屬量大于114 kg，礦床金平均品位達(dá)11 g/t。與柴達(dá)木盆地北緣其他金礦床不同，三角頂金礦是在柴達(dá)木盆地北緣首次發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)于加里東期中酸性花崗巖體中的“似玲瓏式”金礦，鑒于加里東期花崗巖體在柴達(dá)木盆地北緣大面積展布，探尋該類礦床在柴達(dá)木盆地北緣成礦帶的產(chǎn)出規(guī)律及特征意義重大。本文根據(jù)已有的地質(zhì)成果，針對(duì)礦區(qū)兩種不同的礦石類型，總結(jié)分析了巖礦石原生暈的地球化學(xué)特征、含金石英脈型礦石的流體包裹體特征，探討了礦床成礦特征，分析研究了礦床潛力與進(jìn)一步找礦突破方向，以期為進(jìn)一步拓展柴達(dá)木盆地北緣花崗巖區(qū)的金礦找礦提供借鑒。

1 礦床地質(zhì)特征

1.1 地質(zhì)特征

礦區(qū)大地構(gòu)造位置屬秦祁昆造山系柴北緣結(jié)合帶，三級(jí)構(gòu)造單元?jiǎng)潓俨癖本壣呔G混雜巖帶[1](圖1(a))。礦區(qū)及區(qū)域沿賽什騰山均為大面積出露的中—晚奧陶世花崗閃長(zhǎng)巖，整體呈巖基狀侵位于寒武系—奧陶系地層中，巖體普遍具較強(qiáng)的綠簾石化。輝綠巖脈大量發(fā)育，構(gòu)成了北北西走向的基性巖墻群。少量正長(zhǎng)花崗巖、花崗斑巖脈呈脈狀、巖株?duì)畛雎?圖1(b))。

圖1 三角頂?shù)貐^(qū)大地構(gòu)造位置圖(a)[1]及礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b)Fig.1 Geotectonic map (a)[1] and geological sketch map (b)of the Sanjiaoding area

構(gòu)造以脆韌性線性構(gòu)造為主，構(gòu)造線方向主要集中在NW 300°～330°之間，以賽什騰山南坡脆韌性斷層帶(SSTN-F)為代表，在該斷裂帶北側(cè)發(fā)育大量的次級(jí)糜棱巖化帶、脆韌性構(gòu)造變形帶等，以平行于主構(gòu)造線的NW向?yàn)橹?，少量NE向、近SN向。后期形成的NE向、近EW向脆性破裂系統(tǒng)、壓扭性斷層少量分布，為區(qū)內(nèi)主要的兩組破礦構(gòu)造。此外，弱變形巖石中發(fā)育一系列的節(jié)理、裂隙，展布方向多樣，延伸長(zhǎng)度小，構(gòu)成了礦體的主要儲(chǔ)存空間。

礦區(qū)化探異常主要分布于賽什騰山南坡脆韌性斷層帶(SSTN-F)以北，在礦區(qū)西北部圈定1:5萬(wàn)水系沉積物異常1處，主元素為Au，伴生W、Ba，Au元素異常峰值達(dá)到44.3×10-9，均值7.52×10-9。通過(guò)1:1萬(wàn)土壤面積性測(cè)量，進(jìn)一步將其解剖出以Au元素為主的土壤綜合異常8處(1)青海省地質(zhì)調(diào)查院．青海省冷湖鎮(zhèn)賽什騰地區(qū)礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查報(bào)告．2016．，異常濃集中心明顯，濃集中心區(qū)范圍大，異常梯度變化相對(duì)緊湊，面積0.1～0.24 km2不等，Au元素峰值最高為60 800×10-9，伴生元素有Cu、Zn、Mo、W等，異常幅值低，與主元素的套合度較低。

1.2 礦體特征

金礦體產(chǎn)于中—晚奧陶世花崗閃長(zhǎng)巖中，礦石類型分為含金石英脈型和含金硅化糜棱巖型兩種，其中含金石英脈型主要分布于礦區(qū)西部，少量分布于東部，含金硅化糜棱巖型則全部分布于東礦區(qū)。礦體與金化探異常吻合度高。

