新疆巴里坤县老爷庙金矿地质特征及找矿方向探讨

王　军，　刘鹏宇

(核工业二〇八大队，内蒙古 包头　014010)



新疆巴里坤县老爷庙金矿地质特征及找矿方向探讨

王军，刘鹏宇

(核工业二〇八大队，内蒙古 包头014010)

新疆巴里坤县老爷庙金矿产于准噶尔—东天山褶皱系北部塔尔巴哈-荒草坡亚带额任山复背斜西南翼近核部。矿区主要地层为下石炭统黑山头组和第四系沉积物。矿体产于黑山头组第二亚组安山质晶屑凝灰岩的石英脉中，属于内生热液蚀变形成的石英脉型矿床。在区域造山运动作用下，形成了该矿区特有的构造格架和岩浆侵位。经过多期次热液活动叠加，以及岩浆热液与围岩的活化萃取作用，进而在有利部位富集成矿，形成了老爷庙金矿。在分析区域地质背景基础上，对矿区地层单元、构造格架、岩浆热液活动及围岩蚀变等特征进行了分析研究，并将其与邻近矿区的地质特征和成矿模式类比，总结出该矿的矿床成因，并得出其控矿因素和找矿标志。最后结合该矿现有情况，提出今后找矿方向建议。

地质特征；控矿因素；找矿方向；老爷庙金矿；巴里坤县；新疆

王军，刘鹏宇.2016.新疆巴里坤县老爷庙金矿地质特征及找矿方向探讨[J].东华理工大学学报：自然科学版，39(2)：150-155.

Wang Jun, Liu Peng-yu.2016.Characters of geology and prospecting directions of Laoyemiao gold deposit, Balikun county, Xinjiang[J].Journal of East China University of Technology (Natural Science), 39(2)：150-155.

新疆巴里坤县老爷庙金矿位于新疆维吾尔自治区哈密地区巴里坤县境内，属于内生热液蚀变形成的石英脉型矿床。矿体受地层岩石、构造格架及岩浆活动等方面控制。自1980年代以来，前人在区域上投入大量地质勘查与科研工作，尤其是在邻近几个矿区。本矿区虽也投入不少勘查工作，但方向性和目的性不强，缺乏系统研究。为了能解决找矿中遇到的问题，先后翻阅了大量区域资料，研究了邻近矿区的特点和成矿模式，并进行类比分析，最终提出了该矿的找矿标志和找矿方向。

1　区域地质背景

新疆巴里坤县老爷庙金矿区分布于准噶尔—北天山褶皱系(Ⅰ级)塔尔巴哈-荒草坡亚带(Ⅱ级)额任山复背斜(Ⅲ)(新疆维吾尔自治区地质矿产局, 1982)，见图1。

额任山复背斜呈北西西向展布，与区内构造线方向基本一致，呈波状弯曲。主要地层有上泥盆统、中泥盆统北塔山组第二亚组和第一亚组、下石炭统黑山头组第一亚组和第二亚组等(新疆维吾尔自治区地质矿产局, 1996)。据1∶20万化探资料，该区早石炭世地层中Au，Cu等元素含量明显高于其他区，亦高于地壳丰度值。该复背斜及其次级褶皱同等发育，普遍呈长条状平行排列。因构造作用力的不均匀性和多期性,致使区内褶皱形态复杂、类型多样。

区域性断裂构造的次一级断裂为内生金、铜等金属矿产的形成提供了良好的空间条件，具体控制着矿(化)体的产出部位和形态特征。其中老爷庙断裂为区内主要断裂构造。老爷庙金矿处于额任山背斜的西南翼偏核部，是构造发育有利部位。

