東天山天運金礦的發(fā)現(xiàn)及意義

毛啟貴 ，李偉，呂曉強，譚威

（1.北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限責任公司，北京 100012；2.哈密紅石礦業(yè)有限公司，新疆 哈密 839000）

0 引言

上世紀70年代以來，在東天山造山帶沿康古爾斷韌性剪切帶發(fā)現(xiàn)了眾多的金礦床和礦點，包括康古爾、石英灘、小尖山、西鳳山、天目和白干湖等金礦床。近年來又發(fā)現(xiàn)了野馬泉和天運等金礦（點）（任經(jīng)武等,2018），顯示巨大的找礦潛力。新疆天目金礦帶位于康古爾韌性斷裂帶北側(cè)的次級韌性變形帶內(nèi)，已發(fā)現(xiàn)天目、垅西、紅灘、小紅山、天目東等多處金礦床及天目北、天目西、紅灘南等金礦化點（賀靜等,2002;王志良等,2003;姚佛軍,2006）。近年來隨著采礦的不斷深入和勘查投入的不足，天目金礦帶大部分礦山資源已經(jīng)枯竭，目前天目、天目東和紅灘金礦都處于半關(guān)閉狀態(tài)。本文報道了北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限責任公司承擔2016—2018年的中國地質(zhì)調(diào)查局《新疆東天山中段有色金屬基地綜合地質(zhì)調(diào)查》項目在該礦帶新發(fā)現(xiàn)的天運金礦，總結(jié)了其地質(zhì)地球物理等找礦標志，評價了該金礦帶的找礦潛力，為后期找礦提供了依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

新疆東天山造山帶位于天山造山帶的最東段，長約600 km，寬300 km，呈東西向分布于準噶爾盆地和塔里木盆地之間，是中亞成礦域的的重要組成部分（Xiao et al.,2004）。古生代以來，東天山造山帶地區(qū)經(jīng)歷了長期且復(fù)雜的增生造山過程，形成了溝-弧-盆俯沖帶體系（圖1），由南向北包括南天山構(gòu)造帶、中天山構(gòu)造帶、雅滿蘇島弧帶、大南湖-頭蘇泉島弧帶，以及卡瓦布拉克-星星峽斷裂、阿其克庫都克-沙泉子斷裂、康古爾混雜帶等多個次級構(gòu)造成礦帶組成（Xiao et al.,2004;王京彬等,2006）。南天山構(gòu)造帶位于中天山和塔里板塊之間，由志留紀—石炭紀濁積巖、蛇綠巖片、硅質(zhì)巖、混雜巖、糜棱巖和高壓變質(zhì)巖組成（榴輝巖和藍片巖等）（Gao et al.,1998;Windley et al.,1990;Xiao et al.,2004）。中天山構(gòu)造帶位于卡瓦布拉克斷裂和阿奇庫都克斷裂帶之間，發(fā)育一套前寒武紀綠片巖到角閃巖相的片麻巖、片巖、混合巖和大理巖，古生代弱變質(zhì)的火山巖、火山碎屑巖和碎屑沉積巖蓋層，以及一套前寒武紀—三疊紀超基性-酸性侵入巖（Li et al.,2009;Zhang et al.,2005;胡靄琴等,1986;馬瑞士等,1997;毛啟貴等,2006;修群業(yè)等,2002;張遵忠等,2004;張遵忠等,2005）。雅滿蘇島弧帶內(nèi)發(fā)育一套石炭紀—二疊紀的火山巖、火山碎屑巖夾灰?guī)r等，及一套泥盆紀—三疊紀基性、中酸性侵入巖（Xiao et al.,2004;馬瑞士等,1997;王京彬等,2006）。大南湖島弧帶位于康古爾斷裂以北，發(fā)育一套奧陶奧陶紀—二疊紀基性、中酸性火山巖、火山碎屑巖、碎屑巖、灰?guī)r以及濁積巖等，以及奧陶紀—二疊紀超基性巖、輝長巖和各類花崗質(zhì)巖體?？倒艩柣祀s帶、阿奇克庫都克斷裂和卡瓦布拉克斷裂均為個塊體之間的拼接帶，由強變形的凝灰?guī)r、硅質(zhì)巖、灰?guī)r、砂巖、濁積巖和蛇綠巖片組成（Xiao et al.,2004;馬瑞士等,1997;李錦軼,2004），沿康古爾斷裂和阿其克庫都克-沙泉子斷裂發(fā)育一套早二疊世鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)侵入巖（Qin et al.,2011;Xiao et al.,2004;馬瑞士等,1997;毛啟貴等,2006;王京彬等,2008）。

