阿尔泰山南缘赛都金矿床的构造_成矿流体及其演化

ACT A 　PET ROLOGI C A 　ET 　M I N ERALOGI C A

Vol .28,No .2:141～151

Mar .,2009

阿尔泰山南缘赛都金矿床的构造2成矿流体

及其演化

徐九华1

,张国瑞1

,谢玉玲1

,单立华1

,张绍俊2

,王平户2

,邹存海

2

(1.北京科技大学资源工程系,北京　100083;2.阿勒泰正元国际矿业公司,哈巴河　836700)

摘　要:赛都金矿床位于额尔齐斯构造带北西段,矿体受韧性剪切构造带的控制,赋存于玛尔卡库里巨型剪切带内的蚀变糜棱岩带内。构造2成矿流体早期以中高温、富CO 22N 2等挥发分为特征,包裹体均一温度252.0～

408.0℃;中期以CO 22H 2O 流体为主,包裹体均一温度203.0～325.8℃,反映了中温热液特征;中晚期演化为中低温、

中低盐度的盐水溶液体系,包裹体均一温度120.0～221.0℃。矿石中黄铁矿的δ34S 变化范围在3.53‰～5.88‰之

间;铅同位素组成的206Pb /204Pb 变化于18.0997～18.3585,207Pb /204Pb 变化于15.4877～15.5790,208Pb /204Pb 变化于38.1116～38.3551。硫铅同位素研究表明成矿物质是从深部富集的,在造山作用过程中从深部岩石通过热液萃取获得。主要的金矿化与后碰撞造山的伸展构造环境有关,构造2成矿流体的演化特征与剪切带演化过程相吻合。关键词:流体包裹体;成矿物质来源;赛都金矿

中图分类号:P618.51;P611.1　　　　　　文献标识码:A 　　　　　　文章编号:100026524(2009)022*******

The evoluti on of tecon i c 2m et a llogen i c flu i ds i n the Sa i du

gold deposit,Southern A lt ay

XU J iu 2hua 1

,Z HANG Guo 2rui 1

,X I E Yu 2ling 1

,SHAN L i 2hua 1

,Z HANG Shao 2jun 2

,

WANG Ping 2hu 2

and Z OU Cun 2hai

2

(1.Depart m ent of Res ource Engineering,Beijing University of Science and Technol ogy,Beijing 100083,China;

2.A ltay Zhengyuan I nternati onalM ining Company,Habahe 836700,China )

Abstract:The Saidu gold deposit is l ocated in the northwest part of Ertix tect onic z one in Xinjiang .The ore bodies

occur in altered myl onite z ones within the Markuli giant fault belt and are contr olled by the ductile shear z one .The tect onic 2metall ogenic fluids of the early stage are characterized by mes other mal 2hypother mal CO 22N 22rich fluids,with homogenizati on te mperatures of fluid inclusi ons being 252.0～408.0℃.The tect onic 2metall ogenic fluids at the m iddle stage are characterized by CO 22H 2O fluids,with homogenizati on te mperatures being 203.0～325.8℃.The fluids at the late stage were ep ither mal 2mes other mal l ow salinity aqueous s oluti ons,with homogenizati on te mpera 2

tures being 120.0～221.0℃.The δ34

S values of pyrite in the gold deposit range fr om 3.53‰t o 5.88‰;the lead

is ot op ic compositi ons are fairly constant,with 206Pb /204Pb ranging fr om 18.0997t o 18.3585,207Pb /204

Pb ranging

fr om 15.4877t o 15.5790,and 208Pb /204

Pb ranging fr om 38.1116t o 38.3551.Sulfur and lead is ot ope studies indicate that the ore 2for m ing materials originated fr om the deep porti on,and had cl ose relati onshi p with mag matic activity .The ore materials were obtained fr om r ocks of the l ower crust during the or ogenic peri od .The main gold m ineralizati on was related t o the post 2or ogenic extensi on envir on ment,with the evoluti on characteristics corres pond 2ing t o the evoluti on of shear z ones .

