新疆哈密阿拉塔格金礦床礦體特征及形成機制

宮 辰

（新疆維吾爾自治區(qū)地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一區(qū)域地質調查大隊，新疆 烏魯木齊 830011）

新疆哈密阿拉塔格位于塔里木盆地北側，是哈密地區(qū)的重要經(jīng)濟區(qū)。自80 年代以來，在哈密地區(qū)發(fā)現(xiàn)了諸多天然氣資源以及大型金屬礦床，具有較為豐富的礦產(chǎn)資源。阿拉塔格地區(qū)的地質礦層發(fā)育良好，各種巖相的建造類型頗多，巖層運動頻繁導致構造形式復雜多樣，從中亞烏拉爾山脈到扎拉夫尚山脈，有著各種類型的金礦床。阿拉塔格地區(qū)的成礦帶在區(qū)域地質構造中屬于被動大陸板塊，上古生界為發(fā)育復類理石或者類復理石，下古生界主要構成物質為碳酸鹽碎屑。礦體特征與形成機制是構成礦學研究的兩大主體，根據(jù)成礦機制可分為前、中、后期三個階段。在經(jīng)歷漫長的板塊運動過程中，通過流體作用形成了后來的金礦床。阿拉塔格地區(qū)的金礦資源潛力巨大，具有明顯特征的地質環(huán)境和地質特征，在推動西部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展方面起著重要作用，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)就引起了社會各界的廣泛關注。根據(jù)阿拉塔格地區(qū)的相關研究資料顯示，目前學術界對于新疆哈密區(qū)阿拉塔格的金礦床礦體特征以及形成機制的研究內容還不夠完善，因此值得進一步深入探討。

1 新疆哈密阿拉塔格金礦床礦體特征

1.1 韌性剪切帶類型

在阿拉塔格地區(qū)的金礦床主要包括韌性剪切帶類型和侵入巖類型兩種礦體特征。韌性剪帶類型的金礦床主要分布在該地區(qū)的東南部，該地帶金礦區(qū)礦體成分相對簡單，金屬礦物主要包括黃銅礦以及黃鐵礦和方鉛礦等。大部分礦床都依托于碳質火山熔巖碎屑中，在沉積作用下完成成礦與變質以及巖漿活動等一系列作用，同時，受到韌性剪切帶的影響，形成金屬礦物[1]。黃鐵礦是各類型礦石中金屬含量較高的金屬礦石，也是比較常見的含金礦物類型，黃鐵礦的金含量一般是在1.5%～7.5%，部分可達約10.5%，僅憑黃鐵礦的金含量就能占到總金屬礦物的93.5%左右。黃鐵礦的形態(tài)一般呈現(xiàn)出半石形狀，表面粗糙且凹凸不平；一部分發(fā)育比較完全，會整體破裂，未發(fā)育完全的部分則局部破裂或者不破裂。韌性剪切帶的金屬礦物通常是一細脈狀分布于硅化晶體巖裂隙中，多以立方體、六邊形以及五角體為主，極個別的礦物會呈現(xiàn)出圓柱形。阿拉塔格地區(qū)的韌性剪切帶金礦物的形態(tài)和粒度形態(tài)豐富多樣。阿拉塔格地區(qū)的金礦床多是自然金類型，其他形狀的金屬礦石多存在于金屬硫化物巖石類型，形態(tài)以顆粒狀為主，依次為薄片狀和枝葉狀，還有并不十分常見的皮殼狀和絲狀。在礦床周圍存在著碳酸性以及基性巖脈巖墻群，以及巖墻狀花崗巖體。韌性剪切帶的區(qū)域大斷裂帶形成了次級斷裂破碎帶，成為主要的控礦構造。

1.2 侵入巖類型

侵入巖類型的金礦床主要分布在阿拉塔格地區(qū)的西北部和中部，主要包括蝕變巖型的金礦點或者礦化點。與金礦有關的侵入巖體以堿后花崗巖為主，產(chǎn)出的構造環(huán)境是陸緣成熟島半弧形基帶。該類型金礦床較為均勻地分布于重力失常的異構梯度帶以及彎曲部位。阿拉塔格侵入巖類型的金礦床化學含量分析如表1 所示。

阿拉塔格侵入巖控礦帶的金礦的化學成分以高含量鉀和豐富的金為特點，金礦床的礦層以泥盆石炭系和碳酸鹽碎裂帶為巖系構造。該地區(qū)的地質條件較為復雜，主要是因為地處三大板塊交接處，區(qū)塊運動造成了板塊主要的構造單元界線與邊界及板內裂谷之間形成了溝壑的特點。侵入巖的斷裂層致使各級板塊受板塊運動方向控制，造成巖層內的金礦物分布方向并不集中的情況。該類型巖層的金礦物賦存于蝕變巖型的礦化點中，金礦物的區(qū)域性斷裂帶一旦遇到運動中的碰撞帶，將形成礦區(qū)地層為泥盆系的碎屑碳酸鹽巖層。

