新疆古生代陆相火山-次火山岩型金矿成矿规律分析

2014-04-12谭文娟杨合群冯京姜寒冰杨在峰董福辰肖朝阳

地质与资源 2014年5期

谭文娟，杨合群，冯京，姜寒冰，杨在峰，董福辰，肖朝阳

（1.中国地质调查局西安地质调查中心，陕西西安 710054；2.新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局，新疆乌鲁木齐 830000；3.新疆维吾尔自治区地质调查院，新疆乌鲁木齐 830000）

谭文娟1，杨合群1，冯京2，姜寒冰1，杨在峰3，董福辰1，肖朝阳1

新疆古生代陆相火山岩型金矿主要矿床式有阿希式，分布于西天山博罗科努西段，形成于晚泥盆世；石英滩式分布于东天山觉罗塔格，形成于早二叠世；马庄山式分布于塔里木板块北缘，形成于晚石炭世.通过成矿条件、成矿作用及矿床成因分析表明，上述金矿的成矿时代与含矿建造近于同时或略晚，属于陆相火山-次火山岩准同生Au-Ag成矿系列类型.

金矿；陆相火山岩；准同生成矿系列；古生代；新疆

陆相火山岩型金矿床是指与陆相火山岩、次火山岩、火山沉积岩及相关浅成小侵入体有密切关系的一组金矿床.该类金矿床空间分布上常同火山喷发中心、火山岩穹隆或破火山口构造有密切关系［1-2］.西北地区陆相火山岩型金矿床主要分布在新疆地区.本文是在西北省级和大区矿产资源潜力评价金矿研究成果汇总的基础❶❶新疆维吾尔自治区金矿资源潜力评价报告.新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局.2011.❷❷新疆维吾尔自治区重要矿产区域成矿规律研究报告.新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局.2013.❸❸西北地区重要矿产区域成矿规律研究报告.中国地质调查局西安地质调查中心.2013.，概论新疆陆相火山-次火山岩型金矿的时空分布、主要矿床式及成矿规律.

1 时空分布

新疆陆相火山岩型金矿床主要分布在北疆，即准噶尔地区、西天山博罗科努西段以及东天山觉罗塔格地区.目前发现的大中型金矿主要分布在西天山博罗科努西段（阿希金矿）、觉罗塔格（石英滩金矿）、塔里木板块北缘（马庄山金矿）、巴里坤（索尔巴斯套、双峰山）、伊吾县北山、西准噶尔萨吾尔山区域内［3］.成矿时代主要为华力西期.

2 主要矿床式

2.1 阿希式

1）大地构造位置及III级成矿区带：阿希金矿床位于天山兴蒙造山系（Ⅰ级）伊赛克-伊犁陆块（Ⅱ级）伊犁微板块北缘复合岛弧带（Ⅲ级）博罗科努古生代复合岛弧带（Ⅳ级）内.处于伊犁微板块北缘（复合岛弧带）Au-Cu-Mo-Pb-Zn-Fe-W-Sn-P-石墨-沸石成矿带（Ⅲ-9），博罗科努(复合岛弧带)Au-Cu-Mo-Pb-Zn-Ag-Sb-磷-硫铁矿-石墨-宝石-煤矿亚带（Ⅳ-9-④）［4］.

2）含矿建造：下石炭统大哈拉军山组第五岩性段上部的英安质角砾岩.对阿希矿区主要容矿岩石辉石安山岩和杏仁状安山岩进行的Rb-Sr和40Ar/39Ar中子活化法年龄测定，获得Rb-Sr等时年龄为（345.9±0.6）Ma［5］.对阿希金矿区安山岩进行的锆石SHRIMP年代学研究认为，这套火山岩形成于晚泥盆世（363.2±5.7 Ma）而非早石炭世［6］.

3）成矿时代：晚泥盆世晚期（363.2±5.7 Ma）到早石炭世.在阿希金矿区，矿体赋存在大哈拉军山组最上部的第五岩性段中，其上被产化石的下石炭统阿恰勒河组（地层时代为早石炭世维宪期）不整合覆盖，且在阿恰勒河组底部有阿希金矿含金石英脉砾石组成的底砾岩型矿石［7］.

4）矿床成因：陆相火山爆发形成环状裂隙，次火山相关热液充填裂隙成矿.

5）共（伴）生矿产：银.

6）矿床（点）实例：伊宁县阿希、恰布坎卓它、京希布拉克、山区林场金矿床.其简要特征：矿床受伴随火山作用而成的破火山机构控制，并产于其形成的近南北向环形断裂中；区内岩浆活动属钙碱—碱性系列火山岩，均为陆相裂隙-中心式喷发相；矿化蚀变带呈近南北向展布，地表出露长1300 m，宽10～50 m；原生矿石可分为石英脉型、蚀变岩型和角砾岩型3个亚类；矿石结构主要为半自型—他形显微—细粒结构，交代残余结构、胶状、半胶状结构；矿石构造主要为细脉－浸染状构造.

