新疆西准噶尔哈西金矿矿床地质特征及找矿方向研究

蒋 磊，汪 滢，曾祥武，聂晓勇

(1.中国地质大学(武汉)，武汉430074；2. 中国地质调查局乌鲁木齐自然资源综合调查中心，乌鲁木齐830057；3.新疆维吾尔自治区地震局，乌鲁木齐 830011)

哈西金矿位于新疆维吾尔自治区的西北部，行政区划属于新疆塔城地区托里县，是武警黄金部队开展《新疆中西天山—西准噶尔地区金铜矿预查》项目时发现的，目前矿床已达中型规模。该金矿交通便利，东南距克拉玛依市90 km，西距托里县城50 km，均有公路通行，目前已经开采生产，但还没有对该金矿开展过系统研究。因此，本文结合笔者在黄金部队工作实际，通过野外地质调查和室内综合整理，开展矿床地质特征研究及控矿因素分析，总结区域金矿成矿地质背景、矿床地质特征和控矿地质条件，探讨成矿规律和找矿方向，为该区进一步的地质工作提供科学依据。

1 区域地质背景

本次研究所属区域位于准噶尔盆地的西北缘(图1)，总体为西准噶尔界山和准噶尔盆地的过渡地带，二者呈北东向展布，其中西北隅为准噶尔界山区，东南部为准噶尔盆地范围，界线较为清楚[1-5]。从区域上来讲，该区主要由晚古生代褶皱山系组成，西南部出露少量早古生代中晚期褶皱带(为西伯利亚板块和哈萨克斯坦板块晚古生代缝合带位置)[6-8]。其中西准噶尔褶皱带形成于古生代期间，属于典型的增生造山带，由板块经聚合—俯冲—增生作用形成[9-11]。区域总体地质特征是：地层主要组成为古生界一套厚度巨大的浅海相细—极细的火山碎屑岩—陆源碎屑沉积岩；北东向断裂构造极为发育，岩浆活动非常频繁；达尔布特深大断裂从本区通过，沿该断裂有基性、超基性岩分布，并形成蛇绿岩套[12-17]。

图1 西准噶尔区域地质简图Fig.1 The regional geological map of western junggar1—第四纪沉积物；2—太勒古拉组火山—沉积岩；3—希贝库拉斯组火山—沉积岩；4—包古图组火山—沉积岩；5—泥盆系火山—沉积岩；6—闪长岩；7—花岗岩基；8—蛇绿岩；9—断裂；10—金矿

2 矿床地质特征

2.1 矿区地质

哈西金矿区出露地层主要为石炭系太勒古拉组(C1t)、包古图组(C1b)，安齐断裂以北为太勒古拉组地层，以南为包古图组地层。除此以外，区内沟谷附近还分布有少量的新近系、第四系地层。

区内构造非常发育，断裂构造以北东东向为主，其次为北西向。其中，安齐断裂是区域性的大断裂，也是区内的控矿断裂和赋矿构造，对成矿起到至关重要的作用；北西向断裂是矿区成矿后形成的断裂，对矿体具有明显的破坏作用，主、支干断裂构造构成矿区构造格架，并与矿区内金矿的形成密切相关。

矿区出露的岩浆岩为玄武岩和蚀变玄武岩，属于基性火山岩，主要分布于东、西矿段内安齐断裂的上盘，是主要赋矿围岩。其在地表呈北东向条带状或孤岛状分布，长约6 km，宽30～700 m，局部被硅质粉砂岩所分隔并夹杂硅质岩等。

矿区处于安齐断裂与哈图断裂之间的区域动力变质岩带中，受区域变质作用明显。变质的地质体以绿纤相、葡萄相为特征，特征变质矿物包括绿纤石、葡萄石、钠长石、绿泥石。变质特征主要体现在东矿段的安齐断裂上盘与玄武岩中间区段出现片理化硅质粉砂岩，其变质程度局部可达到片岩，地表出露明显，界线清楚。

2.2 矿体特征

哈西金矿矿体主要赋存于安齐断裂上盘的I号矿带中，矿体长度长短不一，呈中间宽、两端窄的不规则似透镜体，地表呈现分支状，到地下又复合为一条板状矿体。矿体厚0.1～3.42 m，厚度变化系数为68.9%；Au品位为(0.17～64.6)×10-6，品位变化系数为80.8%，矿体围岩为玄武岩。该矿带长9 km，宽约20～50 m，走向65°～70°，倾向NW，倾角70°～85°，分为东、西两段(图2)。

哈西I号矿带东段：位于杂武特附近。地表施工14条探槽、2个竖井、1个斜井和11个钻孔，控制长度为810 m，产状355°∠60°。主要揭露3条矿脉，分别为I-1、I-2、I-4，单工程厚度约为0.9～6.9 m，其中I-4号矿体为主矿体，控制总长度约为371 m，金品位为(1.07～5.49)×10-6。