Key words:fluid inclusi ons;s ource of ore materials;Saidu gold deposit

收稿日期:2008202205;修订日期:2008212208

基金项目:国家自然科学基金资助项目(40672060);国家科技支撑计划资助项目(305项目2007BAB25B01)作者简介:徐九华(19512　),男,博士,教授,矿床学专业,E 2mail:jiuhuaxu@ces .ustb .edu .cn 。

由于阿尔泰南缘晚古生代构造2成矿活动非常强烈,早期形成的石英脉体多已碎裂变形且被晚期构造2热液活动改造,早期的流体包裹体行迹也因此难于识别,所以进行细致的石英脉世代和流体包裹体岩相学研究,对正确认识构造2成矿流体演化和成矿作用具有重要意义。本文以赛都金矿为例,对该问题进行了探索。

1　地质概况

赛都金矿位于阿尔泰哈巴河县,是额尔齐斯构造2成矿带西北段的典型金矿床。额尔齐斯深断裂带总体呈N W310°绵延于阿尔泰山南缘,东起中蒙边境,卡拉先格尔以东的南东段称玛因鄂博深断裂,北西进入哈巴河县称玛尔卡库里深断裂,再向北西进入哈萨克斯坦。额尔齐斯构造2成矿带实际上包括了阿尔曼太2萨吾尔岛弧带和克兰弧后盆地的部分地区。赛都金矿田的主矿段就位于玛尔卡库里剪切带及其派生的托库孜巴依剪切带的分叉处(图1),韧性剪切变形带内岩石强烈片理化、劈理化及糜棱岩化,

由数个次一

图1　赛都金矿区地质略图[据程忠富等(1996)修绘] Fig.1　Geol ogical sketch map of the Saidu g old deposit,

Xinjiang(after Cheng Zhongfu et al.,1996)

1—第四系;2—中2上泥盆统;3—下2中泥盆统;4—花岗岩;5—斜长花

岗岩;6—辉绿玢岩及闪长玢岩;7—辉长2闪长岩;8—断裂带;9—剪切带及韧性剪切带;10—金矿群;11—铜矿;12—金矿;13—采矿场1—Quaternary;2—M iddle2Upper Devonian;3—Lower2M iddle Devonian; 4—granite;5—p lagi oclase granite;6—diabase and di orite;7—pyr oxene di orite;8—fault;9—ductile shear zone;10—gold2bearing veins;11—copper m ine;12—gold m ine;13—m inning p it

级的剪切带组成(Gr oves et al.,1998)。

区内地层主要为中下泥盆统托克萨雷组沉积岩系,局部夹有少量火山岩,由于变形变质,岩石主要由石英绢云千枚岩、变砂岩等组成。哈巴河斜长花岗岩体大面积侵入,出露面积达800km2,其全岩K2 A r年龄为284.4～277.3Ma,Rb2Sr等时线年龄为297±11Ma(陈华勇等,2000)。

赛都金矿田共有4个金矿脉群,即1号、2号、3号和4号脉群。4个矿脉群均呈SE2NW向分布,与糜棱岩蚀变带分布一致,基本上呈等间距分布,与地表常见的石英脉群的雁形排列是一致的。早期石英脉伴生的韧性变形成因的黑云母A r2A r法年龄为269.94±2.54Ma(李光明等,2007),含矿蚀变岩中黑云母和白云母的K2A r法的测年结果为294.7±3.5～316.5±3.2Ma,含金蚀变闪长岩中白云母K2A r年龄为294.7±3.5Ma(芮行健等,1993;程忠富等,1996)。含金构造岩中的绢云母A r2A r年龄为2.2Ma(闫升好等,2004)。

241岩　石　矿　物　学　杂　志　　　　　　　　　　　　　　　　　第28卷2　构造2成矿阶段

　　玛尔卡库里深断裂及其次级剪切构造带具有复杂的构造2成矿演化历史,从早期的挤压推覆、韧性变形,经中期的构造抬升、左行走滑和脆2韧性变形以及一系列的剪裂隙和石英脉系的形成,直至晚期的脆性构造叠加,都伴有与金有关的矿化,但主要的金矿化与中期脆2韧性剪切变形有关。根据野外地质特征、手标本和显微镜下研究,赛都金矿的构造2成矿可划分为4个阶段。