7）成矿要素：晚古生代裂谷；火山构造拗陷内的破火山口环状断裂；下石炭统英安质角砾熔岩.

2.2 石英滩式

1）大地构造位置及III级成矿区带：石英滩金矿位于塔里木地块北缘阿奇山-雅满苏火山弧西端.处于觉罗塔格-黑鹰山Cu-Ni-Fe-Au-Ag-Mo-W-石膏-硅灰石-膨润土-煤成矿带(Ⅲ-8)，雅满苏-红石山-黑鹰山Cu-Ni-Fe-Au-Mo-W成矿亚带（Ⅳ-8②）.

2）含矿建造：下二叠统阿其克布拉克组陆相安山岩、英安岩、玄武岩和火山角砾岩.

3）成矿时代：早二叠世.L1矿体石英、面型蚀变安山岩、L2矿体石英、热液隐爆角砾岩、L3矿体石英的Rb-Sr等时线年龄分别为（288±7）、（285±12）、（276±7）、（261.6±7）和（244±9）Ma［8］.

4）矿床成因：火山喷发后期伴随的热液活动可能使围岩中的含金背景值进一步增高.之后，由于构造断裂活动和华力西晚期岩浆活动，使深部含矿硅质热液在地表水的参与下运移，并活化、汲取了围岩中的金质，沿火山口边缘的环状和放射状断裂（裂隙）和破碎带进行交代充填，沉淀聚集成矿.

5）共（伴）生矿产：银.

6）矿床（点）实例：鄯善县石英滩金矿、哈尔拉金矿、麦契其金矿点、色尔特能金矿点、团山金矿点、乔尕滩、卡拉乔、如意等金矿点.其简要特征：矿床产于破火山口的西北缘，破火山口环形断裂和放射状断裂常常充填玉髓质石英脉，为主要容矿构造；矿体沿走向具膨大收缩的波状起伏，沿倾向具明显的分支复合现象；矿石以贫硫化物石英脉为主，矿石主要结构有显微—微细粒结构、叶片状结构、碎裂结构、变胶状结构、变余角砾结构；主要有块状构造及星点浸染状构造；围岩蚀变表现为面型青磐岩化及矿脉旁侧的带状热液蚀变，主要为黄铁绢英岩化、绿泥石化、硅化、碳酸盐化、冰长石化和泥化等［9-10］.

7）成矿要素：破火山口环形断裂和放射状断裂；下二叠统阿其克布拉克组火山岩；中酸性侵入岩.

2.3 马庄山式

1）大地构造位置及III级成矿区带：矿床大地构造位于塔里木板块，那拉提－红柳河缝合带上.处于塔里木板块北缘（复合沟弧带）Fe-Ti-Mn-Cu-Ni-Mo-Pb-Zn-Sn-Au-Sb-RM-REE成矿带（Ⅲ-12），巴伦台（地块）Fe-Mn-Pb-Zn-Sr-Ag-水晶-滑石-萤石-煤矿带（Ⅳ-12-③）.

2）含矿建造：为下石炭统白山组，由中酸—酸性火山岩、次火山岩组成.侵入岩分布较广泛，除北部的辉长岩为一小岩株外，其余均为岩墙或岩脉产出.主要岩性有辉长岩、辉绿岩、闪长玢岩、闪长岩.脉岩主要为花岗岩脉及石英脉，矿区矿体多产于石英脉中.

3）成矿时代：中—晚石炭世.次流纹斑岩和次英安斑岩全岩及含金石英细（网）脉石英流体包裹体Rb-Sr等时线年龄分别为（301±21）、（303±26）和（298±28）Ma［11］.

4）矿床成因：浅成低温热液型金矿.火山期后含矿热液从次火山岩中溶解、补给、富集，并交代围岩，之后在北西西向张性裂隙带中、近东西向、南北向的扭性结构面中逐渐沉淀、聚集成矿.

5）共（伴）生矿产：银.

6）矿床（点）实例：马庄山金矿、双井子金矿、梧桐大泉南金矿、小红山金矿、黑山东金矿、大青山、红山金矿、刘家泉、刘家泉西金矿、红井金矿、查干楚努如金矿化点.其简要特征：矿体呈脉状，主矿体地表长440 m，厚0.48～20.00 m，厚度变化较大，平均品位Au7.88×10-6、Ag 38.09×10-6；矿石矿物主要为银金矿和金银矿，次为自然金；载金矿物主要有黄铁矿、闪锌矿、方铅矿和毒砂；矿石结构为不等粒结构、变余凝灰结构、变晶结构、溶蚀残余结构、交代残余结构、再生结构、碎裂结构；矿石构造为碎裂构造、扭曲构造、脉状构造、浸染状构造、梳状构造、空洞充填构造.