图1　板块构造区划分示意图Fig.1 Schematic diagram of the plate tectonic divisionⅠ.西伯利亚板块；Ⅱ1.准噶尔板块；Ⅲ17.博格达晚古生代弧后盆地；Ⅰ1.阿尔泰陆缘活动带；Ⅱ11.吉木乃—喀拉通克晚古生代沟弧带；Ⅲ.塔里木板块；Ⅰ11.诺尔特晚古生代上叠盆地；Ⅱ12.塔尔巴哈—纳尔曼得早古生代沟弧带；Ⅲ1.伊犁微型板块；Ⅰ21.哈龙古生代弧；Ⅱ13.托里—三塘湖晚古生代沟弧带；Ⅲ11。伊连哈比尔尕晚古生代沟弧带；Ⅰ13.克兰晚古生代弧后盆地；Ⅱ14.玛依勒—莫软乌拉早古生代沟弧带；Ⅲ12.准噶尔阿拉套晚古生代前陆盆地；Ⅰ14.额尔齐斯构造混杂带；Ⅱ15.双井子古生代陆缘盆地；Ⅲ13.博乐中间地块；Ⅱ.哈萨克斯坦板块；Ⅱ16.准噶尔中新生代坳陷(中央地块)；Ⅲ14.博罗霍洛早古生代岛弧带

2　矿区地质特征

2.1地层

新疆老爷庙金矿区内地层主要见下石炭统黑山头组和第四系沉积物*山西省第三地质工程勘察院.2011.新疆巴里坤县老爷庙铜矿地质报告.。

下石炭统黑山头组有第一亚组和第二亚组出现，整体倾向西-西南，倾角在75°左右。

第一亚组：分布于矿区北东角。为滨海-浅海相正常碎屑岩沉积建造，岩石为深灰色-灰绿色粉砂岩、细砂岩、粗砂岩、含砾粗砂岩和砾岩等(图2)。总体上呈单斜产出，倾角64°～81°。砾岩层常有尖灭再现等现象。含砾粗砂岩中普遍见硅化、褐铁矿化、碳酸盐化等。与第二亚组层断层接触。

图2　矿区典型地质剖面Fig.2　The typical geological section of this ore district1.第四系；2.安山质凝灰岩；3.安山岩；4.晶屑岩屑凝灰岩；5.辉绿岩；6.晶屑凝灰岩；7.角砾凝灰岩；8.含角砾凝灰岩；9.蚀变岩；10.石英脉；11.岩屑凝灰岩；12.断层

第二亚组：大面积分布于矿区。主要岩性为安山质晶屑凝灰岩，其次为安山质熔结凝灰岩(夹火山角砾岩、凝灰质砾岩等)、安山玢岩、钠长斑岩和辉长辉绿岩等(图2)。另外，石英脉和凝灰质砾岩在该组地层中呈尖灭再现等现象。

安山质晶屑凝灰岩：为矿区内主要含矿围岩。呈浅灰绿色，由正长石晶屑和凝灰物质等组成。具凝灰状结构，块状构造。地表岩石受断裂挤压而呈片理化。围岩见绿泥石化、绢云母化，赭石化、碳酸盐化、千枚岩化、硅化等蚀变现象。含金石英脉就产于其中。

石英脉岩：为矿区内主要含矿岩石。呈细脉状分布，矿化富集地段呈细网脉状。主要为灰白色或灰黄色，由硅质成分组成。具板状、薄层状构造，粒状结构。石英脉中见呈角砾分布的围岩碎裂块体。地表具褐铁矿化及微弱孔雀石化。

2.2构造

矿区位于东准噶尔复杂构造带内的额任山背斜南西翼近核部。褶皱轴线呈北西西向，呈单斜。矿区小牵引褶曲特别发育，岩石强烈挠曲，局部具帚状构造，产状十分紊乱。另外，该背斜及与其同时形成的裂隙构造为矿液运移通道和矿质储存、富集提供了空间条件，进而在该背斜构造南西翼近核部富集成矿。

