新疆若羌縣石門銅金礦床地質特征及成因探討

王恒（新疆地質礦產勘查開發局第六地質大隊　哈密　839000）

新疆若羌縣石門銅金礦床地質特征及成因探討

王恒
（新疆地質礦產勘查開發局第六地質大隊哈密839000）

石門銅金礦位于新疆北山裂谷系整裝勘查區南側的紅十井淺成低溫熱液型金銅礦成礦帶中，勘查區自2002年發現至今的近十年內，僅于普查階段發現一條含銅金蝕變帶之后一直沒有突破。結合石門銅金礦地質特征，圍巖蝕變，礦體特征及地球化學障，筆者對石門銅金礦進行了研究，分析礦體賦存部位的地球物理、地球化學條件，提出找礦方向及工程布設建議，以期取得找礦突破。

整裝勘查區石門地球化學障找礦方向

北山裂谷是中亞巨型成礦帶的重要組成部分，裂谷內晚古生代的火山巖分布廣泛，鎂鐵-超鎂鐵侵入巖非常發育，構造形跡復雜，發現多處銅鎳、鐵、金等礦床（點）。在北山裂谷內發現有紅十井、大青山、八一泉、222等金礦床，以及白石灘、三峰山等銅金礦床。這些礦床中，大青山金礦為穆龍套型金礦床、紅十井為破碎蝕變巖型金礦床，八一泉、222等為石英脈型金礦床。這些礦床均分布于紅十井大斷裂的南北兩側，且地球化學障為金元素的重要富集部位。

1　區域地質

1.1大地構造位置

北山地區位于中亞造山帶中東天山的南緣（圖1），塔里木盆地東北緣。以中天山南緣斷裂為界與中天山地塊相鄰，南為敦煌地體，西為庫魯克塔格隆起，東與紅柳園裂谷及梧桐溝裂谷相連構成一條裂谷帶，呈北東東向展布，屬于塔里木陸殼板塊的次一級構造單元。北山裂谷內褶皺構造、斷裂構造、韌性剪切帶發育。北山裂谷發源于塔里木陸殼板塊，經歷了拉張→匯聚→固結→重新活化→封閉等多階段的地質活動過程。帶內前寒武紀變質基底和早古生代蓋層塊體較多，由此形成了復雜多變的地層、構造、巖漿巖，為金、銅、鎳、鐵、錳等礦產的形成提供了良好的地質背景條件。石門銅礦即位于北山裂谷南側，紅十井大斷裂北側5km處。

圖1　石門銅金礦大地構造位置圖（據1∶50萬東疆區域地質圖改編）

1.2區域地層

北山地區具有古老的前寒武紀結晶基底，出露地層包括古元古界、中元古界、下古生界、石炭系、二疊系、古近系、新近系及第四系。石門銅礦即位于長城系三峰山群綠片巖于石炭系勝利泉組二云石英千枚巖的接觸部位，受到平梁子大斷裂的嚴格控制（圖2）。

圖2　北山裂谷1∶20萬區域地質圖（據新疆地質礦產勘查開發局第六地質大隊，2010）

2　礦床地質特征

2.1地 層

礦區內出露地層為上石炭統勝利泉組（C3Sb2），巖石組合為：二云母微晶片巖、綠簾一陽起綠片巖；上石炭統勝利泉組（C3sl3），巖石組合為：含炭粉砂巖、砂巖、粉砂巖、二云石英千枚巖、綠簾石英片巖。

2.2構造

從區域地質構造特征來看，該區地層均具有倒轉現象。由于受到石炭世裂谷拉張及造山伸展擠壓的兩次劇烈的構造活動，受到南北向應力影響，礦區斷裂發育，主要有三條，即：F1、F2、F3。F1位于礦區中部，近東西向，性質為區域韌脆性復合大斷裂。F2位于礦區東部北西向具平移性質的逆斷層，F3為礦區東部北東向扭性斷裂。厚度較大且穩定，近東西走向，傾向350°～360°，傾角75°～78°，通過鉆探工程的施工，少數鉆孔中見有巖漿巖。其中，ZK5-1孔296～305.46m處見有基性斜長角閃輝石巖；305.46～312.25m見黑云母斜長花崗巖。由于本區地表未見規模較大的巖漿巖，鉆孔中所見巖體為巖株狀，推測礦區深部可能存在規模相對較大的中酸性-中基性巖體，該巖體為銅金礦的形成提供成礦巖漿熱液及物質來源。