西礦區(qū)由M1～M8等8條主礦體及12條高品位礦化體組成，厚度0.26～2.38 m不等，金品位介于1.0～71.9 g/t之間，礦體由石英脈和脈體外接觸帶的硅化圍巖構(gòu)成。礦(化)體受巖體中節(jié)理、破裂系統(tǒng)控制，其展布方向可分為北西向、近東西向、北東向、近南北向4組。傾角均較陡，介于50°～90°。經(jīng)鉆孔揭露控制，含金石英脈向深部主要變?yōu)槲⒓?xì)石英脈，金品位變低，主要在0.3～11.9 g/t之間，規(guī)模增大，最大累計(jì)厚度23 m。同時(shí)西礦區(qū)構(gòu)造破碎帶、糜棱巖化帶均不含礦。

東礦區(qū)劃分圈定構(gòu)造蝕變帶4條(sb2～sb5)，寬度1～170 m，北西—南東走向，最大延伸2.5 km，巖石具強(qiáng)弱不等的糜棱巖化，石英脈發(fā)育，黃鐵礦化強(qiáng)烈。帶內(nèi)圈定金礦體1條(M9)、金礦化體3條，礦體產(chǎn)出于NW向糜棱巖化帶中，平行于構(gòu)造面理產(chǎn)出，產(chǎn)狀為45°～80°∠52°～76°，走向控制延伸10～150 m不等，傾向延深最大為130 m，真厚度1.0～0.45 m，礦體品位0.36～43.6 g/t。

1.3 礦石質(zhì)量及圍巖蝕變

礦石類型為含金石英脈型(圖2(a))和含金硅化糜棱巖型(圖2(b))兩種，其中含金石英脈型在深部呈現(xiàn)微細(xì)石英脈型特征(圖2(c))。礦石結(jié)構(gòu)主要為粒狀變晶結(jié)構(gòu)，次為交代結(jié)構(gòu)，構(gòu)造以脈狀構(gòu)造、糜棱構(gòu)造為主。礦石礦物主要為自然金和黃鐵礦，自然金是金的重要賦存形式，在局部呈現(xiàn)大顆粒片狀的產(chǎn)出特征(圖2(d))。脈石礦物主要有石英、絹云母、綠泥石、方解石等。圍巖蝕變主要為硅化，與金礦化關(guān)系密切，具體可分為面狀硅化、線狀硅化，線狀硅化表現(xiàn)為含金的脈狀石英發(fā)育，面狀硅化表現(xiàn)為巖石中硅質(zhì)組分增加，硬度增大，使得巖石呈錫白色、黃白色，向圍巖一側(cè)過(guò)渡，蝕變強(qiáng)度逐漸減弱。

2 巖(礦)石原生暈地球化學(xué)特征

據(jù)礦區(qū)地表原生暈統(tǒng)計(jì)成果(表1)顯示，以金為主的成礦元素明顯具有選擇富集的特征，與石英脈、黃鐵礦化、硅化等載體關(guān)系密切，尤其在礦化石英脈中極為富集；同時(shí)，糜棱巖化帶中金元素的含量東礦區(qū)明顯高于西礦區(qū)，這點(diǎn)與鉆探驗(yàn)證成果相一致。

表1 三角頂?shù)V區(qū)巖(礦)石中主要微量元素含量統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistics table of main trace element contents in rocks (minerals)in the Sanjiaoding mining area

根據(jù)礦區(qū)主要巖(礦)石的原生暈統(tǒng)計(jì)分析認(rèn)識(shí)，結(jié)合化探異常在西礦區(qū)分布有一定的W異常，東礦區(qū)沒(méi)有W異常的顯現(xiàn)，說(shuō)明區(qū)內(nèi)東礦區(qū)、西礦區(qū)Au-W相關(guān)性不同，是否在一定程度上揭示了區(qū)內(nèi)含金石英脈與含金硅化糜棱巖受不同成礦熱液控制形成，需要進(jìn)一步研究。

3 流體包裹體特征

3.1 樣品采集與分析方法

樣品采自石英脈型M1、M5、12號(hào)礦體，巖性為石英脈型金礦石，金品位在1.1～26.0 g/t之間，分析工作在吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院地質(zhì)流體實(shí)驗(yàn)室完成，冷熱臺(tái)在-70～+100 ℃的誤差為0.1。

