新疆金壩金礦床地質(zhì)地球化學(xué)特征及找礦標(biāo)志

段 旦，韓國勝，劉東升

（正元國際礦業(yè)有限公司，北京 101300）

金壩金礦床位于新疆阿勒泰地區(qū)哈巴河縣城北東16km處，屬哈、中、蒙阿爾泰多金屬成礦帶的東延部分，近年來通過地質(zhì)普查、詳查等工作探明為一中型金礦床[1]。該礦床嚴(yán)格受韌性剪切帶控制，經(jīng)歷多階段成礦期次疊加，屬韌性剪切帶為主兼有脈巖型的中～低溫?zé)嵋航鸬V床，總結(jié)它的地質(zhì)、地球化學(xué)特征，確定找礦標(biāo)志對指導(dǎo)該區(qū)及其外圍找礦有重要的參考價值。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于西伯利亞古板塊南緣、阿爾泰陸源活動帶克蘭弧后盆地與哈巴河弧間盆地接壤處。其構(gòu)造單元為阿爾泰褶皺系（亞Ⅰ級）的富蘊(yùn)地槽褶皺帶（Ⅱ級）克蘭復(fù)向斜（Ⅲ級）。

區(qū)域內(nèi)主要出露的地層有下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組晶屑凝灰?guī)r、含角礫流紋巖、凝灰質(zhì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，中泥盆統(tǒng)托克薩雷組粉砂巖、硅質(zhì)巖、絹云石英片巖、千枚巖、泥質(zhì)灰?guī)r、變砂巖、片理化粉砂巖和絹云母千枚巖，中泥盆統(tǒng)阿勒泰組變泥質(zhì)粉砂巖、黑云母石英片巖、絹云母石英片巖、安山巖、玄武巖、英安質(zhì)集塊角礫凝灰?guī)r、晶屑凝灰?guī)r夾結(jié)晶灰?guī)r[2]。緊靠瑪爾卡庫里剪切帶北部出露有哈巴河巖基，該巖基以斜長花崗巖為主，其次為二長花崗巖、石英閃長巖、輝長巖，以及晚期侵入的鉀長花崗巖脈。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動強(qiáng)烈，斷裂構(gòu)造較發(fā)育，其中以額爾齊斯深大斷裂構(gòu)造規(guī)模最大，走向北西西，它控制著區(qū)內(nèi)的次級斷裂，如瑪爾卡庫里斷裂，哈巴河斷裂，阿希勒斷裂等。其中瑪爾卡庫里斷裂為本區(qū)的導(dǎo)礦構(gòu)造（圖1）。

區(qū)內(nèi)脈巖多為華力西中期侵入雜巖體的派生產(chǎn)物。其中有酸性的細(xì)晶巖脈、斜長花崗斑巖脈、石英脈、石英斜長斑巖脈和基性、中性的輝長巖脈、輝綠巖脈、斜長煌斑巖脈、輝長閃長巖脈、閃長玢巖脈等[3]。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要有中泥盆統(tǒng)阿勒泰組上亞組第二巖性段(D2a22)、托克薩雷組上亞組(D2t2)以及少量第三系上新統(tǒng)獨(dú)山子組(N2d)和第四系，巖性主要為變砂巖、變石英砂巖、絹云石英千枚巖及結(jié)晶灰?guī)r等，其中D2a22為本區(qū)的主要賦礦地層，呈北西-南東向帶狀分布。

