范廣學(xué),劉彥濤,李士杰,趙鴻志,范縱橫
1.吉林市旭升地質(zhì)礦產(chǎn)資源勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,吉林 吉林市132100; 2.遼寧有色地質(zhì)106隊(duì),遼寧 鐵嶺市112001
新疆輪臺(tái)縣塔希開(kāi)派金礦行政區(qū)劃隸屬新疆巴音郭楞蒙古自治州輪臺(tái)縣管轄。礦區(qū)位于輪臺(tái)縣布古爾山中東部一帶山區(qū),是南天山布古爾山一帶金、多金屬成礦帶主要成礦區(qū)之一。礦區(qū)范圍:85° 01′ 45″~ 85° 07′ 15″ ;42° 17′ 45″~ 42° 14′ 15″。
新疆輪臺(tái)縣塔希開(kāi)派金礦,大地構(gòu)造位置處于塔里木板塊北緣,屬于南天山分區(qū)布古爾—霍拉山石炭紀(jì)陸表海盆被動(dòng)擠壓帶,是南天山布古爾山一帶金、多金屬成礦帶主要成礦區(qū)之一,北界為科克鐵克達(dá)坂—霍拉山逆沖斷層[1]。塔希開(kāi)派勘查區(qū)位于該逆沖斷層之南側(cè)(見(jiàn)附圖1[1-3])。
區(qū)域出露地層主要為上古生界中—上石炭統(tǒng)卡拉達(dá)坂組(C2-3K):主要是海相陸緣碎屑類(lèi)復(fù)理石建造,并有少量火山碎屑沉積及碳酸鹽建造,呈北西西—南東東走向。其巖性主要為礫巖、砂礫巖、砂巖、鈣質(zhì)細(xì)-粉砂巖、碳質(zhì)-泥質(zhì)粉砂巖、板巖、千枚巖、灰?guī)r以及凝灰質(zhì)砂礫巖、火山灰凝灰?guī)r等。
區(qū)域以褶皺構(gòu)造為主。以艾西買(mǎi)依根向斜為代表,屬于多南特買(mǎi)擠壓帶的主體,軸線(xiàn)呈“波”狀彎曲,為一線(xiàn)形褶皺。地層由中—上石炭統(tǒng)組成,翼部以凝灰砂巖和凝灰?guī)r為主,并夾大量火山噴發(fā)巖,核部則以泥質(zhì)粉砂巖為主。兩翼對(duì)稱(chēng),傾角一般為60°。本向斜為一復(fù)式褶皺,在兩翼有一系列的次一級(jí)背、向斜。本向斜形成于華力西中期。斷裂以區(qū)域大斷裂為代表,北界為科克鐵克達(dá)坂—霍拉山逆沖斷層,南界為塔里木北緣大斷裂,亦為板塊分界線(xiàn)。斷裂性質(zhì)均為高角度逆斷層,在勘查區(qū)形成一系列次級(jí)斷裂及褶皺構(gòu)造。
圖 1 新疆輪臺(tái)縣塔希開(kāi)派金礦區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 Regional geological map of Taxikaipai gold mining area in Xinjiang Luntai County
區(qū)內(nèi)構(gòu)造為一組壓性、壓扭性斷裂,大部分屬層間斷裂,多沿地層接合部位發(fā)育,帶內(nèi)巖石破碎,具強(qiáng)片理化、碎裂巖化、千枚巖化。形成北西向平行排列的強(qiáng)應(yīng)變線(xiàn)性變形帶,變形強(qiáng)烈地段形成膝折或尖棱褶皺及眼球狀構(gòu)造。巖石內(nèi)石英礦物具波狀消光。具明顯的韌性剪切帶的特征。此類(lèi)斷裂是區(qū)內(nèi)主要的控礦斷裂,金礦(化)體就產(chǎn)于該層中。
區(qū)域巖漿巖分布在勘查區(qū)北部巖漿巖呈北西—南東向產(chǎn)于主斷裂帶中,以元古代片麻狀花崗巖(γ2)為主,主要巖石為片麻狀白云母鉀質(zhì)花崗巖、片麻狀黑云母-二云母花崗巖,其次為眼球狀、似斑狀黑云母花崗巖等。巖體界面一般平整,向外傾斜,傾角40°~70°不等。巖體局部地段發(fā)育內(nèi)接觸帶,表現(xiàn)特征是強(qiáng)烈的混合巖化、片麻巖化及綠泥石化。
