新疆東準(zhǔn)噶爾南明水東蝕變巖型金礦床地質(zhì)特征、控礦因素和找礦標(biāo)志

梁孝偉，王雪杰，毛紅偉，丁威成，梁東

(中國冶金地質(zhì)總局新疆地質(zhì)勘查院，烏魯木齊 830000)

0 引言

東準(zhǔn)噶爾地區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)準(zhǔn)噶爾盆地的東北緣，處于西伯利亞板塊與哈薩克斯坦—準(zhǔn)噶爾板塊的結(jié)合部位，是中亞造山帶的組成部分；該區(qū)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，巖漿活動(dòng)頻繁，是地學(xué)研究和礦產(chǎn)勘查的熱點(diǎn)地區(qū)[1-2]。在東準(zhǔn)地區(qū)發(fā)育有著名的卡拉麥里金礦帶[3-4]，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的金礦床、金礦點(diǎn)和金礦化點(diǎn)已逾百處[5]，南明水東金礦床即位于卡拉麥里金礦帶的東南端[4]。

南明水東金礦床于2004年發(fā)現(xiàn)以來，陸續(xù)有多家勘查單位進(jìn)行了工作，目前礦區(qū)已達(dá)到詳查程度，礦床規(guī)模為中小型。但礦床的研究程度較低，與較高的勘查級(jí)別不相匹配，金礦類型、成礦模式等還存在不同認(rèn)識(shí)①[4-8]，在一定程度上制約了金礦床的進(jìn)一步找礦勘查。本文在野外地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上，總結(jié)了南明水東金礦床的礦床地質(zhì)特征、控礦因素和找礦標(biāo)志，并提出了下一步勘查的建議，以期為新疆北部的金礦找礦勘查提供新的思路。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

南明水東金礦區(qū)位于新疆奇臺(tái)縣以東160 km處，大地構(gòu)造屬于北塔山—三塘湖復(fù)合島弧帶(圖1)②。區(qū)域出露地層以泥盆系、石炭系為主，泥盆系主要為中泥盆統(tǒng)平頂山組(D2p)、卡拉麥里組(D2k)和上泥盆統(tǒng)塔木崗組(D3t)，為一套淺海相-濱海相的細(xì)碎屑巖建造；石炭系主要為下石炭統(tǒng)南明水組(C1n)及上石炭統(tǒng)巴塔瑪依內(nèi)山組(C2b)，為一套火山巖建造；其中南明水組(C1n)的出露面積十分廣泛，是區(qū)域重要的含金地層[9-10]。區(qū)域斷裂主要有卡拉麥里深斷裂[11-13]和清水—蘇吉泉大斷裂[14]，在這兩條區(qū)域大斷裂影響下派生出許多次級(jí)斷裂；褶皺主要為清水—南明水褶皺束。巖漿巖主要沿卡拉麥里斷裂以北地區(qū)廣泛出露，巖性為華力西中期的超鎂鐵質(zhì)巖到酸性侵入巖；區(qū)內(nèi)脈巖較為發(fā)育，多沿構(gòu)造帶中次級(jí)斷裂平行侵位，脈巖在空間上往往與金礦化緊密相關(guān)。

圖1 卡拉麥里地區(qū)區(qū)域地質(zhì)略圖(據(jù)注釋②、文獻(xiàn)[6]，修編)Fig.1 Regional Geological sketch of Kalamery area1.下石炭統(tǒng)；2.中泥盆統(tǒng)；3.花崗巖類；4.閃長巖類；5.超基性巖類；6.區(qū)域大斷裂；7.金礦床(點(diǎn))；8.南明水東礦區(qū)

卡拉麥里成礦帶夾持于卡拉麥里斷裂和清水—蘇吉泉大斷裂之間，東西延伸達(dá)300 km，南北展布寬度20～40 km[14]，目前成礦帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有大量的金礦，著名的雙泉金礦[15]、蘇吉泉金礦[16]、清水金礦[17]和柳樹泉金礦[3]均產(chǎn)于其中，顯示出巨大的金礦勘查潛力。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)主要出露下石炭統(tǒng)南明水組(C1n)[10]，未見有巖漿巖出露，褶皺和構(gòu)造發(fā)育(圖2)。