本區地少可見石英脈，石英脈走向基本同平梁子大斷裂走向一致，為近東西向，走向70°～80°，北傾，傾角較陡，約70°左右，石英脈中石英為微細粒礦物，推測其來源于深部酸性巖體。石英脈于本區廣布，在所有地層中均有分布，目前僅少部分含金，極個別石英脈具膜狀孔雀石化，礦化蝕變極不均勻，少見褐鐵礦化、碳酸鹽化。因此推測金元素的富集可能同地層提供的氧化還原環境有關。

2.3火山巖

勘查區火山巖主要產于石板山組（C2sb2）內，為石炭系間歇的火山活動形成的，空間上沿本區中坡山、白石灘、平梁子等大型正斷層展布，地表可見其受到區域變質作用形成綠簾陽起片巖、綠簾石英片巖，其原巖為一套以基性火山巖為主的噴出巖。該套巖石圍巖蝕變主要為綠泥石化、綠簾石化、陽起石化，為成礦元素提供了沉淀的堿性環境。

2.4蝕變帶特征

礦化蝕變帶產于平梁子大斷裂南側上石炭統勝利泉組二云石英千枚巖中。蝕變帶走向與平梁子大斷裂平行，呈北東東85°方向延伸，受平梁子大斷裂次級斷裂控制。長約600m，寬5～20m，平面上呈一帶狀，東部被一北西向平推斷層破壞。該蝕變帶是勘查區的主要含礦蝕變帶。蝕變類型主要有：硅化、褐鐵礦化、碳酸鹽化、綠泥石化、綠簾石化、絹云母化、赤鐵礦化。局部可見硬石膏填充褐鐵礦熔蝕的孔洞。

圖3　新疆若羌縣石門銅金礦地質圖（據新疆地礦局第六地質大隊，2010）

北部綠簾陽起綠片巖層及南部二云母石英千枚巖，均為平梁子大斷裂長期活動的條件下，構造變質的產物。北部蝕變類型主要有：陽起石化、綠簾石化、透閃石化、方解石化及其他碳酸鹽化等。南部蝕變類型主要有：黑云母化、硅化、磷灰石化等。

由此可見，北部綠簾陽起綠片巖為強堿、堿性環境中形成的變質巖。南部二云母石英千枚巖為強酸、酸性環境中形成的變質巖。而礦化蝕變帶即位于酸堿環境過渡的中性環境中。

2.5礦體特征

AuⅠ礦體產于SbⅢ號礦化蝕變帶中部，地表由TC13-1探槽控制。含礦巖石為次生石英巖，礦體圍巖為蝕變二云石英千枚巖。礦體平面形態呈透鏡狀，走向75°～90°，長30m，最大視厚度4m。傾向北，傾角65°，深部ZK13-1孔未見金礦體，僅在20.20m處見金礦化體，目前控制金礦體斜深20m。金品位0.66～1.51g/t，平均1.01g/t；銅含量0.01%～0.11%，平均0.05%。

該礦區中銅礦體受平梁子韌性剪切帶控制，由于剪切帶中賦礦空間連續性不好，多呈透鏡體狀分布，致使銅礦體多呈串珠狀、透鏡體狀，兩個銅礦體的礦石特征較為相似，可推測兩個銅礦體為同一熱源形成的礦體，深部可能為同一礦體。

Cu1礦體產于SbⅣ號礦化蝕變帶西段，由TC11-1、TC13-1、TC+11-1、TC9-1探槽控制，深部由ZK9-1、ZK11-1、ZK11-2、ZK19-1控制。含礦巖石為次生石英巖。礦體頂板、底板巖石均為二云母石英千枚巖。礦體呈似層狀產出。含礦巖石為二云石英千枚巖，礦體圍巖與含礦巖石相同。呈脈狀產出，走向80°，長70m。最大視厚度3.07m，礦體銅品位0.59%～3.13%，平均銅品位1.15%。金含量很低，僅0.04～0.5×10-6，金平均品位0.22×10-6。礦體傾向354°，傾角75°，斜深80m。

2.6礦石特征

礦石中的脈石礦物以石英為主，含量約90%，其次為榍石、絹云母、白云母、石膏、水鋁英石等。其中石英呈等軸粒狀，鑲嵌變晶結構。粒徑0.02～0.6mm，大多數粒徑0.1～0.3mm。金屬硫化物主要存在顆粒較粗的石英附近，并見少許鱗片狀絹云母分布，反映熱液蝕變交代成礦的特征。礦石中的礦石礦物以黃鐵礦為主，含量2%～3%，其次為黃銅礦、輝銅礦、銅藍、黃鉀鐵礬、褐鐵礦、假像赤鐵礦、硫鈷礦等。

