新疆韌性剪切帶型金礦床地質特征研究
——以索爾巴斯陶金礦床與哈圖金礦床為例

艾娜古麗·買買托蓮，庫瓦尼西別克·買買提朱馬

（新疆大學地質與礦業工程學院，新疆烏魯木齊830047）

新疆韌性剪切帶型金礦床地質特征研究
——以索爾巴斯陶金礦床與哈圖金礦床為例

艾娜古麗·買買托蓮，庫瓦尼西別克·買買提朱馬

（新疆大學地質與礦業工程學院，新疆烏魯木齊830047）

韌性剪切帶型金礦床作為重要金礦床類型之一，對其進行深入研究具有重要的理論和實際意義。以索爾巴斯陶金礦床與哈圖金礦床為例，對韌性剪切帶型金礦床地質特征進行概括和總結。韌性剪切帶型金礦床與其賦存的韌性剪切帶往往具有形成時間上的滯后效應，礦體嚴格受韌性剪切帶的控制，但多分布在韌性剪切帶的后期脆性斷裂中。剝蝕程度比較低，長期演化的造山帶環境是尋找韌性剪切帶型金礦床的戰略方向。

韌性剪切帶型金礦床；地質特征；索爾巴斯陶金礦床；哈圖金礦床

1　概述

“韌性剪切帶”這一概念是Sibson R H［1］和Ramsay J G［2］分別提出以來，很快引起了國內外地質學家的廣泛關注，而且隨著研究的日益深入，已取得了豐碩的成果。韌性剪切帶一般認為是一種在地殼深部普遍存在的，呈帶狀展布并且具強烈塑性流變和剪切應變的高應變帶，也被稱為韌性斷層［3］。作為地表脆性斷裂向地殼深部的延伸部分，與地表脆性斷裂組成斷裂的雙層結構模式［4］。韌性剪切帶型金礦床是指控礦因素及成礦機制直接或間接與韌性剪切帶有關的金礦床類型。這類礦床的形成，是成礦流體形成，運移以及Au沉淀與富集過程中物質場、流體場、能量場、空間場以及時間維等多元因素相互匹配、相互協調的產物［10］。

韌性剪切帶中金礦產量初步統計約為8000～10000t，約占世界總產金量的30%［9］，是世界黃金供應的主要來源之一。新疆與韌性剪切帶具有直接或間接成因聯系的金礦床分布廣泛，如康古爾金礦床、紅石金礦床、紅山金礦床、哈圖金礦床、索爾巴斯陶金礦床的同位素年代學研究表明，金礦床成礦作用和剪切帶后期的走滑剪切變形作用在時間上具有強烈的耦合關系。20世紀80年代中期以來，中國地質研究人員對韌性剪切帶及其與金礦床成因聯系進行了系統的研究，具有包括韌性剪切帶與金礦床的時空分布及時空關系、韌性剪切帶的控礦作用機制以及金富集機理、韌性剪切帶型金礦床地質特征、礦床成因、成礦模式以及成礦實驗模擬等。

本文以韌性剪切帶型金礦床——索爾巴斯陶金礦床與哈圖金礦床為例，對韌性剪切帶型金礦床地質特征進行概括和總結，這對于加深該類礦床成礦作用與成礦規律的認識以及指導該類金礦的勘查工作均具有重要的借鑒意義。

2　韌性剪切帶型金礦床地質特征

根據韌性剪切帶在金成礦過程中的不同作用，可將該類金礦床劃分為3類：第一，韌性剪切作用改造型金礦床，礦床產于韌性剪切帶中，韌性剪切作用導致原有礦體中的金銀礦物再富集再分布；第二，同韌性剪切型金礦床，韌性剪切帶與金礦形成之間無地質間斷，且韌性剪切帶作為直接控礦構造的金礦床；第三，后韌性剪切帶型金礦床，韌性剪切帶與金礦床形成之間存在明顯地質間斷，直接控礦構造是疊加在其之上的脆性斷裂，二者形成與不同的地質環境，為不同地質作用的產物［11］。新疆絕大部分韌性剪切帶型金礦床均屬后韌性剪切帶型金礦床。按金礦床的產出特征劃分為蝕變糜棱巖型金礦床，蝕變破碎帶型金礦床，石英脈型金礦床。

