新疆北山紅柳河一帶區(qū)域成礦規(guī)律與資源潛力分析

劉超　李濤　田江濤　王君良　陳曄　代俊英　關(guān)偉

摘? ?要：紅柳河斷裂是中天山與北山的構(gòu)造縫合線，構(gòu)造十分復(fù)雜。沿紅柳河一帶發(fā)現(xiàn)有鉛鋅、金、鎢、銀、銅、鎳、鉬、鐵、錳鈷、磷釩、鈾、石墨、白云石大理巖等多種金屬、非金屬礦產(chǎn)。引用成礦系列概念，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造發(fā)展史，對研究區(qū)地質(zhì)、礦產(chǎn)成果進(jìn)行分析總結(jié)，劃分出8個礦床成礦系列（3個礦床成礦亞系列），并建立空間成礦演化模型，提出磁海-中坡山與幔源巖漿活動作用有關(guān)的鎳、銅（金）、鈷、鐵、釩、鈦礦床成礦系列、磁海-大水與印支期含礦流體作用有關(guān)的金礦床成礦系列是新一輪找礦突破行動重點部署方向。

關(guān)鍵詞：資源潛力；成礦系列；找礦突破行動；紅柳河；北山

紅柳河一帶位于甘新交界，以產(chǎn)出紅柳河蛇綠巖著稱[1-6]，是磁海-中坡山成礦帶與那拉提-卡瓦布拉克-星星峽成礦帶的連接處[7]。西南起于若羌縣羅布泊，東至哈密市，向北東延入甘肅省。20世紀(jì)70—90年代全面開展區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作，發(fā)現(xiàn)鐵礦、金礦、磷、釩、錳礦等多個礦種和多個礦產(chǎn)地。如磁海、M1033等中型鐵礦床，紅十井、八一泉、222等小型金礦床，平臺山、大水等小型磷釩礦床，花坪小型錳礦床等[8-13]?！捌呶濉逼陂g發(fā)現(xiàn)中坡山基性-超基性巖銅鎳礦帶。21世紀(jì)對中坡山基性-超基性巖銅鎳礦帶進(jìn)行深入勘查工作，發(fā)現(xiàn)評價了坡一超大型鎳礦床及羅東、坡北及紅石山等大型銅鎳礦床，取得銅鎳礦重大找礦突破[14-17]。此外，還勘查評價了矛頭山金礦、三峰山銅金、大青山銅礦、磁海西1398高點鎢鉬礦、清白山鉛鋅礦等礦產(chǎn)地[18]。本文通過對以往資料的分析研究，總結(jié)紅柳河一帶區(qū)域成礦規(guī)律，分析資源潛力，提出進(jìn)一步找礦方向，助力新一輪找礦突破行動。

1? 區(qū)域地質(zhì)背景

北山地區(qū)由于地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜，長期以來，眾多學(xué)者在該區(qū)做了大量研究，對北山地區(qū)歸宿爭論頗大[19-24]。紅柳河一帶巖漿活動、沉積作用復(fù)雜多樣，成就了沿板塊邊緣成礦的成礦期長，成礦作用多樣，往往呈體系的多礦種規(guī)律分布的特征[25-26]。紅柳河斷裂歷經(jīng)了兩次拉張[27-31]，其中早寒武世拉張形成了北山洋盆[2]，復(fù)雜的構(gòu)造活動和多源的物質(zhì)來源與多期次巖漿活動為紅柳河地區(qū)各類礦床的形成提供了良好的成礦地質(zhì)條件。

紅柳河一帶由前寒武系基底和古生代坳陷盆地、裂谷組成?；子晒彭暇畮r群、平頭山巖組組成[32]，早古生代為寒武—奧陶紀(jì)坳陷盆地及紅柳河裂谷擴張形成有限洋盆，晚古生代為石炭—二疊紀(jì)裂谷系，總體呈前寒武系隆起與古生代坳陷盆地、裂谷相間的構(gòu)造格局。

