西昆仑沃克金矿床地质特征、金的赋存状态及矿床成因探讨*

冯 京，徐仕琪，**，邓 军，何福保，薛小龙，尹得功，薛春纪，郝延海，李 平，赵同阳

（1 新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局，新疆乌鲁木齐 830000；2 中国地质大学地球科学与资源学院，北京 100083；3 新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第二地质大队，新疆喀什 844000；4 新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第二区域地质调查大队，新疆昌吉 831100；5 新疆维吾尔自治区地质调查院，新疆乌鲁木齐 830000）

西昆仑处于秦祁昆造山系西段南侧，三江-特提斯造山系西段。区内构造复杂，岩浆侵入活动强烈，具有寻找金铜铅锌等金属矿床的巨大前景（李志丹等，2017；杨富全等，2020）。区域上，已有研究多集中在区域地质特征、铁锰铅锌等矿床成矿规律及找矿方向等方面（王书来等，2000），涉及金矿的研究甚少。近年来，在西昆仑西段的木吉-乌孜别里山口一带已发现有多处金铜等矿床（点），且砂金矿床大量发育（杜亚龙等，2016），显示出巨大的金矿成矿潜力。以往开展的面积性地、物、化等工作圈出多处金矿找矿靶区，但数十年来的找矿勘查始终未取得中大型以上金矿床的找矿突破（王岩等，2016），故如何实现该区金矿找矿突破，是地质工作者的多年追求。新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第二地质大队、第二区域地质调查大队充分发掘以往找矿资料，进行再分析、再认识，选择木吉一带已知金矿点作为重要突破口，开展了野外验证，并取得新的发现。

位于新疆阿克陶县的沃克金矿床，是近年来，在与二十世纪八十年代发现的木吉金矿床对比研究的基础上，通过进一步野外查证，取得的金矿找矿新突破。沃克金矿研究程度总体较低，对于该矿床相关的微观特征研究基本没有报道。因此，本次对沃克金矿床进行了较全面的研究，划分了成矿阶段；通过扫描电镜、光学显微镜观察，结合电子探针测试，详细研究了载金矿物特征及金的赋存状态；利用稀土元素、微量元素、流体包裹体等地球化学分析，对矿床成因、成矿作用进行了探讨，提出了西昆仑沃克金矿床的成因认识。

1 区域地质构造背景

沃克金矿床位于西藏—三江造山系（Ⅰ级）—羌塘弧盆系（Ⅱ级）—铁列克契-黑尖山陆缘盆地（Ⅲ级）南侧（图1a）。成矿带属巴颜喀拉-松潘成矿省（Ⅰ级）慕士塔挌-阿克赛钦成矿带（Ⅱ级）契列克其Fe-Pb-Zn-Cu-Au矿带（Ⅲ级）的南侧（冯京等，2022）。地层区划属西藏-三江地层大区-羌塘地层区-喀喇昆仑地层分区-塔什库尔干-甜水海地层小区（计文化，2005）。区域地层由老至新主要包括下志留统温泉沟群泥质碳质碎屑岩建造、中上志留统达坂沟群碎屑岩夹碳酸盐岩建造、上石炭统—下二叠统恰提尔群碳酸盐岩建造、上白垩统铁龙滩群碳酸盐岩夹碎屑岩建造、第四系松散堆积物等（图1b）。

图1 沃克金矿区域构造示意图（a）与区域地质略图（b）（据新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局，2012改）1—更新统冰积物；2—更新统冲洪积物；3—上白垩统铁龙滩群；4—上石炭统—下二叠统恰提尔群第二岩性段；5—上石炭统—下二叠统恰提尔群第一岩性段；6—下志留统温泉沟群第二岩性段；7—下志留统温泉沟群第一岩性段；8—中上志留统达坂沟群第二岩性段；9—中上志留统达坂沟群第一岩性段；10—地质界线；11—断层及韧脆性剪切带；12—金矿点Fig.1 Regional structure diagram(a)and geological sketch(b)of Woke gold deposit(modified after The Second Geological Brigade of Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Resources,2021）1—Alluvial of Pleistocene;2—Alluvial diluvium of Pleistocene;3—The Tielongtan Group of Late Cretaceous;4—The second lithologic Member of Qiatier Group of Early Permian to Late Carboniferous;5—The first lithologic Member of Qiatier Group of Early Permian to Late Carboniferous;6—The second lithologic member of Wenquangou Group of early Silurian;7—The first lithologic Member of Wenquangou Group of Early Silurian;8—The second lithologic Member of Dabangou Group of Middle and Late Silurian;9—The first lithologic Member of Dabangou Group of Middle and Late Silurian;10—Geological boundary;11—Fault and ductile shear zone;12—Gold mineralization

下志留统温泉沟群为区内出露的主要地层，呈北西西-南东东向带状延伸，是研究区主要含金地层，总体为一套区域低温动力变质低绿片岩相“黑色岩系”（肖本万，2019），已发现有沃克、克孜捷克、恰普吐孜等金矿床（点）。赋金地层与下伏达坂沟群呈断层接触，与上覆铁龙滩群呈角度不整合接触，东西向延伸至边境。据岩石组合可分为上、下两段；下段为半深海-浅海复理石建造，岩性由砂岩、板岩、千枚岩和薄层灰岩组成，是沃克金矿的主要赋矿层位；上段为石英砂岩、板岩和薄层灰岩组成，少量千枚岩、石英岩，具有相对较高的金丰度，同时经历了强烈的变形变质作用（李博秦等，2007），是本区金可能的矿源层之一。