(a)含金石英脈(A)及其近脈蝕變巖(B)；(b)糜棱巖型金礦石；(c)微細(xì)石英脈型礦石；(d)微細(xì)粒自然金鏡下產(chǎn)出特征；Lm.褐鐵礦；Au.自然金。圖2 三角頂金礦床典型礦石照片F(xiàn)ig.2 Photographs and photomicrographs of ores from the Sanjiaoding gold deposit

3.2 巖相學(xué)特征

包裹體有氣液兩相包裹體(Ⅰ型)和含CO2三相包裹體(Ⅱ型)兩種，以Ⅰ型包裹體為主(圖3)，Ⅱ型包裹體少量。

圖3 三角頂?shù)V區(qū)含金石英脈代表性Ⅰ型流體包裹體照片F(xiàn)ig.3 Photomicrographs of representative Ⅰ type fluid inclusions from the gold-bearing quartz vein in the Sanjiaoding mining area

Ⅰ型包裹體由液相(LH2O)和氣相(VH2O)水組成，以液相為主。氣相成分一般為5%～20%，多數(shù)為10%～15%。包裹體長(zhǎng)軸長(zhǎng)一般為2～8 μm，多數(shù)在4～6 μm之間。包裹體形態(tài)為橢圓形、長(zhǎng)方形和不規(guī)則狀，少數(shù)為規(guī)則負(fù)晶形和不完全負(fù)晶形。此類包裹體發(fā)育最廣，是主要包裹體類型。

3.3 顯微測(cè)溫結(jié)果

流體包裹體顯微測(cè)溫結(jié)果(表2)顯示含礦石英脈中Ⅰ型包裹體的冰點(diǎn)溫度為-14.1～-5.7 ℃，完全均一溫度為134.4～325.6 ℃，主要集中分布于140～240 ℃之間(圖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為鹽度，%NaCleqv；Tm為冰點(diǎn)溫度，℃)，計(jì)算出包裹體鹽度，其結(jié)果為8.81%～18.01%NaCl eqv，主要集中在9%～17%NaCleqv之間(圖4(b))。采用公式[5]ρ=a+bTh+cTh2(ρ為密度,g/cm3;Th為均一溫度,℃;a、b、c為無(wú)量綱參數(shù))計(jì)算密度，結(jié)果為0.65～0.94 g/cm3。

表2 三角頂?shù)V區(qū)含金石英脈流體包裹體的顯微測(cè)溫結(jié)果及相關(guān)參數(shù)Table 2 Microthermometry data and relative parameters of fluid inclusions from the gold-bearing quartz veins in the Sanjiaoding mining area

圖4 三角頂?shù)V區(qū)含金石英脈成礦流體均一溫度(a)、鹽度(b)直方圖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 成礦壓力及深度

根據(jù)流體包裹體的均一溫度和流體鹽度，利用邵潔蓮[6]經(jīng)驗(yàn)公式P=P0×Th/T0(P為成礦壓力，MPa；P0為初始?jí)毫?，MPa，P0=219+2 620×鹽度；Th為實(shí)測(cè)均一溫度，℃；T0為初始溫度，℃，T0=374+920×鹽度)，計(jì)算出包裹體的流體壓力介于13.4～37.5 MPa，平均21.6 MPa。

Sibson等[7]建立了斷裂帶內(nèi)流體壓力和深度之間的非線性關(guān)系，孫豐月等[8]分段擬合了一組流體壓力和深度之間的關(guān)系式，認(rèn)為流體壓力介于0～40 MPa時(shí)，關(guān)系式為y=x/10(y為成礦深度,km；x為測(cè)得的流體壓力值,MPa)。據(jù)此求得三角頂金礦的成礦深度為1.3～4.0 km，平均為2.2 km，屬于淺成環(huán)境。說(shuō)明含金石英脈型礦石的成礦流體特點(diǎn)呈現(xiàn)中低溫淺成的特征。