图3　围岩蚀变示意图Fig.3　The geological plan sketch of this wall rock alteration

受天山造山运动作用，目前在矿区内已发现4条断裂构造横穿矿区，均为区域性次级或更低级别断裂。其中对成矿意义较大的是老爷庙大断裂，其走向在北段呈南北向，南段向东折转为北东东向，将黑山头组地层分为两个亚组。老爷庙大断裂为一高角度韧性剪左旋逆断层，两侧岩石普遍发生强烈的碎裂岩化、糜棱岩化。在该断层两侧形成的次一级裂隙极为发育，并有大量石英、方解石、碧玉岩细脉充填，且在裂隙构造密集处金矿化变富，品位增高。充分说明该该断裂及其一次级构造为矿液运移和矿质沉淀、富集提供了优越的空间，且经多期次热液叠加对矿化有一定的加富作用。

2.3岩浆岩

矿区内岩浆岩在地表不甚发育，以华力西期浅成岩体为主。主要见辉石安山岩、安山玢岩、钠长斑岩等。而岩浆有利热液沿构造裂隙充填形成的浅成岩枝或裂隙细脉分布广泛，并伴随各种矿化蚀变，是金元素在局部地段富集成矿的重要过程。

2.4围岩蚀变

因岩浆热液作用而在矿区内发育了大量围岩蚀变，尤其是在矿体的顶、底板最为强烈。与成矿有关的蚀变带常呈长条状沿构造裂隙分布，在地表为负地形，见页片状，糜棱状，粉末状等，展布方向与片理化方向基本一致。主要蚀变类型有绢云母化、绿泥石化、赭石化、黄铁矿化、硅化，另外在地表氧化带还存在碳酸盐化、褐铁矿化、孔雀石化等。

绢云母化、绿泥石化：是与成矿关系较为密切的低温热液蚀变。该蚀变发育处的近矿围岩多呈磷片状、角砾状，石英多呈细网脉状分布,见大量黄铁矿微细脉(图3)，且石英细网脉密集处的金矿品位最高。

碳酸盐化、硅化：地表的方解石常与硅化、碳酸盐化相伴形成条带状细脉顺岩石裂隙充填，见细脉状石英和微细脉大状黄铁矿(图3)，与含矿石英脉关系密切。

褐铁矿化、孔雀石化：在地表及浅部矿体中发育微弱孔雀石化和褐铁矿化。孔雀石一般呈薄膜状，少量呈它形粒状、皮壳状或细脉状。褐铁矿呈星点状分布，经表生氧化作用，在地表主要表现为黄褐色、褐红色等。

从野外和显微镜下观察，热液蚀变顺层连续产出，主要与团块状矿化相伴生，且强烈热液蚀变均分布于团块状矿石中。少部分蚀变与细脉浸染状矿化相伴生。

3　矿(化)体特征

目前在矿区蚀变带内已圈定5条金矿(化)体，均赋存于下石炭统黑山头组第二组中的片理化凝灰岩中的石英脉内。

矿石以微粒状结构为主，固溶体分解、交代结构次之；主要见稀疏浸染状、斑点状、细脉浸染状、团块状构造以及层纹状和带状构造等，显示硫化矿物相沉积特征。

根据光片鉴定结果统计，主要金属矿物有自然金、孔雀石，伴生的金属矿物针铁矿、黄铁矿及少量磁黄铁矿等，在金较富集的矿石内Ag含量较高 (表1)。脉石矿物为长石、石英、方解石、葡萄石、绢云母等。

该矿属石英脉型，石英脉产状与围岩一致。在蚀变带或含石英细脉的围岩中也显示一定的金异常特征。矿体与围岩二者呈突变关系，在结构、构造及矿物组合等方面二者基本相同，但前者较为明显。

表1　矿石中金属矿物化学成分统计表②

②山西省第三地质工程勘察院.2011.新疆巴里坤县老爷庙铜矿地质报告.

