容矿岩系地层地质时代的重新厘定
萨瓦亚尔顿金矿床自发现以来，其容矿的碎屑岩系地层的特征和沉积时代，一直为人们所关注。新疆地矿厅及其所属地质队，按20世纪50年代区调的结论，认为此套地层属志留纪；另一些研究者根据原苏联的航测资料进行对比后，将此套地层划入前寒武纪；20世纪90年代以来也有人认定此套地层属泥盆纪。总之，相当长的一段时间以来，控制萨瓦亚尔顿金矿产出的碎屑岩系地层的时代问题，众说纷纭，莫衷一是。
多年来，作者为此问题开展了大量的调研工作，进行了容矿地层中生物化石的采集和鉴定，并应用铷、锶同位素法开展同位素测年研究等。
首先，我们在萨瓦亚尔顿矿区南部容矿岩系下段底部的生物碎屑灰岩薄层中，找到了众多的多门类的生物化石。随后又在容矿岩系上段的粉砂岩层中陆续发现了为量众多的生物化石。应该指出，这些生物化石的发现（在此之前，前人在矿区内寻找化石的工作进展不大），使容矿岩系形成时代问题的解决成为可能。
几年来，我们在有关层位中继续采集到大量化石标本，经成都理工学院地层古生物教研室时言教授、段丽兰副教授等古生物学家，通过各种手段对比研究和鉴定后，认定地层中含有藻类、放射虫、珊瑚、
类、腕足类壳刺、介形虫碎片、海百合等大量古生物化石。以上古生物化石产出的部位，可参见图2.2。
值得指出的是，在众多的生物化石中，最具示年意义的化石当属珊瑚科和
类化石的发现。
在所发现的珊瑚化石中，一种主沟发育、隔壁呈两侧对称羽状排列者引起人们极大注意。图版Ⅰ－1示该化石的横切面在透射光显微镜下的图像，经定名为单带型表珊瑚科（Hapsiphyllidae Grabau,1928）生物。古生物学知识告诉我们，此种珊瑚多出现于上石炭统（C3）至下二叠统（P1）。就本研究区古地理特征而言，归入上石炭统（C3）是适宜的。
另一重要的示年生物化石纺锤虫化石的发现。图版Ⅰ－2示该生物化石接近中切面的显微镜下图像，图像中可清晰地见到蜂巢结构，经时言和段丽兰两位专家鉴液仔定为希瓦格
科（Schwagerinidae）化石无疑。具此类结构的
，它的生成时代一般认为不应早于三分法的C3和二分法的C2，即中－上石炭统的生物群。虽然具蜂巢结构的
广泛分布于C3—P1，但希瓦格
公认为晚石炭世的标准化石。
我们注意到，近年来一些研究单位或个人，在容矿岩系底部曾采集到志留纪和泥盆纪的化石，因而将地层定为志留纪或志留－泥盆纪。但是他们没有意识到，萨瓦亚尔顿矿床容矿岩系是一套典型的浊积岩（浊流沉积的特征详见后文叙述）。众所周知，浊积岩的形成物中，不仅有当时沉积的产物（含当时的生物群），而且有被浊流冲刷和搬运而来的老地层（含老地层的生物群）岩块和碎屑。因此，浊积岩中不仅包括被搬运来的老地层的物质（含生物化石），也包括沉积时期的生物化石。不同时代生物化石在浊积岩系中共同存在当不足为怪。但是，对此类岩层必须以最新生物群化石来定年。因为这些生物是浊积岩形成期的生物群，而更老的生物化石则可能通过浊流作用把老地层破坏后带入新地层中来的。根据可定年的标准生物化石产出的特征，容矿岩系地层的时代应属中－晚石炭世，而不应是泥盆志留纪，更不可能是前寒武纪。
为了配合验证生物化石示年鉴定旅和的结果，我们进行了铷－锶同位素年代学的研究。在可见大量生物活动遗迹的容矿岩系中段，于黑色千枚岩和板岩中采集数十件样品，经制成薄片在透射光显微镜下观察和鉴定后，挑选5件较新鲜岩石样提供铷－锶同位素全岩分析拆埋盯，所选样品均为容矿地层的炭质板岩。样品化学分离和质谱测定由国土资源部宜昌地质矿产研究所同位素测试室进行。铷、锶同位素分析是在MAT-261可调多接收固体质谱仪上完成的。对锶同位素标样NBC987测定的N（87Sr）/N（86Sr）同位素组成，平均值为0.710233±0.000054（2σ），相对于证书值0.71034±0.00026（2σ）的相对偏差小0.015%。实验全流程Sr、Rb的本底值分别为0.2和0.3ng。等时线年龄计算采用D.York的方法。
