東天山天運金礦的發現及意義

毛啟貴 ，李偉，呂曉強，譚威

（1.北京礦產地質研究院有限責任公司，北京 100012；2.哈密紅石礦業有限公司，新疆 哈密 839000）

0 引言

上世紀70年代以來，在東天山造山帶沿康古爾斷韌性剪切帶發現了眾多的金礦床和礦點，包括康古爾、石英灘、小尖山、西鳳山、天目和白干湖等金礦床。近年來又發現了野馬泉和天運等金礦（點）（任經武等,2018），顯示巨大的找礦潛力。新疆天目金礦帶位于康古爾韌性斷裂帶北側的次級韌性變形帶內，已發現天目、垅西、紅灘、小紅山、天目東等多處金礦床及天目北、天目西、紅灘南等金礦化點（賀靜等,2002;王志良等,2003;姚佛軍,2006）。近年來隨著采礦的不斷深入和勘查投入的不足，天目金礦帶大部分礦山資源已經枯竭，目前天目、天目東和紅灘金礦都處于半關閉狀態。本文報道了北京礦產地質研究院有限責任公司承擔2016—2018年的中國地質調查局《新疆東天山中段有色金屬基地綜合地質調查》項目在該礦帶新發現的天運金礦，總結了其地質地球物理等找礦標志，評價了該金礦帶的找礦潛力，為后期找礦提供了依據。

1 區域地質背景

新疆東天山造山帶位于天山造山帶的最東段，長約600 km，寬300 km，呈東西向分布于準噶爾盆地和塔里木盆地之間，是中亞成礦域的的重要組成部分（Xiao et al.,2004）。古生代以來，東天山造山帶地區經歷了長期且復雜的增生造山過程，形成了溝-弧-盆俯沖帶體系（圖1），由南向北包括南天山構造帶、中天山構造帶、雅滿蘇島弧帶、大南湖-頭蘇泉島弧帶，以及卡瓦布拉克-星星峽斷裂、阿其克庫都克-沙泉子斷裂、康古爾混雜帶等多個次級構造成礦帶組成（Xiao et al.,2004;王京彬等,2006）。南天山構造帶位于中天山和塔里板塊之間，由志留紀—石炭紀濁積巖、蛇綠巖片、硅質巖、混雜巖、糜棱巖和高壓變質巖組成（榴輝巖和藍片巖等）（Gao et al.,1998;Windley et al.,1990;Xiao et al.,2004）。中天山構造帶位于卡瓦布拉克斷裂和阿奇庫都克斷裂帶之間，發育一套前寒武紀綠片巖到角閃巖相的片麻巖、片巖、混合巖和大理巖，古生代弱變質的火山巖、火山碎屑巖和碎屑沉積巖蓋層，以及一套前寒武紀—三疊紀超基性-酸性侵入巖（Li et al.,2009;Zhang et al.,2005;胡靄琴等,1986;馬瑞士等,1997;毛啟貴等,2006;修群業等,2002;張遵忠等,2004;張遵忠等,2005）。雅滿蘇島弧帶內發育一套石炭紀—二疊紀的火山巖、火山碎屑巖夾灰巖等，及一套泥盆紀—三疊紀基性、中酸性侵入巖（Xiao et al.,2004;馬瑞士等,1997;王京彬等,2006）。大南湖島弧帶位于康古爾斷裂以北，發育一套奧陶奧陶紀—二疊紀基性、中酸性火山巖、火山碎屑巖、碎屑巖、灰巖以及濁積巖等，以及奧陶紀—二疊紀超基性巖、輝長巖和各類花崗質巖體?？倒艩柣祀s帶、阿奇克庫都克斷裂和卡瓦布拉克斷裂均為個塊體之間的拼接帶，由強變形的凝灰巖、硅質巖、灰巖、砂巖、濁積巖和蛇綠巖片組成（Xiao et al.,2004;馬瑞士等,1997;李錦軼,2004），沿康古爾斷裂和阿其克庫都克-沙泉子斷裂發育一套早二疊世鎂鐵—超鎂鐵質侵入巖（Qin et al.,2011;Xiao et al.,2004;馬瑞士等,1997;毛啟貴等,2006;王京彬等,2008）。

