王建其，王居里，楊猛,2

(1.大陸動力學國家重點實驗室，西北大學地質(zhì)學系，陜西 西安　710069；2.西北有色地質(zhì)勘查局，陜西 西安　710054)

?

對新疆薩日達拉金礦成礦流體的He、Ar同位素示蹤

王建其1，王居里1，楊猛1,2

(1.大陸動力學國家重點實驗室，西北大學地質(zhì)學系，陜西 西安710069；2.西北有色地質(zhì)勘查局，陜西 西安710054)

摘要：采用稀有氣體同位素質(zhì)譜方法，通過分析薩日達拉金礦載金黃鐵礦中流體包裹體的He、Ar同位素組成，對成礦流體進行示蹤研究。結(jié)果表明，薩日達拉金礦黃鐵礦流體包裹體中He同位素組成變化范圍較大，R/Ra值為0.34～1.59，顯示殼幔混合特征，二元混合模型計算結(jié)果顯示以地殼放射性成因氦為主，并有地幔氦的加入；Ar同位素組成較均一，40Ar/36Ar值為305～359，平均336，36Ar/38Ar值為5.34～5.44，平均5.40，顯示疊加有部分放射性成因40Ar的大氣降水成因氬同位素組成。綜合分析結(jié)果表明，薩日達拉金礦成礦流體為由大氣降水深循環(huán)改造而成的地殼流體，其所具有的地幔He同位素組成應繼承自下部地殼中隱伏的殼?；旌铣梢虻刭|(zhì)體。

關鍵詞：He、Ar同位素；大氣降水；地殼流體；成礦流體演化；薩日達拉金礦

薩日達拉金礦位于新疆西天山東部、天格爾金礦帶西段，形成于華力西中晚期區(qū)域由擠壓向伸展轉(zhuǎn)換的后碰撞環(huán)境(王居里等，2009)。就成礦流體性質(zhì)及示蹤研究而言，前人主要對礦石中脈石礦物石英、方解石等進行C、H、O穩(wěn)定同位素示蹤、對比，研究結(jié)果顯示區(qū)內(nèi)成礦具有多元性特征(王居里等，2001，2002，2011；李新峰等，2005)，成礦流體為變質(zhì)熱液與大氣降水的混合成因流體(陳衍景等，1998；劉春發(fā)等，2010)，而對與金密切共生的黃鐵礦中流體包裹體研究較少，僅見楊猛等(2012)報道了礦帶東部望峰金礦成礦流體的氦、氬同位素示蹤結(jié)果，這在一定程度上影響到對天格爾金礦帶礦床成因及成礦過程的認識。稀有氣體尤其是氦、氬，由于其化學性質(zhì)不活潑及不同源區(qū)同位素組成差異明顯等特點，被廣泛應用于成礦古流體示蹤研究(王先彬，1989；胡瑞忠，1997；胡瑞忠等，1997a、1997b；申萍等，2004；翟偉等，2006；豐成友等，2006)。筆者采用稀有氣體同位素質(zhì)譜方法，以礦石礦物載金黃鐵礦中流體包裹體為研究對象，在分析后期地質(zhì)作用對成礦流體初始氦、氬同位素組成影響的基礎上，對成礦流體進行示蹤，并探討成礦流體演化過程。

1區(qū)域地質(zhì)與礦床地質(zhì)概況

研究區(qū)位于中天山北緣、冰(勝利)達坂以西，以中天山北緣復合型斷裂帶為界，南、北兩側(cè)分別出露兩套地層系統(tǒng)(圖1)。斷裂帶以南為中天山地層區(qū)，主要出露呈殘片、殘塊狀產(chǎn)出的中新元古界變質(zhì)巖系，主要巖性為黑云母變粒巖、黑云角閃變粒巖、斜長角閃巖、絹云石英千糜巖、鈣質(zhì)千糜巖及片巖類等；斷裂帶以北為北天山地層區(qū)，主要出露上泥盆統(tǒng)天格爾組火山-沉積巖系，主要巖性為安山巖、英安巖、流紋巖組合，夾少量粗玄巖、凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖及灰?guī)r透鏡體，局部分布有火山角礫巖，角礫成分以中酸性火山巖為主，另有少量中基性火山巖。侵入巖主要為新元古代晚期與加里東晚期花崗巖類，二者構(gòu)成冰達坂復式巖基主體，北側(cè)發(fā)育二疊紀紅色堿長花崗巖及角閃輝長巖，礦體附近常見變輝綠巖脈。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要為冰達坂斷裂，與冰達坂韌性剪切帶共同構(gòu)成中天山北緣復合斷裂帶，現(xiàn)今以冰達坂韌性剪切帶為主體，該剪切帶為一條大型右行走滑剪切構(gòu)造帶，寬2～5km，總體近NWW—SEE向展布，由一系列近平行排列的次級剪切帶組成，區(qū)內(nèi)巖石、地層幾乎均遭受剪切變形、變質(zhì)作用，宏觀表現(xiàn)為片理化帶和糜棱巖帶(王居里等，2009； 2011)。

