新疆若羌縣紅十井火山巖型金礦地質(zhì)特征及成礦模式

陳疆 呂先春 程扶華 徐永波 賴濤 賈金典 張建恩 王振佳 夏毅 傅聲中

（①新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第六地質(zhì)大隊(duì) 哈密 839000②新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院 烏魯木齊 830000）

紅十井金礦位于塔里木陸殼板塊內(nèi)的北山陸內(nèi)裂谷活動(dòng)帶，區(qū)內(nèi)金礦眾多，是新疆金礦重要的成礦遠(yuǎn)景區(qū)。前人對(duì)紅十井金礦成礦背景、礦床地質(zhì)特征、地球物理特征、成礦元素特征、找礦遠(yuǎn)景等進(jìn)行了研究[1-3]。

為進(jìn)一步推動(dòng)該地區(qū)金礦的找礦突破，通過(guò)深入收集紅十井金礦礦床的已有研究成果資料，對(duì)成礦地質(zhì)條件進(jìn)行系統(tǒng)分析，建立了典型礦床成礦模型。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

紅十井金礦位于塔里木陸殼板塊內(nèi)的北山陸內(nèi)裂谷活動(dòng)帶。地層區(qū)劃分屬紅柳園地層分區(qū)印尼喀拉地層小區(qū)、塔里木盆地地層分區(qū)若羌地層小區(qū)。

本區(qū)石炭紀(jì)、二疊紀(jì)為火山強(qiáng)烈活動(dòng)時(shí)期，玄武巖噴溢形成廣泛分布的火山巖和火山碎屑巖，并將地殼深部成礦物質(zhì)帶到地表，特別是金（玄武巖含金豐度為17.4×10-9，火成巖平均含金豐度11.9×10-9），從而為金礦的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

大地構(gòu)造位置處于裂谷活動(dòng)帶，非常有利于金成礦。

區(qū)域斷裂活動(dòng)十分強(qiáng)烈，為巖漿侵入、火山噴發(fā)提供了熱液通道，配置的次級(jí)斷裂構(gòu)造又為含礦熱液的遷移及充填交代成礦創(chuàng)造了良好的條件。

晚石炭世，區(qū)內(nèi)動(dòng)力變質(zhì)作用極其強(qiáng)裂，常形成區(qū)內(nèi)規(guī)模巨大的韌性剪切帶和脆性斷裂破碎帶。在變質(zhì)熱液的作用下，金元素隨熱液運(yùn)移、活化富集，于有利條件下極易形成金礦。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 成礦地質(zhì)環(huán)境

紅十井金礦賦礦地層為干泉組(C2g)地層,一套海相基性火山熔巖及凝灰質(zhì)碎屑巖及凝灰質(zhì)板巖。依據(jù)巖性特征和巖石組合分為：下部為斑狀玄武巖、千糜巖化卡巖凝灰質(zhì)砂巖、千糜巖化卡巖凝灰質(zhì)粉砂巖、玄武巖、凝灰質(zhì)板巖。

紅十井?dāng)嗔蜒由旆较虮睎|東75°～80°，為向北陡傾的逆沖斷裂，韌性剪切帶和斷裂破碎帶是紅十井金礦重要的控礦導(dǎo)礦構(gòu)造。

紅十井金礦主要產(chǎn)于粉砂巖及玄武巖接觸帶中，主要含礦巖石為千糜巖化凝灰質(zhì)粉砂巖及蝕變玄武巖。

區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)主要產(chǎn)出于石炭系地層中金礦。成礦帶的西段含炭片巖或板巖中發(fā)現(xiàn)了以石英脈型金礦為主的大青山金礦、駱駝峰金礦、紅西金礦等數(shù)處金礦（點(diǎn)），在三峰山一帶中元古界的老地層中發(fā)現(xiàn)了白石灘金礦和白石灘錳礦。成礦帶中段發(fā)現(xiàn)了成因上與玄武巖、紅十井?dāng)嗔延嘘P(guān)的紅十井金礦、2號(hào)金礦點(diǎn)、4號(hào)金礦點(diǎn)、222金礦點(diǎn)等破碎蝕變巖型金礦和熱液型鹽灘金銅礦等。成礦帶東段發(fā)現(xiàn)成因上與中－基性巖漿巖和大斷裂有關(guān)的破碎蝕變巖—石英脈復(fù)合型金礦—八一泉金礦等。