4　邻近类似矿床对比分析及矿床成因

4.1新疆巴里坤县八墙子一带金、铜成矿规律分析

该区主要发现哈密市顶盖克铜矿、伊吾县二道白杨沟铜矿、巴里坤县三个方墩子铜矿化点、大黑山铜矿化点和小柳沟口西沙金矿化点等多个铜、金矿化点。其成矿受构造和岩浆活动控制。

经研究光谱分析成果，Au元素在八墙子断裂及其次级断裂两侧的早石炭世地层中含量明显高于其他地段，Au最高可达16×10-9，高于研究区背景值，亦高于地壳丰度值。Cu元素在别尚断裂北、关庄子断裂南的地层含量明显增高，亦高于研究区背景值和地壳丰度值(赵同阳等,2011)。以上充分说明Au、Cu等元素在各类侵入岩与地层的接触带周围有富集增高趋势。

整体分析认为，区域性大断裂即控制了地质单元的展布，亦决定了金、铜矿产的空间分布；次级和更低级别的断裂直接控制着金、铜矿(化)体的产出和形态，其性质同时也决定了矿体的成因类型。

岩浆活动是该区金、铜矿形成的内在直接因素。从地壳深部携带成矿物质的岩浆热液在区域性大断裂运移，同时由于动力作用亦在次级或更低级别断裂内运移，并沿途活化萃取围岩中的成矿元素，最终在巴里坤县八墙子一带次级或更低级别的断裂内富集成矿(赵同阳等,2011)。

4.2新疆巴里坤县索尔巴斯陶金矿成矿规律分析

索尔巴斯陶金矿主要岩性为凝灰质砾(砂)岩、沉凝灰岩，容矿岩石为次生石英岩(硅质岩)和各种蚀变岩。含矿层位相对稳定，具有金初始富集特征。在流纹质凝灰岩中Au丰度值30×10-9～123×10-9，而矿层下部安山岩和上部流纹岩金含量分别是3.75×10-9和2.94×10-9。在凝灰质砾(砂)岩中Au丰度值77×10-9，最高达805×10-9(莫江平等，2002)。说明在火山活动岩浆演化过程中，火山碎屑岩中Au具有一定原始富集，围岩地层本身也为成矿提供了有利元素。

在多期次区域性构造动力作用下，形成了该矿区自有的构造应力场，并伴随相应的构造行迹出现，即形成了次级或更低级别的构造格架，也为该区成矿热液提供了运移通道和赋存空间(张鸿,2002)。

区域岩浆热液沿规模较大的断裂带运移时，由于岩石强烈变形和高压力作用，再加上围岩环境不稳定等因素，成矿热液无法到处停止，而是向规模、级别相对较小的断裂带迁移扩散，从而为矿区导入了成矿热液。岩浆热液经沿途活化萃取以及与矿区围岩接触交代作用后在次级断裂中及其交汇处富集成矿，进而形成了索尔巴斯陶金矿(党延霞等,2010)。

4.3新疆巴里坤县老爷庙金矿成因分析

天山山脉呈EW向延伸，位于塔里木盆地和准噶尔盆地之间，经历了共生代碰撞造山和新生代强烈陆内造山，其构造变形和演化历史复杂(孙桂华等,2007)。老爷庙金矿区与上述矿带(区)同属准格尔微板块内东天山北部的托里—三塘湖晚古生代沟弧带内，具备含矿地层中Au具有原始富集的共性。该带在区域动力作用下，经历了早石炭世地块离散拉张裂谷；中石炭世地块转为汇聚，裂谷开始闭合；晚石炭世裂谷堆积物团结，挤压造山等活动期。其中金矿化均产于裂谷环境沉积的中酸性火山岩系中，空间上严格受造山韧性变形带和同构造期倾入岩体制约(马天林等，1998；聂飞等，2012)。

受区域造山活动影响，额任山复背斜及其次级褶皱随之产生，并伴随其同时形成了相应的的构造裂隙。区域性大断裂也随着造山运动演化而形成，并在应力场作用下形成了次级或更低级别的断裂构造。老爷庙矿区的构造格架也随之而形成。

区域构造活动同时，岩浆热液沿区域性大断裂运移。在岩石强烈变形、高压力作用、围岩环境不稳定等因素影响下，岩浆热液向规模小、级别低的断裂带迁移扩散。当然本矿区内的褶皱和裂隙构造也不例外，为矿液运移和矿质沉淀、富集提供了优越的空间条件。经过多期次热液活动叠加，以及岩浆热液与沿途岩石和下石炭统黑山头组第二亚组安山质凝灰岩活化萃取作用，进而在有利部位富集成矿，形成了老爷庙金矿。