薩日達拉金礦產(chǎn)于冰達坂韌性剪切帶的脆韌性變形域中，礦體呈脈狀、透鏡狀，長300～600m，寬數(shù)米～數(shù)十米不等，走向近東西，產(chǎn)狀與糜棱面理一致或小角度與之斜交，傾向358°～27°，傾角70°～90°，沿走向具脹縮現(xiàn)象，高品位礦體常產(chǎn)出于中低強度應變帶及不同強度應變帶的過渡部位。礦體直接圍巖以加里東晚期花崗巖類為主，其次為中新元古界變質(zhì)巖系，均遭受韌性剪切變形改造。容礦構(gòu)造以D型剪切裂隙為主，部分為P型剪切裂隙。礦石類型以鈉長石化蝕變糜棱巖型為主，少量為石英脈型，蝕變分帶特征明顯，自礦體至圍巖依次為黃鐵礦化-鈉長石化-絹英巖化-硅化，礦石礦物組合主要為自然金-磁黃鐵礦-黃鐵礦等，脈石礦物組合為鈉長石-絹云母-石英-方解石等，金以裂隙金、包裹金和粒間金等多種形式賦存，主要以自然金形式產(chǎn)于黃鐵礦、黃鐵礦裂隙及脈石礦物中。

2樣品特征及分析方法

樣品采自礦區(qū)開采坑道及坑口附近礦體露頭，均為新鮮鈉長石化蝕變糜棱巖型礦石樣，樣品呈灰白色，半自形-自形黃鐵礦浸染狀沿糜棱面理分布。礦石粉碎分離出黃鐵礦單礦物后在顯微鏡下挑純，純度>99%。黃鐵礦流體包裹體He、Ar同位素測試在國土資源部同位素地質(zhì)開放實驗室采用真空壓碎法完成，測試儀器為烏克蘭產(chǎn)MI1201IG型惰性氣體同位素質(zhì)譜儀，工作標準為北京大氣(3He/4He=1.4×10-6)。分析過程簡介如下：樣品用丙酮在超聲波中清洗20min并烘干，真空中120℃去氣24h后壓碎黃鐵礦樣品，釋放出的氣體經(jīng)海綿鈦泵、鋯鋁泵、活性碳液氮冷阱4級純化，除去活性氣體，氬、氙

被冷凍，純凈的氦、氖進入分析系統(tǒng)經(jīng)加液氮的鈦升華泵再次純化去除微量H2、Ar，于-78℃釋放氬，分別將氦、氬送入質(zhì)譜儀進行同位素分析，3He用電子倍增器接收，分辨率1 200，4He用法拉第杯接收，分辨率760，最后根據(jù)壓碎后通過的160目(0.100mm)的樣品重量，計算樣品中氦、氬含量。更詳細的測試流程及說明見李延河等(2002)。

1.冰川和冰川堆積；2.冰水堆積；3.上泥盆統(tǒng)天格爾組；4.中新元古界變質(zhì)巖系；5.堿長花崗巖；6.新元古代—早古生代花崗巖類；7.基性侵入巖；8.韌性剪切帶；9.正斷層及產(chǎn)狀；10.糜棱面理產(chǎn)狀；11.金礦體/礦化體；12.采樣位置圖1　新疆薩日達拉金礦區(qū)地質(zhì)簡圖(大地構(gòu)造單元劃分據(jù)GAO et al，1998)Fig.1　The geological sketch map of Saridala gold deposit in Xinjiang

