西南天山一帶典型金礦礦床特征及礦床成因

劉 偉，張萬杰

研究區(qū)位于中亞地區(qū)西南部與中國新疆西部毗鄰區(qū)，中亞地區(qū)地處亞洲大陸腹地，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，被肖序常院士等（2001）稱作“中亞型”造山帶。以古生代的有限洋盆及其后的縫合帶，廣泛與其間的古陸塊相拼接，而成就典型的“鑲嵌構(gòu)造”格局，此種構(gòu)造格局再復(fù)以中新生代之盆山耦合，最終形成了中亞天山及我國新疆現(xiàn)今獨特的地質(zhì)－地理結(jié)構(gòu)樣式-陸內(nèi)盆山構(gòu)造格局。

1 庫姆托爾金礦床

該礦區(qū)所處位置為，作為區(qū)域性斷裂的尼古拉耶夫斷裂帶南側(cè)，屬于天山南部與天山中部的一道分界線。礦床分布在吉爾吉斯伊賽克行政區(qū)、中天山的阿克什拉克山北西坡、納倫河上游。坐標(biāo)：北緯41°51′00″，東經(jīng)78°11′00″。礦床處在海拔4000m ～4200m 處，部分區(qū)域有冰川覆蓋。

1.1 礦床地質(zhì)特征

出露地層大約厚度在400 ～500 其以元古界里菲系為主。依據(jù)天山南部地區(qū)的地質(zhì)發(fā)育進行推測，地層為結(jié)晶基底巖系，底層巖性擁有較高的碳質(zhì)含量（多數(shù)1%～4.2%，其中部分為5%～10%），一些已經(jīng)實現(xiàn)了石墨化。針對里菲系的下部位置而言，屬于黑色頁巖與灰綠色頁巖足夠的文德系。外圍屬于片麻巖。

斷裂共有3 條，其形成和金礦化之間維持密切的寬度在60m ～100m 左右的一條破碎帶。

內(nèi)部沒有侵入巖體顯露?？上嚓P(guān)技術(shù)人員表明，按照現(xiàn)有資料進行推測，其應(yīng)處在地表以下3km。

1.2 礦體特征

受到斷裂破碎帶（以近動向為主，部分為東西向）限制下的礦體，呈現(xiàn)為脈狀與板狀，在黑色巖系賦存，朝南東方向傾斜且傾角是40°～70°，據(jù)計算礦帶長度是12km，能將其劃分成3大礦段分別為東、中、西礦段。針對中段來講，其屬于主礦體顯露于地表1000m ～1200m，中段的最富礦段長度是500m，含有2 層礦體且厚都在20 左右m，彼此間相隔距離是20m ～30m，2層礦體交匯位置的礦體約100m 厚；西礦段與東礦段的長度都在500 左右m，兩者厚度約10m。從整體角度來看，地層和礦體走向雖然一致可在傾向上存在夾角，相比圍巖礦體傾角會更陡一些。

1.3 礦石特征

1.3.1 礦石組構(gòu)

含金千枚巖以及石英脈型，屬于金礦石的兩種類型，其主要是含金石英脈型。金屬礦物大部分是黃鐵礦，還有一些少量的輝銅礦與自然金；有關(guān)脈石礦物，多數(shù)為碳酸巖、鈉長石等。

條紋狀、角礫狀等是礦石主要構(gòu)造，其中針對角礫狀礦石而言，角礫主要是碳質(zhì)千枚巖。有關(guān)其結(jié)構(gòu)，以自形結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)以及半自形粒狀結(jié)構(gòu)為主。

1.3.2 成礦元素

Au 是成礦重要元素，Au 有90%以上均于黃鐵礦賦存。與此同時，礦石當(dāng)中還有其他成礦元素，例如銀、鎢、碲與硫等存量分別為2.38g/t、0.03%、9.2g/t 與4.3%，其中含鎢達到0.1%的礦體較為清晰，基本沒有看到有害雜質(zhì)。