区域岩浆活动整体较弱，岩浆岩出露面积不大，主要为沿断裂带侵入的少量辉绿岩、闪长岩脉（乔耿彪等，2016），伴有不同程度的孔雀石化。区内温泉沟群中普遍发育石英脉(带)，多与金矿化关系密切。区域地球化学表现为Au、Ag、As 元素显著富集区，其中，w(Au)平均值4.07×10-9，富集系数0.91；w(Ag)平均值113×10-9，富集系数0.92；w(As)平均值24.5×10-6，富集系数1.05（庄道泽等，2015）。

区内构造以断裂为主，褶皱不发育（图2）。断裂多为逆冲断层，并多期活动，部分为张性正断层。褶皱以不对称掩卧褶皱、歪斜褶皱为主，多发育于逆冲断裂两侧。该区断裂构造主要呈北西西向展布，主干断裂为恰特-奥依巴勒根断裂、乌孜别里山口断裂（葛成隆等，2017），2条主干断裂控制了构造单元、地层、化探异常及金、铜等矿化的分布。同一构造带内不同级别的断裂构造对区内以金、铜、铅、锌为主的多金属矿产的形成与分布起着分级控制作用。主断裂多为导矿构造，次级断裂多为容矿构造（计文化，2005）。因此，区内已发现的金矿床（点）显示出成带分布的规律。

图2 沃克金矿区地质构造示意图（据新疆地矿局第二地质大队，2021）1—更新统冲洪积物；2—晚白垩世铁龙滩群；3—早二叠世—晚石炭世恰提尔群第三岩性段；4—早二叠世—晚石炭世恰提尔群第二岩性段；5—早二叠世—晚石炭世恰提尔群第一岩性段；6—早志留统温泉沟群第二岩性段；7—早志留世温泉沟群第一岩性段；8—华力西晚期石英闪长岩；9—奥陶纪绿泥透闪石片岩；10—地层界线/断层；11—1∶5万化探综合异常；12—金/锰矿点Fig.2 Geological structure of the Woke gold deposit(modified after The Second Geological Brigade of Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Resources,2021)1—Alluvial diluvium of Pleistocene;2—The Tielongtan Group of Late Cretaceous;3—The third lithologic member of Qiatier Group of Early Permian to late Carboniferous;4—The second lithologic member of Qiatier Group of Early Permian to Late Carboniferous;5—The first lithologic member of Qiatier Group of Early Permian to Late Carboniferous;6—The second lithologic member of Wenquangou Group of Early Silurian;7—The first lithologic member of Wenquangou Group of Early Silurian;8—Quartz diorite of Late Variscan;9—Chlorite tremolite schist of Ordovician;10—Geological boundary/Fault;11—1∶50 000 comprehensive geochemical anomaly;12—Gold/Manganese spots

2 矿床地质特征

2.1 矿区地质

沃克金矿位于羌塘三江造山系之铁列克契-黑尖山陆缘盆地南部。区内出露地层为下志留统温泉沟群、上白垩统铁龙滩群、第四系等（图2）。其中，下志留统温泉沟群为一套区域低温动力变质低绿片岩相“黑色岩系”，北与达坂沟群断层接触，南与铁龙滩群角度不整合接触，东部和西部延伸至边境，分为2段。岩性主要为片理化长石石英砂岩、杂砂岩，变质细粒长石石英砂岩以及灰岩等。原岩为半深海-浅海复理石建造（高永利等，2011）。下志留统温泉沟群下段为矿区赋矿地层，岩性为灰色片理化长石石英砂岩、杂砂岩，变质细粒长石石英砂岩，灰色含铁白云石粉砂绢云板岩，深灰色含铁白云石绢云石英千枚岩，灰色薄层细晶灰岩，呈北西向展布，结合野外调查及探矿工程编录，矿体近矿围岩为含碳酸盐硬绿泥石绢云千枚岩（河北省地矿局第五地质大队，2013）。该地层为已发现的沃克、克孜捷克、恰普吐孜等金矿点的主要赋矿层位。

区内构造以断裂为主，褶皱不发育（图3a～d）。断裂多为逆冲断层，并多期活动，部分为张性正断层。褶皱以不对称掩卧褶皱、歪斜褶皱为主，多发育于逆冲断裂两侧。该区断裂构造主要呈北西西向-近东西向，主干断裂为恰特-奥依巴勒根断裂、乌孜别里山口断裂（葛成隆等，2017），2 条主干断裂控制了构造单元、地层、化探异常及金铜等矿化的分布。同一构造带内不同级别的断裂构造对区内以金、铜、铅、锌为主的多金属矿产的形成与分布起着分级控制作用。主断裂多为导矿构造，次级断裂多为容矿构造。

图3 沃克金矿床野外典型照片a.紧闭褶皱野外照片；b.紧闭褶皱素描图；c.顺层产出的石英脉；d.褐铁矿化、高岭土化Fig.3 Typical field photos of the Woke gold deposita.Field photos of tight folds;b.Sketch of tight fold;c.Bedding quartz vein;d.Limonite and kaolinite developed at shallow depth