(Ⅰ)早期韧性剪切2硅化阶段:该阶段韧性剪切作用强烈,伴随较强的硅化作用,表现为条带状、石香肠状的石英平行糜棱片理分布(图2a、2b),总体走向NW,相当于李光明等(2007)的V1、V2脉系。主要发育于1号矿体,其他矿体发育较差。有磁铁矿、金红石的形成。

(Ⅱ)浸染状黄铁矿2乳白色石英阶段:该阶段剪切活动强烈,韧性变形向脆性转化,伴有较强烈的黄铁矿化、硅化等面型蚀变,以及较弱的金矿化,局部形成含浸染状磁铁矿的石英脉。相当于李光明等(2007)的V4、V5和V6脉系,石英脉常切层分布。石英镜下特征表明,早期石英Q1呈透镜状、长条状和眼球状定向分布,被细粒重结晶石英环绕包围(图2e),可以认为,这类的石英脉具有糜棱岩化石英脉或石英质(硅质)糜棱岩的特征。有时Q1内布满菱形网状碳质微裂隙,菱形长对角线方向与石英长轴方向一致;在垂直或大角度斜交石英长轴方向则分布密集的流体包裹体面(图2g)。这些现象都是由于平行压应力(垂直石英长轴)的方向易于产生张裂隙,为次生流体包裹体的捕获提供了空间。

(Ⅲ)多金属硫化物2烟灰色石英阶段:此阶段为韧脆性变形的中晚期,主要形成大小不均的烟灰色黄铁矿2石英脉,并出现较多黄铜矿、闪锌矿和方铅矿等。中晚期金矿化最强,形成自然金和多种金的碲化物。该阶段是本区最主要的金矿化阶段。镜下观察表明,该阶段石英也主要由透镜状、眼球状碎斑石英和细粒重结晶石英亚颗粒组成,所谓的烟灰色石英实际上是由填隙在细粒重结晶石英间的黄铜矿等硫化物微粒细脉和微粒引起的(图2f、2h)。因此该阶段石英脉很可能是富硫富金属流体对II阶段糜棱岩化石英脉的进一步改造,岩石中重结晶的亚颗粒石英相对于碎斑石英的比例增加,同时伴随强烈的硫化物化,使得石英脉外观为烟灰色。

(Ⅳ)晚期石英2碳酸盐化阶段:在矿区可见含方解石、石英脉呈E W或NE向,是剪切作用晚期的产物,也是本区成矿晚期的产物,该阶段基本不含矿。

赛都金矿的热液蚀变程度与构造形变的强度呈正相关。从剪切构造带中心的糜棱岩到构造带外侧的糜棱岩化围岩,热液蚀变的类型由强烈的硅化2黄铁绢英岩化到中低温的绢云母化、绿泥石化和碳酸盐化。金矿化的强度与热液蚀变2构造形变密切相关,构造2蚀变越强金矿化越好。

3　流体包裹体研究

3.1　包裹体组合特征

赛都金矿各阶段的石英都存在大量流体包裹体,既有原生成因,更有多次叠加属次生成因的。先按室温下的相态特点分成3种类型:碳质流体包裹体(包括富N

2

包裹体)、CO

22H2O包裹体(L CO2

2L H

2O

)和水溶液包裹体(L2V)。以下以包裹体组合(F I A)的观念来阐述各阶段包裹体的特征。

(1)碳质流体包裹体,是指无水的CO

22CH4

2N2体系(Van den Kerkhof and Thiery,2001)。在赛都金矿早期石英脉透镜状、眼球状石英中(如Ⅰ、Ⅱ阶段)都能见到碳质流体包裹体,它们既可以表现出原生成因特征(图3a),也有次生成因的。一般在Ⅰ阶段石英中常表现为假次生或次生的(面状分布局限于石英单颗粒内或穿透颗粒间),而在Ⅱ阶段石英中主要表现为次生的。按成分它们又可分为2种:一种为

