莫尕图金铜矿点花岗岩地球化学特征及找矿意义

于海亮

（核工业二一六大队）

谢米斯台地区位于新疆西准噶尔北部，准噶尔盆地与和丰盆地的夹持部位。区内发育谢米斯台、乌兰萨拉、塞勒肯特、乌图顺等中小型中酸性岩体。王居里、杨清茂等［1-2］对这些岩体进行了年代学和地球化学方面的研究，揭示了谢米斯台地区强烈的岩浆作用集中在古生代（419～452 Ma），并对岩体的成因类型和大地构造背景方面进行了研究。但是前人的研究均属于基础研究方面，没有与矿产结合起来。前期通过对岩体进行野外调查，在接触带中发现了一批以金铜为主的多金属矿床（点），这些矿化与岩体在空间上关系密切，目前初步估算部分矿床的资源量已接近中型。本文以新近发现的莫尕图金铜矿点为例，通过对与金矿化相关的花岗岩开展野外地质调查，结合镜下鉴定以及地球化学测试等手段，讨论矿区花岗岩株的成因、背景以及与金成矿之间的关系，为今后勘查工作提供理论依据以及为扩大找矿范围提供方向。

1 区域地质概况

区域出露大面积下志留统谢米斯台组火山岩及少量泥盆、侏罗、二叠系地层（图1）。侵入岩主要为晚志留世—早泥盆世花岗岩及少量石炭纪花岗岩，多以岩基、岩株为主，数量较多，约占区域总面积的20%。区内构造主要为断层，主干断裂为近东西向的谢米斯台南坡断裂及谢米斯台北坡断裂，控制着区域内构造的展布，其余断裂主要为1组北东向的次级断层，夹持于主干构造之间。

谢米斯台地区发育多处金矿床（矿点），西段分布有布兰萨拉金铜矿床、乌什加嘎衣提金矿床等，为石英脉型和蚀变岩型金矿化，与晚志留世中酸性侵入岩关系密切［4-5］。查干布塔根金矿点与哈尔曼金矿点位于谢米斯台山的中段，哈尔伦乌金矿点以及本文研究的莫尕图金矿点位于谢米斯台山的中东段，泥盆纪塞勒肯特岩体附近。

2 矿床地质特征

矿区出露地层简单，分布有下志留统谢米斯台组a岩性段和b岩性段。a岩性段（S1xa）分布在研究区的北西部，面积较小，岩性以安山岩为主。b 岩性段（S1xb）分布在矿化区的南东部，出露面积较大，岩性以安山岩、英安岩为主。区内构造多呈北东、北西向分布，其中F10断层贯穿整个矿化区，切割岩体和地层，具有张性特征，后期充填有规模较大的石英脉，呈串珠状分布。

矿区岩浆活动强烈，大面积分布，呈岩株、岩脉状产出，主要为早泥盆世正长花岗岩（ξγD1）及晚泥盆世花岗岩（γD3）。早泥盆世正长花岗岩（塞勒肯特岩体）分布F10断层的北部，与下志留统谢米斯台组呈侵入接触关系，南部为断层接触关系。晚泥盆世花岗岩株主要分布于F10断层的南部，呈岩株、岩枝桩产出，与下志留统谢米斯台组呈侵入接触关系，接触界限清晰，单个规模不大，但产出数量较多。

金、铜矿化产于花岗岩岩株与下志留统谢米斯台组安山岩的接触部位，以接触界线向外十余米，形成金铜矿化蚀变带。蚀变带内发育密集的裂隙，裂隙中充填有石英网脉，单条长1～2 m，宽5～30 cm，是具体的载金地质体。通过A—A'地化剖面揭露，该蚀变带中金品位为2 g/t，铜品位为1.9%，银品位为32 g/t，其他共生异常元素有Ni、Cr（图2）。

近矿蚀变主要为硅化、钾化、孔雀石化、黄铁矿化。含金石英脉中金属矿物有赤铁矿、黄铁矿、铜蓝及孔雀石，相互共生关系。赤铁矿含量约占2%，半自形-他形板状，粒度＜0.2 mm，不均匀分布在岩石破碎处及充填裂隙形成矿石充填构造。黄铁矿含量微量，粒状，自形晶，晶体呈五角十二面体，粒度0.05 或0.03 mm。铜蓝含量微量，不规则粒状，他形晶，蚀变交代原岩铜矿物，与赤铁矿共生。孔雀石含量微量，土状集合体，不均匀分布。

3 花岗岩样品采集及分析方法

花岗岩呈浅红色，中细粒结构、块状构造，主要由长石、石英和黑云母等组成，在不规则状石英中镶嵌着自形板条状长石微晶形成显微嵌晶结构。斜长石具轻微程度绢云母化，基质另具不均匀的轻微程度碳酸盐化，含量约60%，石英含量约25%，黑云母微量。副矿物主要为少量磁铁矿及锆石，磁铁矿呈粒状，他形晶，粒度为0.2～0.1 mm，零星散布；锆石呈柱状，粒度＜0.05 mm，零星散布。4 件样品具有较低的烧失量（LOI 为1.36%～1.86%，小于2%），表明岩石结晶后没有受到后期强烈的风化或者蚀变［6］。用于测试的4 件花岗岩样品采自A—A'剖面，岩枝内部，所有样品均为新鲜岩石，蚀变弱，无堆晶。

本次样品的主量、微量元素、稀土元素测试均由核工业新疆理化测试中心完成。主量元素测定采用波长色散型X荧光光谱仪（AxiosmAX），FeO采用酸式滴定管测定，烧失量测定采用ME204/02型天平测量，主量元素求和总量控制在98.3%～101.7%，否则重新测量。微量元素分析首先采用酸融方法对样品进行预处理，然后采用设备ICP-MS（型号NexION350X）、ICP-OES（型号ICP-6300）、波长色散型X荧光光谱仪进行测定（型号AxiosmAX），相对偏差小于5%。主、微量元素分析结果见表1。