表1 侵入巖型金礦床化學樣品

2 新疆哈密阿拉塔格金礦床礦體形成機制

2.1 金礦床來源

阿拉塔格的金礦床礦體形成機制與金礦床的來源密不可分，其礦系中的碳質粉砂巖和變質板巖中的含金元素含量較高。由于該地區(qū)的大地構造位置屬于塔里木板塊的中心地帶的陸緣盆地北側，金礦床的地層圍巖多為上石炭統(tǒng)系巖石。這是早期葡萄石與綠相石的區(qū)域埋深受到地質變形以及板塊運動的空間壓迫造成的。阿拉塔格地區(qū)的金礦物來源有一部分是構造巖系的配套構造，都同屬于一條礦化蝕變帶巖層內。金礦床的來源受大型韌性剪切帶與侵入巖帶的控制，產(chǎn)出物主要有白云石、鐵白云石以及石英、等礦體。阿拉塔格地區(qū)的自然金多存于黃鐵礦和黃銅礦的流體包裹物中，金礦床的包裹體類型包括水溶液包裹體、成礦流體和中低鹽度特征的包裹流體中。根據(jù)金礦床的金礦物等同位素組合特征結合新疆哈密地區(qū)的區(qū)域地質背景，得出阿拉塔格金礦床的一部分成礦物質是來自地幔深層的深源物質組合，成礦流體流向土壤上層后，在巖層裂隙間吸收了一部分礦物質，混合土壤內的變質水最終形成金礦物的包裹流體。巖脈中的金礦床主要集中在蝕變巖型與深大斷裂帶交匯處，保持了分布區(qū)域的同向性，盡管受到層間緩傾斜破碎帶的影響，金礦體仍然能夠復產(chǎn)于重晶石復脈中。阿拉格地區(qū)的金礦床地層元素的礦物是該地區(qū)金礦床的主要來源，礦石中的金礦物的產(chǎn)出多呈現(xiàn)出包裹金的形態(tài)，其余部分以次生金和粒間金為主，少量部分會出現(xiàn)裂隙金。

2.2 金礦床形成機制

阿拉塔格的金礦床形成機制具有階段性，通常礦床的成礦階段需要經(jīng)歷兩個或以上階段的沉淀，根據(jù)溫度來劃分則是前期中高溫熱的液體形態(tài)階段和后期中低溫交替成礦階段。阿拉塔格地區(qū)的成礦時代集中在中元古代至新生代第五紀，但成礦高峰期又不止于十個世紀。由于新疆的地理位置環(huán)境溫差較大，對礦床的成礦作用有一定的推動作用。阿拉塔格金礦床前期以銅礦化熔巖為主，平均溫度在332.1°～449.5°，后期通過礦體地層的交替運動，以金礦化的銅金礦化為主，平均溫度在188°～227°，是多種地層礦化運動疊加的綜合結果[2]。金礦床的成礦流體形成機制具有多樣性，主要組成是巖漿水混合變質水以及大氣降水的混合物質。金礦床的形成離不開地殼運動，在某種角度來看可以歸因于地殼運動的產(chǎn)物，因此，在時間以及空間的分布規(guī)律是有跡可循的。阿拉塔格金礦床的金同位素在不同方位有著一定的分布差異性，如圖1 所示，該地區(qū)的銅礦和黃銅礦主要來自于地殼深部，活躍度和均等度相對較高。

圖1 阿拉塔格金同位素直方圖

圍巖成分的元素含量會在一定程度上影響金礦床的形成速度。阿拉塔格地區(qū)的金礦床成礦時間跨度較大且過程復雜。一部分銅礦在化金的過程中是伴隨著東天山的控礦帶結構演化而來的，在運動過程中，成礦物質的金含量不斷增多，由礦體地層的褶皺山構造逐步演化為韌性斷裂和侵入巖層。阿拉塔格金礦床的含礦地層為石炭統(tǒng)組酸性石灰?guī)r，經(jīng)過多個成礦時代的沉淀后，分布于礦體地層的各個礦體中[3]。由于礦床的巖石圈具有伸展空間的作用，為金礦床的背景巖石構造提供了元素儲存空間。金礦床的層位多呈脈狀形態(tài)存在于多金屬礦床中，且成礦作用表現(xiàn)出過度轉換性，地殼剪切流變產(chǎn)生正段式金礦床。

3 結束語

本文通過對新疆哈密阿拉塔格地區(qū)金礦床進行研究，提出了該地區(qū)金礦床的礦體特征以及形成機制。為后續(xù)對該地區(qū)開展學術研究奠定了理論基礎，同時，也對礦體挖掘和開采工作提供了可行性分析，具有重要理論意義和實踐意義，此外，對我國西部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展有著重要導向作用。由于研究條件有限，文章的細節(jié)中還存在著一些有待提高的不足之處，在今后的研究中將更加嚴謹全面。