3分析結(jié)果

薩日達拉金礦黃鐵礦流體包裹體氦、氬同位素測試結(jié)果及相關參數(shù)如表1。

3.1分析結(jié)果影響因素

影響流體包裹體初始氦、氬同位素組成的后期作用因素主要有(胡瑞忠，1997)：①成礦期后熱液作用改造。②寄主礦物晶格及流體包裹體內(nèi)初始氦、氬擴散。③流體包裹體內(nèi)放射成因新生氦、氬。④樣品分析過程中同位素分餾及大氣污染。

研究區(qū)宏觀未見后期熱液脈體穿插、疊加蝕變等改造或破壞礦體現(xiàn)象，礦相學觀察顯示礦石中載金金屬礦物主要為半自形-自形熱液成因黃鐵礦，不含富Li礦物，與金密切共生的黃鐵礦的形態(tài)、晶形、分布特征等顯示為同時代，薄片中與載金脈石礦物鈉長石、石英共生，樣品總體保留成礦期原始組成和組構(gòu)，黃鐵礦中流體包裹體可代表成礦期原生包裹體。黃鐵礦晶格中及流體包裹體內(nèi)氦、氬的擴散系數(shù)均很低(BURNADet al.，1999)，以黃鐵礦為寄主礦物的流體包裹體中氦、氬的擴散丟失對氦、氬同位素組成影響很小或忽略不計(胡瑞忠，1997)。黃鐵礦并非U、Th、K的主要賦存礦物，流體包裹體內(nèi)U、Th、K衰變可產(chǎn)生很少量的4He和40Ar，但對于華力西期成礦而言，其對黃鐵礦流體包裹體的初始氦、氬同位素比值影響甚微(申萍等，2004)。研究用樣品均采自礦區(qū)坑道內(nèi)或坑口附近礦體露頭， 未遭受宇宙成因3He的污染。樣品分析采用真空壓碎法提取流體，該法幾乎不對成礦流體中初始He、Ar同位素組成造成影響(胡瑞忠等，1997)。樣品分析過程中，通過超聲波清洗及真空120℃去氣24h，去除次生包裹體及樣品表面吸附的氦、氬。大氣He對樣品的污染可采用F4He參數(shù)(KENDRICK et al., 2001)判斷, 經(jīng)計算樣品F4He值>4 900(表1)，樣品中4He量是大氣的4 900倍以上，大的F4He值表明大氣污染對測試結(jié)果影響很小，同時由于氦在大氣中的含量極低，不足以對地殼流體中的氦豐度和同位素組成產(chǎn)生明顯影響(STUART et al.，1994)，表明樣品中氦應主要來源于地幔與地殼。

表1　薩日達拉金礦黃鐵礦流體包裹體氦、氬同位素測試結(jié)果及相關參數(shù)表

注：R為樣品3He/4He值，Ra為大氣3He/4He值，1Ra=1.4×10-6，40Ar*為扣除空氣40Ar后的放射性成因過剩氬，F(xiàn)4He定義為(4He/36Ar)樣品/(4He/36Ar)大氣=0.1655的值。表中同位素單位為:cm3STP/g。

綜上分析，測試結(jié)果可代表成礦流體的初始He、Ar同位素組成。

3.2氦同位素組成

如表1所示，薩日達拉金礦黃鐵礦流體包裹體中4He含量較低且較均一(2.02×10-7～4.34×10-7cm3STP/g)，R/Ra值為0.34～1.59，介于地殼放射性成因特征值(R/Ra值為0.01～0.05，BALLENTINE et al.，2002)與地幔特征值(R/Ra值為6～9，STUART et al.，1995)之間。在3He-4He同位素組成圖解中(圖2a)，樣點均位于地幔氦與地殼氦之間且偏向地殼氦組成一側(cè)，表明成礦流體中氦為地殼放射性成因He與地幔He的混合，根據(jù)二元混合模型，取典型陸下地幔R/Ra值為6，地殼R/Ra值取均值0.03，計算得地幔氦所占比例為7.54%～36.85%，表明成礦流體以地殼流體為主，但有幔源物質(zhì)加入。