2 天目金成礦帶成礦特征

2.1 地質特征

天目金礦帶位于大南湖島弧帶南部北西向的天目韌性剪切帶內（圖1,2），是東天山造山帶重要的金成礦遠景區（王京彬等,2006），主要出露下石炭統小熱泉子組火山-沉積巖系，包含中細粒砂巖夾沉凝灰巖、玄武巖、安山巖夾火山角礫巖和細（粉）砂巖、含礫長石巖屑粗砂巖夾凝灰巖等，天目、紅灘等金礦即產于該套地層中的中酸性火山巖中。區內發育晚古生代花崗巖和花崗閃長巖體，以及大量的中酸性巖脈。成礦帶受康古爾斷裂北東、北西向次級斷裂控制（姚佛軍,2006）。天目金礦帶內銅化探異常發育，金異常呈零星分布。

天目金礦帶礦帶內已發現天目、垅西、紅灘、小紅山、天目東等多處金礦床及天目北、天目西、紅灘南等多處金礦化點（賀靜等,2002;王志良等,2003;姚佛軍,2006）。天目金礦是最具有代表性的礦床，該金礦床位于康古爾深大斷裂北側次級斷裂帶內，區內出露地層為下石炭統小熱泉子組（C1x），巖性以中酸性火山巖、火山碎屑巖為主，巖石明顯片理化。區內侵入巖主要分布在東南部及北東部，巖石類型以花崗閃長巖、二長花崗巖為主。區內還發育中酸性脈巖，一般寬幾至十幾米，斷續長幾十至幾百米見（圖3a）。礦體產于走向300°～320°、西傾、傾角65°～80°斷裂破碎帶內，沿斷層普遍具碎裂巖化，在中心部位多具千枚巖化及糜棱巖化，這組北西向斷裂破碎帶被一組晚期的北東向斷裂錯斷和破壞。斷裂破碎帶中常充填有含礦石英脈礦體，整體呈南西傾210°，傾角70°～80°見（圖3b），天目和天目東金礦體即產于該組斷裂中，充填的石英脈普遍均有褐鐵礦及黃鐵礦，并偶見孔雀石、自然金，北東向斷裂中充填的石英脈一般不含金屬硫化物。礦區圍巖蝕變強烈，地表強烈黃鐵絹英巖化、褐鐵礦化，由礦體中心向兩側巖性為含金礦化石英脈-礦化蝕變糜棱巖-糜棱巖化巖石-碎裂巖-原巖。脈內以黃鐵絹英巖化蝕變巖為主體，礦物組合為自然金+黃鐵礦+絹云母+石英，原巖中的長石轉變為絹云母和石英，暗色礦物被黃鐵礦交代，并伴有少量金礦化，是直接找礦標志。自然金呈包體賦存于黃鐵礦中，或在石英粒間，礦化主要沿片理呈浸染狀。地球化學異常明顯，具有Au、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni、Mo、W綜合異常，其中Au、Zn、Mo、W元素異常套合較好，Au元素異常為一低背景場中突起的點狀異常。

圖2 天目金礦帶西段地質礦產圖①

圖3 天目金礦礦區地質圖（a）及36勘探線剖面圖（b）②

2.2 遙感地質特征

遙感地質特征顯示，石英脈為白色色調，流紋巖、英安巖為暗紅色色調，安山巖為深紫色色調，角礫凝灰巖為藍紫色色調，中酸性巖脈為淺黃綠色色調，第四系為黃綠色色調。區內受北西向和北東向的斷裂構造影響，多呈現出條帶狀影像特征，地層在平面上的錯開及山脊、山谷的錯開均具有明顯線性特征（圖4）。

圖4 天目金礦帶西段遙感異常圖

遙感異常特征顯示，鐵染蝕變信息強烈區主要沿北西向和北東向主斷裂兩側分布，羥基蝕變在天目、天目東、天運金礦周邊最為豐富，兩者在空間套合性不明顯，但與地表所顯示的礦化蝕變特征相對應，斷裂兩側構造熱液活動顯著，金礦區內中酸性火山碎屑巖-火山巖發生了大范圍的綠泥石化、綠簾石化和弱硅化。

2.3 地球化學特征

區域1∶5萬地球化學測量結果顯示，天運金礦礦區異常。本次大比例尺的礦床巖石地球化學研究顯示礦區具有弱的Au、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni、Mo、W綜合異常，其中Au、Zn、Mo、W元素異常套合較好，Au元素異常為一低背景場中突起的點狀異常。這可能與礦體以脈狀產出有關，或與戈壁環境元素擴散范圍有限有關。

