Question

成矿作用和成矿模式

Answer 1

1.成矿作用分析

根据上述基本思路，结合阿希和伊尔曼得金矿成矿条件和成矿特征，可以将西天山地区晚古生代浅成低温热液系统金矿成矿作用过程概括如下（图5-11）：

早石炭世早期，大约相当于杜内—韦宪早期，由于地壳伸展作用而使大陆克拉通开裂形成伊犁裂谷。随着裂谷的拉开和收缩，伊犁裂谷带的北缘吐拉苏地区发生了大规模火山活动，堆积了一定规模的多韵律钙碱性—碱性系列陆相火山岩建造。多期次构造变动作用结果，形成NWW向吐拉苏火山喷发带，沉积了下石炭统大哈拉军山组陆相火山岩地层。早石炭世吐拉苏地区在NWW向和NNW向区域性基底断裂交会处，形成了环状喷发中心———古火山机构（破火山口）及其喷发物。火山活动末期来自较深部的次火山岩浆沿火山颈相（安山质角砾熔岩）边界贯入，切割前期形成的火山岩地层，并围绕破火山口形成一系列环状及放射状分布的火山断裂，其中F₂ 断裂是阿希金矿的重要的控矿断裂，可能是基底断裂的复活再现；在大哈拉军山组底部粗碎屑岩和沉积砾岩中形成层间破碎带，为硅化岩型金矿床准备了有利的控矿构造条件。

图5-11 吐拉苏矿带浅成低温热液型金矿床成矿体系及成矿作用过程略图

火山活动过程及期后，沿火山岩层裂隙或断裂下渗的天水逐渐受热、加压，活动性增强。这些下渗天水在深部火山地热系统热源（深部侵入体?）的驱动下形成大规模循环的热流体。这种热流体的运移和现代地热体系流体的运移相似，以自然对流为主。流体运移的动力是深部侵入体热源，成矿流体靠近岩体受到加热而密度减小开始向上运动，而上部天水向下运移，这种地下水形成以侵入体为中心的对流圈。在流体对流过程中不断浸（萃）取围岩（火山岩或基底岩石）中的成矿物质，不断使围岩特别是富含铁镁质的、具有金及相关成矿物质高背景场的中酸性-中基性火山岩中的金等成矿物质活化，进入流体。流体对流循环的周而复始，逐渐形成了具有一定温度和压力，富含金等成矿物质的富硅质流体系统。这种含矿流体遇到深部热流体上涌或遇到扩容带突然减压，在适宜的构造部位和物理化学条件下，发生流体去气沉淀作用，充填构造空间或交代围岩而发生矿化作用。作用过程循环往复，成矿流体的多次同位叠加和沉淀，形成了构成复杂、产状多变、类型各异的金矿化体。

在长期活动的火山口附近，沿火山口缘断裂（F₂断裂）及层间裂隙带上升，在近地表处发生隐爆，由于压力快速释放而产生沸腾作用，发生流体分离，使气体组分（H₂S、CO₂、H₂等）大量分配到气相中而逸失，结果造成成矿流体温度下降、pH值增大、H₂S 含量减少、盐度增大、H₂含量减少。H₂S减少和盐度的增大有利于金的沉淀（Henley.R.W.，1990，White N.C.，1990）。成矿流体运移过程中与围岩发生水-岩反应，导致了近矿蚀变作用，特别是钾化（绢云母化、冰长石化）、硅化蚀变又促进了金矿质沉淀作用，形成了阿希冰长石-绢云母型金矿床的第一期灰白色含金石英脉及含金蚀变岩矿石。之后，反复隐爆和热液沸腾作用而产生多期矿化的叠加，相继形成了第二、第三期成矿作用。最后由于区域性地热异常逐渐消失，导致地下水在低温条件下缓慢对流循环，促使成矿物质进一步富集，形成了浊沸石化和碳酸盐化。

近地表较冷的地下水与成矿流体混合造成的冷却和稀释作用是本区浅成低温热液金矿床矿质沉淀的另一个重要因素。在远离火山活动中心的沉火山碎屑岩分布地区，含矿流体循环并沿有利构造部位上行。在高原生孔隙和次生孔隙的沉火山碎屑岩层中，含矿流体快速减压扩散，在天水的稀释和冷却作用下，成矿流体物理化学条件发生改变。在流体对围岩的“浸泡”过程中，发生广泛水-岩反应，Mg、Ca等成分被带出，而Au、Ag等成矿物质被带入，先前稳定的含金硫化物因此而分解并伴随大量硅质等成分沉淀下来，形成了以硅化作用为主体的对原岩的广泛和强烈的交代作用，形成渗透性硅化阶段的金矿石。这种过程重复发生，使得原岩以硅化为突出特征的蚀变作用逐渐加强，同时Au等成矿物质含量逐次增高。这一过程中，先期热液交代成矿原岩，使发生强烈硅化等蚀变改造，岩石脆性程度加大，因此，在后续的热液活动过程中易于破碎，并进一步交代、胶结，循环往复形成硅化交代为主又胶结充填的复成因“硅质岩”矿化体。

2.成矿模式

由此，我们建立的本区以阿希、伊尔曼得金矿床为代表的浅成低温热液系统金矿成矿模式如图5-12。

本成矿模式的建立，是基于以下地质事实和推测：大规模火山爆发期后存在深部热源；阿希和伊尔曼得金矿成矿流体的大气降水属性；大哈拉军山组火山岩的金等成矿元素高背景场特点和与金矿的密切亲缘关系；阿希金矿和伊尔曼得金矿的浅成低温成矿特点和属性；阿希金矿的热液充填脉状矿化和伊尔曼得金矿似层状交代蚀变成因；热液沸腾作用和天水稀释（冷却）作用是含矿流体沉淀的有效机制。

图5-12 西天山北段吐拉苏矿带浅成低温热液系统金矿成矿模式图

此模式可以简单概括为下面几个演化阶段：矿源层形成、流体循环和活化迁移、减压降温和富集沉淀、表生淋滤和次生富集。

（1）矿源层形成

晚古生代中期（），拉张背景下伊犁裂谷带的形成，在其北带吐拉苏—也里莫墩地区发生大规模、多韵律火山活动。大量富金及相关成矿物质的火山物质堆积形成火山岩带，为后续热液活动成矿提供了前提和基础———矿源层

（2）流体循环和活化迁移

大规模火山活动之后，位于火山活动中心——阿希破火山口深部存在深部热源，其“热泵”作用结果，形成大规模天水环流，循环往复的热流体不断萃取火山岩和基底岩系内成矿物质进入流体，形成具备一定温压条件和一定浓度含矿物质的含矿流体。

（3）减压降温和富集沉淀

近火山口部位，流体沿火山口缘断裂系统上行，减压沸腾，充填交代而形成以脉状石英脉型为主蚀变岩型为辅的冰长石-绢云母型金矿；远离火山中心的沉火山岩系分布区，含矿热液上行沿层间破碎带迁移过程中，受天水冷却和稀释作用，发生以硅化蚀变为主、硅质充填胶结为辅的矿化作用，形成似层状展布的硅化岩型金矿。

（4）表生淋滤和次生富集

金矿体形成以后，由于后期构造变动而接近或暴露地表，遭受风化剥蚀。地表或浅部地下水的循环作用，往往改造、破坏矿体，使得部分地段有益组分逸失。同时，经过淋滤搬运的有益组分又在有利部位富集沉淀，形成地表条件下的次生富集。

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