圖2 南水明東金礦區(qū)地質(zhì)圖(據(jù)文獻(xiàn)[9]，修編)Fig.2 Geological map of Nanmingshuidong Au deposit area1.下石炭統(tǒng)南明水組第二段；2.下石炭統(tǒng)南明水組第一段；3.中泥盆統(tǒng)平頭山組；4.地質(zhì)界線；5.斷裂及編號(hào)；6.斷裂破碎帶及編號(hào)；7.金礦體及編號(hào)；8.褐鐵礦化蝕變帶

(1)地層。礦區(qū)出露地層簡單，主要有中泥盆統(tǒng)平頭山組(D2p)和下石炭統(tǒng)南明水組(C1n)，二者以斷層接觸。平頭山組分布于礦區(qū)的北部，為一套火山碎屑巖，主要巖性有凝灰砂礫巖、晶屑巖屑凝灰?guī)r，地層傾向SW，傾角60°～75°。南明水組主要為一套火山碎屑巖建造，局部見少量火山熔巖；分為2個(gè)巖性段，第一巖性段(C1n1)出露于礦區(qū)的中北部，巖性有火山凝灰?guī)r、晶屑凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)砂礫巖，為本礦區(qū)的主要賦礦層位；第二巖性段(C1n2)出露于礦區(qū)的西南部，巖性主要有凝灰質(zhì)砂礫巖、凝灰質(zhì)粉砂巖夾少量安山巖，與第一巖性段為斷層接觸。

(2)構(gòu)造。礦區(qū)內(nèi)發(fā)育有3條主要斷裂(F1、F2和F3)，其中F1斷裂分布于礦區(qū)北部，為清水—蘇吉泉大斷裂，為石炭系和泥盆系的分界線；斷裂走向NE向-近EW向，斷層面陡立，傾向N，斷裂帶附近發(fā)育強(qiáng)碎裂的破碎蝕變帶，見強(qiáng)烈的褐鐵礦化和黃鐵鉀釩。F2斷裂位于礦區(qū)中部，為后期逆斷層，切割地層和礦體；走向NE向，延伸長度160 m，斷層面傾向SE，近乎直立。F3斷裂位于礦區(qū)南東部，為逆斷層，走向NW，長度>1200 m，東西兩側(cè)均延出礦區(qū)；斷裂面N傾，傾角約為75°，為南明水組上、下2個(gè)巖性段的分界線。南明水向斜為一線狀緊密的復(fù)式向斜，軸向NW向，兩翼傾角55°～80°，褶皺帶內(nèi)巖石十分破碎，小褶曲發(fā)育，礦區(qū)位于該復(fù)式向斜的北翼。

(3)蝕變特征。礦區(qū)的蝕變帶較為發(fā)育，其中以301號(hào)、341號(hào)和311號(hào)蝕變帶為代表(表1)。蝕變帶長140～1310 m，寬1～70 m，受主構(gòu)造線方位的制約，蝕變帶的走向以NE向和近EW向?yàn)橹?，傾角52°～85°，具分支復(fù)合特點(diǎn)，西部較寬，向東逐漸變窄；蝕變巖石以淺灰色、黃褐色為主，巖性有蝕變(晶屑)凝灰?guī)r、糜棱巖、石英細(xì)脈和石英網(wǎng)脈，蝕變巖的含脈率為5%～25%，局部地段石英呈細(xì)脈狀-團(tuán)塊狀出現(xiàn)；蝕變類型為褐鐵礦化、黃鐵礦化、毒砂化、硅化、絹云母化、綠泥石化，局部地段可見碳酸鹽化、高嶺土化。金礦化主要產(chǎn)于蝕變(晶屑)凝灰?guī)r中，受近EW向構(gòu)造蝕變破碎帶控制。共圈定金礦體13個(gè)，其中主礦體為301-1、301-2和341-1號(hào)礦體。礦體呈脈狀，產(chǎn)狀與控礦構(gòu)造基本一致，接觸界線較為清楚。

表1 礦區(qū)蝕變帶特征統(tǒng)計(jì)Table 1 Statistics of characteristics of alteration zones in the deposit area

