　成矿物质来源

2025-04-04 13:55:22

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回答（1）：

包括诺尔特地区在内的阿尔泰地区金－多金属矿床均属于热液矿床，尤其是金的矿化，主要是在热液的作用下活化、迁移、沉淀及富集所致。

6.3.1　成矿热液中的矿质来源

（1）地层的含矿性及其对成矿热液中矿质的贡献

各时代地层含矿性研究显示，相关元素中As、Sb、Bi等元素含量在各时代地层中普遍高于地壳丰度值，浓集系数最高达6.672,As、Sb、Bi、Hg的浓集系数为1.375～6.727，变异系数为49.167～131.775，表明地层中原始丰度高。Hg也大于1。Pb、Zn、W、Mo的浓集系数基本接近于1，但基底地层中Pb含量偏高，在泥盆系中相对也较高。Cu的浓集系数在0.2～0.5之间，在基底岩系、下古生界偏低，而在火山活动比较发育的上古生界普遍高于1，最高可达1.59。从变异系数看，Pb在泥盆系中变异系数为122.5,Zn在早石炭系中为112.5，表明在这两个地层中发生相对贫化和富集作用，As、Sb、Bi在许多层位中的变异系数大于100，个别达到443，反映了强烈的后期改造。泥盆系及石炭系Au的浓集系数较高，变异系数较大，表明同生聚集和后期改造作用都很强烈。诺尔特地区下石炭统为主要的含矿层位，其中金的浓集系数为0.625，表明金在区内活化、迁移、富集的能力很强，对成矿非常有利。对诺尔特地区的基岩（包括矿化和蚀变岩石）样品进行正态检验（芮行健等，1994），结果出现3个正态曲线（图6-2），表明了本区成矿作用的复杂性和多阶段性。

地层的含矿性及其元素的地球化学特征反映了其提供成矿物质的有利条件，地层是成矿物质的来源之一，地层为成矿提供了成矿物质还表现在以下几个方面：

成矿流体化学成分反映的物质来源特点。诺尔特地区金矿床主成矿阶段石英包裹体成分测定得到的成矿流体化学成分中，与成矿物质来源有关的信息主要有两点：其一，成矿流体液相成分中Ca²⁺、

和

离子含量高，三种离子占液相成分总量60%以上。以Ca²⁺为例，众所周知，其在岩浆结晶作用，特别是在中酸性岩浆结晶作用中极易在晶格中富集，早应消耗殆尽。因此，含水岩浆结晶过程只能分异出富钾钠的热液，不能出现富钙的流体，所以金矿床中大量钙离子在成矿流体中出现只能解释为成矿流体在环流过程中淋滤出围岩中钙离子的结果，即钙离子主要来源于地层。其二，成矿流体成分与矿化体围岩性质有关。如塔斯特金矿产于钾长花岗岩和二长花岗岩组成的复式岩体的破碎蚀变带中，成矿流体中钾离子含量亦较高；铁热克金矿主要产于高铁镁质的超基性岩体附近，成矿流体中镁离子含量相对较高；阿克提什坎金矿和多拉纳萨依金矿流体中除大量钙离子外，还有大量钾离子存在，也与矿区内强烈的钾化相符，另外，阿克提什坎金矿成矿流体中大量钾离子的存在可能也与石炭纪火山岩等有关。

图6-2　金元素经对数转换后频率分布及正态拟合（芮行健等，1994）

痕量元素反映的物质来源特点。区内各矿化区稀土元素及微量元素的研究均反映了地层提供成矿物质的特点。

同位素反映的物质来源特点。在诺尔特地区阿克提什坎，通过铅同位素的研究可见，矿石铅同位素特征与红山嘴组火山沉积地层中的火山岩及沉积岩有相似的特征，并且在铅同位素转换模式的研究中也可见，无论是石英脉型矿石铅还是蚀变岩型矿石铅，其中的地层铅组分均占30%以上。尽管铅的来源具复杂性，但是上述特点依然反映出了地层在提供成矿物质方面的重要作用。

因此，包括诺尔特地区在内的整个阿尔泰地区，地层为金－多金属成矿提供了主要的物质来源，其中诺尔特地区则以下石炭统红山嘴组地层为主提供成矿物质。

（2）花岗岩的含矿性及其对成矿流体中矿质的贡献

区域上分布有大量的岩浆岩，尤以花岗岩类为多，岩石中成矿元素及相关元素的含量、标准差、变异系数和浓集系数统计分析（芮行健等，1994）表明，岩浆岩的Au、Ag丰度普遍低，浓集系数多在0.4～0.8之间；As、Sb元素与克拉克值基本一致，浓集系数在0.8～1.5之间；W、Mo元素与克拉克值相仿，浓度系数一般在0.75～1.5之间；Cu、Pb、Zn普遍偏低，Cu的浓集系数一般为0.4～0.8,Pb为0.11～0.87之间。

在阿尔泰地区的塔斯特、喀坦哈夏尔及蒙其克岩体内或其外接触带均找到了金矿床和矿化点，在一些花岗岩构造破碎蚀变带中也发现有金矿床和金矿化，如哈巴河花岗岩体中的阿希勒断裂破碎蚀变带以及乌奇里克花岗岩体西南的大罗坝构造破碎蚀变带，表明这些花岗岩体为成矿直接提供了成矿物质，但是在诺尔特地区迄今为止尚未发现此类矿化。诺尔特地区花岗岩对金－多金属成矿的贡献主要体现在两个方面：