3　討論

3.1金元素富集機制

西澳大利亞大學CSIRO實驗室格洛夫斯（Groves，1987）提出金在不同酸堿度與不同溫度下近U字形的溶解曲線（圖4），說明金在高溫下溶解，低溫下沉淀；在酸性和堿性溶液中溶解，在偏中性溶液中沉淀。

圖4　Au-SiO2礦物試驗結果示意圖（據Groves，1987）

3.2石門銅金礦地球化學障

成礦物質在溫度變換、壓力變換、酸堿度變換、氧化還原條件變換的界面附近聚集和沉淀，這樣物理化學交換界面即為地球化學障。

石門銅金礦北部的綠簾陽起綠片巖即為強堿氧化環境下形成的，有利于金元素的運移。南部的二云母石英千枚巖即為強酸還原環境下形成的，亦有利于金元素的運移。二者以平梁子大斷裂為界，大斷裂附近存在一地球化學障，附近存在的中性環境下形成的含礦蝕變帶即為最好的證明。平梁子大斷裂的衍生斷裂或碎裂巖即為最好的容礦空間，期間所見的含金石英脈即為含礦礦石。

3.3礦床成因初步探討

礦區廣泛分布的厚大而穩定的中石炭統千枚巖應為礦源層。它向礦區提供了充足的金的來源；庫魯克塔格隆斷區廣泛分布的華力西期花崗巖以及F，深斷裂和且末河深斷裂的長期活動使礦區發生了多次地熱事件，每次都從深部帶來了含礦熱液，這部分熱液沿途萃取了厚大千枚巖地層中的有用物質，于構造有利部位沉淀下來形成工業礦體。通過對礦區的地層的綜合研究認識，認為該礦區出露的上石炭統石板山組（C2Sb2）及上石炭統勝利泉組（C2Sl1）的地層原巖為一套凝灰質砂巖與中基性火山巖，賦礦層位在二云母石英千枚巖中，其原巖為一套凝灰質砂巖，再次根據原有鉆探工程中如ZK0-2、ZK9-1、ZK0-1所見礦石可見其中的金屬硫化物有類似于沉積巖中的粒序變化及紋層狀構造，推測在凝灰質砂巖成巖的過程中，在深海還原的環境下由火山噴出的金屬硫化物與火山灰同時沉積形成的同生礦床。并且上石炭統石板山組（C2Sb2）及上石炭統勝利泉組（C2Sl1）的地層為本區的重要含金建造，地層中的Au、Cu等元素豐度值較高，為成礦疊加富集提供了物質來源，其次由于區內F1斷裂構造的頻繁活動為深部流體向上運移提供有利的通道，也為熱流體運移和匯集提供重要動力，在探槽蝕變帶見石英脈附近的褐鐵礦化與黃鉀鐵礬要比其他部位要強。說明后期沿構造上升的熱液對成礦有富集疊加作用；同時構造運動和熱流體對勝利泉組地層中金、銅元素活化、運移和富集提供有利的動力，再次可見地表的蝕變帶呈透鏡狀被拉伸，斷續分布，反映出構造對礦體既有疊加富集作用，對礦體也有破壞作用。綜上所述，初步認為該礦床為火山沉積+后期熱液改造型礦床。

3.4找礦標志

⑴平梁子大斷裂附近為主要找礦靶區。

⑵綠簾陽起石綠片巖同二云母石英千枚巖即為金元素富集沉淀的重要部位。

⑶激電或CSAMT物探方法為了解含金蝕變帶及構造界面的物探方法，可作為指導找礦的主要物探手段。

4　結論

石門銅金礦含金建造：三峰山組、勝利泉組，在區域化探異常上顯示兩組地層普遍金豐度高，且變化系數較大，具有明顯的元素遷移及局部富集現象。且區內綠簾陽起綠片巖，二云母石英千枚巖為強堿、強酸環境下形成的，有利于金元素的遷移。

石門銅金礦控礦構造：平梁子大斷裂，大斷裂不僅控制著三峰山組及勝利泉組的空間分布，而且控制著中性環境下形成的含金蝕變帶的走向。平梁子大斷裂控制著金元素沉淀的空間。

建議先在礦體上布設CSAMT剖面，了解構造界面，然后在地表見到的礦體南側布設斜孔，方位355°，孔斜70°，以控制到底板綠簾陽起綠片巖為目的施工鉆孔，了解深部礦體的形態、厚度、品位等特征。

［1］趙倫山，張本仁.地球化學.1988.10-104.

［2］王恒.新疆若羌縣石門銅金礦普查地質報告.2014.9-25.

收稿：2016-06-05

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.05.022