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦區(qū)共圈出了金礦體13條，其中301-1、301-2和341-1號(hào)金礦體規(guī)模較大，為礦區(qū)的主礦體(圖3)。賦礦巖性為蝕變凝灰?guī)r，其頂?shù)装鍑鷰r為凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖、晶屑凝灰?guī)r，金礦石中常見褐鐵礦和黃鐵礦。圍巖蝕變有絹云母化、綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化和高嶺土化等。金礦體呈脈狀展布，產(chǎn)狀較穩(wěn)定，產(chǎn)狀29°～350°∠69°～88°，真厚度0.44～6.95 m，平均1.48～2.18 m(表2)。金的品位w(Au)=0.53×10-6～60.95×10-6，平均品位2.76×10-6～3.53×10-6，品位變化系數(shù)為52%～132%，屬有較均勻型礦體。

3.2 礦 石特征

(1)礦石礦物成分。金屬礦物為自然金、赤鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦、毒砂和鈦鐵礦，脈石礦物為石英、長石、云母和方解石(圖4)。

自然金。金黃色，強(qiáng)金屬光澤；他形粒狀，大小0.005～0.075 mm；金礦物在礦石中多為裂隙金和孔隙金，部分為包裹金；金的載體礦物多為赤鐵礦，少量為石英和毒砂。自然金的成色平均為82.10，雜質(zhì)含量較少(圖5a)。

黃鐵礦。多呈交代殘余結(jié)構(gòu)存在于赤鐵礦中，少量呈不規(guī)則微粒聚群不均勻分布(圖5b)，他形粒狀，粒徑<0.01 mm，黃白色，呈細(xì)小的顆粒狀分布。

赤鐵礦。多為他形集合體，少量為半自形或自形假晶。赤鐵礦交代毒砂或黃鐵礦，交代完全時(shí)保留黃鐵礦或毒砂的礦物外形，呈黃鐵礦或毒砂的假相，部分赤鐵礦中可見交代殘余的黃鐵礦或毒砂(圖5c)。

褐鐵礦。多見于地表氧化帶，呈他形粒狀，粒徑與黃鐵礦相近，微帶藍(lán)的灰色，多呈單顆粒狀且分布極不均勻。

毒砂。多為半自形-自形晶(圖5d)，粒度細(xì)小，不均勻分布于脈石中。

(2)礦石組構(gòu)。礦石結(jié)構(gòu)有膠狀結(jié)構(gòu)、自形-半自形晶結(jié)構(gòu)、他形晶結(jié)構(gòu)和交代殘余結(jié)構(gòu)等；礦石構(gòu)造主要為脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造和塊狀構(gòu)造等(圖4)。

(3)礦石化學(xué)成分。礦石中有用元素為Au，無伴生有用組分；礦石中有害元素為C、Sb和As；Cu、Pb、Zn含量甚微。

圖3 南明水東金礦區(qū)勘查線地質(zhì)剖面圖(據(jù)梁孝偉①，修編)Fig.3 Geological section of prospecting line in Nanmingshuidong Au deposit areaa.44號(hào)勘查線剖面圖；b.40號(hào)勘查線剖面圖

表2 南明水東金礦床主礦體地質(zhì)特征Table 2 Characteristics of the main ore bodies in Nanmingshuidong Au deposit

圖4 南明水東金礦區(qū)金礦石照片F(xiàn)ig.4 Ore photo of Nanmingshuidong Au deposit

圖5 南明水東金礦區(qū)礦石礦物顯微照片F(xiàn)ig.5 Microscopic photo of the ore in Nanmingshuidong Au deposita.膠狀赤鐵礦中的包裹金；b.赤鐵礦中的交代殘余狀黃鐵礦；c.膠狀赤鐵礦包裹交代殘余的黃鐵礦；d.自形狀毒砂沿裂隙分布

(4)自然金特征及金的賦存狀態(tài)。礦石中的自然金以細(xì)粒為主，平均粒度0.05 mm，分布極不均勻，局部聚集現(xiàn)象較為普遍。金礦物多呈裂隙金和孔隙金，其次為包裹金；自然金的產(chǎn)出狀態(tài)多樣，大部分自然金以可見金的形式產(chǎn)于石英和碳酸鹽礦物之中(圖6)。