(1)背斜:位于勘查區(qū)灰黑色含碳質(zhì)粉砂巖性中。斜軸呈北西—南東向展布,在勘查區(qū)長(zhǎng)度為2 000 m,向西延出勘查區(qū),出露巖性均為灰黑含碳質(zhì)粉砂巖,北翼傾向10°~30°,傾角55°~75°;南翼傾向188°~230°,傾角65°~75°。
(2)構(gòu)造蝕變帶(韌性剪切帶):韌性剪切帶位于背斜軸部及兩側(cè),呈北西—南東走向,產(chǎn)于灰黑色含碳質(zhì)粉砂巖中,出露長(zhǎng)度約2 000 m,寬度一般在30~40 m,最寬50 m,中部約被第四系覆蓋。礦化蝕變以硅化、褐鐵礦化、黃鐵礦化為主,次為鐵白云石化、絹云母化和碳酸巖化,褐鐵礦化、黃鐵礦化是主要特征,石英細(xì)脈較發(fā)育,為勘查區(qū)主要控礦構(gòu)造帶??辈閰^(qū)金工業(yè)礦體、低品位礦體及礦化體均產(chǎn)于其中的灰黑色含碳質(zhì)粉砂巖石英細(xì)脈中。
勘查區(qū)石英脈分為兩種:早期石英脈呈寬大厚脈狀,寬1~3 m,一般為順層產(chǎn)出。晚期石英脈一般呈微切層細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀、彎曲不規(guī)則狀尖滅再現(xiàn)產(chǎn)出。早期石英脈中多見(jiàn)粒狀立方體、長(zhǎng)方體黃鐵礦晶體,部分黃鐵礦已褐鐵礦化;晚期石英脈與地層呈現(xiàn)出10°~15°交角的方向產(chǎn)出,并切穿早期石英脈,規(guī)模較小,一般單條脈寬在10~30 cm之間,長(zhǎng)在0.5~15 m,沿傾向呈復(fù)脈狀、透鏡狀產(chǎn)出,沿走向呈尖滅再現(xiàn)產(chǎn)出,該期石英脈為勘查區(qū)主要成礦期。
(3)巖漿巖:勘查區(qū)內(nèi)無(wú)巖漿巖分布。
(4)變質(zhì)作用:勘查區(qū)變質(zhì)程度較淺,僅有千枚巖化和板巖化,長(zhǎng)石石英砂巖的基質(zhì)和泥質(zhì)粉砂巖中的泥質(zhì)成分多發(fā)生淺變質(zhì),變?yōu)榻佋颇负途G泥石,個(gè)別可見(jiàn)金紅石。而碎裂蝕變帶卻具有明顯的動(dòng)力變質(zhì)作用的特點(diǎn),帶內(nèi)長(zhǎng)英質(zhì)砂巖破碎強(qiáng)烈,而泥質(zhì)粉砂巖則變形強(qiáng)烈。帶內(nèi)鐵質(zhì)、硅質(zhì)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)極高;具體表現(xiàn)為褐鐵礦化、黃鐵礦化、硅化、綠泥石化、碳酸巖化、毒砂化及金紅石化。
碎裂化變質(zhì)作用十分發(fā)育,石英脈及帶內(nèi)長(zhǎng)英質(zhì)砂巖裂隙發(fā)育,部分被碾為碎粉—碎粒狀,重新固結(jié)。長(zhǎng)英質(zhì)砂巖內(nèi)石英具重結(jié)晶現(xiàn)象,沿裂隙有后期石英脈貫入,硅化使巖石的硅質(zhì)成分明顯提高,變得十分堅(jiān)硬,強(qiáng)烈的鐵化又使帶內(nèi)鐵質(zhì)成分增高,呈褐紅色。
(5)勘查區(qū)地球化學(xué)特征:勘查區(qū)圍巖的聚類(lèi)分析:用勘查區(qū)T1礦化蝕變帶所采集的有代表性的351件基巖化探樣的14種元素作相關(guān)性R型點(diǎn)群分析(見(jiàn)下譜系圖2)。
