乌恰县萨瓦亚尔顿金矿地质特征及金赋存状态研究

阿卜杜热合曼·麦麦提，陈川，艾比布拉·玉散，洪江法

（1.新疆大学地质与矿业工程学院，新疆乌鲁木齐830047；2.新疆大学新疆中亚造山带大陆动力学与成矿预测重点实验室，新疆乌鲁木齐830047）

萨瓦亚尔顿金矿床位于我国西北边陲，行政区划隶属于新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州乌恰县乌鲁克恰提乡，距喀什市北西方向约159km处。20世纪80年代中期，新疆地矿局第二地质大队五分队在吉根—康苏西部一带近3000km2范围内开展1∶20万非正规化探扫面工作时，圈定了萨瓦亚尔顿地区金、砷、锑、铋多元素综合异常，为本区找金提供了线索。随后继续在该区进行金矿普查，详细研究金矿成矿地质条件，寻找金矿产地等工作，初步圈定金矿（化）体22条。近年来，随着该区勘探工作不断深入，查明矿床规模有望达中国的首(穆龙套型)金矿床[1]。很多学者从成矿地质背景、成矿时代、围岩蚀变、地质特征及流体包裹体等方面初步探讨了萨瓦亚尔顿金矿床成因类型，认为主要有造山带型金矿或中温热液脉型金矿[2]、浅变质碎屑岩型[3]、穆龙套型[4-5]。笔者等首先详细总结了萨瓦亚尔顿金矿床地质特征，其次对金的赋存状进行了分析，从而进一步对萨瓦亚尔顿矿床类型的确定提供更多依据。

1 区域地质背景

萨瓦亚尔顿金矿床是南天山海西褶皱带金—多金属成矿带的一个重要矿床，产于天塔里木成矿省—塔里木板块北缘矿成之东阿赖-哈尔克山（复合沟弧带）Au-Sb-Sn-RM-REE-Mn-Fe-铝土矿成矿化带。区内出露地层主要以上志留统塔尔特库里组（S3t）、下泥盆统萨瓦亚尔顿组（D1sw）、中泥盆统托格买提组（D2t）为主（图1）。上志留统塔尔特库里组（S3t）岩性组合为一套半深海—深海相具浊流沉积特征的浅变质细碎屑岩、硅质岩建造，分布于区域西南部，与下泥盆统萨瓦亚尔顿组（D1sw）为断层接触。下泥盆统萨瓦亚尔顿组（D1sw）主要为一套半深海—深海相的浅变质复理石建造，分布于区域中部及东部，为萨瓦亚尔顿金矿主要赋矿地层。自下而上分为2个岩性段：第一岩性段为灰黑色含炭绢云千枚岩夹灰色中厚层状变质细砂岩等；第二岩性段为灰色中厚层状变质钙质细砂岩夹炭质绢云千枚岩，局部夹薄层状变质粉砂岩[6]。中泥盆统托格买提组（D2t）主要为一套浅海相碳酸盐岩建造，分布于区内东南角及东部地区。

区内岩浆活不发育，主要受断裂和褶皱控制。侵入岩由辉绿岩脉及二长岩脉组成（统称为吉根蛇绿杂岩），总面积小于1.8km2。辉绿岩脉、二长岩脉分布于区内西北、西南部，在南部辉绿岩脉长度大于1470m、宽度为15～36m不等，二长岩脉长度420m、宽3～30m不等，2条岩脉均分布在萨瓦亚尔顿—吉根大断裂（地缝合线）中，产状与NE向断裂一致。该区西北部为一条绿辉岩、二长岩杂岩脉，岩脉长440m，宽35～40m，走向近南北向。经微量分析表明该辉绿岩脉中富含亲铜元素，金含量（0.25～3）×10-6，由此推断，吉根蛇绿杂岩与金、锑成矿作用存在一种不可分割的内在联系。

