新疆西準噶爾哈西金礦礦床地質特征及找礦方向研究

蔣 磊，汪 瀅，曾祥武，聶曉勇

(1.中國地質大學(武漢)，武漢430074；2. 中國地質調查局烏魯木齊自然資源綜合調查中心，烏魯木齊830057；3.新疆維吾爾自治區地震局，烏魯木齊 830011)

哈西金礦位于新疆維吾爾自治區的西北部，行政區劃屬于新疆塔城地區托里縣，是武警黃金部隊開展《新疆中西天山—西準噶爾地區金銅礦預查》項目時發現的，目前礦床已達中型規模。該金礦交通便利，東南距克拉瑪依市90 km，西距托里縣城50 km，均有公路通行，目前已經開采生產，但還沒有對該金礦開展過系統研究。因此，本文結合筆者在黃金部隊工作實際，通過野外地質調查和室內綜合整理，開展礦床地質特征研究及控礦因素分析，總結區域金礦成礦地質背景、礦床地質特征和控礦地質條件，探討成礦規律和找礦方向，為該區進一步的地質工作提供科學依據。

1 區域地質背景

本次研究所屬區域位于準噶爾盆地的西北緣(圖1)，總體為西準噶爾界山和準噶爾盆地的過渡地帶，二者呈北東向展布，其中西北隅為準噶爾界山區，東南部為準噶爾盆地范圍，界線較為清楚[1-5]。從區域上來講，該區主要由晚古生代褶皺山系組成，西南部出露少量早古生代中晚期褶皺帶(為西伯利亞板塊和哈薩克斯坦板塊晚古生代縫合帶位置)[6-8]。其中西準噶爾褶皺帶形成于古生代期間，屬于典型的增生造山帶，由板塊經聚合—俯沖—增生作用形成[9-11]。區域總體地質特征是：地層主要組成為古生界一套厚度巨大的淺海相細—極細的火山碎屑巖—陸源碎屑沉積巖；北東向斷裂構造極為發育，巖漿活動非常頻繁；達爾布特深大斷裂從本區通過，沿該斷裂有基性、超基性巖分布，并形成蛇綠巖套[12-17]。

圖1 西準噶爾區域地質簡圖Fig.1 The regional geological map of western junggar1—第四紀沉積物；2—太勒古拉組火山—沉積巖；3—希貝庫拉斯組火山—沉積巖；4—包古圖組火山—沉積巖；5—泥盆系火山—沉積巖；6—閃長巖；7—花崗巖基；8—蛇綠巖；9—斷裂；10—金礦

2 礦床地質特征

2.1 礦區地質

哈西金礦區出露地層主要為石炭系太勒古拉組(C1t)、包古圖組(C1b)，安齊斷裂以北為太勒古拉組地層，以南為包古圖組地層。除此以外，區內溝谷附近還分布有少量的新近系、第四系地層。

區內構造非常發育，斷裂構造以北東東向為主，其次為北西向。其中，安齊斷裂是區域性的大斷裂，也是區內的控礦斷裂和賦礦構造，對成礦起到至關重要的作用；北西向斷裂是礦區成礦后形成的斷裂，對礦體具有明顯的破壞作用，主、支干斷裂構造構成礦區構造格架，并與礦區內金礦的形成密切相關。

礦區出露的巖漿巖為玄武巖和蝕變玄武巖，屬于基性火山巖，主要分布于東、西礦段內安齊斷裂的上盤，是主要賦礦圍巖。其在地表呈北東向條帶狀或孤島狀分布，長約6 km，寬30～700 m，局部被硅質粉砂巖所分隔并夾雜硅質巖等。

礦區處于安齊斷裂與哈圖斷裂之間的區域動力變質巖帶中，受區域變質作用明顯。變質的地質體以綠纖相、葡萄相為特征，特征變質礦物包括綠纖石、葡萄石、鈉長石、綠泥石。變質特征主要體現在東礦段的安齊斷裂上盤與玄武巖中間區段出現片理化硅質粉砂巖，其變質程度局部可達到片巖，地表出露明顯，界線清楚。

2.2 礦體特征

哈西金礦礦體主要賦存于安齊斷裂上盤的I號礦帶中，礦體長度長短不一，呈中間寬、兩端窄的不規則似透鏡體，地表呈現分支狀，到地下又復合為一條板狀礦體。礦體厚0.1～3.42 m，厚度變化系數為68.9%；Au品位為(0.17～64.6)×10-6，品位變化系數為80.8%，礦體圍巖為玄武巖。該礦帶長9 km，寬約20～50 m，走向65°～70°，傾向NW，傾角70°～85°，分為東、西兩段(圖2)。

哈西I號礦帶東段：位于雜武特附近。地表施工14條探槽、2個豎井、1個斜井和11個鉆孔，控制長度為810 m，產狀355°∠60°。主要揭露3條礦脈，分別為I-1、I-2、I-4，單工程厚度約為0.9～6.9 m，其中I-4號礦體為主礦體，控制總長度約為371 m，金品位為(1.07～5.49)×10-6。