5　控矿因素

通过上述分析，老爷庙金矿属于内生热液蚀变石英脉型矿床。构造、热液及变质作用是成矿过程的重要环节。现在就从矿床成因方面分析研究其控矿因素。

5.1地层控矿

矿区内下石炭统黑山头组第二亚组主要由安山质晶屑凝灰岩、安山质熔结凝灰岩(夹火山角砾岩、凝灰质砾岩等)、安山玢岩、钠长斑岩和辉长辉绿岩等组成。石英脉和凝灰质砾岩在该组地层中呈尖灭再现等现象。该类岩石中的Au、Cu等元素含量较高，是形成矿床的物质基础。金矿(化)体就产于该组岩石的石英脉内，属于石英脉型金矿。

5.2构造控矿

(1) 矿区位于准噶尔微板块东缘东天山北部褶皱系内的三塘湖晚古生代沟弧带，受天山造山运动影响，构造和岩浆活动较为强烈，成矿背景条件优越。

(2)额任山背斜对于矿体空间展布起着严格的控制作用。该背斜及与其同时形成的构造裂隙为成矿热液运移和矿质沉淀、富集提供了优越的空间条件，进而在该背斜构造南西翼近核部富集成矿。

(3)矿区内发育不同级别的断裂为成矿热液运移通道和矿质储存空间，进而在有利部位富集成矿，其中裂隙构造密集处金元素变富，品位增高。

5.3岩浆活动控矿

该矿为内生矿床，岩浆热液是成矿的重要因素。岩浆热液沿构造裂隙充填并发生活化萃取，致使金元素富集成矿。

5.4围岩蚀变控矿

矿区内发育大量围岩蚀变，主要蚀变类型有绢云母化、绿泥石化、赭石化、硅化、黄铁矿化等，另外在地表氧化带还存在碳酸盐化、褐铁矿化、孔雀石化等。碳酸盐化、硅化常与含金石英脉相伴；绢云母化、绿泥化、黄铁矿化与成矿关系最为密切；褐铁矿化、孔雀石化是矿化在地表及浅部的直接显示。

6　结论

文章通过对区域地质背景和矿区地质特征研究，将本区与相邻矿床进行了分析对比，进而得出了矿床成因。通过总结，提出找矿标志和找矿方向，以期应用到实践找矿中。

6.1找矿标志

(1)地层岩石标志：下石炭统黑山头组第二亚组的安山质晶屑凝灰岩中石英脉是找矿重要标志。

(2)褶皱构造标志：额任山背斜对于矿体空间展布起着较为严格的控制作用。该背斜及与其同时形成的裂隙构造为成矿热液运移和矿质沉淀、富集提供了优越的空间条件。矿体就赋存于该背斜西南翼近核部。掌握该背斜的空间结构，有利于找出矿体产出部位。

(3)断裂构造标志：矿区内不同级别断裂不仅是成矿热液运移通道和矿质储存空间，而且其密集处是矿化变富、品位增高的场所。

(4)围岩蚀变标志：碳酸盐化、硅化、绢云母化、绿泥化等与成矿关系较为密切，地表的碳酸盐化、褐铁矿化、孔雀石化蚀变露头是重要找矿标志。

(5)岩浆热液标志：岩石中呈网脉状分布的石英细脉是成矿有利指示。

(6)金属矿物标志：找矿工作中要对岩石中针铁矿、黄铁矿以及磁黄铁矿等加以重视；尤其是黄铁矿,其是金的伴生矿物和载体，其标型特征是矿体形成条件和矿化的明显指示,更是重要的找矿标志。