4 討 論

4.1 成礦特征

(1)具有單一的成礦元素組合與圍巖蝕變。區(qū)內(nèi)一系列的原生暈測(cè)量顯示了單金成礦的特征，僅局部伴生弱的Ag、As、W等異常；金屬礦物也主要以自然金和載金黃鐵礦等為主，其他硫化物少見(jiàn)。硅化是與成礦最為密切的蝕變類型，硅化強(qiáng)弱程度與礦化強(qiáng)弱呈正相關(guān)，且自礦體向圍巖其硅化強(qiáng)度具有連續(xù)漸變減弱的特征。

(2)構(gòu)造空間是區(qū)內(nèi)金礦成礦的必不可少的因素，且不同的空間類型控制形成了不同的礦石類型。含金石英脈受控于弱變形巖石中的張性節(jié)理、裂隙中，節(jié)理的優(yōu)選方向不明顯，且含金石英脈以充填交代方式就位為主，造就了近脈側(cè)圍巖的強(qiáng)硅化特征。含金硅化糜棱巖受控于北西向壓扭性的糜棱巖化帶內(nèi)，平行于構(gòu)造帶產(chǎn)出，且與圍巖呈漸變接觸關(guān)系。北東向的脆性構(gòu)造及其破碎帶為成礦期后形成的破礦構(gòu)造，既不控礦也不含礦，同時(shí)由于其產(chǎn)出規(guī)模普遍較小，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)較大規(guī)模的地質(zhì)體錯(cuò)移，所以北東向斷層對(duì)礦體空間分布影響較小。

(3)成礦空間分布具有較強(qiáng)的規(guī)律性。含金石英脈主要分布于西礦區(qū)，向東減少；硅化糜棱巖則全部發(fā)育于東礦區(qū)，均受控于北西向糜棱巖化帶，并且由東向西，糜棱巖化帶的含礦性逐漸減弱，直至到西礦區(qū)的糜棱巖化帶不含礦。垂向空間上，西礦區(qū)含金石英脈呈現(xiàn)由地表的石英大脈向深部的微細(xì)石英脈變化的特征，含金石英脈主要發(fā)育于標(biāo)高3 800～3 960 m之間，3 800～3 600 m標(biāo)高之間微細(xì)含金石英脈的頻次明顯增多(圖5)，如在zk6、zk3等鉆孔內(nèi)形成了規(guī)模厚大的金礦化，3 600 m標(biāo)高之下礦化未知。東礦區(qū)含金硅化糜棱巖見(jiàn)于3 900 m 標(biāo)高以下，少量含金石英脈發(fā)育于sb2蝕變帶的上盤花崗閃長(zhǎng)巖巖體中，標(biāo)高見(jiàn)于3 950～4 000 m之間，呈現(xiàn)上部為含金石英脈、下部為含金硅化糜棱巖型礦體的垂向空間分布特征。

圖5 三角頂西礦區(qū)聯(lián)合剖面示意圖Fig.5 The joint profile schematic diagram of the Sanjiaoding west mine area

(4)具有多流體、多期次、多階段疊加成礦的規(guī)律。含金石英脈成礦流體特征體現(xiàn)了中低溫、中低鹽度、淺成流體的特征，同時(shí)根據(jù)西礦區(qū)含金石英脈中Au與W元素的化探相關(guān)性，結(jié)合區(qū)域成礦事件研究[9-18]，本文認(rèn)為含金石英脈與巖漿活動(dòng)關(guān)系更為密切，巖漿及其期后熱液是流體的主要組分之一；含金硅化糜棱巖型礦化主要受動(dòng)力變質(zhì)作用控制形成，與構(gòu)造變質(zhì)流體關(guān)系密切。

(5)三角頂金礦是區(qū)域造山型金礦成礦的響應(yīng)，并具多期、多階段性。含金硅化糜棱巖型礦化主要受動(dòng)力變質(zhì)作用控制形成，是造山期的產(chǎn)物[19-20]，富集成礦貫穿整個(gè)構(gòu)造變形變質(zhì)期。含金石英脈型金礦化則主要與造山運(yùn)動(dòng)中巖漿活動(dòng)[21-22]關(guān)系更為密切，巖漿及其期后熱液是成礦流體的主要組分，并形成了W等高溫元素地球化學(xué)異常。其最終成礦時(shí)限應(yīng)該與區(qū)域成礦事件一致[9-11,23]，為晚華力西期—印支期。