可以看出,當(dāng)R=0.03時(shí)可以分為二組,第一組為 :金與 As、Sb 、Bi、Cu、Pb 、Ag、Mo、微量元素為一組,說(shuō)明金與低溫—中低溫硫化物熱液關(guān)系密切。第二組為:金與Co、Ni、Zn 、Cr、Sn、W為一組代表偏中基性的一套地層元素組合。礦體聚類(lèi)分析:主要針對(duì)Au礦(化)體的微量元素進(jìn)行R型點(diǎn)群分析(見(jiàn)下譜系圖3),從圖中可以看出,當(dāng)R= -0.12時(shí)礦石的微量元素可以分為二組:
第一組: Au與Bi、 Pb、Zn 為一組,代表中低溫?zé)嵋涸亟M合。
第 二 組 : As、Ag、Sb、Cu、Mo、Co、Ni、Cr、Sn、W為一組,代表地層元素組合。
圖 2 勘查區(qū)T1礦化蝕變帶的聚類(lèi)分析譜系圖Fig. 2 Clustering analysis pedigree chart of T1 mineralization alteration zone in exploration area
圖 3 Au礦(化)體的微量元素進(jìn)行R型點(diǎn)群分析譜系圖Fig.3 Pedigree chart of trace elements of the Au minerals(mineralization)body by R type point group analysis
礦體、礦化體受北西西向構(gòu)造蝕變帶控制,構(gòu)造蝕變帶中的片理、裂隙基本控制著礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀和規(guī)模,礦(化)體形態(tài)多為似層狀、透鏡狀及脈狀,礦(化)體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀有5°~15°的交角。
塔希開(kāi)派金礦成因類(lèi)型為韌性剪切帶型金礦,金礦礦石類(lèi)型以石英脈、石英復(fù)脈帶及網(wǎng)脈狀石英細(xì)脈為主,主要礦化以褐鐵礦化、黃鐵礦化、鉛鋅礦化、絹云母化為主,主要蝕變?yōu)楣杌?/p>
構(gòu)造蝕變帶(韌性剪切帶)內(nèi)分布2條礦化蝕變帶,分別編號(hào)為Ⅰ號(hào)、Ⅱ號(hào)。共圈定出礦體8條,礦化體13條,顯示了本區(qū)具有一定的成礦前景。蝕變帶內(nèi)石英脈、石英網(wǎng)細(xì)脈、石英復(fù)脈發(fā)育,礦體、礦化體均為石英脈或石英復(fù)脈發(fā)育的蝕變中細(xì)粒砂巖與碳質(zhì)-泥質(zhì)粉砂巖結(jié)構(gòu)面靠近中細(xì)粒砂巖內(nèi)。
Ⅰ號(hào)蝕變帶東西長(zhǎng)約3.0 km,寬約40~150 m,產(chǎn)于韌性剪切帶(背斜核部)南部,帶內(nèi)巖性主要為灰黑色含炭泥質(zhì)細(xì)-粉砂巖,具黃鐵礦化、硅化、褐鐵礦化、碳酸鹽化、絹云母化。礦(化)體多位于Ⅰ號(hào)蝕變帶中,經(jīng)初步工作,勘查區(qū)圈定工業(yè)金礦體8條(編號(hào)Au1、Au2、Au4、Au5、Au6、Au7、Au8),金礦化體13條。
Ⅱ號(hào)蝕變帶位于Ⅰ號(hào)蝕變帶的北部(背斜北翼)。長(zhǎng)約2.70 km,寬50~100 m,帶內(nèi)巖性主要為灰黑色含炭泥質(zhì)細(xì)-粉砂巖,受壓性、壓扭性斷裂控制,帶內(nèi)石英脈發(fā)育,具硅化、褐鐵礦化、碳酸鹽化、絹云母化,在該帶內(nèi)也發(fā)現(xiàn)4處金礦化體。
(1)Au1號(hào)金礦體:位于礦區(qū)中部的Ⅰ號(hào)蝕變帶中。長(zhǎng)約80 m,控制延長(zhǎng)40 m。金礦體平均厚度0.95 m,金品位(1.11~5.41)×10-6,巖石褐鐵礦化強(qiáng)烈、礦體產(chǎn)狀走向290°,傾向NE,傾角52°。
