0 引言

新疆托里县阿克塔木金矿床位于准噶尔盆地西部，哈图山金矿成矿带西南缘，该成矿带上主要分布有哈图金矿床和包古图金矿床等，近年陆续发现有苏云河钼矿床和阿达依金矿床。1∶20 万托里幅地球化学调查圈定了综合地球化学异常 141 个，其中阿克塔木金矿位于 61 丙（Au-As-Bi-Ag）综合异常区。前人于 2009—2022 年在该区域开展了地质勘查工作，共圈出地球化学综合异常5个，其中甲类综合异常 2 个、乙类综合异常 3 个（宋利睿等， 2022^①），通过工程验证，确定该5个异常区均为矿致异常，并圈定了多个矿化蚀变带和金矿体，认为岩石成因应为壳幔同熔型花岗岩，形成构造背景为火山岛弧环境，并提出研究区具有寻找中—酸性侵入体接触带型金矿床的条件（张广平等，2022^②）。张广平等（2016）系统研究了塔斯阔腊岩体地球化学特征及成因；杨世权等（2020）研究了该区的地球化学特征，认为该区的进一步找矿潜力较大；马忠胜和张广平（2022）系统研究了该矿区的化探异常特征及找矿前景，初步总结了塔斯阔腊岩体的地球化学特征和金矿的找矿标志；沈宏飞和闫鲜（2023）研究了阿克塔木地区木—阿克塔什地区地球化学特征及找矿方向，初步认为该区的找矿方向应以寻找海相块状硫化物型铜矿和岩浆-热液石英脉型金 （银）矿等两个方向进行。随着 LA-ICP-MS 和 SHRIMP 锆石微区原位 U-Pb 精确定年技术的推广应用，西准噶尔地区岩浆岩的精确年龄陆续被厘定。较多的学者认为西准噶尔花岗岩体大多形成于华力西期，高山林等（2006）测得的阿克巴斯套岩体年龄为（318. 0±2.9）Ma，庙儿沟岩体为（306. 0± 8.8）Ma，克拉玛依岩体为（316. 0±3.6）Ma 等；庞振甲（2019）测得的阿克巴斯陶岩体锆石 U-Pb年龄为 296 Ma；贺敬博和陈斌（2011）根据锆石 SHRIMP 法给出的克拉玛依岩体结晶年龄为（315.5±2.8）Ma。

虽然前人对西准噶尔地区岩浆岩的精确年龄和该区的成矿条件进行了一定程度的研究，但对成矿带西南端尤其是庙尔沟岩体西南部的金矿床成因及控矿因素研究甚少，本研究对主要矿化蚀变带采集了流体包裹体和同位素等样品，探讨了该区的矿床成矿类型和控矿因素，为后续的地质勘查工作提供科学理论依据，并为寻找同类型金矿床提供借鉴。

1 区域地质概况

研究区出露的地层主要以古生界下石炭统包古图组（C₁b）细—极细的深海—半深海浊流沉积建造为主，其岩性主要为深灰—灰黑色、灰绿色厚层状硅质粉砂岩，灰—深灰色中厚层状硅质岩，夹薄 —中厚层状硅质泥岩及薄层粉砂质泥岩；新生界第四系主要出露在研究区中南部低洼平坦及沟谷地带，为第四系残坡积、冲洪积。

研究区内断裂构造较为发育，区内断层主要以北西—南东向和近东西向为主，其中东西向断层为区域大断裂，北西向及次级断裂为区内主要控矿断裂，北北东向及南北向断裂为成矿期后断裂，但断距较小，对矿体整体影响不大。

区内侵入岩体主要为塔斯阔腊岩体，出露于中部区域，呈北西—南东向展布，总体形态中部窄两侧宽呈哑铃形状（图1，成勇和张锐，2006；张广平等，2014）。岩体侵入下石炭统地层中，与围岩接触界线呈不规则状。岩体长度约 5 km，宽度 0.24~1.37 km，分布面积约 3.56 km²，岩性为海西期的产物花岗闪长岩，岩石蚀变类型主要为硅化和钾化，硅化主要分布于岩体北接触带和岩体内构造发育处，钾化与硅化分带较明显，此外还见到有孔雀石化、黄铁矿化、电气石化等蚀变现象。