2.4 找礦標志

在此基礎上，綜合對比了天目、天目東和天運等礦床的地質物化探特征，本研究總結了該金礦帶找礦標志如下：

1、含礦地質體為青磐巖化的中酸性千枚巖化、千糜巖化火山-火山碎屑巖，成礦地質體為韌性剪切帶內的石英脈。

2、礦體多賦存于韌性剪切帶內，帶內脆性變形疊加對金礦化有明顯地富集作用。

3、區內中酸性火山-火山碎屑巖發生青磐巖化，近礦圍巖發育穩定延伸的千枚巖化、千糜巖化、黃鐵絹英巖化，韌性剪切構造帶內發育褐鐵礦化和孔雀石化石英脈。

4、礦床沿斷裂構造分布，鐵染蝕變信息強烈區主要沿北西向和北東向主斷裂兩側分布，羥基蝕變在天目、天目東、天運金礦周邊最為豐富，兩者在空間套合性不明顯，但與地表所顯示的礦化蝕變特征相對應。

5、區域化學異常以Au、Zn、Mo、W元素為主的地球化學異常，Au元素異常為一低背景場中突起的點狀異常，并伴有Cu、As、Ag等組合元素異常。

6、地球物理特征為高磁異常，構造破碎帶內為低重異常。

3 礦床地質特征

3.1 礦區地質

天運金礦位于天目金礦西北3 km（中心坐標93°8′30″E，42°11′55″N），天目韌性剪切帶西段。天目斷裂是位于康古爾大斷裂（近東西向）其北側的一條北西向次級斷裂內。礦區出露一套以流紋質和英安質凝灰巖為主的火山碎屑巖，夾少量斷續出露的薄層狀的流紋巖、英安巖、玄武巖及火山角礫巖。所有巖石片理化作用強烈，多具綠泥石化、綠簾石化。區內巖石自北東向南西總體具有由火山碎屑巖向火山熔巖過渡的特征。天運金礦東部發育環形的花崗巖為主的侵入體，北部大紅山和南側發育含黃鐵礦的霏細巖，礦區內也發現了寬幾米至十幾米，斷續長幾十米至幾百米的中酸性巖脈。

礦區內構造以北西向和北東向的斷裂構造為主，依據其產狀和生成順序可分為3期見表1，這些斷裂構造控制著區內金礦化的形成與產出。第1期壓扭性斷裂總體走向為280°～305°，為區內主要的導礦構造。第2期脆韌性斷裂，走向295°～300°，傾向多為南西，個別地段傾向北東，傾角65°到近于直立。沿斷層普遍具有碎裂巖化，在中心部位多具有千枚巖化甚至糜棱巖化，形成極為有利的容礦構造，充填后期的金礦化石英脈，如天目金礦體即產于該組斷層中。第3期形成最晚，屬于成礦后斷裂，沿斷裂、次級裂隙常見有石英脈貫入充填，一般在北西向斷裂中充填的石英脈普遍均有褐鐵礦及黃鐵礦，并偶見孔雀石、自然金，北東向斷裂中充填的石英脈一般不含金屬硫化物。區內動力變質作用發育，沿構造線呈帶狀負地形分布，使地層產生強烈的構造變形，控制著區內礦體的就位。

表1 天運金礦礦區內斷裂特征表

3.2 蝕變特征

礦區圍巖蝕變強烈主要為硅化、絹云母化、高嶺土化、碳酸鹽化、綠泥石化、綠簾石化，同時伴有黃鐵礦化、黝銅礦化、孔雀石化等。礦化蝕變主要沿斷裂構造帶及層間破碎帶產出，其規模與強度取決于斷裂性質和規模。地表強烈黃鐵絹英巖化、褐鐵礦化是直接找礦標志。蝕變分布規律是礦區內中酸性火山碎屑巖-火山巖發生大范圍的綠泥石化、綠簾石化和弱硅化（圖5a）。含礦韌性變形帶內由核部到外圍蝕變分帶特征是，核部為含礦石英脈+絹云母+黃鐵礦化帶（圖5b），外圍是綠泥石+綠簾石化帶，向外圍綠簾石化變弱（圖5c,d）。礦體以黃鐵絹英巖化蝕變巖為主體，礦物組合為自然金+黃鐵礦+絹云母+石英，原巖中的長石轉變為絹云母。

