新疆若羌縣紅十井火山巖型金礦地質特征及成礦模式

陳疆 呂先春 程扶華 徐永波 賴濤 賈金典 張建恩 王振佳 夏毅 傅聲中

（①新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第六地質大隊 哈密 839000②新疆維吾爾自治區地質調查院 烏魯木齊 830000）

紅十井金礦位于塔里木陸殼板塊內的北山陸內裂谷活動帶，區內金礦眾多，是新疆金礦重要的成礦遠景區。前人對紅十井金礦成礦背景、礦床地質特征、地球物理特征、成礦元素特征、找礦遠景等進行了研究[1-3]。

為進一步推動該地區金礦的找礦突破，通過深入收集紅十井金礦礦床的已有研究成果資料，對成礦地質條件進行系統分析，建立了典型礦床成礦模型。

1 區域地質背景

紅十井金礦位于塔里木陸殼板塊內的北山陸內裂谷活動帶。地層區劃分屬紅柳園地層分區印尼喀拉地層小區、塔里木盆地地層分區若羌地層小區。

本區石炭紀、二疊紀為火山強烈活動時期，玄武巖噴溢形成廣泛分布的火山巖和火山碎屑巖，并將地殼深部成礦物質帶到地表，特別是金（玄武巖含金豐度為17.4×10-9，火成巖平均含金豐度11.9×10-9），從而為金礦的形成提供了物質基礎。

大地構造位置處于裂谷活動帶，非常有利于金成礦。

區域斷裂活動十分強烈，為巖漿侵入、火山噴發提供了熱液通道，配置的次級斷裂構造又為含礦熱液的遷移及充填交代成礦創造了良好的條件。

晚石炭世，區內動力變質作用極其強裂，常形成區內規模巨大的韌性剪切帶和脆性斷裂破碎帶。在變質熱液的作用下，金元素隨熱液運移、活化富集，于有利條件下極易形成金礦。

2 礦床地質特征

2.1 成礦地質環境

紅十井金礦賦礦地層為干泉組(C2g)地層,一套海相基性火山熔巖及凝灰質碎屑巖及凝灰質板巖。依據巖性特征和巖石組合分為：下部為斑狀玄武巖、千糜巖化卡巖凝灰質砂巖、千糜巖化卡巖凝灰質粉砂巖、玄武巖、凝灰質板巖。

紅十井斷裂延伸方向北東東75°～80°，為向北陡傾的逆沖斷裂，韌性剪切帶和斷裂破碎帶是紅十井金礦重要的控礦導礦構造。

紅十井金礦主要產于粉砂巖及玄武巖接觸帶中，主要含礦巖石為千糜巖化凝灰質粉砂巖及蝕變玄武巖。

區內礦產主要產出于石炭系地層中金礦。成礦帶的西段含炭片巖或板巖中發現了以石英脈型金礦為主的大青山金礦、駱駝峰金礦、紅西金礦等數處金礦（點），在三峰山一帶中元古界的老地層中發現了白石灘金礦和白石灘錳礦。成礦帶中段發現了成因上與玄武巖、紅十井斷裂有關的紅十井金礦、2號金礦點、4號金礦點、222金礦點等破碎蝕變巖型金礦和熱液型鹽灘金銅礦等。成礦帶東段發現成因上與中－基性巖漿巖和大斷裂有關的破碎蝕變巖—石英脈復合型金礦—八一泉金礦等。

2.2 礦體特征

紅十井金礦床由7個礦體組成，分別賦存于Ⅰ、Ⅱ號蝕變帶內。按規模大小分為一個主礦體（11號）、6個小礦體。

主礦體（11）：賦存于Ⅰ號蝕變帶內，地表斷續長673 m，出露最大厚度11.41 m，平均厚度5.30 m，礦體厚度變化系數75.49%。礦體呈似層狀產出，礦層較穩定，局部有分枝復合、尖滅再現現象。北東55°方向延伸，傾向140°～160°，傾角67°～86°，深部逐漸由南傾變為向北傾斜，傾角60°～85°。礦體總體向西側伏，經探礦、采礦工程驗證，礦體總體向西側伏，且向深部有尖滅的明顯趨勢，在1045中段礦體長195 m，1005中段礦體長55 m，且礦體厚度、品位也有下降的趨勢。礦體受斷裂控制，產于干泉組蝕變玄武巖與千糜巖化凝灰質砂巖接觸帶，即頂板為千糜巖化凝灰質砂巖，底板為蝕變玄武巖。