区内褶皱和断裂构造较发育，总体构造线方向为北东向。褶皱构造主要为塔尔特库里复式向斜，轴线北东向，控制该区地层展布、吉根蛇绿杂岩及金矿化点分布情况，下泥盆统萨瓦亚尔顿组卷入其中。断裂构造由于受伊犁—伊塞克湖微板块与塔里木板块的碰撞与焊合，其间发生了一系列的韧脆性剪切、逆冲推覆和走滑变形，因此区域上的断裂多具有韧脆性变形、逆冲推覆和平移性质，构造线以北北东—北东向为主。

2 矿床地质特征

萨瓦亚尔顿金矿赋存于塔尔特库里组和萨瓦亚尔顿组中，前者为一套半深海—深海相具浊流沉积特征的浅变质细碎屑岩、硅质岩建造；后者为一套半深海—深海相的浅变质类复理石建造。该地层岩石受构造影响，多发生强破碎及蚀变，其中含炭质较高的千枚岩、粉砂岩、细砂岩为主要含矿岩石及围岩。从遥感影像可知，该矿区附近线性构造、环性构造形迹较明显，吉根蛇绿杂岩分带特征明显。矿区构造较发育，矿区东为阿热克托如克断裂，西为伊尔克什坦断裂，二者皆为倾向NW的逆冲断裂，两断裂之间发育了一系列次级层间断裂带和韧性剪切带（图2），为控矿构造[4]。

萨瓦亚尔顿金矿含金蚀变带地表出露长333～400m，宽度变化较大，最宽约110m，总体走向为北东向，倾向北西，倾角42°～88°，矿化蚀变带内金品位（0.2～17.30）×10-6。矿体严格受整个矿区的NE向断裂（F1、F4）破碎蚀变带控制，总体呈脉状和透镜状，所有矿体均为NE-SW向平行展布（图2），走向30°左右，总体倾向NW，倾角60°～80°，局部为直立或反倾。区内共圈出16条矿化构造带，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅺ矿带规模最大，较稳定（图2），含金1～4g/t。矿石结构主要呈自形—半自形结构、细粒半自形—他形粒状结构、交代残余结构、压碎结构、充填结构、鳞片状结构等，矿石构造主要呈稠密浸染状、稀疏浸染状、星点浸染状、细脉浸染状、蜂窝状、团块状等。矿石中矿石矿物主要为黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿、胶黄铁矿、白铁矿、辉锑矿、脆硫锑铅矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黝铜矿、银黝铜矿、辉铁锑矿、自然铋、辉铋矿、硫铋铅矿、方钴矿、锡石、银金矿、自然金、自然砷、自然铅等金属氧化物[6]。脉石矿物以石英、绢云母、方解石等。

根据矿体特征、矿物共生组合、生成顺序及石英脉穿插关系，将矿床的成矿过程分5个阶段：①无矿石英阶段（Ⅰ）：布于矿区地层层面（层理面）及矿石裂隙中，多顺层产出，偶见有黄铁矿，无金矿化显示，可能为变质分异作用形成；②黄铁矿—毒砂—石英阶段（Ⅱ）：该阶段黄铁矿主要为细粒自形—自形立方体或五角十二面体结构，呈细脉浸染状分布，此阶段金开始沉淀，但分布不均匀；③多硫化物—石英阶段（Ⅲ）：该阶段自然金常和金属硫化物伴生，呈显微细脉分布于白色石英微细脉中，为金成矿的高峰阶段，也是工业金矿体形成的主要阶段，与黄铜矿、辉锑矿方铅矿伴生；④锑—石英阶段（Ⅳ）：该阶段是主要锑成矿阶段，但金含量较低；⑤石英—碳酸盐阶段（Ⅴ）：该阶段主要形成石英—碳酸盐脉，分布在矿化带的围岩裂隙和矿化带中，一般切穿片理，含金性差，是成矿的尾声。

