棗子溝金礦稀土元素及年代學研究進展

張濤 李勇 尹興謀 彭瑞強 洪斌躍

摘要：棗子溝金礦位于甘肅省合作市，經過近20年的研究，礦床規(guī)模也由最初的中型擴大為特大型。許多學者通過野外調查、巖相學、巖石地球化學、同位素、年代學研究等方面對棗子溝金礦做過一定程度的研究，并取得一系列成果。但對礦床的劃分屬性、成礦物質來源等的認識依然存在分歧。本文通過綜述前人在稀土元素、年代學方面的研究成果，分析認為今后研究者能夠以巖石地球化學、同位素地球化學及流體包裹體等為重點，剖析礦床成因，建立成礦模型，為擴大找礦空間、提升礦床資源量起到一定指導作用。

關鍵詞：稀土元素特征；年代學；棗子溝金礦

前言

甘肅是西秦嶺最大的金礦分布區(qū)，金礦床類型眾多，主流觀點為造山型和卡林型兩大類[1-4]。棗子溝金礦是西秦嶺西段自1997年以來由甘肅省地礦局第三地質隊在踏勘檢查金銻異常時發(fā)現(xiàn)并勘查評價的特大型金礦之一。自2008年以來礦床規(guī)模逐年擴大，截至2014年底，已探明資源儲量達150t以上[5]。大地構造位置處于西秦嶺褶皺帶北部斷褶帶與中部裂陷槽間過渡部位，位于合作——岷縣區(qū)域斷裂帶上。地理位置處于甘肅省甘南藏族自治州合作市西南方向17km處，行政區(qū)劃隸屬合作市那吾鄉(xiāng)和夏河縣扎油鄉(xiāng)，地理坐標為東經102°47′00″～102°51′00″，北緯34°57′00″～34°59′00″。區(qū)內有棗子溝、也合杰、答浪溝、老豆和索拉貢瑪等10余處大、中、小型金銻礦床，區(qū)內良好的找礦前景[7-8]。

1. 礦床地質概況

礦區(qū)位于新堡——力士山復背斜南西翼，出露地層簡單，僅有三疊系和第四系。受巖漿侵入和斷層的影響，地層產狀混亂，但總體呈近SN向展布，傾向W，傾角普遍較陡，屬單斜構造。三疊系地層為中三疊統(tǒng)古浪堤組一段二層（T2g1-2）和三層（T2g1-3），是礦區(qū)的含礦地層，第四系地層為發(fā)育于山間溝谷的全新統(tǒng)（Qhapl）。區(qū)內斷裂構造十分發(fā)育，大致由NE、NW向和SN向3組多期次活動斷裂組成，發(fā)育強烈的構造破碎帶，規(guī)模以NE、SN向最大，NW向次之，它們分別控制并構成3條金礦帶，是主要的導礦及容礦構造。NE向礦帶產有金礦體81個，其中主礦體10個，其他礦體71個，是礦區(qū)最主要的礦帶。NW向礦帶產有金礦體41個，其中主礦體3個，其他礦體38個，是礦區(qū)的次要礦帶。SN向礦帶產有金礦體17個，其中主礦體1個，其他礦體16個，礦帶規(guī)模次于NW向礦帶[10-20]。

2. 稀土元素

代文軍等[23，19]對棗子溝金礦床金礦石及中性巖脈稀土元素特征進行過研究，數據見表1。

稀土元素分析結果表明，金礦石稀土元素總含量普遍較高（109.66～160.33），其中X-3、4樣品表現(xiàn)異常，稀土元素總含量較低，分別為44.13、4.72；中性巖脈稀土元素含量總量較高（131.18～156.23）。金礦石w（La）N/w（Sm）N比值為3.83～4.27，X-3、4中值為2.86、3.26；中性脈巖值為4.00～4.52，巖礦石普遍具有強輕稀土元素分餾。輕、重稀土元素分餾明顯，其中金礦石LREE/HREE值普遍在8.10～13.55，X-4值為4.6；中性巖脈值為12.29～16.53。稀土元素球粒隕石[26]標準化（圖1）具輕稀土元素富集右傾型特征。從YbN-（La/Yb）N圖中可以看出（圖2），中性巖脈具有埃達克質巖特征，區(qū)域發(fā)育的巖漿巖同樣具有埃達克質巖特征（數據未發(fā)表）；不同金礦石落入不同區(qū)域，表明其成礦過程可能具有不同的形成構造環(huán)境，具多階段性。金礦石δEu普遍介于0.53～0.77，X-4為0.99，顯示微弱負銪異常；中性巖脈值為0.72～0.74。巖礦石δCe值普遍在0.83～0.95，X-4值為0.56，顯示微弱的鍶負異常，均<1，為典型的殼源型巖漿。弱負銪異常指示源區(qū)含少量斜長石或者其巖漿經歷了少量斜長石的分離結晶作用。

3. 年代學研究

劉勇等[16]通過對與成礦有關的2個閃長玢巖鋯石SHRIMP U-Pb年齡測試，分別獲得（215.5±2.1）Ma和（216.6±2.4）Ma的年齡結果。李亮對礦區(qū)的蝕變閃長巖型礦石進行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年，測得礦區(qū)閃長玢巖脈的侵位時代為240Ma～236Ma。隋吉祥[17]對棗子溝金礦區(qū)6條中酸性巖脈的LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年，其中1個花崗閃長斑巖脈和1個石英閃長斑巖脈樣品的206Pb/238U加權平均年齡分別為248.9±1.4Ma（1σ，MSWD=0.39）和242.4±1.4Ma（1σ，MSWD=1.05）；4個閃長玢巖和黑云閃長玢巖脈的206Pb/238U加權平均年齡分別為233±1.5Ma（1σ，MSWD=0.36），234±1.4Ma（1σ，MSWD=0.65），235.7±1.4Ma（1σ，MSWD=0.83）和235.8±2.0Ma（1σ，MSWD=0.55）。對采自Au1礦體的蝕變板巖型礦石（ZA12）和Au9礦體的蝕變脈巖型礦石（ZA13）兩個樣品中絹云母進行40Ar/39Ar定年40Ar/39Ar坪年齡，分別為219.4±1.1Ma（2σ）和230±2.3Ma（2σ），相應的等時線年齡分別為219.7±3.6Ma和228±5.1Ma。

4. 結論及展望

前人對棗子溝金礦進行過一定研究，取得一系列成果。礦區(qū)內構造與礦體出入關系、金在礦床中的賦存狀態(tài)、成礦時代較為清楚。但總體來看，研究程度較低：如成礦流體及成礦物質來源、成礦溫度、礦床中發(fā)育的中性巖脈與礦床形成關系、礦床成因類屬、輝銻型金礦石與其他類型金礦石中稀土元素特征差異較大的地質意義等尚未見詳細可靠報道。希望今后研究者能夠加強有關同位素地球化學、巖石地球化學等相關工作，豐富礦床基礎研究，為擴大礦床找礦空間提供一定理論依據，達到進一步提升礦床資源量的目的。

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