敦德鐵礦金礦體成礦地質(zhì)條件與找礦前景分析

趙 強(qiáng)

（新疆鋼鐵雅滿蘇礦業(yè)有限責(zé)任公司，新疆 哈密 839000）

1 概述

敦德鐵鋅礦隸屬新疆八鋼礦業(yè)資源有限公司，位于和靜縣城340°方位約163km處。礦區(qū)位于拜斯廷薩拉溝發(fā)源地。本文通過對(duì)區(qū)域地質(zhì)、礦區(qū)構(gòu)造、礦石礦物、地球化學(xué)等特征進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)了Au4 礦體，Au4礦體由5 個(gè)分枝礦體構(gòu)成，并對(duì)其進(jìn)行了資源儲(chǔ)量估算。研究總結(jié)出了淺棕—淺灰綠色矽卡巖可能是Au元素成礦的有利礦源層，礦體及蝕變帶、土壤、巖石地球化學(xué)異常，磁黃鐵礦化、（鈷）毒砂化、斜砷方鐵礦化、硅化、碳酸鹽化等蝕變是本區(qū)金礦的重要找礦標(biāo)志。

2 地質(zhì)概況

2.1 地層

礦區(qū)地表出露地層為下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組第三亞組地層，其余為大面積的殘坡積物、冰水堆積物。

2.1.1 下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組

礦區(qū)主要地層為下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組第三亞組。在礦區(qū)地表的中部及南部大面積出露，主要巖性為淺灰白色、淺灰綠色硅化玄武質(zhì)晶屑凝灰?guī)r；灰綠色綠簾石化、綠泥石化玄武質(zhì)凝灰?guī)r；火山集塊巖。在3788中段各進(jìn)路平硐探工程及鉆探工程的各個(gè)剖面中出露有灰—淺灰色蝕變細(xì)粒長(zhǎng)石巖屑砂巖；灰綠色流紋質(zhì)晶屑火山塵凝灰?guī)r；灰色強(qiáng)蝕變粉砂巖；灰色、灰白色大理巖化灰?guī)r；灰白色—白色矽卡巖化大理巖；灰—深灰褐色透輝石榴石矽卡巖；淺褐綠色安山巖。

2.1.2 第四系

第四系主要為殘坡積物、第四系現(xiàn)代冰川堆積及殘坡積物、現(xiàn)代冰川和砂礫石等冰川堆積層。

（1）第四系殘坡積物：分布于山坡兩側(cè)及溝谷中，時(shí)代為更新世。由凝灰?guī)r、花崗巖及少量磁鐵礦碎石堆積而成，礫徑大小不等，一般0.05～0.15m，個(gè)別達(dá)0.3m，橫向上連續(xù)性較差，出露厚度一般為0～12m。這些殘坡積物為一套半固結(jié)的砂礫石層和腐植土，其成分嚴(yán)格受下伏基巖和周圍出露地層的巖性控制。棱角分明，無分選和磨圓。成層性差。

（2）第四系冰水堆積物及殘坡積物：主要分布在礦區(qū)北部和北東部。冰水堆積物分布于礦區(qū)基巖露頭區(qū)陡坎下方，或平緩低凹處，主要由尖棱角狀火山巖碎石及冰水沉積的泥、砂等組成，高5～20m。

（3）現(xiàn)代冰川：主要分布在礦區(qū)中部海拔3500m以上山脊地段，為終年不化的第四系現(xiàn)代冰川?，F(xiàn)存冰川堆積物所顯示冰川規(guī)模，長(zhǎng)2300m，寬500m。冰川所過之處溝谷呈U 形谷，當(dāng)行進(jìn)至海拔3800m 時(shí)全部消融。