圖2　(a)薩日達拉金礦成礦流體3He-4He圖(底圖據(jù)MAMYRIN et al，1984)與(b)R/Ra-40Ar/36Ar圖(底圖據(jù)豐成友等，2006)Fig.2　(a)3He-4He diagram and(b)R/Ra-40Ar/36Ar diagram of ore-forming fluid in Saridala gold deposit

3.3氬同位素組成

薩日達拉樣品氬濃度變化范圍窄，40Ar含量為0.25×10-7～0.89×10-7cm3STP/g，氬同位素組成較均一，40Ar/36Ar值為305～359，平均336，36Ar/38Ar值為5.34～5.44，平均5.40，接近大氣氬同位素組成(40Ar/36Ar=295.5，STUART et al.，1995；36Ar/38Ar=5.32，(翟偉等，2006)，但略偏高，表明成礦流體中存在地殼放射性成因40Ar加入，其相對含量可由下式(KENDRICK et al., 2001)計算：

40Ar*%=[1-295.5/(40Ar/36Ar)樣品]×100

計算結(jié)果顯示，薩日達拉金礦樣品中放射性成因40Ar含量為3.1%～17.7%，大氣40Ar貢獻達82.3%～96.9%，表明成礦流體中Ar主要為大氣來源，與大氣平衡的大氣降水參與成礦。

由上述可見，薩日達拉金礦黃鐵礦流體包裹體中氦顯示為地殼放射性成因氦與地幔氦的混合，氬主要來源于與大氣平衡的大氣降水，部分來源于容礦圍巖放射性成因氬。在R/Ra-40Ar/36Ar圖中(圖2b)，投點落入地幔流體與地殼流體之間過渡帶且偏向地殼流體一側(cè)，表明成礦流體主要為地殼流體，并有幔源組分參與。

4討論

4.1成礦流體中的幔源組分成因與氬同位素組成異常

前述表明，薩日達拉金礦成礦流體中有幔源組分參與，表現(xiàn)在其具有高的He同位素組成上。研究區(qū)內(nèi)無明顯放射性元素U、Th正異常，成礦中晚階段發(fā)生流體沸騰或不混溶作用(劉春發(fā)等，2010)，這將導致成礦流體的3He/4He值降低(胡瑞忠等，1997a)，意味著流體包裹體被捕獲前其氦同位素組成的幔源特征更明顯。據(jù)已有研究，同時具有高的40Ar/36Ar值和高含量3He為地幔流體所特有(胡瑞忠等，1999)，其40Ar/36Ar值一般大于20000(胡瑞忠，1997)，且不受流體沸騰作用的影響(KENDRICK et al.，2001)。薩日達拉樣品顯示高的氦同位素組成和接近于大氣降水的氬同位素組成，氦、氬同位素組成不顯正相關關系(圖2b)，明顯不同于地幔流體，表明薩日達拉金礦成礦流體中所示地幔組分并非直接源于地幔，金成礦過程中不存在幔源流體的直接參與，而應是大氣降水深循環(huán)至地殼深部，與先期幔源或殼?；旌铣梢虻刭|(zhì)體作用所致，由于幔源地質(zhì)體具有與地幔流體接近的He、Ar同位素組成，因此大氣降水與之作用所繼承的He、Ar同位素比值仍很高。已有研究表明，富水的地殼流體滲透深度可達十幾至幾十千米(胡文宣等，2001)，大氣降水下滲可至剪切帶的脆-韌性變形過渡域(SIBSON，1977)，因此可以認為具有幔源He同位素組成的深部地質(zhì)體更可能是殼?；旌铣梢?，成礦是地殼尺度內(nèi)作用，而無同期地幔作用。

薩日達拉金礦成礦流體中放射性成因40Ar相對含量為3.1%～17.7%，由于流體沸騰作用并不導致Ar同位素比值變化，地殼中幾乎不產(chǎn)生放射性成因36Ar，因此薩日達拉金礦成礦流體中40Ar/36Ar相對大氣降水值略微偏高，原因在于成礦前水-巖作用過程，表明具有大氣成因Ar同位素組成(40Ar/36Ar=295.5)的大氣降水下滲獲取容礦圍巖中部分放射性成因40Ar，導致40Ar/36Ar比值升高，形成改造后的飽和空氣水即地殼流體。