4 主、微量元素特征

4.1 主量元素特征

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SiO2含量为71.1%～72.30%，全碱含量Na2O+K2O为8.61%～9.19%，在SiO2-（Na2O+K2O）图解上落入花岗岩范围（图3（a）），与野外和镜下定名一致。里特曼指数σ=2.53～2.89，为钙碱性岩。Na2O/K2O=0.81～1.28，两者均不大，在SiO2-K2O 图解中，岩石落入高钾钙碱性系列范围（图3（b）），在SiO2-（Na2O+K2O-CaO）图解上2 件落入钙碱性系列，2 件落入钙性系列（图3（d））。A/CNK为0.89～1，A/NK为1.08～1.18，在A/NKA/CNK 图解上，落入准铝质范围（图3（c））。综上，4件花岗岩样品的主量元素特征显示为高钾钙性-钙碱性系列的准铝质花岗岩。

4.2 微量元素特征

4 件样品的稀土总量（ΣREE）为113.53×10-6～118.52×10-6，轻稀土（LREE）总量为100.97×10-6～105.88×10-6，重稀土（HREE）总量为12.57×10-6～13.06×10-6，轻重稀土比值（LREE/HREE）为7.74～8.38，（La/Yb）N比值为7.48～8.40，较大的比值说明轻重稀土分异明显。球粒陨石化的稀土元素配分曲线图（图4（a））右陡倾型，表现出轻稀土富集，重稀土亏损的特征；δEu接近1，表明岩浆演化过程中无明显的斜长石结晶趋势；δCe 为1.06～1.11，铈异常弱。微量元素特征表现为相对富集大离子亲石元素（LILE）Rb、Ba、Th、K 和LREE 元素，相对亏损高场强元素（HFSE）Nb、Ti和HREE以及Sr（图4（b）），说明该花岗岩经历了强烈分异的分离结晶作用。Nb、Ti 的亏损受含钛矿物（如钛铁矿、榍石等）的分离结晶有关［7］。

5 讨 论

5.1 岩石类型

目前广泛被学者应用的花岗岩的成因分类方案是S、I、M、A 4 类型［8］。莫尕图金矿点花岗岩地球化学特征显示A/CNK 为0.89～1，Ti、Sr 亏损，副矿物主要为磁铁矿和钛铁矿，与典型的I 型花岗岩的地球化学特征和副矿物组合相似。莫尕图金矿点花岗岩不含碱性暗色矿物和铕异常不明显，在10 000Ga/Al-（K2O+SiO2）图解上落入I&S 型花岗岩区域（图5（a）），说明其非A 型花岗岩，也不具有S 型花岗岩白云石、堇青石等富铝矿物，在Zr-TiO2图解上落入I 型花岗岩区域（图5（b）），而非S型花岗岩，与M型（幔源型）斜长花岗岩或奥长花岗岩有明显的区别。综上，莫尕图金矿点花岗岩的成因类型为I型花岗岩。

5.2 构造环境

莫尕图金矿点花岗岩总体属高钾钙性-钙碱性系列的准铝质花岗岩，同时TiO2含量（0.239%～0.268%，平均值为0.251%）较低，稀土元素配分模式图呈典型的右倾，富集大离子亲石元素（Ba、Rb、K），亏损高场强元素（Nb、Ti），在SiO2-（FeOt/（FeO+MgO））和Y+Nb 图解上均落入火山弧花岗岩区域（图6（a）、（c）），显示其具有岛弧火山岩的地球化学特征。岩石具有较高的Ba/La（34.34～43.14，平均值为37.9）、Ba/Nb（88.40～121.83，平 均 值 为100.06）和Ba/Zr（6.22～7.23，平均值为6.58）进一步显示出俯冲带弧岩浆岩的地球化学特征。在花岗岩类形成环境R1判别图解中（图6（b））样品落入同碰撞区域，指示较为强烈的挤压作用。谢米斯台地区广泛出露晚志留世—早泥盆世岩浆岩，主体为英安岩和流纹岩，明显不同于以玄武岩为主、含少量安山岩的洋内弧火山岩组合［9-10］。莫尕图金矿点花岗岩株与区域花岗岩体的成因类型一致，并具有相似的地球化学特征，表明其为区域花岗岩体进一步演化分异形成。

5.3 成矿条件及找矿标志

俯冲背景下形成的大陆边缘汇聚板块边界是壳幔相互作用最复杂的地区之一。强烈的壳幔作用产生了多种岩浆岩类型和岩石组合特征，提供了丰富的成矿物质、有利的成矿条件，进而形成了如斑岩Cu-Mo 矿床、浅成低温热液型Cu-Au 矿床和VMS 型多金属矿床等。谢米斯台中段广泛发育的高钾钙碱性系列岩浆岩，显示出壳幔相互作用和不同程度的岩浆混合特征，地幔物质贡献逐渐增强，大量富含Cu、Au 元素的幔源岩浆底侵新生下地壳发生部分熔融，为区内成矿提供了重要的热动力条件和成矿物源、成矿流体条件。本次工作在花岗岩株接触带发现了金、铜矿化并达到工业品位，是其成矿潜力的具体体现，值得进一步找矿工作。金、铜矿化和花岗岩岩枝或岩株在空间上有密切的关系，金、铜矿化主要产于花岗岩株与下志留统火山岩接触带部位。这些花岗岩株与区域岩体是同源岩浆演化分异的结果，空间上也主要产于区域岩体的附近。因此，区域岩体接触带及附近的小岩株、岩枝是下一步金、铜找矿的有利位置。