侵入巖體中金礦床成因的影響因素分析

摘要：托庫孜巴依金礦床屬于韌性剪切帶型金礦床。構造變形作用促使流體萃取了阿勒泰組上亞組第二巖性段變質火山巖或火山沉積巖中的成礦元素，導致金元素在有利的空間形成含金石英脈，后期巖漿侵入活動為金的進一步富集提供了熱源和流體。侵入巖體中的金礦產成因在很多年來都備受地質研究學者的爭議，世界各國對于金礦床的成因沒有一個準確無誤的定論。本文中筆者提出了侵入巖體中金礦床的成因是由成礦時差、成礦流體來源與成礦物質來源這三個因素決定的，這個研究也指出了普遍認為的巖漿熱液成因的說法是不科學的。本文首先對托庫孜巴依金礦的礦床地質特征進行了分析，然后從成巖成礦的時代與時差、成礦流體的來源以及成礦物質的來源三個方面對侵入巖體中金礦床成因進行了分析。

關鍵詞：托庫孜巴依金礦床；地質特征；成礦時差；成礦流體來源

引言

托庫孜巴依金礦床（原稱賽都金礦床）位于南阿爾泰構造帶南緣，瑪爾卡庫里斷裂北側的韌性剪切帶。托庫孜巴依金礦床產于該韌性剪切帶東段，沿韌性剪切帶分布5～6個小型金礦床及礦點。阿舍勒大型銅礦床產出在托庫孜巴依金礦床西北20千米、韌性剪切帶以北未受韌性剪切帶影響的中泥盆統阿勒泰組火山巖中。

1.礦床地質

1.1礦區地質

托庫孜巴依金礦區出露地層為中泥盆統阿舍勒組下部，主要巖性為變砂巖、絹云石英千枚巖、綠泥石英千枚巖。地層呈單斜分布，傾向290～320°，傾角60～80°。地層中火山巖呈規模較小的夾層，主要巖性有灰綠色流紋質熔結凝灰巖、灰紫色復屑凝灰巖和灰色流紋巖等。礦區內有少量閃長巖脈和斜長花崗斑巖脈。巖脈部分糜棱巖化，局部含金成為工業礦體。瑪爾卡庫里韌性剪切帶穿過礦區，由強弱不同的糜棱巖帶組成。在弱應變域內的糜棱巖帶，壓溶重結晶現象普遍。韌性剪切帶核部拉伸線理近水平，東段向東南側伏，側伏角為0～30°，個別達60°。韌性剪切帶內常見軸面與拉伸線理平行的“a”型褶皺，砂巖中常見大型桿狀構造，這些特征均反映礦區巖層曾經歷過較強的韌性變形作用。

韌性剪切帶內的石英脈大體可分3期：第Ⅰ期石英脈沿糜棱片理分布，脈細、短，與片理同褶皺，呈微劈石或扁透鏡狀，基本不含金或含少量金；第Ⅱ期石英脈與糜棱片理斜交，脈體較粗大，含硫化物，為主要含金石英脈；第Ⅲ期石英脈為微細的網狀脈及沿后期脆性裂隙充填的脈，常含碳酸鹽礦物，部分含少量硫化物，基本不含金。

1.2.礦體

礦區內的金礦化蝕變帶呈北西—南東向展布，總長4.8千米，寬400～1200 米。由東南向北西方向可劃分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號3個礦段（圖1）。

在Ⅰ號礦段內，主礦體長240米，厚度1.00～8.64米，平均厚度4.81米，控制最大斜深120米，礦石平均品位3.71*10-6。礦體總體傾向205～230°，傾角70～85°。礦體形態較為復雜，膨縮變化明顯，在地表部分礦體厚度相對較大，沿傾斜方向多呈分支脈狀延伸，厚度變薄、品位變貧，并具尖滅再現趨勢。礦體內部結構也較復雜，其上部為碎裂狀的巨型石英脈，其下部為網脈狀、細脈狀石英脈。網脈狀石英脈礦體主要賦存于糜棱巖帶中，走向與糜棱巖帶走向一致。

Ⅱ號礦段由數十個平行于主剪切變形帶方向（約310°）的脈狀礦體組成，均產于含礦的蝕變糜棱巖帶中。主礦體在地表長600米，深部控制長度（第23～8線）640米，控制最大斜深450米，礦體厚度1.00～26.59米，平均厚度4.56米，厚度變化系數84.95%，礦體平均品位4.40*10-6，品位變化系數135.85%，礦體傾向210～230°，傾角73～85°，產狀較穩定，且連續性好。主礦體沿傾向及走向方向具分支復合、尖滅再現、膨大縮小等現象，尤其在傾向方向這種現象較突出。