(7)方法手段标志：鉴于矿区现状，可借助物化探手段进行分析研究，异常晕是今后找矿重要依据。

6.2找矿方向

综合本矿区实际情况及地质特征、矿床成因、找矿标志，经反复研究分析，建议今后找矿方向为：

(1)加强分析研究工作。充分研究区域构造和岩浆岩活动规律，结合本区实际情况，分析本区受区域作用而产生的影响，建立详尽的构造格架和岩浆侵位关系，确定矿化富集区；

(2)建议在全区范围内开展大比例尺化探扫面工作，圈出化探异常晕，确定成矿有利部位；

(3)以研究分析为基础，结合化探异常特征，选定有利区域开展物探电法测量，研究分析矿区构造和岩浆岩体分布特征，建立矿(化)体空间结构；

(4)根据前期成果，开展钻探验证工程，充分掌握矿(化)体特征；

(5)建议在寻找金矿同时兼顾铜矿和银矿。

党延霞，贺转香，何建喜，等.2010.新疆巴里坤县索尔巴斯陶金矿成矿特征[J].新疆有色金属，39(4):13-15.

马天林，孙立，徐兴旺.1998.新疆东天山康古尔金矿控矿构造特征[J].地质力学学报，3(2):45-52.

莫江平，彭晓明，郦今敖.2002.东天山北部浅成低温热液金矿成矿模式[J].矿床地质. 21(增刊):639-642.

聂飞，董国臣，张招崇.2012.新疆多拉纳萨依金矿黄铁矿成分组成与硫同位素特征及其意义[J].东华理工大学学报：自然科学版, 35(2):110-118.

孙桂华，李锦轶，朱志新，等.2007.新疆东部哈尔里克山片麻状黑云母花岗岩锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义[J].新疆地质，25(1):4-10.

新疆维吾尔自治区地质矿产局. 1982.新疆维吾尔自治区区域地质志[M].北京：地质出版社：677-691.

新疆维吾尔自治区地质矿产局. 1996.新疆维吾尔自治区岩石地层[M].武汉：中国地质大学出版社：58-90.

张鸿.2002.新疆巴里坤县索尔巴斯陶金矿矿液运移与构造应力场特征[J].华东铀矿地质，12(2):44-47.

赵同阳，陈朝忠，姜杰岩，等.2011.新疆巴里坤县八墙子一带金、铜成矿规律分析及找矿方向[J].西北地质,44(1):20-27.

Characters of Geology and Prospecting Directions of Laoyemiao Gold Deposit, Balikun County, Xinjiang

WANG Jun,LIU Peng-yu

(No.208,Bureau of Geology,CNNC, Baotou,Inner Mongolia 014010, China)

The Laoyemiao gold deposit is produced in the southwest wing and near the core of the E’renshan anticlinorium of the Ta′erbaha-Huangchaopo subzone of the north of the Junggar-Eastern Tianshan fold system.It’s main stratum are Heishantou group of the Lower Carboniferous Series and the Quaternary sediments.It’s ore bodies originate in quartz veins that distribute in the andesitic crystal tuff of the second subgroup of Heishantou Group.It’s quartz vein type deposit that is formed by the endogenetic hydrothermal alteration. On account of the action of the regional orogeny, the tectonic framework and the magmatic emplacement of the deposit are informed. Through the superposition of many times hydrothermal activities,the activation and extraction effect happen between magmatic hydrothermal and surrounding rock. Laoyemiao gold deposit is informed in the favorable position. On the basis of studing the regional geological background, some of the features are analyzed, including the strata unit of the mining area, tectonic framework, magmatic thermal fluid wall rock alteration and so on. At the same time, geological characteristics and metallogenic model are compared with adjacent mining areas. Through the above, it’s genesis of mineral deposit, orecontrolling factors and prospecting marks are sumed up.According to the existing situation of this mine, the future prospecting direction suggestion is provided.

geologic features; ore-controlling factors; prospecting direction; Laoyemiao gold deposit;Balikun county; Xinjiang

2015-06-24

王军(1981—)男，地质工程师，主要从事地质找矿、成矿地质背景研究。E-mail:76409889@qq.com

10.3969/j.issn.1674-3504.2016.02.008

P618.51

A

1674-3504(2016)02-0150-06