富N

2

包裹体,常表现为很暗的单相包裹体(图4),常

与CO

22H2O包裹体一起产出,它们冷冻至-195℃无明显相变;另一种为含N

2

的CO

2

包裹体,CO

2

固相

的融化温度(t

m,CO2

)小于-57℃,甚至低于-63.1～-.5℃,反映了存在一定量的N2或CH4等挥发分。激光拉曼探针分析表明,在拉曼位移1384c m-1

和1278c m-1附近显示了清晰的CO

2

谱峰,而在拉曼

位移2327～2329c m-1处显示了清晰的N

2

谱峰(徐九华等,2007)。

(2)CO

22H2O包裹体,由液态CO2相和液态水溶液相组成(具30%～60%的CO

2

/H2O体积比)。

原生成因的CO

22H2O包裹体主要产于第Ⅰ、Ⅱ阶段石英脉的透镜状、眼球状石英中(图3b),在Ⅲ阶段烟

灰色糜棱岩化石英脉的眼球状石英中也可见C O

22H2O 包裹体,表现为原生或次生成因的。该类包裹体的

341

第2期　　　　　　　　　　　徐九华等:阿尔泰山南缘赛都金矿床的构造2成矿流体及其演化图2　赛都金矿各种构造石英脉体及显微镜下特征

Fig.2　Vari ous quartz veins and texture characters under m icr oscope at the Saidu gold deposit

a—赛都金矿1号矿体韧性剪切带中顺层石英脉透镜体(V1)和切层石英脉(V2),D001(地质观测点);b—中泥盆统阿勒泰镇组(D2a2-2)千枚状板岩中顺层石英脉,D008点;c、d—2号矿闪长岩中或边部充填的粗晶黄铁矿2白色石英脉(Ⅱ阶段),106勘探线617m中段;e—白色石英脉(Ⅱ阶段)中两期石英,Q1为透镜状,Q2为细粒重结晶,(+),822226;f—烟灰色石英脉中(Ⅲ阶段)透镜状Q1被硫化物(黄铜矿等)环绕, (-),8222223;g—灰白色石英脉(Ⅱ阶段)中透镜状石英(Q1)中垂直长轴的包裹体组合,周边的细粒石英(Q2)和碳质网脉,8222210;h—烟灰色石英脉(Ⅲ阶段)中硫化物(S)填隙重结晶石英(Q2),并见碎斑石英(Q1),(+),8222222(图中显微照片为光薄片,较正常薄片厚,故石

英在正交偏光下呈鲜艳的干涉色)

a—banded lent oid quartz vein(V1)and strata2cutting vein in ductile shear z one atNo.1ore body of the Saidu gold deposit,D001(geol ogical s pot);b—banded quartz vein in phyllitic slate ofM iddle Devonian(D2a2-2),D008;c,d—coarse pyrite2white quartz vein(StageⅡ)within or near the margin of di orite massive at No.2ore body,at617m level near exp l orat ory line106;e—t w o generati ons of quartz in white quartz vein(StageⅡ),Q12lent oid quartz;Q22fine recrystallized quartz grains(+),822226;f—dark greyish quartz vein(StageⅢ)lent oid quartz(Q1)surr ounded by sulfides(chalcopy2 rite),8222223,(-);g—white grayish quartz vein(StageⅡ),fluid inclusi ons vertical t o extending of lent oid quartz which is surr ounded by fine recrys2 tallized quartz grains(Q2)and carbonic veinlets,8222210;h—dark greyish quartz vein(StageⅢ)intergranular sulfides(S)in recrystallized quartzgrains (Q2)and clastic quartz(Q1)can be seen(+),8222222(m icr ophot os in figure are under polished secti ons which are thicker than nor mal thin secti ons,

s o quartz shows bright interference col our under cr ossed polarizer)

均一温度较高,第Ⅰ阶段石英脉CO

22H2O包裹体的均一温度范围在为252.4～408.1℃,第Ⅱ阶段的为203.3～325.8℃(表1)。

(3)水溶液包裹体,在赛都金矿Ⅰ号矿脉群的第Ⅱ、Ⅲ阶段普遍存在,根据相态有两种情况:a为由水溶液相和蒸汽相组成(气液比为15%～30%)的两

441岩　石　矿　物　学　杂　志　　　　　　　　　　　　　　　　　第28卷

图3　赛都金矿各种构造石英脉体中包裹体特征

Fig .3　Characteristics of fluid inclusi ons in vari ous quartz veins in the Saidu gold deposit