2? 成礦系列特征

礦床成礦系列是時空域中基本的礦床組合自然體。是在特定的四維時、空域中，由特定地質(zhì)成礦作用形成有成因聯(lián)系的礦床組合[32-34]。據(jù)紅柳河構(gòu)造演化及礦床在空間、時間的分布及物質(zhì)組成特征，劃分出8個礦床成礦系列（3個礦床成礦亞系列）。按成礦旋回，呈近似正態(tài)分布，從元古代至晚古生代，成礦作用漸強，中生代、新生代漸弱。按成礦作用類型可劃分為巖漿、變質(zhì)、含礦流體及沉積成礦作用，以巖漿成礦作用為主（表1）。

2.1? 元古代礦床成礦系列

元古代礦床成礦系列主要以變質(zhì)成礦作用為主，主要形成區(qū)域變質(zhì)型鐵礦、石墨礦，劃分為2個礦床成礦系列。

2.1.1? 與古元古代構(gòu)造旋回流體成礦作用有關(guān)的鉛鋅鐵礦床成礦系列

產(chǎn)于長城系古硐井巖群中灰-褐灰色白云石大理巖中，以清白山鉛鋅礦為代表，礦體似層狀產(chǎn)出，鋅品位0.5%～3.5%（最高8%），鉛品位0.3%～1.5%。受后期構(gòu)造影響，巖石普遍發(fā)生層間褶皺、碎裂巖化、糜棱巖化。礦床主要分布于線性斷裂帶的碳酸鹽巖一側(cè)。礦體明顯受地層控制，主要產(chǎn)于白云巖及與之滲透率差異較大的圍巖之間。

2.1.2? 與中元古代沉積變質(zhì)作用有關(guān)的鐵、石墨礦床成礦系列

鐵礦層主要賦存于碎屑沉積向碳酸鹽沉積的過渡層中[40]，沉積環(huán)境相對穩(wěn)定，礦體呈層狀、似層狀、凸鏡狀，礦體產(chǎn)狀與圍巖一致，礦石顆粒細(xì)小，具明顯的條帶狀構(gòu)造。礦體與圍巖呈漸變過渡關(guān)系。礦石物質(zhì)組分簡單，主要為磁鐵礦。石墨主要產(chǎn)于含石墨石英巖、含石墨大理巖中，為塔里木成礦期區(qū)域中高溫變質(zhì)作用的產(chǎn)物。

2.2? 早古生代礦床成礦系列

早古生代礦床成礦系列主要以沉積成礦作用和變質(zhì)成礦作用為主，主要形成海相化學(xué)沉積型磷、錳、釩、鈾等礦床。據(jù)成礦作用類型劃分為2個礦床成礦系列。

2.2.1? 磁海-大水與寒武紀(jì)沉積成礦作用有關(guān)的錳、鈷、鐵、磷、釩（鈾、鉑族）礦床成礦系列

主要產(chǎn)出于大水、平臺山一帶，主要礦床類型為海相化學(xué)沉積及古淋濾沉積型，發(fā)育錳、鈷、鐵、磷、釩（鈾、鉑族）礦化。錳鈷礦主體產(chǎn)于下寒武統(tǒng)雙鷹山組一套含碳質(zhì)泥質(zhì)板巖中，次為下寒武統(tǒng)雙鷹山組與薊縣系平頭山巖組的不整合面上（后期風(fēng)化淋濾形成）。代表性礦床有花坪錳鈷礦、大水錳鈷礦等，錳主要以氧化物形式出現(xiàn)，最高含量47.16%，Mn品位15%～30%。