薩日達拉金礦成礦流體40Ar*/4He值為0.010～0.034(均值為0.019，表1)，低于地殼流體均值(0.156，胡瑞忠等，1999)。由于同一礦物中氦比氬更容易丟失，樣品流體包裹體中40Ar*/4He值的降低不可能是氦丟失引起，而是4He含量增加所致。TORGERSEN等(1989)研究認為，現(xiàn)代地下水40Ar*/4He值的降低是地下水從流經(jīng)巖石中相對40Ar優(yōu)先獲取4He的結(jié)果，這與Ar和He的封閉溫度有關。對大多數(shù)礦物而言，其對Ar的封閉溫度高于He，40Ar主要賦存于富鉀礦物云母及鉀長石中，前者Ar封閉溫度為300～350℃(MCDOUGALL et al，1999)，后者≤200℃，4He主要賦存于富U、Th礦物中，其封閉溫度<200℃，同等溫度條件下礦物更易擴散丟失He，大氣降水下滲優(yōu)先獲得4He(STUART et al.，1995)。王居里(2011)的研究結(jié)果表明，薩日達拉金礦成礦流體均一溫度集中于170～350℃，并可見鈉長石交代鉀長石、云母等；劉春發(fā)等(2010)對石英流體包裹體的測溫結(jié)果顯示主成礦階段均一溫度約為255～475℃。在上述溫度區(qū)間內(nèi)，富鉀礦物對Ar封閉或部分開放，而He活性更強，大氣降水下滲流經(jīng)高K、U、Th含量的淺部容礦花崗質(zhì)糜棱巖類及深部殼?；旌铣梢虻刭|(zhì)體，獲取熱力及交代作用下從礦物晶格中擴散出的4He，導致成礦流體的40Ar*/4He值較地殼流體特征值降低。

4.2成礦流體演化

前已述及，薩日達拉金礦為受控于構(gòu)造的韌性剪切帶型金礦，成礦流體為大氣降水深循環(huán)而成的地殼流體，且未顯示疊加或二次富集成礦特征，因而其演化必然經(jīng)歷地表下滲、地殼深部循環(huán)及上升至地殼淺層次等3個過程。

綜上所述，薩日達拉金礦成礦流體演化可概述如下：華力西晚期，冰達坂韌性剪切帶開始活動，具有大氣Ar同位素組成的初始大氣降水沿剪切帶內(nèi)脆-韌性變形域上部脆性構(gòu)造下滲，與花崗質(zhì)容礦圍巖及深部殼?；旌铣梢虻刭|(zhì)體等發(fā)生不均勻水—巖作用，繼承其He同位素組成及部分放射性成因40Ar，改造而成地殼流體。后循環(huán)上升至脆韌性變形域內(nèi)，流體發(fā)生構(gòu)造減壓沸騰作用，使得繼承的幔源He同位素特征減弱，從而使捕獲的流體包裹體具有以地殼放射性為主并繼承有幔源特征的He同位素組成及疊加有放射性成因Ar同位素組成的大氣降水成因Ar同位素組成。薩日達拉金礦成礦流體為大氣降水深循環(huán)的產(chǎn)物，成礦流體中并無地幔流體直接參與。

同時，考慮到載金黃鐵礦與金礦物的同世代性，大氣降水深循環(huán)至地殼深部發(fā)生水—巖作用的同時，伴有對成礦物質(zhì)的活化、萃取，表明暗示薩日達拉金礦成礦物質(zhì)應主要來源于地殼，深循環(huán)大氣降水作用的地質(zhì)體即構(gòu)成礦質(zhì)主要來源，成礦流體發(fā)生構(gòu)造減壓沸騰的過程中，礦質(zhì)在中低強度應變帶及不同強度應變帶的過渡部位通過交代、充填等作用卸載、成礦。

5結(jié)論

(1)薩日達拉金礦成礦流體中氦為地殼放射性成因氦與地幔氦的混合，氬為大氣降水氬與少量地殼放射性成因氬的混合，成礦流體為由大氣降水改造而成的地殼流體。

(2)薩日達拉金礦成礦流體中的幔源氦并不直接來自地幔，而是間接繼承自先期定位于下部地殼中的隱伏殼?；旌铣梢虻刭|(zhì)體，成礦流體為大氣降水深循環(huán)作用的產(chǎn)物。

