新疆托克逊县天彩金矿地质特征及成因分析

2014-02-17李斌薛巨成郭燕

新疆有色金属 2014年5期

关键词：片岩褐铁矿云母

李斌薛巨成郭燕

（新疆地矿局物化探大队昌吉831100）

新疆托克逊县天彩金矿地质特征及成因分析

李斌薛巨成郭燕

（新疆地矿局物化探大队昌吉831100）

矿区大部位于汗腾格里-库米什深大断裂之南的一系列叠瓦状推覆构造中，在研究了区域成矿条件和该地区特征的基础上，分析了该矿床的成因。矿床有铜华山与超基性杂岩有关的熔离型钴多金属矿床、硫磺山岩浆热液型铅、银、铜、金多金属矿床（铜华山勘探区东南）。而从区内矿点分布及类型特点分析，中低温热液型多金属矿为本区成矿主要类型，金是本次勘探的目标矿种。

矿床成因钴多金属中低温热液型多金属矿

区域上代表性矿床有铜华山与超基性杂岩有关的熔离型钴多金属矿床、硫磺山岩浆热液型铅、银、铜、金多金属矿床（铜华山勘探区东南）。而从区内矿点分布及类型特点分析，中低温热液型多金属矿为本区成矿主要类型，金是本次勘探的目标矿种，近几年勘查成果显示萨阿尔明—库米什古生代沟弧带内与晚石炭世固结期后韧性剪切变形有关的金矿成矿作用较好，找矿潜力已显现。

1 区域地质背景及成矿条件

勘探区位于塔里木板块与哈萨克斯坦板块缝合带南侧，隶属塔里木板块北缘活动带，横跨哈尔克—巴仑台早古生代沟弧带与萨阿尔明—库米什古生代沟弧带两个三级构造单元。勘探区大部位于汗腾格里—库米什深大断裂之南的一系列叠瓦状推覆构造中。

1.1地层

泥盆系（D）矿区地层主要为中泥盆统阿拉塔格组（D2a），以浅海相碎屑沉积岩为主，地层受轻微变质成为片岩及大理岩。

阿拉塔格组分为下、上两亚组，包括七个岩性段，各段之间为整合接触。矿区出露地层为阿拉塔格组下亚组第三岩性段（D2aa-3）及第四岩性段（D2aa-4）。

阿拉塔格组下亚组第三岩性段（D2aa-3）分布于矿区东北部，由灰绿色绢云母绿泥石石英片岩，绿泥石石英片岩，岩石普遍受到一定程度硅化等热液蚀变。地层中发育有北西向、北北西向、北东向断裂带，沿断裂千糜岩化及糜棱岩化较强，同时发育有中酸性脉岩及石英脉。

阿拉塔格组下亚组第四岩性段（D2aa-4）分布于矿区中部、南部及东南部，出露面积较大，与第三岩性段（D2aa-3）整合接触。由灰绿色绢云母绿泥石石英片岩，灰色、灰黑色灰岩组成。矿区岩石普遍受硅化、黄钾铁矾化、碳酸盐化等热液蚀变，受构造作用影响北西向断裂及千糜岩化带、糜棱岩化带及中酸性脉岩及石英脉均较发育，天彩金矿体就产于阿拉塔格第四岩性段（D2aa-4）中绢云母石英片岩中的北西向断裂带及千糜岩化带、糜棱岩化带内。

第四系全新统（Q4）主要分布在现代沟谷、山沟为冲、洪积碎石、砂砾、砂土，腐植土及残坡砂砾组成。

层状大理岩状大理岩和层状大理岩；第二岩性段为淡灰色白云质灰岩及结晶灰岩，有时相变为绿泥石石英片岩；第三岩性段为灰绿色绢云母绿泥石石英片岩，顶部见灰绿色变余砂岩、砾岩；第四岩性段为黄白色大理岩夹灰色灰岩。上亚组（D2ab）主要为碎屑岩夹火山岩建造，可分3个岩性段，下段岩性为灰色绿泥石石英片岩、二云母石英片岩、变余砂岩、粉砂岩；中段岩性为灰绿色黑云母石英斜长片岩、暗绿色安山玢岩不均匀互层，顶部为灰色灰岩；上段岩性为暗绿色凝灰质片岩、角闪黑云母斜长片岩，沿走向相变为硬砂岩和凝灰砂岩。