(2)Au2號(hào)金礦(化)體:位于礦區(qū)西部的Ⅰ號(hào)蝕變帶中,長(zhǎng)約82 m,槽探工程控制延長(zhǎng)215 m。金礦體平均厚度0.80 m,金品位(3.99~6.88)×10-6,巖石褐鐵礦化強(qiáng)烈、黃鐵礦晶形明顯,礦體產(chǎn)狀走向300°,傾向SW,傾角66°,走向兩側(cè)被第四系覆蓋,覆蓋厚度5~8 m。
圖 4 新疆輪臺(tái)縣塔希開(kāi)派金礦區(qū)地質(zhì)圖Fig. 4 Geological map of Taxikaipai gold mining area in Xinjiang Luntai County
(3)Au4號(hào)金礦體:位于礦區(qū)中部的Ⅰ號(hào)蝕變帶中。長(zhǎng)約34 m,單工程控制,金礦體平均厚度2.0 m,金品位4.66×10-6,平均品位2.48×10-6,巖石褐鐵礦化較強(qiáng)、黃鐵礦晶形明顯,礦體產(chǎn)狀走向315°,傾向NE,傾角51°,沿走向兩側(cè)被第四系覆蓋。
(4)Au5號(hào)礦體:位于礦區(qū)中部的Ⅰ號(hào)蝕變帶中,長(zhǎng)約31 m,單工程控制,與Au4號(hào)礦體平行。金礦化體厚度1.0 m,金品位4.65×10-6,巖石硅化強(qiáng)烈、褐鐵礦化較強(qiáng),可見(jiàn)黃鐵礦,產(chǎn)狀走向315°,傾向NE,傾角51°。沿走向兩側(cè)被第四系覆蓋。
(5)Au6號(hào)金礦體:位于礦區(qū)中部Ⅰ號(hào)蝕變帶中的石英脈帶中,呈脈狀產(chǎn)出,由采樣線(xiàn)剖面控制。金礦體厚度1.20 m,金品位3.19×10-6,巖石褐鐵礦化、黃鐵礦化較強(qiáng)、長(zhǎng)度278.60 m,礦體呈南東向展布,產(chǎn)狀走向295°,傾向NE,傾角65°。沿走向兩側(cè)被第四系覆蓋。
(6)Au7號(hào)金礦體:位于礦區(qū)中部的Ⅰ號(hào)蝕變帶中,長(zhǎng)約51.5 m,單工程控制,金礦體平均厚度1.2 m,金品位1.17×10-6。巖石褐鐵礦化較強(qiáng)、黃鐵礦晶形明顯,礦體產(chǎn)狀走向310°,傾向NE,傾角82°。沿走向兩側(cè)被第四系覆蓋。
(1)礦石物質(zhì)成分:礦床的礦石礦物共有10種,其中脈石礦物有5種,金屬礦物有5種。礦石中礦物組分比較簡(jiǎn)單,金屬礦物主要以自然金為主,微量黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦等,其它很少見(jiàn);脈石礦物主要為石英、絹云母、綠泥石、方解石和高嶺土。金礦物主要以包裹金形式出現(xiàn),次為裂隙金,見(jiàn)表1。
礦床伴生組分的:礦石中伴生有益組分主要為銀。
銀在Au1 、Au6礦體中僅有兩個(gè)樣顯示,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.2×10-6、6.81×10-6之間,在Au8僅為:1.47×10-6,銀和金伴生關(guān)系十分明顯,目前不能綜合利用。
(2)礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造:礦石具碎裂稀疏浸染狀、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造,他形變晶粒狀結(jié)構(gòu)。
主要根據(jù)礦石中的硫化物結(jié)晶程度、變形特征和交代現(xiàn)象,總結(jié)出如下結(jié)構(gòu):
