摘要
内蒙古额济纳旗乌兰苏海地区金矿化点位于塔里木板块东北缘与华北板块西北缘的交汇区，该区成矿地质条件复杂，先后经历了多期岩浆侵入作用，本文对该区含金石英脉中石英流体包裹体、含金矿物和重砂矿物等进行了分析测试，分析结果表明乌兰苏海金矿化区金矿石英矿物含烃盐水包裹体气液比 20%～ 35%，平均为26%；石英中的气体包裹体主要为CO2，属于CO2-H2O-NaCl系统。包裹体均一温度265 ℃～ 340 ℃，平均温度为 297.22 ℃；包裹体盐度（wt％NaCl）4.18～7.31，平均为 6.38，总体上属于低盐度中温流体；乌兰苏海金矿化区金矿石中重砂矿物除银金矿外，主要为赤褐铁矿、黄铁矿、方铅矿、重晶石、毒砂、自然金、锐钛矿等，结合本区区域成矿地质背景及典型矿床年代学对比研究，认为内蒙古乌兰苏海金矿化主要与华力西期二叠系中酸性岩浆热液作用有关。
Abstract
The gold mineralization site in the Wulansuhai area of Ejina Banner, Inner Mongolia, is located at the intersection of the northeastern margin of the Tarim Plate and the northwestern margin of the North China Plate. The geological conditions for mineralization in this area are complex, having undergone multiple phases of magmatic intrusion. This article analyzes and tests quartz fluid inclusions, gold-bearing minerals, and heavy minerals in the gold-bearing quartz veins in the area. The analysis results indicate that the gas-liquid ratio of hydrocarbon-bearing aqueous inclusions in quartz minerals at the Wulansuhai gold mineralization site is 20% to 35%, with an average of 26%. The gas inclusions in quartz are mainly CO2, belonging to the CO2-H2O-NaCl system. The homogenization temperature of quartz mineral inclusions ranges from 265 ℃ to 340 ℃, with an average temperature of 297.22 ℃; the salinity of the inclusions (wt% NaCl) is between 4.18 and 7.31, with an average of 6.38, generally belonging to low-salinity moderate-temperature fluids. In the gold mineralization site of Wulansuhai, the heavy minerals, excluding silver-gold ore, primarily consist of hematite, pyrite, galena, barite, arsenopyrite, native gold, and anatase. Based on the regional