新疆若羌县红十井火山岩型金矿地质特征及成矿模式

陈疆 吕先春 程扶华 徐永波 赖涛 贾金典 张建恩 王振佳 夏毅 傅声中

（①新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队 哈密 839000②新疆维吾尔自治区地质调查院 乌鲁木齐 830000）

红十井金矿位于塔里木陆壳板块内的北山陆内裂谷活动带，区内金矿众多，是新疆金矿重要的成矿远景区。前人对红十井金矿成矿背景、矿床地质特征、地球物理特征、成矿元素特征、找矿远景等进行了研究[1-3]。

为进一步推动该地区金矿的找矿突破，通过深入收集红十井金矿矿床的已有研究成果资料，对成矿地质条件进行系统分析，建立了典型矿床成矿模型。

1 区域地质背景

红十井金矿位于塔里木陆壳板块内的北山陆内裂谷活动带。地层区划分属红柳园地层分区印尼喀拉地层小区、塔里木盆地地层分区若羌地层小区。

本区石炭纪、二叠纪为火山强烈活动时期，玄武岩喷溢形成广泛分布的火山岩和火山碎屑岩，并将地壳深部成矿物质带到地表，特别是金（玄武岩含金丰度为17.4×10-9，火成岩平均含金丰度11.9×10-9），从而为金矿的形成提供了物质基础。

大地构造位置处于裂谷活动带，非常有利于金成矿。

区域断裂活动十分强烈，为岩浆侵入、火山喷发提供了热液通道，配置的次级断裂构造又为含矿热液的迁移及充填交代成矿创造了良好的条件。

晚石炭世，区内动力变质作用极其强裂，常形成区内规模巨大的韧性剪切带和脆性断裂破碎带。在变质热液的作用下，金元素随热液运移、活化富集，于有利条件下极易形成金矿。

2 矿床地质特征

2.1 成矿地质环境

红十井金矿赋矿地层为干泉组(C2g)地层,一套海相基性火山熔岩及凝灰质碎屑岩及凝灰质板岩。依据岩性特征和岩石组合分为：下部为斑状玄武岩、千糜岩化卡岩凝灰质砂岩、千糜岩化卡岩凝灰质粉砂岩、玄武岩、凝灰质板岩。

红十井断裂延伸方向北东东75°～80°，为向北陡倾的逆冲断裂，韧性剪切带和断裂破碎带是红十井金矿重要的控矿导矿构造。

红十井金矿主要产于粉砂岩及玄武岩接触带中，主要含矿岩石为千糜岩化凝灰质粉砂岩及蚀变玄武岩。

区内矿产主要产出于石炭系地层中金矿。成矿带的西段含炭片岩或板岩中发现了以石英脉型金矿为主的大青山金矿、骆驼峰金矿、红西金矿等数处金矿（点），在三峰山一带中元古界的老地层中发现了白石滩金矿和白石滩锰矿。成矿带中段发现了成因上与玄武岩、红十井断裂有关的红十井金矿、2号金矿点、4号金矿点、222金矿点等破碎蚀变岩型金矿和热液型盐滩金铜矿等。成矿带东段发现成因上与中－基性岩浆岩和大断裂有关的破碎蚀变岩—石英脉复合型金矿—八一泉金矿等。

2.2 矿体特征

红十井金矿床由7个矿体组成，分别赋存于Ⅰ、Ⅱ号蚀变带内。按规模大小分为一个主矿体（11号）、6个小矿体。

主矿体（11）：赋存于Ⅰ号蚀变带内，地表断续长673 m，出露最大厚度11.41 m，平均厚度5.30 m，矿体厚度变化系数75.49%。矿体呈似层状产出，矿层较稳定，局部有分枝复合、尖灭再现现象。北东55°方向延伸，倾向140°～160°，倾角67°～86°，深部逐渐由南倾变为向北倾斜，倾角60°～85°。矿体总体向西侧伏，经探矿、采矿工程验证，矿体总体向西侧伏，且向深部有尖灭的明显趋势，在1045中段矿体长195 m，1005中段矿体长55 m，且矿体厚度、品位也有下降的趋势。矿体受断裂控制，产于干泉组蚀变玄武岩与千糜岩化凝灰质砂岩接触带，即顶板为千糜岩化凝灰质砂岩，底板为蚀变玄武岩。