從Au元素的活化分異，含金熱液的形成，運移直至富集成礦，韌性剪切帶型金礦床形成的整個過程都與韌性剪切作用以及后期脆性斷裂的疊加緊密相關。深層次韌性剪切變形導致金元素的活化遷移，中淺層次的韌脆性或脆性剪切變形區是金聚集成礦的部位，而韌性剪切帶的不同變形層次以及斷層巖類型制約金礦化類型［12］。時間上，韌性剪切帶型金礦床的形成時代往往晚于其賦存的韌性剪切帶的形成時代，如中國境內與脈狀金礦床有直接或間接成因聯系的韌性剪切帶往往形成于太古宙或元古宙，而金礦床的成礦時代為顯生宙［11］。空間上，韌性剪切帶型金礦床僅少數直接產在韌性剪切帶中，絕大數金礦床均產在疊加于韌性剪切帶之上的后期脆性斷裂中。

韌性剪切帶型金礦床圍巖蝕變常見硅化、鉀化、絹云母化、綠泥石化、黃鐵礦化、碳酸鹽化等［14］，礦石主要有含金糜棱巖和含金石英脈組成，礦體的展布嚴格受剪切帶系統的控制。礦體與圍巖一般沒有明顯的界限，需靠含礦品位圈定礦體，礦石以浸染狀為主。一般可以識別出2期（甚至2期以上）成礦作用：韌性變形期以及后期脆性變形期，但礦體主要就位于疊加在韌性剪切帶之上的脆性裂隙中。含金流體從剪切帶的韌性部分遷移至脆性部分時，圍壓突然降低導致金分異沉淀。礦物組合一般比較單一，成礦溫度主要集中在300℃～350℃范圍內［13］。成礦流體與成礦物質來源方面，韌性剪切帶型金礦床成礦流體來源復雜，包括地幔流體、巖漿流體、變質流體以及混合流體等，具多期多階段多來源特征，成礦物質往往來源于深部或容礦圍巖［12］。成礦作用與巖漿活動關系密切，也可以與巖漿活動無關。

3　典型韌性剪切帶型金礦床實例

3.1索爾巴斯陶金礦床

索爾巴斯陶金礦區位于哈薩克斯坦—準格爾板塊之準格爾構造區的哈爾里克晚古生代島弧帶與博格達晚古生代裂谷2個三級構造單元的結合部位（見圖1）。該區是北天山鐵、銅、鎳、金、鉬及稀有金屬成礦帶之哈爾里克銅鉬金（稀有金屬）石墨成礦亞帶的索爾巴斯陶Cu-Mo-Au成礦集中區。

圖1　區域構造略圖（據張良臣）

金礦床產于下石炭統塔克爾巴斯陶組第二段（C1tk），一套陸源碎屑巖—硅質巖—火山巖組合中，容礦巖石主要為陸源碎屑巖包括礫巖及各粒級砂巖及泥質巖；硅質巖類中有的較純，有的含有鉀長石；火山巖中有凝灰巖、沉凝灰巖、安山質熔巖及角礫熔巖，同時還有一些超淺成的巖石、如鈉長巖等。該套巖石組合由于受到強烈的構造和蝕變作用，多已發生破碎和變質。礦區范圍內主要以構造蝕變巖和第四系為主，其東南側則多發育安山巖，玄武巖及沉積巖。

礦區內構造主要表現為褶皺和斷裂，褶皺構造為一短軸背斜，位于區域西部向斜的北翼，背斜構造為礦區重要控礦構造，背斜北西翼巖層傾向北西，傾角較緩，一般在50°左右，南東翼巖層主體傾向南東，產狀近于直立，傾角一般在80°左右，其核部強烈蝕變，呈北東—南西向帶狀分布，形成與褶皺構造長軸方向基本一致的蝕變體，金礦體分布受該蝕變巖帶的控制（見圖2）。斷裂構造由F1、F2、F7三條斷裂形成一個近似三角形地塊，控制著區內背斜構造和金礦的成生與分布。F1斷裂：位于礦區北部，系礦區三角形塊體北部邊緣，該斷裂走向290°～330°，傾向南西，傾角大于55°，礦區內可見長度0.9km；斷裂帶寬5～50m，無明顯裂面，為一正斷層。F2斷裂：位于礦區西部，礦區三角形塊體西部邊緣，走向北西—南東，傾向西或南西，傾角46°～78°，區內可見長度0.80km；斷裂帶寬2～40m，裂面明顯，為一逆掩斷層。F7斷裂：位于礦區東部，系礦區三角形塊體東部邊緣，走向北北東，傾向及傾角不詳，礦區內可見長度0.84km；斷裂帶寬0.5～2m，為一平移斷層。斷裂兩側及破碎帶中，巖石普遍發生強烈蝕變，主要蝕變有褐鐵礦化、硅化、絹云母化、高嶺土化等，斷裂是重要的導礦構造并兼有容礦作用（見圖2）。