metallogenic geological background and comparative studies on the chronology of typical deposits in this area, it is believed that the gold mineralization site in Wulansuhai, Inner Mongolia, is primarily related to the Variscan Permian intermediate-acidic magmatic hydrothermal activity.
Keywords
0 引言
额济纳旗地区位于中国内蒙古自治区最西端，其大地构造位置极为特殊和关键，是理解中亚造山带南缘和华北克拉通构造演化的重要窗口。前寒武纪时期，该地区存在古老的微陆块，这些微陆块由太古宙—元古宙结晶基底岩石构成。早古生代时期，古亚洲洋向南俯冲到阿拉善陆块之下，形成岛弧或活动大陆边缘环境，伴随强烈的火山活动和花岗质岩浆侵入，发育巨厚的海相火山-沉积地层； 晚古生代时期，随着古亚洲洋持续俯冲消减，引发大规模的弧岩浆活动，形成了与岩浆热液有关的金、铜、铁等多金属矿床（龚全胜等，2003；Tian et al.，2020；曾浩等，2025）。额济纳旗乌兰苏海地区金矿点位于中国东天山—北山成矿带的东延区，近些年在该地区相继发现了珠斯楞海尔罕铜矿（程佳孝等，2013）、格日勒图铜多金属矿（侯朝勇等， 2022；贾润幸等，2024；尹艳广等，2025）等矿床和一些锑、金等矿点（张诗启等，2025）。本文重点对济纳旗乌兰苏海地区金矿点中的金属矿物、重砂矿物、成矿流体等进行了研究，旨在明确该地区金矿化的成因，为在本区深部及外围进一步开展金矿勘查提供理论指导。
1 区域地质背景
内蒙古额济纳旗珠斯楞地区位于星星峡—旱山—珠斯楞地块南部北山裂谷带中的红柳园—白山堂中元古代—古生代多旋回裂谷（图1a）。该区主要出露中元古宇长城系、上石炭统、上三叠统、下白垩统和上白垩统及第四系。上中元古界长城系古硐井群（Chg）变粉砂岩、绢云石英片岩、石英岩、大理岩、变石英砂岩等；上石炭统白山组（C2b）又分为2段（C2b2）和1段（C2b1），2段（C2b2）主要为流纹岩、英安岩、安山玄武岩、玄武岩等，1段（C2b1）为石英砂岩、钙质粉砂岩、晶屑岩屑凝灰岩和凝灰质砂岩等； 上三叠统珊瑚井组（T3sh）杂砾岩、含砾粗粒钙质长石质硬砂岩、硬砂岩等；下白垩统巴音戈壁组（K1b） 杂砾岩、含砾粗粒硬砂岩；上白垩统乌兰苏海组 （K2w）长石砂岩、泥质长石砂岩、长石石英砂岩；及第四系更新统砾岩、沙土和全新统粉细砂、中—粗粒砂等。区域构造以断裂为主，北东向构造较为发育，北西向次之。区内岩浆呈多期次侵入作用，主要有石炭纪黑云钾长花岗岩，石英闪长岩和辉长岩；二叠纪二长花岗岩、花岗岩和闪长岩，侏罗纪花岗斑岩等。区内矿产主要有珠斯楞铜多金属矿床和格日勒图铜多金属矿床及道布青乌苏锑矿点和乌兰苏海金矿点等（图1b）。
2 矿区地质特征
研究区内出露地层主要为上石炭统白山组第一岩段（C2b1），下二叠统双堡塘组第一岩段（P1sb1），上白垩统乌兰苏海组（K2w），第四系更新统（QP）洪积物与全新统（Qh）风积物（图2）。上石炭统白山组第一岩段（C2b1）地层岩性主要由粉砂岩和糜棱岩组成，其次为绢云母石英片岩、绿泥绢云片岩、含石墨绿泥绢云片岩；下二叠统双堡塘组第一岩段（P1sb1） 不整合于白山组地层之上，岩性主要为白云质细晶灰岩；上白垩统乌兰苏海组（K2w）岩性主要为长石砂岩；第四系更新统洪积物（QP）主要成分为砾石、砂土；第四系全新统风积物（Qh）主要成分为粉细砂、中粒砂、粗粒砂。研究区经历多期构造运动，构造复杂，构造线总体走向北北东向、北西向两组。北北东向构造主要为石英脉、蚀变碎裂岩、糜棱岩带等。研究区内岩浆活动较强烈，侵入岩分布广泛。根据侵入岩的岩性岩相、接触关系等特征，由早到晚依次划分为石炭纪和二叠纪两个时代，岩性主要有二叠纪二长浅粒岩、二长花岗岩、角闪二长花岗岩和石炭纪角闪闪长岩。金矿化主要与石英脉有关。