1.4 圍巖蝕變

礦體圍巖呈現(xiàn)出強烈蝕變現(xiàn)象，主要是硅化，黃鐵礦化、絹云母化等為其次，經(jīng)過氧化之后的地表鐵礦物產(chǎn)生紅色鐵帽，據(jù)測量氧化深度約10m。

1.5 成礦作用及成礦年齡

礦區(qū)的成礦作用體現(xiàn)出多期性，成礦主要劃分為3 個階段，而且每一階段在進行成礦時均能看到金的礦化作用。

相關(guān)地質(zhì)專家提出的成礦年齡是214Ma ～280Ma。

1.6 礦床成因

此礦床具有“炭泥變質(zhì)巖型”金礦床的基本條件，一是含碳細(xì)碎屑巖組成深水復(fù)理石沉積。二是強構(gòu)造動變形、形成韌性剪切帶動力變質(zhì)作用。三存在的巖體侵入熱變質(zhì)作用。

相關(guān)地質(zhì)專家依據(jù)庫姆托爾以及穆龍濤金礦床，兩者都源于碳質(zhì)黑色巖系、擁有類似蝕變類型與礦床的兩個淺部都沒有體現(xiàn)存在花崗巖體的特點，提出庫姆托爾金礦床從屬于穆龍?zhí)仔??？墒莾烧咴谫x礦地層上存在較大差異，如果從該觀點角度出發(fā)，將其歸結(jié)到穆龍?zhí)仔腿杂写剂俊?/p>

2 薩瓦亞爾頓金礦床

礦床處在東阿賴山的北側(cè)，地理坐標(biāo)：東經(jīng)74°15′00″～74°20′43″，北緯 40°02′14″～40°08′00″，整體面積在27km2左右。在大地構(gòu)造上，薩瓦亞爾頓金礦床位于伊犁－伊塞克湖微板塊與塔里木北緣活動帶的交接部位。

2.1 礦床地質(zhì)特征

2.1.1 地層

礦區(qū)出露地層有上志留統(tǒng)、下泥盆統(tǒng)、中泥盆統(tǒng)和上石炭統(tǒng)，各統(tǒng)之間呈斷層接觸。上志留統(tǒng)和下泥盆統(tǒng)為賦礦地層。上志留統(tǒng)塔爾特庫里組由一套淺變質(zhì)含碳碎屑巖組成，按巖性組合劃分為四段，一段為含碳千枚巖與薄層狀變質(zhì)粉砂巖不等厚互層，二者構(gòu)成1cm ～3cm 厚的韻律層，局部夾變質(zhì)細(xì)砂巖。二段為薄層狀變質(zhì)細(xì)砂巖、變質(zhì)粉砂巖、含碳千枚巖三者互層。三段巖性組合為為含碳千枚巖夾千枚狀板巖、條帶狀硅質(zhì)巖、鈣質(zhì)礫巖，底部出現(xiàn)結(jié)晶灰?guī)r夾硅質(zhì)條帶透鏡體。四段為變質(zhì)砂巖、硅質(zhì)巖，夾含碳千枚巖，硅質(zhì)巖中含放射蟲。下泥盆統(tǒng)薩瓦亞爾頓組與塔爾特庫里組為斷層接觸，劃分為兩個巖性段，一段由灰黑色薄層狀含碳千枚巖夾灰色中厚層狀變質(zhì)細(xì)砂巖組成。二段為灰色中厚層狀變質(zhì)鈣質(zhì)細(xì)砂巖夾碳質(zhì)千枚巖，局部夾變質(zhì)粉砂巖。二段與一段為整合接觸。中泥盆統(tǒng)托格買提組出露于礦區(qū)SE 部，為灰白色大理巖化灰?guī)r，產(chǎn)出蜂巢珊瑚、簇珊瑚等化石。上石炭統(tǒng)為含碳千枚巖夾薄層狀變質(zhì)鈣質(zhì)粉砂巖，局部夾灰?guī)r透鏡體，底部為厚10m ～50m 的灰黑色薄層泥灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r，夾碳質(zhì)千枚巖、板巖或變質(zhì)細(xì)砂巖薄層。