2.2 礦體特征

紅十井金礦床由7個(gè)礦體組成，分別賦存于Ⅰ、Ⅱ號(hào)蝕變帶內(nèi)。按規(guī)模大小分為一個(gè)主礦體（11號(hào)）、6個(gè)小礦體。

主礦體（11）：賦存于Ⅰ號(hào)蝕變帶內(nèi)，地表斷續(xù)長(zhǎng)673 m，出露最大厚度11.41 m，平均厚度5.30 m，礦體厚度變化系數(shù)75.49%。礦體呈似層狀產(chǎn)出，礦層較穩(wěn)定，局部有分枝復(fù)合、尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象。北東55°方向延伸，傾向140°～160°，傾角67°～86°，深部逐漸由南傾變?yōu)橄虮眱A斜，傾角60°～85°。礦體總體向西側(cè)伏，經(jīng)探礦、采礦工程驗(yàn)證，礦體總體向西側(cè)伏，且向深部有尖滅的明顯趨勢(shì)，在1045中段礦體長(zhǎng)195 m，1005中段礦體長(zhǎng)55 m，且礦體厚度、品位也有下降的趨勢(shì)。礦體受斷裂控制，產(chǎn)于干泉組蝕變玄武巖與千糜巖化凝灰質(zhì)砂巖接觸帶，即頂板為千糜巖化凝灰質(zhì)砂巖，底板為蝕變玄武巖。

2.3 礦石類型

2.3.1 按礦石礦物組合劃分

⑴黃鐵礦－絹云母蝕變巖型金礦石：是礦床的主要礦石類型，為千糜巖化凝灰質(zhì)砂巖強(qiáng)礦化作用而成。

⑵含碳酸鹽石英脈型金礦石：石英脈多呈細(xì)小網(wǎng)脈無(wú)規(guī)律的分布在蝕變巖金礦石中，屬成礦期后，次級(jí)構(gòu)造作用下熱液活動(dòng)的產(chǎn)物。

上述兩種礦石緊密共生，難以單獨(dú)劃分。

2.3.2 按氧化程度劃分

可分為氧化礦石與原生礦石，其氧化程度難以確定。因構(gòu)造活動(dòng)、成礦作用的多期性和長(zhǎng)期性，導(dǎo)致氧化礦石局部地段有原生礦石，原生礦石局部地段有氧化礦石，但從總體看來(lái)，以氧化礦石為主。據(jù)此，資源量計(jì)算時(shí)氧化礦石和原生礦石作為整體進(jìn)行計(jì)算。

2.4 礦物組合

礦石礦物成分簡(jiǎn)單，已發(fā)現(xiàn)25余種礦物,見(jiàn)表1。

表1 礦石礦物成分表

（1）金屬礦物

金礦物：以自然金為主，金銀礦極微。

自然金形態(tài)以較規(guī)則的粒狀為主，板狀、片狀金較少，而絲狀等其它不規(guī)則者極少見(jiàn)。自然金的粒度從0.001～0.048 mm都能見(jiàn)到，但主要集中在0.001～0.006 mm的粒級(jí)范圍內(nèi)，其次是較粗的顆粒，而＜0.001 mm者較少。自然金在礦石中分布很不均勻，在含白云石的石英脈型金礦中含量很高，而在蝕變巖型金礦中含量頗低。其主要賦存在黃鐵礦（假像褐鐵礦）中，其次多出現(xiàn)在假像褐鐵礦近側(cè)的脈石當(dāng)中。

黃鐵礦：自形－半自形晶為主，少量它形晶，多呈立方體晶，粒徑多為0.2～1 mm，個(gè)別可達(dá)5 mm，且多蝕變成褐鐵礦或黃鉀鐵礬。為主要載金礦物，含量9%。