磷釩礦主要賦存于下寒武統(tǒng)雙鷹山組一套碳硅泥質(zhì)-碎屑巖建造，受背斜構(gòu)造控制，產(chǎn)出于背斜核部，代表礦床有平臺山磷釩礦、大水西釩礦等。礦體頂板主要為炭質(zhì)板巖，底板為炭質(zhì)板巖，礦體V2O5平均品位為1.11％。含釩礦物有含釩絹云母、含釩白云母、鋇釩云母、釩電氣石、褐鐵礦、釩榴石。礦石類型為炭質(zhì)板巖型礦石，構(gòu)造主要為層狀構(gòu)造，次有斑點狀構(gòu)造、瘤狀構(gòu)造，受后期熱液改造，使其富含U，Mo，Zn及鉑族元素。

2.2.2? 磁海-大水與寒武紀(jì)變質(zhì)成礦作用有關(guān)的鐵、石墨礦床成礦系列

該期成礦作用分布范圍與磷、釩、錳基本一致，由于變質(zhì)成礦作用的差異而形成不同的礦化類型。主要發(fā)育沉積變質(zhì)型鐵礦和變成型石墨，以M1 033為代表，產(chǎn)于下寒武統(tǒng)雙鷹山組一套含鐵、磷、釩巖系的碎屑巖和碳酸鹽巖中，主要巖石組合為黑云母石英角巖、角閃石石英角巖、磁鐵礦化角閃石石英角巖。TFe品位為23.00％～52.64％。石墨富存于中—上寒武統(tǒng)西雙鷹山組，巖性為含錳硅質(zhì)巖-石墨硅質(zhì)巖-含鈷硅質(zhì)巖％含鐵炭質(zhì)硅質(zhì)巖。研究認(rèn)為早期火山作用帶來的熱能和礦物質(zhì)為原始藻類生長提供了有利環(huán)境，沉積了含磷釩的黑色巖系地層，為后期的石墨提供了碳質(zhì)。

2.3? 晚古生代礦床成礦系列

晚古生代礦床成礦系列主要以巖漿成礦作用為主，據(jù)礦化類型的差異可分為2個礦床成礦系列和4個礦床成礦亞系列。研究區(qū)內(nèi)以該期成礦系列成礦作用最強烈，礦床規(guī)模最大。

2.3.1? 與石炭紀(jì)后碰撞花崗巖成礦作用有關(guān)的Cu，Au礦床成礦亞系列

主要分布于大紅山一帶，以大紅山斑巖型銅礦為代表，圍巖地層為古元古代古硐井巖群，石英細(xì)脈極為發(fā)育。大紅山銅礦從礦體至外側(cè)圍巖依次可劃分為青磐巖化帶、鉀化帶 、硅化帶、云母化帶。Cu平均品位2.13%，Au品位0.11～0.24 g/t，礦石礦物為黃銅礦、黑銅礦、氯銅礦、孔雀石等。在新一輪找礦突破行動中建議重點針對該類型礦床開展區(qū)塊優(yōu)選評價工作。

2.3.2? 磁海與二疊紀(jì)上疊裂谷陸相火山-潛火山巖建造有關(guān)的鐵、銅、鈷、磷、釩礦床成礦亞系列

該礦床成礦系列產(chǎn)出于二疊紀(jì)火山-潛火山建造中，以磁海鐵礦床為代表，EW向斷裂控制含礦巖系空間展布。磁海鐵礦床含礦輝綠巖體是與區(qū)內(nèi)早二疊世火山活動有關(guān)的次火山巖體，形成時代為早二疊世末期。輝綠巖Rb-Sr等時線年齡值為268 Ma[8]。磁海鐵礦與輝綠巖相伴出現(xiàn)，并與大理巖關(guān)系較密切。成礦鐵質(zhì)來源：①巖漿分異演化形成的鐵質(zhì)礦漿；②火山-潛火山活動的氣液與圍巖（主要為輝綠巖）發(fā)生交代作用形成磁鐵礦化。成礦方式為輝綠巖入侵→氣液上升交代圍巖→礦漿充填→殘余氣液活動的連續(xù)過程，構(gòu)造控制了礦帶和礦體的形態(tài)及產(chǎn)狀。

