甘肃省玉门市小西弓金矿床
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发布时间：2022-05-03 04:19
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时间：2023-10-09 10:17
小西弓金矿床位于甘肃玉门市西北方向135km处的肃北蒙古族自治县马鬃山，是北山地区最重要的金矿床。北山地区为塔里木和哈萨克斯坦板块交汇处，区内深大断裂纵横交错，各类岩浆岩发育，金矿床（点）星罗棋布，是我国西北最重要的造山带和金矿集中区之一。
大量野外地质调查和室内研究结果表明，本区的金矿床（点）大多沿古生代陆内板块（或地体）碰撞对接带呈群或带分布，并且与华力西期花岗岩类具有密切的空间分布关系。该区南部的老金厂新金厂-拾金坡-小西弓金矿带沿塔里木与哈萨克斯坦板块汇聚带展布，东西长约500km、南北宽20km，为西北地区规模最大的金矿带。
小西弓金矿床位于该带的东端，并且以品位高、埋藏浅、规模大、易采选和开采历史悠久为特征。其产出环境和地质特征为国内外地质学界所关注，该矿床的解剖性示范研究不仅能够帮助人们了解造山型金矿床的形成机理和确定同类矿床找矿方向，而且可为探索北山造山带的形成过程提供理论依据（聂凤军等，2003）。
1 区域成矿地质环境
1.1 大地构造单元
大地构造位置属塔里木板块敦煌前寒武纪古陆块北缘，北距塔里木与哈萨克斯板块汇聚带（柳园-大奇山深大断裂）约13km，南与小西弓跃进山区域性深大断裂毗邻。
1.2 区域地层
区域上出露地层为老君庙群、黄尖丘群和西尖山群，为一套经过多期变形变质和混合岩化的变质岩系。
1.3 区域构造格架
北山地区为塔里木和哈萨克斯坦板块处交汇处，区内深大断裂纵横交错，该区南部的老金厂-新金厂-拾金坡-小西弓金矿带沿塔里木与哈萨克斯坦板块会聚带展布，长约500km，南北宽20km，小西弓金矿床位于该带的东端。
1.4 区域岩浆活动
岩浆侵入活动主要发生于加里东晚期及华力西中、晚期，为中—酸性岩，其中华力西的中酸性侵入岩与成矿关系密切。
1.5 成矿单元
小西弓金矿位于天山-北山成矿省之北山成矿带的东端。
2 矿区地质特征
2.1 矿区地层
矿区出露的地层主要是前长城系西尖山群下亚群第四、第五岩组和上亚群第一、第二岩组的中浅变质岩系，原岩为海相陆源碎屑岩-碳酸盐岩-火山岩建造（图1）。
图1 小西弓金矿区地质简图
（据郭晓东等，2002）
An1-1，An1-2，An1-3—西尖山群下亚群第一、第二、第三岩组；An2-4，An2-5—西尖山群上亚群第四、第五岩组；
t—粗面岩；
—二长花岗岩；
—钾长花岗岩；
—石英闪长岩。1—断层；2—韧性剪切带
西尖山群下亚群第四岩组呈NWW向横贯矿区，岩性以二云片岩为主，夹斜长角闪片岩、绢云石英片岩、大理岩等，是主要含矿围岩；第五岩组分布于矿区中部，局部构成中矿带金矿体的直接围岩，由绢云钙质片岩、片状石英岩组成。
西尖山群上亚群第一岩组呈NWW向分布于矿区北部，由白云斜长石英片岩、二云斜长石英片岩、白云片岩组成。第二岩组以出现糜棱状二云片岩与第一岩组分界，岩性以二云斜长石英片岩、白云二长片麻岩及斜长角闪岩、石榴黑云十字片岩为主，沿断裂带由灰色石英细脉贯入的糜棱状二云片岩构成北矿带，局部形成金矿体。
2.2 矿区岩浆岩
矿区岩浆岩较为发育，火山岩、侵入岩均有出露。火山岩主要有变玄武岩、斜长角闪片岩、变安山玄武岩、变安山岩、变中基性凝灰岩及变英安岩等，属于钙碱性系列，具有间歇性裂隙式海底火山喷发的特点和从基性→中性→酸性的演化规律。