1—二长花岗岩（①—铁厂沟岩体；④—庙尔沟岩体；⑦—布尔克斯台岩体；⑧—红山岩体；⑨—克拉玛依岩体）；2—碱长花岗岩（②—哈图岩体；③—阿克巴斯套岩体）；3—石英闪长岩；4—花岗闪长岩（⑤—塔斯阔腊岩体；⑥—沙尔巴克特岩体）；5—断层；6—研究区

区内脉岩较为发育，主要见有灰黑色细晶闪长岩、闪长玢岩、安山玢岩岩脉和石英脉等，其中细晶闪长岩脉、闪长玢岩脉在岩体内较发育，走向多为北西—南东向。

2 矿床地质特征

阿克塔木金矿床共发现 4 条金矿脉，根据金矿化特征圈定了 5 个金矿体（图2），共提交金矿石量 78.3×10⁴ t，金金属量 2727 kg，金矿床平均品位 3.48×10^-6。

2.1 矿体特征

矿体主要产于花岗闪长岩中（图3），整体形态为陡倾似层状，矿体总体产状变化不大，产状为 220°~240°∠65°~75°；矿体厚度变化较小，多数为 0.8~2. 0 m，平均厚度 1.23 m，厚度变化系数 55%，属稳定矿体。矿体品位变化较大，单样金品位最高为 36. 00×10^-6，最低为 1.26×10^-6，平均品位 9.79× 10^-6，品位变化系数为90%，有用组分分布较均匀。

2.2 矿石的主要矿物成分

矿石的组成矿物较多，其中金属矿物主要为黄铁矿，其次为少量的孔雀石、黄铜矿和磁铁矿等（图4）；脉石矿物主要为石英和斜长石为主，其次为钾长石、黑云母和绿泥石等。

2.3 矿石的结构构造

矿石结构主要有：自形晶粒状结构（黄铁矿）、半自形晶粒状结构（黄铁矿和方铅矿）、他形晶粒状结构（石英、后期产出的黄铁矿和黄铜矿等）和假象结构（黄铁矿晶体被褐铁矿交代，但仍保持了黄铁矿的晶形）。矿石构造主要有：块状构造（金属矿物黄铁矿含量少，脉石矿物石英彼此镶嵌，紧密排列）、脉状构造（金属矿物黄铁矿沿岩石或矿石的裂隙充填形成脉状和网脉状构造）和浸染状构造（细粒黄铁矿比较均匀的分布于岩石或矿石中）等。

1—第四系；2—下石炭统包古图组；3—花岗闪长岩体；4—闪长岩脉；5—闪长玢岩脉；6—安山玢岩脉；7—石英脉；8—地质界线；9—断层； 10—矿体及编号；11—矿化体及编号；12—地层产状；13—研究区

a—硅化花岗闪长岩； b—花岗闪长岩； c—钾长花岗闪长岩； d—含矿石英脉

a—黄铁矿化花岗闪长岩；b—石英二长闪长岩；Py—黄铁矿；Ccp—黄铜矿；Ma—磁铁矿

2.4 围岩蚀变特征

矿床的围岩蚀变类型有褐铁矿化、黄铁矿化、硅化、钾化、电气石化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化等。（1）褐铁矿化（黄铁矿化）：主要呈星点状、浸染状、细脉状分布于矿石和围岩中，与金矿关系密切。地表氧化程度较高，多呈褐铁矿化，只有在钻孔中深部局部可见黄铁矿化。（2）硅化：多分布在矿体与蚀变带中。常以石英细脉、网脉状沿构造蚀变带裂隙充填产出，与金矿化关系较密切。（3）钾化：主要分布在花岗闪长岩体中部，呈面状分布于矿体与围岩中。（4）电气石化：呈细脉状、网脉状分布。