（4）冰川堆積層：夏格孜達(dá)坂海拔4700m的山峰周圍分布大量的冰川，山峰終年積雪，發(fā)育角峰、刃脊、冰川，大多數(shù)冰舌前緣發(fā)育有冰磧物。冰磧物主要為冰磧轉(zhuǎn)石、砂礫、砂土，冰磧和冰水堆積物常間互出現(xiàn)，冰磧物在地貌上多形成冰舌前緣的側(cè)磧、終磧和垅崗等。堆積物最大角礫可達(dá)10m以上。巖性為附近基巖各種變質(zhì)巖。時(shí)代為更—全新世。分布于冰川之下的洼地中，系冰川作用造成冰磧物雜亂堆積之產(chǎn)物，厚約10～20m，主要組成為漂礫、亞砂、亞砂土等。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，主體為一單斜構(gòu)造。區(qū)內(nèi)地表出露的地層為大哈拉軍山組的一套海相碳酸鹽巖和火山碎屑巖，走向北西—南東向和北東—南西，傾向北西—北東，傾角中等45°～82°。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為鞏乃斯裂谷侵入巖帶伊克鐵木爾晚二疊世殼源序列，出露于礦區(qū)地表西部及西南部，呈北西南東向帶狀分布，它與地表中部的火山巖地層之間為侵入接觸關(guān)系。在3788 中段只見小面積花崗巖、閃長(zhǎng)巖和安山巖，均與矽卡巖為不整合接觸關(guān)系。

2.3.1 侵入巖

地表巖性組合為花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖和鉀長(zhǎng)花崗巖。圍巖為石炭系大哈拉軍山組地層，侵入接觸關(guān)系明顯。在地表為一個(gè)侵入體，長(zhǎng)軸方向?yàn)楸蔽飨颍c斷裂構(gòu)造走向方向一致。該序列主要巖性為黑云花崗巖、含榴花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖和鉀長(zhǎng)花崗巖。侵入的最高層位為晚二疊世鐵木里克組。與圍巖接觸帶一般向外傾斜，傾角40°～75°。沿巖體內(nèi)接觸帶見有混染巖化、綠泥石化、鏡鐵礦化、磁鐵礦化和孔雀石化等現(xiàn)象，外接觸帶主要為角巖化、硅化、退色化和黃鐵礦化等現(xiàn)象。巖體原生構(gòu)造不夠明顯，節(jié)理發(fā)育。節(jié)理平直且光滑，延伸較遠(yuǎn)，互相截切或圍限，其優(yōu)選方位與附近的斷裂構(gòu)造走向一致。在3788中段只見小面積花崗巖和矽卡巖化微晶閃長(zhǎng)巖出露。

2.3.2 噴出巖

地表出露多為灰白色、淺肉紅色、淺褐色蝕變安山巖，在3788中段出露為淺褐綠色矽卡巖化安山巖。

2.3.3 脈巖

礦區(qū)內(nèi)只有一種，為灰綠色、墨綠色輝綠巖；脈巖主要為后期侵入的輝綠巖脈，地表侵入于礦區(qū)地表西部的二長(zhǎng)花崗巖中，走向北北東向，寬約50～150cm不等，風(fēng)化面灰黑色，新鮮面灰綠色，在3788中段至3568中段及以下鉆孔中均見，個(gè)別巖脈切穿鐵礦體。巖石顏色一般為灰綠色，有時(shí)帶褐色調(diào)。輝綠結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要由較自形長(zhǎng)板狀斜長(zhǎng)石和柱粒狀輝石組成。斜長(zhǎng)石占55%～65%，板柱狀，較自形，聚片雙晶發(fā)育，鈉黝簾石化普遍，為基性斜長(zhǎng)石，不規(guī)則交錯(cuò)分布，大?。?.03mm×0.2mm）～（0.3mm×1.2mm）；輝石占20%，柱狀，部分綠泥石化，呈假象，斜消光，為單斜輝石，（0.05～0.3mm）×0.7mm。綠泥石5%，鱗片狀，充填于礦物間隙中，大小0.05～0.3mm。磁鐵礦5%，粒狀，不透明，大小0.02～0.1mm。含鈦礦物5%，粒狀，高突起，大小0.01～0.03mm。石英少量，充填于礦物間隙中，大小0.05～0.2mm。