(5)礦石類型和品級(jí)。礦石自然類型為氧化礦石，工業(yè)類型為含金蝕變巖型礦石。

圖6 南明水東金礦區(qū)含金礦物電子探針照片F(xiàn)ig.6 Electronic probe photo of Au-bearing mineral in Nanmingshuidong Au deposita.赤鐵礦中的金礦物；b.硅酸鹽中的金礦物；c.毒砂中的金礦物；d.單體的金礦物

3.3 礦床成因

礦區(qū)內(nèi)下石炭統(tǒng)南明水組地層Au元素背景值較高，構(gòu)成主要的礦源層，為礦床的形成提供了成礦物質(zhì)來源。在區(qū)域構(gòu)造-巖漿運(yùn)動(dòng)中形成的熱液不斷交代、萃取圍巖中的Au元素，使熱液中的Au濃度不斷增加。在斷裂構(gòu)造活動(dòng)的高峰階段之后，由于構(gòu)造應(yīng)力釋放后巖石處于松弛狀態(tài)，形成了大量的張性裂隙空間，含礦流體快速向這些低壓開放空間運(yùn)移，填充和交代作用同時(shí)發(fā)生，繼而出現(xiàn)Au元素的富集沉淀，最終形成金礦體。綜上分析認(rèn)為，金礦成因類型屬受韌脆性剪切破碎帶、地層建造和熱液活動(dòng)控制的中低溫?zé)嵋何g變巖型金礦床。

4 控礦因素與找礦標(biāo)志

4.1 控礦因素

(1)地層因素。下石炭統(tǒng)南明水組巖石中Au元素的豐度較高，構(gòu)成主要的礦源層，為金礦的形成提供了成礦物質(zhì)來源，且區(qū)域上卡拉麥里金礦多產(chǎn)于石炭系中，由此認(rèn)為地層對(duì)成礦的控制作用是明顯的。

(2)構(gòu)造因素。區(qū)域斷裂為熱液的運(yùn)移通道，次級(jí)張性斷裂為主要的儲(chǔ)礦空間。

(3)熱液因素。金礦體產(chǎn)于破碎蝕變巖和含礦石英網(wǎng)脈中，均為構(gòu)造、熱液活動(dòng)的直接產(chǎn)物，即為成礦的主要因素。

4.2 找礦標(biāo)志

(1)下石炭統(tǒng)分布區(qū)、斷裂的交匯部位，是尋找金礦的有利地質(zhì)標(biāo)志。

(2)褐鐵礦、黃鐵礦、硅化、碳酸鹽化、綠簾石化、綠泥石化、絹云母化和高嶺土化等是重要的礦化蝕變標(biāo)志。

(3)Au、Ag、As、Sb等元素的組合異常(綜合異常)與金礦(化)體疊合較好，是關(guān)鍵的勘查地球化學(xué)標(biāo)志。

5 找礦方向

(1)南明水組的Au元素豐度較高，可提供金礦的成礦物質(zhì)，可視為金的礦源層和有利的找礦層位。

(2)構(gòu)造的發(fā)育程度直接影響金元素的富集，斷裂構(gòu)造可為Au元素的遷移與富集提供有利的通道和良好的儲(chǔ)存空間，次級(jí)斷裂及其斷裂交匯部位是金礦體形成的有利地段。

(3)加強(qiáng)區(qū)內(nèi)蝕變帶同礦區(qū)主礦體的對(duì)比研究，優(yōu)選和確定找礦潛力較大的蝕變帶，開展深部工程驗(yàn)證工作。

(4)金礦的品位和礦體厚度比較穩(wěn)定，且向深部有變高(變厚)的趨勢，應(yīng)當(dāng)注意深部金礦體的找礦評(píng)價(jià)工作。

6 結(jié)論

南明水東金礦是地層、構(gòu)造和熱液綜合作用的產(chǎn)物，斷裂和構(gòu)造交匯部位是找礦有利成礦地段，金礦床類型為中低溫?zé)嵋何g變巖型金礦床；礦區(qū)地表蝕變帶數(shù)量較多，且具一定規(guī)模，深部尚未完全控制，具有良好的找礦前景。

注釋：

① 梁孝偉. 新疆奇臺(tái)縣南明水東金礦詳查報(bào)告. 烏魯木齊:中國冶金地質(zhì)總局新疆地質(zhì)勘查院,2018.

② 新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院. 新疆維吾爾自治區(qū)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià). 烏魯木齊:新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院,2010.