2.3 矿石类型

2.3.1 按矿石矿物组合划分

⑴黄铁矿－绢云母蚀变岩型金矿石：是矿床的主要矿石类型，为千糜岩化凝灰质砂岩强矿化作用而成。

⑵含碳酸盐石英脉型金矿石：石英脉多呈细小网脉无规律的分布在蚀变岩金矿石中，属成矿期后，次级构造作用下热液活动的产物。

上述两种矿石紧密共生，难以单独划分。

2.3.2 按氧化程度划分

可分为氧化矿石与原生矿石，其氧化程度难以确定。因构造活动、成矿作用的多期性和长期性，导致氧化矿石局部地段有原生矿石，原生矿石局部地段有氧化矿石，但从总体看来，以氧化矿石为主。据此，资源量计算时氧化矿石和原生矿石作为整体进行计算。

2.4 矿物组合

矿石矿物成分简单，已发现25余种矿物,见表1。

表1 矿石矿物成分表

（1）金属矿物

金矿物：以自然金为主，金银矿极微。

自然金形态以较规则的粒状为主，板状、片状金较少，而丝状等其它不规则者极少见。自然金的粒度从0.001～0.048 mm都能见到，但主要集中在0.001～0.006 mm的粒级范围内，其次是较粗的颗粒，而＜0.001 mm者较少。自然金在矿石中分布很不均匀，在含白云石的石英脉型金矿中含量很高，而在蚀变岩型金矿中含量颇低。其主要赋存在黄铁矿（假像褐铁矿）中，其次多出现在假像褐铁矿近侧的脉石当中。

黄铁矿：自形－半自形晶为主，少量它形晶，多呈立方体晶，粒径多为0.2～1 mm，个别可达5 mm，且多蚀变成褐铁矿或黄钾铁矾。为主要载金矿物，含量9%。

黄铜矿：呈它形微粒，粒径0.01～0.02 mm，分布在碳酸盐和石英或石英和绢云母之间，含量少。

辉铜矿：呈它形晶，分布在黄铜矿边缘或裂隙中，为黄铜矿的蚀变物，含量微。

褐铁矿：呈它形粒状集合体，多与黄铁矿、铁白云石等分布在一起，或以脉状、斑点状出现，为铁矿物的氧化物，含量2.5%～8%。

对于交通条件优劣的评判，学界目前存在两种较为常见的评价方法：其一，采用距离或旅行时间成本等指标，从可达性视角对交通便捷性进行评价[26]；其二，以定量的手段从相对角度判别区域交通条件的优劣以及级别高低的交通优势度方法[27]。交通可达性衡量的只是交通系统从某一区位到达指定目的地区位的便捷程度，而交通优势度则可以全面反映交通设施优劣的全部内涵[28]。由此，本文运用交通优势度概念，建立机场优势度评价指标体系，对机场条件优劣进行测度。相对于机场条件优劣的研究，对旅游业发展水平评价的相关研究相对较多，具有相对成熟的研究成果，因此本文在总结相关研究的基础上，建立旅游业发展水平评价指标体系。

铜蓝：分布在黄铜矿的边缘或裂隙中，为黄铜矿的蚀变物，含量微。

⑵脉石矿物

石英：分布在绢云母片理间，粒径约0.15 mm，含量10%；热液期形成的细脉状石英多垂直黄铁矿晶体生长或分布在黄铁矿周围，或沿岩石片理呈透镜状、脉状充填，呈不等粒它形晶，粒径0.1～8 mm，平均3～4 mm，含量62%。