a —乳白色石英脉中L C O 2包裹体,S D2;

b —乳白色石英脉中L C O 22L H 2O 包裹体,S D2;

c —顺层石英脉中原生包裹体(F I 0)和次生包裹体(F I 2),S D103A;

d —未切穿石英颗粒边界的碳质流体包裹体(F I 0)和穿切石英颗粒边界的次生包裹体(F I 2),S D103A;

e —眼球状石英平行延长方向

的碳质微裂隙(C )和垂直方向的次生包裹体(F I 2),822226;f —眼球状石英中穿切边界的L 2V 包裹体(F I 2),又被充填硫化物细脉(S )的裂

隙穿切,822228

a —L C O 2inclusi ons in white quartz vein,S D2;

b —L C O 22L H 2O inclusi ons in white quartz vein,S D2;

c —pri m ary inclusi ons (FI 0)an

d secondary inclusi ons (FI 2)in banded quartz veins,S D103A;d —carbonic inclusi ons (FI0)within quartz grain and secondary inclusi ons (FI2)cutting quartz grains,S D103A;

e —carbonic fissures (C )occurring al ong the stretching directi on o

f eyeball 2like quartz,and secondary inclusi ons (FI 2)distributed vertical t o eyeball 2like quartz,

822226;f —secondary L 2V inclusi ons (FI 2)cutting the boundary of eyeball 2like quartz,and cut by tiny fissures filled with sulfides (S ),822228

相包裹体;b 为室温下为单相水溶液包裹体(由冷冻法和激光拉曼探针证实)。这类包裹体常成群出现,或沿透镜状、眼球状石英的边缘分布,或垂直石英颗粒的延长方向并穿透颗粒边界,具有次生特征。但是,在Ⅲ阶段烟灰色石英脉中它们又被平行石英长轴的黄铜矿等硫化物细脉穿截。所以对于Ⅱ、Ⅲ阶

段的透镜状、眼球状石英而言,它们是次生包裹体;

而对于Ⅲ阶段的黄铜矿等硫化物而言,它们则表现出同期或略早于硫化物的特征。3.2　构造2成矿流体演化

为了理顺不同产出特征的包裹体组合与剪切带构造和成矿演化的关系,用代号FI 0表示早期Ⅰ阶段石英

5

41第2期　　　　　　　　　　　徐九华等:阿尔泰山南缘赛都金矿床的构造2成矿流体及其演化

中的原生包裹体,包括碳质流体包裹体和C O 22H 2O 包裹体;用FI 1表示Ⅱ、Ⅲ阶段糜棱岩化石英脉的透镜状、眼球状石英中原生成因的L 2V 和C O 22H 2O 包裹体,以及I 阶段石英中的次生碳质流体包裹体;用FI 2为Ⅱ、Ⅲ阶段透镜状、眼球状石英中次生成因的L 2V 包裹体,它们常垂直石英长轴分布,在Ⅲ阶段中,黄铜矿、黄铁矿等硫化物则填充细粒重结晶石英粒间分布。还有一些次生包裹体,包括变形破裂的、卡脖子的,以及不规则形状的单相水溶液包裹体,暂时无法判断其相对形成时间是早于还是晚于FI 2,暂且都把它们归到FI 3。

因此,看到的构造2成矿过程的流体演化图像是:①在早期韧性剪切2硅化阶段,在局部的扩容空间形成平行糜棱片理的石英脉,捕获了大量来自深部的变质流体,形成了碳质流体包裹体和C O 22H 2O 包裹体(FI 0);②在浸染状黄铁矿2乳白色石英阶段,韧性变形开始向脆性转化,形成了一些斜切剪切带的石英脉,捕获了一些原生成因的C O 22H 2O 包裹体和碳质流体包裹体(FI 1),但由于强烈的剪切变形,这些切层石英脉和早期形成的顺层石英脉与围岩一起受到了糜棱岩化作用,石英颗粒被拉长形成透镜状、眼球状石英,颗粒边缘形成亚颗粒石英。一些FI 0、FI1受到了破坏,同时在垂直或大

