阿尔泰东南缘布尔根地区造山带型金矿床硫铅同位素特征及地质意义

书书书阿尔泰东南缘布尔根地区造山带型金矿床硫铅同位素特征及地质意义!曾庆栋!刘铁兵!沈远超!李光明!申萍#$%&’()*+()!,-./’01’()!23#$456(786+!,-%56()9’()6(:23#$;’()中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院矿产资源研究重点实验室!北京!===?!#$%&’(%)’(#’*+,-(%$./’0(1/!2-/),)0)’*3’$’4#%-53’67#/,1/!87,-/91%5:#’*;1,-1/!,=,-4===?!87,-%==@==A收稿!==@=A=B改回?!#$%&!’()*+!,-#./!’(012#3,-#456778509:-;(:2=2)?@9=@)=)?2#323(@99A@2#3-(?$99$(:2(;A(:2(9#@=9?9?9$#(:$933A9@(@(#+)?$#2?2!@9)-2@?#;2?$(#9=-B2C19)#2(#5!#$%&#’()(*+$,+-+$!6DE#$67F8G676HBI@?2:!!/80+C+)0(’D)+E::0F+G’HG’(150C)0(C0)’+(’(G+5H806GH0C(I6C)’(+JH80KEH6L9+5(H6’(6C0D+(HC+EE0:ML:5DH’E0G806CN+(0!6(:HO+)+E:+C0G5MHLF0GP56CHNQ0’(HLF06(:ILE+(’H0HLF0#6C0:0J’(0:R/80!ST2Q6E50G+JFLC’H0O’H8’(H80+C0G+JH80ILE+(’H0)+E::0F+G’HD86()0JC+IU=R==?VWURXV!O’H86(6Q0C6)0+JUAR?V$/80!ST2Q6E50G+JG5EJ’:0GO’H8’(H80+C0G+JH80P56CHNQ0’()+E::0F+G’HD86()0JC+IU=R=BVWURBXXV!O’H86(6Q0C6)0+JUR=A@AVR/80!ST2Q6E50G+JG5EJ’:0GJC+IP56CHNQ0’()+E:+C0G6C08’)80CH86(H8+G0’(ILE+(’H0)+E:+C0G!6(:H80L6C0G’I’E6CH+Q6E50G’(I0H0+C’H0GR/80=B;MY=T;M!=@;MY=T;M6(:=X;MY=T;M+JG5EJ’:0+C0GC6()0O’H8’(@R@WXRSA!ARSWARBT!6(:S@RSWSXR=@!C0GF0DH’Q0ELR/80G0G5EJ5C6(:E06:D+IF+G’H’+(G’(:’D6H0H86HH80+C0ZJ+CI’()I6H0C’6EG+C’)’(6H0:JC+II6(HE06(:E+O0CDC5GH!’H’(:’D6H0GH86H6J06H5C0+JI5EH’FE0C0G+5CD0G+JH80+C0ZJ+CI’()I6H0C’6EGRJCK9?3@!![C+)0(’D)+E::0F+G’H!25EJ5C6(:E06:’G+H+F0G!2+5H806GH0C(I6C)’(+JKEH6L9+5(H6’(!\’(]’6()摘!要!!阿尔泰东南缘布尔根地区造山带型金矿床受韧性剪切带控制!有两种矿化类型一为石英脉型!另一种为糜棱岩型#糜棱岩型金矿硫化物的!ST2值变化于U=R==?VWURX?V!平均值为UAR?V!石英脉型金矿硫化物的!ST2值变化于U=R=BVWURBXXV!平均值为UR=A@AV#布尔根地区金矿床的金属硫化物样品具有较窄的=B;MY=T;M比值!变化于@R@WXRSA$相对较高的=@;MY=T;M比值为ARSWARBT和=X;MY=T;M比值为S@RSWSXR=@!铅同位素分析结果表明!