绢云母：呈显微鳞片状，具定向排列，由泥质物变质而成，含量45%。

绿泥石：呈细小的片状集合体分布在黄铁矿或碳酸盐中，常与绢云母伴生，含量1%。

铁白云石：呈泥晶状集合体或斑点状、团块状、脉状分布在岩石中，含量5%。

2.5 矿石结构构造

⑴矿石结构

不等粒粒状结构：自然金主要呈不等粒粒状分布在黄铁矿边缘或裂隙中。

它形显微粒状结构：自然金在矿石中呈它形晶显微粒状分布在绢云母或黄铁矿之间。

包含结构：早结晶的自然金包裹于晚结晶的黄铁矿中。

⑵矿石构造

稀疏浸染状构造：自然金在矿石中呈稀疏状分布在黄铁矿或绢云母中。

星点浸染状构造：自然金在矿石中呈星点状分散在黄铁矿或绢云母之间。

细脉浸染状构造：自然金分布在黄铁矿中，黄铁矿呈细脉状分布在绢云母中。

2.6 矿化阶段划分及分布

根据矿物成分的组合特征、矿石的结构构造特征，各矿物的镶嵌关系将该区的成矿作用划分为两个时期：

2.6.1 热液成矿期

该成矿期可分为三个阶段：

第一阶段(早期石英脉阶段)：该阶段石英脉呈灰白色。石英呈他形粒状，粒度在0.8～0.4 mm之间，呈块状或大脉状产出；主要为石英、绢云母组成。

第二阶段（石英-黄铁矿阶段）：该阶段石英脉呈灰白色、浅灰色，他形粒状，粒度在0.03～0.15 mm之间，沿早期石英脉穿插，黄铁矿自形晶粗粒状，形态为立方体。

该阶段为主要的金矿化阶段，其矿物组合为石英、自然金、黄铁矿、绢云母。金多以包体形式赋存黄铁矿中。

第三阶段（石英-黄铁矿-碳酸盐阶段）：该阶段为矿化末期，其矿物组合为石英、碳酸盐黄铁矿。石英、碳酸盐多呈细脉状穿切早期形成的石英脉，在石英、碳酸盐脉中常伴有细粒状黄铁矿，金属硫化物微量。

2.6.2 表生作用成矿期

表生作用主要有氧化作用，次生富集作用，其次有风化淋滤作用。

氧化作用主要表现为褐铁矿、孔雀石、铜蓝的产生。

次生富集作用主要表现在分布于金属硫化物中的超显微金随压力、pH值、氧逸度的变化而溶解、沉淀，加之铁氧化物对金的吸附使金颗粒增大，矿石品位变富。

风化淋滤作用表现为蕴藏于地表岩石中的有用组份经风化，天水淋滤，向下运移富集。富集深度大于2 m。

2.7 多期成矿的叠加改造

根据矿体的产状、矿化特征以及各矿体的矿物成分特征、矿石的结构构造特征，各矿物的镶嵌关系将红十井成矿作用划分为两个成矿期。这两个成矿期的矿体特征有较大的不同。

第一成矿期：其成矿作用主要表现为以张性裂隙热液充填为主，主要特征是石英脉呈乳白色、具较强的褐铁矿化、局部可见孔雀石化、氯铜矿化，但褐铁矿化主要呈团块状极不均匀分布，自然金可见且与褐铁矿化关系密切。脉体两侧围岩破碎和片理化现象不发育、蚀变较弱，以高岭土化为主，局部可见绢云母化。含金一般在(1～2)×10-6之间（低品位矿体）。这一期次的成矿作用在本区是次要的金成矿期。

第二成矿期：其成矿作用主要表现为以构造、热液活动均较强烈的热液蚀变为主。区内的大部分金矿体（尤其是工业矿体）形成于这一成矿期。主要特征是石英脉多呈瓷白色、灰白色甚至铅灰色，岩石具褐铁矿化、黄铁矿化、绢云母化，绢云母化较普遍。矿石矿物一般呈浸染状、细脉浸染状分布，矿化较均匀，局部见碳酸盐化。

红十井金矿Ⅰ号蚀变带为主矿化蚀金含量一般在（1～5）×10-6之间。

2.8 矿化蚀变带划分及分布

蚀变带，西起TC-11西15 m，东至TC24号东10 m，地表长713 m，出露最大厚度30.41 m，平均厚度16.30 m，呈直线状分布，走向60°，倾向以南东，76°～86°，个别地段近于直立。蚀变带受断裂控制，产于玄武岩与千糜岩化凝灰质砂岩接触带，由中心向两侧岩性分别为：金矿—糜棱化矿化蚀变岩—糜棱岩化岩石。该矿化蚀变带普遍具褐铁矿化、绢云母化，岩石多呈褐红色土状，并见有较多的细粒自形立方体状及他形细粒状褐铁矿化黄铁矿，一般金含量在(0.1～5)×10-6之间。

