新疆东部金窝子金矿成因讨论——同位素地质年代学证据

金窝子金矿床位于新疆—甘肃交界处,构造上位于西伯利亚、塔里木、哈萨克斯坦和中朝古板块的交汇部位,是新疆东部地区重要的金矿床。基于90％左右的矿体以含金石英脉形式集中分布于金窝子花岗闪长岩体内的构造破碎带中,而其余10％的含金石英网脉散布于邻近岩体的围岩破碎带中,多数学者认为该矿床与花岗闪长质岩浆的侵位有直接的成因联系,并主张围岩破碎带中的含金石英网脉的形成时代早于岩体中的含金石英脉。同位素地质年代学研究表明:金窝子花岗闪长岩体的定位时间发生在早石炭世,其全岩Rb-Sr等时线年龄(354Ma)与锆石U-Pb年龄(358.6Ma)完全吻合;岩体破碎带中含金石英脉和围岩破碎带中含金石英网脉是同时形成的,石英流体包裹体Rb-Sr等时线年龄分别为228Ma和230Ma,远晚于金窝子花岗闪长岩体形成的时间。据此,笔者认为金窝子金矿床成矿作用与金窝子花岗闪长岩体的侵位无直接的成因联系,而与后期隐伏花岗质岩浆的侵位有关,并明显受区域性构造活动控制。

新疆金窝子金矿床形成时代研究及成因机制讨论

金窝子金矿是新疆东天山—北山金矿集中区东段的一个重要金矿床。对其形成时代及成矿机制一直存在不同认识。由于成矿时代直接关系到对其成矿机制的理解,为此,笔者对金窝子金矿的形成时代及剪切带活动时代进行了精细的^(40)Ar/^(39)Ar年代学研究。结果表明:金窝子金矿形成于早三叠世,为印支早期的产物,与东天山东部地区的区域韧性剪切带的活动时代有很好的耦合关系。

北山地区金窝子金矿床成矿系统分析

金窝子金矿床产于华力西期黑云母二长花岗岩及其围岩上泥盆统金窝子组中,矿化类型为石英脉型和蚀变岩型。研究表明华力西期—印支期花岗岩系统和低角度韧脆性断裂及其次级高角度张性-张扭性断裂系统与成矿有密切的时空及物质联系,是金矿化的主控因素;矿化类型受构造应力场和断裂力学性质控制。

戈壁覆盖区景观演化与Au的分散迁移

我国西北部一些戈壁荒漠区经历长期的风化侵蚀作用而形成准平原,景观演化过程改变了元素的分散模式,对地球化学勘查是很大的难题。为了研究戈壁覆盖区元素在准平原化过程中的分散与迁移情况,选择新疆金窝子金矿,并运用空气动力反循环钻开展了采样研究工作。结果表明:金倾向于在矿体上方垂向剖面的顶层和底层土壤中富集;地表或近地表富粘土层中土壤细粒级样品中金的含量普遍高于粗粒级样品中金的含量,并且地表最大的金异常出现在矿体上方细粒级(-100目)样品中;覆盖层底部风化层中金在不同粒级中的分布没有明显的不同,底部异常往往出现在基岩面低洼处。这些结果说明在准平原化过程中,成矿物质受到剥蚀和搬运作用发生侧向迁移而在低洼处沉积下来,元素Au又通过多营力接力发生垂向迁移至地表,并被地表粘土和铁锰氧化物形成的地球化学障所捕获,从而在地表形成直接指示矿体的地球化学异常。

干旱戈壁区金属元素的垂向变化与分散——以新疆金窝子金矿为例

本文选择被风化物覆盖(4米至几十米厚)的金窝子金矿作为研究对象。分析矿体上方风化层和非矿上方的垂直剖面中的各种金属元素的总量及活动态含量,以获得金属元素在风化层中的活动规律,为化探找矿提供方法依据。结果发现金等的某种活动态的分布模式在矿体上方呈现双层分布,即他们趋向于在垂直剖面的底部与顶部富集,而在中部降低。可以解释为元素在剖面底部风化层中的富集是由于金继承了矿体的风化产物,而在地表或近地表的富集是由于从矿体迁移至地表的元素被粘土物质和铁锰氧化物膜所吸附。

