西秦岭夏河—合作地区早子沟和加甘滩金矿床石英微量元素特征及意义

第鹏飞,汤庆艳,刘 聪,宋 宏，3，4 ,张家和,刘东晓,王玉玺,蒲万峰

(1.甘肃省矿产资源储量评审中心，甘肃 兰州 730000；2.兰州大学 地质科学与矿产资源学院，甘肃省西部矿产资源重点实验室,甘肃 兰州 730000;3.中国科学院 西北生态环境研究院，甘肃 兰州 730000；4.中国科学院大学，北京 100049；5.甘肃省矿产资源补偿费征收管理办公室，甘肃 兰州 730000；6.甘肃省地质矿产勘查开发局 第三地质矿产勘查院，甘肃 兰州 730050)

0 引 言

石英在许多变质和斑岩热液系统中普遍存在，因其化学性质非常稳定，故与大多数其他矿物相比，石英不易受风化作用的影响。石英的晶体结构中常含有大量微量元素，它们主要以两种方式存在于石英晶格中，如Al3+、Fe3+、B3+等微量元素在石英晶格中通常以类质同象形式替代 Si4+[1-2]；Li+、K+、H+等以电价补偿的形式存在于石英晶格间隙中[3-4]。石英的微量元素组成及含量受元素的地球化学性质、流体化学组成、温度以及石英的生长速度等因素的共同制约[5-9]。金矿床热液石英中Cu、Pb、Zn、As 含量可作为金沉淀的标志[5]，而石英微量元素的特征与热液演化过程具有密切联系[9-10]，因此利用石英的微量元素地球化学特征能够反演成矿流体来源与演化[8,10-15]。西秦岭造山带是重要的金成矿带[16]，其中分布有阳山金矿[17-18]、大水金矿[19-23]、寨上金矿[24-25]、早子沟金矿[26-31]、加甘滩金矿[32-33]等数十个大型、超大型金矿。阳山、大水、寨上和早子沟金矿床的研究程度相对较高，前人对这些金矿床开展了成矿时代、金的赋存状态、成矿流体的来源与演化等方面的研究，取得了大量的认识[16-33]。而加甘滩金矿床的研究程度相对较低，前人开展了金的赋存状态[33-34]、矿化富集规律及控矿因素[32,35]、变质砂岩特征及物源判别[36]等研究。加甘滩矿床主要的载金矿物是含砷黄铁矿、毒砂和褐铁矿。金在载金矿物中的赋存形式为自然金及次显微不可见金[33-34]，主要为热液充填(渗滤)交代成矿，成矿具有多阶段性，成矿过程中可能存在富铁镁质物源的参与[34]，属中低温构造蚀变岩型金矿床[33,36]。

早子沟金矿床热液独居石206Pb/238U年龄为(211.1±3.0)Ma，揭示早子沟金矿床为三叠纪的产物[28]。早子沟矿床黄铁矿和毒砂是主要的载金矿物，金在载金矿物中的赋存形式为自然金、固溶体及纳米级包裹金[27]，成矿流体为浅成中低温、低盐度、低密度流体，主要为岩浆水或变质水与地下水的混合热液；硫主要为岩浆热液来源，并混有地层硫[30-31]；铅同位素揭示铅为壳幔混合成因[27,30]。目前对早子沟矿床的成因类型有不同的认识，包括卡林型金矿床[25]、岩浆期后低温热液金矿床[27,30]、造山型金矿床[28,37]、还原性侵入体相关的金矿床[26]及斑岩型金矿床[38-39]。

石英在早子沟和加甘滩金矿床不同类型的矿石中广泛存在。本文通过对西秦岭造山带早子沟和加甘滩金矿床成矿期石英开展微量元素地球化学特征的对比研究，从而探讨早子沟和加甘滩金矿床的成矿流体来源与演化的规律，揭示西秦岭造山带夏河—合作地区金矿床富集成矿的控制因素，进而为西秦岭造山带金矿床成因研究提供重要的信息。