兹将5件炭质板岩的Rb-Sr同位素测定值列于表2.1中。根据表2.1中数据绘制成的等时线，见图2.3。用最小二乘法求得直线斜率b=0.004335±0.000166，年龄t＝（304.7±11.6）Ma，初始比值为0.711509±0.001520。
表2.1萨瓦亚尔顿金矿床容矿地层Rb-Sr同位素组成
由上可见，在容矿岩系地层中采集的示年标准化石所表示的地层时代与铷－锶年龄测定值极相吻合。因此，有充分理由认为，萨瓦亚尔顿矿区控矿层位的地层时代，当属石炭纪，而非传统认为的志留纪（或泥盆纪），更非前寒武纪的产物。
众所周知，穆龙套型金矿床以其独特的产出地质条件和巨大储量，已成为当今世界上最重要的金矿类型之一，并引起国内外金矿地质工作者的极大兴趣。鉴于此类金矿床的巨大价值，以及新疆西部邻国近年来多个穆龙套型金矿床的发现，特别是距我国边境不过40㎞的哈尔克他乌西延部分，库姆托尔金矿床的发现，大大地激发了我国金矿地质工作者试图在西南天山地区我国一侧寻找同类型金矿床的广泛兴趣。
西南天山，实际上是传统的“南天山锑－汞－金成矿带”的组成部分，是驰名世界的三大成矿带之一。该地区山脉呈北东东－南西西向展布，向西延至中－吉边境的东阿赖山，经喀拉铁热克止于额尔宾山。已发现的金矿床（点）所构成的成矿带，处于塔里木板块的西北缘。该成矿带东西向延展达1000余公里。成矿带西段位于原苏联境内，已发现众多金矿床和金矿点，其中不乏极负盛名者。成矿带东段延入我国新疆西部。边境内外两侧的地层、岩性和构造条件均极其相似，完全可以对比。穆龙套金矿床实际上位于南天山西段，与随后在靠近新疆西部边境发现的库姆托尔等穆龙套型金矿床所处的大地构造位置，与我国西南天山一脉相承，均位于南天山海西地槽褶皱带内。
图2.3萨瓦亚尔顿金矿床容矿地层Rb-Sr同位素组成等时线图
（样号同表2.1）
作者对萨瓦亚尔顿这一穆龙套型金矿床容矿地层的研究后，认定其时代并非传统认为的志留纪－泥盆纪，而应属中－晚石炭世。这一新认识，不仅对萨瓦亚尔顿金矿区，而且对西南天山地区基础地质研究和穆龙套型金矿床的找矿工作，均具有重大意义并可能产生深远的影响。
矿石的化
为了解和掌握萨瓦亚尔顿金矿床中矿石的化学组成，我们对含矿岩石、各类型矿石和重要矿物等进行了较全面的化学分析，从而获控缩曾得了一系列有关基本化学组成的信息。
一、矿石的主要化学成分
为较全面和精确地测定矿石中的化学组成，特采用中子活化分析法进行分析，获得了大量岩石、矿石和来自金属矿物中所含多达30360问答余种化学元素基本含量的数据。兹将主要金属含量分别列于表5.19、表5.2燃载镇系啊叶减0和表5.21中。
从表5.19、表5.20中可见，萨瓦亚尔顿矿床中矿石的主要金属成分为Au、Ag、As和Sb。由于矿石中主要的金矿物为银金矿，因而虽然迄今尚未发现难水论好远独立的银矿物，但金矿石的银含量仍然很高，绝大部分样品接近达到边界品位，其中不少样品可达工业品位的含量。在一些矿化破碎带中尚可以圈定出独立的银矿体。
金矿石中还普遍含As、Sb，且含量极高，Au与As、格伯住下真菜严盟春Sb之间存在明显的正相关关系，即一般As、Sb含量高的矿石，金含量亦高。变运伯危教条打责太善件因而在萨瓦亚尔顿矿区完全可以利用As、Sb的含量变化来寻找金的富矿体。我们应用X荧光测量方法亦得到了农星速余某盟损学红差关类似的结论。
表5.1丰江考县革压仍结调销祖9主要矿物中的主要金属含量（wB/10-6）
测试单位：成都理工学院核工系中子活化实验室，1998；
测试方法：中子活化法
就矿石中主要组成矿物的化学成分来看（表5.1六完酒9），毒砂和黄铁矿中普遍含Au和Ag。但毒砂中的Au、Ag含量较黄铁矿中的Au、Ag含量高出数倍至数十倍。由此看来，毒砂显然是最责此论记际重要的载金矿物。