赋矿地层中普遍发育与琼巴额什沟断裂平行的次级层间断裂，顺层或以小角度斜切地层面理，具强烈的韧-脆性剪切变形特征，为区内金矿体的容矿构造，其内充填有褐铁矿化碳酸盐石英脉（图3a），部分受构造变形影响，呈紧闭褶皱、无根褶皱状（图3b）、部分沿层间破碎带顺层产出（图3c）。总体产状25°～45°∠50～70°。镜下可见大量细小鳞片状绢云母，其交织定向排列，并具显微褶皱构造。在金矿化蚀变作用强烈部位，断裂内及上、下盘地层中发育绢云母化、硅化、毒砂化、黄铁矿化等围岩蚀变（图3d）；受强热液蚀变交代-充填作用改造，局部断裂特征不明显，但在矿体尖灭部位，可观察到明显的韧-脆性剪切变形特征。

2.2 矿体地质

区内圈定金矿体10 个(图4a、b)。地表长78～679 m，宽3～12 m，平均宽4 m。走向为115°～135°，倾向北东，倾角50°～70°。

图4 沃克金矿区主要矿体分布示意图（a）及29号勘探线剖面示意图（b）（据新疆地矿局第二地质大队，2021改）1—含碳砂质板岩；2—（硬）绿泥绢云千枚岩；3—黑云母石英板岩（千枚岩）；4—辉绿岩脉；5—石英脉；6—金矿（化）体；7—石英网脉带；8—钻孔岩芯金矿（化）体；9—钻孔及勘探线；10—地质界线；11—岩性界线Fig.4 Map showing the distribution of orebodies from the Woke gold deposit(a)and cross section of exploration line No.29(b)through the deposi（tb,after The Second Geological Brigade of Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Resources,2021）1—Carbonaceous sandy slate;2—Chlorite sericite phyllite;3—Biotite quartz slate(phyllite);4—Diabase dyke;5—Quartz vein;6—Gold(mineralized)body;7—Quartz stockwork vein belt;8—Gold ore body of drill core;9—Exploration line and drill;10—Geological boundary;11—Lithologic boundary

矿体呈似层状、脉状产出，矿体厚度整体稳定，具有扭曲褶皱变化特征，局部变形强烈。Au 平均品位3.65 g/t。深部钻孔见矿视厚2.3～3.1 m，Au 平均品位0.69 g/t。

2.3 矿石特征

2.3.1 矿石组分及结构构造

矿石为富含硫化物的石英脉。金属矿物主要为毒砂、黄铁矿，少量方铅矿和磁铁矿，偶见黄铜矿、辉砷钴矿。其中，毒砂占全部矿物的9%～60%，黄铁矿1%～3%，其他矿物含量小于1%。非金属矿物主要为石英，其次为绢云母、硬绿泥石，少量碳酸盐矿物。其中，石英占全部矿物的55%～60%，绢云母占30%，硬绿泥石占18%，碳酸盐矿物含量小于7%。矿石中各项化学组分含量较稳定，以高w(SiO2)、w(Al2O3)、w(TFe3)、w(K2O)为特征（郑杰等，2011），这与显微镜下矿石矿物组成鉴定结论一致。矿石Au/Ag=0.56～8.80，平均3.19。

矿石结构主要为他形粒状、半自形-他形粒状结构。矿石构造主要脉状构造、细脉状构造、团块状构造、条带状构造、星点状构造。

2.3.2 成矿阶段划分

根据沃克金矿石野外地质特征、脉体（矿物）穿切关系、矿物组合等特征，将沃克金矿床热液成矿期划分为3个阶段（图5a、b，表1）：

表1 沃克金矿床矿物生成顺序Table 1 Mineral paragenesis in the Woke gold deposit

图5 沃克金矿石岩芯特征照片a.含金石英脉X型节理；b.含金石英脉切穿绢-白云母化千枚岩S1—成矿早阶段；S2—成矿主阶段；S3—成矿晚阶段Fig.5 Photos of drill cores showing the characteristics of different stage veins from the Woke gold deposita.X-joint of gold-bearing quartz vein;b.Gold-bearing quartz vein cuts through the sericite muscovite phylliteS1—Early metallogenic stage;S2—Main metallogenic stage;S3—Late metallogenic stage

成矿早阶段（S1）中非金属矿物沿主断裂构造交代上下盘围岩（局部充填），形成灰绿色含碳酸盐硬绿泥石绢云石英千枚岩，与围岩渐变过渡，形成矿石的雏形（图5a、b）。该阶段占总矿石体积分数10%～20%，矿物中长英质矿物呈显微他形粒状，紧密镶嵌，粒径隐晶状至0.08 mm，个别可达1.2 mm，含量约50%，以石英为主；其间分布大量细小鳞片状绢云母，呈定向排列，并具显微褶皱构造，含量约26%（图6a～h）。这一阶段形成的非金属矿物总体相互接触、紧密连生，矿物间可见较多细柱状、板状硬绿泥石变斑晶，粒径0.02～0.40 mm，呈单晶细板状、或聚集呈束状分布，排列微显与褶皱方向一致，含量约14%。