3 样品采集与分析测试
3.1 样品采集
选择本区有代表性的岩石进行样品采集，样品主要为地表岩石样品，总计8件，采样位置见图2，岩石特征见图3。样品加工前先切掉氧化或蚀变膜，选择新鲜的岩块磨制电子探针片和流体包裹体片。电子探针分析在中国地质科学院完成，仪器型号为 JXA-8230，电子探针分析结果见表1；流体包裹体测试由核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成，包裹体测温仪器为 LINKAM THMS600 型冷热台；包裹体激光拉曼测定仪器为 LabRAM Evolution 研究级显微激光拉曼光谱仪，流体包裹体测试结果见表2。同时分别在本区含金石英脉中采集 2 件重砂样品 ZS01 和 ZS02，其中 ZS01 样品重量为 11.30 kg，ZS02样品重量为11.70 kg，上述样品在廊坊市宇恒矿岩技术服务有限公司经过淘洗在双目镜下分选出重砂矿物，ZS01 和 ZS02 样品中的重砂矿物重量分别为 1368.2 mg 和 1109.3 mg，重砂鉴定结果见表3。
I—大南湖—雀儿山—狐狸山多期增生岛弧；II—红石山—路井—雅干晚古生代裂谷；III—星星峡—旱山—珠斯楞地块；IV—北山裂谷带：IV1— 红柳河—小黄山早古生代裂谷；IV2—营毛沱—白湖中元古代—早古生代多旋回裂谷；IV3—荒草滩—平头山微地块；IV4—花牛山—老硐沟中元古代—早古生代多施回裂谷；IV5—明舒井—低山头微地块；IV6—红柳园—白山堂中元古代—古生代多旋回裂谷；V—敦煌地块；VI—阿拉善地块；1—全新统；2—更新统；3—上白垩统乌兰苏海组；4—下白垩统巴音戈壁组；5—上三叠统珊瑚井组；6—上石炭统白山组2段；7—上石炭统白山组1段；8—中元古界长城系古硐井群；9—侏罗纪花岗斑岩；10—二叠纪二长花岗岩；11—二叠纪花岗岩；12—二叠纪闪长岩；13—石炭纪石英闪长岩；14—石炭纪辉长岩；15—花岗斑岩脉；16—花岗岩脉；17—辉长岩脉；18—石英脉；19—地质界线；20—不整合线；21—铜多金属矿；22—锑矿；23—金矿；24—铜矿；25—断层及编号；26—推测断层；27—地名；28—地层产状；29—岛弧；30—裂谷；31—地块；32—研究区
图2内蒙额济纳旗乌兰苏海地区金矿区地质图
1—第四系全新统风积物；2—第四系更新统洪积物；3—上白垩统乌兰苏海组；4—下二叠统双堡塘组一段；5—上石炭统白山组一段；6—二叠纪二长浅粒岩；7—二叠纪中粒二长花岗岩；8—二叠纪中粒角闪二长花岗岩；9—石炭纪角闪闪长岩；10—石英脉；11—碎裂岩带；12—金矿化体；13—地质界线；14—不整合线；15—产状；16—采样点及编号；17—人工重砂样及编号
3.2 矿物地球化学
对本区含金石英脉进行薄片鉴定和电子探针分析后认定矿石中的自然金主要为银金矿。从图4中来看，含金石英脉（图3中 D03 样品）中的金属矿物主要为银金矿，并含有少量的毒砂、方铅矿、黄铁矿和褐铁矿等，其中银金矿为主要的含金矿物，从5 件银金矿的电子探针分析结果（表1）来看，银金矿中 Au 含量 82.09%～84.51%，平均 83.55%；Ag 含量 14.15%～16.70%，平均 14.87%；Bi 含量 0.97%～1.92%，平均1.53%。
表1主要金属矿物电子探针分析结果（%）
图3内蒙古额济纳旗乌兰苏海地区金矿区岩矿石特征
a—下二叠统双堡塘组第一岩段（P1sb1）白云质细晶灰岩（D01样品）；b—上石炭统白山组第一岩段（C2b1）绢云石英片岩（D02样品）； c—含金石英脉露头（D03样品）；d—石英脉中自然金（D03样品）；e—褐铁矿化露头（D04样品）； f—褐铁矿化露头（D05样品）；g—石英脉（D06样品）与糜棱岩接触带；h—二叠纪中粒二长花岗岩（D07样品）；i—二叠纪花岗岩（D08样品）
