哈密玉峰石英斑巖體特征及“三位一體”模型初建

孫海微

新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局七〇四隊(duì)，新疆 哈密 839000

玉峰金礦是新疆有色704隊(duì)2015年新發(fā)現(xiàn)的一處陸相火山巖型礦床，工作程度較低，前期研究多集中于礦區(qū)地質(zhì)及礦床地質(zhì)特征方面，對(duì)其成礦規(guī)律及找礦預(yù)測(cè)等的研究很少，論文對(duì)成礦地質(zhì)體進(jìn)行了詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)察和室內(nèi)化學(xué)分析測(cè)試，初步建立了玉峰陸相火山巖型金礦床的“三位一體”找礦模型，對(duì)其成礦遠(yuǎn)景進(jìn)行了分析，為今后進(jìn)一步研究區(qū)域內(nèi)陸相火山巖型鉛鋅礦床成礦規(guī)律與找礦預(yù)測(cè)提供了新的資料。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

玉峰金礦大地構(gòu)造位置處于北山造山帶，在地理位置上位于河西走廊以北，北與蒙古人民共和國(guó)接壤，南到金塔—玉門(mén)關(guān)一線，東以弱水為界，與興蒙造山帶相連，向西進(jìn)入新疆境內(nèi)與天山連接。在行政區(qū)劃上位于新疆最東部、甘肅省西北部、內(nèi)蒙古最西部，橫跨三省，屬新疆哈密市和若羌縣、內(nèi)蒙古額濟(jì)納旗的部分地區(qū)以及甘肅敦煌市、安西縣、肅北縣和金塔縣[1-2]。

北山造山帶在我國(guó)境內(nèi)是一個(gè)十分重要的大地構(gòu)造單元，是西北造山帶重要組成部分。北山造山帶地處中亞造山帶的南緣，南部與塔里木板塊上前寒武系沉積基底的敦煌陸塊相連，西與天山造山帶連接，是我國(guó)東天山造山帶的東延部分，東接索倫縫合帶。北山造山帶呈東西向構(gòu)造楔形體夾于阿爾金斷裂和星星峽斷裂帶之間，受到了特提斯構(gòu)造域構(gòu)造作用的深遠(yuǎn)影響[3]。

區(qū)域地層主要為下元古界劉家泉巖組、長(zhǎng)城系約飛井組、薊縣系沙子井組、泉東山組、石炭系白山組及第四系[4](圖1)。石英斑巖體主要分布于長(zhǎng)城系約飛井組及石炭系白山組。該區(qū)域分布于沙泉子深大斷裂與尖山子深大斷裂之間，受其影響，北東向構(gòu)造最為發(fā)育，次為近東西向，北西向斷裂再次之，石英斑巖體主要賦存于北東向及北西向構(gòu)造內(nèi)。區(qū)域巖漿巖活動(dòng)極為發(fā)育，具有長(zhǎng)期性、多期次的特點(diǎn)，較集中在海西期和加里東期，海西期隨著地殼運(yùn)動(dòng)的活躍，巖漿運(yùn)動(dòng)空前廣泛，火山活動(dòng)持續(xù)時(shí)間也較長(zhǎng)，主要為石炭紀(jì)中酸性火山噴發(fā)活動(dòng)和大規(guī)模的中酸性巖侵入，含金石英斑巖多為該時(shí)期形成。同時(shí)期的花崗侵入巖以巖基、巖株形式廣泛侵入，巖石類型多樣，以二長(zhǎng)花崗巖最為發(fā)育，為多期次巖漿產(chǎn)物。

1-小白石頭；2-紅尖兵山；3-460；4-掃子山；5-狼娃山；6-照壁山；7-金窩子；8-馬莊山；9-修翁哈拉；10-南金山；11-拾金坡；12-洗腸井；13-老金山；14-小西弓；15-公婆泉；16-黑山；17-花牛山

2 石英斑巖體特征

玉峰含金石英斑巖體地表呈“S”形產(chǎn)于左形壓扭性斷裂中，長(zhǎng)約390 m，寬6～40 m，向深部延伸穩(wěn)定，控制斜深217 m，深部未封閉，走向140°，傾向北東，傾角64°～88°，北部具分枝復(fù)合特征，侵位于長(zhǎng)城系約飛井組灰黑色變安山巖中(圖2)。

1-第四系沖洪積物、砂礫、粘土；2-變安山巖；3-大理巖；4-石英斑巖；5-石英脈；6-花崗斑巖脈；7-閃長(zhǎng)巖脈；8-金礦體及編號(hào)；9-金礦化體；10-孔雀石化；11-硅化；12-褐鐵礦化；13-地質(zhì)界線；14-蝕變界線；15-平移斷層；16-蝕變破碎帶；17-鉆孔位置及編號(hào)；18-探槽位置