3 礦化體地質(zhì)

3.1 礦化體特征

賦礦層位：金礦體賦存于淺棕—淺灰綠色矽卡巖中。礦體受矽卡巖地層控制，礦體形態(tài)為透鏡狀等不規(guī)則狀，具分枝復(fù)合、尖滅再現(xiàn)的特點(diǎn)。

金礦化：在礦區(qū)中有兩期金礦化，早期金礦化在鐵礦體中與鐵礦體同期生成，晚期在鐵礦體以外獨(dú)立存在或與閃鋅礦化伴生。以自然金和銀金礦形式存在。銀金礦形態(tài)呈他形等粒狀、長(zhǎng)粒狀分布，粒徑極細(xì)，在0.003～0.03mm±，淺金黃色，反射率較高，分布在磁鐵礦或脈石礦物粒間，或與自然鉍、輝鉍礦、方鉛礦連生。

金礦體多產(chǎn)于矽卡巖中，金礦體兩側(cè)蝕變分別為石榴石化、透輝石化、碳酸鹽化、綠泥石化、硅化、絹云母化、高嶺土化。

（1）石榴子石化：礦區(qū)分布最多的蝕變，多為鈣鋁石榴石，他形粒狀，0.03～0.25mm，呈團(tuán)粒狀不均勻分布在鐵礦體、鐵鋅礦體、鐵鋅金礦體、鋅金礦體中及其兩側(cè)，常被細(xì)小的透輝石、方解石等替代，呈殘晶狀。

（2）透輝石化：是礦區(qū)重要蝕變之一，常與石榴石化緊密伴生，并包裹石榴石，晚于石榴石化，也常與綠泥石共生。他形粒狀、柱狀，0.05～0.5mm，不均勻嵌布。

（3）碳酸鹽化：也是礦區(qū)重要蝕變之一，主要為方解石，呈不規(guī)則粒狀，粒度約0.1～0.7mm，大多以細(xì)脈狀、團(tuán)塊狀分布在矽卡巖及大理巖中，在閃鋅礦、磁鐵礦顆粒之間也常分布。碳酸鹽化具4期，早期（主成礦期前）主要產(chǎn)于大理巖及矽卡巖中，以粒狀、團(tuán)塊狀為主，方解石沿石榴石邊緣進(jìn)行交代，在方解石內(nèi)部還常見包裹并交代短柱狀、粒狀透輝石，并含少量硫化物（立方體黃鐵礦）；中期（磁鐵礦生成同期）主要產(chǎn)于磁鐵礦中，常與磁鐵礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦、黃鐵礦晶體等共生；晚期（主成礦期后，閃鋅礦生成期及圍巖穿插）主要產(chǎn)于鐵礦體以外，常與閃鋅礦、黃鐵礦、銀金礦等伴生，以碳酸鹽巖及團(tuán)塊狀方解石、脈狀為主；最后期，穿插于巖石、礦體、地層中為純白色方解石細(xì)脈為主，不含雜質(zhì)，常切穿其它幾組方解石脈。

（4）綠泥石化：礦區(qū)最普遍的蝕變，多發(fā)育于矽卡巖中及礦體附近，特別是輝綠巖中及兩側(cè)巖石中發(fā)育較強(qiáng)，一般沿裂隙或節(jié)理發(fā)育，與綠簾石共生，磁鐵礦體中也普遍存在綠泥石化，呈團(tuán)塊狀、細(xì)脈狀分布。綠泥石少量呈細(xì)微顆粒（0.01～0.2mm），分布在石榴石粒間，少量呈片狀、細(xì)鱗片狀集合體，與陽起石呈細(xì)鱗片狀集合體緊密共生，作為蝕變產(chǎn)物分布在透輝石顆粒邊緣或裂隙中，有時(shí)交代金屬礦物。