圖1 構(gòu)造示意圖

礦區(qū)主要構(gòu)造格架是瑪爾卡庫里深大斷裂，其性質(zhì)屬于韌性剪切變形帶，帶內(nèi)巖石強(qiáng)烈片理化、劈理化及糜棱巖化，由數(shù)個次一級的剪切構(gòu)造帶組成，構(gòu)造線呈北西-南東向展布。斷裂活動早期以韌性為主，晚期以壓扭性及脆性活動為主。該韌性剪切帶總長1000km，在中國境內(nèi)長約100km，寬1.5km～2.0km，帶內(nèi)有強(qiáng)帶與弱帶之分，強(qiáng)帶一般寬0.5m～15m，長200m～1000m，與弱帶呈漸變過渡關(guān)系。該帶平面上呈舒緩反“S”形展布，具左行走滑的逆斷層性質(zhì)。走向300°～340°，傾向北東，傾角65°～85°。與礦化有關(guān)的斷裂主要為一組北西～南東走向的次級斷裂，該組斷裂規(guī)模宏大，長達(dá)5km～10km以上，屬成礦前及成礦期斷裂（圖2）。

礦區(qū)內(nèi)出露的巖漿巖主要為華力西中期第三侵入期次的哈巴河巖體～花崗斑巖。區(qū)內(nèi)脈巖十分發(fā)育，主要有花崗斑巖脈、斜長花崗斑巖脈、閃長巖脈及石英脈[4]。其中，早期閃長巖脈含金性較好，可單獨(dú)構(gòu)成規(guī)模較大的金礦體。石英脈分為三個期次，第一期呈細(xì)脈狀，脈寬1mm～5mm，呈棕褐色，透明度好，褐鐵礦化較強(qiáng)，礦化好；第二期石英脈主要產(chǎn)于韌性剪切帶核部，常呈串珠狀產(chǎn)出，是金壩金礦床載金地質(zhì)體，脈體呈棕褐色，按規(guī)模大小可分為兩群，小脈一般長0.8m～2m，寬0.1m～0.5m，大脈一般長2m～110m，寬達(dá)數(shù)米；第三期石英脈分布散亂，脈體呈白色，屬韌性剪切后期脆性活動產(chǎn)物，礦化較差。

3 礦床地質(zhì)特征

根據(jù)成礦類型和在礦區(qū)所處的構(gòu)造位置，金壩礦區(qū)劃分為南、北兩個礦化帶。北礦化帶位于礦區(qū)北部，發(fā)育在哈巴河斜長花崗巖雜巖體中，礦化帶地表斷續(xù)出露長1200m，寬20m～100m，走向310°～340°，賦礦巖石主要為閃長巖，其次為石英脈。南礦化帶位于礦區(qū)南側(cè)，在空間上和構(gòu)造位置上與相鄰的托庫孜巴依礦金礦I號礦床相對應(yīng)，蝕變帶展布方向為北西～南東向，傾向南，傾角均近于直立，寬度大于120m，地表強(qiáng)烈破，該礦化帶韌性剪切破碎強(qiáng)烈，第四系覆蓋較厚，風(fēng)化淋濾現(xiàn)象嚴(yán)重。已發(fā)現(xiàn)的金礦體主要分布于北礦化帶。

圖2 金壩金礦區(qū)地質(zhì)簡圖

3.1 礦體特征

金壩礦區(qū)南、北兩條礦帶共圈出32條礦體，其中北礦帶30條，南礦帶2條，礦體的空間展布嚴(yán)格受瑪爾卡庫里韌性剪切帶控制，北礦帶礦體走向為NNW，與次級斷裂走向一致，南礦帶礦體走向呈NW向，與主構(gòu)造帶走向一致。礦體最長370m，最大厚度達(dá)24.52m，傾角78°～86°，傾向北東，延深400m～500m，平均金品位1.07g/t～6.32g/t。礦體形態(tài)一般呈脈狀、透鏡狀、囊狀，沿走向及傾向具有明顯的收縮膨大、尖滅再現(xiàn)及分支復(fù)合現(xiàn)象，北礦帶礦體沿次級斷裂走向在空間展布上呈近等距分布。

3.2 礦石性質(zhì)

