新疆哈密白干湖金矿地质特征及找矿前景

亢文强，王永祥，代家富，王志旭

（1.新疆泛亚矿业技术咨询服务有限公司，新疆哈密 839000；2.新疆金川矿业有限公司，新疆伊犁 835000；3.中国冶金地质总局新疆地质勘查院，新疆乌鲁木齐 830092）

新疆哈密白干湖金矿是武警黄金第八支队在2000年开展金矿地质调查时发现的，矿区位于天山褶皱带、阿奇山—雅满苏复向斜、黄山韧性剪切带、觉罗塔格褶皱带的接合部位[1]。区内构造复杂多样、岩浆活动强烈频繁、为金矿的形成提供了良好的地质条件。通过前期国土资源大调查工作以及近期地质勘查工作，对矿区内的地层、构造、岩浆岩以及矿脉的分布、规模、形态、产状、矿化蚀变、金矿体与花岗斑岩之间的关系有了一个大致的了解。本文基于2002年武警黄金第八支队提交的《新疆哈密市白干湖金矿普查报告》，对矿区内花岗斑岩地质特征、花岗斑岩中Au、As、Ag、Bi、Sb等元素分布规律进行了探讨[6]，深入研究了赋矿岩性、成矿物质来源、金的富集与花岗斑岩关系以及金矿床的具体成因，以期为接下来的找矿工作提供有利的地质理论依据。

1 区域地质背景

研究区在区域构造上属于天山褶皱带（Ⅰ）、觉罗塔格褶皱带（Ⅱ）、阿奇山—雅满苏复向斜与黄山韧性剪切带（Ⅲ）的接合部位，苦水中浅变质岩区的西端[1]。区域上经历了多个期次的构造运动，褶皱、断裂及岩浆活动异常发育，见图1。

区域内出露地层主要有石炭系（C）、第三系（EN）、第四系（Q）。其中石炭系最为发育，该地层为典型的地槽火山岩、碎屑岩、火山碎屑岩建造[6]，其厚度巨大，岩性、岩相变化剧烈，后期构造影响强烈。该地层可分为雅满苏组上亚组、干墩群、白鱼山组，其中研究区内出露的地层主要为雅满苏组上亚组。

区域内深大断裂从南到北依次为雅满苏大断裂、苦水大断裂、干墩大断裂、康古尔塔格深断裂[1-4]，其中苦水大断裂西沿部分贯穿研究区，为一组平推逆断层，断裂走向为北东—南西，倾向为北西，倾角在60°～70°之间。沿苦水断裂分布有华力西中期侵入的岩浆岩，该深大断裂及次级韧性剪切带为金元素的富集、运移提供了良好的容矿、导矿构造。

区域内岩浆岩分布广泛，种类多样，岩浆活动时期为华力西中晚期[1-5]。岩石类型主要有酸性花岗岩、花岗斑岩、石英脉、中性闪长岩、闪长岩斑岩等，其中花岗斑岩以及夹杂的石英脉是此次研究的重点对象。区内较为发育的中酸性脉岩形成了密集的脉岩群，长度在数米至数千米不等，厚度一般为1～10m，大多为北东—南西走向。

据《新疆东天山康古尔塔格一带水系沉积物测量报告》可知，As-2综合异常受北东—南西向断裂控制，异常长轴方向未封闭且和断裂构造方向一致，异常面积大于25km2，覆盖整个研究区。元素组合以Au、As、Ag、Hg、Sb 为主，元素之间的套合程度极好，是国内典型的中低温热液矿床的元素组合。As-2综合异常中间有2个平行于苦水大断裂的金异常浓集中心，元素的强度自西向东分别为400×10-9和300×10-9，从图1 可以看出As、Hg、Sb 异常面积远大于Au 异常面积，表明其前缘元素特征[4]。以上基本地质特征表明研究区成矿地质条件优越，有发现中大型金属矿的可能。

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征

研究区内有2 条主矿体，呈相邻平行展布，相对而言，①号矿体整体规模大于②号矿体。其中①号矿体产于研究区中部偏北的硅化花岗斑岩中，向西南方向延伸至花岗斑岩与绢云母绿泥石片岩的接触带中。地表矿脉长约1200m，宽0.88～5.43m，倾斜方向最大延伸178m，总体呈北东窄，南东宽的趋势，走向50°～60°，倾向为北西向，倾角68°～77°。地表由4 条探槽控制并且见矿较好，深部由5个钻孔控制。②号矿体产于①号矿体北东部的硅化花岗斑岩内，南西部分延伸于花岗斑岩与下石炭统雅满苏组上亚组绢云母千枚岩、片岩接触部位。地表矿脉长约600m，宽2.43～12.68m，倾斜方向最大延伸320m，走向53°～60°，倾向为北西向，倾角在68°～86°之间。地表由9条探槽工程控制，深部由11个钻探工程控制，见图2。