成矿主阶段（S2）交代、蚀变成矿早阶段的绢-白云母化千枚岩，形成大量交代成因的石英脉（不规则脉状）（图6a～h，图7a～l）；同时，大量硫化物蚀变绢-白云母化千枚岩，以毒砂、黄铁矿为主，少量磁铁矿、方铅矿、黄铜矿、辉砷钴矿，并形成金矿物。该阶段占总矿石体积分数的80%左右。可见石英呈他形粒状，粒径大小不一，多数大于4 mm，至数毫米粒径，少数粒径0.4～2.0 mm，多具波状消光，表面多分布微小尘点状黑点，边缘呈弯曲锯齿状紧密镶嵌分布，部分粒径细小的石英晶粒沿粗粒者边缘分布，部分则被粒径较粗者包裹，石英整体含量约94%；石英粒间局部可见沿粒间缝隙分布的绢-白云母，含量约2%～3%，粒径0.01～0.40 mm，呈片状、鳞片状集合体，发生弯曲变形且部分伴随絮状、微细他形粒状集合体的碳酸盐矿物沿微小裂隙共生，显示了石英塑性变形的特征。

成矿晚阶段（S3）沿微裂隙充填不透明矿物细脉和碳酸盐细脉，切穿成矿早阶段形成的绢-白云母化千枚岩及成矿主阶段形成的脉体（图6f），可见该阶段形成最晚。细脉中偶见黄铁矿、磁铁矿，粒径细小，星点状分布，局部可见黄铜矿，该阶段占总矿石体积分数小于5%。

2.3.3 成矿主阶段主要硫化物特征

（1）毒砂

呈斑状、星点状构造，以斑点状为主，星点状次之（图6a）。

图6 沃克金矿床金矿石（光片）宏观/微观特征a.黄铁矿、毒砂矿化破碎含金石英脉；b.自然金；c.黄铁、毒砂矿化破碎含金石英脉；d.毒砂、黄铜矿、方铅矿；e.含碳酸盐硬绿泥石绢云石英千枚岩，f.黄铁矿、磁铁矿；g.绿泥绢云千枚岩；h.辉砷钴矿Fig.6 Macro and microscopic characteristics of gold ores(polished section)from the Woke gold deposita.Pyrite and arsenopyrite mineralization within fractured gold-bearing quartz vein;b.Natural gold;c.Pyrite and arsenopyrite mineralization within fractured gold-bearing quartz vein;d.Arsenopyrite,chalcopyrite,galena;e.Carbonate-bearing chloritoid sericite quartz phyllite,f.Pyrite and magnetite;g.Chlorite sericite phyllite;h.Cobaltite

斑状：半自形-他形粒状，粒径0.2～7.0 mm，偶见＞10 mm；表面粗糙，晶型碎裂，网状裂隙发育，含量为9%～60%。毒砂与方铅矿、自然金共生图（图7a～l）。

星点状：他形粒状，粒径0.01～0.05 mm，偶见＞0.2 mm；表面粗糙，晶型碎裂，含量小于1%（图8a～h）。

（2）黄铁矿

黄铁矿多呈斑点状、星点状、局部偶见细脉状。含量为1%～3%（图7a、e）；以星点状为主。

斑点状：呈不规则状、斑状，斑块1～2 mm，填隙结构发育；镜下仅可识别部分单矿物，粒径＜1 mm；与毒砂、方铅矿、自然金共生（图8a、b）。

星点状：他形粒状，粒径0.01～0.13 mm，分布于透明矿物内部或粒间（图8c、f），未见与其他金属矿物关联性。

（3）方铅矿

方铅矿呈他形不规则粒状，粒径0.08～1.30 mm，含量约1%～2%，与毒砂紧密共生，多包裹在毒砂内部或沿其裂隙分布（图7l，图8b），部分包裹于脉石矿物中；偶见方铅矿分布于毒砂边缘。

（4）黄铜矿

黄铜矿呈他形不规则粒状，粒径0.01～0.20 mm，含量小于0.5%，包裹于石英中（图7g、i、j，图8d、e、g、h），与其他金属矿物无关联性。

图7 沃克金矿石显微镜下特征（反射光）a.岩石标本；b.含碳酸盐硬绿泥石绢云石英千枚岩；c.石英岩（脉）；d.含绢云母绿泥石金属矿化石英岩（脉）；e.黄铁矿；f.自然金、方铅矿、毒砂；g.黄铜矿；h.辉砷钴矿；i.黄铜矿；j.黄铜矿；k.磁铁矿；l.方铅矿Ser—绢云母；Chl—绿泥石；Q—石英；Cb—碳酸盐；Cld—硬绿泥石；Apy—毒砂；Au—金；Cp—黄铜矿；Py—黄铁矿；Cbt—辉砷钴矿；Gn—方铅矿；Mag—磁铁矿Fig.7 Microscopic characteristics of ores from the Woke gold deposit(reflected light)a.Rock specimens;b.Carbonate-bearing chloritoid sericite quartz phyllite;c.Quartzite(vein);d.Metallized quartzite(vein)containing sericite chlorite;e.Pyrite;f.Natural gold,galena and arsenopyrite;g.Chalcopyrite;h.Cobaltite;i.Chalcopyrite;j.Chalcopyrite;k.Magnetite;l.GalenaSer—Sericite;Chl—Chlorite;Q—Quartz;Cb—Carbonate;Cld—Hard Chlorite;Apy—Arsenopyrite;Au—Gold;Cp—Chalcopyrite;Py—Pyrite;Cbt—Cobaltite;Gn—Galena;Mag—Magnetite