1 区域地质背景

秦岭造山带位于华北板块与扬子板块之间。西秦岭造山带是秦岭造山带的西段，也是重要的古大陆碰撞造山带，处于滨太平洋构造域、古亚洲构造域以及特提斯—喜马拉雅构造域交汇的特殊地段[40](图1(a))，是中央造山带的关键部位和重要组成部分。自Rodinia超大陆裂解，西秦岭造山带经历了漫长的构造演化阶段(俯冲碰撞造山、板内伸展、陆内叠覆造山)，不同类型、不同阶段、不同方式的造山作用的相互影响叠加，形成了目前区内复杂的构造格局，也使得西秦岭地区成为我国重要的矿产资源储备基地、最具潜力的矿产勘查地区和未来最大的金成矿带找矿区[40,44-45]。

图1 夏河—合作地区金矿床的分布图[41-43]Fig.1 Geologic map of the major gold deposits in the Xiahe-Hezuo region[41-43]1.第四系；2.新近系；3.上三叠统；4.中—上三叠统；5.二叠系；6.石炭系；7.白垩纪玄武岩；8.三叠纪火山岩；9.印支期花岗岩；10.中酸性脉岩；11.断裂；12.角度不整合界线；13.金矿；14.铜矿；15.铅矿；16.锑矿；17.汞矿；18.铁矿；19.铁铜矿；20.铜钼矿；21.铜钨矿；22.多金属矿

西秦岭地区岩浆活动南弱北强，构造运动发育，是我国著名的“川甘陕”金三角地带。其中早子沟金矿于1996年开展了勘查工作，在3 000 m高程以上圈定金矿体189个，截至目前，累计提交金金属量116 t，矿床平均品位3.50 g/t[46]；加甘滩金矿于1997年发现，共圈出金矿体333条，累计提交金金属量154 t，矿床平均品位2.76 g/t[47]。这2个金矿床的资源储量规模均为超大型，也显示了区内寻找超大型、大型金矿床的巨大潜力。

2 早子沟和加甘滩金矿床地质特征和岩相学特征

早子沟、加甘滩超大型金矿大地构造位置上处于西秦岭造山带西段三叠纪陆内裂陷盆地，属南秦岭早古生代褶皱带北缘，从北到南分别被扎油乡—早子沟断裂、拉贡玛—纳合迦断裂和桑科南—格里那断裂控制(图1(b))。区域成矿构造主要为走向NW—NWW的区域性断裂。区内出露地层主要为上古生界、中新生界的石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、新近系和第四系。区域上岩浆活动较频繁，中酸性侵入岩普遍发育。区内已查明的矿产资源丰富，成矿类型多样，主要有金、铅锌、铜、锑、钨、钼等。

早子沟、加甘滩金矿床均位于夏河—合作区域性逆冲推覆断裂以南。区内出露及赋矿地层较单一，早子沟赋矿地层为三叠统古浪堤组，岩性为灰褐-灰绿色长石细砂岩夹粉砂质板岩、深灰-灰绿色硅质板岩、泥质板岩等，其中赋矿岩石为泥质板岩、条带状硅质板岩及粉砂质板岩(图2(a))。地层总体走向为近南北向，倾向受构造影响变化较大。早子沟金矿矿石自然类型按原岩主要分为毒砂化黄铁矿化辉锑矿化碎裂砂板岩型、毒砂化黄铁矿化辉锑矿化碎裂脉岩型、方解石石英脉型、(赤)褐铁矿化硅化碎裂砂板岩型、(赤)褐铁矿化硅化角砾岩型、褐铁矿化脉岩型金矿石。矿石结构为自形-半自形粒状、柱状结构、它形粒状结构、它形柱状结构、包含结构。矿石构造为脉状构造、星散浸染状构造、细脉浸染状构造及块状构造等。主要载金矿物为石英、黄铁矿、毒砂、辉锑矿、辉铜矿、褐铁矿等[21,27]。

图2 早子沟(a)和加甘滩金矿床(b)区域地质简图[27,33] Fig.2 Geological maps of Zaozigou(a)and Jiagantan(b)gold deposits[27,33]

加甘滩矿区出露地层为三叠统隆务河组，岩性为粉砂质板岩、长石石英砂岩、岩屑砂岩等，金矿体赋存于长石石英变砂岩夹粉砂质板岩岩性段内。地层总体走向呈NW向(255°～280°)，倾角35°～55°，表现为一单斜构造，层间褶皱及揉皱非常发育(图2(b))。加甘滩金矿矿石自然类型按原岩主要分为黄铁矿毒砂辉锑矿化板岩型、褐铁矿化碎裂砂岩型、褐铁矿化碎裂粉砂质板岩型、碎裂石英脉型和含毒砂黄铁矿白云石化长石砂岩型。矿石结构主要有交代结构、胶状结构、粒状变晶结构、纤维状结构。矿石构造主要有细脉-网脉状构造、星点浸染状构造、碎裂构造、块状构造、纹层状构造等。矿区内主要载金矿物为黄铁矿、石英、褐铁矿、毒砂[28-31]。