出露地層各統(tǒng)呈現(xiàn)出斷層接觸。其中上志留以及下泥盆統(tǒng)都屬于賦礦地層。含碳濁積巖是其主要容礦巖系，韻律層理、水平層理以及包卷層理等均是廣泛發(fā)育的。相對該所處位置的其他地層，金含量較高，這也能夠體現(xiàn)出濁積巖，在其粘土礦物與碳質(zhì)的沉積過程中針對金的吸附作用相對較強，從而實現(xiàn)其初始富集。

2.1.2 構(gòu)造

礦床處在薩瓦亞爾頓－吉根韌脆性剪切帶，擁有明顯的韌脆性剪切帶控礦。

（1）韌性剪切帶。走向和傾向分別是NNE、NNW－NW，剪切帶的傾角范圍時50°～85°，斜交于地層。間隔排列的強變以及弱變形帶，巖石面理構(gòu)造非常發(fā)育，大部分片理的傾向?qū)儆贜E 向，整體產(chǎn)狀的走向、傾向與傾角分別是40°～50°，320°～330°和60°～80°。面理只有一組發(fā)育至于其他方向沒有發(fā)育，只是S-C 面理局部發(fā)育。初糜棱巖、強烈片理化帶、拉伸線理等一起形成韌性剪切帶，其中二級剪切帶劃分為7個。廣泛發(fā)育的A 型褶皺是該剪切帶的一個主要特點，通常規(guī)模相對較小，高度低于20cm，寬度在10cm ～40cm 左右，長度為0.5m ～2m，整體形態(tài)相對復(fù)雜以尖棱、對稱的褶皺為主。有關(guān)變質(zhì)砂巖層，通過統(tǒng)計其拉伸線理產(chǎn)狀得出線理側(cè)伏向大約是20°～30°，拉伸線理產(chǎn)狀的側(cè)伏角大約在60°～70°。

長英質(zhì)糜棱巖屬于主要糜棱巖的組成，其中也含有一定量的鈣質(zhì)糜棱巖。關(guān)于長英質(zhì)的糜棱巖，通過玢巖與砂巖變形而形成的，總體上是透鏡以及帶狀分布，如果從微觀角度來看屬于細(xì)?；冃危谓z構(gòu)造、旋轉(zhuǎn)碎斑系、曲頸狀構(gòu)造、碎斑結(jié)構(gòu)發(fā)育。

其屬于層次斷裂構(gòu)造，韌性擠壓帶是早期狀態(tài)，脆韌性剪切帶是中期狀態(tài)，疊加脆性斷裂破碎帶是晚期狀態(tài)。體現(xiàn)出有深部朝著地殼淺部逐漸抬升的一個變形過程，而且雁列式破碎帶會嚴(yán)格控制礦體。

（2）脆性斷層。針對脆性斷裂發(fā)育而言，依據(jù)方向能將其劃分為NE 向，NW 向以及部分近南北向。NE 向是其中規(guī)模最大的，整體長度在10km 以上，向北伸入吉爾吉斯斯坦境，主要是逆斷層且向NW 傾斜，傾角相對較陡為50°～70°左右。礦區(qū)中部有F3 斷裂，這也是重要的礦區(qū)內(nèi)部斷裂構(gòu)造，其中存在著Ⅳ號礦化帶。出露長約10km，南部直到吉根，至于其北部能進入吉爾吉斯斯坦，NW 是其傾向，70°是傾角，相交地層且交角不超過20°，整個破碎帶寬度約50m ～100m，破碎帶屬于大型斜沖式脆韌性剪切帶。稱之灰?guī)r大斷裂的F6 處于其東部，從區(qū)域角度來看這是一支分支斷裂。其于礦區(qū)出露長度是9km，走向是NE，傾向約300°～320°，而且傾角在60°～75°左右。在斷層面上存在著發(fā)育階步以及擦痕，上盤薄層灰?guī)r夾變質(zhì)砂巖、含碳千枚巖中發(fā)育牽引褶皺，下盤大理巖化灰?guī)r破碎，破劈理發(fā)育。