该区金矿床成矿物质铅来源于地幔及下地壳#硫%铅同位素特征反映了布尔根地区金矿床成矿物质具有多来源特征#关键词!!造山型金矿床$硫%铅同位素$阿尔泰东南缘$新疆中图法分类号!!;A?@R$;BXRA!!造山带型金矿床作为造山带地质演化过程中的重要产物或标志而被广泛研究%C+Q0G)%$?!==S$96+)%$?!==T$朱永峰!==T$陈衍景等!??A$85)%$?!==AM!==BM#%造山带型金矿床作为与俯冲作用有关的增生楔或碰撞地体演化的组成部分是极为重要的85)%$?!==BM#!造山带型金矿床多被认为形成于造山晚期由于中&下地壳变质流体形成%C+Q0G)%$?!==S#%早期研究将造山型金矿床特征变化与变质级别及其围岩层序的地球化学关联起来!后来被解释为浅成矿床系列的代表%造山带型金矿床一个重要问题之一是成矿物质来源问题!目前成矿物质来源仍有较大争论%一些研究者认为其成矿物质主要来源于深部幔源#洪大卫等!==S$王莉娟等!==B#!一些研究者认为主要来源于矿床围岩陈柏林等!==$陈华勇等!==#%===Z=AB?Y==@Y=S&=X’Z=@ZA91)%@)(’$’4,1%;,-,1%!岩石学报!国家?@S项目==B71T=SA==#&中科院创新工程项目^7\Z4_Z=@&S=A项目==1KB=?K=@Z=X!==B1K1=@1=Z=#资助R第一作者简介$曾庆栋!男!?BT年生!博士!副研究员!矿床学&构造地质学专业!#ZI6’E’NP:+()‘G+85RD+I对于阿尔泰东南缘布尔根地区与韧性剪切作用有关的金矿床目前认为是造山带型金矿床王军升等!??X$王军升!==$尹意求等!??X$刘悟辉等!???$陈华勇等!==#!对成矿物质来源有少量研究科克萨依金矿床少量数据#!有的研究者认为该区金矿床成矿物质来源于矿床围岩陈华勇等!==#!有的则认为成矿物质来源于地幔王莉娟等!==B#%本文试图通过对区内两个最典型金矿床较为系统的硫铅同位素分析来探讨这一问题!并提供了区内两个主要金矿床最新的硫&铅同位素测试数据%!阿尔泰成矿带地质概况新疆阿尔泰金矿带是阿尔泰成矿带的重要组成部分!位于西伯利亚板块和哈萨克斯坦Z准噶尔板块的结合部位!阿尔泰造山带可分为A个构造带何国琦等!??=$曲国胜!??$_’(:E0L)%$?!==#!各构造带以区域性大断裂为界!自北而南依次为’北阿尔泰构造带&南阿尔泰构造带&琼库尔Z阿巴宫构造带&额尔齐斯构造带和布尔津Z二台构造带%北阿尔泰构造带出露地层主要有震旦系至中奥陶统的巨厚陆源复理石建造&晚奥陶统的火山Z磨拉石及陆源碎屑岩建造&泥盆系(石炭统的火山Z碎屑岩建造及陆源碎屑岩建造%岩石变形&变质!发育加里东至海西期的花岗岩类侵入岩%南阿尔泰构造带介于红山嘴断裂和阿巴宫断裂之间!主要由大量高级变质岩&混合岩元古宙#及呈大规模岩基和岩株产出的片麻状花岗岩及晚志留统变砂岩组成%琼库尔Z阿巴宫构造带主要由琼库尔&阿勒泰&麦兹等$_向泥盆纪火山盆地构成!主要由中酸性火山岩&碎屑岩组成!带内岩石变形强烈%额尔齐斯构造带位于额尔齐斯断裂与富蕴Z锡泊渡断裂之间!主要由深变质的片麻岩&混合岩及片岩等组成!岩石挤压变形强烈!伟晶岩普遍发育%最近的研究表明!著名的S号脉伟晶岩形成于印支期85)%$?!==BM$_6())%$?!==B#%布尔津Z二台构造带位于额尔齐斯断裂和阿尔曼泰断裂之间!主要由泥盆纪(石炭纪的岛弧型火山岩Z碎屑岩及含化石砂砾岩和石灰岩组成!变质轻微!该带侵入岩主要为海西中晚期花岗岩小岩株和镁铁质杂岩体图6#%对阿尔泰地区金矿已有较多的研究工作芮行健等!??S$顾巧根和欧沛宁!??T$董永观等??T6!M$朱韶华等!??T$魏春生!??B$程忠富和芮行健!??B$王军升等!??X!???$尹意求等!??X$李志纯!???$刘悟辉等!???$董永观!???$丁汝福等!==$肖惠良等!==$姜俊!