早子沟金矿床石英单矿物来自含矿的蚀变花岗斑岩、蚀变板岩、石英脉和碳酸盐脉，加甘滩金矿床石英单矿物来自含矿的蚀变细粒长英质砂岩和石英脉。

早子沟金矿床蚀变花岗斑岩具有变余斑状花岗结构，无定向构造。斑晶主要为石英、长石和白云母。石英呈圆状，粒度0.3～2.0 mm，个别石英颗粒边部可见港湾状及绢云母蚀变；基质由粒状石英、绢云母、碳酸盐等组成，石英粒度0.1～0.3 mm。板岩呈鳞片泥晶结构，定向构造，由绢云母、碳酸盐及金属矿物组成。绢云母长0.01～0.03 mm，呈鳞片状，定向排列明显，含量约40%；碳酸盐呈团粒状，含量约45%；微晶石英呈粒状，粒度小于0.06 mm，分布于其他矿物粒间，含量约10%。黄铁矿含量约5%。石英脉主要由大于85%的石英和少量白云母、赤铁矿等组成(图3(a))，自然金嵌布于石英粒间或被石英包裹(图3(b))。碳酸盐脉由少量的绢云母和大量的方解石、白云石组成。

图3 早子沟金矿床热液石英显微照片Fig.3 Photomicrographs of the hydrothermal quartz from the Zaozigou gold deposit(a)石英脉;(b)自然金散布于石英粒间或被石英包裹。Qz.石英；Au.金

加甘滩金矿床蚀变细粒长英质砂岩为细砂结构，块状构造，矿物颗粒细小均一，镜下可见定向构造，由长英质细砂和胶结质物组成。碎屑物由石英和长石组成。石英呈粒状、长条状、次棱角状，粒度0.05～0.40 mm，含量约40%。长石屑呈0.1～0.4 mm的粒状、长圆粒状，含量约45%。胶结物由微晶石英、角闪石等组成，可见细小的碳酸盐颗粒充填于粒间，但分布不均匀，含量约15%。石英脉主要由90%以上的石英及少量的碳酸盐颗粒组成。

3 样品采集及分析测试方法

3.1 样品采集

本文研究的样品采自西秦岭造山带早子沟和加甘滩特大型金矿床。早子沟金矿床用于微量元素分析的样品(6件)均采自措施井中段和地表的主成矿期的金矿体：ZD①采自措施井1中段85线Au1矿体内；ZH②采自措施井1中段92线Au1矿体内；ZH③采自措施井1中段M6-1采场；ZH④采自措施井3中段Au31矿体内；ZH⑤采自地表Au14矿体内；ZH⑥采自地表Au9矿体内。加甘滩金矿床样品(6件)采自地表的主成矿期的金矿体。JH①采自地表2勘探线Au4-2矿体内；JH②采自地表2勘探线Au6-3矿体内；JH③采自地表7勘探线Au12-1矿体内；JH④采自地表17勘探线Au12-1矿体内；JH⑤采自地表5勘探线Au14-2矿体内；JH⑥采自地表4勘探线Au4-2矿体内。

3.2 分析测试方法

样品经过碎样、磁选，在显微镜下挑选出纯净的石英，用于稀土和微量元素分析。早子沟和加甘滩金矿床石英的稀土和微量元素组成分析在核工业北京地质研究院分析测试研究中心采用NexION300D 等离子体质谱仪分析完成。石英颗粒经过硝酸和氢氟酸提纯，经亚沸蒸馏纯化后使用。实验过程中温度为21 ℃，相对湿度为32%，分析精度优于5%。

4 结果分析

4.1 石英的稀土元素特征

早子沟和加甘滩金矿床不同类型矿石中石英的微量和稀土元素组成分析结果见表1。早子沟和加甘滩金矿床不同类型岩石中石英具有相似的稀土元素球粒陨石标准化配分曲线，总体表现为轻稀土元素相对富集、重稀土元素轻微亏损的特征；而且轻稀土元素与重稀土元素分馏程度高，重稀土元素内部分馏程度弱(图4)。