在主矿体东段北侧的Ⅱ号蚀变带，西起TC-16西25 m，东至TC24号东20 m，地表长205 m，出露最大厚度20.41 m，平均厚度11.30 m，呈直线状分布，走向77°，倾向146°～168°，倾角约76°，围岩为玄武岩具褐铁矿化、绢云母化。

3 矿床成矿模式及找矿标志

3.1 矿床成矿模式

华力西晚期，红十井地区处在地槽强烈活动的造山期，由构造应力作用形成断裂体系和剪切带。深源含金玄武岩浆（矿源物）在构造作用力的驱动下沿红十井断裂上升呈裂隙式喷溢，形成似层状或透镜状玄武岩。在断裂构造继承性长期活动及区域变质过程中，岩石发生碎裂、千糜岩化等，并伴随生成大量变质热液、火山热液作用。变质热液及火山热液在岩石中运移，并汲取岩石中的Au等成矿物质达到饱和平衡状态，当湿度、压力、氧逸度、pH值、氧化还原电位等物理化学条件适宜条件下，含金热液在红十井断裂的次级断裂构造，特别是破碎蚀变带中长期多次交代充填成矿。

综上所述，根据矿体的产出部位及空间分布，矿体的矿石类型、矿物组分及矿石特征，结合本区地球化学元素组合特征，推断红十井金矿为蚀变岩型金矿，见图1。

图1 若羌县红十井破碎蚀变岩型金矿床成矿模式图

3.2 找矿标志

⑴上石炭统干泉组（C2g）玄武岩（β）含金丰度高于中性岩、酸性岩和沉积岩。沿玄武岩两侧已发现金矿（化）点多处，且均与该玄武岩关系密切，因此，该玄武岩是金元素的矿源层。

⑵出露地表的破碎蚀变带是找矿的直接标志。一般呈规模较大与红十井断裂走向大致平行的负地形直沟，风化后呈土黄－黄褐色，疏松多孔，具较强的粘土化，并见石英脉分布。

⑶含矿岩石受动力变质作用明显：岩石一般较破碎，具明显的糜棱岩化；蚀变较强，与矿化密切有关的蚀变类型有硅化、黄铁矿化、绢云母化。

⑷化探异常特征：Au元素化探异常分布区，伴有Ag、As、Cu、Pb、Zn、Sb等元素异常，且相互套合较好，是找矿效果较好地段。

4 结论

（1）大地构造特征：红十井金矿位于塔里木陆壳板块内的北山陆内裂谷活动带。

（2）矿床地质特征：上石炭统干泉组（C2g）玄武岩（β）含金丰度高于中性岩、酸性岩和沉积岩，该玄武岩是金元素的矿源层。一般呈规模较大与红十井断裂走向大致平行的负地形直沟，风化后呈土黄－黄褐色，疏松多孔，具较强的粘土化，并见石英脉分布。含矿岩石受动力变质作用明显：岩石一般较破碎，具明显的糜棱岩化；蚀变较强，与矿化密切有关的蚀变类型有硅化、黄铁矿化、绢云母化。

（3）成矿模式：深源含金玄武岩浆（矿源物）在构造作用力的驱动下沿红十井断裂上升呈裂隙式喷溢，形成似层状或透镜状玄武岩。在断裂构造继承性长期活动及区域变质过程中，岩石发生碎裂、千糜岩化等，并伴随生成大量变质热液、火山热液作用。变质热液及火山热液在岩石中运移，并汲取岩石中的Au等成矿物质达到饱和平衡状态，含金热液在红十井断裂的次级断裂构造，特别是破碎蚀变带中长期多次交代充填成矿。

[1]肖惠良，周济元，王鹤年，等.新疆红十井金矿床地质特征及成因[J].矿床地质，2003.01.

[2]周济元，崔炳芳，肖惠良，陈世忠.新疆若羌红十井金矿床地质特征、深部成矿预测及验证[J].地质学报，2003.01.

[3]卢全敏，钟莉，陈青珍.新疆若羌县红十井金矿床地质特征及找矿标志[J].新疆地质，2003.03.