新疆东准噶尔南明水东蚀变岩型金矿床地质特征、控矿因素和找矿标志

梁孝伟，王雪杰，毛红伟，丁威成，梁东

(中国冶金地质总局新疆地质勘查院，乌鲁木齐 830000)

0 引言

东准噶尔地区位于新疆维吾尔自治区准噶尔盆地的东北缘，处于西伯利亚板块与哈萨克斯坦—准噶尔板块的结合部位，是中亚造山带的组成部分；该区构造运动复杂，岩浆活动频繁，是地学研究和矿产勘查的热点地区[1-2]。在东准地区发育有著名的卡拉麦里金矿带[3-4]，目前已经发现的金矿床、金矿点和金矿化点已逾百处[5]，南明水东金矿床即位于卡拉麦里金矿带的东南端[4]。

南明水东金矿床于2004年发现以来，陆续有多家勘查单位进行了工作，目前矿区已达到详查程度，矿床规模为中小型。但矿床的研究程度较低，与较高的勘查级别不相匹配，金矿类型、成矿模式等还存在不同认识①[4-8]，在一定程度上制约了金矿床的进一步找矿勘查。本文在野外地质调查基础上，总结了南明水东金矿床的矿床地质特征、控矿因素和找矿标志，并提出了下一步勘查的建议，以期为新疆北部的金矿找矿勘查提供新的思路。

1 区域地质背景

南明水东金矿区位于新疆奇台县以东160 km处，大地构造属于北塔山—三塘湖复合岛弧带(图1)②。区域出露地层以泥盆系、石炭系为主，泥盆系主要为中泥盆统平顶山组(D2p)、卡拉麦里组(D2k)和上泥盆统塔木岗组(D3t)，为一套浅海相-滨海相的细碎屑岩建造；石炭系主要为下石炭统南明水组(C1n)及上石炭统巴塔玛依内山组(C2b)，为一套火山岩建造；其中南明水组(C1n)的出露面积十分广泛，是区域重要的含金地层[9-10]。区域断裂主要有卡拉麦里深断裂[11-13]和清水—苏吉泉大断裂[14]，在这两条区域大断裂影响下派生出许多次级断裂；褶皱主要为清水—南明水褶皱束。岩浆岩主要沿卡拉麦里断裂以北地区广泛出露，岩性为华力西中期的超镁铁质岩到酸性侵入岩；区内脉岩较为发育，多沿构造带中次级断裂平行侵位，脉岩在空间上往往与金矿化紧密相关。

图1 卡拉麦里地区区域地质略图(据注释②、文献[6]，修编)Fig.1 Regional Geological sketch of Kalamery area1.下石炭统；2.中泥盆统；3.花岗岩类；4.闪长岩类；5.超基性岩类；6.区域大断裂；7.金矿床(点)；8.南明水东矿区

卡拉麦里成矿带夹持于卡拉麦里断裂和清水—苏吉泉大断裂之间，东西延伸达300 km，南北展布宽度20～40 km[14]，目前成矿带内已发现有大量的金矿，著名的双泉金矿[15]、苏吉泉金矿[16]、清水金矿[17]和柳树泉金矿[3]均产于其中，显示出巨大的金矿勘查潜力。

2 矿区地质特征

矿区主要出露下石炭统南明水组(C1n)[10]，未见有岩浆岩出露，褶皱和构造发育(图2)。

图2 南水明东金矿区地质图(据文献[9]，修编)Fig.2 Geological map of Nanmingshuidong Au deposit area1.下石炭统南明水组第二段；2.下石炭统南明水组第一段；3.中泥盆统平头山组；4.地质界线；5.断裂及编号；6.断裂破碎带及编号；7.金矿体及编号；8.褐铁矿化蚀变带

(1)地层。矿区出露地层简单，主要有中泥盆统平头山组(D2p)和下石炭统南明水组(C1n)，二者以断层接触。平头山组分布于矿区的北部，为一套火山碎屑岩，主要岩性有凝灰砂砾岩、晶屑岩屑凝灰岩，地层倾向SW，倾角60°～75°。南明水组主要为一套火山碎屑岩建造，局部见少量火山熔岩；分为2个岩性段，第一岩性段(C1n1)出露于矿区的中北部，岩性有火山凝灰岩、晶屑凝灰岩和凝灰质砂砾岩，为本矿区的主要赋矿层位；第二岩性段(C1n2)出露于矿区的西南部，岩性主要有凝灰质砂砾岩、凝灰质粉砂岩夹少量安山岩，与第一岩性段为断层接触。

