新疆西天山地區礦床地質及成礦機理初步研究

程江玲

（新疆地礦局第二區域地質調查大隊，新疆 昌吉 831100）

新疆西天山地區礦床作為我國擁有礦產資源開發潛力極高的地區，針對新疆西天山地區礦床的各項勘查研究一直是相關部門的重點關注對象[1]。在以往針對新疆西天山地區礦床的地質勘查中，表明新疆西天山地區礦床成礦帶受控于大規模構造蝕變帶內次級層間斷層控制，成礦的有利條件為構造條件-近南北向節理裂隙和圍巖條件-千枚巖。在古秦嶺洋殼上發育形成的構造帶，板塊俯沖方向為揚子板塊向華北板塊俯沖，俯沖帶位于臨潭--鳳縣--山陽深大斷裂旁側，具有非常好的成礦條件。因此，針對新疆西天山地區礦床成礦方面的研究是具有現實意義的，但在我國以往的研究中，缺乏對新疆西天山地區礦床成礦機理方面的專業研究。基于此，本文在研究新疆西天山地區礦床地質的基礎上，初步研究新疆西天山地區礦床的成礦機理，致力于全面掌握新疆西天山地區礦床的成礦、控礦因素，從而指導新疆西天山地區礦床更好的開展地質找礦和評價工作。

1 新疆西天山地區礦床地質

在本文針對新疆西天山地區礦床地質的研究中，主要針對3方面進行研究，新疆西天山地區礦床地質框架圖，如圖1所示。

圖1 新疆西天山地區礦床地質框架圖

結合圖1所示，下文將針對圖中3點展開詳細研究，具體內容如下。

1.1 新疆西天山地區礦床出露地層

在新疆西天山地區礦床地質研究中，預先分析新疆西天山地區礦床出露地層，結合以往地質勘查結果可知，新疆西天山地區礦床出露地層為奧陶系下統印渚埠組以及第四系。有少量硅鎂質，呈隱晶質混雜在泥晶間，方解石多為細晶，半自形，泥晶方解石與其混雜，重結晶所致。沿層理有沉積分異條紋，主要由泥質和粉砂碎屑組成，泥質成分為伊利石、粉砂碎屑呈棱角狀，成分主要為石英，呈條紋狀產出，碎屑呈基底膠結，少量鐵質分布其間。第四系以灰黃、灰褐色礫石、砂礫、粗砂、粘土為主。

1.2 新疆西天山地區礦床地質結構

在分析新疆西天山地區礦床出露地層的基礎上，研究新疆西天山地區礦床地質結構。新疆西天山地區礦床地質褶皺不明顯，礦床地質結構可概況為：由奧陶系下統印渚埠組粉砂質泥巖以及寒武系中統楊柳崗組泥質灰巖共同組成一逆斷層，推測該斷層是燕山晚期的斷裂構造。斷層中可見硅化蝕變巖，新疆西天山地區礦床硅化蝕變巖特征示意圖，如圖2所示。

圖2 新疆西天山地區礦床硅化蝕變巖特征示意圖

結合圖2所示，硅化一般在礦體及近礦圍巖中分布普遍。其次灰巖和硅質泥巖角礫的交代蝕變。絹云母化一般圍巖裂隙面內局部發育，呈米黃色，稍有滑感，松軟，由絹云母類礦物交代長石類礦物蝕變而成，為中低溫熱液蝕變特征之一。新疆西天山地區礦床高嶺土化主要分布在圍巖裂隙面，呈白色、土褐色，松軟，光滑，由高嶺土類礦物交代長石類礦物蝕變而成，為中低溫熱液蝕變特征之一。

1.3 新疆西天山地區礦床地質巖性

針對新疆西天山地區礦床地質巖性分析中，區內主要出露有新元古代的潛火山巖～流紋斑巖，走向長條狀展布，沿下莊～油溪口斷裂背斜軸部侵入在虹赤村組巖層中[2]。晚侏羅世侵入巖零星出露，一般呈群帶分布，其分布與斷裂構造存在著密切關系。其中基性脈巖大多分布在下莊～油溪口斷裂北側的淺變質巖系中，其形成時期為新元古代，中性和中酸性巖脈大多分布在下莊～油溪口斷裂之南的錢塘臺褶帶內的早古生代蓋層中，屬晚侏羅世區域性巖漿侵入活動背景下的產物。新元古代脈巖中親硫元素Cu、Pb、Zn、Mo、Sn、Ag、Hu等含量普遍低于克拉克值，晚侏羅世侵入體中含親硫元素Cu、Pb、Zn、Ag普遍高，比相同巖類維氏值要高出數倍至幾十倍，有利于成礦。