2.3.3? 與二疊紀(jì)地幔柱形成的鎂鐵-超鎂鐵巖建造有關(guān)銅-鎳（釩鈦）-輝長巖礦床成礦亞系列

該礦床成礦亞系列主要與區(qū)域發(fā)育的二疊紀(jì)地幔柱形成的大量鎂鐵-超鎂鐵巖有關(guān)，以坡十銅鎳礦為典型，產(chǎn)于鎂鐵-超鎂鐵雜巖體。巖相有橄欖輝長巖相、角閃輝長巖相、橄欖巖相、輝橄巖相；重力場峰值達(dá)-71.8×10-5 m/s2，最低為-83.6×10-5 m/s2；磁場為局部高磁異常與局部低磁異常相嵌伴生。釩鈦磁鐵礦床以沙河灣為代表，產(chǎn)于筆架山基性-超基性巖帶東部，賦存于層狀輝長巖中，為典型巖漿分異熔離型鈦磁鐵礦床。在地球物理特征上表現(xiàn)為磁異常與地表鈦磁鐵礦體分布一致。據(jù)沙河灣鈦磁鐵礦巖體含礦率，預(yù)測區(qū)域釩鈦磁鐵礦遠(yuǎn)景資源量24.3×108 t[41]。

3.2? 中生代礦床成礦系列

中生代礦床成礦系列以發(fā)育巖漿成礦作用為主，以金窩子金礦為代表。該系列形成于三疊紀(jì)大陸碰撞造山體制下，巖漿活動強烈，伴隨有多種金屬礦床的形成。該系列金礦體以含金石英脈形式集中分布于花崗閃長巖巖體內(nèi)的構(gòu)造破碎帶中，部分以含金石英網(wǎng)脈散布于巖體圍巖破碎帶中。同位素地質(zhì)年代學(xué)研究表明，花崗閃長巖體定位時間為早石炭世，含金石英流體包裹體Rb-Sr等時線年齡為228 Ma和230 Ma[39]，研究結(jié)果顯示，該系列成礦作用主要受控于中生代區(qū)域造山過程。

3? 區(qū)域構(gòu)造演化及成礦

研究區(qū)地質(zhì)演化從早至晚可劃分為新太古代—青白口紀(jì)基底演化階段、南華紀(jì)-古生代板塊構(gòu)造演化階段及中新生代陸內(nèi)演化階段。每個構(gòu)造演化階段控制著不同的成礦作用。

3.1? 新太古—元古代構(gòu)造演化與成礦

該階段可進(jìn)一步劃分為中新太古代陸核形成、新太古—古元古代古陸核裂解增生（結(jié)晶基底形成）和中—晚元古代變質(zhì)過渡基底演化（圖2）。

長城紀(jì)早期的硬基底在部分地段進(jìn)入活動階段。中天山及北山一帶，出現(xiàn)陸內(nèi)活動盆地，沉積一套碎屑巖-富鎂碳酸巖建造，發(fā)育賦存于碳酸鹽巖中的Pb、Zn成礦系列，形成清白山鉛鋅礦床。薊縣紀(jì)時，進(jìn)入穩(wěn)定的陸內(nèi)盆地發(fā)展，廣泛的海侵事件在靠近紅柳河一帶沉積了石英巖屑砂巖-石英巖-含鎂碳酸鹽巖組合，為區(qū)內(nèi)重要的含石墨層位。