自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu):黃鐵礦多數(shù)為自形晶,立方體的晶形完整。方鉛礦呈半自形粒狀。
他形晶粒狀結(jié)構(gòu):黃鐵礦、方鉛礦等金屬硫化物顆粒部分晶面發(fā)育差,無(wú)一定形狀。
包含結(jié)構(gòu):表現(xiàn)為自然金呈包裹體礦物被包于黃鐵礦或褐鐵礦之中。
填隙結(jié)構(gòu):自然金以充填方式沉淀于早期階段黃鐵礦的裂隙之中或黃鐵礦粒間。
圖 5 新疆輪臺(tái)縣塔希開(kāi)派金礦10號(hào)勘探線(xiàn)地質(zhì)剖面圖Fig.5 No. 10 exploration line geological profi le of Taxikaipai gold deposit in Xinjiang Luntai County
表 1 礦石礦物組分統(tǒng)計(jì)表Table 1 Ore mineral composition statistics
星散狀結(jié)構(gòu):黃鐵礦呈星散狀分布于蝕變帶和石英脈中,有時(shí)集中呈細(xì)脈浸染狀分布,顯示一定的方向性。
交代結(jié)構(gòu):后期褐鐵礦沿早期黃鐵礦的解理、裂隙及邊緣交代,隨著交代作用的增強(qiáng)分別形成交代網(wǎng)狀、交代殘留和交代假象結(jié)構(gòu)。
礦石主要呈塊狀構(gòu)造,石英呈細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀,少數(shù)呈團(tuán)塊狀,黃鐵礦呈星點(diǎn)狀,分布較均勻,質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低一般在1%~5%之間。
礦石類(lèi)型:金礦礦石類(lèi)型主要為石英(網(wǎng))脈型金礦。該類(lèi)型礦石金品位相對(duì)較富,金礦體主要由硅化細(xì)脈狀、石英細(xì)脈網(wǎng)狀礦石組成。礦體圍巖及夾石特征:礦體圍巖為蝕變含碳質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖夾細(xì)砂巖,礦體與圍巖呈漸變關(guān)系。
區(qū)域性深大斷裂的次級(jí)脆韌性斷裂往往控制主礦體分布。
韌性剪切帶Ss面和Sc面發(fā)育地帶,次級(jí)壓扭性斷裂交匯處,具蝕變破碎糜棱巖帶發(fā)育地區(qū)。
黃鐵礦化(褐鐵礦化)、硅化強(qiáng)烈,地貌上呈褐紅色垅崗狀地形地段,是找金的有利地段。
韌性剪切帶含炭細(xì)碎屑巖中石英脈發(fā)育,黃鐵礦化、石英細(xì)脈、網(wǎng)脈是主要的找礦標(biāo)志。
3.1.1 構(gòu)造與成礦的關(guān)系
韌性剪切帶控礦:區(qū)內(nèi)北西西向的構(gòu)造蝕變帶(韌性剪切帶)為導(dǎo)礦及控礦構(gòu)造。礦體、礦化體均沿構(gòu)造蝕變帶內(nèi)的剪切裂隙及其構(gòu)造虛脫部位產(chǎn)出,嚴(yán)格受構(gòu)造蝕變帶控制。金礦體的產(chǎn)出受斷裂間發(fā)育密集Sc面理帶控制,這些面理在韌性剪切后期脆性環(huán)境下往往張開(kāi)接受含金石英脈,形成石英脈型金礦體、蝕變粉砂巖型金礦體或二者共生在一起的金礦體。同時(shí)在巖性突變部位,因力學(xué)性質(zhì)的差異,在脆性環(huán)境下,接觸部位往往發(fā)生層間滑動(dòng),成為含礦熱液沉淀的場(chǎng)所。這種機(jī)制形成的礦體比較多見(jiàn),但品位較低。
斷層控礦:礦區(qū)NE傾的逆沖斷層可以為成礦流體遷移提供垂直構(gòu)造系統(tǒng)和富集的空間。