7）成矿要素：酸性—中酸性次火山岩（主要为次石英斑岩及次流纹岩）；与火山机构形成的结构面或裂隙面.

3 成矿规律

这类金矿床在空间上与火山岩、火山侵入体、火山中心和破火山口有关.产出的大地构造背景多为活动的大陆边缘和岛弧.世界上大多数这类矿床的成矿时代属侏罗纪—白垩纪和第三纪.台湾基隆-集集地区的金瓜石金-铜矿形成于第四纪更新世［12］.但新疆天山、准噶尔地区发育的晚古生代火山岩中产有此类金矿，如阿希金矿［13-14］等.

3.1 成矿条件

大地构造环境是控制金成矿的首要条件.有利于火山岩型金矿形成的大地构造环境主要为岛弧带和大陆板块边缘及内部的裂谷带，以上地带是构造岩浆作用强烈的地区，具有多种成矿条件，既有利于地壳深部及地幔金元素等成矿物质上升，又使浅部壳层中成矿物质活化、迁移及富集［15］.

直接由幔源形成的富金岩石称为原生矿源层，例如，太古宙（含部分早元古代）绿岩带（以变质的镁铁质—超镁铁质火山岩为主）是金矿床最主要的早期矿源层.原生金源岩可因晚期的风化、剥蚀、迁移、沉积和变质等作用形成新的含金层，或是发生重熔，形成再生岩浆侵入地壳.这样，可形成一系列新的金源岩，称为再生矿源层［16-18］.矿源层在成矿中主要起到三种作用. 1）提供矿源：这是最主要的作用.矿源层一般金丰度值相对较高，通过各种变质与变形作用、混合岩化作用、火山活动、热液活动等地质作用，使矿源层中的金活化、转移，并在原地或邻近地区有利围岩和适宜构造部位富集成矿.2）作为赋矿围岩：由于矿源层的含金本底较高，通过后期含金热液的改造、叠加，容易使金进一步富集而成矿，所以其本身又往往是赋矿围岩；对于火山岩型金矿，特征性的赋矿围岩为各时期的中基性火山岩和火山碎屑岩.3）提供热源：一些含金较高的岩体，除本身作为金源提供者外，还可带来成矿所必需的温度和热液，这些热液在运移过程中，还可从围岩中汲取金质，使金富集，最后在有利部位沉淀成矿.

区域构造断裂和火山构造机构的交切为火山岩的侵入和喷发提供了场所，深大断裂是重要的导矿构造.在火山构造中，特别是破火山口的控矿作用，其中往往有火山角砾岩筒，矿体产在破火山口中的角砾岩带内或破火山口周边的放射状及环状断裂中（表1）.

表1 陆相火山岩型金矿床特征及成矿要素一览表Table 1 Deposit characteristics and metallogenic factors of continental volcanic rock-type gold deposits

3.2成矿作用

1）构造对成矿的控制作用：区域断裂以及火山构造联合控制着火山岩-火山碎屑岩的分布，也同时控制了火山岩型金矿分布.

2）矿源层对成矿的控制作用：金矿带中有利的成矿地层及建造为中基性火山碎屑沉积岩建造.该类金矿床的形成主体上受火山热液控制，并与喷发沉积关系密切.

3）侵入岩对成矿的控制作用：岩浆活动，尤其是浅成侵入岩-次火山岩对金成矿大多数在空间、时间、成因上表现关系密切，对成矿起叠加改造作用，体现为成矿提供热源、活动组分及有益元素［19］.

3.3 矿床成因

该类金矿床容矿岩石主要为钙碱性喷出岩和浅成侵入岩，往往受火山机构和区域构造断裂系的控制，尤其是火山中心、破火山口、火山颈、角砾岩筒、火山穹窿、火山背斜、破碎带、张性裂隙带等各种构造.在区域基底断裂交汇处，形成了环状喷发中心——古火山机构（破火山口）及其喷发物.火山活动末期来自较深部的火山岩浆沿火山径相（安山质角砾熔岩）边界贯入，切割前期形成的火山岩地层，并围绕火山口形成一系列环状及放射状分布的火山断裂.火山活动过程及期后，含矿流体在适宜的构造部位和物理化学条件下，充填构造空间或交代围岩而成矿.阿希金矿床总体受破火山口构造控制，矿区发育一系列环形和放射状断裂，矿体产于破火山口外围的环形F2断裂中（图1、2）.