3.2? 早古生代構(gòu)造演化與成礦

震旦紀(jì)末—寒武紀(jì)—早—中奧陶世：吐哈、中天山、北山、庫魯塔格均發(fā)育同時代裂谷式火山巖及特有冰磧巖，可能為同一大陸。研究區(qū)在寒武—奧陶紀(jì)中早期沉積了以下寒武統(tǒng)雙鷹山組（錳鈷、磷釩礦）、中—上寒武統(tǒng)西雙鷹山組為代表的硅質(zhì)巖建造，發(fā)育與寒武紀(jì)Mn，Co，磷，V，U，Pt族沉積有關(guān)的成礦系列及與寒武紀(jì)變質(zhì)巖系中Fe、石墨礦床有關(guān)的成礦系列，分別形成花坪錳鈷礦床、大水磷釩多金屬礦床、M1 033鐵礦床（圖2）。早—中奧陶世，紅柳河有限洋盆繼續(xù)擴張，直至奧陶紀(jì)晚期—志留紀(jì)早期開始向北側(cè)中天山地塊及南側(cè)北山地塊雙向俯沖，沿紅柳河一帶出現(xiàn)志留紀(jì)中晚期火山?。ㄖ小现玖艚y(tǒng)公婆泉群）及志留紀(jì)中酸性侵入巖。

3.3? 晚古生代構(gòu)造演化與成礦

志留紀(jì)晚期—泥盆紀(jì)紅柳河洋盆消亡階段。在該期間洋殼轉(zhuǎn)為主要向南大規(guī)模俯沖，在研究區(qū)塔水、方山口、北山一帶發(fā)育晚志留世—泥盆紀(jì)弧型-同碰撞型中酸性侵入巖為該事件代表（該時期大面積的侵入巖改變了區(qū)域地球化學(xué)特征，使地層中Au，Ag，Cu，Pb，Zn等得到一定富集），說明在泥盆紀(jì)早期洋盆已經(jīng)閉合，形成紅柳河洋蛇綠混雜巖（沿紅柳河錳鈷礦就位）；北山地區(qū)中泥盆統(tǒng)三個井不整合于寒武—奧陶系之上，代表早古生代紅柳河洋盆演化的結(jié)束和陸內(nèi)演化的開始[42]。該時期大規(guī)模俯沖及大規(guī)模巖體侵位促使石墨形成（圖3）。

在泥盆紀(jì)晚期—石炭紀(jì)早期，碰撞造山期發(fā)育有拉斑玄武質(zhì)中基性侵入巖、鈣堿性花崗巖，形成以大紅山為代表的與石炭紀(jì)后碰撞花崗巖成礦作用有關(guān)的Cu，Au礦床成礦亞系列。

早二疊世初期北山地區(qū)開始裂解，發(fā)育海相進(jìn)積序列火山巖，裂谷中晚期出現(xiàn)了紅海型小洋盆（與地幔柱相關(guān)的銅鎳硫化物礦床）。

3.4? 中生代構(gòu)造演化與成礦

三疊紀(jì)時期發(fā)育遞進(jìn)的收縮體制，表現(xiàn)為SN向擠壓下波及到二疊系的寬緩褶皺。該時期發(fā)育大量近EW向韌性剪切帶，在其主斷裂的次級斷裂帶內(nèi)發(fā)育有以金窩子、清白山東金礦點為典型的Au，Ag礦化點（圖3）。

4? 資源潛力分析

研究區(qū)所處大地構(gòu)造位置、地層和侵入巖發(fā)育狀況及變質(zhì)作用等對成礦十分有利，具備得天獨厚的元素富集成礦先決條件，廣布于區(qū)內(nèi)的銅、鐵、金、錳、磷釩、芒硝食鹽礦和石墨等50多處礦床（點）已形成完整的成礦系列演化模式。地殼中各種類型礦床的出現(xiàn)總有規(guī)律可循[43]，紅柳河一帶礦床（點）具明顯分帶性。北部以錳（鈷）礦、釩（磷）礦為主，南部以鐵、鉛鋅、金、銅、鎳為主。石墨礦主要為區(qū)域變質(zhì)型，主體沿紅柳河均有分布。從時間上來看，紅柳河地區(qū)形成以寒武紀(jì)、二疊紀(jì)、長城紀(jì)為高峰的“偏正態(tài)”不對稱分布規(guī)律。這與大地構(gòu)造演化的兩個重要裂解時期相吻合，二疊紀(jì)（與巖漿熱液活動相關(guān)的礦床式）雖然已知礦產(chǎn)較少，但在規(guī)模和質(zhì)量上均具有巨大找礦前景。