2 天目金成礦帶成礦特征

2.1 地質(zhì)特征

天目金礦帶位于大南湖島弧帶南部北西向的天目韌性剪切帶內(nèi)（圖1,2），是東天山造山帶重要的金成礦遠景區(qū)（王京彬等,2006），主要出露下石炭統(tǒng)小熱泉子組火山-沉積巖系，包含中細粒砂巖夾沉凝灰?guī)r、玄武巖、安山巖夾火山角礫巖和細（粉）砂巖、含礫長石巖屑粗砂巖夾凝灰?guī)r等，天目、紅灘等金礦即產(chǎn)于該套地層中的中酸性火山巖中。區(qū)內(nèi)發(fā)育晚古生代花崗巖和花崗閃長巖體，以及大量的中酸性巖脈。成礦帶受康古爾斷裂北東、北西向次級斷裂控制（姚佛軍,2006）。天目金礦帶內(nèi)銅化探異常發(fā)育，金異常呈零星分布。

天目金礦帶礦帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)天目、垅西、紅灘、小紅山、天目東等多處金礦床及天目北、天目西、紅灘南等多處金礦化點（賀靜等,2002;王志良等,2003;姚佛軍,2006）。天目金礦是最具有代表性的礦床，該金礦床位于康古爾深大斷裂北側(cè)次級斷裂帶內(nèi)，區(qū)內(nèi)出露地層為下石炭統(tǒng)小熱泉子組（C1x），巖性以中酸性火山巖、火山碎屑巖為主，巖石明顯片理化。區(qū)內(nèi)侵入巖主要分布在東南部及北東部，巖石類型以花崗閃長巖、二長花崗巖為主。區(qū)內(nèi)還發(fā)育中酸性脈巖，一般寬幾至十幾米，斷續(xù)長幾十至幾百米見（圖3a）。礦體產(chǎn)于走向300°～320°、西傾、傾角65°～80°斷裂破碎帶內(nèi)，沿斷層普遍具碎裂巖化，在中心部位多具千枚巖化及糜棱巖化，這組北西向斷裂破碎帶被一組晚期的北東向斷裂錯斷和破壞。斷裂破碎帶中常充填有含礦石英脈礦體，整體呈南西傾210°，傾角70°～80°見（圖3b），天目和天目東金礦體即產(chǎn)于該組斷裂中，充填的石英脈普遍均有褐鐵礦及黃鐵礦，并偶見孔雀石、自然金，北東向斷裂中充填的石英脈一般不含金屬硫化物。礦區(qū)圍巖蝕變強烈，地表強烈黃鐵絹英巖化、褐鐵礦化，由礦體中心向兩側(cè)巖性為含金礦化石英脈-礦化蝕變糜棱巖-糜棱巖化巖石-碎裂巖-原巖。脈內(nèi)以黃鐵絹英巖化蝕變巖為主體，礦物組合為自然金+黃鐵礦+絹云母+石英，原巖中的長石轉(zhuǎn)變?yōu)榻佋颇负褪?，暗色礦物被黃鐵礦交代，并伴有少量金礦化，是直接找礦標志。自然金呈包體賦存于黃鐵礦中，或在石英粒間，礦化主要沿片理呈浸染狀。地球化學(xué)異常明顯，具有Au、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni、Mo、W綜合異常，其中Au、Zn、Mo、W元素異常套合較好，Au元素異常為一低背景場中突起的點狀異常。

