新疆塔乌尔别克金矿地质特征浅析

齐程元 陈涛

摘 要：近年来在新疆吐拉苏地区相继发现了一批产于陆相火山岩中的大、中型金矿床。其中的塔乌尔别克金矿位于新疆伊宁县，为产于晚古生代陆相火山岩中的大型金矿床。本文在前人研究基础上，对其地质特征、成矿构造、蚀变矿物以及流体包裹体等方面进行初步探讨，意在为深入研究塔乌尔别克金矿成矿机制与找矿标志提供新的方法和资料。

关键词：塔乌尔别克 地质特征 流体包裹体 分析

中图分类号：P618 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（c）-0053-03

1 区域地质背景

新疆塔乌尔别克金矿位于博罗霍洛晚古生代中期拉张陆缘岩浆带的吐拉苏火山盆地内，天山科古琴山主脊的南坡（图1）。盆地内地层由下石碳统大哈拉军山组和阿恰勒河组的一套中酸性火山岩和碎屑岩建造组成。塔乌尔别克金矿即产于大哈拉军山组的第五岩性段中。区内侵入岩不发育，分布在东北部科古尔琴坳陷内，以中酸性侵入岩为主，包括石英二长闪长岩体、花岗闪长岩体、二长花岗岩体等，为华力西中期产物。塔吾尔别克金矿与阿希、京希、伊尔曼得、恰布坎卓它等金矿一起构成了吐拉苏金矿带。

2 矿区地质特征

2.1 地层

塔乌尔别克金矿床范围内出露地层主要为下石炭统大哈拉军山组，主要为酸性-中酸性火山碎屑岩-熔岩建造。该组发育齐全可分为五个岩性段：石英霏细斑岩段，酸性凝灰岩段，下安山岩段，火山碎屑岩和上安山岩段。塔乌尔别克金矿床主要地层为下石炭统大哈拉军山组第五岩性段，分为四层：（1）中性凝灰岩层，下部为绿灰色安山质凝灰岩与猪肝色凝灰质火山角砾岩互层，上部以褐红色安山岩为主，夹少量橄榄玄武安山岩。（2）辉石安山岩层，底部为灰色含紫红色火山弹火山角砾岩，中部以灰褐色含集块火山角砾岩为主，夹少量安山质角砾凝灰岩，上部以杏仁状安山岩为主，其次为角闪安山岩、角闪辉石安山岩等。（3）火山角砾岩类安山岩层，底部为深灰色火山质细砾岩，中部为浅紫色杏仁状角闪安山岩夹少量灰绿色安山岩，上部为紫褐色安山质英安岩。（4）火山集块岩、英安质集块角砾熔岩夹中性凝灰岩层，下部以浅红色火山集块岩为主，上部以紫红色安山质英安岩和英安岩为主。该区矿体主要产于第（2）（3）两层，其岩性为安山玢岩、安山质凝灰岩及晶屑凝灰岩、火山碎屑岩等。

2.2 构造

塔乌尔别克金矿区在区域上位于基底褶皱（复背斜）的两翼，两翼倾角多在50°～70°之间，大哈拉军山组地层构成了复背斜的两翼，在阿希和阿庇因迪之间为NNE走向，构成叠加于复背斜之上向北倾伏的向斜构造。该向斜走向NNE，长约15 km。东翼倾向NW，倾角10°～25°，西翼倾向NE，倾角15°～30°，不整合于大哈拉军山组之上的阿恰勒河组，总体上依附了下伏地层产状，但倾角略缓。