構(gòu)造擴(kuò)容帶:擴(kuò)容帶與圍巖相比是一個(gè)相對(duì)低壓、低化學(xué)勢(shì)的部位。剪切帶改變方向處、粒度不同巖石之間的接觸部位、巖石中運(yùn)動(dòng)方位改變之處常形成構(gòu)造擴(kuò)容帶。
3.1.2 地層與成礦的關(guān)系
礦源層問(wèn)題:上古生界中—上石炭統(tǒng)卡拉達(dá)坂組(C2-3K)地層一套碎屑巖建造中具有較高的金地球化學(xué)背景值[2],為本區(qū)的“礦源層”。
巖性變化控礦:塔希開(kāi)派金礦床通常賦存于石英脈、石英脈與圍巖的交接處,且靠近石英脈一側(cè)。其實(shí)質(zhì)是粒度變化較大的部位在剪切作用下易產(chǎn)生擴(kuò)容膨脹,從而有利于形成金礦體。
3.1.3 巖漿活動(dòng)與成礦的關(guān)系
區(qū)域巖漿巖與成礦無(wú)直接關(guān)系。
3.2.1 成礦機(jī)制
韌性剪切帶的活動(dòng)為成礦提供了高滲透空間,早期石英脈及硅化帶形成初步富集了金,并成為后期熱液活動(dòng)的捕金巖相。區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)帶來(lái)熱液的侵入提供了一定量的成礦物質(zhì)。
當(dāng)韌性剪切帶拓開(kāi)至淺部脆韌性環(huán)境時(shí),形成大量的擴(kuò)容空間,成礦溶液迅速上升,降溫破壞了金的氯、硫結(jié)合物穩(wěn)定性,促使其分解沉淀成礦,形成黃鐵礦,少量方鉛礦,黃銅礦等礦化物,自然金以裂隙金,粒間金或包裹金形成或賦存在石英—硫化物建造中。隨著熱液中fTe2升高。熱液活動(dòng)晚期,由于溫度進(jìn)一步降低,溶液中碳酸鈣達(dá)到過(guò)飽和,在局部地段出現(xiàn)碳酸鹽化現(xiàn)象,標(biāo)志著熱液活動(dòng)的結(jié)束。
3.2.2 礦床成因探討及找礦遠(yuǎn)景
塔希開(kāi)派礦區(qū)存在一個(gè)較穩(wěn)定的含礦層,上古生界中—上石炭統(tǒng)卡拉達(dá)坂組(C2-3K)地層一套碎屑巖建造中具有較高的金地球化學(xué)背景值,為本區(qū)的“礦源層”,通過(guò)后期的褶皺及韌性剪切構(gòu)造作用,使巖石中分散的金礦化、遷移,形成構(gòu)造變質(zhì)熱液,并在有利構(gòu)造部位沉淀成礦。礦體、礦化體均產(chǎn)出于北西向的構(gòu)造蝕變帶(韌性剪切帶)之中。圍巖多為蝕變含炭泥質(zhì)粉砂巖。成礦作用發(fā)生在韌性向脆性轉(zhuǎn)換階段,與Co、Ag、Cu、Mo、Bi、Sb、Pb的相似性相對(duì)密切,說(shuō)明與低溫—中低溫?zé)嵋河嘘P(guān)。
塔希開(kāi)派礦區(qū)具備很好的成礦條件:含礦層、褶皺及構(gòu)造蝕變帶,因此,塔希開(kāi)派金礦成因類(lèi)型應(yīng)屬脆韌性剪切帶石英脈型金礦。通過(guò)以上分析可以看出勘查區(qū)進(jìn)一步工作有望在Ⅰ號(hào)蝕變帶、Ⅱ號(hào)蝕變帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)更多的礦體,進(jìn)一步擴(kuò)大礦床規(guī)模。
[1] 新疆地質(zhì)局區(qū)調(diào)隊(duì). K-45-ⅩⅣ(哈拉毛墩幅)1:20萬(wàn)區(qū)測(cè)[R].新疆地質(zhì)礦產(chǎn)局,1972.
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