黃銅礦：呈它形微粒，粒徑0.01～0.02 mm，分布在碳酸鹽和石英或石英和絹云母之間，含量少。

輝銅礦：呈它形晶，分布在黃銅礦邊緣或裂隙中，為黃銅礦的蝕變物，含量微。

褐鐵礦：呈它形粒狀集合體，多與黃鐵礦、鐵白云石等分布在一起，或以脈狀、斑點(diǎn)狀出現(xiàn)，為鐵礦物的氧化物，含量2.5%～8%。

對(duì)于交通條件優(yōu)劣的評(píng)判，學(xué)界目前存在兩種較為常見(jiàn)的評(píng)價(jià)方法：其一，采用距離或旅行時(shí)間成本等指標(biāo)，從可達(dá)性視角對(duì)交通便捷性進(jìn)行評(píng)價(jià)[26]；其二，以定量的手段從相對(duì)角度判別區(qū)域交通條件的優(yōu)劣以及級(jí)別高低的交通優(yōu)勢(shì)度方法[27]。交通可達(dá)性衡量的只是交通系統(tǒng)從某一區(qū)位到達(dá)指定目的地區(qū)位的便捷程度，而交通優(yōu)勢(shì)度則可以全面反映交通設(shè)施優(yōu)劣的全部?jī)?nèi)涵[28]。由此，本文運(yùn)用交通優(yōu)勢(shì)度概念，建立機(jī)場(chǎng)優(yōu)勢(shì)度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)機(jī)場(chǎng)條件優(yōu)劣進(jìn)行測(cè)度。相對(duì)于機(jī)場(chǎng)條件優(yōu)劣的研究，對(duì)旅游業(yè)發(fā)展水平評(píng)價(jià)的相關(guān)研究相對(duì)較多，具有相對(duì)成熟的研究成果，因此本文在總結(jié)相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，建立旅游業(yè)發(fā)展水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

銅藍(lán)：分布在黃銅礦的邊緣或裂隙中，為黃銅礦的蝕變物，含量微。

⑵脈石礦物

石英：分布在絹云母片理間，粒徑約0.15 mm，含量10%；熱液期形成的細(xì)脈狀石英多垂直黃鐵礦晶體生長(zhǎng)或分布在黃鐵礦周圍，或沿巖石片理呈透鏡狀、脈狀充填，呈不等粒它形晶，粒徑0.1～8 mm，平均3～4 mm，含量62%。

絹云母：呈顯微鱗片狀，具定向排列，由泥質(zhì)物變質(zhì)而成，含量45%。

綠泥石：呈細(xì)小的片狀集合體分布在黃鐵礦或碳酸鹽中，常與絹云母伴生，含量1%。

鐵白云石：呈泥晶狀集合體或斑點(diǎn)狀、團(tuán)塊狀、脈狀分布在巖石中，含量5%。

2.5 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

⑴礦石結(jié)構(gòu)

不等粒粒狀結(jié)構(gòu)：自然金主要呈不等粒粒狀分布在黃鐵礦邊緣或裂隙中。

它形顯微粒狀結(jié)構(gòu)：自然金在礦石中呈它形晶顯微粒狀分布在絹云母或黃鐵礦之間。

包含結(jié)構(gòu)：早結(jié)晶的自然金包裹于晚結(jié)晶的黃鐵礦中。

⑵礦石構(gòu)造

稀疏浸染狀構(gòu)造：自然金在礦石中呈稀疏狀分布在黃鐵礦或絹云母中。

星點(diǎn)浸染狀構(gòu)造：自然金在礦石中呈星點(diǎn)狀分散在黃鐵礦或絹云母之間。

細(xì)脈浸染狀構(gòu)造：自然金分布在黃鐵礦中，黃鐵礦呈細(xì)脈狀分布在絹云母中。

2.6 礦化階段劃分及分布

根據(jù)礦物成分的組合特征、礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征，各礦物的鑲嵌關(guān)系將該區(qū)的成礦作用劃分為兩個(gè)時(shí)期：

2.6.1 熱液成礦期

該成礦期可分為三個(gè)階段：

第一階段(早期石英脈階段)：該階段石英脈呈灰白色。石英呈他形粒狀，粒度在0.8～0.4 mm之間，呈塊狀或大脈狀產(chǎn)出；主要為石英、絹云母組成。

第二階段（石英-黃鐵礦階段）：該階段石英脈呈灰白色、淺灰色，他形粒狀，粒度在0.03～0.15 mm之間，沿早期石英脈穿插，黃鐵礦自形晶粗粒狀，形態(tài)為立方體。

該階段為主要的金礦化階段，其礦物組合為石英、自然金、黃鐵礦、絹云母。金多以包體形式賦存黃鐵礦中。

第三階段（石英-黃鐵礦-碳酸鹽階段）：該階段為礦化末期，其礦物組合為石英、碳酸鹽黃鐵礦。石英、碳酸鹽多呈細(xì)脈狀穿切早期形成的石英脈，在石英、碳酸鹽脈中常伴有細(xì)粒狀黃鐵礦，金屬硫化物微量。