图8 沃克金矿床自然金及载金硫化物背散射扫描电镜图像a.绿泥绢云千枚岩中半自形.他形粒状黄铁矿；b.黄铁、毒砂矿化破碎含金石英脉中半自形.他形粒状毒砂，他形不规则粒状方铅矿，他形粒状黄铜矿；c.黄铁、毒砂矿化破碎含金石英脉中半自形.他形粒状毒砂，他形粒状、长粒状自然金；d.半自形.他形粒状毒砂、他形粒状黄铜矿；e.他形粒状、拉长短条带状黄铜矿；f.褐铁矿化绢云破碎含金石英脉中半自形.他形粒状黄铁矿；g.孔雀石化褐铁矿化含金石英脉中他形粒状黄铜矿；h.他形粒状黄铜矿Apy—毒砂；Au—金；Cp—黄铜矿；Py—黄铁矿；Gn—方铅矿Fig.8 Backscatter scanning electron microscopy images of natural gold and gold-bearing sulfides from the Woke deposita.Subhedral and anhedral granular pyrite in chlorite sericite phyllite;b.Subhedral and anhedral granular pyrite and arsenopyrite,anhedral granular chalcopyrite and galena in fractured gold bearing quartz vein;c.Subhedral and anhedral granular arsenopyrite and anhedral granular native gold in fractured gold bearing quartz vein;d.Subhedral and anhedral granular arsenopyrite and anhedral granular chalcopyrite;e.Heteromorphic granular,elongated and short banded chalcopyrite;f.Limonite formed in fractured gold bearing quartz vein with subhedral&anhedral granular pyrite;g.Anhedral granular chalcopyrite in gold bearing quartz vein with malachite and limonite;h.Anhedral granular chalcopyriteApy—Arsenopyrite;Au—Gold;Cp—Chalcopyrite;Py—Pyrite;Gn—Galena

（5）磁铁矿

磁铁矿呈他形粒状，粒径0.005～0.050 mm，多分布于石英和绢云母矿物之间（图7k），与其他金属矿物无关联性。

（6）辉砷钴矿

辉砷钴矿呈自形-他形粒状，见立方体晶型，粒径多为0.01～0.12 mm，含量极少（图6h，图7h），多分布于石英矿物颗粒中，未见与其他金属矿物共伴生。

成矿主阶段毒砂、黄铁矿背散射扫描电镜下均未见矿物生长环带、亦未见微量元素呈规律性聚集。表明矿物可能为同一世代；在矿物生成过程中，热液组分、温压条件、结晶速率等参数相对较为稳定。

3 样品采集与测试方法

3.1 光薄片鉴定及扫描电镜观察

采集矿区西、中、东3 个金矿体代表性围岩标本12 件（岩性为灰绿色绿泥绢云千枚岩）、金矿石标本25 件（包含成矿早、主、晚阶段矿石），制成探针片14件、光片37件、薄片37件，进行详细的光学显微镜下观察及背散射扫描电镜观察。

光学显微镜下观察在新疆矿产实验研究所岩矿鉴定中心进行，仪器型号为德国莱卡Leica DM4500P 偏光显微镜。背散射扫描电镜观察在新疆矿产实验研究所进行，仪器型号为日本电子JXA-8230型电子探针分析仪。

3.2 全岩稀土元素

采集代表性金矿石样品25 件（为成矿主阶段矿石及被主阶段蚀变的早阶段矿石）、远矿围岩样品4件（岩性为绿泥绢云千枚岩），采集矿区东段绢云母化板岩样品8件。

本次研究进行了全岩稀土元素含量测试，测试工作在新疆矿产实验研究所进行，仪器型号为荷兰帕纳科公司Zetium X 射线荧光光谱仪与美国热电公司X-Series 等离子体质谱仪，温度22℃，湿度19%。

3.3 电子探针

对前述7 件探针片进行电子探针微区定量分析，测试矿物均为成矿主阶段形成的硫化物（如脉状毒砂、紧密共生的毒砂黄铁矿、沿裂隙分布的硫化物等），每粒矿物测试1 点；部分代表性矿物进行了元素面扫描成像。测试工作在新疆矿产实验研究所测试室完成，电子探针型号为日本电子JXA-8230 型电子探针分析仪；测试条件为电压氧化物15 kV，单质20 kV、电流1×10-8A、束斑直径1～10 μm、环境温度22℃、湿度19%，校正方法为ZAF 校正。测试分析符合GB/T15074-2008、GB/T15246-2002标准。测试元素及检出限（质量分数）w(As)≥243×10-6、w(Se)≥103×10-6、w(Fe)≥138×10-6、w(Co)≥125×10-6、w(Ni)≥128×10-6、w(Cu)≥161×10-6、w(Zn)≥190×10-6、w(Au)≥207×10-6、w(S)≥42×10-6、w(Pb)≥240×10-6、w(Ag)≥85×10-6、w(Te)≥94×10-6、w(V)≥118×10-6、w(Ti)≥91×10-6。