深穿透地球化学异常源同位素识别研究:以新疆金窝子金矿床、内蒙古拜仁达坝—维拉斯托多金属矿床为例

通过研究两个已知隐伏矿床(新疆金窝子金矿床、内蒙古拜仁达坝—维拉斯托多金属矿床)不同介质(地气、细粒级土壤、围岩、矿石)中的铅、硫同位素特征,探讨铅、硫同位素对地气、土壤中异常物质来源的示踪,得到以下结论:(1)两矿床的介质从地气、矿石、围岩到土壤,铅同位素比值(208Pb/204Pb、207Pb/204Pb、206Pb/204Pb)一般依次增加;土壤异常区相对土壤背景区,δ34S偏高。但对两个矿床背景区、异常区地气中的铅同位素组成、土壤中的铅、硫同位素组成进行方差分析后发现,数据均没有明显的差异,从统计学的角度初步证明研究区不适宜用铅、硫同位素示踪地气、土壤中异常物质的来源。(2)两个矿床的矿石、围岩中铅同位素组成均有明显差异,即围岩中明显有放射成因铅的积累。但这种差异没有显著地反映到背景区、异常区的地气中,原因有待进一步查证。仅从捕获剂的角度初步探讨了其原因。用土壤全量中铅、硫同位素组成特征来示踪土壤异常源,并没有成功,建议采用偏提取的方法测量其中活动态中的铅、硫同位素组成,在深穿透地球化学研究中更合理。

北山金窝子金矿床流体包裹体特征及成矿流体演化

金窝子金矿床为于甘肃北山中成矿带。包裹体测温研究表明,从成矿初期到主成矿阶段,石英捕获了H_2O-NaCl,H_2O-CO_2-CH_4-NaCl,或H_2O-CO_2-NaCl体系的流体。大脉型金矿成矿初期,热液成矿流体由高温中盐度H_2O-NaCl-CO_2-CH_4四端元组份混溶的均一相热液流体；石英-黄铁矿和多金属硫化物阶段,石英捕获两成分和温度都不相同的热液组份：低盐度、富水溶液、较冷的热液和高盐度、富挥发份CO_2、CH_4和水蒸气、较热的热液。主成矿阶段石英捕获的两类型包襄体的完全均一温度相差近100℃,而且富挥发份流体盐度相对于贫挥发份流体盐度高,上述特征表明主成矿期3号脉大规模金成矿并非流体沸腾作用结果。网脉型金矿(210号脉)黄铁矿-石英成矿阶段、石英-黄铁矿和多金属硫化物成矿阶段石英捕获的地质流体的温度-成分特征无明显差异,均捕获了两种组份不同、成矿温度一致的地质流体(高盐度富水溶液流体和富堤盐度CO_2+ CH_4流体),与许多金矿的流体不混溶金成矿机制矛盾。

金窝子矿带戈壁覆盖区化探深穿透找矿方法研究

以金窝子金矿带为例,重点研究东天山地区戈壁覆盖层的分带结构、成分、性质和成因,以及金等成矿元素在干旱景观区表生迁移与矿化信息的传递机制。通过垂直剖面分析查明,戈壁覆盖层主要由坡—冲积层和冲—洪积层互层构成,其中坡—冲积层属当地风化产物,包含局部矿化信息,称为砾土戈壁;而冲—洪积层为运积物。两层均普遍经受戈壁化作用,形成以石膏为主的钙积层障。两互层均包含金等元素的矿化信息:在大比例尺详查找矿中采集坡—冲积成因的砾土戈壁层粗粒级(20～40目),能够揭示局部矿化地段;而在小比例尺区域地球化学测量中采集冲—洪积层中的细粒级(-160目)样可以圈定区域金矿化带。