2.6.2 表生作用成礦期

表生作用主要有氧化作用，次生富集作用，其次有風(fēng)化淋濾作用。

氧化作用主要表現(xiàn)為褐鐵礦、孔雀石、銅藍(lán)的產(chǎn)生。

次生富集作用主要表現(xiàn)在分布于金屬硫化物中的超顯微金隨壓力、pH值、氧逸度的變化而溶解、沉淀，加之鐵氧化物對(duì)金的吸附使金顆粒增大，礦石品位變富。

風(fēng)化淋濾作用表現(xiàn)為蘊(yùn)藏于地表巖石中的有用組份經(jīng)風(fēng)化，天水淋濾，向下運(yùn)移富集。富集深度大于2 m。

2.7 多期成礦的疊加改造

根據(jù)礦體的產(chǎn)狀、礦化特征以及各礦體的礦物成分特征、礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征，各礦物的鑲嵌關(guān)系將紅十井成礦作用劃分為兩個(gè)成礦期。這兩個(gè)成礦期的礦體特征有較大的不同。

第一成礦期：其成礦作用主要表現(xiàn)為以張性裂隙熱液充填為主，主要特征是石英脈呈乳白色、具較強(qiáng)的褐鐵礦化、局部可見(jiàn)孔雀石化、氯銅礦化，但褐鐵礦化主要呈團(tuán)塊狀極不均勻分布，自然金可見(jiàn)且與褐鐵礦化關(guān)系密切。脈體兩側(cè)圍巖破碎和片理化現(xiàn)象不發(fā)育、蝕變較弱，以高嶺土化為主，局部可見(jiàn)絹云母化。含金一般在(1～2)×10-6之間（低品位礦體）。這一期次的成礦作用在本區(qū)是次要的金成礦期。

第二成礦期：其成礦作用主要表現(xiàn)為以構(gòu)造、熱液活動(dòng)均較強(qiáng)烈的熱液蝕變?yōu)橹?。區(qū)內(nèi)的大部分金礦體（尤其是工業(yè)礦體）形成于這一成礦期。主要特征是石英脈多呈瓷白色、灰白色甚至鉛灰色，巖石具褐鐵礦化、黃鐵礦化、絹云母化，絹云母化較普遍。礦石礦物一般呈浸染狀、細(xì)脈浸染狀分布，礦化較均勻，局部見(jiàn)碳酸鹽化。

紅十井金礦Ⅰ號(hào)蝕變帶為主礦化蝕金含量一般在（1～5）×10-6之間。

2.8 礦化蝕變帶劃分及分布

蝕變帶，西起TC-11西15 m，東至TC24號(hào)東10 m，地表長(zhǎng)713 m，出露最大厚度30.41 m，平均厚度16.30 m，呈直線狀分布，走向60°，傾向以南東，76°～86°，個(gè)別地段近于直立。蝕變帶受斷裂控制，產(chǎn)于玄武巖與千糜巖化凝灰質(zhì)砂巖接觸帶，由中心向兩側(cè)巖性分別為：金礦—糜棱化礦化蝕變巖—糜棱巖化巖石。該礦化蝕變帶普遍具褐鐵礦化、絹云母化，巖石多呈褐紅色土狀，并見(jiàn)有較多的細(xì)粒自形立方體狀及他形細(xì)粒狀褐鐵礦化黃鐵礦，一般金含量在(0.1～5)×10-6之間。

在主礦體東段北側(cè)的Ⅱ號(hào)蝕變帶，西起TC-16西25 m，東至TC24號(hào)東20 m，地表長(zhǎng)205 m，出露最大厚度20.41 m，平均厚度11.30 m，呈直線狀分布，走向77°，傾向146°～168°，傾角約76°，圍巖為玄武巖具褐鐵礦化、絹云母化。

3 礦床成礦模式及找礦標(biāo)志

3.1 礦床成礦模式

華力西晚期，紅十井地區(qū)處在地槽強(qiáng)烈活動(dòng)的造山期，由構(gòu)造應(yīng)力作用形成斷裂體系和剪切帶。深源含金玄武巖漿（礦源物）在構(gòu)造作用力的驅(qū)動(dòng)下沿紅十井?dāng)嗔焉仙柿严妒絿娨纾纬伤茖訝罨蛲哥R狀玄武巖。在斷裂構(gòu)造繼承性長(zhǎng)期活動(dòng)及區(qū)域變質(zhì)過(guò)程中，巖石發(fā)生碎裂、千糜巖化等，并伴隨生成大量變質(zhì)熱液、火山熱液作用。變質(zhì)熱液及火山熱液在巖石中運(yùn)移，并汲取巖石中的Au等成礦物質(zhì)達(dá)到飽和平衡狀態(tài)，當(dāng)濕度、壓力、氧逸度、pH值、氧化還原電位等物理化學(xué)條件適宜條件下，含金熱液在紅十井?dāng)嗔训拇渭?jí)斷裂構(gòu)造，特別是破碎蝕變帶中長(zhǎng)期多次交代充填成礦。