2.3 礦石類型

2.3.1 按礦石礦物組合劃分

⑴黃鐵礦－絹云母蝕變巖型金礦石：是礦床的主要礦石類型，為千糜巖化凝灰質砂巖強礦化作用而成。

⑵含碳酸鹽石英脈型金礦石：石英脈多呈細小網脈無規律的分布在蝕變巖金礦石中，屬成礦期后，次級構造作用下熱液活動的產物。

上述兩種礦石緊密共生，難以單獨劃分。

2.3.2 按氧化程度劃分

可分為氧化礦石與原生礦石，其氧化程度難以確定。因構造活動、成礦作用的多期性和長期性，導致氧化礦石局部地段有原生礦石，原生礦石局部地段有氧化礦石，但從總體看來，以氧化礦石為主。據此，資源量計算時氧化礦石和原生礦石作為整體進行計算。

2.4 礦物組合

礦石礦物成分簡單，已發現25余種礦物,見表1。

表1 礦石礦物成分表

（1）金屬礦物

金礦物：以自然金為主，金銀礦極微。

自然金形態以較規則的粒狀為主，板狀、片狀金較少，而絲狀等其它不規則者極少見。自然金的粒度從0.001～0.048 mm都能見到，但主要集中在0.001～0.006 mm的粒級范圍內，其次是較粗的顆粒，而＜0.001 mm者較少。自然金在礦石中分布很不均勻，在含白云石的石英脈型金礦中含量很高，而在蝕變巖型金礦中含量頗低。其主要賦存在黃鐵礦（假像褐鐵礦）中，其次多出現在假像褐鐵礦近側的脈石當中。

黃鐵礦：自形－半自形晶為主，少量它形晶，多呈立方體晶，粒徑多為0.2～1 mm，個別可達5 mm，且多蝕變成褐鐵礦或黃鉀鐵礬。為主要載金礦物，含量9%。

黃銅礦：呈它形微粒，粒徑0.01～0.02 mm，分布在碳酸鹽和石英或石英和絹云母之間，含量少。

輝銅礦：呈它形晶，分布在黃銅礦邊緣或裂隙中，為黃銅礦的蝕變物，含量微。

褐鐵礦：呈它形粒狀集合體，多與黃鐵礦、鐵白云石等分布在一起，或以脈狀、斑點狀出現，為鐵礦物的氧化物，含量2.5%～8%。

對于交通條件優劣的評判，學界目前存在兩種較為常見的評價方法：其一，采用距離或旅行時間成本等指標，從可達性視角對交通便捷性進行評價[26]；其二，以定量的手段從相對角度判別區域交通條件的優劣以及級別高低的交通優勢度方法[27]。交通可達性衡量的只是交通系統從某一區位到達指定目的地區位的便捷程度，而交通優勢度則可以全面反映交通設施優劣的全部內涵[28]。由此，本文運用交通優勢度概念，建立機場優勢度評價指標體系，對機場條件優劣進行測度。相對于機場條件優劣的研究，對旅游業發展水平評價的相關研究相對較多，具有相對成熟的研究成果，因此本文在總結相關研究的基礎上，建立旅游業發展水平評價指標體系。

銅藍：分布在黃銅礦的邊緣或裂隙中，為黃銅礦的蝕變物，含量微。

⑵脈石礦物

石英：分布在絹云母片理間，粒徑約0.15 mm，含量10%；熱液期形成的細脈狀石英多垂直黃鐵礦晶體生長或分布在黃鐵礦周圍，或沿巖石片理呈透鏡狀、脈狀充填，呈不等粒它形晶，粒徑0.1～8 mm，平均3～4 mm，含量62%。