3.4 流体包裹体测温

包裹体显微测温在新疆大学地质与矿业工程学院流体包裹体实验室完成，所用的仪器为Linkam THMS600冷热台，测温范围为-196～+600℃，运用美国FLUID INC公司的人工合成流体包裹体标准样品进行冷热台温度标定。流体包裹体测温过程中升温速率一般在1～5℃/min，在水盐包裹体冰点温度附近一般降到0.1～0.5℃/min。水盐包裹体的盐度根据冰点温度和盐度-冰点关系表（Bodnar，1993；卢焕章等，2020）查出，成矿流体的密度利用Flincor软件（Brown et al.,1989）根据显微测温数据计算获得。

3.5 氢氧硫同位素

对3 个阶段7 件石英样品进行了氢（流体）和氧（石英）同位素分析，采集位置与流体包裹体的采集位置相对应。对2 件黄铁矿和1 件毒砂样品进行了硫同位素分析。氢氧硫同位素测定均在核工业北京地质研究所完成。石英流体包裹体中所含的水在400°C 下通过热爆破释放，然后收集、冷冻和纯化。然后，使用还原性锌，替换并释放水中的氢，以进行质谱分析。δD 值和δ18O 值的分析精度在±0.2‰以内。石英水中的δ18O 值是根据分析石英的δ18O 值，通过使用α石英-水中的分馏方程1000Inα石英-水=（3.38×106）T-2－3.40计算得出，其中T是以开尔文为单位的温度（Clayton et al.,1972），利用流体包裹体平均温度计算δ18O水的值。将黄铁矿和毒砂样品从矿石中分离出来，进行硫同位素分析。2 件黄铁矿样品和1件毒砂样品在高温真空条件下转化为SO2。δ34S 值在气体同位素质谱仪上测量。硫同位素值以每摩尔为单位报告，与V-CDT 标准相比，δ34S 的分析不确定度在±0.2‰范围内。

4 测试结果

4.1 全岩稀土元素

全岩稀土元素含量测试结果见表2、配分曲线见图9。金矿石稀土元素总量较高，球粒陨石标准化曲线右缓倾，属轻稀土元素富集型；Eu 弱负异常，δEu为0.62～0.79，平均0.71；Ce 弱正异常，δCe 为1.11～1.31，平均1.19。

图9 沃克金矿床岩石和矿石稀土元素配分曲线Fig.9 Chondrite-normalized rare earth element(REE)patterns of rocks and ores from the Woke gold deposit

表2 沃克金矿床稀土元素（w(B)/10-6）分析结果表Table 2 Analysis results of rare earth elements(w(B)/10-6)of rocks and ores from the Woke gold deposit

含金石英脉的稀土元素总量接近平均值，属轻稀土元素富集型；Eu 弱负异常，δEu 为0.62～0.76，平均0.71；Ce弱负异常，δCe为1.13～1.26，平均1.20。

围岩绿泥绢云千枚岩稀土元素总量中等，属轻稀土元素富集型；Eu 弱负异常，δEu 为0.63～0.79，平均0.71；Ce弱正异常，δCe为1.11～1.31，平均1.17。

4.2 电子探针结果

本次7 件探针片测试结果见表3。对成矿主阶段毒砂电子探针分析，主元素成分较稳定，w（Fe）为36.08%～36.25%%，平均为36.16%，w（As）为42.67%～44.17%，平均为43.42%，w（S）为20.82%～21.57%，平均为21.19%。原子含量As/S 为1.98～2.12，平均2.05；Fe/（As+S）平均0.56；计算分子式FeAs1.20S0.59（表4）。

表3 沃克金矿床硫化物电子探针分析结果表Table 3 EPMA results of sulfides from the Woke gold deposit

理想毒砂分子式FeAs1-xS1+x（x≤∣0.13∣）（Sharp et al.1985），显示亏损As 的特征。毒砂中As 与S 呈反比关系（表4），反映了形成过程中的相互取代。毒砂中原子含量As/S 比主要对温度敏感，随着温度升高，As/S 比升高(Sharp et al.,1985；Koh et al.,1992；Lentz,2002)。

表4 沃克金矿床毒砂计算分子式Table 4 Calculating molecular formula of arsenopyrite from the Woke gold deposit

成矿主阶段黄铁矿电子探针分析，14 个测点中5 个黄铁矿测定，w（S）为51.89%～54.18%，平均为53.51%；w（Fe）为45.40%～46.89%，平均为46.28%。w（S）/w（Fe）比值为1.12～1.19，平均1.16；原子计数S/Fe 为1.91～2.13，平均2.02；与黄铁矿理论值（w（S）为53.45%，w（Fe）为46.55%，S/Fe=2）基本相当。黄铁矿的Au 与S 弱正相关，与Fe 负相关，与Ni、Co 弱负相关，与其余相关性不明显（表3）。

4.3 金的赋存状态讨论

自然金的粒度按中国生产实际分为5级：小于或等于0.01 mm的称微细粒金；0.010～0.037 mm的称细粒金；0.037～0.074 mm 的称中粒金；0.074～0.295 mm的称粗粒金；大于0.295 mm 的称巨粒金(姚敬劬，1991)。本矿区金的粒径在0.01～0.09 mm 之间，绝大多属于细粒金和中粒金，极个别属于粗粒金。