（5）硅化：發(fā)育在花崗巖、閃長(zhǎng)巖和硅化大理巖中，矽卡巖中可見少量。隱晶—微粒狀石英，粒徑小于0.01mm，不均勻分布。巖石中不規(guī)則網(wǎng)脈狀微裂隙，內(nèi)充填石英。最晚期的石英微脈切穿其它細(xì)脈和巖石。

（6）絹云母化：主要在火山塵晶屑凝灰?guī)r、矽卡巖、輝綠巖中發(fā)育，主要為斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石中度蝕變而成。

（7）高嶺土化：產(chǎn)于火山塵晶屑凝灰?guī)r、矽卡巖、大理巖中，與絹云母、碳酸鹽伴生，為熱液蝕變晚期產(chǎn)物。

3.2 礦石礦物成分

Au 礦體具有巖漿熱液與構(gòu)造蝕變帶疊加成礦的特點(diǎn)，金礦石中有金屬礦物和金屬硫化物。金屬礦物除自然金、銀金礦是主成礦元素外，主要有磁鐵礦、閃鋅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、赤鐵礦、（鈷）毒砂、砷鈷礦，極少量方鉛礦、鉻尖晶石、微量黃銅礦。各類礦石中礦物大多呈粒狀和不規(guī)則集合體存在，粒徑一般0.005～3.0mm左右，最大可達(dá)50mm。各類金屬礦物分布在不同造巖礦物之間，相互之間有連生、包裹和被包裹的關(guān)系。

4 區(qū)域地球物理及地球化學(xué)特征

4.1 區(qū)域地球物理特征

（1）重力異常特征。2010 年新疆礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)項(xiàng)目新疆地礦局重新編制了1∶150 萬新疆維吾爾自治區(qū)布格重力異常圖，西天山地區(qū)是新疆最大的布格重力異常區(qū)，其范圍東至烏魯木齊、往西延伸至哈薩克斯坦境內(nèi)，北至石河子—奎屯一帶，其南部邊界呈不規(guī)則狀。異常區(qū)總體成北西—南東向延伸，長(zhǎng)700km，南北寬400～500km，呈不規(guī)則長(zhǎng)方形，面積約28km2。布格重力異常值有兩個(gè)異常中心（依連哈比爾尕山和哈爾克山負(fù)異常），重力值由異常中心向兩側(cè)逐漸升高，工作區(qū)位于重力異常南部梯度帶上。

（2）航磁異常特征。區(qū)域航磁研究表明，西天山主體為一個(gè)磁異常區(qū)，即塔里木盆地北部—天山西部負(fù)磁異常區(qū)，主要包括哈爾克山、博羅科努山、科古爾琴山等地區(qū)。異常區(qū)總體呈北西向，西部寬，東部窄，呈一楔形，異常強(qiáng)度-200～400nT。其內(nèi)包括和靜—阿齊山北西向負(fù)磁異常帶、賽里木—巴音溝北西向負(fù)磁異常帶和伊犁—新源—鞏乃斯正磁異常帶，工作區(qū)即處于該航磁異常帶的北部邊緣。

航磁異?？傮w走向?yàn)楸蔽鳌蠔|向，與阿吾拉勒山體走向基本一致。由西向東在鐵木里克、和統(tǒng)哈拉哈依溝、則克臺(tái)、阿克薩依、松湖、哈拉庫勒、玉西莫勒蓋、查崗諾爾、卡克扎等地分布多處環(huán)形航磁異常和雜亂面狀航磁異常帶，反映沿阿吾拉勒裂陷槽泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)地層中巖漿巖侵入及火山活動(dòng)發(fā)育。部分重要鐵礦床如鐵木里克、式可布臺(tái)、查崗諾爾、備戰(zhàn)等和銅金礦床如金布薩依、和統(tǒng)哈拉哈依溝、喀拉庫勒、玉西莫勒蓋、科克賽等多分布在與線性構(gòu)造和環(huán)形構(gòu)造相關(guān)的航磁異常邊緣。