角度斜交石英长轴方向形成了次生流体包裹体FI 2;③

在烟灰色石英阶段,主要表现为石英的脆性变形和硫化物的充填,此期间由于剪切构造带的抬升,构造带上部

的大气降水通过裂隙进入脆性变形的脉石英中,经愈合形成了一些不规则分布的晚期次生包裹体。

根据30件不同阶段的石英样品包裹体的显微测温结果,参考池国祥等(2008)提出的关于FI A 数据有效性的观点,剔除了那些无法识别与成矿有无关系的次生包裹体FI 3,保留了有意义的显微测温结果(表1)。表中数据说明,FI 0的均一温度(t h =252.0～408.0℃)反映了中高温热液特征,FI 1的均一温度(t h =203.0～325.8℃)主要具中温热液特征,而烟灰色石英脉中透镜状、眼球状石英内的次生L 2V 包裹体FI 2的均一温度则具中低温特征(t h =120.0～221.0℃)。由于包裹体均一温度是捕获温度的最小值,所以包裹体的实际形成温度比这些数值要高几十度。流体的成分特征表现为早期富C O 2和其他挥发分(FI 0、FI 1)以至于碳质流体的形成,随着成矿中晚期阶段韧性剪切带的抬升和向脆性变形转化,C O 2和其他挥发分比例减少,加热的大气水沿剪切带渗透参与了成矿,演化成富H 2O 的次生流体(FI 2,以及更晚的FI 3)

。

图4　赛都金矿包裹体激光拉曼探针分析结果

Fig .4　Laser Raman s pectr ogra m s of fluid inclusi ons in the Saidu gold deposit

1岩　石　矿　物　学　杂　志　　　　　　　　　　　　　　　　　第28卷

4.1　成矿物质来源

4.1.1　硫同位素示踪

赛都金矿硫化物中以黄铁矿最为常见,在不同阶段石英脉和蚀变2构造岩中都有分布,是主要载金矿物之一。Loucks和Mavr ogenes(1999)的研究表明,在550～725℃、100～400MPa条件下硫化铁饱和的盐水热液中,金在流体中可以AuHS(H

2

S)30络合物的形式存在,这与金普遍和黄铁矿共生的事实吻合。流体中AuHS(H2S)30的溶解度对温度和压力非常敏感,断裂带中温度从400℃降到340℃或压力减低将导致90%的金沉淀。因此,当变质水在剪切带中上升,通过韧2脆性转换带,温度或压力的下降,偶将引起金和硫化铁的沉淀。从而,黄铁矿硫同位素组成特征可以反映硫的来源,也可以部分反映金的来源。

程忠富等(1996)对赛都金矿硫同位素的早期研究表明,矿区各岩石黄铁矿(或褐铁矿)的δ34S的值为0.31‰～11.41‰,多数集中在1.0‰～5.0‰,平均值为3.44‰,且δ34S值的大小与黄铁矿形成先后有一定关系,早、中期δ34S值较小,成矿主期或晚期δ34S值较大,且硫同位素有分带特征。矿体中心δ34S 值较大,向外则趋小;在垂向上,黄铁矿δ34S值显示了向深部变小的趋势。李光明等(2007)也研究了赛都金矿黄铁矿硫同位素,δ34S值变化范围在-2.71‰～-5.6‰之间,平均为1.43‰。

本文也对Ⅱ、Ⅲ主构造2成矿阶段的黄铁矿测试了硫同位素组成(表2)。实验在中科院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室稳定同位素实验室完成,数据均为相对国际标准CDT之值,质谱仪型号为Delta2S。分析表明,赛都金矿床矿体中硫化物的δ34S变化范围在3.53‰～5.88‰之间(表2),平均为4.86‰。阶段Ⅱ的硫同位素值为4.00‰～5.67‰,平均为5.05‰,阶段Ⅲ的硫同位素值为3.53‰～5.88‰,平均为4.76‰。