侵入岩主要有加里东晚期的石英闪长岩和华力西中期的钾长花岗岩、花岗岩及华力西晚期侵入的二长花岗岩。其中钾长花岗岩和二长花岗岩是金矿成矿的热动力来源。钾长花岗岩和正长斑岩钾长石K-Ar同位素年龄分别为306±4 Ma和289±5 Ma，属华力西期岩浆活动的产物（聂凤军等，2003）。矿区脉岩主要有辉绿岩脉和花岗斑岩脉。
2.3 矿区构造
褶皱主要有杨圈沟-西尖山-华窑山复式向斜，由几个次一级的褶皱组成。核部为前长城系西尖山群的上亚群，自核部向南依次有西尖山群下亚群、黄尖丘群和老君庙群出露；北翼被二长花岗岩体所改造。
断裂主要由杨圈沟-西尖山-华窑山断裂及其北侧呈NWW向的小西弓-乌龙泉韧性剪切带，近EW向韧-脆性和NE、NW、近SN向脆性断裂组成。杨圈沟-西尖山-华窑山是区内的主干断裂，横贯全区，波状延伸，具有长期继承性活动的特点。小西弓-乌龙泉韧性剪切带由多条呈NWW向展布的小型韧性剪切带组成，其两侧岩石强烈糜棱岩化，形成糜棱岩、千糜岩、糜棱片岩和构造角砾岩。该韧性剪切带是由中构造层次韧性剪切叠加、浅构造层次韧性剪切变形及表构造层次的脆-韧性剪切构成，具有韧-脆性剪切转换特征。
2.4 围岩蚀变
近矿围岩蚀变强烈，蚀变范围和强度取决于构造规模、性质及岩石破碎程度。蚀变类型主要有黄铁绢英岩化、绢云母化、硅化、黄铁矿化及绿泥石化，以黄铁绢英岩化和绢云母化为主，且与金矿化关系密切。此外，尚有褐铁矿化、高岭土化和碳酸盐化等。
黄铁绢英岩化是与金矿化关系最为密切的近矿围岩蚀变，蚀变强度与金矿化呈正相关关系。绢云母化分布于金矿体及其两侧以原岩为片岩时较为发育，其范围数倍于金矿化，常常作为找金的直接信息。
3 矿床（体）地质特征
3.1 矿体特征
迄今为止，在小西弓地区共发现和圈定金矿体近50个，探明黄金储量数十吨。受塔里木与哈萨克斯坦板块碰撞和对接的影响，区内各种方向和不同规模的断裂构造十分发育，其中，以NWW向挤压破碎带规模最大，含矿性最好。NWW向断裂带主要由3条相互平行排列的压扭性断裂所组成，长度变化范围为3～15km，宽度为0.03～0.15km，为本区最重要的导矿和储矿构造。金矿化主要呈脉状、网脉状和浸染状在中元古代变质岩和华力西期花岗岩类侵入岩内产出，其空间展布形态主要受构造破碎带控制。鉴于金矿体大多沿前述3条NWW向构造破碎带分布，因此，小西弓金矿床大体可划北、中和南3个矿带。北、中矿带矿化较弱，南矿带矿化较强。
北矿带沿F1断裂断续发育，长2km，宽10～20m，矿体呈脉状赋存于糜棱状二云片岩内，圈定4条矿体，单个矿体长50～150m，平均宽0.8～3.0m，控制斜深50～150m，品位1.54×10-6～3.13×10-6。
中矿带受F2断裂控制，矿带长3km，宽50～200m，矿体为赋存于花岗质糜棱岩与二云片岩质糜棱岩带中的石英细脉，圈定4条矿体，单个矿体长100～200m，平均宽0.95～5.10m，控制斜深75～138m，品位1.53×10-6～2.52×10-6（甘肃地矿局酒泉地调队，1993）。