礦石類型主要含金蝕變閃長巖為主，含金石英脈次之，工業(yè)類型屬貧硫化物～低硫化物礦石。

礦石結(jié)構(gòu)主要為自形一半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)及裂隙充填結(jié)構(gòu)，常見浸染狀構(gòu)造，其次為細(xì)脈浸染狀構(gòu)造。

礦石中金屬礦物有黃鐵礦及少量褐鐵礦；非金屬礦物主要有綠泥石、綠簾石、石英、斜長石、角閃石等。

3.3 圍巖蝕變

礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變較普遍，與金礦化關(guān)系密切的蝕變類型主要有硅化、綠泥石化和黃鐵礦化。硅化發(fā)生在各個成礦階段和過程中，可分為兩種形式：呈不規(guī)則狀的粒狀集合體分布于巖石中或沿巖石的裂隙和節(jié)理充填交代。綠泥石化在礦床內(nèi)較發(fā)育，與其它蝕變相伴出現(xiàn)，其表現(xiàn)形式為：

（1）綠泥石呈細(xì)小片狀集合體代替斜長石、角閃石等。

（2）綠泥石呈條帶狀與綠簾石共生分布于巖石裂隙中。

黃鐵礦化較發(fā)育且含量較低，黃鐵礦多呈細(xì)粒度狀分布，主要以星散狀浸染在巖石中，在強(qiáng)硅化及小石英脈兩側(cè)部位形成稠密浸染狀和細(xì)脈狀，是金的主要載體礦物。

圍巖蝕變強(qiáng)度與韌性剪切帶變形變質(zhì)程度密切相關(guān)，變形變質(zhì)越強(qiáng)的部位蝕變越強(qiáng)，金礦體主要產(chǎn)于這種蝕變帶內(nèi)，因此可作為直接的找礦標(biāo)志。

4 地球化學(xué)特征

4.1 區(qū)域微量元素地球化學(xué)特征

1：20萬化探掃面資料表明，區(qū)域金元素含量呈低背景值分布，確定異常下限1.2×10-9，異常最大值為9.6×10-9，一般為2～6×10-9。區(qū)域金異常主要分布于哈巴河巖體與泥盆系地層內(nèi)、外接觸帶附近，異常明顯受北西向構(gòu)造及其次級斷裂控制。區(qū)內(nèi)的造礦元素的富集與巖體的時代和類型有關(guān)。金異常群附近中酸性～基性巖漿活動強(qiáng)烈，侵入巖十分發(fā)育，內(nèi)、外接觸帶附近常伴有黃鐵礦化、硅化蝕變。

4.2 區(qū)域地球化學(xué)異常分布特征

區(qū)域化探異常分布與瑪爾卡庫里大斷裂構(gòu)造帶，及中泥盆統(tǒng)阿勒泰組地層有關(guān)。區(qū)域內(nèi)金異常多呈圓一橢圓形，其長軸大致可劃分為兩組，一組為北西向，與區(qū)域構(gòu)造線基本一致，多沿瑪爾卡庫里大斷裂、哈巴河大斷裂及阿希勒大斷裂兩側(cè)分布。另一組為北西西向，多沿次級斷裂分布。

4.3 礦區(qū)1:1萬巖屑及土壤地球化學(xué)測量異常分布特征

在礦區(qū)開展的1:1萬巖屑及土壤地球化學(xué)測量結(jié)果顯示，除Au異常發(fā)育分布全區(qū)外，As、Sb異常分布在礦區(qū)中東及中南部浮土覆蓋區(qū)外，Ag、Cu、Zn、Mo、W異常主要分布在礦區(qū)中部，呈叢集團(tuán)塊狀，小條（帶）狀斷續(xù)分布，異常走向與構(gòu)造線方向基本一致，但各元素同現(xiàn)性較差。