图2 金矿体平面特征图

2 条金矿体的含矿岩性均为蚀变花岗斑岩及石英脉，其中蚀变花岗斑岩破碎明显，并且伴有绿泥石化、碳酸盐化、绢云母化和强硅化等蚀变现象。矿体的上、下盘断裂面附近，岩石碎裂岩化、糜棱岩化异常发育，硫化物含量变高。在花岗斑岩中多见后期热液活动所形成的石英脉、石英网脉厚度0.3～2.2m 不等、长度2～28m不等。矿体在走向上不连续，有膨大变小的特征，多见褐铁矿化、黄铁矿化、黄铜矿化、盐酸盐化和绢云母化等矿化蚀变现象。通过探槽和钻孔取样发现金的含量与硫化物矿物的含量基本呈正相关关系。石英脉中金的品位变化系数较大，在宽厚处品位低，在窄薄处品位高；局部地段石英脉中金的品位未达到边界品位，仅仅为矿化，但总体上和主矿体空间位置对应，不影响矿体的连续性。

①号矿脉地表以40～160m间距由多条探槽控制，其中4 条探槽见矿较好，真厚度在0.75～2.65m 之间，金品位在(1.85～2.68)×10-6之间。深部以80～160m 间距的5 个钻孔控制，见矿真厚度在1.36～3.58m 之间，金品位在(2.43～5.55)×10-6之间，矿体平均品位为2.20×10-6、平均厚度为2.71m，品位变化系数为24.32%、厚度变化系数为35.56%。②号矿脉地表以80m间距由9条探槽控制，真厚度在1.36～3.20m 之间，金品位在(1.58～3.48)×10-6之间。深部以80～250m 间距的11 个钻孔控制，见矿真厚度在1.48～3.76m之间，金品位在(2.21～4.80)×10-6之间，矿体平均品位为3.02×10-6、平均厚度为2.45m，品位变化系数为26.13%、厚度变化系数为26.88%，见表1。

表1 见矿工程统计表

2.2 矿石特征

金矿石结构可分为交代变余、自形—半自形粒状、变晶、隐晶质结构等；构造可分为角砾状、星点状、团块状、网脉状、带状、块状构造等。

矿石中金属矿物主要有自然金（粒径多在0.01mm以下，部分可达0.015mm；属微粒金，含量0.5%～1%）、银金矿（粒径0.01mm）、褐铁矿（粒径0.03～0.35mm，含量1%～3%）、黄铁矿（粒径0.05～0.65mm，含量0.5%～1%）；脉石矿物有石英（粒径0.01～0.04mm，含量75%～85%）、长石（粒径0.15～1.80mm，含量2%～5%）及少量变质矿物。

对矿石进行了光谱全分析、组合分析和化学全分析，累计分析测试了18 种元素，即Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Co、Mo、Ni、Sn、Ba、Be、Nb、Cd、Cr、Li 和W。综合三种分析结果可知：Cu、Pb、Zn、Sb 含量较高，Cu 为（9.24～1387）×10-6，Pb 为（7.53～1046）×10-6，Zn 为（15～132）×10-6，Sb 为（2.97～406）×10-6。根据相关规范和选矿技术限制，矿石中除金以外的其他金属元素暂时不可利用。

3 花岗斑岩体特征

3.1 地质特征

白干湖蚀变花岗斑岩体是区内金的主要的赋矿岩体，形成时期为华力西中期[5]，侵位于下石炭统雅满苏组上亚组，呈北东向展布。其中北部花岗斑岩体长约2100m，宽约25～120m，出露面积约0.15km2，北东走向，倾向为北西向，倾角68°～86°，局部有分叉复合现象，岩体基本分布于F2和F4断层之间，与围岩的侵入接触界面平直或近似平直。南部花岗斑岩体长约2700m，宽约60～240m，岩体形态变化较大，出露面积约0.34km2，北东走向，倾向为北西向，倾角70°～75°，南西段有一条长约400m、宽约30m 的辉绿岩脉侵入，岩体基本分布于F1和F3断层之间，与围岩的侵入接触界面近平直。