4.2 找礦意義

分析認(rèn)為，區(qū)內(nèi)石英脈型、硅化糜棱巖型礦石為區(qū)域構(gòu)造、巖漿、熱液活動(dòng)的產(chǎn)物，在空間上呈現(xiàn)較明顯的分帶性。垂向上，上部為石英脈型穹頂式的金礦化層，穹頂上部為稀疏大脈，中下部為微細(xì)石英脈；下部的脆韌性-韌性構(gòu)造帶內(nèi)形成硅化糜棱巖型金礦。橫向上石英脈型主要分布于礦區(qū)西部，硅化糜棱巖型礦化均分布于礦區(qū)東部。由此，初步認(rèn)為區(qū)內(nèi)由西向東表現(xiàn)為成礦深度增加，其最終成礦的致礦中心隱伏于礦區(qū)東側(cè)，含礦熱液沿構(gòu)造應(yīng)力薄弱面運(yùn)移并沉淀成礦[24]，依次形成硅化糜棱巖型礦石和石英脈型穹頂式的金礦化層，這也是一個(gè)熱液成礦勢(shì)能遞減的過(guò)程。

所以目前西礦區(qū)所發(fā)現(xiàn)的石英脈型金礦可能處于穹頂?shù)闹胁科?，?jù)zk3、zk6、zk002等鉆孔的揭露成果，重點(diǎn)關(guān)注西礦區(qū)中南部的找礦，以礦化石英脈為主要找礦標(biāo)志，以標(biāo)高3 960～3 600 m的穹頂式含金石英脈富集的礦化層為主要對(duì)象進(jìn)行勘查，摒棄對(duì)單條含金石英脈的揭露控制工作。同時(shí)，自zk005至zk002孔之間約1.2 km的范圍內(nèi)，工程控制稀疏，根據(jù)zk3、zk002、zk6等鉆孔的揭露成果，說(shuō)明即使含金石英脈的產(chǎn)狀是極不連續(xù)的，但是其存在較明顯的富集帶，進(jìn)一步揭露控制意義重大。

東礦區(qū)主要加強(qiáng)sb2含金蝕變帶的揭露控制工作，并注重sb2、sb4等蝕變帶向南東方向的追索控制，深部可能存在較大規(guī)模的金礦化；同時(shí)在構(gòu)造帶上盤兼顧石英大脈型金礦體的圈連，彌補(bǔ)以往工作中的不足。相信通過(guò)進(jìn)一步的勘查工作，該礦區(qū)有望提交一處極具工業(yè)價(jià)值的金礦礦產(chǎn)地，同時(shí)也可借此拓展周邊乃至柴達(dá)木盆地北緣花崗巖區(qū)的金礦勘查工作，構(gòu)建新的金礦礦集區(qū)。

5 結(jié) 論

(1)三角頂?shù)V區(qū)含金石英脈成礦流體均一溫度主要為140～240 ℃，鹽度主要集中在9%～17% NaCleqv之間，密度0.65～0.94 g/cm3，壓力介于13.4～37.5 MPa，成礦深度為1.3～4.0 km，顯示中低溫、中低鹽度、淺成流體的特征。

(2)含金石英脈、含金硅化糜棱巖兩種礦石類型反映了區(qū)內(nèi)多期次、多階段、多流體參與的復(fù)合成礦過(guò)程，含金石英脈型礦石與巖漿作用關(guān)系更為密切，含金硅化糜棱巖型礦石與造山期動(dòng)力變質(zhì)作用關(guān)系更為密切。

(3)三角頂金礦由東向西成礦深度變淺，依次形成硅化糜棱巖型、石英細(xì)脈型、石英脈型礦石，并在西礦區(qū)形成了石英脈型穹頂式的金礦化層。西礦區(qū)石英脈型礦體穹頂式的礦化層與向東的隱伏含金硅化糜棱巖帶仍有大的找礦空間，極具找礦突破的潛力。

致謝：論文中部分認(rèn)識(shí)得益于與青海省地質(zhì)調(diào)查院王濤高級(jí)工程師的深入交流，原青海省地質(zhì)調(diào)查院陳靜高級(jí)工程師在樣品測(cè)試過(guò)程中提供了支持和幫助，審稿老師對(duì)本文提出了寶貴的修改意見(jiàn)，在此一并表示感謝！