南矿带是小西弓金矿区最重要的成矿带，长7km，宽200～500m，受F3韧-脆性剪切带控制，围岩为西尖山群下亚群第四岩组二云片岩。其主要矿体都赋存在该矿带内，该矿带西段构成中型金矿，圈出41条金矿体，长25～74m，最长425m，厚0.34～1.00m，最厚16.4m，矿体斜深25～10m，最大斜深455m。以Au8，Au18号矿体规模最大，并且Au8，Au17，Au18号矿体向下有延伸扩大趋势，构成小西弓金矿主要工业矿体。Au8号矿体长287.5m，厚0.32～16.40m，平均厚3.35m，品位1.5×10-6～83.3×10-6。Au18号矿体长200m，厚0.44～7.3m，平均厚2.21m，品位1.6×10-6～67.2×10-6（甘肃地矿局酒泉地调队，1993）。矿体呈脉状、似脉状，少数呈透镜状产出，沿走向和倾向呈舒缓波状延伸，具有膨胀、狭缩、平行排列及尖灭再现等特点。矿体总体走向为NWW-SEE，在平面上多呈S形弯曲，倾向SW或NE，倾角80°～90°，由于产状较陡，规模较大的矿体在深部具有反倾斜的特点。
3.2 矿石成分
小西弓金矿床的矿石有两种类型，即石英脉型和糜棱岩型（蚀变岩型）。金属矿物有自然金、磁铁矿、褐铁矿、钛铁矿、黄铁矿、毒砂、方铅矿、闪锌矿和黄铜矿。非金属矿物有石英和绢云母。
金矿物主要为自然金和银金矿，形态以枝杈状为主，其次为角粒状、板片状，少量圆粒状。自然金粒度不均匀，石英脉型矿石以细—中粒金为主，糜棱岩型以细粒—显微金为主。Au成色为730～880。金矿物以粒间金和包裹体金嵌布于石英及金属硫化物中。
3.3 矿石组构及成矿阶段划分
矿石构造多为块状、浸染状、条带状和角砾状构造；矿石结构为自形-半自形-他形粒状变晶、碎斑-糜棱、纤状及花岗变晶和交代残余结构等。
小西弓金矿经历了漫长多期复杂的成矿作用过程，主成矿期为中晚三叠世。矿化主要划分为3个阶段，由早到晚依次为高温金-硫化物-毒砂-石英、中低温金-多金属硫化物-石英和低温石英碳酸盐岩阶段，金矿化主要发生在第2阶段。
4 矿床成因分析
4.1 流体包裹体特征及物理化学条件
脉石英的包裹体内气相成分以H2O为主，并含有一定数量的CO2，CO，CH4，H2。液相成分中阳离子有K＋，Na＋，Ca2＋，Mg2＋，Fe3＋，Ba2＋，且K＋＋Na＋＞Ca2＋＋Mg2＋＋Fe3＋；阴离子有
，Cl-，F-，且
＞Cl-＞F-；成矿溶液盐度为17.4%～17.8%，pH值为6.5～6.7，成矿溶液属弱酸性。从矿区特征、矿物组合规律及成矿温度、热液盐度数据特征来看，成矿压力从早到晚有逐渐降低的趋势，金矿形成于中低压环境（郭晓东等，2002）。
单矿物包裹体测温结果表明，石英脉型金矿石包裹体爆裂温度为150～650℃，均一温度为133～229℃，表明成矿热液经历了高温→中低温→低温的演化过程。结合矿物共生组合及Au成色（730～880）等特征，认为成矿温度大致在150～230℃之间。
4.2 同位素地球化学特征
4.2.1 硫同位素
小西弓金矿床含金黄铁矿-石英脉和多金属硫化物（黄铜矿、黄铁矿和方铅矿）-石英脉硫化物δ34S值变化范围分别为1.2‰～2.1‰（平均1.7‰）和4.2‰～5.3‰（平均4.8‰），蚀变岩型金矿石硫化物δ34S值变化范围为6.17‰～12.7‰（平均10.2‰），明显高于前述石英脉型金矿石。中元古代长英片岩和华力西期钾长花岗岩黄铁矿 δ34S 值变化范围，分别为 13.4‰～15.8‰（平均14.3‰）和1.9‰～2.5‰（平均2.3‰）其中华力西期花岗岩类与早期黄铁矿-石英脉硫化物具有相似的δ34S值变化范围。从早期含金脉体经蚀变岩型金矿石到中元古代变质岩围岩，δ34S值呈明显增高趋势，暗示了成矿流体的动态演化过程和物质来源的复杂性（聂凤军等，2003）。
4.2.2 氢和氧同位素