图5.10、图5.11和图5.12示原生矿石、矿石中的主要矿物和容矿围岩中的Au、Ag、Sb、As含量变化情况。就虽频九够化读训镇染盟里Au含量与Ag含量的关系来看，无论金矿石、单矿物和容矿围岩中，两者均有很强的相关性。Au含量与Ag含量这种稳定美换据易模慢刻道的相关关系，显然与Au以银金跟级尽级宁钢苏讨须消相矿形式产出有关。
表5.20各种类型矿石的主要金属含量（wB/10-6）
测试单位：成都理工学院核工系中子活化实验室，1998；
测试方法：中子活化法
表5.21各种容矿岩石中主要金属含量（wB/10-6）
测试单取充衡溶广说般组斤足位：成都理工学院核工系中子活化实验室，1998扬顶派单火征你色问妈；
分析方法：中子活化法
图5.10各类矿石中Au与Ag、As、Sb相关图
图5.11主要矿物中Au与Ag、As、Sb相关图
在上述三种赋矿介质中，以单矿物中w（A格航特对是酸德盐u）与w（As）的相领宣临穿氢关性最好。虽然矿石的个别样品中As含量较低，如SⅣ－97-22样为锑－金型矿石，Sb含量在矿石中所占比重很大，但因As的含量较低，因而Au的含量也相对降低，不过也显示存在一定的相关关系。
w（Sb）与w（常判将笔向厂法府新怀计Au）、w（Ag）之间的关系，显然与w（As）有很大的区别。在各类矿石中w（Sb）与w（Au）、w（Ag）的关系为负相关，尽管Sb在某些金矿石中的含量可能很高。Sb含量与Au含量、Ag含量的这一关系，至少说明两个问题。第一，Sb矿物不是载金矿物；第二锑与金不是同一成矿阶段的产物。只有当两者叠加时，才可能出现Au与Sb含量同时增长的情况。
图5.12容矿围岩中Au与Ag、As、Sb相关图
采用最小二乘法回归线性方程，求得Au含量与As含量、Sb含量、Ag含量的相关关系如下：
（1）原生矿石
w（Au）与w（As）的相关性（单位：10-6，下同）
w（Au）=7.68306+1.91008×10-5w（As）r=0.13513
w（Au）与w（Sb）的相关性
w（Au）=9.29871-2.83223×10-5w（Sb）r=-0.27094
w（Au）与w（Ag）的相关性
w（Au）=1.25049+0.10432w（Ag）r=0.72615
（2）原生金属矿物
w（Au）与w（As）的相关性
w（Au）=0.34846+2.82565×10-5w（As）r=0.704467
w（Au）与w（Sb）的相关性
w（Au）=1.846859+3.4043×10-3w（Sb）r=0.22768
w（Au）与w（Ag）的相关性
w（Au）=-0.35389+0.063115w（Ag）r=0.85917
（3）氧化矿石
w（Au）与w（As）的相关性
w（Au）=-2.39022+5.0175×10-5w（As）r=0.93688
w（Au）与w（Sb）的相关性
w（Au）=8.86520+6.34402×10-6w（Sb）r=0.03371
w（Au）与w（Ag）的相关性
w（Au）=11.55632-0.018134w（Ag）r=-0.04339
（4）容矿围岩
w（Au）与w（As）的相关性
w（Au）=0.078392-5.678725×10-4w（As）r=-0.31667
w（Au）与w（Sb）的相关性
w（Au）=0.073521-6.491300×10-4w（Sb）r=-0.29714
w（Au）与w（Ag）的相关性
w（Au）=0.078308-0.015129w（Ag）r=-0.47420
由以上相关系数可以看出，Au含量与Ag含量在原生矿石和矿物中的相关性颇佳。这一相关性如前所述是与Au与Ag结合形成以银金矿形式产出有关。但在氧化矿石中Au含量与Ag含相关，这是因为银金矿在氧化带中遭受强烈氧化和淋滤，使银金矿中的Ag淋失，即Au与Ag发生分离使然。
Au含量与As含量的关系，在原生矿石，原生金属矿物和氧化矿石中都有很好的相关性这显然与毒砂和自然砷是金的伴生矿物，而且系载金矿物有关。特别是在氧化矿石中，Au含量与As含量的相关性最强，因而可以利用As的高含量来寻找金的富集部位或金矿体。