表2　赛都金矿黄铁矿硫同位素组成

Table2　Sulfur isotope co m positi on of the Sa i du gold deposit

样号深度/m成矿阶段岩石名称δ34S/‰82222183Ⅲ含Py、Cp石英脉 3.93 822222Ⅲ含Py、Cp烟灰色石英脉 5.49 822226123Ⅱ含Py、浸染状磁铁矿浅灰白色石英脉 5.54 822228133Ⅱ含Py白色石英脉 4.00 8222212155Ⅲ含浸染状、脉状Cp、Py石英脉 4.79 8222223221Ⅲ烟灰色石英脉 5.41 782321186Ⅲ浅烟灰色石英脉 5.88 782322205Ⅲ浅烟灰色石英脉 4.62 782325211Ⅲ深烟灰色含Py石英脉 4.44 862322125Ⅱ白色石英脉 4.68 862326138.5Ⅲ烟灰色石英脉:所含Py呈浸染状,大量细脉状;Cp呈浸染状 4.76 8623214184.5Ⅱ浅灰白石英脉,透明度较高 5.36 8623219201Ⅱ含浸染状Py的浅灰白色石英脉,偶见Cp 5.67 8623222215Ⅲ深烟灰色石英脉,Cp、Sp常见 3.53　　中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室稳定同位素实验室测试。

　　获得的数据与前人的研究基本吻合,主成矿阶段δ34S值分布集中在3‰～5‰之间。据研究,邻区多拉纳萨依金矿黄铁矿中δ34S值为-7.02‰～-2.46‰,成矿晚阶段形成的黄铁矿比早阶段形成的黄铁矿δ34S 值小些。热液矿床的硫同位素研究表明:δ34S接近零值的不大的正值反映硫源应为地幔或地壳深部大量地壳物质均一化的结果。由此得出本矿区成矿硫源主要来源于地壳深部即具有深源硫特征。

4.1.2　铅同位素演化

　　在中科院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室稳定同位素实验室做了主成矿阶段黄铁矿的铅同位素测试,质谱仪型号为M T252。测试结果表明,铅同位素组成206Pb/204Pb为18.0997～18.3585,207Pb/204Pb为15.4877～15.5790,208Pb/204Pb为38.1116～38.3551(表3)。李光明等(2007)的铅同位素研究结果为:矿化Ⅱ、Ⅲ阶段的206Pb/204Pb为17.9666～18.1236, 207Pb/204Pb为15.5266～15.6070,208Pb/204Pb为37.8838～38.19(表3)。这些数据表明赛都金矿的铅同位素组成206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb值的变化范围均小于1%。按正常铅206Pb/204Pb计算的μ(238U/204Pb)值为9.26～9.46,矿石的μ值接近单一正常铅变化范围(μ=8.686～9.238);按正常铅207Pb/204Pb计算的ψ(232Th/ 204Pb)值为35.53～36.68;矿石的ψ值在单一正常铅ψ值演化的范围内(ψ=35～41)。据矿石的μ值和ψ值推测的源区中Th/U值为 3.67～3.76,接近单一正常铅的Th/U(3.92±0.09)范围。

表3　赛都金矿黄铁矿铅同位素组成特征

Table3　L ead isotope co m positi on of pyr ite i n the Sa i du gold deposit

样号成矿阶段

同位素组成

206Pb/204Pb207Pb/204Pb208Pb/204Pb

特征参数值

μψ

Th/U

8623213Ⅱ18.358515.542438.25609.3635.53 3.67

8623219Ⅱ18.099715.579

038.11169.4636.68 3.75

8623222Ⅲ18.249815.487738.35519.2636.01 3.76 TⅡZK3062423等3Ⅱ(5)18.1236～18.000315.5266～15.607037.8838～38.19

TⅡK D2121等3Ⅲ(3)17.9666～18.025615.5491～15.568237.54～37.9530

　中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室稳定同位素实验室测试;3数据引自李光明等(2007)。

　　根据上述铅同位素组成、特征参数值及铅同位素构造环境模式图(图5)可看出,赛都金矿主成矿阶段的黄铁矿具有相对稳定的铅同位素组成,在图5上,数据点集中落在造山带演化曲线上,反映了矿石中的铅等矿质主要是在造山作用中通过热液萃取深部岩石而获得的。