2 新疆西天山地區礦床成礦機理

2.1 新疆西天山地區礦床成礦構造歸屬

在上文分析的基礎上，探究新疆西天山地區礦床成礦構造歸屬[3]。新疆西天山地區礦床主礦脈主要以花崗巖作為支撐，整體呈現出較為平緩的傾斜，并且該區域內的銅礦脈受到蝕變的影響，呈現以破碎帶形式存在，該區域礦床具體表現特征為沿南北走向以及傾向延伸較為有限，礦脈整體較薄，貯藏金屬礦品味高，其厚度平均低于11.7cm，局部僅為1.20cm~3.50cm，最大厚度不超過1.20m。新疆西天山地區礦床成礦構造歸屬主要閃長巖脈為主，整體呈現出較為陡峭的傾斜，該區域內石英脈的分布主要包括南東東向、南西向和南南西向三組不同方向，該區域地表發育整體呈現出西東向側羽狀分支脈。在該區域內南東東走向上礦脈范圍整體走向趨近一致，并且表現出早期韌性剪切帶后期的活躍狀態。在蝕變區域內，從上到下寬度逐漸變小，并產生了黃鐵絹英巖化蝕變現象。整體呈現出沿擠壓帶逆沖特征現象。

2.2 新疆西天山地區礦床熱液成礦構造機理

通過本文上述對新疆西天山地區礦床成礦構造歸屬分析得出，新疆西天山地區礦床成礦機理主要受到地層巖性、巖相以及構造控制。新疆西天山地區礦床熱液成礦構造機理主要來自早石炭世雅滿蘇組中具備一定酸性的火山碎屑巖中，還有少部分來自正常的沉積巖石中。考慮到新疆西天山地區礦床成礦機理屬于熱液成礦構造機理，導致該成礦機理與Eh離子活度息息相關。因此，通過能斯特方程式對Eh離子活度的反應方程式進行計算，則其計算公式，如公式（1）所示。

在公式（1）中，n指的是氧化－還原反應中得失電子數，為實數；F指的是法拉第常數，在新疆西天山地區礦床中取值為100 205C/col；R指的是理想氣體常數，在金礦床深部中取值為6.258J/（K ?mol）；T指的是新疆西天山地區礦床在巖漿改造期的溫度，取值為236.8℃；K指的是反應平衡常數。通過公式（1）可以明確在新疆西天山地區礦床熱液成礦構造機理中，多種離子均有多種穩定存在的形式。通過在特定條件下，多種離子相遇并通過反應生成礦。以此，可以得出新疆西天山地區礦床成礦機理中化合物及離子的吉布斯自由能，如表1所示。

表1 化合物及離子的吉布斯自由能

根據表1可知，新疆西天山地區礦床成礦機制中化合物及離子的吉布斯自由能能夠表現出礦產資源的遷移形式。巖體與圍巖接觸帶部位只是一種有利的容礦空間，矽卡巖只是一種良好的容礦巖石而已；從位于同一成礦巖體的接觸帶部位，矽卡巖十分發育地段，當沒有運礦構造貫通時并不成礦的現象可以揭示成礦作用的本質。由此可見，巖漿期后熱（氣）液成礦作用的各種礦床類型，都是由來自深源的含礦熱流體通過交代、充填方式成礦的。以此可以得出，新疆西天山地區礦床熱液成礦構造機理為沉淀成礦。

3 結束語

通過新疆西天山地區礦床地質及成礦機理初步研究，能夠取得一定的研究成果，解決傳統新疆西天山地區礦床勘查中存在的問題。由此可見，針對新疆西天山地區礦床地質及成礦機理初步研究是具有現實意義的，能夠指導新疆西天山地區礦床更好的發展。在后期的發展中，應加大本文研究結果在新疆西天山地區礦床開發中的應用力度。截止目前，針對新疆西天山地區礦床地質及成礦機理初步研究仍存在一些問題，在日后的研究中還需要進一步對新疆西天山地區礦床的找礦方向提出深入研究，為促進新疆西天山地區礦床的發展提供專業性建議。