礦區內共圈出3條金礦體，依次編號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體。Ⅰ號礦體分布在Ⅱ號礦體的上盤，Ⅲ號礦體分在Ⅱ號礦體的下盤。其中Ⅱ號礦體為區內的主礦體，礦體長450m，控制最大深度約590m，總體傾向318°，傾角主要在70°～90°。平均厚度44.51m，平均金品位1.74×10-6。

礦石礦物成分中金屬硫化物主要為黃鐵礦，少量毒砂，偶見方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、輝鉬礦等。金屬氧化物主要為鈦鐵礦，少量褐鐵礦、磁鐵礦、板鈦礦等。脈石礦物以石英為主，次為長石、高嶺土、綠泥石、云母、鋯石、石墨及方解石等碳酸鹽礦物。礦石結構以他形晶—半自形晶粒狀結構為主，其次有自形晶結構、碎裂結構、包含結構、交代殘余結構、假象結構等。礦石中最常見的構造為稠密浸染狀構造、浸染狀構造、脈狀構造、角礫狀構造、網脈狀構造等。金礦石的礦物組合特征可分為金—黃鐵礦硅質巖型、金—黃鐵礦蝕變巖型、金—黃鐵礦石英脈型。金礦體蝕變類型主要有：硅化、絹云母化、高嶺土化、碳酸鹽化、鉀長石化、綠泥石化、簾石化和黃鐵礦化（地表為褐鐵礦化），其中以硅化、黃鐵礦化與金礦化關系最為密切。金的成礦期和成礦階段劃可分為沉積成巖成礦期、活化改造成礦期、表生成礦期。活化改造成礦期可劃分3個階段——黑色硅質巖及硅化礦石脫色，變為灰→灰白→白色成礦階段（成礦階段Ⅰ），白色含金石英脈成礦階段（成礦階段Ⅱ），含金多金屬顯微脈成礦階段（成礦階段Ⅲ）等3個成礦期3成礦階段。

關于索爾巴斯陶金礦床的成礦溫度，成都理工大學毛玉元教授對石英包裹體的測溫，獲得了比較好的成礦溫度為310°℃～340℃，并將成礦溫度解釋韌性剪切帶型金礦床成礦的溫度范圍。

3.2哈圖金礦床

哈圖金礦床是一個典型的與韌性剪切帶有關金礦床，也是目前新疆境內最大金礦床之一，由齊Ⅰ、齊Ⅱ2個礦床組成。礦床在在大地構造上處于準噶爾界山華力西褶皺帶扎依爾—達拉布特復式向斜北翼，屬西準噶爾金成礦帶的一部分，于托里縣境內哈圖山南麓、域性安齊斷裂北側次級斷裂的發育帶中。區內出露地層主要有石炭系中上統太勒古拉組和包古圖組。太勒古拉組為弧后盆地沉積，火山巖建造，玄武巖、凝灰巖為主要巖性，包古圖組為火山復理式建造，巖性以火山凝灰巖和雜砂巖為主。區域內巖漿活動強烈，侵入巖發育，以花崗巖為主，超基性巖及花崗巖有關的酸性脈巖次之。

齊Ⅰ金礦區以斷裂構造為主，褶皺構造不很發育。礦體主要賦存于規模較大的斷裂構造中，特別是北西向、近東西向、北東向、北北東向斷裂構造，它們均為容礦構造。到目前為止，已發現礦脈27條。本區礦脈主要為脈狀，礦區東部及淺部以石英脈型為主。重要的有走向北西，傾角南西約215°，傾角50°～80°，L5、L7、L8、L10等脈組（見圖3）。