3 矿床地球化学特征

3.1 流体包裹体

本研究主要选取主成矿期具有代表性的石英样品，开展流体包裹体测温和拉曼光谱测试等工作。包裹体研究共采集 13 件样品进行显微测温和激光拉曼分析，实验在南京宏创地质勘查技术服务有限公司实验室完成。

3.1.1 流体包裹体岩相学特征

主矿体内的脉石英样品发育有大量的流体包裹体，多为原生或假次生，孤立或群状分布，此外次生包裹体也较发育。根据流体包裹体的岩相学特征，显微测温和拉曼光谱测试结果，将原生包裹体分为3种类型（苏丽薇，2007；李晶等，2016；陈越等， 2018），即富液两相（Ⅰ型）、富气两相（Ⅱ型）、含CO₂ 三相（Ⅲ型）流体包裹体，其主要以Ⅰ型为主，可见少量的Ⅱ型和极少量的Ⅲ型包裹体（图5）。

3.1.2 包裹体显微测温

石英中包裹体显微测温所用仪器为英国产 Linkam THMS600 型冷热两用台。分析精度为： ±0.2℃，<30℃；±1℃，<300℃；±2℃，<600℃。低盐度水溶液流体包裹体的盐度根据 NaCl-H₂O 盐度-冰点公式计算（Bodnar，1993；刘利等，2012）。对于含有子矿物的中高盐度流体包裹体的盐度则是根据石盐熔化温度-盐度的关系式（Peter，1988）计算。

把要进行显微测温的包裹体片用酒精将包裹体片泡取下来后选定显微测温的区域切并置于设备冷热台上，将其调整于视野中央，先降温至-80℃，然后在回温过程中观察流体包裹体的冰点温度，当温度到达 0℃后再进行加热，并观察子晶融化温度和均一温度。

3.1.3 均一温度

本文选择主成矿期的具有代表性的7件含金石英脉样品中流体包裹体进行显微测温。共对 51 个流体包裹体进行了显微测温。包裹体冷冻和加温过程中的相态变化，物性特征及显微测温可得到均一温度（表1）。

显微测温主要是针对富液两相包裹体（Ⅰ型） 和含 CO₂三相包裹体（Ⅲ型），所有包裹体升温后均一为液态（张宇等，2020）。Ⅰ型包裹体均一温度数据可以看出，石英中原生包裹体的均一温度变化区间在129~375℃，主要集中于185~325℃（图6）；Ⅲ型含 CO₂三相包裹体完全被冷冻并回温，笼合物融化温度为 9.5～10. 0℃，进一步回温，包裹体在 26.5~27. 0℃ 部分均一，最终完全均一温度为 362~387℃（图7）。

a，b—富液两相流体包裹体； c，d—富液两相流体包裹体； c—富气两相流体包裹体； e，f—含子晶三相流体包裹体

3.1.4 盐度

包裹体中成矿溶液盐度的测定可通过测冰法或者物理化学方法。本研究工作主要对主矿体中采集的7个石英样品中的气液两相包裹体进行了冰点测温，盐度利用冰点-盐度公式来计算（蒋磊， 2013）：

式（1）中：W 为 NaCl 的重量百分数；Tm 为冰点的下降温度（°C）

实验测得富液二相包裹体冰点温度范围为-6.2~0.1° C，计算出的盐度范围为 0.18%~12.87%，平均5.21％（图8）。

3.2 激光拉曼成分分析

根据石英样品中流体包裹体的激光拉曼测试结果（图9），主成矿期石英脉中流体包裹体显示出较为宽泛的 H₂O峰（峰值 3430 cm^-1）（图9a），表明流体包裹体的主要成分为H₂O（李晶等，2016），同时流体包裹体还显示出显著的 CO₂峰（峰值 1280 cm^-1），含有一定的 N₂（峰值 2328 cm^-1，图9b）和 CH₄（峰值 2914 cm^-1，图9c）成分。