图5　赛都金矿床铅构造环境模式图

Fig.5　Lead is ot ope co mpositi on of pyrite in the Saidu g old deposit

4.2　后碰撞造山与金成矿

赛都金矿具有造山带型金矿(Gr oves et al., 1998)的主要特点,包括:①矿床产于区域性玛尔卡库里深断裂附近,并受次级剪切带的控制;②含矿石英脉具有典型的“构造矿石”特点,眼球状2透镜状石英的波状消光、拔丝构造,黄铁矿化与亚颗粒石英的关系密切,围岩的变形和变质具有连续性,使蚀变类型、地球化学特征、构造性质等方面具有连续性;③具有低的硫化物含量(Pb2Zn2Cu),金属组合为Au+ Ag+A s+Te;④具有强烈的中温硅化2黄铁绢英岩化组合和中低温绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化等蚀变组合;⑤构造2成矿流体为富CO

2

的H

2

O2CO2±CH4

低盐度流体,由早期的CO

2

变质流体向晚期的富H2O流体转化。这种极富CO2的流体是阿尔泰南缘金矿的重要特征(Xu J iuhua et al.,2005)。

对于额尔齐斯构造带的成矿地球动力学背景研究,特别是金的主要成矿时期与造山带构造的关系,前人从不同角度提出了不同的观点。芮行健等(1993)认为成矿作用与晚古生代洋陆俯冲有关;陈华勇等(2000)则认为与陆内板片俯冲的碰撞成矿有关;阎升好等(2004)通过A r2A r年代学研究认为应与造山带后碰撞构造演化期的伸展构造环境有关;李光明等(2007)认为额尔齐斯构造带存在两个成矿事件,分别为290Ma左右大规模左行走滑和270Ma左右的后碰撞走滑2伸展转换。

张湘炳等(1996)研究了额尔齐斯构造带的抬升历史,认为早石炭世末(332～292Ma)该区是快速抬升的时期,而晚石炭世末之后(292～211Ma)该区为造山期后应力松弛时期,抬升速度慢,断裂开启,围

压降低。胡霭琴等(2006)获得了青河变质岩中英安岩质正片麻岩的SHR I M P锆石U2Pb年龄(281±3 Ma),数据记录了阿尔泰晚古生代一次重要的构造、变质和快速隆升的地球动力学过程。肖文交等(2006)认为北疆的增生造山作用可能结束于在晚石炭世晚期—二叠纪。赛都金矿的同位素年龄数据说明金矿只是造山带中剪切带演化过程中的一个产物。笔者认为赛都金矿的早期构造2成矿阶段对应于快速抬升的较晚时期,构造流体的圈闭主要来自深部上升的富CO

2

变质水,形成残留于透镜状、眼球状

石英中的原生碳质流体包裹体和CO

22H2O包裹体;而中晚期的主成矿阶段对应于造山期后应力松弛时期,构造带上部的大气降水通过脆性裂隙进入早期

形成的脉石英中,如烟灰色石英脉阶段,富H

2

O的次生包裹体大量产生于早期透镜状、眼球状石英微裂隙中。因此,赛度金矿主要的金矿化应与后碰撞造山的伸展构造环境有关。我国东部一些重要的金矿集中区,多是燕山期以伸展为主的动力学背景下的产物,如胶东半岛、小秦岭地区等。

5　结论

(1)赛都金矿的构造2成矿流体早期以中高温、

富CO

22N2等挥发分为特征,演化到中晚期为中低温、中低盐度的盐水溶液体系。

(2)黄铁矿的δ34S变化范围在3.53‰～5.88‰之间,铅同位素组成为206Pb/204Pb=18.0997～18.3585,207Pb/204Pb=15.4877～15.5790,208Pb/204 Pb=38.1116～38.3551。硫铅同位素研究表明:成矿物质是从深部富集的,在后碰撞造山作用过程中从深部岩石中通过热液萃取获得。

(3)赛都金矿的形成只是造山带中剪切带演化过程中的一个产物,主要的金矿化应与后碰撞造山的伸展构造环境有关,构造2成矿流体的演化特征与剪切带演化过程吻合。

　　致谢　野外工作得到北京矿产地质研究院丁汝福教授级高工、有关地质部门同仁的支持,激光拉曼探针分析得到中国科学院地质与地球物理研究所范宏瑞研究员的支持,深表谢忱。References

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