絹云母：呈顯微鱗片狀，具定向排列，由泥質物變質而成，含量45%。

綠泥石：呈細小的片狀集合體分布在黃鐵礦或碳酸鹽中，常與絹云母伴生，含量1%。

鐵白云石：呈泥晶狀集合體或斑點狀、團塊狀、脈狀分布在巖石中，含量5%。

2.5 礦石結構構造

⑴礦石結構

不等粒粒狀結構：自然金主要呈不等粒粒狀分布在黃鐵礦邊緣或裂隙中。

它形顯微粒狀結構：自然金在礦石中呈它形晶顯微粒狀分布在絹云母或黃鐵礦之間。

包含結構：早結晶的自然金包裹于晚結晶的黃鐵礦中。

⑵礦石構造

稀疏浸染狀構造：自然金在礦石中呈稀疏狀分布在黃鐵礦或絹云母中。

星點浸染狀構造：自然金在礦石中呈星點狀分散在黃鐵礦或絹云母之間。

細脈浸染狀構造：自然金分布在黃鐵礦中，黃鐵礦呈細脈狀分布在絹云母中。

2.6 礦化階段劃分及分布

根據礦物成分的組合特征、礦石的結構構造特征，各礦物的鑲嵌關系將該區的成礦作用劃分為兩個時期：

2.6.1 熱液成礦期

該成礦期可分為三個階段：

第一階段(早期石英脈階段)：該階段石英脈呈灰白色。石英呈他形粒狀，粒度在0.8～0.4 mm之間，呈塊狀或大脈狀產出；主要為石英、絹云母組成。

第二階段（石英-黃鐵礦階段）：該階段石英脈呈灰白色、淺灰色，他形粒狀，粒度在0.03～0.15 mm之間，沿早期石英脈穿插，黃鐵礦自形晶粗粒狀，形態為立方體。

該階段為主要的金礦化階段，其礦物組合為石英、自然金、黃鐵礦、絹云母。金多以包體形式賦存黃鐵礦中。

第三階段（石英-黃鐵礦-碳酸鹽階段）：該階段為礦化末期，其礦物組合為石英、碳酸鹽黃鐵礦。石英、碳酸鹽多呈細脈狀穿切早期形成的石英脈，在石英、碳酸鹽脈中常伴有細粒狀黃鐵礦，金屬硫化物微量。

2.6.2 表生作用成礦期

表生作用主要有氧化作用，次生富集作用，其次有風化淋濾作用。

氧化作用主要表現為褐鐵礦、孔雀石、銅藍的產生。

次生富集作用主要表現在分布于金屬硫化物中的超顯微金隨壓力、pH值、氧逸度的變化而溶解、沉淀，加之鐵氧化物對金的吸附使金顆粒增大，礦石品位變富。

風化淋濾作用表現為蘊藏于地表巖石中的有用組份經風化，天水淋濾，向下運移富集。富集深度大于2 m。

2.7 多期成礦的疊加改造

根據礦體的產狀、礦化特征以及各礦體的礦物成分特征、礦石的結構構造特征，各礦物的鑲嵌關系將紅十井成礦作用劃分為兩個成礦期。這兩個成礦期的礦體特征有較大的不同。

第一成礦期：其成礦作用主要表現為以張性裂隙熱液充填為主，主要特征是石英脈呈乳白色、具較強的褐鐵礦化、局部可見孔雀石化、氯銅礦化，但褐鐵礦化主要呈團塊狀極不均勻分布，自然金可見且與褐鐵礦化關系密切。脈體兩側圍巖破碎和片理化現象不發育、蝕變較弱，以高嶺土化為主，局部可見絹云母化。含金一般在(1～2)×10-6之間（低品位礦體）。這一期次的成礦作用在本區是次要的金成礦期。

第二成礦期：其成礦作用主要表現為以構造、熱液活動均較強烈的熱液蝕變為主。區內的大部分金礦體（尤其是工業礦體）形成于這一成礦期。主要特征是石英脈多呈瓷白色、灰白色甚至鉛灰色，巖石具褐鐵礦化、黃鐵礦化、絹云母化，絹云母化較普遍。礦石礦物一般呈浸染狀、細脈浸染狀分布，礦化較均勻，局部見碳酸鹽化。

紅十井金礦Ⅰ號蝕變帶為主礦化蝕金含量一般在（1～5）×10-6之間。

2.8 礦化蝕變帶劃分及分布

蝕變帶，西起TC-11西15 m，東至TC24號東10 m，地表長713 m，出露最大厚度30.41 m，平均厚度16.30 m，呈直線狀分布，走向60°，傾向以南東，76°～86°，個別地段近于直立。蝕變帶受斷裂控制，產于玄武巖與千糜巖化凝灰質砂巖接觸帶，由中心向兩側巖性分別為：金礦—糜棱化礦化蝕變巖—糜棱巖化巖石。該礦化蝕變帶普遍具褐鐵礦化、絹云母化，巖石多呈褐紅色土狀，并見有較多的細粒自形立方體狀及他形細粒狀褐鐵礦化黃鐵礦，一般金含量在(0.1～5)×10-6之間。