Au含量与Sb含量的关系，两者相关性较差，特别是在原生矿石中两者呈负相关。这表明，锑矿物不是载金矿物，而且不是同一阶段的产物。
在容矿围岩中，Au含量与As含量、Sb含量、Ag含量均呈负相关关系，这可能说明，矿区内的容矿围岩并非矿质的主要提供者，成矿作用携带的矿质主体是由热液活动，通过不同阶段的热液分别由深部带入的（详见第六章）。
必须指出，虽然Au含量与As含量、Sb含量、Ag含量之间存在某种特殊关系，但由于成矿条件的复杂性和多阶段性，因而它们之间在空间上往往出现许多变化。就金而言，在矿体中的分布相当不均匀。这种不均匀性，与矿石的矿物组合类型和载金矿物的分布不均匀密切相关。在原生矿石中金含量以富含毒砂的矿石中最高，而以黄铁矿为主体的矿石中，金含量明显低于前者。在毒砂为主矿石中，又以细粒毒砂为主的矿石含金最高。在黄铁矿为主的矿石，则以含细粒黄铁矿为主的矿石含Au较好。从表5.19可知，细粒毒砂比粗粒毒砂含金高得多，而细粒黄铁矿比粗粒黄铁矿的含金性为佳。由此不难看出，载金矿物的种类、含量及分布情况直接控制着矿体中金的聚集状况，这是萨瓦亚尔顿金矿床中矿石物质组成与金富集规律的一大特色。
还应指出的是，许多矿石（包括原生矿石和氧化矿石）中Ag含量可以达到边界品位，特别是原生矿石中，凡是Au含量较高的矿石，Ag含量也高。这一相关关系从Au与Ag结合形成的银金矿和两者的相关系数很好地显示出来。应该指出，Ag是矿床中不容忽视的、重要的、可以综合利用的组分之一。
此外，矿石中Sb的含量普遍较高，在一些类型矿石中，Sb含量可以达到工业品位，甚至可圈定出一定规模的独立锑矿体。萨瓦亚尔顿金矿床中，Sb是另一个重要的可综合开发利用的组分。
二、矿石的稀土元素含量及其特征
将各类矿石及石英脉、石英－碳酸盐脉、深部原生矿石等的稀土元素含量经过球粒陨石标准化后的数值，分别列于表5.22、表5.23和表5.24中。
表5.22各类矿石的稀土元素含量（wB/10-6）
表5.23各类热液脉的稀土元素含量（wB/10-6）
表5.24深300m附近矿石的稀土元素含量（wB/10-6）
将表5.22、表5.23和表5.24中的数值，分别制成图5.13、图5.14和图5.15。
根据以上表（表5.22～5.24）和图（图5.13～5.15）所显示出的稀土配分特征，可获得如下信息。
图5.13各类矿石稀土配分模式
（样号同表5.22）
（1）萨瓦亚尔顿金矿床的稀土元素组成，从稀土配分模式图可看出，曲线总体显示较平缓，斜率不大。这表明矿床中轻稀土元素丰度和重稀土元素丰度比较接近。
（2）原生矿石与氧化矿石中Eu（铕）有明显的亏损，但石英脉和石英－碳酸盐脉却不存在Eu亏损现象，其中若含黄铁矿时（A-80样号），则又显现Eu亏损现象。这可能说明，矿床中金属矿物与非金属矿物的物源是不相一致的。
（3）在原生矿石中，大多数矿石类型的稀土配分曲线与容矿层的砂岩类和千枚岩（板岩）类岩石的稀土配分曲线颇相类似，但有少数样品（如Ⅳ97-23-3,SⅣ－97-23-1样）与大多数样品显著不同，表现出明显的Ce亏损。这一特征与矿区内辉绿岩脉的Ce亏损特征完全相似。由此看来，矿石中的成矿物质虽然大部分来自沉积地层，但不排除小部分矿质可能来自岩浆岩。
图5.14各类热液脉体稀土配分模式
（样号同表5.23）
图5.15深300m附近矿石稀土配分模式
（样号同表5.24）
（4）从图5.14中表现出的石英脉和石英－碳酸盐脉的稀土配分曲线中不难看出两者的差异。石英脉中的稀土元素由La至Lu，曲线向右斜倾，且较陡；石英－碳酸盐脉的曲线几乎呈一平行底边的水平线；而含黄铁矿的热液脉曲线变化则介于两者之间。这说明石英脉和石英－碳酸盐脉（尤其碳酸盐矿物），不仅是不同成矿阶段的产物，而且其物源也可能是不一致的。