2.1 巖石學(xué)特征

石英斑巖體地表呈褐黃色，深部灰白色、淡灰綠色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成分為斜長(zhǎng)石、云母、石英、方解石。斑晶以斜長(zhǎng)石為主，含量41%，多呈長(zhǎng)條狀，可見(jiàn)聚片雙晶，直徑一般0.45 mm，最大者達(dá)1.10 mm，在斜長(zhǎng)石斑晶中可見(jiàn)少量的云母包裹體，巖石中大部分斑晶受應(yīng)力作用而破碎。基質(zhì)為細(xì)粒的斜長(zhǎng)石、石英和少量黑云母，石英和斜長(zhǎng)石粒徑多小于0.02 mm，部分斜長(zhǎng)石可見(jiàn)聚片雙晶，斜長(zhǎng)石An=40，為中長(zhǎng)石。受后期熱液作用，巖石絹云巖化發(fā)育，部分已蝕變?yōu)榻佋颇福始?xì)小的鱗片狀，放射狀集合體，干涉色鮮艷，由于受應(yīng)力作用，大部分絹云母集合體具定向排列；黑云母，鱗片狀集合體，淺黃-黃褐色多色性顯著，含量較少，為中低溫氣液交代作用的殘留物，大部分黑云母在交代作用中已轉(zhuǎn)變?yōu)榻佋颇福粠r石中含有較多的方解石，呈他形粒狀，因鐵染呈褐紅色。

該巖體為本區(qū)的主要含金目標(biāo)體，蝕變主要為蜂窩狀褐鐵礦化、網(wǎng)脈狀硅化、星點(diǎn)狀黃鐵礦化，次為方鉛礦化、孔雀石化、黃銅礦化、碳酸鹽化等。

2.2 化探特征

玉峰石英斑巖體地表對(duì)應(yīng)1∶1萬(wàn)土壤測(cè)量HT-21號(hào)綜合異常，該異常在全區(qū)綜合異常中排序第一，呈條帶狀，長(zhǎng)軸北西向，長(zhǎng)約600 m，寬約200 m，面積為0.122 km2，元素組合為Ag、Au、Bi、Cu、Pb、Zn、Sn、Sb(圖3)，其中Ag單元素異常有兩個(gè)，極值2 000×10-9，襯度11.11；Pb單元素異常兩個(gè)，極值1 000×10-6，襯度6.83；Zn單元素異常兩個(gè)，極值1 000×10-6，襯度6.67；Au、Bi、Cu、Sn、Sb單元素異常均有1個(gè)，極值分別為100×10-9、20×10-6、528×10-6、38.5×10-6、6.6×10-6，襯度分別為12.79、5.5、4.47、2.44、3.67。Ag、Au、Bi、Cu、Pb、Zn、Sn異常均具三級(jí)濃度分帶，Sb異常具二級(jí)濃度分帶，各異常套合程度好，異常強(qiáng)度高，濃集中心突出。

1-第四系沖積礫石、砂；2-變安山巖；3-大理巖；4-石英斑巖。

異常位置對(duì)應(yīng)巖性主要為變安山巖及石英斑巖，從異常元素組合及所處地質(zhì)條件推斷，主成礦元素為Au、Ag、Pb，元素組合好，具有明顯的濃度分帶，通過(guò)前期工作已在石英斑巖體內(nèi)圈出6個(gè)金礦體，3個(gè)出露地表，3個(gè)隱伏。該異常為礦致異常，該元素組合對(duì)區(qū)域?qū)ふ彝愋徒鸬V床有一定指示作用。

2.3 主量元素特征

玉峰含金石英斑巖體主量元素分析結(jié)果顯示，所采取的樣品在成分上屬流紋巖，主量元素特征為：①富硅，高分異特征，SiO2含量71.47%～76.65%，分異指數(shù)(DI)=88.43～94.09。②鋁不飽和，Al2O3含量11.22%～12.78%；其中2號(hào)樣品為強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)，A/CNK=2.02；其余4個(gè)樣品為準(zhǔn)鋁質(zhì)到弱過(guò)鋁質(zhì)，A/CNK=0.87～1.02；兩個(gè)樣品的CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物中沒(méi)有出現(xiàn)剛玉分子，兩個(gè)樣品出現(xiàn)剛玉分子但都在1%以下，其中2號(hào)樣品含有大量的剛玉分子(6.03%)，與典型的強(qiáng)過(guò)鋁S型花崗巖[6]相吻合。③中鉀至高鉀，K2O含量3.89%～4.78%，Na2O含量0.19%～3.91%，K2O/Na2O為0.05～1.01，K2O-SiO2圖解上顯示巖石屬高鉀鈣堿性系列。④鐵、鎂、鈣、鈦含量中等，F(xiàn)eOT/(FeOT+MgO)比值中等，SiO2-FeOT/(FeOT+MgO)圖中QFX-5投點(diǎn)于鎂質(zhì)巖石中，另外4個(gè)樣品落入鐵質(zhì)巖石區(qū)，顯示由鎂質(zhì)向鐵質(zhì)巖石過(guò)渡趨勢(shì)。