矿区构造以产于岩体内的原生裂隙为主，成带、同组平行等距分布，单个裂隙宽0.4～1.6 cm，长18～30 m，被石英细脉和碳酸盐细脉充填。矿区裂隙带按方向可分为如下4组：（1）走向320°，倾角60°，裂隙带宽2～3 m，长约1600 m，内有石英脉和碳酸盐石英脉充填，石英脉含黄铁矿和金。（2）走向60°，傾向330°，倾角10°，裂隙带宽1.5m，长约1200 m，裂隙内充填有硅酸盐石英脉，脉中含金。（3）走向20°，倾向90°，裂隙带宽1.2 m，长约900 m，裂隙内充填有碳酸盐石英脉和石英脉，脉中含金。（4）走向50°，倾向140°，倾角45°，裂隙带宽2 m，长约1800 m，裂隙内充填有碳酸盐石英脉和石英脉，石英脉中含黄铁矿和金。

2.3 岩浆岩

矿区内主要的侵入岩为英安斑岩，其次有少量的辉长岩、辉绿岩和斜长岩。英安斑岩有两期：早期侵入的为紫红、淡红色，中细粒结构，无蚀变，呈脉状、层状产出，分布较普遍；晚期侵入者为灰白色，中粗粒结构，呈脉状或岩株状产出，主要产于矿区中部和西塔乌尔别克，岩石具强蚀变，普遍含不规则石英脉或石英斑块，风化后呈褐黄色，硅化部位及石英脉中均有金矿化显示。

3 矿石特征

矿石物质成分：矿石物质成分比较简单，金属矿物主要为自然金、黄铁矿、褐铁矿；脉石矿物主要为石英、高岭石、方解石，其次为绢云母、绿泥石。

矿石结构构造（图2A～F）：他形粒状结构、自形-半自形粒状结构；矿石构造以浸染状、块状构造为主。

矿石类型：含金石英脉型、含金破碎蚀变安山玢岩型。

矿石中有益组分为金，伴生有益组分为银。

矿石中有害元素为硫、砷和锑，但含量甚微，对矿石选冶和开采不会造成环境影响。

4 围岩蚀变

围岩蚀变主要沿断裂破碎带或第二期英安斑岩体（脉）分布，在断裂构造交会部位蚀变常呈面状分布；在爆破角砾岩体周围蚀变则呈环状分带出现，蚀变带的中心地带以硅化、葡萄石化、黄铁矿化为主，向外为硅化、碳酸盐化、绢云母化、高岭石化、黄铁矿化，再向外为绿泥石化，蚀变矿物主要为石英、方解石、绢云母、高岭石、绿泥石等。

5 流体包裹体

5.1 包裹体一般特征

塔乌尔别克金矿金矿主要的矿石类型为石英脉型，故研究工作主要针对石英晶内包裹体而展开。此矿床中石英颗粒结晶程度低，晶体粒度细小（一般仅几十微米），其中流体包裹体不甚发育，且粒径极细小。多数包裹体粒度在3～7 μm之间，少数可达10 μm以上。包裹体形态复杂多样，但总体以浑圆状、短棒状和不规则状为主，呈星散状或沿石英锥体生长面集中分布。包裹体多为纯液相，气液两相者不多见，且气液比较小，充填度F=0.8～0.9。常温下可见气泡游动现象（图3A、3B）。

5.2 包裹体成分特征

塔乌尔别克金矿的流体包裹体离子组分特点与岩浆热液离子组分相似，但是岩浆热液的流体包裹体组分Ca2+、Mg2+、SO42-、F-的含量高，Na+、K+、Cl-含量低，而塔乌尔别克矿石的包裹体组分与此恰好相反。这表明成矿热液主要为大气降水组成的地下循环水。但根据氢氧同位素的资料显示，成矿热液中有一定量的岩浆热液混入，说明本地区的成矿热液受到岩浆热液的影响，但主体还是以大气降水为主的地下热循环水。

5.3 包裹体气相成分

塔乌尔别克包裹体气相成分包括H2O、CO2、CO、H2、N2、O2和CH4等。除H2O外，CO2含量较高，CO次之。其中还原性气体（如CO、CH4、H2等）含量偏高，成矿介质具较强的还原特征，有利于流体中SO42-还原而成S2-或HS-，便于主要载金硫化物黄铁矿、毒砂的形成。包裹体成分中还含有较丰富的O2、N2等气体，暗示了矿液组成中大气降水的重要意义。