图4内蒙古额济纳旗乌兰苏海地区金矿区金属矿物反射光和背散射图像
a、c、e、g、i、k—反射光照片；b、d、f、h、j、l—背散射图像；1～7—测点编号
3.3 矿物包裹体特征
从乌兰苏海金矿石英矿物包裹体特征来看（表2），该含金石英脉内包裹体极为发育，主要为成群分布，少部分为成带状分布，包裹体组合主要为纯液体包裹体、呈无色—灰色的富液包裹体及少量呈深灰色的纯气体包裹体，其中纯液体包裹体发育丰度最高（图5）。18个含烃盐水包裹体大小为 3 μm× 4 μm～5 μm×8 μm；气液比20%～35%，平均为26%； 均一温度 265℃～340℃，平均温度为 297.22℃，从温度直方图6上可看出，包体温度主要分为两组， 260℃～310℃，320℃～340℃，其中峰值主要集中在290℃～300℃，此外采用爆裂法测定一个包裹体的爆裂温度为 370℃；盐度（wt％NaCl）4.18～7.31，平均为6.38。总体上属于低盐度中高温流体。采用激光拉曼测定石英中的气体包裹体，测试结果显示，石英中的气体包裹体主要为 CO2，属于 CO2-H2O-NaCl系统（图7）。
表2内蒙额济纳旗乌兰苏海金矿含金石英脉中石英包裹体特征
图5内蒙额济纳旗乌兰苏海金矿石英矿物中的液体包裹体和气体包裹体
v—气体包裹体； L+v—气体和液体包裹体
3.4 重砂矿物特征
从本区含金石英脉中重砂矿物组合特征来看 （表3），重砂矿物主要为赤褐铁矿、黄铁矿、方铅矿、重晶石、毒砂、自然金、锐钛矿等，其次有少量的锆石、磁铁矿、角闪石、石榴石、磷灰石、金红石、白钛石、榍石、闪锌矿、电气石、绿帘石、辉石等，此外还含有部分岩屑、长石和石英等其他较轻的矿物组分。从上述2件重砂样品中的自然金体积百分含量来看，最高可达到0.41%。
图6内蒙额济纳旗乌兰苏海金矿石英矿物包裹测温直方图
图7内蒙额济纳旗乌兰苏海金矿流体激光拉曼特征
表3内蒙古额济纳旗乌兰苏海地区金矿区重砂矿物鉴定结果
4 讨论
内蒙古额济纳旗乌兰苏海地区位于塔里木板块东北缘与华北板块西北缘的交汇区，对区域上的构造演化，前人已进行了大量的研究（吴泰然和何国琦，1993；李锦轶等，2009；童英等，2010；赵越等， 2010；Tian et al.，2020）。从华北板块西北缘与塔里木板块东北缘的构造演化过程对比来看，华北板块与蒙古联合块体最终拼合的时间为二叠纪末—早三叠世，自中三叠世开始，受地壳重力塌陷、岩石圈的拆沉作用和软流圈上涌等因素影响，华北陆块北缘及其北侧兴蒙造山带处于后碰撞/后造山伸展阶段（赵越等，2010）。而塔里木板块东北缘在晚古生代时期，由于塔里木地台、西伯利亚地台等组成的联合大陆继续往南运动，使珠斯楞—杭乌拉构造带由被动陆缘转化为活动陆缘，并发生了强烈的火山活动（吴泰然和何国琦，1993）。上述两个地区构造演化的差异也造就了成矿年代学上的差异，塔里木板块东北缘的东天山 — 北山成矿带是区内石炭纪—二叠纪花岗岩最为发育的地区，岩体数量多、分布面积广、锆石年龄主要集中在 335～310 Ma 和 300～270 Ma（童英等，2010），金的成矿作用也多与华力西岩浆侵入作用有关，而华北克拉通北缘的金的成矿作用主要与印支期岩浆侵入作用有关。邱瑞照等（2009）根据地质和地球物理特征，把中国北方大陆区分为造山带型和裂谷型两类岩石圈，西部主要为晚古生代，东部主要为中生代的格局，其中额济纳旗代表的古生代造山带型。从区域上看，华力西运动是阿拉善地区经历的一次最为重要的构造活动，其伴随的强烈的构造-岩浆作用，对区域内生金属矿床的形成起了至关重要的作用，除乌兰苏海地区金矿外，阿拉善地区多数金矿的形成也都与华力西期中酸性岩浆侵入作用密切相关，其中呼伦西白金矿产于呼伦西白花岗岩体的接触带中，矿体由蚀变浸染型矿体和穿插其间的含金石英脉透镜体构成，采用单颗粒锆石 U-Pb 法直接测定了含金石英脉的形成年代为（319.5±8） Ma（李俊建等， 2004）；拉格铜-金矿床成矿期石英斑岩的锆石 U-Pb 年龄为（277.4±3） Ma（李俊建等，2010a）；阿拉善朱拉扎嘎金矿成矿期花岗斑岩中锆石 U-Pb年龄为 （280±6） Ma（李俊建等，2010b）。