注：盐水体系包裹体的初熔温度为-20°C左右，因显微观察显示不清楚，故未标明。

a—流体包裹体中显示的H₂O峰值； b—流体包裹体中显示CO₂峰值； c—流体包裹体中显示的CO₂峰值

3.3 稳定同位素地球化学

本研究工作的样品采自于阿克塔木金矿探槽和钻孔中未风化且具有代表性的矿石样品。根据测试结果，矿床中石英的δ¹⁸O换算成流体的δ¹⁸O_SMOW 的值介于 14. 0‰ 至 18. 0‰ 之间，平均值 15.6‰，极差为 4‰，δD_SMOW 值为-103.3‰～-85.5‰，平均值-93.9‰，极差为17.8‰（表2）。

4 讨论

4.1 成矿时代

本研究共采集了1件锆石U-Pb测年样品，测试工作由南京宏创地质勘查技术服务有限公司完成。所获得花岗闪长岩样品中锆石大多为无色透明或浅黄色，呈长柱状或短状自形-半自形晶，部分锆石有港湾状熔蚀现象，长宽比为 4∶1~1∶1。在阴极发光 CL 图像（图10）中，颗粒大小长 50~200 µm，宽 20~70 µm，大部分锆石具有典型的岩浆震荡环带及明暗相间的条带状结构，属于岩浆结晶锆石，反映了岩浆冷却结晶及岩体侵位时代（段丰浩等，2018； 张红涛等，2019）。

本次获得的所有测试点年龄值较集中（307.9~321.5 Ma）（表3），其²⁰⁶Pb/²³⁸U 年龄加权平均值为 （314.9±1.5）Ma（n=20，MSWD=0.51，置信度 96%），与段丰浩等（2018）测得的年龄一致，可以证明塔斯阔腊岩体石英闪长岩成岩时代为晚石炭纪中期。根据研究区内金矿体与闪长岩脉的切穿关系，认为成矿作用发生于闪长岩脉侵入之后。

4.2 成矿流体来源及性质

（1）成矿流体来源

通过流体包裹体特征及激光拉曼光谱成分分析，阿克塔木金矿成矿流体主成矿阶段富液两相 （Ⅰ型）、富气两相（Ⅱ型）和含 CO₂三相（Ⅲ型）包裹体共存，以富液两相为主。流体包裹体的气相成分主要有 H₂O、CO₂、CH₄ 和 N₂，属 H₂O-CO₂±CH₄±N₂ 体系。

a—锆石CL图像； b—U-Pb谐和图； c—年龄直方图

均一温度数据显示石英中包裹体的均一温度变化在 129~375℃范围内，主要峰值集中于 185~325℃，平均 256℃，属中低温（刘利等，2012）。根据冰点温度估算成矿流体的盐度范围为 0.18%~12.87%，平均 5.21％，这反映了成矿流体的低盐度 （张德会和刘伟，1998），因此阿克塔木金矿的成矿流体并非典型的岩浆热液。

在石英流体包裹体的 δD_SMOW值和 δ¹⁸O_SMOW值关系图上，可见所有点均落于变质水和原生岩浆水的范围之外（图11），由于样品的投点主要落于岩浆水区域的下方和右下方，较大的偏离雨水线，这反映了大气降水同岩石中氧同位素发生了较为强烈的水岩反应，而石英内流体包裹体的盐度较低，因此可确定成矿流体中含有大气降水，且经历了循环流动的过程，成矿流体主要为深部来源的混合流体。

（2）成矿流体性质

含矿流体是成矿的精髓，其来源、运移和卸载代表了整个成矿过程（毛景文和李荫清，2001）。含矿流体还起到纽带作用，是连接成矿地质背景、矿源岩和矿体储存场所三者之间的载体；近年来在研究成矿作用过程中，将成矿流体的来源－运移－沉淀作为一个系统来研究（贾跃明，1996）。

据阿克塔木金矿石英中包裹体的研究结果显示，均一温度为 129~375℃，主要峰值集中于 185~325℃，平均 256℃；盐度范围为 0.18%~12.87%，平均5.21％，表明了成矿过程主要在中低温低盐度条件下进行。