Ⅲ號礦段由數十個平行于主剪切變形帶方向的脈狀礦體組成。該礦段含礦蝕變閃長巖脈發育，閃長巖脈已糜棱巖化，主要礦體一般產于閃長巖脈中或其旁側。礦體走向與蝕變糜棱巖帶方向一致。主礦體在地表長490米，控制最大斜深160米，礦體厚度1.00～9.60米，平均厚度3.66米，平均品位5.07*10-6，礦體傾向215～225°，傾角79～85°。

1.3.礦石特征

礦石類型可分為含金石英脈型、含金蝕變巖型及蝕變閃長巖脈型三大類：（1）含金石英脈型礦石多為細脈和網脈狀，常沿葉理及斜切巖層的裂隙產出。以石英為主，局部可見明金，金屬礦物有褐鐵礦和黃鐵礦等。礦石有細脈—浸染狀、細脈—網脈狀和浸染狀構造，它形粒狀、碎裂狀結構；（2）含金蝕變巖型礦石呈鱗片變晶結構，碎裂狀、塊狀構造，金屬礦物以黃鐵礦、褐鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁鐵礦等為主，脈石礦物為石英、絹云母、高嶺土、綠泥石等；（3）蝕變閃長巖脈型礦石的主要金屬礦物有黃鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦、磁黃鐵礦、赤鐵礦等，脈石礦物有斜長石、角閃石、石英、綠泥石、絹云母等，呈浸染狀和細脈狀構造。上述3類礦石類型往往共生，局部有分帶，呈過渡關系。礦石中金礦物主要為自然金，少量碲金礦。自然金以它形粒狀為主，粒徑為0.002～0.080毫米，其賦存狀態有粒間金（60%）、裂隙金（12%）及包裹金（28%）。主要載金礦物為黃鐵礦、石英，其次有黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等。常見自然金賦存于黃鐵礦、褐鐵礦、石英等礦物的微裂隙與晶粒間，或被包裹在其中。

2.礦床成因的影響因素

2.1.成巖成礦的時代與時差

人類對金礦形成原因探索的主要問題是對成礦時代的預測。之前人們對成礦時代的預測通常是建立在一些間接的方式之上，也有一些研究者對成礦時代的研究是依據鉛的預測方式而進行的，更有甚者將鉛的預測方式直接使用到對成礦時代的預測之上。然而通過相關科學資料分析，將鉛的預測方式直接使用到對成礦時代的預測之上是不合理、不科學的，由此看來，對成礦時代預測方法進行選擇的時候，必須要慎之又慎。長時間以來，成礦年齡無法得到準確的預測，出現了金礦床形成原因的不同意見。我國在對金礦成礦時代研究的時候，采取同位素年代學方式，進行檢測各個金礦區所提供的產品，這樣可以有效的做到對各個時代金礦成礦年代的預測，進而分析出礦床形成原因受到成礦時代的各種影響因素。

通過研究和探索之后，發現當前世界范圍內各金礦床的成礦時代是各不相同的，存在時差方面的差別。太古宙作為一種舊時代，逐步轉變為當今的新生代，在這個漫長的過程中，金礦床一直在發生著成因變化。可以這樣說：存在于巖體之中的金礦床，其礦資源形成的過程是具有一定時間差異的。作者認為，傳統式的金礦床形成原因學說，也就是所謂的巖漿熱液形成金礦床，徹底被成礦時間差異學說所打敗。其根本原因是，在時間的差異之下，溢出的巖漿熱液會發生冷卻，隨之出現凝固現象，因此就不會有熱液這么一說。所以，巖漿熱液與金礦床的形成是不存在直接關聯的。

2.2.成礦流體的來源

依據當前研究形式而言，對金礦床形成原因的探索和分析主要缺失系統全面性和綜合分析性等。金礦床形成原因的詳細分類重點是依據成礦流體的來源而定的，更有甚者將其作為判斷的唯一標準。對于成礦流體的來源進行預測和判斷的方式和方法過于單一，譬如沒有將巖石形成與金礦形成的時間差別思維融入到巖體里面成礦流體的來源判斷之中，通常采取比較簡化和單一的圖例進行判斷，在測試的過程中，一旦發現巖漿中存在投影點，那么將認為是巖漿熱液；若發現在巖漿的左側存在投影點，那么將認為是有水參雜在巖漿中；此外，還有一種情況就是在巖漿區域之外發現投影點，也同樣認為是巖漿水。與此同時，還存在一種更為極端的做法，那就是直接不進行判斷認為巖漿熱液礦床就是金礦床。