綜上所述，根據(jù)礦體的產(chǎn)出部位及空間分布，礦體的礦石類型、礦物組分及礦石特征，結(jié)合本區(qū)地球化學(xué)元素組合特征，推斷紅十井金礦為蝕變巖型金礦，見(jiàn)圖1。

圖1 若羌縣紅十井破碎蝕變巖型金礦床成礦模式圖

3.2 找礦標(biāo)志

⑴上石炭統(tǒng)干泉組（C2g）玄武巖（β）含金豐度高于中性巖、酸性巖和沉積巖。沿玄武巖兩側(cè)已發(fā)現(xiàn)金礦（化）點(diǎn)多處，且均與該玄武巖關(guān)系密切，因此，該玄武巖是金元素的礦源層。

⑵出露地表的破碎蝕變帶是找礦的直接標(biāo)志。一般呈規(guī)模較大與紅十井?dāng)嗔炎呦虼笾缕叫械呢?fù)地形直溝，風(fēng)化后呈土黃－黃褐色，疏松多孔，具較強(qiáng)的粘土化，并見(jiàn)石英脈分布。

⑶含礦巖石受動(dòng)力變質(zhì)作用明顯：巖石一般較破碎，具明顯的糜棱巖化；蝕變較強(qiáng)，與礦化密切有關(guān)的蝕變類型有硅化、黃鐵礦化、絹云母化。

⑷化探異常特征：Au元素化探異常分布區(qū)，伴有Ag、As、Cu、Pb、Zn、Sb等元素異常，且相互套合較好，是找礦效果較好地段。

4 結(jié)論

（1）大地構(gòu)造特征：紅十井金礦位于塔里木陸殼板塊內(nèi)的北山陸內(nèi)裂谷活動(dòng)帶。

（2）礦床地質(zhì)特征：上石炭統(tǒng)干泉組（C2g）玄武巖（β）含金豐度高于中性巖、酸性巖和沉積巖，該玄武巖是金元素的礦源層。一般呈規(guī)模較大與紅十井?dāng)嗔炎呦虼笾缕叫械呢?fù)地形直溝，風(fēng)化后呈土黃－黃褐色，疏松多孔，具較強(qiáng)的粘土化，并見(jiàn)石英脈分布。含礦巖石受動(dòng)力變質(zhì)作用明顯：巖石一般較破碎，具明顯的糜棱巖化；蝕變較強(qiáng)，與礦化密切有關(guān)的蝕變類型有硅化、黃鐵礦化、絹云母化。

（3）成礦模式：深源含金玄武巖漿（礦源物）在構(gòu)造作用力的驅(qū)動(dòng)下沿紅十井?dāng)嗔焉仙柿严妒絿娨纾纬伤茖訝罨蛲哥R狀玄武巖。在斷裂構(gòu)造繼承性長(zhǎng)期活動(dòng)及區(qū)域變質(zhì)過(guò)程中，巖石發(fā)生碎裂、千糜巖化等，并伴隨生成大量變質(zhì)熱液、火山熱液作用。變質(zhì)熱液及火山熱液在巖石中運(yùn)移，并汲取巖石中的Au等成礦物質(zhì)達(dá)到飽和平衡狀態(tài)，含金熱液在紅十井?dāng)嗔训拇渭?jí)斷裂構(gòu)造，特別是破碎蝕變帶中長(zhǎng)期多次交代充填成礦。

[1]肖惠良，周濟(jì)元，王鶴年，等.新疆紅十井金礦床地質(zhì)特征及成因[J].礦床地質(zhì)，2003.01.

[2]周濟(jì)元，崔炳芳，肖惠良，陳世忠.新疆若羌紅十井金礦床地質(zhì)特征、深部成礦預(yù)測(cè)及驗(yàn)證[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2003.01.

[3]盧全敏，鐘莉，陳青珍.新疆若羌縣紅十井金礦床地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志[J].新疆地質(zhì)，2003.03.