(3)大氣降水深循環(huán)所形成的初始成礦流體，上升至剪切帶內(nèi)脆韌性變形域發(fā)生構(gòu)造減壓沸騰作用，形成演化成礦流體，在中低強度應變帶及不同強度應變帶的過渡部位發(fā)生交代、充填及成礦，成礦物質(zhì)應主要來源于地殼。

參考文獻(References)：

陳衍景, 李欣，靖軍，等. 新疆望峰金礦成礦流體研究及其成因意義[J]. 地球?qū)W報, 1998，19(2)：195-203.

CHEN Yanjing, LI Xin, JING Jun, et al. Study of oreforming fluid for the Wangfeng gold deposit of Xinjiang and its genetic implication[J]. Acta Geoscienitica Sinica, 1998, 19(2): 195-203(in Chinese with English abstract).

豐成友, 佘宏全, 張德全, 等. 青海駝路溝鈷(金)礦床成礦物質(zhì)來源的黃鐵礦氦氬硫鉛同位素示蹤[J]. 地質(zhì)學報, 2006，80(9)：1465-1473.

FENG Chengyou, SHE Hongquan, ZHANG Dequan, et al. Helium, Argon, Sulfur and Lead isotope tracing for sources of ore-forming material in the Tuolugou cobalt( gold) deposit, Golmud City, Qinghai Province, China[J]. Acta Geologica Sinica, 2006, 80(9): 1465-1473(in Chinese with English abstract).

胡瑞忠. 成礦流體氦、氬同位素地球化學[J]. 礦物巖石地球化學通報, 1997，16(2): 120-124.

HU Ruizhong. Helium and Argon isotopic geochemistry of ore-forming fluid[J]. Bulletin of Minealogy, Petrology and Geochemistry, 1997, 16(2): 120-124(in Chinese).

胡瑞忠, 畢獻武, 邵樹勛, 等. 云南馬廠箐銅礦床氦同位素組成研究[J]. 科學通報, 1997a，42(14)：1542-1545.

HU Ruizhong, BI Xianwu, SHAO Shuxun, et al. Study on Helium isotopic compositions of the Machangjing copper deposit, Yunnan Province[J]. Chinese Science Bulletin, 1997a, 42(14): 1542-1545(in Chinese).

胡瑞忠, 畢獻武, TUMER G, 等. 馬廠箐銅礦床黃鐵礦流體包裹體He-Ar同位素體系[J]. 中國科學(D輯), 1997b，27(6)：503-508.

HU Ruizhong, BI Xianwu, TUMER G, et al. He-Ar isotopic system of ore-forming fluids in pyrites in Machangjing deposit[J]. Science in China(Series D), 1997b, 27(6): 503-508 (in Chinese with English abstract).

胡瑞忠, 畢獻武, TUMER G., 等. 哀牢山金礦帶金成礦流體He和Ar同位素地球化學[J]. 中國科學(D輯), 1999，29(4):321-330.

HU Ruizhong, BI Xianwu, TUMER G, et al. He-Ar isotopic system of ore-forming fluids in Ailaoshan gold orebelt[J]. Science in China (Series D), 1999, 29(4): 321-330 (in Chinese with English abstract).

胡文宣, 孫睿, 張文蘭, 等. 金礦成礦流體特點及深-淺部流體相互作用成礦機制[J]. 地學前緣, 2001，8(4)：281-288.

HU Wenxuan, SUN Rui, ZHANG Wenlan, et al. Characteristics of gold ore-forming fluids and metallogenic process by mutual mixing and acting of deep-derived fluids and shallow-seeped ones[J]. Earth Science Frontiers, 2001, 8(4): 281-288(in Chinese with English abstract).

李新峰, 張鴻劍, 趙春環(huán), 等. 薩日達拉金礦成礦特征及成因探討[J]. 新疆地質(zhì), 2005，23(2): 140-145.

LI Xinfeng, ZHANG Hongjian, ZHAO Chunhuan, et al. Characteristics of gold mineralization at the Saridala gold deposit, Xinjiang[J]. Xinjiang Geology, 2005, 23(2): 140-145(in Chinese with English abstract).