馬莊山金礦石英斑巖體SiO2含量73.53～78.78%，平均值為76.82%；Al2O3含量10.37～14.28%，平均值為12.86%，A/CNK=1.35～3.48，均大于1，為過(guò)鋁質(zhì)巖石；MgO含量較低，為0.04～0.60%，平均值為0.26%；K2O含量3.30～7.07%，平均5.81%，含量較高；Na2O含量0.06～3.83%，平均1.13%，K2O/Na2O為3.51～66.5，變化范圍較大，相對(duì)富鉀貧鈉；全堿(ANK=Na2O+K2O)含量介于3.42～9.46%之間，平均6.90%，為堿性系列[7]；TiO2(0.88～0.33%)、P2O5(0.01～0.09%)、TFe2O3(0.25～2.28%)含量較低[8]。

綜上分析認(rèn)為：玉峰金礦與馬莊山金礦含金石英斑巖體具有相似的特征，為高硅、富鉀、過(guò)鋁、低鎂、貧鈉。

3 “三位一體”模型及成礦遠(yuǎn)景分析

玉峰金礦體嚴(yán)格受石英斑巖體控制，礦體呈脈狀、似層狀產(chǎn)出，為典型的陸相火山巖型金礦床，結(jié)合前期工作，對(duì)構(gòu)建該礦床“三位一體”模型的三個(gè)主要要素分析如下。

3.1 成礦地質(zhì)體

玉峰金礦床成礦地質(zhì)體為石英斑巖，產(chǎn)于工區(qū)南部，侵位于長(zhǎng)城系約飛井組變安山巖內(nèi)，地表呈“S”狀，長(zhǎng)約390 m，寬6～40 m，走向140°，傾向南東，傾角64～80°，局部具分枝復(fù)合特征。

玉峰含金石英斑巖體在成分上屬流紋巖，主量元素特征為：SiO2=71.47%～76.65%，分異指數(shù)(DI)=88.43～94.09，具富硅，高分異特征；Al2O3=11.22%～12.78%，鋁不飽和，A/CNK=0.87～1.02，為準(zhǔn)鋁質(zhì)到弱過(guò)鋁質(zhì)；K2O=3.89%～4.78%，Na2O=0.19%～3.91%，K2O/Na2O=0.05～1.01，屬高鉀鈣堿性系列；FeOT/(FeOT+MgO)比值中等，顯示由鎂質(zhì)向鐵質(zhì)巖石過(guò)渡趨勢(shì)。

3.2 成礦構(gòu)造及成礦結(jié)構(gòu)面

(1)成礦構(gòu)造

石英斑巖體產(chǎn)于兩條近于平行的北東向構(gòu)造之間，地表呈“S”形產(chǎn)出，成巖過(guò)程中受到了北東—南西方向的拉張作用，構(gòu)造兩端受到變安山巖與大理巖界面誘導(dǎo)，呈北北東向展布，巖體順張性斷裂侵入形成地表形態(tài)，因此玉峰金礦的成礦構(gòu)造為“左”形壓扭性斷裂。

(2)成礦結(jié)構(gòu)面

玉峰金礦品位與巖體內(nèi)石英細(xì)脈關(guān)系密切，石英斑巖體內(nèi)見(jiàn)有3組不同產(chǎn)狀的石英細(xì)脈分布，其中與石英斑巖體走向近于斜交一組品位最高，分析認(rèn)為該組節(jié)理受“左”形壓扭性斷裂影響，所產(chǎn)生的次生構(gòu)造，為主要的成礦結(jié)構(gòu)面。

3.3 成礦作用標(biāo)志特征

(1)礦化樣式

玉峰金礦礦體長(zhǎng)35～155 m，厚度0.26～5.03 m，控制斜深34～202 m，礦體多呈脈狀及似層狀，金平均品位1.61～24.80×10-6，伴生銀品位4.65～21.6×10-6。屬脈狀礦體，典型的銀金礦石類型。