哈圖金礦床產于安齊斷裂上盤韌性剪切帶中，賦礦地層為石炭系，安齊斷裂為主要導礦構造，其次級斷裂和破火山口斷裂系為配礦和容礦構造。礦體嚴格受人性剪切帶的控制，含礦較好的礦脈（群）主要集中分布在礦區中部，已經地表共圈出礦體26條，其中礦化較強，品位較高的礦脈主要為L8、L5、L7、L10脈體，這幾條礦脈均為南傾的礦體。礦石類型有含金石英脈型和含金蝕變圍巖型2種。礦石結構為粒狀變晶結構、碎裂結構、包含結構、脈狀充填結構。礦石構造為浸染狀構造、條帶狀構造、脈狀及網脈狀構造、角礫狀構造、致密塊狀構造。主要金屬硫化礦物為毒砂、黃鐵礦、黃銅礦、黝銅礦、斑銅礦、輝銅礦、藍輝銅礦及銅藍、方鉛礦、磁黃鐵礦、輝砷鎳礦。脈石礦物為石英、方解石、絹云母、綠泥石。礦體圍巖主要有2種，玄武巖與凝灰巖。礦體與圍巖的接觸分2種情況：①石英脈常呈兩壁光滑分界清晰。②圍巖蝕變則以石英脈為中心逐漸向外減弱，即石英脈→毒砂、黃鐵礦化、碳酸鹽化玄武巖→碳酸鹽化玄武巖→褪色化玄武巖（弱碳酸鹽化）→綠泥石化及正常玄武巖。

可將蝕變巖型礦體成礦作用劃分為5個階段（圖4）：階段Ⅰ主要形成粗粒石英—鈉長石脈，脈寬0.5cm，局部可達10cm，其中金屬礦物含量較低，且一般分布于礦脈與圍巖的接觸部位，以自形程度較高的黃鐵礦為主，階段Ⅱ形成了細小的黃鐵礦—石英—鈉長石脈，其中沉淀了大量自形程度較高的黃鐵礦，少量毒砂、黃銅礦、磁黃鐵礦和閃鋅礦伴隨黃鐵礦形成；階段Ⅲ形成毒砂—碳酸鹽脈，礦物組合為毒砂—黃鐵礦—黃銅礦—自然金，該階段同時在圍巖中形成強烈的碳酸鹽化和大量浸染狀自形毒砂和黃鐵礦，自然金主要呈渾圓孤島狀被毒砂、黃鐵礦包裹，或呈針狀產于黃鐵礦、毒砂顆粒間隙；階段Ⅳ以形成大量黃銅礦、黝銅礦和碳酸鹽礦物為特征，并伴隨有少量黃鐵礦和毒砂形成，該階段也是主要的金礦化階段，主要形成裂隙金，與黃銅礦、黝銅礦和少量黃鐵礦共生，充填早期黃鐵礦和毒砂的裂隙；階段Ⅴ形成石英—方解石脈，其中不含金屬礦物。

綜上所述，礦床成因為：本礦床是與基性玄武巖、酸性花崗巖有關的中溫熱液充填交代石英脈—蝕變巖性金礦床。

圖3　哈圖金礦地表礦脈分布圖

4　結論和討論

圖4　哈圖金礦蝕變類型礦體成礦階段及礦物生成順序

目前為止，國內外許多學者將包括韌性剪切帶型，石英脈型、構造蝕變巖型以及一些網脈狀金礦床在內的與增生型造山作用有關并產在造山帶環境的金礦床統稱為造山型金礦床。本人認為，韌性剪切帶型金礦床作為重要金礦床類型之一，對其單獨進行深入研究具有重要的理論和實際意義。

索爾巴斯陶金礦床和哈圖金礦床地區不同層次剪切帶發育，礦床受韌性剪切帶控制明顯，區域上韌性剪切帶控制金礦床（點）的分布，在礦床范圍內，性剪切帶及其演化過程中形成的韌脆性剪切帶既是唯一的賦構造，對礦化帶、礦體的形態、產狀、規模及分布起決定性的控制作用，壓扭性韌性剪切變形特點決定了金礦化類型以各種蝕變巖型為主，變以交代作用為特色。

韌性剪切帶不僅導致Au元素的活化分異、含金熱液的形成、運移，而且作為含金熱液運移的通道和成礦物質富集沉淀的場所。韌性剪切帶型金礦床與其賦存的韌性剪切帶往往具有形成時間上的滯后效應，礦體嚴格受韌性剪切帶控制，但多分布在韌性剪切帶的后期脆性斷裂中。由于成礦作用過程的特殊性，韌性剪切帶型金礦床成礦流體與成礦物質來源往往具多期多階段多來源的特征。即大面積的韌性變形構造動力分異作用形成的含金熱液不是就地原位礦化，是向上遷移并集中到范圍比較窄小的韌—脆性或脆性裂隙中才發生金元素富集，終形成金礦床。

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P618.51

A

1004-5716（2016）02-0159-05

2015-10-29

2015-11-02

艾娜古麗·買買托蓮（1989-），女（柯爾柯孜族），新疆烏恰人，新疆大學地質與礦業工程學院在讀碩士研究生，研究方向：地球探測與信息技術。