哈西I號礦帶西段：位于努克依附近。地表施工14條探槽、3個豎井、1個平硐和6個鉆孔，控制長度約為930 m，產狀340°∠70°主要揭露3層礦體，分別為I-5、I-6、I-7號，其中I-5號礦體為主要礦體，控制總長度約為176 m，金品位為(1.23～6.71)×10-6。礦石為蝕變玄武巖，具有強黃鐵礦化、毒砂化、強硅化特征。

圖2 哈西金礦礦區地質簡圖Fig.2 The geological map of Haxi gold deposit1—第四系；2—硅質粉砂巖；3—凝灰質粉砂巖；4—玄武巖；5—蝕變玄武巖；6—金礦體；7—斷層

2.3 礦石特征

根據不同氧化程度，可將哈西金礦的礦石劃分為原生和氧化兩類(圖3)。根據原生礦石產狀及礦物組合特征，又可分為蝕變巖型及石英脈型兩種，或者呈二者的過渡產出。

圖3 哈西金礦主要礦石類型Fig.3 The main ore types of Haxi gold depositA—石英脈型金礦石；B—蝕變巖型金礦石；C—氧化礦石

鏡下鑒定結果顯示，哈西金礦礦石礦物主要有黃鐵礦、毒砂、黃銅礦、磁黃鐵礦、輝砷鎳礦、自然金等；脈石礦物主要有石英、方解石、斜長石、輝石、絹云母、綠泥石等(圖4)。其中黃鐵礦、毒砂為主要載金礦物，石英、方解石及其他硫化物礦物次之。礦石結構主要有包含結構、自形粒狀結構、半自形粒狀結構、填隙結構、壓碎結構；礦石構造主要有脈狀構造、條帶狀構造、角礫狀構造、浸染狀構造。

圖4 哈西金礦主要礦石礦物及典型結構構造Fig.4 The main ore mineral and typical textures and structures of Haxi gold depositA—毒砂與黃鐵礦共生構成顯微紋層狀構造；B—毒砂被拉長呈顯微細脈狀；C—輝砷鎳礦呈膠狀構造；D—黃銅礦呈星點狀結構；E—金礦石中自形—半自形結構的毒砂，包含少量黃銅礦；F—黃鐵礦呈斑狀壓碎結構；G—黃鐵礦與毒砂呈共生邊結構；H—黃鐵礦呈骸晶狀；I—黃銅礦包含在黃鐵礦中

2.4 成礦期次與階段

根據礦物共生組合規律，將金礦形成過程分為熱液期、表生期兩個成礦期次和四個成礦階段(見圖5)。

Ⅰ早期石英—硫化物階段：有少量粗粒黃鐵礦、毒砂生成，主要為早期石英生成階段，含金差。此階段以黃鐵絹英巖化蝕變交代作用及玄武巖退色為特征。

Ⅱ中期石英—硫化物—自然金階段：有大量的黃鐵礦、毒砂、黃銅礦等金屬硫化物生成，為中期石英生成階段，自然金在本階段生成、富集，為金礦主要成礦階段。

Ⅲ碳酸鹽階段：為晚期碳酸鹽脈、石英脈形成階段，有少量硫化物，局部有少量自然金生成。

Ⅳ氧化階段：產出的氧化礦石品位高，可見次生金沿石英裂隙及褐鐵礦周圍分布，并有少量銅藍、軟錳礦等次生礦物富集。

圖5 哈西金礦主要礦物生成順序圖Fig.5 The sequence of main mineral formation in Haxi gold deposit

3 控礦因素分析

3.1 地層對礦床的控制

西準噶爾地區的金礦床多數產于區內古生代地層中，其中，石炭系地層賦存的金礦床數量最多[18-24]。據統計數據顯示，金在該區晚古生代石炭系的平均值要高于泥盆系，且石炭系的太勒古拉組Au含量最突出。對于不同的巖石類型，石炭系玄武巖中Au平均含量最高，其次是凝灰質粉砂巖和凝灰質砂巖(見表1)。這套地層中金可能是由于海底火山活動伴隨拉斑玄武巖的噴發而從上地幔帶來的。因此太勒古拉組玄武巖作為地層序列中一個有機組成部分，在成礦過程中起到礦源層的作用。

3.2 構造對礦床的控制

安齊斷裂是研究區的導礦構造，也是成礦構造體系的主干斷裂，次級容礦構造均產自安齊斷裂的上盤，但很少穿過而延伸至其下盤(見圖6)。安齊斷裂上盤的礦床，遠離安齊斷裂者為含金石英脈型，含金礦物多為自然金和銀金礦，少金屬硫化物砷化物；近安齊斷裂的礦體主要為蝕變巖型礦體。這說明安齊斷裂作為正斷層對金礦體產出具有控制作用：正斷層上盤近斷層處，金礦體產出的部位比較深，主要為蝕變巖型，代表了較深部位的成礦作用；上盤遠離斷層處產出的金礦體主要為石英脈型，處在較淺的構造位置，代表了較淺部位的成礦作用。此外，北西向礦脈和近東西向礦脈具有等距性分布規律，在礦山開采中，安齊斷裂帶下盤為重要的找礦標志。