矿石矿物共生组合主要为金-金属硫化物，非金属矿物主要有石英、绢云母、水白云母、方解石、绿泥石、高岭石、明矾石、冰长石、水铝氧石、重晶石，矿石结构主要为他形、半自形到自形的微粒及微细粒和细粒结构，片状结构，其次有交代、包含、碎屑等结构.矿石构造主要有浸染状、网脉状、角砾状（表1）.矿化特点为金和银共生在同一矿床，往往呈自然金或银金矿出现，矿化深度浅，上部为金和银，下部往往变成锌和铅.矿体呈脉状、网脉状、囊状、透镜状产出.与岩浆活动密切相关，其围岩蚀变为绢云母化、硅化、碳酸岩化、泥化、黄铁矿化和钾化发育.矿床以浅成低温为特征［20］，矿化主要为受陆相火山作用制约的浅成环境.据流体包裹体测温资料，成矿温度均在100～280℃之间.结合普遍的低温蚀变组合特征，属低温热液环境［3］.

图1 阿希金矿床地质图（据文献［7］）Fig.1 Geological map of Axi gold deposit（Modified from Reference［7］）

对比上述矿床式中的含矿建造与成矿时代，后者与前者近于同时，或稍微略晚，划分称之为陆相火山-次火山岩准同生Au-Ag成矿系列类型.

3.4 成矿模式

早期拉张环境，在区域基底断裂交汇处，形成了环状喷发中心——古火山机构（破火山口）及其喷发物.火山活动末期来自较深部的火山岩浆沿火山径相边界贯入，切割前期形成的火山岩地层，并围绕火山口形成一系列环状及放射状分布的火山断裂，为金矿的形成提供了有力的控矿构造条件.火山活动过程及期后，不断下渗的天水在深部侵入体热源的作用下向上运动，形成流体循环对流，并不断萃取围岩（火山岩和基底岩石）中的金等成矿物质，形成的含矿流体充填构造空间或交代围岩而成矿（图3）❶❶新疆维吾尔自治区金矿资源潜力评价报告.新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局.2011..

图2 阿希金矿床24号勘探线剖面图（据文献［7］）Fig.2 Geological section along No.24 prospecting line of Axi gold deposit（Modified from Reference［7］）

4 结论

图3 矿床成因模式图Fig.3 Genesis model of gold deposit

华力西期造山运动是新疆北部乃至整个新疆最主要、最强烈的一期造山运动，特别是在造山晚期岛弧或活动大陆边缘环境下，强烈火山作用所形成的陆相火山岩广泛分布，各类火山机构及与之相伴的火山断裂及区域断裂构造、次火山侵入体广为发育.这些重要成矿要素都为陆相火山作用成矿提供了有利的成矿条件和物质基础，而新疆北部，从东天山、西天山到东西准噶尔的广大地域，与陆相火山岩有关的金的蚀变、化探异常、矿化现象，显示了与陆相火山岩有关金矿成矿的广阔前景.

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METALLOGENIC REGULARITIES OF THE PALEOZOIC CONTINENTAL VOLCANIC-SUBVOLCANIC GOLD DEPOSITS IN XINJIANG

TAN Wen-juan1,YANG He-qun1,FENG Jing2,JIANG Han-bing1,YANG Zai-feng3,DONG Fu-chen1,XIAO Chao-yang1
（1.Xi'an Center,China Geological Survey,Xi'an 710054,China;2.Bureau of Geology and Mineral Resources of Xinjiang,Urumqi 830000,China; 3.Geological Survey of Xinjiang,Urumqi 830000,China）

The Paleozoic continental volcanic rock-type of gold deposits in Xinjiang presents in three styles as follows.The Axi style,located in the west section of Boluokenu in Western Tianshan,was formed in Late Devonian.The Shiyingtan style, distributed in the Jueluotage belt,Eastern Tianshan,was formed in Early Permian.The Mazhuangshan style in the northern margin of the Tarim block was formed in Late Carboniferous.Analysis on the ore-forming conditions,metallogenic process andgenesisshowsthatthemineralizationagesarealmostthesameto,oralittlelaterthan,thoseoftheore-bearing formations. Thedepositsareassignedtocontinentalvolcanic-subvolcanicpara-syngeneticAu-Agmetallogenicseries.

gold deposit;continental volcanic rocks;para-syngenetic series;Paleozoic;Xinjiang

1671-1947（2014）05-0465-06

P618.51

2014－02－20；

2014-04-08.编辑：李兰英．

中国地质调查局项目“西北地区矿产资源潜力评价与综合”（1212011121034）、“新疆重要成矿带及整装勘查区矿产勘查部署与成果集成”（12120113042900）资助.

谭文娟（1980—），女，硕士，地质工程师，现从事成矿规律与成矿预测研究工作，通信地址陕西省西安市友谊东路438号，E-mail//twjuan2006@163.com