礦區(qū)1:1萬化探掃面工作共圈定5個異常帶（圖3），Ⅰ號異常帶位于北礦帶中東部，由Au、Cu、Ag、Pb、Zn、W、Mo、As、Sb等九種元素異常組成。Au、Ag、Cu元素含量較高，異常套合較好，個別點(diǎn)Au、Ag、Cu、Sb元素有同現(xiàn)趨勢。異常是以集團(tuán)塊狀、條帶狀分布，除Pb、Sb異常不發(fā)育外，其余元素較發(fā)育。異常處于哈巴河巖體金銅礦成礦有利巖體上，根據(jù)異常帶內(nèi)成礦元素Au、Ag、Cu、Zn均有較大規(guī)模、較大強(qiáng)度的異常出現(xiàn)，且前緣暈元素As、Sb均有較大規(guī)模異常出現(xiàn)，因此，認(rèn)為異常是由具熱液活動的構(gòu)造帶所引起。

Ⅱ號異常帶位于北礦區(qū)中部偏東，由Au、Cu、Ag、Pb、Zn、Mo、As、Sb等八種元素異常組成。異常呈北西條帶狀斷續(xù)分布，與構(gòu)造線方向基本一致。Au、Ag、Cu異常套合較好，局部地段各元素含量高，有同現(xiàn)趨勢。其余部位異常分布較零散。W元素異常不發(fā)育。異常處于成礦有利部位，Au、Cu、Ag元素異常規(guī)整，含量較高，Au、Cu最高含量均超邊界品位，前緣暈元素As、Sb有異常顯示，經(jīng)過地表槽探、鉆探工程揭露，發(fā)現(xiàn)含金礦化蝕變帶一條，寬約30m。

Ⅲ號異常帶位于測區(qū)中部，由Au、Cu、Ag、Zn、W、Mo等六種元素異常組成。Au異常非常發(fā)育，呈北西向似“人”字型條帶狀分布。W元素異常較發(fā)育，其余各元素異常不發(fā)育，Pb、Sb元素反映為背景值。該異常帶與北礦帶已控制的金礦體相對應(yīng)，異常走向與規(guī)模與礦體相吻合。

Ⅳ號異常位于北礦區(qū)中南部與南礦區(qū)中北部接壤地段，由Au、Cu、Ag、Zn、Mo、W、As等七種元素異常組成。異常呈北西向似向西傾的“Y”字型小塊或條帶狀斷續(xù)分布。Au、W、Cu異常較發(fā)育且套合較好。該異常帶對應(yīng)于南礦化帶，地表出露有金礦化石英脈。

Ⅴ號異常帶位于南礦區(qū)中北東部，由Au、Cu、Ag、Pb、Zn、Mo、W、As、Sb等九種元素異常組成。異常呈北西向斷續(xù)分布。各元素異常分布較零散，多為單點(diǎn)高值異常，連續(xù)性和異常套合較差。As、Sb元素異常主要分布在該異常帶南側(cè)。異常規(guī)模較小，濃度較低。

圖3 金壩金礦區(qū)化探異常圖

5 礦床成因淺析

5.1 成礦物質(zhì)來源

據(jù)南京地研所資料，哈巴河巖體平均含金0.57×10-9，低于克拉克值和克蘭區(qū)域金地球化學(xué)平均值（0.90×10-9），因此認(rèn)為該巖體對礦區(qū)金物質(zhì)沒有明顯貢獻(xiàn)。據(jù)芮行健等研究，阿勒泰地區(qū)各時代地層中金平均含量0.320×10-9～1.1911×10-9，而本礦帶內(nèi)中泥盆統(tǒng)金平均含量在1.71×10-9～2.57×10-9，高于區(qū)域背景值，可判斷阿勒泰組上亞組為成礦提供了物質(zhì)來源。

5.2 成礦動力

哈巴河巖體同位素年齡測定值(Rb-Sr)為275.87Ma，相當(dāng)于晚石炭紀(jì)末，與成礦時代（272Ma～303.6Ma）一致，加上空間上金壩金礦床產(chǎn)于該巖體內(nèi)、外接觸帶附近，據(jù)此認(rèn)為該巖體的侵位為成礦提供了豐富的熱動力。