早子沟金矿床从石英脉、碳酸盐脉、蚀变板岩到蚀变花岗斑岩，石英的稀土元素总量逐渐增加，平均值分别为0.42×10-6、2.67×10-6、4.76×10-6和9.13×10-6。(La/Yb)N从石英脉→碳酸盐脉→蚀变花岗斑岩→蚀变板岩逐渐增加，平均值分别为6.78、21.66、27.46和37.44；碳酸盐脉石英的(Gd/Yb)N最低，为0.96；蚀变板岩样品石英的(Gd/Yb)N最高，为1.58。除了一个石英脉样品具有明显的Eu正异常外(δEu=1.21)，其余样品均表现出明显的Eu负异常(δEu=0.46～0.76)。不同类型的样品均具有较弱的Ce正异常，δCe变化范围为1.02～1.05(图4(a))。

加甘滩金矿床蚀变细粒长英质砂岩和石英脉中石英的稀土元素总量平均值分别为0.58×10-6和2.36×10-6，(La/Yb)N平均值分别为6.96和20.43，(Gd/Yb)N平均值分别为1.02和1.15。所有样品均表现出明显的Eu负异常，细砂岩和石英脉中石英的Eu异常变化范围为0.53～0.80。除了一个细砂岩具有明显的Ce负异常(δCe=0.63)，其余样品均具有较弱的Ce正异常(δCe=1.01 ～1.03，图4(b))。

图4 早子沟(a)和加甘滩(b)金矿床不同矿石中石英微量元素原始地幔标准化配分曲线(球粒陨石数据引自Palme 和 O’Neill[48])Fig.4 Chondrite-normalized REE patterns of the quartz for different ores from the Zaozigou(a)and Jiagantan(b)gold deposits (chondrite-normalized data after ref.[48])

4.2 石英的微量元素特征

早子沟金矿床和加甘滩金矿床不同类型岩石之间石英具有相似的大陆地壳标准化微量元素配分模式，总体表现出明显的Sc负异常，Cr、W、Pb和U正异常；但是早子沟金矿床 Cr元素的富集程度高于加甘滩矿床，而加甘滩金矿床U的富集程度高于早子沟金矿床(图5)。

图5 早子沟(a)和加甘滩(b)金矿床石英微量元素大陆地壳标准化曲线(大陆地壳数据引自文献[49])Fig.5 Continental crust-normalized trace element patterns for the quartz from the Zaozigou (a)and Jiagantan (b)gold deposits (continental data after ref.[49])

早子沟金矿床所有的石英脉中石英具有明显的Sr正异常，蚀变花岗斑岩样品中石英具有Sr的负异常，其余样品具有弱的Sr正异常；蚀变板岩样品中石英具有明显的Zr-Hf负异常，蚀变花岗斑岩样品中石英具有明显的Zr-Hf正异常，其余样品Zr-Hf异常不明显(图5(a))。早子沟金矿床一个碳酸盐脉和石英岩脉表现出Nb正异常，其余样品均表现出Nb负异常；石英的Nb/La、Th/La值均小于1；Rb/Sr值介于0.16～0.86之间，平均值为0.47；Nb/Ta值介于1.81～6.77之间，平均值为3.93；Zr/Hf值介于28.55～36.16之间，平均值为31.91；Y/Ho值介于25.14～30.00之间，平均值为26.77。

加甘滩金矿床除了一个蚀变细粒长英质砂岩(JH①)样品具有Nb负异常，其余样品均具有Nb正异常。除了一个蚀变细粒长英质砂岩(JH①)样品外，石英的Nb/La值均小于1；除了两个细砂岩(JH①和JH⑤)样品外，石英的Th/La比值小于1；Rb/Sr值介于0.03～0.61之间，平均值为0.14；Nb/Ta值介于1.64～5.93之间，平均值为4.17；Zr/Hf值介于27.43～36.39之间，平均值为32.37；Y/Ho值介于23.40～28.94之间，平均值为26.69；与早子沟金矿床石英的Y/Ho、Nb/Ta和Zr/Hf值接近。