5.4 包裹体类型划分

根据室温下石英中流体包裹体相态、成分及产状特征，可将金矿矿区石英脉中流体包裹体划分为2种成因4种物理状态类型（图4）。

原生成因包括以下几点。

I型纯CO2，两相包裹体（LCO2+VCO2> 90%），包裹体长轴3～7μm，气液比5%～30%；

II型富CO2多相包裹体（10%≤LCO2+ VCO2≤90%），包裹体长轴3～3，5μm，气液比8%～50%；

III型富液相水溶液包裹体，包裹体长轴4～12μm，气液比7%～25%；

IV型纯液相包裹体，包裹体长轴3～10μm；

次生成因包括以下几点。

III型的富液相水溶液包裹体，包裹体长轴3～12μm，气液比6%～30%。

IV型纯液相水溶液包裹体，包裹体长轴2～8μm。

5.5 成矿温度与压力

包裹体测温可通过两种途径：均一法和爆裂法。两种方法所得到的为均一温度（Th）和爆裂温度（Td），但其并非成矿温度（Tt），它们之间存在如下关系：Tt=Th+△T。式中△T为不确定的校正值，可由数摄氏度到200℃不等。其值大小主要取决于成矿压力和流体盐度。

根据笔者及前人资料，矿区含金石英脉中石英的流体包裹体均一温度集中在130℃～160℃之间。其岩体上部覆盖厚度大约为300m。根据这一厚度，利用压力对均一温度校正图解，得到校正值（△t）为10℃，所以成矿温度在120°～150°之间，说明塔乌尔别克金矿不同期次矿化过程中，成矿流体温度基本在低温范围内。

成矿压力（Pt）与成矿温度（Tt）及流体盐度（N）关系：Pt=Po×Tt/To，其中To=374+9，2N（℃），Po=219+26，2N（105Pa）。Tt已知，N系经冷冻法测出流体冰点，再利用NaCl-H2O-CO2体系盐度与冰点关系对比图而求得。由上述方法计算获得成矿压力集中于10MPa左右。对压力需要进行校正，一般按礦物形成时上覆地层厚度计算压力，每3 km增加100 MPa，因此，需要增加10 MPa的校正值，故本区的成矿压力约为20 MPa。

6 成矿阶段划分

根据矿物共生组合及相互穿插关系，可将热液期大致分为3个成矿阶段：

石英-黄铁矿阶段（Ⅰ），热液沿着围岩裂隙发生渗透交代作用，发育面状硅化以及绢云母化、绿泥石化和黄铁矿化，金矿化较弱。金-石英-硫化物阶段（Ⅱ），为金的主要沉淀阶段，偶见明金产于梳状石英脉中，大量半自形-自形黄铁矿呈浸染状分布于石英脉中，并发育少量黄铜矿和斑铜矿，黄铁矿常被赤铁矿完全交代形成假象结构或被黄铜矿交代形成交代结构，黄铜矿常被斑铜矿所交代。石英-碳酸盐阶段（Ⅲ），石英呈梳状构造，其中间常充填方解石，穿插Ⅱ阶段石英-硫化物脉。

7 结论

（1）矿床属低温、浅成，成矿温度集中在120℃～150℃范围内，成矿压力为20 MPa左右。（2）矿液表现出主体为大气降水，但混有少量火山成因岩浆水的混合热液的特征。（3）矿床为发育在构造交汇部位的中、低温火山期后热液型金矿床；矿体受一定规模的断裂构造、隐爆角砾岩及英安斑岩体控制；下石炭统大哈拉军山组是寻找该类型金矿床的标志层，硅化、褐铁矿化为其重要的找矿标志。

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