4.3 成矿过程

刘英俊等（1991）认为金矿与区域地壳演化紧密相关，初始地壳规模和初始矿源层中金的丰度是区域金成矿潜力的根本控制因素。

新疆金矿矿源层多，据王有标和赵殿甲（2006） 统计有前寒武纪变质绿岩带，早古生代沉积岩和晚古生代火山岩。西准噶尔地区的金矿床、金矿（化） 点大多数都产于该区古生代的地层中，其中，石炭系地层赋存的金矿床（点）数最多。

阿克塔木金矿区边缘的玛依勒和达尔布特断裂长度和延伸均较大，是所属区域的主干断裂，该断裂上盘发育丰富的次级平行断裂及裂隙，因此也是主要的导矿、容矿构造。区域内多个矿床（点）均沿断裂带一侧断续分布，显示其控制和限定了断裂带内金矿的分布及产出，因此阿克塔木金矿受构造控制较为明显。

西准噶尔地区海西晚期的岩浆活动频繁，大规模的岩浆热液活动作用将各个矿源层中的成矿元素及伴生元素溶滤、迁出，在有利的容矿构造部位富集成矿。区内含矿带与岩体展布方向基本一致，大体呈北东方向分布，且中酸性岩体内金的平均含量明显高于其他地区同类岩石含量，有的甚至高出几至几十倍，这说明岩浆也是金矿中金质的来源之一，金在岩浆热液活动中向岩体之外转移并富集成矿。

因此通过综合研究认为阿克塔木金矿具有多因素复合成矿的特点，其主要成矿过程如下：①华力西晚期的洋壳发生俯冲，同时发生了较大规模的火山喷发，富含金的物质沿断裂上升，部分含矿热液沿裂隙形成石英脉型金矿体；②随着火山的进一步活动，大量含金的火山沉积物堆积形成富金的火山岩带；③在动力变质和岩浆重熔作用下，岩浆结晶分异产生的原生水携带矿质以及热地下水，通过淋滤作用方式并在断裂带和碎裂岩等低压空间充填和交代于原金矿体之上，从而形成如今的金矿床。

5 结论

（1）阿克塔木金矿床的金矿体主要赋存在塔斯阔腊岩体中及岩体内外接触带，包古图组硅质泥岩和塔斯阔腊花岗闪长岩岩体在成矿过程中起到矿源层的作用，区内金矿体受密集节理裂隙和断裂构造控制。

（2）锆石 U-Pb 同位素测定塔斯阔腊岩体成岩年龄为（314.9±1.5）Ma，为晚石炭纪，成矿时代晚于塔斯阔腊岩体形成时代。

（3）石英中的流体包裹体类型有富液两相（Ⅰ 型）、富气两相（Ⅱ型）和含 CO₂三相（Ⅲ型）包裹体，以富液两相为主，流体包裹体气相成分为H₂O-CO₂± CH₄±N₂。

（4）包裹体显微测温结果显示成矿流体为中低温（峰值集中于 185~325℃）、低盐度（0.18%~12.87%，平均5.21％）的特征。

（5）通过氢-氧同位素地球化学分析研究，推断阿克塔木金矿中参与成矿的流体主要为深部来源的混合流体。

（6）矿床表现出多期次、多形式的演化和多种成因。

注释

① 宋利睿，杨世权，张广平，李假广，王倩，李柯柯，闫丹，程进强，王帅，张宇 .2022. 新疆伊犁哈萨克自治州托里金矿勘查报告 [R]. 郑州：河南省地质矿产勘查开发局测绘地理信息院.

② 张广平，李假广，杨世权，宋利睿，李柯柯，刘朝霞，王小锋，王倩，李文香，赵洁，王帅，程进强，孙涛，王爽，闫丹 .2022. 新疆托里县阿克塔木金矿控矿因素研究[R]. 郑州：河南省地质矿产勘查开发局测绘地理信息院.

参考文献