5 讨 论

5.1 石英中微量元素的赋存状态

石英是地壳上最纯净的矿物之一，它的微量元素含量也是非常重要的地球化学参数。杂质可以以微量元素的形式掺入到石英晶格中或者被捕获到微细包裹体中(流体包裹体或者矿物包裹体)[6,50-51]。石英中微量元素主要以 2种方式进入石英晶体中:类质同象置换和晶格填隙[10]。石英中微量元素的含量通常很低，这是因为在晶体结构中能够取代Si4+的阳离子非常有限。晶体中能够替代Si4+位置的阳离子包括Al3+、Ga3+、Fe3+、Ge4+、Ti4+和 P5+[6]，它们的离子半径与Si4+相似；H+、Li+、Cu+或Ag+可以以晶格填隙的方式存在，有时甚至充当电荷补偿离子。Li主要进入石英的晶格缺陷中，而Na和K还能以流体包裹体的形式存在[52]。Li可以部分补偿因Al置换Si而产生的正电荷亏损[53]。一般而言，Al、Ti、Fe、Li、Na 和K是热液石英中最常见的替代硅的微量元素[9]。Li在石英中为不相容元素，主要在晚期低温石英中富集[54]。

研究表明石英中微量元素Na、Ca、Sr和Mn与流体包裹体的含水量密切相关[55]。与Rb和Sr一样，镧系元素优先受流体包裹体的控制[56-57]。而且元素Ti、Al、K、Ca、Mg、Ba、Cs、Rb、Fe、Cr、Co、Cu、Mn、Pb、Sc、W和U也与流体包裹体有关[52]。早子沟金矿床石英中Rb与Li呈负相关，Rb与Cs呈正相关；而加甘滩金矿床石英中Rb与Li、Cs相关性不明显(图6)。有研究表明，石英的结构是不利于K和Rb进入的，石英中Rb元素的含量主要与流体包裹体的数量有关，Rb含量随流体含量的增加而增加，而不应被视为K的类质同象置换的元素[52,57]。这就意味着早子沟金矿床石英中Li含量均随流体含量的增加而减少，而Cs含量随流体含量的增加而增加，而加甘滩金矿床石英中Li含量和Cs含量与流体含量相关性不明显。

图6 早子沟和加甘滩金矿床石英Rb与Li、Cs含量的相关性图解Fig.6 Plots of Li vs.Rb (a)and Cs vs.Rb (b)of quartz from the Zaozigou and Jiagantan gold deposits

5.2 成矿流体来源及成矿条件

5.2.1 成矿流体来源

虽然控制微量元素进入石英的机制多种多样，但是微量元素被认为是解释矿物形成条件的重要岩石成因指标，可以用来揭示石英的来源，或重建矿床成因以及金属流体的来源[52-53,58-60]。微量元素中如Li、REE和元素比值如Th/U可以用来指示特定的地质背景[6]，稀土元素的特征可能与矿化流体的初始组成有关[11,52]。

石英中特定的微量元素可用于矿化指标。石英中的Rb和Sr含量可用于区别与Sn、Au矿化有关的石英[6]。与锡矿床有关的变质石英Rb含量高，大于0.250× 10-6，而与金矿床有关的变质石英和热液脉中的石英Sr含量高，分别大于0.5×10-6和0.6×10-6[57]。早子沟金矿床中热液石英Rb和Sr含量的变化范围分别为0.893×10-6～6.370×10-6和2.43×10-6～13.70×10-6，加甘滩金矿床中石英Rb和Sr含量的变化范围分别为0.457×10-6～0.847×10-6和1.32×10-6～23.40×10-6，高于Monecke等[57]所划定的与金矿床有关的变质石英和热液石英的Rb与Sr的范围，这可能与当时有限的石英微量元素数据有关(图7(a))。伟晶岩样品中石英的Th/U比值近于1[52]，早子沟和加甘滩金矿床中大多数样品Th/U比值近于1，加甘滩个别样品U含量较高，偏离Th/U=1的范围(图7(b))。

图7 早子沟和加甘滩金矿床石英Sr与Rb(a)、U与Th(b)、Nb与Ta (c)、Hf与Zr(d)含量的相关性图解(锡矿床、变质石英和热液石英的范围来自Monecke et al.[57] )Fig.7 Plots of Sr vs.Rb(a),U vs.Th (b),Nb vs.Ta (c),and Hf vs.Zr (d)of quartz from the Zaozigou and Jiagantan gold deposits (other data from ref.[57])