==S$闫升好等!==B$李光明等!==@$沈远超等!==@#%根据该区金矿床主要特征及产出环境!区内金矿可归为两类’与韧性剪切带有关的金矿床和浅成低温热液金矿床%第一类金矿床最突出的特点是脉状矿化产于韧性剪切带中!成矿时代集中在S==WA=96!表明成矿作用主要与早石炭世之后的碰撞造山作用有关!大多数矿床表现出矿石硫化物含量较低!蚀变矿物组合为硫化物a绢云母a碳酸盐a绿泥石!成矿流体为低盐度&富7[的变质水a天水及部分岩浆水的混合流体等特征闫升好等!==B$李光明等!==@#%按照%C+Q0G??X#的概念!这类金矿床可归类为造山型金矿床$第二类金矿床主要产于萨吾尔山地区!赋矿围岩为下石炭统黑山头组安山质熔岩&安山质熔角砾岩!矿区存在古火山机构!矿床产于受区域断裂构造改造了的火山机构环状Z放射状断裂系中!矿床形成和分布受火山机构断裂系和区域近东西向断裂构造的联合控制$矿化类型为热液交代浸染状及充填脉状矿化!矿石为硫化物型矿石!蚀变矿物组合为硫化物a绢云母a碳酸盐a绿泥石a黄钾铁矾a明矾石!成矿流体为混合流体!成矿时代为晚古生代尹意求!??B$曾庆栋等!==A$0())%$?!==@#%区内岩浆活动发育!主要侵入体为华力西期侵入体!主要岩性包括黑云母花岗岩&石英闪长岩&花岗闪长岩等%岩体总体上呈$_向展布!与区内主要构造线方向一致!为同造山期花岗岩浆活动的产物%区内构造主要为$_向展布的断裂构造和韧性剪切带!其中韧性剪切带是区内金矿化的控矿和容矿构造%!布尔根地区地质概况阿尔泰造山带东南缘布尔根地区出露早古生代和晚古生代地层!以后者为主!也有少量侏罗系碎屑岩分布%地层总体展布方向为$_向!早古生界哈巴河群变质岩系!分布于北部图M#!主要岩性为片麻岩&变粒岩&片岩&千枚岩等%晚古生界由泥盆系和石炭系组成%泥盆系包括’下泥盆统托让格库都克组中基性火山岩&凝灰砂岩和灰岩&康布铁堡组酸性火山岩!中泥盆统阿尔泰组长石石英砂岩&粉砂岩&凝灰岩及灰岩&北塔山组中基性火山岩夹粉砂岩!上泥盆统卡西翁组玄武玢岩&砂岩&粉砂岩及千枚岩&江孜尔库都克组玄武安山岩&安山岩&凝灰岩&砂岩&粉砂岩及千枚岩%石炭系包括南明水组泥质粉砂岩&千枚岩&细砂岩&钙质砂岩!巴他玛依内山组玄武玢岩&安山玢岩&流纹岩&凝灰质砂岩&粉砂岩&角砾熔岩%其中(上泥盆统卡西翁组&北塔山组和石炭系南明水组是区内金矿床点#的容矿围岩图M#%S!金矿床特征区内金矿床为受韧性剪切带控制的金矿床!主要有两种类型’一种为受韧性剪切带控制的含金石英脉型金矿床!如马勒热铁金矿&扎克特金矿&老山口金矿等!以马勒热铁金矿床为典型代表$另一种为受韧性剪切带控制的含金糜棱岩型金矿床!如科克萨依金矿&阿拉塔斯金矿&口岸金矿等!以科克萨依金矿床为典型代表%SR!科克萨依金矿床科克萨依金矿区出露下泥盆统托让格库都克组!主要为X=91)%@)(’$’4,1%;,-,1%!岩石学报==@!SX#图!新疆阿尔泰成矿带地质概况及主要金矿分布K#据王京杉等!??X!b5’)%$?!==修改#和阿尔泰东南缘布尔根地区地质简图1#图1中’Z第四系冲积物$Z侏罗系水西沟群$SZ下石炭统南明水组$TZ下石炭统巴他玛依内山组$AZ上泥盆统江孜尔库都克组$BZ上泥盆统卡西翁组$@Z中泥盆统北塔山组$XZ中泥盆统阿尔泰组$?Z下泥盆统康布铁堡组$=Z下泥盆统托让格库都克组$Z寒武(奥陶系哈巴河群$Z华力西期花岗岩$SZ华力西期闪长岩$TZ主干断裂及断层$AZ韧性剪切带$BZ金矿床点#$@Z铜矿点$XZ主干河流c’)R!2’IFE’J’0:)0+E+)’D6EI6FG8+O’()H80:’GHC’M5H’+(+JH80I6]+C)+E::0F+G’HG’(H80KEH6LI0H6EE)0(’DM0EH!$+CH8\’(]’6()K#!6(:2d0HD8)0+E+)’D6EI6F’(150C)0(C0)’+(!