利用显微镜及扫描电镜对沃克金矿石“可见金”进行的详细观察表明,中、细粒金主要为片状粒状,次为不规则状、丝条状，金的嵌布类型主要有粒间金、裂隙金及包裹金3 种。金成色平均为929.92%,为自然金。主要载金矿物为毒砂、黄铜矿、方铅矿。金多分布于毒砂内部，或其边缘。此类金呈包裹金、裂隙金及与其他矿物粒间金形式产出，在同一毒砂单矿物中，可发现3 类金同时产出的现象（图7f，图10a～f），说明毒砂总体与金同时生成。金主要以粒间金、裂隙金及包裹金的形式赋存在毒砂、黄铜矿、方铅矿等硫化物中。

图10 沃克金矿床载金毒砂电子探针波谱元素面扫描图(色阶条带为相对信号强度)Apy—毒砂；Au—自然金Fig.10 EPMA scanning images of the gold-bearing arsenopyrite from the Woke gold deposit(the level bands represent the relative signal strength)Apy—Arsenopyrite;Au—Natural gold

4.4 流体包裹体特征

根据沃克金矿流体包裹体的室温物相特征、加热和冷却过程中的相变观察，主要为普通水盐包裹体（型）和含CO2流体包裹体（型）。以孤立包裹体、随机分布或团簇形式出现的流体包裹体被解释为不同阶段的主要特征（图11a～f）。沿生长带的每一簇或一组流体包裹体被认为代表一个FIA。沿裂缝或晶界呈线性排列的流体包裹体被认为是次生流体包裹体，未通过显微测温法进行分析，因为它们形成较晚。包裹体呈椭圆、多边形和不规则状，直径在3～14 μm之间，集中在3～8 μm，并且含有占总体积10%～80%的气泡。

图11 沃克金矿石英中代表性流体包裹体的显微照片—液相H2O；—气相H2O；—气相CO2Fig.11 Micrographs of representative fluid inclusions in quartz from Woke deposit—Liquid phase water;—Vapor phase water;—Gaseous carbon dioxide

显微测温结果和流体包裹体参数见表5。第一阶段石英中的流体包裹体，冰点温度为-12.8～-7.2℃，w(NaCl)eq为10.37%～14.73%，均一温度范围为458～493℃（平均476℃）；第二阶段石英中的流体包裹体，冰点温度为-13.8～-3.6℃，w(NaCl)eq为5.25%～18.19%，均一温度范围为346～456℃（平均389℃）；第三阶段石英中的流体包裹体，冰点温度范围为-12.3～-0.9℃，w(NaCl)eq为1.56%～16.34%，均一温度范围为230～367℃（平均290°C）（图12）。根据温度和压力条件，推测沃克金矿床为中成造山型金矿床（蔡光耀等，2018）。

图12 沃克金矿中流体包裹体的均一温度(a～c)和盐度直方图(d～f)Fig.12 Histograms of homogenization temperature(a～c)and salinity of fluid inclusions(d～f)in quartz from the Woke gold deposit

表5 沃克金矿流体包裹体显微测温数据及相关参数Table 5 Micro thermometric data and related parameters of fluid inclusions in quartz from the Woke gold deposit

4.5 氢氧硫同位素

石英中流体包裹体的氢氧同位素数据列于表6，第一阶段石英中值为−83.7‰，δ18OQ值为16.6‰，计算获得值为14.0‰；第二阶段石英中值介于−85.9‰～−91.7‰，δ18OQ值介于17.2‰～17.6‰，计算获得值介于12.9‰～13.3‰；第三阶段石英中值介于−92.1‰～−103.6‰，δ18OQ值介于15.9‰～18.3‰，计算获得值介于8.6‰～11.0‰。对沃克金矿黄铁矿和毒砂进行硫同位素分析，测定的硫同位素组成列于表6。矿物的δ34S值为−3.6‰～13.9‰。

5 矿床成因探讨

5.1 稀土元素示踪

沃克金矿石稀土元素总量（∑REE）明显高于围岩及钠长角砾岩。沃克金矿石及钠长角砾岩δEu均为负异常，明显区别于围岩δEu基本无异常的特征（图9）。

在相同条件下，Eu2+稳定程度与氧逸度、压力呈反比，与温度、pH 值呈正比；在低温、近地表条件下，铕在水溶液中以3 价态为主，当温度超过250℃时，2价稍占优势；在约250℃时，Eu2+稳定存在的氧逸度上限大于HS-氧化成离子的氧逸度，且随温度升高氧逸度差值越大(Sverjensky，1984)。

沃克金矿石Eu弱负异常，δEu为0.62～0.79，平均0.71；Ce弱正异常，δCe为1.11～1.31，平均1.19。金矿石中δEu负异常与绢云千枚岩之间数值相近，表明金的来源与围岩关系不大，主要与石英脉关系密切。

5.2 流体特征

Pal'Yanova（2008）通过对不同金矿床金的成色、矿石Au/Ag 的研究，总结了不同Au/Ag 特征反映的成矿流体性质，一般金矿自然金Au/Ag 平均为12.21，矿石Au/Ag 平均为9.46，推测流体性质为碱性、温度200～500℃、溶液中Au、Ag 以Au(HS)2-和Ag(HS)2-络合物为主导（Pal'Yanova,2008）。这与沃克金矿石中未见相关矿物的地质事实相吻合。