从本区内岩浆岩的分布特征来看，在石炭纪发生过双峰式火山喷发作用（贾润幸等，2025）形成一套上石炭统白山组第一岩段（C2b1）火山沉积岩地层后，该区先后发生了多期的岩浆侵入作用，主要有石炭纪黑云母钾长花岗岩，石英闪长岩和辉长岩； 二叠纪二长花岗岩、花岗岩和闪长岩，侏罗纪花岗斑岩等。对该区华力西期花岗岩类岩石进行锆石 U-Pb年龄测定显示，研究区花岗岩的形成时代分别为早石炭世—中石炭世（351.2～315.6 Ma）和早二叠世（＜278 Ma，陈元，2015）。从乌兰苏海金矿中自然金的成色来看，银金矿为主要的含金矿物，从5 件银金矿的分析结果（表1）来看，银金矿中 Au含量 82.09%～84.51%，平均 83.55%；Ag 含量 14.15%～16.70%，平均14.87%。从乌兰苏海金矿石英矿物包裹体特征来看（表2），18 个含烃盐水包裹体大小为 3 μm×4 μm～5 μm×8 μm；气液比20%～35%，平均为 26%；该含金石英脉内包裹体主要为纯液体包裹体、呈无色—灰色的富液包裹体及少量呈深灰色的纯气体包裹体，石英中的气体包裹体主要为 CO2。包裹体均一温度 265～340℃，平均温度为 297.22℃，可分为 2 组，260～310℃，320～340℃，其中峰值主要集中在 290～300℃；包裹体盐度（wt％ NaCl） 4.18～7.31，平均为6.38。总体上属于低盐度中温流体（图7）。这种中温低盐度的流体包裹体特征与大多数与岩浆热液有关的金矿床相类似（何大伦， 1995；韩秀丽等，2010；侯万荣等，2014；王得权等， 2015；张龙啸等，2024；Fan et al.，2025；Wu et al.， 2025；寇少磊等，2025；李少南等，2025；张晨晓等， 2025），表明该区的金矿化主要与岩浆热液成矿作用密切相关。从乌兰苏海地区金矿的产出情况来看，金矿主要产于二叠纪二长花岗岩体（ηγP）与上石炭统白山组第一岩段（C2b1）地层接触带附近的石英脉中，表明本区的金矿化主要与二叠纪花岗闪长岩体侵入后的岩浆期后热液作用关系密切。已有的研究认为北山造山带在二叠纪—三叠纪时期受到了走滑断裂的改造（Xiao et al.，2010）。额济纳旗乌兰苏海地区为北山造山带的东延地区，在本区上石炭统白山组上段（C2b2）火山岩中普遍发育强烈的碎裂岩化和片理化，同时在本区已有钻探验证的勘探线剖面中可见南侧地层由于受到了北西向的挤压作用而发生明显的抬升（贾润幸等，2025）。在该阶段北东向的走滑断裂叠加北西向的构造挤压变形作用，使携带金元素的岩浆热液主要沿北北东向的次级断裂呈多条平行脉状分布，所以该区北北东向出露或被戈壁沙土覆盖的石英脉具有进一步的找矿潜力。
5 结论
（1）乌兰苏海金矿化区金矿石英矿物含烃盐水包裹体气液比20%～35%，平均为26%；石英中的气体包裹体主要为CO2，属于CO2-H2O-NaCl系统。包裹体均一温度 265～340℃，平均温度为 297.22℃，其中峰值主要集中在 290～300℃；包裹体盐度 （wt％NaCl）4.18～7.31，平均为 6.38，总体上属于低盐度中温流体。
（2）乌兰苏海金矿化区金矿石中重砂矿物除银金矿外，主要为赤褐铁矿、黄铁矿、方铅矿、重晶石、毒砂、自然金、锐钛矿等，其次有少量的锆石、磁铁矿、角闪石、石榴石、磷灰石、金红石、白钛石、榍石、闪锌矿、电气石、绿帘石、辉石等。
（3）从乌兰苏海金矿化区的产出特征来看，金矿化主要与本区华力西期二叠纪中酸性岩浆热液作用有关。