各岩性段多呈整合接触，局部见侵蚀面。

石炭系下石炭统马鞍桥组（C1m）：分布于该区西南局部地区，岩性为灰岩、砂砾岩、底砾岩，以浅海碎屑建造为主。该组不整合覆盖于泥盆系之上。，

第三系仅分布于柯尔克孜塔木村南一带，为葡萄沟组（N2p），岩性为浅玫瑰色含砾复矿砂岩和砾岩夹粘土岩。

另有第四系冲洪积及湖积碎石砂土混合层分布于新生界洼地内。

1.2区域侵入岩

勘探区位于岩浆活动频繁的天山构造带中，区域上侵入岩岩性从超基性—酸性岩类均有分布，侵入期以华力西期为主。

华力西期侵入岩在区域广泛分布，可分为早中晚三个侵入旋回。区内多为早期侵入岩分布，其岩性由早至晚依次为灰绿色石英闪长岩（δο41-3a）、灰白色片麻状花岗岩（r41－3b）斜长花岗岩（γο41-3c）、浅红色斑状花岗岩（γ41-3d）、淡红色二云母花岗岩（γ41-3e），华力西中期侵入体以超基性杂岩（Σ42-1a）为主。区內镁铁-超镁铁杂岩体分布，标志着古生代新陆壳行成后，弛张性深断裂的存在。其对内生多金属矿产特别是金矿形成十分有利。

内生多金属矿产常与华力西早、中期岩浆活动有密切关系。沿地层片理贯入的酸性岩脉亦较发育，且与热液成矿有联系，其多为各侵入期末含矿物质岩浆活动的产物。

1.3区域构造

如前所述，勘探区位于塔里木板块北缘活动带，在塔里木板块与哈萨克斯坦板块拼接碰撞过程中，该区经历了两期多次强烈的构造挤压作用，从而形成一系列次级叠瓦状推覆构造带，构造形迹复杂。

褶皱：区域上褶皱以紧密线状为主，局部倒转。天彩勘探区北部为库米什背斜，卷入该构造的地层为泥盆系下中统两组地层，其核部被侵入岩破坏；南部为喀拉克孜勒复向斜，其核部为石炭系，两翼为泥盆系。该复式向斜中可划分出更次一级的向斜三处、背斜一处。该复式向斜核部附近有许多岩体侵入，以基性、超基性为主。

断裂：区域上有三条大断裂分布，总体走向呈北西向，均为逆掩断裂。由北至南依次为康古尔－依连哈比尔尕深断裂（苏贝什断裂F1），包尔图大断裂（桑树园断裂F2），汗腾格里－库米什大断裂(F3)，其中南北两条深断裂在重力场上均反映为梯度较大的梯级带。勘探区仅有库米什大断裂从北部通过。区内仍有多条与之平行的次级断裂、北东向张性断裂及南北向断裂发育。

上述构造带中的次级构造控矿作用明显，矿床及矿点多分布于褶皱核部及转折端，且多与次级断裂及层间破碎带有关。

2 矿床地质特征

2.1矿体一般特征

天彩金矿床通过普查工作地表圈出15条金矿体。金矿体产于绿泥绢云母石英片岩中的断裂构造破碎带内，所有金矿体分布在长650 m，宽400 m范围之内，矿体呈脉状、透境状、不规则脉状。其中主矿体L6矿体沿走向有分枝复合、局部膨大的特征，大多数矿体走向为北西向，矿体倾向200°～250°。倾角45°～70°。矿体大多与围岩界线不清晰，与围岩呈渐变过度关系，矿体主要依据化学分析结果结合断裂构造蚀变特征追索圈定。在15条矿体中规模较大有L2、L4、L6三条，其余规模较小，矿体宏观分布形态具有向西北发散，东南收敛之特征。