5? 結(jié)論

（1） 紅柳河一帶主要優(yōu)勢礦種為銅、鎳、鐵、釩、鈦、金等，主要成礦時代為二疊紀(jì)，次為三疊紀(jì)；重要的成礦類型有基性-超基性巖型銅鎳-鐵釩鈦礦床、陸相火山巖型鐵（鈷）礦床、斑巖型銅金礦礦床，造山型金礦床，為區(qū)內(nèi)最具找礦潛力和經(jīng)濟價值的礦床。

（2） 紅柳河一帶劃分出8個礦床成礦系列（3個礦床成礦亞系列），按成礦旋回呈近似正態(tài)分布，從元古代至晚古生代成礦作用漸強，中生代、新生代漸弱。磁海-中坡山與幔源巖漿活動作用有關(guān)的鎳、銅（金）、鈷、鐵、釩、鈦礦床成礦系列、磁海-大水與印支期含礦流體作用有關(guān)的金礦床成礦系列是新一輪找礦突破行動重點部署方向。

（3） 不同礦床成礦系列之間仍有一定成因聯(lián)系，不同成礦系列可彼此復(fù)合，作為彼此的找礦標(biāo)志；寒武紀(jì)時期發(fā)育的磷、釩、鐵、石墨等礦化受控于同一沉積建造不同的層位和巖石組合中構(gòu)成一個完整的礦床成礦系列，某種礦種的線索可作為尋找其他礦種的重要找礦標(biāo)志。

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The Analysis of Regional Metallogenetic Regularity and Resource Potential

in the Hongliu River of Beishan Area， Xinjiang

Liu Chao， Li Tao， Tian Jiangtao， Wang Junliang， Chen Ye， Dai Junying， Guan Wei

（Geological Surve Insititute in Xinjiang Autonomous Region，Urumqi，Xinjiang，83000，China）

Abstract： along the Hongliu river Fault which is complex structural suture line， the diverse metal and nonmetal deposit has been found， whish is lead-zinc， gold， tungsten， silver， copper， nickel， molybdenum， iron， manganese cobalt， phosphorus vanadium， uranium， graphite， dolomite marble， etc. Abiding metallogenic series and quoting structural developing history， the paper which analyses and summarizes geological conditions in this region has divided the metallogenic series of 8 metal deposit （3 kind of sub- metallogenic series） and established spacial metallogenic evolving model. Meanwhile， according to metallogenic series being related to the Nickel， copper （gold）， cobalt， iron， vanadium， titanium deposits of mantle-derived magmatic activity in Cihai-zhongPo mountain， and metallogenic series of gold ore bearing on ore-bearing fluid effect of indo-china period， this aeras is the direction of project deployed primarily for the new round of prospecting breakthroughs.

Key words： Resource potential; Metallogenic series; Prospecting breakthroughs; Hongliuhe area; Beishan area

項目資助：中-巴經(jīng)濟走廊銅稀有等戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源成礦預(yù)測與潛力評價（2022A03010-4）、喀喇昆侖地區(qū)幔原巖漿活動動力學(xué)過程及其成礦效應(yīng)（2022D01A289）、和田縣魚尾山一帶鐵錫礦調(diào)查評價（XGMB202320）、新疆和田縣銀石山-勝利河一帶銀銅多金屬礦普查（K22-3-XJ008）聯(lián)合資助

收稿日期：2023-11-17；修訂日期：2023-12-29

第一作者簡介：劉超（1988-），男，新疆烏魯木齊人，地質(zhì)礦產(chǎn)高級工程師，碩士，2020年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地質(zhì)工程專業(yè)，現(xiàn)從事地質(zhì)勘查及研究工作；E-mail： 280983252@qq.com