依據流體的特性與特點而言，不論巖漿熱液作為成礦流體，還是巖漿與水共同組成成礦流體，他們都具備類似的特點和特性，原因是他們的來源到最后是一致的，只是過程存在一定的差異。巖漿熱液的來源是巖漿，是從巖漿中直接獲取到的，而巖漿與水的來源是巖體，從巖體中直接獲得到的。所以，在這些情形之下，只針對流體自身特性和特點去研究，其結果往往是模糊的。可以看出，在成礦流體研究的時候，如果忽視了巖體形成與金礦形成的時間差異，那么所得出的結論將是有違科學的，同時也是不正確的。

此外，無論侵入的巖體體積如何，存在一種不變的規律，那就是巖體形成與金礦床形成在時間上面存在一定的差異。金礦形成的時候，巖體早已凝固成型了，這個時候的巖漿熱液也是沒有辦法出現了。與此同時，巖漿之中的酸性在不斷的增強，金礦床形成的原因也就不可能是巖漿熱液。并且，金礦床大多數都存在于韌性較強的剪切帶之中，這將有力的證明了金礦床與巖漿熱液的構成時期不相一致，它們之間還有一個漫長的構造過程，金礦床也就是在這一個漫長的構造活動中產生出來的。所以，作者指出，存在與巖體之中的金礦床，其成礦流體與巖漿熱液并不是同一種東西。而真正構成金礦床成礦流體的是建造水、大氣降水或者是它們的混合水熱液，與巖漿熱液沒有絲毫聯系。

2.3.成礦物質的來源

通過本文上面內容的研究，我們知道了巖漿熱液并不是人們常說的金礦床成礦流體的組成部分，而真正組成金礦床成礦流體的是建造水、大氣降水，或者是建造水與大氣降水的混合物。同時，我們明白了金礦床成礦物質的重要來源，重要來源是巖體、巖體深處以及巖體外圍等方面。跟隨著地質構造的變化，巖體在不斷的變化和成型，之后在成礦流體的推動之下，巖體內部的相關礦資源便被提煉而出，成礦流體變的豐富起來。成礦流體隨后在一定的地質環境下進行沉淀，進而轉化成為一種礦產資源。侵入巖體非常容易發生破裂的特點為成礦流體的形成和提煉提供了有力的保障，所以在此環境之下，金礦床的形成變得簡單起來。此外，處于巖體深處的建造水，其自身就含有成礦流體的構成成分，隨著巖體的推移和上升，這部分成礦流體便逐漸的沉淀下去。

成礦的物質來源一直以來都是令人頭痛的難題，當前所采取的同位素方式進行其來源的確定，雖然可以達到基本的要求，但是對于金礦而言，這種方式并不是最直接、最有效的，而是一種間接的方式。金作為一種單同位素而存在，在對它的來源問題解決上面，我們不可以直接進行使用示蹤技術，而需要使用另外的方式，這樣一來不但加大了問題的復雜程度，而且提升了其難度系數。通過對原生暈布局方式和淋濾實驗的研究，從很大程度上回答了金的來源難題。比如可以進行研究處于巖體之中的金礦，采取的方式為REE 配分和鍶、鉛、硅同位素示蹤方式。成礦物質來源的主要渠道是賦礦巖體。同時，淋濾實驗也有效證明了在此種方式下更容易得到金。

結論

綜上所述，托庫孜巴依金礦床屬于韌性剪切帶型金礦床，其成礦元素金可能來源于阿勒泰組上亞組第二巖性段的變質火山巖或火山沉積巖。其流體包裹體成分、氧氫同位素組成和均一溫度等特征表明，該礦床的成礦流體主要為地下水、變質水和巖漿水的混合流體。成礦所需熱能可能由韌性剪切帶形成過程中產生的機械能轉換而來，當然也不排除深部熱流體帶來的熱能。后期巖漿侵入活動為金的進一步富集提供了熱源和部分流體。總而言之，存在于侵入巖體之中的金礦與巖體間有著很大的時間差異，兩個金礦床極有可能是不同期間板塊移動的產物。這將在一定程度上擺脫了巖體與礦床之間的因果關系，同時推翻了巖漿熱液是金礦床形成原因的學說，證明了金礦成礦流體是由建造水、大氣降水，或者是建造水與大氣降水的混合物所構成的。其物質主要來源于巖體深處、巖體外圍或者巖體本身等方面。這也排除了金礦床的形成原因是巖漿熱液的可能性。可以說，地下的很多礦產元素都是隨著地殼運動和板塊移動發生著變化，最終在一個地方進行結合、聚集，逐漸形成礦產資源，將此作為礦床的形成過程和原因可能是最為科學、合理的。

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