哈西I号矿带西段：位于努克依附近。地表施工14条探槽、3个竖井、1个平硐和6个钻孔，控制长度约为930 m，产状340°∠70°主要揭露3层矿体，分别为I-5、I-6、I-7号，其中I-5号矿体为主要矿体，控制总长度约为176 m，金品位为(1.23～6.71)×10-6。矿石为蚀变玄武岩，具有强黄铁矿化、毒砂化、强硅化特征。

图2 哈西金矿矿区地质简图Fig.2 The geological map of Haxi gold deposit1—第四系；2—硅质粉砂岩；3—凝灰质粉砂岩；4—玄武岩；5—蚀变玄武岩；6—金矿体；7—断层

2.3 矿石特征

根据不同氧化程度，可将哈西金矿的矿石划分为原生和氧化两类(图3)。根据原生矿石产状及矿物组合特征，又可分为蚀变岩型及石英脉型两种，或者呈二者的过渡产出。

图3 哈西金矿主要矿石类型Fig.3 The main ore types of Haxi gold depositA—石英脉型金矿石；B—蚀变岩型金矿石；C—氧化矿石

镜下鉴定结果显示，哈西金矿矿石矿物主要有黄铁矿、毒砂、黄铜矿、磁黄铁矿、辉砷镍矿、自然金等；脉石矿物主要有石英、方解石、斜长石、辉石、绢云母、绿泥石等(图4)。其中黄铁矿、毒砂为主要载金矿物，石英、方解石及其他硫化物矿物次之。矿石结构主要有包含结构、自形粒状结构、半自形粒状结构、填隙结构、压碎结构；矿石构造主要有脉状构造、条带状构造、角砾状构造、浸染状构造。

图4 哈西金矿主要矿石矿物及典型结构构造Fig.4 The main ore mineral and typical textures and structures of Haxi gold depositA—毒砂与黄铁矿共生构成显微纹层状构造；B—毒砂被拉长呈显微细脉状；C—辉砷镍矿呈胶状构造；D—黄铜矿呈星点状结构；E—金矿石中自形—半自形结构的毒砂，包含少量黄铜矿；F—黄铁矿呈斑状压碎结构；G—黄铁矿与毒砂呈共生边结构；H—黄铁矿呈骸晶状；I—黄铜矿包含在黄铁矿中

2.4 成矿期次与阶段

根据矿物共生组合规律，将金矿形成过程分为热液期、表生期两个成矿期次和四个成矿阶段(见图5)。

Ⅰ早期石英—硫化物阶段：有少量粗粒黄铁矿、毒砂生成，主要为早期石英生成阶段，含金差。此阶段以黄铁绢英岩化蚀变交代作用及玄武岩退色为特征。

Ⅱ中期石英—硫化物—自然金阶段：有大量的黄铁矿、毒砂、黄铜矿等金属硫化物生成，为中期石英生成阶段，自然金在本阶段生成、富集，为金矿主要成矿阶段。

Ⅲ碳酸盐阶段：为晚期碳酸盐脉、石英脉形成阶段，有少量硫化物，局部有少量自然金生成。

Ⅳ氧化阶段：产出的氧化矿石品位高，可见次生金沿石英裂隙及褐铁矿周围分布，并有少量铜蓝、软锰矿等次生矿物富集。

图5 哈西金矿主要矿物生成顺序图Fig.5 The sequence of main mineral formation in Haxi gold deposit

3 控矿因素分析

3.1 地层对矿床的控制

西准噶尔地区的金矿床多数产于区内古生代地层中，其中，石炭系地层赋存的金矿床数量最多[18-24]。据统计数据显示，金在该区晚古生代石炭系的平均值要高于泥盆系，且石炭系的太勒古拉组Au含量最突出。对于不同的岩石类型，石炭系玄武岩中Au平均含量最高，其次是凝灰质粉砂岩和凝灰质砂岩(见表1)。这套地层中金可能是由于海底火山活动伴随拉斑玄武岩的喷发而从上地幔带来的。因此太勒古拉组玄武岩作为地层序列中一个有机组成部分，在成矿过程中起到矿源层的作用。

3.2 构造对矿床的控制

安齐断裂是研究区的导矿构造，也是成矿构造体系的主干断裂，次级容矿构造均产自安齐断裂的上盘，但很少穿过而延伸至其下盘(见图6)。安齐断裂上盘的矿床，远离安齐断裂者为含金石英脉型，含金矿物多为自然金和银金矿，少金属硫化物砷化物；近安齐断裂的矿体主要为蚀变岩型矿体。这说明安齐断裂作为正断层对金矿体产出具有控制作用：正断层上盘近断层处，金矿体产出的部位比较深，主要为蚀变岩型，代表了较深部位的成矿作用；上盘远离断层处产出的金矿体主要为石英脉型，处在较浅的构造位置，代表了较浅部位的成矿作用。此外，北西向矿脉和近东西向矿脉具有等距性分布规律，在矿山开采中，安齐断裂带下盘为重要的找矿标志。