(2)构造。矿区内发育有3条主要断裂(F1、F2和F3)，其中F1断裂分布于矿区北部，为清水—苏吉泉大断裂，为石炭系和泥盆系的分界线；断裂走向NE向-近EW向，断层面陡立，倾向N，断裂带附近发育强碎裂的破碎蚀变带，见强烈的褐铁矿化和黄铁钾钒。F2断裂位于矿区中部，为后期逆断层，切割地层和矿体；走向NE向，延伸长度160 m，断层面倾向SE，近乎直立。F3断裂位于矿区南东部，为逆断层，走向NW，长度>1200 m，东西两侧均延出矿区；断裂面N倾，倾角约为75°，为南明水组上、下2个岩性段的分界线。南明水向斜为一线状紧密的复式向斜，轴向NW向，两翼倾角55°～80°，褶皱带内岩石十分破碎，小褶曲发育，矿区位于该复式向斜的北翼。

(3)蚀变特征。矿区的蚀变带较为发育，其中以301号、341号和311号蚀变带为代表(表1)。蚀变带长140～1310 m，宽1～70 m，受主构造线方位的制约，蚀变带的走向以NE向和近EW向为主，倾角52°～85°，具分支复合特点，西部较宽，向东逐渐变窄；蚀变岩石以浅灰色、黄褐色为主，岩性有蚀变(晶屑)凝灰岩、糜棱岩、石英细脉和石英网脉，蚀变岩的含脉率为5%～25%，局部地段石英呈细脉状-团块状出现；蚀变类型为褐铁矿化、黄铁矿化、毒砂化、硅化、绢云母化、绿泥石化，局部地段可见碳酸盐化、高岭土化。金矿化主要产于蚀变(晶屑)凝灰岩中，受近EW向构造蚀变破碎带控制。共圈定金矿体13个，其中主矿体为301-1、301-2和341-1号矿体。矿体呈脉状，产状与控矿构造基本一致，接触界线较为清楚。

表1 矿区蚀变带特征统计Table 1 Statistics of characteristics of alteration zones in the deposit area

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

矿区共圈出了金矿体13条，其中301-1、301-2和341-1号金矿体规模较大，为矿区的主矿体(图3)。赋矿岩性为蚀变凝灰岩，其顶底板围岩为凝灰岩、凝灰质砂岩、晶屑凝灰岩，金矿石中常见褐铁矿和黄铁矿。围岩蚀变有绢云母化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化和高岭土化等。金矿体呈脉状展布，产状较稳定，产状29°～350°∠69°～88°，真厚度0.44～6.95 m，平均1.48～2.18 m(表2)。金的品位w(Au)=0.53×10-6～60.95×10-6，平均品位2.76×10-6～3.53×10-6，品位变化系数为52%～132%，属有较均匀型矿体。

3.2 矿 石特征

(1)矿石矿物成分。金属矿物为自然金、赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿、毒砂和钛铁矿，脉石矿物为石英、长石、云母和方解石(图4)。

自然金。金黄色，强金属光泽；他形粒状，大小0.005～0.075 mm；金矿物在矿石中多为裂隙金和孔隙金，部分为包裹金；金的载体矿物多为赤铁矿，少量为石英和毒砂。自然金的成色平均为82.10，杂质含量较少(图5a)。

黄铁矿。多呈交代残余结构存在于赤铁矿中，少量呈不规则微粒聚群不均匀分布(图5b)，他形粒状，粒径<0.01 mm，黄白色，呈细小的颗粒状分布。

赤铁矿。多为他形集合体，少量为半自形或自形假晶。赤铁矿交代毒砂或黄铁矿，交代完全时保留黄铁矿或毒砂的矿物外形，呈黄铁矿或毒砂的假相，部分赤铁矿中可见交代残余的黄铁矿或毒砂(图5c)。

褐铁矿。多见于地表氧化带，呈他形粒状，粒径与黄铁矿相近，微带蓝的灰色，多呈单颗粒状且分布极不均匀。

毒砂。多为半自形-自形晶(图5d)，粒度细小，不均匀分布于脉石中。

(2)矿石组构。矿石结构有胶状结构、自形-半自形晶结构、他形晶结构和交代残余结构等；矿石构造主要为脉状构造、浸染状构造和块状构造等(图4)。

(3)矿石化学成分。矿石中有用元素为Au，无伴生有用组分；矿石中有害元素为C、Sb和As；Cu、Pb、Zn含量甚微。

图3 南明水东金矿区勘查线地质剖面图(据梁孝伟①，修编)Fig.3 Geological section of prospecting line in Nanmingshuidong Au deposit areaa.44号勘查线剖面图；b.40号勘查线剖面图