表1 西準噶爾地區各類巖石含金豐度值

注：引自新疆地質礦產局物化探大隊內部報告

圖6 哈西金礦區內斷層錯斷示意圖Fig.6 Schematic diagram of faults dislocated in Haxi gold deposit1—硅化帶；2—安齊斷裂；3—北西向斷裂

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注：數據測自核工業北京地質研究院分析測試研究所

3.3 巖漿巖對礦床的控制

從哈西金礦礦石與研究區玄武巖的稀土元素分布規律(表2，圖7)可以看出，區內礦石的Eu/Sm值均近似于玄武巖的Eu/Sm值0.33左右，Sm/Nd值0.25左右，礦石的稀土模式與玄武巖的稀土配分模式極其相似，表明兩者具有相同的來源和成礦機制。因此本區初始成礦流體表現為富集輕稀土模式，且后期輕稀土富集程度更高；成礦流體Eu異常較早期突出(石英脈δEu>0.89)，說明后期成礦流體較早期還原性強；Ce呈現弱虧損狀態，輕稀土分餾程度明顯比重稀土強。熱液活動的重要標志是圍巖蝕變強烈，引起含礦建造中金的活化、遷移、富集，形成石英脈型金礦，這就為成礦流體的深部來源提供了有利的證據。

圖7 玄武巖和礦石的稀土配分模式圖

4 找礦方向研究

4.1 地層標志

該區控礦地層為太勒古拉組(C1t)，地層分布于哈圖斷裂與安齊斷裂之間，玄武巖以頂蓋、懸垂體或捕虜體等形式出現，是金礦化富集的有利地層標志。

4.2 構造標志

區內東西向構造帶與北東向主干斷裂交會地段，東西向構造與北西向構造交會地段，早期東西向與晚期東西向構造重接復合地段，晚期東西向與旋轉構造的復合地段及侵入體內部及其接觸帶附近的斷裂帶是重要的容礦地段。

4.3 巖漿巖標志

區內主干斷裂或旁側中酸性小侵入體、脈巖分布區，中酸性侵入體內部、邊部、接觸帶及其附近的蝕變帶與斷裂帶，中酸性小侵入體或脈巖與基性—超基性巖的侵入交切區是重要的找礦區域。

4.4 圍巖蝕變標志

圍巖蝕變與金成礦關系密切，礦脈圍巖蝕變類型有黃鐵礦化、毒砂化、硅化、碳酸鹽化、絹云母化、綠泥石化，從中心向外側呈現出由強到弱的組合特征，最后為單一的碳酸鹽帶。斷裂帶內黃鐵礦化、毒砂化、硅化蝕變可作為直接的找礦標志，而圍巖碳酸鹽化蝕變則可作為間接的找礦標志。

4.5 含礦石英脈標志

石英脈破碎、裂隙發育，沿裂隙出現黑色或綠色條紋，石英脈與圍巖接觸帶出現紅褐色碎裂巖時；石英脈內有方形、空洞或網狀、格子狀褐鐵礦細脈時；石英脈具有As-Sb-Au-Mo-W-Bi原生暈元素組合異常時，可作為尋找含金石英脈的重要標志。

4.6 地球化學標志

通過對各元素數據整理，認定本區次生暈找金較好指示元素為Au、As、Sb。區內已知金礦床上均有明顯的Au、As、Sb元素組合異常對應。Au異常具濃度分帶現象，以(10～50)×10-9、(50～200)×10-9、>200×10-9劃分的外、中、內帶圈定了分散暈、礦田暈、礦床暈的大致范圍； As、Sb元素濃度分帶特征不明顯。一般情況下，Au、As、Sb元素異常規模與金礦床規模成正比。

5 結論

1)哈西金礦的礦體主要賦存在石炭系太勒古拉組地層中，礦石中主要金屬礦物包括黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、毒砂、輝砷鎳礦、自然金等。

2)北東向主干斷裂對金礦體的產出起到控制作用，東西向構造帶與其交會地段是礦體的賦存部位。

3)玄武巖與礦體關系密切，為含礦建造中金的活化、遷移、富集提供熱動力。

4)礦脈圍巖的蝕變類型有黃鐵礦化、毒砂化、硅化、碳酸鹽化、絹云母化、綠泥石化，斷裂帶內的黃鐵礦化、毒砂化、硅化蝕變可作為直接找礦標志。

5)石英脈具有As-Sb-Au-Mo-W-Bi原生暈元素組合異常，Au異常濃度>200×10-9分帶區，應作為下一步重點找礦方向。