李延河, 李金城, 宋鶴彬, 等. 礦物流體包裹體的氦同位素分析及地質(zhì)應用[J]. 礦床地質(zhì), 2002，21(增刊)：982-985.

LI Yanhe, LI Jincheng, SONG Hebin, et al. Helium isotope measurement of fluid inclusions and its geological applications[J]. Mineral Deposits, 2002, 21(supp.): 982-985(in Chinese).

劉春發(fā), 張莉, 鄭義.新疆薩日達拉金礦床成礦流體特征及地質(zhì)意義[J]. 巖石學報, 2010，26(10)：3036-3046.

LIU Chunfa, ZHANG Li, ZHENG Yi. Characteristics of ore fluids of the Saridala gold deposit, Xinjiang and its geological significance[J]. Acta Petrologica Sinica, 2010, 26(10): 3036-3046(in Chinese with English abstract).

申萍, 沈遠超, 曾慶棟, 等. 新疆薩烏爾金礦帶成礦流體氦氬同位素示蹤[J]. 科學通報, 2004，49(12)：1199-1204.

SHEN Ping, SHEN Yuanchao, ZENG Qingdong, et al. Helium and Argon isotopic compositions of the Sawuer mineralization zone, Xinjiang[J]. Chinese Science Bulletin, 2004, 49(12): 1199-1204(in Chinese).

王居里, 劉養(yǎng)杰, 周鼎武, 等. 新疆薩日達拉金礦地質(zhì)特征及成因探討[J]. 礦床地質(zhì), 2001，20(4)：385-393.

WANG Juli, LIU Yangjie, ZHOU Dingwu, et al. Geological features and origin of Saridala gold deposit, Xinjiang[J]. Mineral Deposits, 2001, 20(4): 385-393 (in Chinese with English abstract).

王居里, 劉養(yǎng)杰. 新疆勝利達坂地區(qū)韌性剪切帶型金礦特征及找礦思路[J]. 礦床地質(zhì), 2002，21(增刊)：670-673.

WANG Juli, LIU Yangjie. Characteristics and prospecting suggestion of ductile shear zone type gold deposit in Shenglidaban Area, Xinjiang[J]. Mineral Deposits, 2002, 21(suppl.): 670-673(in Chinese with English abstract).

王居里, 王守敬, 柳小明. 新疆天格爾地區(qū)堿長花崗巖的地球化學、年代學及其地質(zhì)意義[J]. 巖石學報, 2009，25(4)：925-933.

WANG Juli, WANG Shoujing, LIU Xiaoming. Geochemistry, geochronology and geological significance of alkali-feldspar granite from Tianger area, Xinjiang[J]. Acta Petrologica Sinica, 2009, 25(4): 925-933 (in Chinese with English abstract).

王先彬. 稀有氣體同位素地球化學和宇宙化學[M]. 北京：科學出版社, 1989:1-451.

WANG Xianbin. Noble gas isotopic geochemistry and cosmochemisitry[M]. Beijing: Science Press, 1989:1-451.

楊猛，王居里，王建其，等. 新疆望峰金礦成礦流體的He、Ar同位素示蹤[J]. 地球?qū)W報，2012，33(5)：794-800.

YANG Meng, WANG juli, WANG Jianqi, et al. Helium and argon isotopic tracing of ore-forming fluid from the Wangfeng gold deposit in Xinjiang[J]. Acta Geoscienitica Sinica, 2012, 33(5): 794-800(in Chinese with English abstract).

翟偉,孫曉明,賀小平, 等. 新疆阿希低硫型稀有氣體同位素地球化學及其成礦意義[J]. 巖石學報, 2006, 22(10)：2590-2596.

ZHAI Wei, SUN Xiaoming, HE Xiaoping, et al. Noble gas isotopic geochemistry of Axi gold deposit and its metallogenic implications, Xinjiang, China[J]. Acta Petrologica Sinica, 2006, 22(10): 2590-2596(in Chinese with English abstract).

BALLENTINE C J, BURGESS R and MARRY B. Tracing fluid origin, transport and interaction in the crust, Collection in Noble Gases in Geochemistry and Cosmochemistry[J]. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 2002, 47(1): 539-614.