5.2.2 成矿条件

稀土元素的特征与特定的岩石类型和结晶条件有关[6]。在球粒陨石标准化配分模式图上，不同地质环境中石英的稀土元素含量差异明显。硅质岩的稀土元素配分模式与海水的稀土元素配分模式相似，具有负Ce异常(图4)。花岗岩中的石英与地壳特征相似，由于分馏作用的影响具有负Eu异常。相反，酸性火山岩中的石英通常缺少Eu负异常，这是因为石英的结晶早于长石。变质石英的REE元素含量低，具有地壳信息，但是无分馏作用的影响。岩浆演化晚期的伟晶岩中的石英通常形成Eu负异常和四分组效应[6]。因此，不同类型岩石石英中的稀土元素特征可用于地质过程的解释和重建[52]。早子沟和加甘滩金矿床除了一个石英脉样品具有明显的Eu正异常外(δEu=1.21)，其余样品均表现出明显的Eu负异常(δEu=0.46～0.80)；除了一个蚀变细粒长英质砂岩具有明显的Ce负异常(δCe=0.63)，其余样品均具有较弱的Ce正异常(δCe=1.01 ～1.05)。蚀变花岗斑岩中Eu负异常与斜长石的分离结晶作用有关，而蚀变板岩、蚀变细粒长英质砂岩、碳酸盐脉与石英脉中均存在Eu负异常，可能与还原环境有关(图8)。通常在还原环境中 Eu3+将被还原成Eu2+而迁移，从而表现出Eu负异常；而氧化环境中 Ce3+容易被氧化成Ce4+，从而与其他三价的稀土离子分离。个别样品的正Eu 异常可能意味着成矿流体中有长英质岩浆热液混入。对不同大地构造环境中δCe的研究认为，从大洋中脊到大陆边缘Ce亏损逐渐不明显，大陆边缘环境由无明显Ce异常到出现 Ce正异常[61]。早子沟和加甘滩金矿床石英的δCe值表明其可能形成于大陆边缘环境，这与通过加甘滩矿床容矿砂岩的特征和碎屑锆石年龄谱得出的认识一致。碱性流体中通常具有负Eu异常[62]，表明早子沟和加甘滩金矿床成矿流体具有弱碱性。根据Eu异常与温度的相关性，如果流体温度过高，会造成流体Eu不发生异常，据此推测早子沟和加甘滩金矿床成矿温度较低。这一认识与根据流体包裹体得到的早子沟的均一温度值[29-31]和黄铁矿的Au含量计算得到的早子沟金矿床的成矿温度(平均值为213℃)相符[27]。

图8 早子沟和加甘滩金矿床石英δEu与δCe相关性图解Fig.8 Plot of δEu vs.δCe of quartz from the Zaozigou and Jiagantan gold deposits

早子沟和加甘滩金矿床中石英的轻重稀土元素分馏程度较大。早子沟金矿床中石英的(La/Yb)N变化范围为4.75～41.71；加甘滩金矿床中除一个样品的(La/Yb)N=0.72，其余样品的(La/Yb)N变化范围为3.16～30.05。两个金矿床中石英的轻重稀土元素分馏程度比上地壳与下地壳的分馏程度更高(分别为10.83和3.72[49])。石英(La/Yb)N与矿床的成矿深度相关，(La/Yb)N越大，表明矿床的成矿深度越浅。这与来源于深部的河北东坪大型金矿床中石英(La/Yb)N(1.99～6.81)[63]和河北石湖金矿床中石英(La/Yb)N(<1)明显不同[11]，与云南易门铜厂矿床中石英(La/Yb)N(17.02～72.41)更为接近[64]，表明早子沟和加甘滩金矿床的成矿深度相对较浅，这与通过流体包裹体的成分得出的早子沟金矿床的成矿深度的认识一致[35]。

除了一个样品外，其余早子沟和加甘滩金矿床石英中稀土元素配分曲线均为右倾，富集LREE，表明成矿流体中含有大量的Cl-或F-[65]。富Cl-的热液中易迁移LREE，Th/La和 Nb/La值通常小于1；而富F-的热液则优先络合HFSE，Th/La 和 Nb/La 值通常大于 1[66-68]。早子沟和加甘滩金矿床石英中大多数样品的Th/La和 Nb/La 值小于1，因此，早子沟和加甘滩金矿床成矿流体应是富Cl-流体。