2.2矿石组分及结构、构造

2.2.1 矿石矿物组成研究

本次实验共磨制光、薄片各6块（第一次送样中选取）进行镜下鉴定。鉴定成果如下：

岩石类型：根据岩石中的矿物组合及结构、构造特征，岩石可分三种类型：

⑴绢云母千枚岩：绢云母千枚岩是矿体的附矿围岩，属矿区基本岩石类型。矿化程度低，质地致密坚硬，沿裂隙面有褐铁矿化，并贯入石英脉，在脉中可见孔雀石化。矿物结晶很细，主要矿物为绢云母、石英，绢云母鳞片呈定向分布，石英为它形粒状集合体，粒细，有时见轻度硅化和黄钾铁矾化，后者与地表风化淋滤作用有关。

⑵绢云母石英岩：绢云母石英岩是矿区直接赋矿岩石，是由绢云母千枚岩经变质重结晶和次生蚀变而成。呈灰黄-褐色，具明显片理化。岩石中发生蚀变较明显，经进一步叠加硅化、绢云母化为特征，表生蚀变为褐铁矿化及黄钾铁矾化，后者呈脉状或团块状产出。

⑶石英脉：石英脉是与金矿化作用有关的热液活动产物，脉体形态、大小多不规则。呈白色，因褐铁矿化及黄钾铁矾化影响，表面为褐色，主要矿物为石英，也夹有围岩团块。

2.2.2 矿石结构

矿石结构有鳞片粒状变晶结构、粒状鳞片变晶结构、它形粒状结构、半自形粒状结构、网状结构、假像结构。

鳞片粒状变晶结构：此种结构多见于矿化、蚀变绢云母石英片岩中，岩石主要由粒状的石英与鳞片状绢云母构成，绢云母呈明显定向排列，呈片状、条带状分布于石英之间，绢云母含量20%～25%，石英含量50%～60%。

粒状鳞片变晶结构：此种结构多见于矿化蚀变绢云母千枚岩中，岩石主要由粒度细小的石英和鳞片状绢云母构成，绢云母具明显的定向排列，石英呈细小它形粒状、隐晶质状不均匀分布于绢云母之间，绢云母含量65%～70%，石英含量25%～30%。

它形粒状结构：此种结构为含金石英脉特有结构，岩石主要由石英颗粒所构成，石英它形粒状，粒径0.01～4 mm左右，石英颗粒呈互相镶嵌状，大多数看不到颗粒的边缘，少量的隐晶质石英分布颗粒间或石英的裂隙中。