围岩蚀变作用主要发生在萨瓦亚尔顿—吉根断裂为中心的韧性剪切挤压带上，蚀变类型主要有：硅化、绢云母化、黄铁矿化、毒砂化、磁黄铁矿化、辉锑矿化、褐铁矿化、黄钾铁矾化，其中以黄铁矿化、毒砂化、磁黄铁矿化、辉锑矿化与金矿化关系最密切，毒砂化、黄铁矿化为矿床最普遍发育和成矿关系最密切的蚀变。

3 电子探针分析

本文样品采自萨瓦亚尔顿矿区的矿石和围岩，包括硫化物矿物、粘土矿物、碳酸盐矿物、脉石矿物和原矿。样品磨制探针薄片后先在光学显微镜下观察，然后选取典型矿物进行电子探针分析测试[7]。电子探针测试分析在中国地质科学院矿产资源研究所电子探针实验室完成，仪器型号为JE-OLJXA−8230，工作条件为：加速电压20kV，电流20nA，束斑直径5μm，修正方法PRZ，标准为美国SPI公司53种矿物[8]。

（1）黄铁矿。黄铁矿是萨瓦亚尔顿金矿床矿石中分布最广、数量最多的金属硫化物，是主要载金矿物之一，金的分布率占总载金矿物的30.38%。从电子探针分析结果可知，黄铁矿中的S、Fe平均含量分别为53.14%、45.91%，与标准黄铁矿比较（S=53.45%、Fe=46.55%），属S、Fe亏损类型；As、Sb及其它微量元素在矿石中含量最高，晚期石英脉中最低；Au在矿石中含量最高，矿化围岩中次之，蚀变围岩和晚期石英脉中最低，符合本矿床的地质特征，并佐证了黄铁矿是主要载金矿物。

（2）毒砂。毒砂是矿石中主要金属硫化物，是主要载金矿物之一，金的分布率占总载金矿物的30.53%。主要产于黄铁矿毒砂—石英阶段和多硫化物—石英阶段，蚀变围岩中极少量。通过化学分析成果与相应样品对比，并结合电子探针分析结果及显微镜下的观察，毒砂的含金性较好，最高为0.29×10-2，平均0.13×10-2，首先毒砂颗粒越粗，含金越高，有时可见自然金与磁黄铁矿、黄铜矿连晶包裹于毒砂中或嵌布于其裂隙中，其次毒砂含量越高，矿石品位越高。矿石中毒砂平均含量4%，而蚀变围岩中仅占0.01%。

（3）辉锑矿及锑硫盐矿物。锑矿物有辉锑铁矿、辉锑矿、锑黝铜矿、硫铜锑矿、脆硫锑铅矿、锑硫镍矿等，其中辉锑铁矿和辉锑矿与金矿化关系最为密切，是次要的载金矿物，金的分布率占总载金矿物的8.09%，主要产于锑—石英阶段，其它锑矿物与金矿化关系不大。电子探针分析结果表明，辉锑铁矿含金性较好，但含银量很低；辉锑矿含金性一般，银含量较高；脆硫锑铅矿含金性一般。

（4）磁黄铁矿。磁黄铁矿是矿石中次要金属硫化物，也是次要的载金矿物，产于矿体及矿化蚀变围岩中，他形粒状，粒径多在0.02～1.6mm，部分可达3mm。常与黄铁矿、黄铜矿、方铅矿，闪锌矿、石英、方解石共生，部分被白铁矿交代，地表被褐铁矿交代。电子探针分析结果表明，磁黄铁矿也是一重要载金矿物。

4 金赋存状态

金在热液中沉淀后主要以显微包裹体或固溶体形式赋存于黄铜矿、黄铁矿和毒砂等硫化物中[8-9]。前人对含砷黄铁矿进行XANES、EXAFS和SIMS分析表明[8,10]，金在硫化物中以Au0、Au+形式存在，Au0通常以显微包裹体(独立矿物形式)产出，即自然金，Au+则以离子态形式存在于黄铁矿中[8]。Reich等通过对热液矿床中含金砷黄铁矿的SIMS-EMPA分析表明，黄铁矿中Au的饱和度决定Au的存在形式，Au-As固溶体极具线性关系，即Au/As＞0.02的样品，金的形式为显微包裹体(Au0)，Au/As＜0.02的样品，金主要形式为固溶体(Au+)[8]。