Y和Ho具有相同的价态和相近的离子半径，其离子半径分别为10.19 nm和10.15 nm[69]；因此，它们通常具有相似的地球化学特征，并且Y/Ho值在许多地质过程中不发生变化。早子沟和加甘滩金矿床石英的Y/Ho值分别为25.14～30.00和23.40～28.94，与平均地壳的Y/Ho值相近(约35.67[49])，因此早子沟和加甘滩金矿床石英的Y/Ho值表明其成矿流体应该与地壳关系密切。

Zr/Hf、Nb/Ta比值在同一热液体系中稳定，但当体系受到干扰时，如发生热液活动和交代作用时，这些元素对就会发生明显的分异[68]。早子沟和加甘滩金矿床石英中Rb/Sr值高于原始地幔相应值(0.03[48])，与上地壳的相应值接近(0.26[49])；Nb/Ta 值远低于原始地幔(13.84[69])和上地壳的相应值(13.11[69])，Zr/Hf值略低于原始地幔(34.17[69])和上地壳的相应值(36.42[69])。早子沟金矿床Rb与Sr呈正相关，而加甘滩金矿床Rb与Sr相关性不明显；早子沟和加甘滩金矿床Nb与Ta有较好的相关性，而且Zr与Hf之间相关性非常好。这表明早子沟和加甘滩金矿床不同类型的矿石中Rb与Sr、Nb与Ta和Zr与Hf间发生了不同程度的分异，Nb与Ta、Zr与Hf之间分异程度较弱(图7)。金矿床中石英Sr含量可能与金矿床围岩长石蚀变释放出的Sr有关[57]。

5.3 石英微量元素对金矿床形成的指示

在大陆地壳标准化图解中，早子沟和加甘滩金矿床中石英样品均具有明显的Sc负异常，Cr、W、Pb和U正异常(图5)。石英中Sc、Cr、W、Pb和U等元素与流体包裹体有关，表明早子沟和加甘滩金矿床成矿流体中相对富集Cr、W、Pb和U等元素，但是早子沟成矿流体中更加富集Cr元素，而加甘滩成矿流体更加富集U元素。早子沟和加甘滩金矿床石英中微量元素指示成矿流体应是富Cl-流体。这些富 Cl-的溶液容易与Au等成矿元素络合迁移[70]。早子沟和加甘滩金矿床石英的δCe值表明其可能形成于大陆边缘环境。勉略洋壳俯冲导致地壳增厚可能为西秦岭地区大规模成矿流体运移提供了热源[71]。早子沟金矿床矿化年龄(211.1±3.0 Ma[28])晚于岩浆作用年龄(233.4±1.5 Ma[72])，但成矿作用与成岩作用具有密切的时空和成因联系。早子沟金矿床的相关研究表明，岩浆和相关成矿流体、成矿物质来源于地壳物质[72]，花岗岩的侵入可以造成局部地热场的异常，为金成矿作用提供热源，促进地层中金的活化、迁移与富集[65]。加甘滩金矿床矿区只发育一条数十米长的小岩脉，但是从石英的微量元素特征来看，加甘滩金矿床石英与早子沟金矿床石英的地球化学特征相似，而且它们在空间位置上相近，因此加甘滩金矿床可能形成于岩浆热液成矿系统的最远端[65]。

6 结 论

西秦岭造山带早子沟和加甘滩金矿床石英的微量元素特征表明：

(1)早子沟金矿床成矿期热液石英中Rb与Li呈负相关，Rb与Cs呈正相关，而加甘滩金矿床热液石英中Rb与Li、Cs相关性不明显，表明早子沟金矿床石英中Li含量随流体含量的增加而减少，而Cs含量随流体含量的增加而增加。

(2)早子沟和加甘滩金矿床石英的Y/Ho值分别为25.14～30.14和23.40～28.94，大多数石英样品Th/La和 Nb/La 值小于1，在大陆地壳标准化图解中具有明显的Sc负异常，Cr、W、Pb和U正异常，表明早子沟和加甘滩金矿床成矿流体应是富Cl-流体，且成矿流体中相对富集Cr、W、Pb和U等元素，成矿流体与地壳关系密切。

(3)早子沟和加甘滩金矿床大多数石英具有Eu负异常和弱的Ce正异常，(La/Yb)N较大，表明早子沟和加甘滩金矿床形成于还原环境，成矿温度较低、成矿深度相对较浅，形成环境为大陆边缘环境。