小西弓金矿床石英脉型和蚀变岩型金矿石石英的 δ18O 值分别为 9.72‰～13.93‰（平均11.73‰）和6.64‰～13.05‰（平均9.50‰），二者变化范围基本相似。中元古代长英片岩和华力西期花岗岩类石英δ18O值变化范围分别为12.03‰～14.29‰（平均13.42‰）和5.88‰～14.24‰（平均10.18‰），相比之下，前者的平均值高于前述两类金矿石，后者则介于两类金矿石石英样品数据之间。根据石英δ18O值和形成温度，利用石英-水之间的氧同位素分馏方程式计算了与石英呈平衡流体的
值，石英脉和蚀变岩型金矿石的
值变化范围分别为1.8‰～6.05‰（平均3.89‰）和-2.51‰～51.02‰（平均0.59‰）。中元古代长英片岩和华力西期花岗岩的
值分别为4.50‰～7.59‰（平均6.41‰）和2.87‰～10.50‰（平均6.81‰）。尽管二者
值变化范围存在一定的差别，但是其平均值基本相似。对比结果表明，两类金矿石石英
值明显低于中元古代长英片岩和华力西期花岗岩类，暗示了大气降水曾对金矿体容矿围岩和岩浆热液流体的氧同位素组成产生过一定程度影响。由图2可见，从石英脉型到蚀变岩型金矿石，随着成矿体系温度的降低，
值也呈明显减小的趋势，同样反映了成矿流体曾与贫δ18O大气降水发生过混合作用（图2）。
图2 甘肃小西弓金矿区中元古代变质岩、华力西期花岗岩类、金矿石石英氢氧同位素组成
（据聂凤军等，2003）
1—石英脉型金矿石；2—蚀变岩型金矿石；3—中元古代长英片岩；4—华力西期花岗岩类；5—小西弓地区地下水
4.2.3 铅同位素
聂凤军等（2003）对早期和晚期含金石英脉及其容矿围岩（花岗岩和长英片岩）硫化物或全岩样品进行了系统铅同位素分析。石英脉和蚀变岩型金矿石硫化物206Pb/204Pb变化范围分别为18.010～18.722（平均181.443）和19.178～19.367（平均19.245）；207Pb/204Pb分别为15.583～15.744（平均15.626）和15.631～15.678（平均15.659）；208Pb/204Pb分别为38.028～38.836（平均38.343）和38.883～39.027（平均39.058）。长英片岩与花岗岩类黄铁矿、钾长石和全岩的206Pb/204Pb变化范围分别为18.233～18.355（平均18.269）和18.289～19.776（平均18.783）；207Pb/204Pb变化范围分别为15.544～15.678（平均15.584）和15.572～15.728（平均15.667）；208Pb/204Pb变化范围分别为38.111～38.178（平均38.112）和38.372～40.038（平均38.863）。
在207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图（图3a）中，早期含金黄铜矿-石英脉4件硫化物样品（2件黄铜矿和2件黄铁矿样品），花岗岩类4件样品（2件黄铁矿和2件全岩样品）和长英片岩样品（2件黄铁矿样品）铅同位素数据点大多落在造山带铅演化线附近，个别点位于上地壳铅演化线上方，并且构成一条陡倾斜的铅混合线（Ⅰ）（图3a）。采用Ludwig计算机软件所获最佳直线方程为y＝0.6599x＋3.5187，该直线与地球铅增长线分别在291 Ma和3159 Ma处相交。与早期含金石英脉相比，晚期多金属硫化物石英脉7件样品（黄铁矿、黄铜矿和方铅矿）、长英片岩2件样品（黄铁矿）和花岗岩类4件样品（1件钾长石和3件黄铁矿）铅同位素数据点大多落在造山带铅演化线附近，并且构成另外一条缓倾斜铅混合线（Ⅱ），其最佳直线方程为y＝0.1819 x＋12.2337，该直线与地球铅增长线分别在33 Ma和2910 Ma处相切，暗示了成矿作用与造山期构造-岩浆活动的密切成因联系。同含金脉体相比，蚀变岩型金矿石均投绘在铅混合线（Ⅱ）右侧一个狭小的椭圆形区域内，以明显富206Pb为特征，其中一个样品206Pb/204Pb高达19.776（图3 a）。另外，在208Pb/204Pb-206Pb/204Pb图中，蚀变岩的208Pb含量明显高于石英脉型金矿石、长英片岩和花岗岩类（图3 b）。上述铅同位素数据表明，本区地壳演化过程中，放射成因铅含量呈明显增高之势。