按照擦痕情況與牽引褶皺這是從SW 朝著NE 斜沖的一個逆斷層。刨除礦區(qū)內(nèi)部的F1 ～F6 斷裂具有較大規(guī)模較，剩下規(guī)模較小的極為發(fā)育，而且?guī)r石在斷裂帶內(nèi)部強烈破碎，呈現(xiàn)出較強的熱液蝕變。該礦區(qū)關(guān)鍵的含礦構(gòu)造為NE ～NNE 向破碎帶，而且呈現(xiàn)出間距相等的分布特點，現(xiàn)階段礦化帶都在破碎帶中賦存。

2.1.3 巖漿巖

相對微弱的巖漿活動，沒有看到較大的侵入巖體，可是在礦區(qū)與其外圍地層中存較少的灰綠巖脈、基性熔巖以及二長斑巖脈分布，長一般440m ～1500m，寬15m ～45m。另有部分基性巖脈可能是吉根蛇綠雜巖的一部分，這屬于晚古生代塔里木板塊的一個產(chǎn)物。

2.2 礦體特征

發(fā)現(xiàn)在礦區(qū)中的礦化帶共有22 條，主要分布于細(xì)砂巖夾少量碳質(zhì)絹云千枚巖。走向為NE-NNE，斷裂破碎帶對其控制。以Ⅳ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅺ為主。其中規(guī)模最大的為Ⅳ號礦化帶，長度超過4000m，寬度約15m ～200m，9 個礦體已經(jīng)被圈出，長度及其厚度分別為860m ～1390m 和0.90m ～48.56m，礦化帶的傾向延深約70m ～505m，其中Au 品位范圍時1.44g/t ～5.92g/t。Ⅰ號寬度是100m ～150m，長度是3800 米，被圈出的礦體有3 個，Au 品位范圍在1 ～3g/t；關(guān)于Ⅱ號，寬度是20m ～58m，長度是4000米，已控制礦體共有6個，Au品位范圍在1g/t ～1.7g/t，最后Ⅺ號，寬度是1m ～10m，長度是100m，有2 個礦體，1.02g/t ～1.31g/t 為Au的品位范圍。

2.3 礦石特征

按照礦物組合以及產(chǎn)狀原生礦石進行網(wǎng)脈型、含金石英細(xì)脈、含金硅化粉砂巖型進行劃分。自然類型共同5 類，主要是金－毒砂－黃鐵礦－石英礦石；金－脆硫銻鉛礦-（輝銻礦）礦石等。主要的礦石結(jié)構(gòu)屬于自形粒狀、固溶體分解結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)以及碎裂結(jié)構(gòu)等。有關(guān)其構(gòu)造劃分為浸染狀、條帶狀、塊狀、以及揉皺等。其中浸染狀礦石，黃鐵礦以星點狀的形式分布于蝕變碳質(zhì)千枚以及石英細(xì)脈巖。黃鐵礦、毒砂、輝銻礦和石英呈細(xì)脈-浸染狀出現(xiàn)在蝕變巖的裂隙中。針對其中的條帶狀構(gòu)造重要組成如下：毒砂、磁黃鐵礦以及黃銅礦等，各個組分分布形式為相間成帶狀。礦物種類超過40 種，其中金屬礦物主要是黃鐵礦、毒砂以及黃銅礦，其次便是磁黃鐵礦、方鉛礦等，除以上種類外還有一些自然鉍、錫石以及黝銅礦。在這些礦物中非金屬類型的主要是方解石、石英以及絹云母等。含金礦物主要是毒砂、黃鐵礦以及黃銅礦，通過對含金量進行分析，上述礦物含量是0.01% ～0.361%，0.004% ～2.92%以及0.02% ～0.3%。針對氧化礦石而言，礦物主要成分為褐鐵礦、黃鉀鐵礬、銻華以及銅藍(lán)等。