①提供部分含矿热液。以阿克提什坎为例，根据氢、氧同位素研究可知，在成矿热液中含有部分岩浆水，这部分岩浆水与矿化区二长花岗岩体是有关的。二长花岗岩形成于燕山期，与成矿时代相近，花岗岩提供部分含矿热液是可能的。另外，通过对痕量元素等地球化学研究，也表明二长花岗岩体提供了部分成矿物质。

此外，在整个阿尔泰地区，矿床成矿热液的来源研究中均不同程度地反映出有岩浆水参与的特征，因此，可以说在阿尔泰地区广泛分布的花岗岩类为成矿不同程度地提供了含矿热液。

②提供热源。在金矿成矿活动中，热源是一个非常重要的条件，而岩浆活动是产生热源的主要原因之一，这是不少金矿床与岩体或多或少具有空间依存关系的原因所在。阿克提什坎矿化区二长花岗岩的成岩时代与成矿时代是一致的，岩浆演化过程中释放的热能为成矿热液系统提供了大量能量，促进了深循环热液系统的形成、演化及水/岩反应的进行。在阿尔泰地区，岩浆活动为成矿提供热源的情况是比较普遍的，例如赛都、多拉纳萨依、阿克塔斯和阿克纳瓦等矿床，认为是萨拉钨增、柯立拜、东格勒齐勒乌泽克等岩株向深部连接在一起，所构成的别列孜克大岩基提供了大量热源，其岩浆活动时代与成矿时代也具有一致性。

6.3.2　成矿热液中的介质水来源

在诺尔特地区，以阿克提什坎矿床为例的研究表明，成矿热液应为岩浆水与大气降水的混合水，且晚期大气降水占主导。这样的介质水来源特点在整个阿尔泰地区都有体现，因此，成矿流体不仅仅是单一来源的，其中岩浆热液和大气降水热液起了主导作用，部分地区也有变质水的参与。成矿热液系统属由岩浆热驱动的混合热液流体成矿系统。

6.3.3　饱和岩浆水与成矿的关系

挥发组分的研究在探讨岩浆作用与成矿问题方面日益受到重视，原因在于挥发组分往往支配了元素的活化、转移、分配及再分配的行为。岩浆热液的观点认为，与岩浆岩密切有关的热液矿床，其成矿热液来自于岩浆，成矿热液是由岩浆岩结晶过程中产生的一种与岩浆不相混溶的富挥发组分的流体相形成。而岩浆热液的析出取决于溶解于岩浆中的挥发组分在结晶过程中是否能达到饱和浓度。由于岩浆中挥发组分以水为主，因此，问题可归结为，岩浆热液的形成取决于水在岩浆中能否达过饱和，而岩浆热液的形成是与岩浆岩有关的热液矿床成矿的重要条件。岩浆水的饱和状态，可以通过岩浆中水的溶解度及水的含量来研究。Burnham（1979）假设水在岩浆中的溶解机制与其在钠长石熔体中的溶解机制相同，并建立了相应的热力学模型。

已有研究表明，诺尔特地区阿克提什坎矿化区发育的二长花岗岩体与金－多金属矿化是有关的，主要表现在以下几个方面：空间上，二长花岗岩体侵入于矿化区下石炭统红山嘴组地层中；时间上，二长花岗岩成岩年龄与金－多金属矿化年龄基本一致；稀土元素的研究反映了二长花岗岩与矿化在成因及物质来源上存在一定的联系；铅同位素的研究表明了二长花岗岩提供部分成矿物质的可能；氢、氧同位素的研究表明岩浆水是成矿热液的重要组成部分，二长花岗岩也提供了部分成矿物质。

据前文的计算，阿克提什坎矿化区二长花岗岩岩浆水达到饱和状态，水溶解度为4.49%，水含量为4.90%，这表明该岩体结晶时能够析出大量的水，形成岩浆热液参与成矿作用。对比诺尔特地区塔斯比克都尔根、阔科亚克达热斯、阔克牙克达拉斯、海尔特岩体的水饱和情况，这些岩体中水均不饱和，而与这些岩体有关的矿化也不发育。阿尔泰地区库鲁克塔格、可可托海、西诺尔特山、多拉纳萨依等地，与矿化有关的花岗岩岩浆水均达到饱和状态，灭日特克、哈拉阿依、大青格里河、正格等岩体岩浆水未达饱和状态，而与这些花岗岩体有关的矿化也不发育。此外对比安徽月山地区（周涛发，1995），也表明与铜成矿有关的月山、总铺、五横岩体岩浆水也达到饱和状态。这些特点表明岩浆水是否过饱和对于岩浆热液能否形成及能否参与成矿流体系统的成矿作用具有重要影响（表6-3）。

表6-3　诺尔特地区花岗岩岩浆水饱和状态计算结果

综上认为，饱和岩浆水是与岩浆岩有关的热液矿床形成的重要条件之一。

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