岩石呈浅红褐色、灰白色、浅肉红色，具斑状结构、碎裂结构，块状构造，基质为硅质和隐晶质长石、斑晶多为长柱状或短柱状的石英和长石。岩石主要矿物成分为石英（75%～95%）、斜长石（5%～15%）、钾长石（5%～15%）及少量的变绿泥石、云母类矿物。区内构造较发育，花岗斑岩基本特征被构造活动所破坏，肉眼几乎无法辨认矿物晶体形态。

3.2 地球化学特征

图2 中的BB′岩石剖面图如图3 所示，在此岩石剖面共取基岩样品13件进行了元素分析，分析的元素包含Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi。分析结果表明，在绢云母千枚岩和绢云母片岩中金的平均含量分别为3.1PPb 与2.7PPb，都略低于金在地壳中的克拉克值。而在石英脉、花岗斑岩脉中，金元素的含量一般在40～760PPb，个别低于10PPb。矿体上、下盘蚀变花岗斑岩中金含量，一般200～300PPb[6]。对比探槽和钻孔样品分析结果，金含量在相同地质体内地表和深部的变化趋势是一致的。在B-B′岩石剖面及其他与之相邻的岩石剖面上，Au与Ag、As、Sb、Bi呈正相关关系，见图3。

图3 白干湖金矿BB′岩石剖面综合图

4 控制因素分析

4.1 矿体与花岗斑岩关系

经分析对比可知，花岗斑岩中金的含量在40～760PPb之间，两侧绢云母千枚岩、绢云母绿泥石片岩中的平均含量分别为3.1PPb、2.7PPb，略低于金在地壳中的克拉克值。由此可认为花岗斑岩与金矿化体之间的关系密切，是较好的含金岩石类型。

白干湖金矿矿区内的韧性剪切带为中浅成的花岗斑岩提供了强力侵位通道，并控制了花岗斑岩体的空间位置，斑岩体整体呈南西—北东向展布。岩体形成以后在热动力作用下使斑岩中的热液循环和萃取能力加强，从F1、F2等多条韧性剪切带及其周围两侧的花岗斑岩中吸取大量的Au元素，促使Au元素活化、沿构造移动并且富集成矿，因此得出研究区内金矿化的含矿母岩为花岗斑岩。

据以上分析可知矿区内金的富集成矿与花岗斑岩及其后期热液关系密切，地层与该区金的富集成矿关系不明显。

4.2 矿床成因及找矿标志

通过以往工作以及此次研究工作得知白干湖金矿的围岩蚀变为绢云母、绿泥石，说明成矿温度为中低温，金矿体多具黄铁矿化与黄铜矿化现象。据此认为该矿床成因类型为中低温岩浆热液型，是寻找与韧性剪切带型有关的破碎蚀变岩型、石英脉型硫化物金矿床的有利地段。

研究区内2 条金矿体均受苦水深大断裂的次级断裂控制，表现出张性断裂特征，次级断裂基本以北东走向为主且平直，可作为寻找金矿的构造标志；研究区内金的母岩体以浅红褐色花岗斑岩为主、灰白色花岗斑岩为辅，可作为寻找金矿的岩石标志；由于花岗斑岩多含硅酸盐矿物较围岩千枚岩和片岩不易风化，在地表表现出正地形；花岗斑岩中的石英脉、石英网脉可作为寻找金矿的特征标志。

5 结论

综合分析哈密白干湖金矿床的区域成矿背景、矿床（矿体）地质特征、花岗斑岩地质特征及元素含量特征，得出以下结论：区域内构造复杂多样，岩浆活动强烈频繁，金、铜等金属矿成矿条件良好；白干湖金矿矿体形态简单、产状稳定、含矿岩性单一；花岗斑岩形成于华力西中期，侵位于下石炭统雅满苏组上亚组，呈北东向条带状展布，规模较大，与金矿体关系密切；金元素在地层中含量略低于金在地壳中的克拉克值，在花岗斑岩及其夹杂的石英脉中含量一般在40～760PPb，Au 与Ag、As、Sb、和Bi 呈正相关关系；金的富集成矿与花岗斑岩及其后期热液关系密切，属与韧性剪切带关系密切的破碎石英脉型、蚀变岩型金矿床。因此认为下一步找矿方向为花岗斑岩以及破碎石英脉发育的部位。