BUMARD P G, HU RZ, TUMER G, et al. Mantle, crustal and atmospheric noble gases in Ailaoshan Gold deposits, Yunnan Province, China[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1999, 63(10): 1595-1604.

GAO J, LI MS, XIAO XC, et al. 1998. Paleozoic tectonic evolution of the Tianshan Orogen, northwestern China[J]. Tectonophysics, 287: 213-231.

KENDRICK M A, BURGESS R, PATTRICK R A D, et al. Fluid inclusion noble gas and halogen evidence on the origin of Cu porphyry mineralizing fluids[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2001, 65(16): 2651-2668.

MAMYRIN B A, TOLSTIKHIN L N. Helium isotope in Nature[C]//Fyfe W S, (ed.). Developments in gepchemistry[J]. Elsevier, Amsterdam, 1984: 273.

MCDOUGALL I, HARRISON T M. Geochronology and thermochronology by the 40Ar/39Ar Method[M]. Oxford: Oxford University Press( 2nd ed.), 1999:269.

SIBSON R H. Fault rocks and fault mechanism[J]. Journal of the Geological Society of London, 1977, 133(3): 191-213.

STUART F M, BUNARD P G, TAYLOR R P, et al. Resolving mantle and crustal contributions to ancient hydrothermal fluids: He-Ar isotopes in fluid inclusions from Dae Hwa W-Mo mineralization, South Korea[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1995, 59(22): 4663-4673.

STUART F M, TUMER G, DUCKWORTH R C, et al. Helium isotopes as tracers of trapped hydrothermal fluids in ocean-floor sulfides[J]. Geology, 1994, 22: 823-826.

TORGERSEN T, KENNEDY B M, HIYAGON H, et al. Argon accumulation and the crustal degassing flux of 40Ar in the Great Artesian Basin, Australia[J]. Earth and Planetary Science Letters, 1989, 92(1): 43-56.

收稿日期：2015-05-23；修回日期： 2015-12-26

基金項目：國家科技支撐計劃項目“西天山天格爾-依連哈比爾尕金礦帶大型金礦床定位預測與找礦靶區(qū)評價技術(shù)與應用研究”(2006BAB07B04-05)和“ 環(huán)巴爾喀什-西準格爾成礦帶礦產(chǎn)資源預測和靶區(qū)評價”(2011BAB06B01-03)資助

作者簡介：王建其(1960-)，男，陜西韓城人，工程師，主要從事地球化學研究及分析測試工作。E-mail: wangjianqi@nwu.edu.cn

中圖分類號：P618.51; P597

文獻標志碼：A

文章編號：1009-6248(2016)02-0117-07

Helium and Argon Isotopic Compositions of Fluid Inclusions in Pyrite from Saridala Gold Deposit in Xinjiang

WANG Jianqi1, WANG Juli1, YANG Meng1,2

(1. State Key Laboratory of Continental Dynamics, Department of Geology, Northwest University,Xi’an 710069, Shaanxi, China; 2. North West Mining and Geology Group Co., Ltd for Nonferrous Metals, Xi’an 710054, Shaanxi, China)

Abstract：Saridala gold deposit is located within Bing Daban ductile shear zone in the northern margin of Middle Tianshan. After analyzing the subsequent processes that may affect He-Ar original isotopic compositions of ore-forming fluid, the helium and argon isotopic compositions of fluid inclusions in pyrite were analyzed to trace fluid origin by using an inert gas isotopic mass spectrometer.Research results indicate that R/Ra ratios range from 0.34～1.59Ra, which primarily consist of crust-radioactive He with some mantle-derived He; Samples share coincident argon isotopic compositions with40Ar/36Ar and36Ar/38Ar ratios ranging from 305 to 359 with an average of 336, and from 5.34 to 5.44 with an average of 5.40, respectively, which yield Ar isotopic compositions of general atmospheric saturated water with some capture of radioactive40Ar. He and Ar isotopic compositions indicate that ore-forming fluid of the Saridala gold deposit is derived fromcrust, which origin from deep circulation of atmospheric water, and the mantle-derived He means nothing to do with direct mantle process but drops a hint that may existed certain geologic bodies related to the interaction between mantle and crust.

Keywords：He-Ar isotopes; atmospheric water; crustal fluid; ore-forming fluid evolution; Saridala gold deposit