表1 西准噶尔地区各类岩石含金丰度值

注：引自新疆地质矿产局物化探大队内部报告

图6 哈西金矿区内断层错断示意图Fig.6 Schematic diagram of faults dislocated in Haxi gold deposit1—硅化带；2—安齐断裂；3—北西向断裂

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注：数据测自核工业北京地质研究院分析测试研究所

3.3 岩浆岩对矿床的控制

从哈西金矿矿石与研究区玄武岩的稀土元素分布规律(表2，图7)可以看出，区内矿石的Eu/Sm值均近似于玄武岩的Eu/Sm值0.33左右，Sm/Nd值0.25左右，矿石的稀土模式与玄武岩的稀土配分模式极其相似，表明两者具有相同的来源和成矿机制。因此本区初始成矿流体表现为富集轻稀土模式，且后期轻稀土富集程度更高；成矿流体Eu异常较早期突出(石英脉δEu>0.89)，说明后期成矿流体较早期还原性强；Ce呈现弱亏损状态，轻稀土分馏程度明显比重稀土强。热液活动的重要标志是围岩蚀变强烈，引起含矿建造中金的活化、迁移、富集，形成石英脉型金矿，这就为成矿流体的深部来源提供了有利的证据。

图7 玄武岩和矿石的稀土配分模式图

4 找矿方向研究

4.1 地层标志

该区控矿地层为太勒古拉组(C1t)，地层分布于哈图断裂与安齐断裂之间，玄武岩以顶盖、悬垂体或捕虏体等形式出现，是金矿化富集的有利地层标志。

4.2 构造标志

区内东西向构造带与北东向主干断裂交会地段，东西向构造与北西向构造交会地段，早期东西向与晚期东西向构造重接复合地段，晚期东西向与旋转构造的复合地段及侵入体内部及其接触带附近的断裂带是重要的容矿地段。

4.3 岩浆岩标志

区内主干断裂或旁侧中酸性小侵入体、脉岩分布区，中酸性侵入体内部、边部、接触带及其附近的蚀变带与断裂带，中酸性小侵入体或脉岩与基性—超基性岩的侵入交切区是重要的找矿区域。

4.4 围岩蚀变标志

围岩蚀变与金成矿关系密切，矿脉围岩蚀变类型有黄铁矿化、毒砂化、硅化、碳酸盐化、绢云母化、绿泥石化，从中心向外侧呈现出由强到弱的组合特征，最后为单一的碳酸盐带。断裂带内黄铁矿化、毒砂化、硅化蚀变可作为直接的找矿标志，而围岩碳酸盐化蚀变则可作为间接的找矿标志。

4.5 含矿石英脉标志

石英脉破碎、裂隙发育，沿裂隙出现黑色或绿色条纹，石英脉与围岩接触带出现红褐色碎裂岩时；石英脉内有方形、空洞或网状、格子状褐铁矿细脉时；石英脉具有As-Sb-Au-Mo-W-Bi原生晕元素组合异常时，可作为寻找含金石英脉的重要标志。

4.6 地球化学标志

通过对各元素数据整理，认定本区次生晕找金较好指示元素为Au、As、Sb。区内已知金矿床上均有明显的Au、As、Sb元素组合异常对应。Au异常具浓度分带现象，以(10～50)×10-9、(50～200)×10-9、>200×10-9划分的外、中、内带圈定了分散晕、矿田晕、矿床晕的大致范围； As、Sb元素浓度分带特征不明显。一般情况下，Au、As、Sb元素异常规模与金矿床规模成正比。

5 结论

1)哈西金矿的矿体主要赋存在石炭系太勒古拉组地层中，矿石中主要金属矿物包括黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、毒砂、辉砷镍矿、自然金等。

2)北东向主干断裂对金矿体的产出起到控制作用，东西向构造带与其交会地段是矿体的赋存部位。

3)玄武岩与矿体关系密切，为含矿建造中金的活化、迁移、富集提供热动力。

4)矿脉围岩的蚀变类型有黄铁矿化、毒砂化、硅化、碳酸盐化、绢云母化、绿泥石化，断裂带内的黄铁矿化、毒砂化、硅化蚀变可作为直接找矿标志。

5)石英脉具有As-Sb-Au-Mo-W-Bi原生晕元素组合异常，Au异常浓度>200×10-9分带区，应作为下一步重点找矿方向。