2.4 圍巖蝕變

圍巖蝕變較發(fā)育，以破碎帶為基礎(chǔ)體現(xiàn)出線狀分布，常見類型如下：硅化、毒砂化以及絹云母化等，破碎帶的局部存在著綠泥石化。硅化、毒砂化和金礦化之間的關(guān)系十分密切。最發(fā)育的是硅化主要形式有兩種：首先，以網(wǎng)脈、細(xì)脈以及條帶狀在礦體與裂隙當(dāng)中分布，寬度約0.2mm ～10mm，長度在數(shù)厘米到十余厘米，一般情況下會和鐵礦與絹云母共生。其次，石英在碎裂巖中以斑點狀、浸染狀、等形式分布。能夠在I 號與II 號礦化帶發(fā)現(xiàn)次生石英巖。普遍發(fā)育的為黃鐵礦化，體現(xiàn)西脈狀或者是細(xì)小粒狀產(chǎn)出。星點浸染狀的毒砂或者和石英、黃鐵礦組建細(xì)脈于近礦圍巖、礦體中分布，使用電子探針進行含金量分析為0.004%～2.92%，這一分析數(shù)據(jù)表明毒砂屬于一種重要的載金礦物。近礦圍巖與礦體是絹云母化主要發(fā)育位置，以磷片集合體分布在糜棱巖的裂隙與面理。通常情況下，相對強烈的圍巖蝕變地段，擁有更多的硫化物含量而且金品位也相對較高。熱液蝕變分帶在礦區(qū)較弱，可是礦區(qū)的IV 號中部由礦體至圍巖能劃分成3 個碎裂巖帶：一是黃鐵礦化，以星散狀或者是團塊狀分布，少見其他硫化物；二是黃鐵礦化、毒砂化，主要特征為增加硫化物含量，金品位提高；三是黃鐵礦化、輝銻礦化，不僅存在輝銻礦細(xì)脈而且毒砂含有量顯著降低。

2.5 地球化學(xué)特征

該區(qū)處于1：25 萬區(qū)域化探HS-28 號綜合異常的東南部，以Pb、Zn、Ag、Cu、Cd 元素異常為主，伴有Au、As、Sb 元素異常。其中，Pb 極大值為162×10-6、Zn 極大值為314×10-6、Ag 極大值為1.2×10-6、Cd 極大值為.2×10-6，顯示出良好的成礦地球化學(xué)特征。

2.6 物探特征

作區(qū)內(nèi)新發(fā)現(xiàn)的庫爾班卡西銅礦化蝕變帶，布設(shè)電、磁物探綜合剖面7 條，剖面方向為352°，線距200 米，線長1600m，點距40m。綜合考慮，認(rèn)為CS-6 ～CS-10 點之間的高極化率異常是銅礦化的顯示，在該區(qū)域銅元素富集沉淀。視極化率特征顯示向深部異常地質(zhì)體含礦性較好，對應(yīng)視極化率極值較大，高值圈閉面積較大，視極化率場區(qū)域平穩(wěn)，推斷為含銅礦化巖體引起，礦化體寬度約50m ～65m，礦化體向深部延伸較大。從視極化率及視電阻率等值線深部延伸特征看，推斷礦化體應(yīng)為向北傾。

2.7 礦床成因

本礦床為黑色巖系中金礦床，其成礦特點：區(qū)域內(nèi)地球化學(xué)和礦區(qū)硫鉛同位素表明，金的物質(zhì)來源與深源有關(guān)，元古宇和早古生代巖層是金的重要來源；區(qū)內(nèi)碳質(zhì)層對金有富集作用，成為重要礦源層，礦化帶分布具有層控的特點；區(qū)內(nèi)巖漿活動為成礦提供了熱源和物源。氫氧同位素表明，成礦流體主要是古大氣降水；成礦經(jīng)過了相當(dāng)漫長的多階段“脈動”過程，成礦至少有兩期；成礦溫度較為穆龍?zhí)捉鸬V低，主要是銀金礦和金銻組合，這與穆龍?zhí)捉鸬V以自然金為主的金鎢組合不同；斷裂活動和演化是重要成礦機制，特別是剪切帶是成礦的空間。