新疆金窝子金矿床4号含金石英脉矿化特征及深部找矿前景探讨

金窝子金矿床是新疆东部最为重要的金矿床之一。对矿床内4号含金石英脉地质特征及矿化特征作了详细的研究。矿石品位、含金石英脉厚度及矿化强度变化趋势分析表明,金矿化在含金石英脉内具有分段富集的特点,且含金石英脉在中部和北部矿化较好。黄铁矿热电性特征研究得出,含金石英脉内黄铁矿导型以P型为主,热电系数沿垂向变化较小,反映4号含金石英脉产出稳定,具有深延的特点。研究表明,4号含金石英脉已揭露部分位于整个含金石英脉的浅部,深部应具有较好的找矿前景。

新疆北山金窝子金矿床断裂构造控矿作用

金窝子金矿床位于新—甘边界地区哈密市境内,是北山地区最为重要的金矿床之一,断裂构造是矿床内最为重要的控矿因素。由F210韧脆性剪切断裂逆冲作用在金窝子岩体内形成的近NS向高角度追踪张性断裂是矿床的直接控矿构造,具体控制了金窝子金矿床石英脉型矿体的空间分布、形态和产状以及成矿元素的分布。断裂构造的脉动性活动则控制了成矿多阶段性。并指出了矿化富集和工业矿体就位的有利部位,以期对矿山下一步探矿工作有所帮助。

甘新北山金窝子韧性剪切带型金矿床成因

金窝子金矿床位于中朝-塔里木板块与哈萨克斯坦板块俯冲碰撞带南缘的甘新北山中带东段,受矿源岩系和区域性韧性剪切带的形成和演化的双重控制。下二叠统金窝子组中金元素含量高,又普遍发生浅变质作用和较强烈的构造变形作用,所以金窝子组能够提供成矿物质。区域性构造变形过程中,大规模深层次的韧性剪切变形促使金窝子组中金元素活化迁移,连同SiO2、K、Na等活性组分和岩石中H2O一起,形成含金动力变质热液;当含金热液上升并进入到NEE向低角度逆冲韧脆性断裂中,则发生交代蚀变和矿化,形成蚀变糜棱岩型和网脉型金矿化;而含金热液上升进入到NNW向高角度张性-张扭性脆性断裂中,则发生充填型矿化,形成石英大脉型金矿化。所以金窝子金矿的最主要控矿因素是矿源岩系和韧性剪切带。因此,金窝子金矿床属于韧性剪切带型金矿床,其成矿作用与控矿因素都与韧性剪切带有关。

哈密金窝子金矿床同位素地球化学研究

笔者通过对金窝子金矿床的氢、氧、硫、碳、铅同位素的研究发现:成矿流体主要是建造水;硫的来源是矿区的沉积建造和金窝子岩体;碳则主要是沉积建造中的碳酸盐岩;铅大部分来自地壳且与花岗岩关系密切,部分来自地幔。于是,概括该矿床的成矿动力学过程可为:在矿区长期此开彼合的构造动力场中,封存在沉积建造中的建造水在层间裂隙和构造裂隙中逐渐汇集、运移,并不断汲取围岩中的成矿物质而演化为成矿热液。最后成矿热液在矿区构造应力下,在岩体的张性裂隙中交代充填成矿。

新疆哈密金窝子矿田逆冲推覆构造及其控矿作用

金窝子矿田控矿构造复杂,成矿条件独特,金矿化类型多样。经研究,金窝子矿田的形成与中天山地块向北山裂谷带逆冲推覆作用有关。逆冲推覆造就了金窝子矿田北、中、南3个不同性质的断裂带及不同的金矿化物理、化学环境,并分别控制了金矿田与其相关的金矿化类型及其成矿作用和金矿成矿系列。

新疆金窝子金矿田地质特征及成矿条件分析

金窝子金矿田大地构造位置上处于中朝-塔里木板块与哈萨克斯坦板块俯冲碰撞带南缘的北山中带。金窝子地区金矿床主要有两种类型,一是产在金窝子华力西期花岗闪长岩体中受NNW向陡倾断层控制的含金石英脉型金矿床;另一是产在上泥盆统金窝子组(D3j)地层中、受NE向低角度断层控制的蚀变糜棱岩型金矿床。金窝子金矿的成矿时代远晚于金窝子花岗闪长岩体的侵位时间。金矿形成时间与剪切带的活动时代基本是一致的,表明矿体明显受区域构造的控制。