據(jù)2008 年國土資源部航遙中心完成的《新疆西天山地區(qū)新源縣塔勒德—和靜縣烏拉斯臺(tái)一帶1∶5萬航磁勘查成果報(bào)告》，敦德鐵鋅礦、諾爾湖鐵礦、查崗諾爾鐵礦、備戰(zhàn)鐵礦均處于高背景下的高磁異常區(qū)內(nèi)。敦德鐵鋅礦位于1∶5萬航磁異常，異常中心位置：位于諾爾湖鐵礦和備戰(zhàn)鐵礦之間，伊克鐵木爾坦蒙庫烏魯南0.6km左右。

為正異常帶邊緣孤立的升高正異常，在航磁ΔT剖面平面圖上連續(xù)4條測(cè)線反映明顯，異常呈尖峰狀，曲線尖銳，梯度陡，強(qiáng)度大，最大幅值710nT，北側(cè)伴生負(fù)值；在ΔT等值線平面圖上呈很典型的南正北負(fù)異常，范圍約2.5km×2.2km。在ΔT化極上延1km 等值線平面圖中仍為很規(guī)則的圓形異常特征。表明了該磁性體磁性強(qiáng)，向下具有一定的延深。

正演擬合計(jì)算結(jié)果表明，引起異常磁性體出露地表，磁化強(qiáng)度Js2=15800×10-3A/m（相應(yīng)磁化率值35302×10-5SI）。該孤立升高正異常呈尖峰狀，強(qiáng)度大，梯度陡，并且與諾爾湖鐵礦和備戰(zhàn)鐵礦位于同一條成礦帶上，諾爾湖鐵礦與備戰(zhàn)鐵礦的成因均與下石炭統(tǒng)關(guān)系密切，推斷此異常是具有一定規(guī)模的鐵礦引起。

4.2 區(qū)域地球化學(xué)特征

敦德鐵鋅礦區(qū)屬于高山區(qū)，地勢(shì)總體北高南低，海拔3480～4500m，比高500～1000m，屬高山深切地貌。區(qū)內(nèi)為高寒地帶，氣候寒冷，變化無常。主要以降雪為主，6～8 月份降水豐沛是本區(qū)氣候的特點(diǎn)。3900m 以上大多數(shù)為基巖出露區(qū)，3900～3500m 之間正地形一般無殘坡積物覆蓋或覆蓋較薄，負(fù)地形則殘坡積物覆蓋較厚，殘坡積物質(zhì)多為巖屑和礫石，無土壤水土流失嚴(yán)重。3500m以下大部分山坡變緩有大量的坡積物和冰積物覆蓋，厚度一般大于3～5m，分層明顯，深部為巖屑和礫石、往上為巖屑和土壤、再往上為粉砂和土壤、表層為草根和土壤，整體草皮發(fā)育。微量元素表生作用中的搬運(yùn)方式以機(jī)械搬運(yùn)為主，在6～9 月份伴隨有化學(xué)膠體搬運(yùn)而流失，有色金屬元素在粉砂及土壤中可能會(huì)相對(duì)貧化或?qū)е禄疆惓Ｎ灰戚^遠(yuǎn)。

根據(jù)區(qū)內(nèi)地表巖石資料，經(jīng)匯總、總結(jié)和統(tǒng)計(jì)得出以下常量元素在不同地質(zhì)體的地球化學(xué)特征：

含鋅玄武質(zhì)凝灰?guī)r中各組分平均含量為SiO234.950×10-2，F(xiàn)e2O314.675×10-2，CaO 27.465×10-2，Al2O38.680×10-2，其他均小于8×10-2，說明含鋅玄武質(zhì)凝灰?guī)r相對(duì)富集Si、Fe、Ca、Al，相對(duì)貧化Ti、Mn、Na、K、P。

硅化玄武質(zhì)凝灰?guī)r中各組分平均含量為SiO243.29×10-2，F(xiàn)e2O312.894×10-2，CaO 24×10-2，其他均小于6×10-2，說明硅化玄武質(zhì)凝灰?guī)r相對(duì)富集Si、Fe、Ca，相對(duì)貧化Ti、Mn、K、P。

