Question

成矿模式

Answer 1

哈图金矿主要由浅部石英脉型矿体和深部蚀变岩型矿体组成。两类矿体属于同源热液流体逐渐演化的产物（张凤军，2003）。这两种类型矿体的主要矿物组成非常相似，只是相对含量存在微弱差异，两种矿体脉石矿物均以石英、钠长石、绢云母和碳酸盐矿物为主。自然金以包裹金和裂隙金形式产出，毒砂、黄铁矿和石英是主要的载金矿物；两种矿体主要成矿阶段的矿化温度范围一致（200～280℃），成矿晚期均形成不含矿的方解石脉。尽管石英脉型矿体主要分布于矿区浅部，而蚀变岩型矿体主要分布于矿区深部，从钻孔以及井下坑道观察发现，深部蚀变岩型矿体主要分布于石英脉两侧，石英脉的宽度为数十厘米到1 m不等，脉两侧的蚀变围岩宽度通常为数十厘米，且石英脉与其两侧的蚀变岩之间无明显边界，反映了矿化蚀变作用从线到面的发展过程。与蚀变岩型矿体伴生的石英脉中主要的脉石矿物组合为石英-钠长石-绢云母，矿石矿物含量较低，主要为黄铁矿-毒砂-黄铜矿-自然金。未见石英脉型矿体和蚀变岩型矿体之间相互叠加或穿切的现象，以上事实说明哈图金矿两种矿体的成矿流体同源，它们是同种流体逐渐演化成矿的结果。

石英脉型矿体阶段的矿化温度与蚀变岩型矿体阶段Ⅱ的相似（320～360℃），且两种矿体主要成矿阶段（石英脉型矿体阶段Ⅱ，蚀变岩型矿体阶段Ⅲ～Ⅳ）的成矿温度均集中在200～280℃。推断石英脉型矿体的3个成矿阶段分别对应蚀变岩型矿体的阶段Ⅱ、阶段Ⅲ～Ⅳ和阶段Ⅴ。两种矿体成矿阶段之间的对应关系表明，哈图金矿成矿作用开始于矿区深部，即成矿流体从深部向浅部运移，最早在矿区深部形成较高温的石英-钠长石脉。400 m以下深度，由于围岩中断裂和裂隙不发育，成矿流体沿着围岩中的孔隙运移并成矿，形成大量小规模石英脉＋蚀变岩型矿体，而在浅部，围岩中发育的断裂和裂隙为成矿流体提供了很好的通道，并最终在断裂或裂隙中形成以含矿石英脉为主的矿体。由于石英脉型矿体成矿深度范围较接近地表，成矿流体与围岩之间的物理化学梯度较大，流体与围岩反应时间短，因此，浅部石英脉型矿体两侧的蚀变岩型矿体不发育。

对哈图金矿石英中流体包裹体进行了Rb-Sr同位素研究，获得的等时线年龄为289±4 Ma（李华芹等，2000），代表金矿化的时代。哈图金矿区及其周边火山活动的时间主要集中在～328 Ma（王瑞等，2007）、花岗质岩浆侵位的时代为276～330 Ma（韩宝福等，2006）、中基性岩浆活动的时间为240～285 Ma（齐进英，1993；李辛子等，2004）。区内火山活动明显早于金矿化事件，说明金矿化与火山活动的关系不大。尽管基性脉岩在空间上与金矿矿体关系密切，但对金矿化的贡献也不大。金成矿作用与花岗岩的关系更密切。

晚石炭世至早二叠世期间，西准噶尔地区处于碰撞造山后地壳垂向增生阶段，花岗质岩浆侵位于下石炭统火山-沉积地层中。与花岗质岩浆有关的富含成矿元素的岩浆热液沿NE向安齐断裂流动，进入与其伴生的EW向、NW向和NE向次级断裂，从深部向浅部迁移。迁移过程中，热液与下石炭统火山-沉积岩发生水岩反应，导致其中的凝灰岩和凝灰质泥岩发生碳酸盐化、硅化、绢云母化、毒砂化和黄铁矿化等，玄武岩发生碳酸盐化、透闪石化、绿帘石化、绿泥石化和斧石化。水岩作用过程中，热液流体萃取了围岩中的大离子亲石元素（图5-24a，附彩图5-24），同时热液中的Cl-破坏围岩中的硅酸盐结构为部分金属元素进入围岩提供空间，导致蚀变围岩富集金属成矿元素。随着水岩反应的进行，>350℃条件下，成矿热液在深部（>400 m）裂隙中形成不含矿的石英-钠长石脉（图5-24b），在石英-钠长石脉与围岩接触部位形成少量黄铁矿和毒砂。

图5-24 哈图金矿成矿模式图

随着热液沿断裂逐渐向浅部迁移，流体温度降低至320～350℃，在深部形成不含矿的黄铁矿-石英-钠长石细脉、浸染状黄铁矿化和硅化，而在浅部，由于裂隙较发育，形成相对较宽大但矿化较弱的硫化物-石英-钠长石脉（图5-24c），穿切早期形成的石英-钠长石脉。此时成矿体系的硫逸度较高，而氧逸度较低，形成的主要矿物为黄铁矿、少量毒砂和磁黄铁矿。该阶段温度、硫逸度以及氧逸度等条件的微弱变化未引起热液体系中金浓度明显变化。之后，含矿热液进一步向浅部迁移，并与深循环大气水混合，导致成矿体系温度、硫逸度降低，而氧逸度强烈升高。成矿体系物理化学条件的变化引起Au溶解度降低，并沉淀成矿。进一步降低温度，在深部蚀变围岩中形成含金毒砂-碳酸盐细脉和含金黄铜矿-碳酸盐细脉，其中含金毒砂-碳酸盐脉的主要矿物组合为黄铁矿-毒砂-自然金，少量黄铜矿和黝铜矿，黄铁矿和毒砂是主要的载金矿物（包裹金和粒间金为主）；含金黄铜矿-碳酸盐脉中主要的矿物组合为黄铜矿-黝铜矿-自然金，细脉分布于蚀变围岩中或充填于早期黄铁矿或毒砂裂隙中，其中的金主要为裂隙金，与黄铜矿和黝铜矿共生并充填在黄铁矿和毒砂裂隙中。在细脉浸染状蚀变岩型矿体中，含金毒砂-碳酸盐脉和含金黄铜矿-碳酸盐脉常穿切早期形成的石英-钠长石脉和黄铁矿-石英-钠长石脉。在浅部区域形成含金硫化物-石英-碳酸盐脉，由于浅部热液体系的氧逸度较高，在含金硫化物-石英-碳酸盐脉中结晶了少量代表较高氧化状态的磁铁矿和赤铁矿（图5-24d）。热液演化的晚期以不含矿的石英-方解石脉为主要特征，石英-方解石脉在矿区广泛分布，穿切早期各阶段形成的脉体（图5-24e）。