圖5 天運金礦圍巖蝕變照片

3.3 礦體和礦石特征

天運金礦礦體圍巖為構造熱液活動形成的絹云母化千枚巖、糜棱巖，呈帶狀分布，斷續延伸長約500～800 m，寬2～10 m（圖6a,b）。蝕變帶由中心向兩側巖性為，含金礦化石英脈-礦化蝕變糜棱巖-糜棱巖化巖石-碎裂巖-原巖。含金礦化石英脈寬0.2～1 m之間，主要0.5 m。礦化蝕變帶普遍具褐鐵礦化，巖石多呈褐紅色土狀，局部可見顯著的孔雀石化。通過地表工作，目前圈定一條金礦體，主要受北西西向斷裂控制，礦體形態呈脈狀，產狀為210°∠55°，長約300 m，寬0.5～3 m，局部膨大，分布于蝕變糜棱巖帶的中心部位。撿塊樣Au品位27～103 g/t，3 個斷面刻槽取樣的金平均品位42 g/t。礦石由黃鐵絹英巖和石英脈組成，黃鐵絹英巖呈殘片狀，主要成分為石英、絹云母、黃鐵礦（多被氧化成褐鐵礦），石英呈細脈狀穿插于黃鐵絹英巖中。礦石礦物主要為自然金、黃鐵礦、褐鐵礦、孔雀石（圖6c,d），脈石礦物主要為石英、絹云母。礦石具鱗片粒狀變晶結構，浸染狀、細脈狀、蜂窩狀構造。

圖6 天運金礦礦體礦化照片

4 地質和找礦意義

天運金礦位于天目金礦的西延部位，二者屬同一韌性變形帶控制，二者在地質、構造、蝕變、礦化、成礦時代、地球物理、地球化學和遙感等方面都具有較高的可比性（表2）。目前，天目金礦長約800 m，采礦深度已達600 m，采金約4 t，礦床礦體形態單一，金品位較高（幾克噸至上百克噸），而天運金礦地表控制長約350 m，厚度與天目金礦相當（0.5～3 m）。因此，綜合對比分析認為天運金礦具有較好的找礦前景，潛力評價預測資源量為1.5 t以上①。

表2 天目金礦與天運金礦綜合地質要素對比表

天目金礦是東天山地區重要的金礦帶，目前已發現了天目、垅西、紅灘、小紅山、天目東等多處金礦床，以及天目北、天目西、紅灘南等多處金礦化點，區域地球化學異常比較明顯，該礦帶金找礦潛力大于20 t①。近年來隨著采礦的不斷深入與勘查投入的不足，天目金礦帶大部分礦山資源已經枯竭，天目、天目東和紅灘金礦都處于半關閉狀態，本次工作新發現顯示該金礦帶仍有較好的找礦潛力。大量資料顯示，區內金礦均受韌性變形帶和相關構造的控制，礦體為石英硫化物脈型，區內石英脈廣泛分布，如何鑒別含金石英脈和構造帶是關鍵。我們的找礦經驗表明由于該礦帶金礦化非常集中，元素擴散較差，1∶5萬地球化學異常較好的區域發現了天目、天目東和紅灘等金礦，而無異常的區域也存在金礦，如本次發現天運金礦。

總之，該礦帶金礦受韌性剪切帶控制，礦體以石英脈型為主，延長和延伸較大，本次找礦發現顯示天目金礦帶仍有較大找礦潛力。但是由于礦帶內的已知金礦地表出露范圍較小，由于覆蓋等原因，導致找礦難度比較大，極易漏礦。本次成功的找礦經驗顯示小比例尺的地球化學異常在區內下一步找礦中意義可能不大，建議針對構造蝕變帶和石英脈開展專項檢查和大比例尺的地球化學測量。

致謝感謝審稿人提出的寶貴修改意見和建議。感謝北京礦產地質研究院有限責任公司東天山項目組和哈密紅石礦業有限公司工作人員在工作中提供的幫助。

注 釋

①北京礦產地質研究院.2019.新疆東天山中段有色金屬基地綜合地質調查報告[R].

② 郭新河,張黎,賈紅旭.2003.新疆哈密市大南湖金礦普查報告[R].