蝕變安山巖中各組分平均含量為SiO231.56×10-2，F(xiàn)e2O323.70×10-2，CaO 24.00×10-2，其他均小于7×10-2，說明蝕變安山巖相對(duì)富集Si、Fe、Ca，相對(duì)貧化Ti、Fe、Mn、Mg、Na、K、P。

矽卡巖化安山巖各組分平均含量為SiO249.34×10-2，CaO 18.11×10-2，Al2O310.78×10-2，其他均小于8×10-2，說明矽卡巖化安山巖相對(duì)富集Si、Ca、Al，相對(duì)貧化Ti、Na、P、S。

綜上所述區(qū)內(nèi)主要的含鋅玄武質(zhì)凝灰?guī)r、硅化玄武質(zhì)凝灰?guī)r、蝕變安山巖、矽卡巖化安山巖都相對(duì)富硅和鈣，都相對(duì)貧化鈦、鎂、鈉、鉀。Na、K、P、S的變異系數(shù)大于1，是強(qiáng)分異元素，可能在后期執(zhí)液作用過程中被帶出而相對(duì)貧化。

5 礦床成因及找礦標(biāo)志

5.1 礦床成因

（1）礦體受矽卡巖地層控制，礦體形態(tài)透鏡狀、嚢狀、不規(guī)則狀等，淺棕—淺灰綠色矽卡巖可能是Au 元素成礦的有利礦源層。

（2）該礦床具有接觸交代型礦床（矽卡巖型）—期后熱液分溢礦床的特點(diǎn)。

5.2 找礦標(biāo)志

根據(jù)目前工作情況及前人成果，該區(qū)主要找礦標(biāo)志有以下3點(diǎn)，分別為：

（1）構(gòu)造標(biāo)志：敦德鐵鋅礦礦床產(chǎn)于古火山機(jī)構(gòu)北東側(cè)，成礦直接受古火山機(jī)構(gòu)和通道的控制。礦體及蝕變帶，分布于距火山機(jī)構(gòu)中心有一定距離的環(huán)狀裂隙帶中。這種環(huán)狀裂隙，即是火山氣液的通道，也是巖漿侵入的必經(jīng)之路，鐵礦體的外圍，也是金礦的多期成礦的通道構(gòu)造，有利成礦。

（2）地球化學(xué)標(biāo)志：金異常并疊加Cu、Pb、Zn、Au等組合的土壤、巖石地球化學(xué)異常，是重要的地球化學(xué)找礦標(biāo)志。

（3）圍巖蝕變標(biāo)志：圍巖的透輝石化、石榴子石化、矽卡巖化、大理巖化、綠簾石化、綠泥石化、黃鐵礦化、磁黃鐵礦化、（鈷）毒砂化、斜砷方鐵礦化、硅化、碳酸鹽化等蝕變是本區(qū)金礦的重要找礦標(biāo)志。

6 結(jié)論

斷裂構(gòu)造活動(dòng)是內(nèi)生礦產(chǎn)成礦物質(zhì)活化遷移的主要驅(qū)動(dòng)力，是礦漿產(chǎn)生遷移的主要因素之一，同時(shí)斷裂構(gòu)造本身又是礦漿活動(dòng)的通道和沉淀場(chǎng)所,區(qū)內(nèi)構(gòu)造變形復(fù)雜，是新疆西天山造山帶的重要組成部分，也是多金屬礦成礦的有利地段，具有良好的成礦條件，雖然目前圈定礦體規(guī)模受勘查投入的限制，但對(duì)指導(dǎo)周邊及深部找礦具有極其重要的意義，在該區(qū)域進(jìn)一步加強(qiáng)Au 礦體勘查投入，可以進(jìn)一步摸清礦體產(chǎn)狀，核實(shí)資源儲(chǔ)量，具有較好的找礦前景。