假像结构：氧化带、岩石中金属矿物黄铁矿已被褐铁矿所代替，部分仍保留黄铁矿晶形。

半自形粒状结构：岩石中黄铁矿呈半自形-自形粒状，粒径0.05～3 mm，常互相镶嵌构成致密块状，稠密浸染状分布。

2.2.3 矿石构造

矿石的构造类型有角砾状构造、块状构造、蜂窝状构造、条带状构造、脉状构造、浸染状、土状、粉沫状构造、千枚状及片状构造。

⑴角砾状构造：此类构造多见于断裂破碎带的石英脉及矿化蚀变绢云母石英片岩中，岩石破碎成大小不等的角砾，角砾被硅质、铁质胶结。

⑵条带状构造：岩石中绿泥石、绢云母、石英等矿物集合体，相对聚集呈单向延长，条带状分布或褐铁矿化细脉、石英细脉沿岩石近于平行的裂隙、孔隙充填形成条带状构造。

⑶块状构造：此类构造多见于石英脉中，少部分见于矿石中金属矿物密集分布，形成块状构造。

⑷浸染状构造：矿石中金属矿物呈浸染状分布，形成浸染状构造。

⑸细脉状、网脉状构造：岩石中石英及褐铁矿、黄铁矿的金属矿物沿岩石裂隙充填不均匀分布形成细脉状，网脉状构造。

⑹蜂窝状构造：位于地表氧化带中，部分褐铁矿因淋滤流失形成蜂窝状空洞。

⑺土状、粉沫状构造：位于地表氧化带中，黄铁矿部分蚀变成黄钾铁矾。黄钾铁矾呈土状、粉沫状不均匀分布。

⑻片状构造：见于矿化蚀变绢云母石英片岩，岩石片理发育。

千枚构造：见于矿化蚀变绢云母千枚岩中。

2.3矿石类型与矿物共生组合特征

天彩金矿床属蚀变岩型+石英细脉型金矿床，矿石类型按自然类型可分为氧化矿与原生矿两类。

氧化矿以金-绢云母石英-褐铁矿组合为特征。原生矿以金-绢云母石英-黄铁矿组合为特征。根据矿石的结构、构造及矿物的分布特征，可具体分为蚀变绢云母石英片岩型、褐铁石英脉型（细脉、细网脉型）、细脉浸染型、糜棱岩型、碎裂岩型等5种类型。

3 矿化阶段划分及矿物成形顺序

天彩金矿床有两个显著的成矿期，即热液成矿期与表生成矿期，前者又可划分出两个不同的矿化阶段。

（1）热液成矿期

①早期矿化阶段:与区域变质作用有关，此阶段由于温度、压力、变质热液等因素的变化而使原岩中有用元素迁移、富集成矿，黄铁矿以星点状、稀疏浸染状为主，金矿化微弱。

②晚期矿化阶段:与岩浆期后热液及北西向断裂构造运动为主的变质热液活动有关，沿岩石的节理及裂隙充填较多的石英、黄铁矿及黄铜矿形成团块状、条带状、细脉状金属硫化物集合体，此阶段为金的主要矿化阶段。

⑵表生成矿期

氧化带中由热液阶段形成的以黄铁矿、黄铜矿为主的金属矿化物经风化作用转变而生，主要矿物成份为褐铁矿及石英，有少量的黄钾铁矾，金在此带中大量次生富集，并以褐铁矿做为主载体。不同成矿期矿物组合及主成矿顺序见表1。

表1 矿物成分及形成顺序表

4 矿床成因

4.1蚀变作用、矿物组合与成矿温度

该矿床的主要蚀变类型为硅化、褐铁矿化、黄铁绢英岩化、黄铁矿化、黄铜矿化，主要为黄铁矿、黄铜矿、褐铁矿、绢云母、石英等中低温蚀变矿物组合，由此推断，成矿时的热液温度在300℃以下。

4.2成矿物质来源

天彩金矿床产于区域变质岩的绢云母石英片岩中的北西向断裂带内，矿床周围广泛分布，华力西早期灰绿色花岗闪长岩（γδ41-3c）灰白色斜长花岗岩（γo41-3c）浅肉红色斑状花岗岩（γ41-3d）华力西中期超基性岩（Σ42-1a）。矿石类型为蚀变绢云母石英片岩型+含金石英型、石英细网脉型。依据上述条件，认为天彩金矿床物质来源，一部分来源于区域变质热液，主要来源于岩浆期后热液。

4.3矿床成因

在对成矿地质条件分析的基础上，初步认为该矿床属中低温岩浆期后热液金矿床，其形成的过程中在区域变质阶段，由于温度、压力、溶液等因素的变化并且受到大规模韧性剪切带的切割，使原岩中金元素等有用元素发生活化迁移富集。华力西早、中期大规模中酸性侵入岩及超基性岩的侵入为成矿提供了充足的物质基础，来自地壳下部甚至上地幔的高温热液、气体广泛而强烈。在侵入岩侵入的过程中，提供了大量的热源并促使围岩中的有用金属矿物发生进一步活化迁移富集。在岩浆活动的晚期，伴随区域断裂活动而形成的北西向断裂，被岩浆期后热液活动所充填、沉淀成矿。