5.3 構(gòu)造控礦

該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，瑪爾卡庫里大斷裂及其眾多次生斷裂為巖漿活動提供了有利條件，華力西～印支期巖漿活動強(qiáng)烈，地層不同程度地遭受了區(qū)域動力變質(zhì)作用，巖石片理化明顯，破劈理發(fā)育。NW向的瑪爾卡庫里斷裂及其次生斷裂控制了礦區(qū)內(nèi)金礦體的產(chǎn)出，同時也控制了礦體的分布范圍，成礦前和成礦期的斷裂通過多次疊加，為含礦熱液的運(yùn)移提供了運(yùn)礦通道和導(dǎo)礦空間，成礦有利部位往往分布在不同斷裂的交匯處及斷裂產(chǎn)狀轉(zhuǎn)折端。

6 找礦標(biāo)志

結(jié)合礦床地質(zhì)地球化學(xué)特征和成礦規(guī)律，總結(jié)金壩金礦床找礦標(biāo)志如下：

地貌標(biāo)志：北西～南東向褐色壟崗狀地貌，是金礦體出露的地貌標(biāo)志。

礦化蝕變標(biāo)志：強(qiáng)韌性剪切蝕變帶，帶內(nèi)最佳蝕變組合為硅化（包括石英脈）+黃鐵礦化。

構(gòu)造標(biāo)志：區(qū)域性深大斷裂的次級脆韌性斷裂帶往往控制主礦帶分布，以張扭性活動為主的脆性小斷裂發(fā)育部位，往往礦化較好。

巖性標(biāo)志：北礦化帶中阿勒泰組上亞組地層與哈巴河雜巖體接觸帶附近的糜棱巖化閃長巖脈，可作為直接的找礦標(biāo)志，南礦化帶中脆性砂巖與各類千枚巖接觸部位，往往礦化較好。

地球化學(xué)標(biāo)志：化探異常對礦化具有良好的指示作用，可作為直接的找礦標(biāo)志。

7 總結(jié)

通過總結(jié)分析金壩金礦區(qū)的地質(zhì)特征和地球化學(xué)特征，認(rèn)為中泥盆統(tǒng)阿勒泰組地層為成礦提供了物質(zhì)來源，華力西中期第三侵入期次的巖漿活動為成礦提供了熱動力，瑪爾卡庫里斷裂早期韌性剪切活動為成礦提供了容礦空間，礦體沿次級斷裂走向呈近等距分布，具有明顯的分支復(fù)合和尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象。礦區(qū)地球化學(xué)測量共圈定5個異常區(qū)，異常呈叢集團(tuán)塊狀、條帶狀斷續(xù)分布，走向與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致，也從側(cè)面證明了礦體的產(chǎn)出受到斷裂構(gòu)造的嚴(yán)格控制。根據(jù)成礦規(guī)律及礦床地質(zhì)地球化學(xué)特征，建立了金壩金礦床的找礦標(biāo)志如下：北礦化帶中阿勒泰組上亞組地層與哈巴河雜巖體接觸帶附近的糜棱巖化閃長巖脈，及南礦化帶中脆性砂巖與各類千枚巖接觸部位，是找礦的巖性標(biāo)志；北西～南東向褐色壟崗狀地貌及強(qiáng)韌性剪切蝕變帶是找礦的地貌及蝕變標(biāo)志；硅化（包括石英脈）+黃鐵礦化是礦化標(biāo)志；化探異常對礦化具有良好的指示作用，是找礦地球化學(xué)標(biāo)志。

金壩金礦床作為阿爾泰多金屬成礦帶的組成部分，有其獨(dú)特的地質(zhì)特征和成礦規(guī)律，研究其礦床特征，可為阿爾泰成礦帶內(nèi)其他同類型礦床的找礦工作提供參考借鑒作用。