在主礦體東段北側的Ⅱ號蝕變帶，西起TC-16西25 m，東至TC24號東20 m，地表長205 m，出露最大厚度20.41 m，平均厚度11.30 m，呈直線狀分布，走向77°，傾向146°～168°，傾角約76°，圍巖為玄武巖具褐鐵礦化、絹云母化。

3 礦床成礦模式及找礦標志

3.1 礦床成礦模式

華力西晚期，紅十井地區處在地槽強烈活動的造山期，由構造應力作用形成斷裂體系和剪切帶。深源含金玄武巖漿（礦源物）在構造作用力的驅動下沿紅十井斷裂上升呈裂隙式噴溢，形成似層狀或透鏡狀玄武巖。在斷裂構造繼承性長期活動及區域變質過程中，巖石發生碎裂、千糜巖化等，并伴隨生成大量變質熱液、火山熱液作用。變質熱液及火山熱液在巖石中運移，并汲取巖石中的Au等成礦物質達到飽和平衡狀態，當濕度、壓力、氧逸度、pH值、氧化還原電位等物理化學條件適宜條件下，含金熱液在紅十井斷裂的次級斷裂構造，特別是破碎蝕變帶中長期多次交代充填成礦。

綜上所述，根據礦體的產出部位及空間分布，礦體的礦石類型、礦物組分及礦石特征，結合本區地球化學元素組合特征，推斷紅十井金礦為蝕變巖型金礦，見圖1。

圖1 若羌縣紅十井破碎蝕變巖型金礦床成礦模式圖

3.2 找礦標志

⑴上石炭統干泉組（C2g）玄武巖（β）含金豐度高于中性巖、酸性巖和沉積巖。沿玄武巖兩側已發現金礦（化）點多處，且均與該玄武巖關系密切，因此，該玄武巖是金元素的礦源層。

⑵出露地表的破碎蝕變帶是找礦的直接標志。一般呈規模較大與紅十井斷裂走向大致平行的負地形直溝，風化后呈土黃－黃褐色，疏松多孔，具較強的粘土化，并見石英脈分布。

⑶含礦巖石受動力變質作用明顯：巖石一般較破碎，具明顯的糜棱巖化；蝕變較強，與礦化密切有關的蝕變類型有硅化、黃鐵礦化、絹云母化。

⑷化探異常特征：Au元素化探異常分布區，伴有Ag、As、Cu、Pb、Zn、Sb等元素異常，且相互套合較好，是找礦效果較好地段。

4 結論

（1）大地構造特征：紅十井金礦位于塔里木陸殼板塊內的北山陸內裂谷活動帶。

（2）礦床地質特征：上石炭統干泉組（C2g）玄武巖（β）含金豐度高于中性巖、酸性巖和沉積巖，該玄武巖是金元素的礦源層。一般呈規模較大與紅十井斷裂走向大致平行的負地形直溝，風化后呈土黃－黃褐色，疏松多孔，具較強的粘土化，并見石英脈分布。含礦巖石受動力變質作用明顯：巖石一般較破碎，具明顯的糜棱巖化；蝕變較強，與礦化密切有關的蝕變類型有硅化、黃鐵礦化、絹云母化。

（3）成礦模式：深源含金玄武巖漿（礦源物）在構造作用力的驅動下沿紅十井斷裂上升呈裂隙式噴溢，形成似層狀或透鏡狀玄武巖。在斷裂構造繼承性長期活動及區域變質過程中，巖石發生碎裂、千糜巖化等，并伴隨生成大量變質熱液、火山熱液作用。變質熱液及火山熱液在巖石中運移，并汲取巖石中的Au等成礦物質達到飽和平衡狀態，含金熱液在紅十井斷裂的次級斷裂構造，特別是破碎蝕變帶中長期多次交代充填成礦。

[1]肖惠良，周濟元，王鶴年，等.新疆紅十井金礦床地質特征及成因[J].礦床地質，2003.01.

[2]周濟元，崔炳芳，肖惠良，陳世忠.新疆若羌紅十井金礦床地質特征、深部成礦預測及驗證[J].地質學報，2003.01.

[3]盧全敏，鐘莉，陳青珍.新疆若羌縣紅十井金礦床地質特征及找礦標志[J].新疆地質，2003.03.