经镜下测定及扫描电镜能谱成分分析，该矿石中金矿物组成为自然金，据金银系列矿物六分法[8]，萨瓦亚尔顿金矿中金矿物属自然金、含银自然金和银金矿为主，少量方金锑矿。其中自然金（包括含银自然金）和银金矿占94.46%，方金锑矿占5.54%。成矿流体中金相对含量与金成色呈正相关。萨瓦亚尔顿金矿中自然金成色变化范围为963.1～982.1，平均958.9，含银自然金成色变化范围为791.2～894.2，平均857.21，银金矿成色变化范围为586.9～729.2，平均667.9（见表1）。萨瓦亚尔顿金矿中自然金成色较高，说明成矿流体中Au含量高。

按金矿物粒度划分原则[8]，萨瓦亚尔顿金矿自然金和银金矿主要以细粒金为主（粒度在0.037～0.01mm）。对随机观测到的144粒自然金粒度、形态和赋存状态进行统计分析表明，萨瓦亚尔顿金矿自然金和银金矿粒度在0.037～0.01mm的颗粒占64.4%，属细粒金；粒度在小于0.01mm的颗粒占35.60%，属微粒金；极少数为中粗粒金，最大粒径为0.25mm。

通过金矿物嵌布形态测定统计，该矿石中金矿物形态以他形不规则粒状为主，约占93.94%；少量呈片状、薄膜状、枝杈状和针状，约占6.06%。经光学显微镜下查定和选择性溶矿化学分析，金矿物赋存状态主要以包裹金为主，占44.71%。包裹金表现为含银自然金主要被毒砂和黄铁矿中，其次包裹于石英、绢云母中，少量包裹于磁黄铁矿、黄铜矿中，在氧化矿石中主要包裹于褐铁矿中，呈浑圆状、麦粒状、叶片状等，次为粒间金，占37.16%。粒间金表现为自然金在黄铁矿晶体间产出，呈不规则状。裂隙金含量较少，仅占11.63%。裂隙金表现为含银自然金嵌布于石英、绢云母集合体或褐铁矿裂隙中，银金矿嵌布于黄铁矿、毒砂裂隙中，呈不规则状、麦粒状等。矿石中有少量金矿物被氧化薄膜紧密包裹。蚀变岩型矿体中载金矿物主要为黄铁矿、毒砂等硫化物，金主要以显微包体金(包裹金、粒间金和裂隙金)和离子金形式赋存在硫化物中，此现象可能与2种矿体成矿流体来源不同有关。

5 结论

（1）萨瓦亚尔顿金矿赋存于塔尔特库里组（S3t）和萨瓦亚尔顿组（D1sw）中，前者为一套半深海—深海相具浊流沉积特征的浅变质细碎屑岩、硅质岩建造；后者为一套半深海—深海相的浅变质类复理石建造，矿体产状与地层产状基本一致，呈脉状—透镜状，受矿区构造带控制。

（2）萨瓦亚尔顿金矿成矿作用可划分为5个热液演化阶段:无矿石英阶段（Ⅰ）、黄铁矿—毒砂—石英阶段（Ⅱ）、多硫化物—石英阶段（Ⅲ）、锑—石英阶段（Ⅳ）、石英—碳酸盐阶段（Ⅴ）。其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ阶段为金主要成矿阶段为金主要成矿阶段。

表1 萨瓦亚尔顿金矿床金矿物成色统计表（%）

（3）蚀变岩型矿石中矿物金主要以显微包体金（包裹金、粒间金和裂隙金）和离子金形式赋存在于硫化物中，成色高的为显微自然金，载金矿物为黄铁矿，也有毒砂和石英。石英细脉—网脉型矿体中自然金赋存状态有裂隙金、包裹金和粒间金，其中裂隙金为主要赋存形式。

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