圖2 天目金礦帶西段地質(zhì)礦產(chǎn)圖①

圖3 天目金礦礦區(qū)地質(zhì)圖（a）及36勘探線剖面圖（b）②

2.2 遙感地質(zhì)特征

遙感地質(zhì)特征顯示，石英脈為白色色調(diào)，流紋巖、英安巖為暗紅色色調(diào)，安山巖為深紫色色調(diào)，角礫凝灰?guī)r為藍紫色色調(diào)，中酸性巖脈為淺黃綠色色調(diào)，第四系為黃綠色色調(diào)。區(qū)內(nèi)受北西向和北東向的斷裂構(gòu)造影響，多呈現(xiàn)出條帶狀影像特征，地層在平面上的錯開及山脊、山谷的錯開均具有明顯線性特征（圖4）。

圖4 天目金礦帶西段遙感異常圖

遙感異常特征顯示，鐵染蝕變信息強烈區(qū)主要沿北西向和北東向主斷裂兩側(cè)分布，羥基蝕變在天目、天目東、天運金礦周邊最為豐富，兩者在空間套合性不明顯，但與地表所顯示的礦化蝕變特征相對應(yīng)，斷裂兩側(cè)構(gòu)造熱液活動顯著，金礦區(qū)內(nèi)中酸性火山碎屑巖-火山巖發(fā)生了大范圍的綠泥石化、綠簾石化和弱硅化。

2.3 地球化學(xué)特征

區(qū)域1∶5萬地球化學(xué)測量結(jié)果顯示，天運金礦礦區(qū)異常。本次大比例尺的礦床巖石地球化學(xué)研究顯示礦區(qū)具有弱的Au、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni、Mo、W綜合異常，其中Au、Zn、Mo、W元素異常套合較好，Au元素異常為一低背景場中突起的點狀異常。這可能與礦體以脈狀產(chǎn)出有關(guān)，或與戈壁環(huán)境元素擴散范圍有限有關(guān)。

2.4 找礦標志

在此基礎(chǔ)上，綜合對比了天目、天目東和天運等礦床的地質(zhì)物化探特征，本研究總結(jié)了該金礦帶找礦標志如下：

1、含礦地質(zhì)體為青磐巖化的中酸性千枚巖化、千糜巖化火山-火山碎屑巖，成礦地質(zhì)體為韌性剪切帶內(nèi)的石英脈。

2、礦體多賦存于韌性剪切帶內(nèi)，帶內(nèi)脆性變形疊加對金礦化有明顯地富集作用。

3、區(qū)內(nèi)中酸性火山-火山碎屑巖發(fā)生青磐巖化，近礦圍巖發(fā)育穩(wěn)定延伸的千枚巖化、千糜巖化、黃鐵絹英巖化，韌性剪切構(gòu)造帶內(nèi)發(fā)育褐鐵礦化和孔雀石化石英脈。

4、礦床沿斷裂構(gòu)造分布，鐵染蝕變信息強烈區(qū)主要沿北西向和北東向主斷裂兩側(cè)分布，羥基蝕變在天目、天目東、天運金礦周邊最為豐富，兩者在空間套合性不明顯，但與地表所顯示的礦化蝕變特征相對應(yīng)。

5、區(qū)域化學(xué)異常以Au、Zn、Mo、W元素為主的地球化學(xué)異常，Au元素異常為一低背景場中突起的點狀異常，并伴有Cu、As、Ag等組合元素異常。

6、地球物理特征為高磁異常，構(gòu)造破碎帶內(nèi)為低重異常。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦區(qū)地質(zhì)