4.3 成岩和成矿时代
研究结果表明，小西弓金矿床的矿石类型大体可划分为石英脉型和蚀变岩型，其中石英脉型金矿石又可进一步划分为早期和晚期石英脉型金矿石，前者常为后者所切割。尽管晚期含金石英脉的形成时间明显晚于早期石英脉，但是其碎块常为蚀变岩型金矿石所包裹。石英脉型和蚀变岩型金矿石绢云母K-Ar同位素年龄分别为284±4 Ma和276±7 Ma（聂凤军等，2003）。
图3 甘肃小西弓金矿区中元古代变质岩、华力西期花岗岩类及有关金矿石硫化物、钾长石和全岩样品铅同位素比值图
（据聂凤军等，2003）
a—207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图；b—208Pb/204Pb-206Pb/204Pb图
1—早期石英脉型金矿石；2—晚期石英脉型金矿石；3—蚀变岩型金矿石；4—中元古代长英片岩；5—华力西期花岗岩类
4.4 矿床成因探讨
1）小西弓金矿床金的成矿作用发生在华力西期（284～276 Ma），推覆构造或陆内板片俯冲活动发生的时间为310～290 Ma，金矿体与大规模韧性剪切带、华力西期花岗岩类和强硅化体具密切空间分布关系，这些特征表明，金矿床形成于推覆构造的挤压-伸展转换期，是陆内碰撞造山过程中构造-岩浆活动的产物。
2）硫同位素研究结果表明，石英脉型金矿石的硫主要来自华力西期花岗岩类岩浆热液流体，大气降水硫同位素组分所占比例很小。蚀变岩型金矿石硫化物以富34S为特征，其δ34S值变化范围与中元古代长英片岩硫化物相近，大气降水的大量加入并对变质岩地层的淋滤与萃取作用是导致二者硫同位素比值相似的主要原因。
3）小西弓金矿床石英脉型金矿石成矿流体主要为再平衡岩浆水，在金矿石沉淀过程中，特别是在近地表条件下，有大气降水混入。相比之下，蚀变岩型金矿石成矿流体为以大气降水为主的混合热液，大气降水沿断裂破碎带循环对流，从围岩中淋滤出金属物质，进而形成蚀变岩型金矿石。大气降水与华力西期花岗岩的交换作用，致使蚀变岩型金矿石成矿热液以高
为特征，并且造成
向大气降水线漂移。
4）小西弓金矿床石英脉型金矿石与中元古代长英片岩和华力西期花岗岩类硫化物铅同位素数据点分别构成两条斜率不等的“混合铅线”，同样暗示了铅、金和其他成矿组分的混源特征。另外，蚀变岩型金矿石和部分花岗岩类以明显富206Pb和208Pb为特征，反映了高U和Th含量的变质热液对UTh-U同位素体系的影响。尽管石英脉型和蚀变岩型金矿石均具混源铅特点，但是前者铅主要来自花岗岩类，混有部分变质岩地层中的铅，后者则主要来自变质岩地层。
参考文献
崔惠文，陈祖伊.1996.甘肃北山地区金矿地质.北京：地质出版社
郭晓东，金宝义，徐燕夫等.2002.甘肃小西弓金矿地质特征及成因探讨.黄金地质，18（3）：33～37
聂凤军，江思宏，胡朋等.2003.甘肃小西弓金矿床成矿物质来源和含矿流体运移轨迹同位素示踪.地质地球化学，31（4）：1～10.
殷先明，任丰寿，徐家乐等.2000.甘肃岩金矿床地质.兰州：甘肃科学技术出版社
（李文良编写）