金矿石硫化物矿物共生组合与毒砂中w(As)可限定毒砂形成温度(Kretschmart et al.,1976)。毒砂温度计在热液矿床中应用广泛（刘英俊,1993;Lentz,2002；孙思辰等,2018;Pal et al.,2019），根据不同矿段各阶段矿物共生组合关系将毒砂的As 原子百分数投于硫逸度logf(Sz)-温度(T)关系图解(Kretschmar et al.,1976;Sharp et al.,1985)中，以获取毒砂形成环境信息，有待后期进一步分析研究。

5.3 成矿流体和成矿物质来源

流体包裹体显示成矿流体具有中高温、中低盐度的特征，表现为NaCl-H2O-CO2体系。造山型金矿的成矿流体较热液型金矿大多经历了长距离迁移，其氢、氧同位素组成受水/岩作用的温度、水/岩（W/R）比值和主岩的氢、氧同位素等因素的影响（邓军等，2011；Deng et al.,2010;杨利亚等，2013）。沃克金矿的石英δ18O 值为8.6‰～14.0‰，流体的δD 值在−83.7‰～−103.6‰（表6），其氢、氧同位素组成与夹皮沟金矿具有相似的变化范围（杨利亚等，2013），显示出变质水和大气降水的混合流体来源特征(图13)；硫同位素组成也显示出成矿物质源自中浅变质岩（图14）。

图13 沃克金矿不同阶段的δDfluid流体与δ18Ofluid流体值Fig.13 Different stages δDfluid and δ18Ofluid value of Woke gold deposit

图14 沃克金矿δ34SV-CDT值变化范围图Fig.14 δ34SV-CDT value variation range diagram of Woke gold deposit

表6 沃克金矿的氢、氧和硫同位素组成Table 6 Hydrogen,oxygen and sulfur isotopic composition of quartz and sulfides from the Woke gold deposit

5.4 成因探讨

沃克金矿床产于下志留统温泉沟群下段含碳酸盐硬绿泥石绢云千枚岩建造中，与北西向展布的韧-脆性剪切带密切相关，含金热液沿韧-脆性剪切带上升至硅-钙界面有利空间沉淀而形成，显示典型的造山型金矿的宏观地质特征。

赋矿地层中普遍发育与琼巴额什沟断裂平行的次级层间断裂，顺层或以小角度斜切地层面理，具强烈的剪切变形特征，金在脆性构造空间沉淀形成矿体，显示了典型的造山型金矿体特征。Au/Ag 比值0.56～8.80，平均3.19；成矿主阶段形成的大量硫化物蚀变绢-白云母化千枚岩，以毒砂、黄铁矿为代表，少量磁铁矿、方铅矿、黄铜矿、辉砷钴矿，表明黄铁矿阶段和石英多金属硫化物阶段为最主要成矿阶段，也显示了热液硫化物共生组合特征；流体包裹体类型主要为普通水盐包裹体（型）和含CO2流体包裹体（型），成矿温度集中在230～367°C 之间，成矿流体盐度w(NaCl)eq为1.56%～16.34%，具有中高温、中低盐度的特征。氢氧同位素研究显示成矿热液主要为变质水和大气降水的混合流体来源。硫同位素组成也显示出成矿物质源自中浅变质岩，表明成矿物质来自中深层；流体不混溶和沸腾作用是金沉淀的主要机制。综合地质、地球化学特征认为，沃克金矿床成因类型为与韧-脆性剪切带有关的造山型金矿床。

6 结论

（1）沃克金矿床热液期成矿阶段可划分为成矿早阶段(S1)、成矿主阶段(S2)及成矿晚阶段(S3)。成矿早阶段以强烈绢云母化、硅化为特征，形成矿石雏形；成矿主阶段形成大量硫化物及石英脉，此阶段形成金矿物；成矿晚阶段形成平直的碳酸盐石英细脉，切穿早阶段及主阶段形成的岩石。

（2）载金硫化物主要为毒砂(计算分子式FeAs1.20S0.59)、其次为黄铜矿、方铅矿，总体与金同时生成。矿石中毒砂以斑状、星点状为主，黄铜矿、黄铁矿、方铅矿以星点状为主。载金矿物均为同一世代，形成环境条件稳定。

（3）流体包裹体显示成矿流体具有中高温、中低盐度的特征，表现为NaCl-H2O-CO2体系。氢氧同位素研究显示成矿热液主要为变质水和大气降水的混合流体来源特征。硫同位素组成显示出成矿物质源自中浅变质岩；流体不混溶和沸腾作用是金沉淀的主要机制。

（4）沃克金的赋存状态为自然金，以中-细粒、单粒金为主，嵌布类型为粒间金、裂隙金及包裹金；普遍分布于毒砂、黄铜矿、方铅矿等硫化物中。

（5）沃克金矿床产出的宏观特征以及微量元素、稀土元素、镜下微观等特征，显示了成矿与韧-脆性剪切带的密切关系，根据综合地质、地球化学特征推断，沃克金矿为与韧-脆性剪切带有关的中成造山型金矿床。

致 谢野外工作得到新疆地矿局第二地质大队、第二区域地质调查大队冯昌荣、涂其军、年武强等提高待遇高级工程师的大力支持和帮助，扫描电镜、电子探针、稀土元素、微量元素等得到了新疆矿产实验研究所樊卫东、况守英、李健等的支持和帮助；承蒙两位匿名审稿专家悉心审阅，提出了建设性意见和建议，在此一并致以衷心感谢！