天運金礦位于天目金礦西北3 km（中心坐標93°8′30″E，42°11′55″N），天目韌性剪切帶西段。天目斷裂是位于康古爾大斷裂（近東西向）其北側(cè)的一條北西向次級斷裂內(nèi)。礦區(qū)出露一套以流紋質(zhì)和英安質(zhì)凝灰?guī)r為主的火山碎屑巖，夾少量斷續(xù)出露的薄層狀的流紋巖、英安巖、玄武巖及火山角礫巖。所有巖石片理化作用強烈，多具綠泥石化、綠簾石化。區(qū)內(nèi)巖石自北東向南西總體具有由火山碎屑巖向火山熔巖過渡的特征。天運金礦東部發(fā)育環(huán)形的花崗巖為主的侵入體，北部大紅山和南側(cè)發(fā)育含黃鐵礦的霏細巖，礦區(qū)內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了寬幾米至十幾米，斷續(xù)長幾十米至幾百米的中酸性巖脈。

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造以北西向和北東向的斷裂構(gòu)造為主，依據(jù)其產(chǎn)狀和生成順序可分為3期見表1，這些斷裂構(gòu)造控制著區(qū)內(nèi)金礦化的形成與產(chǎn)出。第1期壓扭性斷裂總體走向為280°～305°，為區(qū)內(nèi)主要的導(dǎo)礦構(gòu)造。第2期脆韌性斷裂，走向295°～300°，傾向多為南西，個別地段傾向北東，傾角65°到近于直立。沿斷層普遍具有碎裂巖化，在中心部位多具有千枚巖化甚至糜棱巖化，形成極為有利的容礦構(gòu)造，充填后期的金礦化石英脈，如天目金礦體即產(chǎn)于該組斷層中。第3期形成最晚，屬于成礦后斷裂，沿斷裂、次級裂隙常見有石英脈貫入充填，一般在北西向斷裂中充填的石英脈普遍均有褐鐵礦及黃鐵礦，并偶見孔雀石、自然金，北東向斷裂中充填的石英脈一般不含金屬硫化物。區(qū)內(nèi)動力變質(zhì)作用發(fā)育，沿構(gòu)造線呈帶狀負地形分布，使地層產(chǎn)生強烈的構(gòu)造變形，控制著區(qū)內(nèi)礦體的就位。

表1 天運金礦礦區(qū)內(nèi)斷裂特征表

3.2 蝕變特征

礦區(qū)圍巖蝕變強烈主要為硅化、絹云母化、高嶺土化、碳酸鹽化、綠泥石化、綠簾石化，同時伴有黃鐵礦化、黝銅礦化、孔雀石化等。礦化蝕變主要沿斷裂構(gòu)造帶及層間破碎帶產(chǎn)出，其規(guī)模與強度取決于斷裂性質(zhì)和規(guī)模。地表強烈黃鐵絹英巖化、褐鐵礦化是直接找礦標志。蝕變分布規(guī)律是礦區(qū)內(nèi)中酸性火山碎屑巖-火山巖發(fā)生大范圍的綠泥石化、綠簾石化和弱硅化（圖5a）。含礦韌性變形帶內(nèi)由核部到外圍蝕變分帶特征是，核部為含礦石英脈+絹云母+黃鐵礦化帶（圖5b），外圍是綠泥石+綠簾石化帶，向外圍綠簾石化變?nèi)酰▓D5c,d）。礦體以黃鐵絹英巖化蝕變巖為主體，礦物組合為自然金+黃鐵礦+絹云母+石英，原巖中的長石轉(zhuǎn)變?yōu)榻佋颇浮?/p>