(2)礦石特征

礦石結(jié)構(gòu)主要為自形-它形細(xì)粒結(jié)構(gòu)，次為交代、粒狀、碎裂等。礦石構(gòu)造主要為細(xì)脈構(gòu)造，次為條帶狀構(gòu)造。

(3)礦化期及礦化階段

根據(jù)金礦床特征及光片成果研究，將礦床劃分為3個(gè)階段：早階段、主階段和晚階段。

早階段表現(xiàn)為形成他形細(xì)粒石英，有少量他形粒狀或立方體粒狀黃鐵礦；主階段主要表現(xiàn)為形成石英及黃鐵礦細(xì)脈，黃鐵礦多呈較細(xì)的它形粒狀，為主要含金階段；晚階段主要表現(xiàn)為出現(xiàn)石英-方解石脈，幾無(wú)礦化。

(4)蝕變分帶

自石英斑巖體向外主要表現(xiàn)為由黃鐵絹英巖化→硅化-絹云母化→碳酸鹽化、綠泥石化。

4 找礦預(yù)測(cè)地質(zhì)模型及遠(yuǎn)景分析

4.1 找礦預(yù)測(cè)地質(zhì)模型

通過(guò)對(duì)工作區(qū)陸相火山巖型金礦床地質(zhì)特征及控制因素分析，結(jié)合區(qū)域礦產(chǎn)地質(zhì)資料和同類型對(duì)礦區(qū)陸相火山巖型金礦床建立找礦預(yù)測(cè)地質(zhì)模型，見(jiàn)表1。

表1 玉峰金礦“三位一體”找礦預(yù)測(cè)地質(zhì)模型簡(jiǎn)表

4.2 找礦標(biāo)志

通過(guò)對(duì)玉峰金礦床的分析研究，結(jié)合礦區(qū)物化探特征，總結(jié)找礦標(biāo)志如下：

(1)金礦體嚴(yán)格受石英斑巖體控制，它是成礦的物質(zhì)基礎(chǔ)及地表最直接找礦標(biāo)志。

(2)石英斑巖蝕變類型有：強(qiáng)硅化、褐鐵礦化、黃鐵礦化等蝕變。

(3)該區(qū)金礦體均為化探發(fā)現(xiàn)，元素組合Ag、Au、Bi、Cu、Pb、Zn、Sn、Sb，因此金銀及相關(guān)元素異常，也是找金礦的標(biāo)志。

4.3 成礦遠(yuǎn)景分析

(1)根據(jù)典型的陸相火山巖型金礦床找礦預(yù)測(cè)地質(zhì)模型認(rèn)為，次火山巖來(lái)源于深部，次火山巖型金礦只是其中的一個(gè)階段，深部還有可能存在其它類型的金礦體。

(2)石英斑巖體自南東向北西傾角由陡變緩，南東端深部近于直立，傾角可達(dá)86°，北西端傾角較緩在65～73°，北西端多分枝復(fù)合現(xiàn)象，地表見(jiàn)幾個(gè)小的石英斑巖露頭，認(rèn)為北西端深部石英斑巖體規(guī)模較大，對(duì)深部找礦有利。

(3)根據(jù)前期工作發(fā)現(xiàn)石英斑巖體地表金品位表現(xiàn)為兩端高中間低，鉆孔原生暈表現(xiàn)為南東端淺部高，中間淺部低深部高，推測(cè)石英斑巖體的原生暈異常呈“豆莢”狀；結(jié)合北西端深部石英斑巖體規(guī)模較大，綜上認(rèn)為北西端找礦潛力較大。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)玉峰石英斑巖體各類特征的研究，取得如下認(rèn)識(shí)與結(jié)論：

(1)玉峰含金石英斑巖體SiO2=71.47%～76.65%，分異指數(shù)(DI)=88.43～94.09，具富硅，高分異特征；Al2O3=11.22%～12.78%，鋁不飽和，A/CNK=0.87～1.02，為準(zhǔn)鋁質(zhì)到弱過(guò)鋁質(zhì)；K2O=3.89%～4.78%，Na2O=0.19%～3.91%，K2O/Na2O=0.05～1.01，屬高鉀鈣堿性系列；FeOT/(FeOT+MgO)比值中等，顯示由鎂質(zhì)向鐵質(zhì)巖石過(guò)渡趨勢(shì)。

(2)初步建立了玉峰陸相火山巖型金礦床“三位一體”找礦模型及找礦標(biāo)志，通過(guò)分析認(rèn)為石英斑巖體北西端及深部找礦潛力較大。