新疆金窝子区含金糜棱岩带的微构造特征

金窝子区含金糜棱岩带中微构造具有明显的分异特征。糜棱岩薄片中有基质、碎屑、复劈理带和由复劈理包围的显微“鞍状角砾”等几种域状构造;微构造域之间的矿物成份,主要造岩元素,稀土元素和石英氧同位素(δO^(18))等能揭示SiO_2的来源、迁移和沉淀等方面的特征。

甘肃金窝子金矿地质地球化学特征

金窝子金矿构造上地处星星峡古生代岛弧南缘，红柳河断裂以南，包括南、北两矿区（ 金窝子金矿和２１０ 金矿） 。根据金矿化与岩体的空间关系，分产在花岗岩体中的金矿和围岩中的金矿两种类型。按矿化类型又可分为含金石英脉型和蚀变破碎带型。矿床在空间上和成因上与金窝子花岗岩关系密切。矿床地球化学研究表明，硫为深源硫，来自深部岩浆。包体以液相包体为主，其次有少量气态包体，还有ＣＯ２ 多相包体。包体成分类型属于ＣＯ２ － Ｈ２Ｏ－ ＮａＣｌ 型。热液水以岩浆水为主，矿床形成于碱性还原条件，为一典型的岩浆热液型金矿。

210金矿床含金韧性剪切带特征与金矿化

２１０金矿床为８０年代发现的新金矿类型。赋矿地层为上泥盆统金窝子组层凝灰岩，定位于矿区的韧性剪切带中。对２１０剪切带的宏观特征、微观特征、蚀变特征和地球化学特征的研究，揭示金矿化的形成、富集与２１０韧性剪切带应变演化过程密切相关，金矿化主要发生在第二期韧性剪切带形成糜棱岩化岩石、蚀变岩石阶段，第三期ＮＥ－ＳＷ左行走滑脆－韧性剪切变形阶段使金矿化进一步富集。

北山成矿带金窝子金矿床成矿流体时空演化与成矿机制

金窝子金矿床位于晚古生代塔里木板块与哈萨克斯坦板块俯冲碰撞带南缘的北山裂谷中,属于造山型矿床,目前该矿床成矿流体时空演化及成矿机制尚不明确,利用岩相学、显微测温和激光拉曼光谱分析对不同成矿阶段、不同海拔标高的脉石矿物中的流体包裹体进行了系统研究.依据矿物共生组合及脉体穿插关系,金矿床热液成矿过程可划分为3个阶段,从早到晚依次为:黄铁矿-石英阶段(早阶段)、石英-黄铁矿-多金属硫化物阶段(中阶段)、石英-碳酸盐阶段(晚阶段),金矿化主要发育在中阶段.脉石矿物中流体包裹体发育两种类型:NaCl-H_2O包裹体(W型)和CO_2-H2O-NaCl包裹体(C型),前两个阶段发育W型和C型包裹体,晚阶段只发育W型包裹体.从早阶段到晚阶段,流体包裹体完全均一温度的峰值分别为200~300℃、160~240℃、120~180℃,盐度依次为1.4%~14.8%NaCleqv、0.4%~14.5%NaCleqv、0.2%~7.6%NaCleqv.从早阶段到晚阶段,流体由CO2-H_2O-NaCl体系向NaCl-H_2O体系演变,完全均一温度和盐度均呈现出降低趋势,表现为由中温、中低盐度、富CO_2的变质流体向中低温、低盐度、贫CO_2的大气降水演化的趋势.矿脉垂向上的均一温度和盐度随深度增加表现出"低-高-低"的特点,可能与成矿流体多期次叠加有关.自矿区西南向东北包裹体均一温度逐渐升高,成矿深度逐渐增加,反映了矿区东北部可能为热源中心,表明矿区东北部应具有深部找矿前景.包裹体的物理化学特征及氢氧同位素特征表明,流体的混合可能是金沉淀的主要机制.