圖5 天運金礦圍巖蝕變照片

3.3 礦體和礦石特征

天運金礦礦體圍巖為構(gòu)造熱液活動形成的絹云母化千枚巖、糜棱巖，呈帶狀分布，斷續(xù)延伸長約500～800 m，寬2～10 m（圖6a,b）。蝕變帶由中心向兩側(cè)巖性為，含金礦化石英脈-礦化蝕變糜棱巖-糜棱巖化巖石-碎裂巖-原巖。含金礦化石英脈寬0.2～1 m之間，主要0.5 m。礦化蝕變帶普遍具褐鐵礦化，巖石多呈褐紅色土狀，局部可見顯著的孔雀石化。通過地表工作，目前圈定一條金礦體，主要受北西西向斷裂控制，礦體形態(tài)呈脈狀，產(chǎn)狀為210°∠55°，長約300 m，寬0.5～3 m，局部膨大，分布于蝕變糜棱巖帶的中心部位。撿塊樣Au品位27～103 g/t，3 個斷面刻槽取樣的金平均品位42 g/t。礦石由黃鐵絹英巖和石英脈組成，黃鐵絹英巖呈殘片狀，主要成分為石英、絹云母、黃鐵礦（多被氧化成褐鐵礦），石英呈細脈狀穿插于黃鐵絹英巖中。礦石礦物主要為自然金、黃鐵礦、褐鐵礦、孔雀石（圖6c,d），脈石礦物主要為石英、絹云母。礦石具鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，浸染狀、細脈狀、蜂窩狀構(gòu)造。

圖6 天運金礦礦體礦化照片

4 地質(zhì)和找礦意義

天運金礦位于天目金礦的西延部位，二者屬同一韌性變形帶控制，二者在地質(zhì)、構(gòu)造、蝕變、礦化、成礦時代、地球物理、地球化學(xué)和遙感等方面都具有較高的可比性（表2）。目前，天目金礦長約800 m，采礦深度已達600 m，采金約4 t，礦床礦體形態(tài)單一，金品位較高（幾克噸至上百克噸），而天運金礦地表控制長約350 m，厚度與天目金礦相當（0.5～3 m）。因此，綜合對比分析認為天運金礦具有較好的找礦前景，潛力評價預(yù)測資源量為1.5 t以上①。

表2 天目金礦與天運金礦綜合地質(zhì)要素對比表

天目金礦是東天山地區(qū)重要的金礦帶，目前已發(fā)現(xiàn)了天目、垅西、紅灘、小紅山、天目東等多處金礦床，以及天目北、天目西、紅灘南等多處金礦化點，區(qū)域地球化學(xué)異常比較明顯，該礦帶金找礦潛力大于20 t①。近年來隨著采礦的不斷深入與勘查投入的不足，天目金礦帶大部分礦山資源已經(jīng)枯竭，天目、天目東和紅灘金礦都處于半關(guān)閉狀態(tài)，本次工作新發(fā)現(xiàn)顯示該金礦帶仍有較好的找礦潛力。大量資料顯示，區(qū)內(nèi)金礦均受韌性變形帶和相關(guān)構(gòu)造的控制，礦體為石英硫化物脈型，區(qū)內(nèi)石英脈廣泛分布，如何鑒別含金石英脈和構(gòu)造帶是關(guān)鍵。我們的找礦經(jīng)驗表明由于該礦帶金礦化非常集中，元素擴散較差，1∶5萬地球化學(xué)異常較好的區(qū)域發(fā)現(xiàn)了天目、天目東和紅灘等金礦，而無異常的區(qū)域也存在金礦，如本次發(fā)現(xiàn)天運金礦。

總之，該礦帶金礦受韌性剪切帶控制，礦體以石英脈型為主，延長和延伸較大，本次找礦發(fā)現(xiàn)顯示天目金礦帶仍有較大找礦潛力。但是由于礦帶內(nèi)的已知金礦地表出露范圍較小，由于覆蓋等原因，導(dǎo)致找礦難度比較大，極易漏礦。本次成功的找礦經(jīng)驗顯示小比例尺的地球化學(xué)異常在區(qū)內(nèi)下一步找礦中意義可能不大，建議針對構(gòu)造蝕變帶和石英脈開展專項檢查和大比例尺的地球化學(xué)測量。

致謝感謝審稿人提出的寶貴修改意見和建議。感謝北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限責任公司東天山項目組和哈密紅石礦業(yè)有限公司工作人員在工作中提供的幫助。

注 釋

①北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院.2019.新疆東天山中段有色金屬基地綜合地質(zhì)調(diào)查報告[R].

② 郭新河,張黎,賈紅旭.2003.新疆哈密市大南湖金礦普查報告[R].