表2 南明水东金矿床主矿体地质特征Table 2 Characteristics of the main ore bodies in Nanmingshuidong Au deposit

图4 南明水东金矿区金矿石照片Fig.4 Ore photo of Nanmingshuidong Au deposit

图5 南明水东金矿区矿石矿物显微照片Fig.5 Microscopic photo of the ore in Nanmingshuidong Au deposita.胶状赤铁矿中的包裹金；b.赤铁矿中的交代残余状黄铁矿；c.胶状赤铁矿包裹交代残余的黄铁矿；d.自形状毒砂沿裂隙分布

(4)自然金特征及金的赋存状态。矿石中的自然金以细粒为主，平均粒度0.05 mm，分布极不均匀，局部聚集现象较为普遍。金矿物多呈裂隙金和孔隙金，其次为包裹金；自然金的产出状态多样，大部分自然金以可见金的形式产于石英和碳酸盐矿物之中(图6)。

(5)矿石类型和品级。矿石自然类型为氧化矿石，工业类型为含金蚀变岩型矿石。

图6 南明水东金矿区含金矿物电子探针照片Fig.6 Electronic probe photo of Au-bearing mineral in Nanmingshuidong Au deposita.赤铁矿中的金矿物；b.硅酸盐中的金矿物；c.毒砂中的金矿物；d.单体的金矿物

3.3 矿床成因

矿区内下石炭统南明水组地层Au元素背景值较高，构成主要的矿源层，为矿床的形成提供了成矿物质来源。在区域构造-岩浆运动中形成的热液不断交代、萃取围岩中的Au元素，使热液中的Au浓度不断增加。在断裂构造活动的高峰阶段之后，由于构造应力释放后岩石处于松弛状态，形成了大量的张性裂隙空间，含矿流体快速向这些低压开放空间运移，填充和交代作用同时发生，继而出现Au元素的富集沉淀，最终形成金矿体。综上分析认为，金矿成因类型属受韧脆性剪切破碎带、地层建造和热液活动控制的中低温热液蚀变岩型金矿床。

4 控矿因素与找矿标志

4.1 控矿因素

(1)地层因素。下石炭统南明水组岩石中Au元素的丰度较高，构成主要的矿源层，为金矿的形成提供了成矿物质来源，且区域上卡拉麦里金矿多产于石炭系中，由此认为地层对成矿的控制作用是明显的。

(2)构造因素。区域断裂为热液的运移通道，次级张性断裂为主要的储矿空间。

(3)热液因素。金矿体产于破碎蚀变岩和含矿石英网脉中，均为构造、热液活动的直接产物，即为成矿的主要因素。

4.2 找矿标志

(1)下石炭统分布区、断裂的交汇部位，是寻找金矿的有利地质标志。

(2)褐铁矿、黄铁矿、硅化、碳酸盐化、绿帘石化、绿泥石化、绢云母化和高岭土化等是重要的矿化蚀变标志。

(3)Au、Ag、As、Sb等元素的组合异常(综合异常)与金矿(化)体叠合较好，是关键的勘查地球化学标志。

5 找矿方向

(1)南明水组的Au元素丰度较高，可提供金矿的成矿物质，可视为金的矿源层和有利的找矿层位。

(2)构造的发育程度直接影响金元素的富集，断裂构造可为Au元素的迁移与富集提供有利的通道和良好的储存空间，次级断裂及其断裂交汇部位是金矿体形成的有利地段。

(3)加强区内蚀变带同矿区主矿体的对比研究，优选和确定找矿潜力较大的蚀变带，开展深部工程验证工作。

(4)金矿的品位和矿体厚度比较稳定，且向深部有变高(变厚)的趋势，应当注意深部金矿体的找矿评价工作。

6 结论

南明水东金矿是地层、构造和热液综合作用的产物，断裂和构造交汇部位是找矿有利成矿地段，金矿床类型为中低温热液蚀变岩型金矿床；矿区地表蚀变带数量较多，且具一定规模，深部尚未完全控制，具有良好的找矿前景。

注释：

① 梁孝伟. 新疆奇台县南明水东金矿详查报告. 乌鲁木齐:中国冶金地质总局新疆地质勘查院,2018.

② 新疆维吾尔自治区地质调查院. 新疆维吾尔自治区矿产资源潜力评价. 乌鲁木齐:新疆维吾尔自治区地质调查院,2010.