新疆西天山金山矿区金铜矿地质特征及成矿期次研究

冯洪印

摘要：金山矿区地处新疆西天山，属于伊宁县管辖，其主要由京希成矿区、马依托成矿区、伊尔曼德等成矿区组成。地形主要以山岭组成，呈南北向在河间区域分布。其成矿期次主要由原始富集沉积期、浅层低温热液成矿期、表生淋滤富集期组成。矿体呈现似层状，与围岩存在渐变关系。本文主要对新疆西天山金山矿区金铜矿地质特征以及其成矿期次进行研究。

关键词：新疆西天山；金山矿区；地质特征；成矿期次

引言

金山矿区地处新疆西天山，伊犁河靠北，在京希、马依托、伊尔曼德附近。地势北部较高南部较低。其中岩石种类较多，分布范围较广。通过对该矿区的探析研究，证明该地区具备形成矿产的优质条件（见图1）。

1.矿区的构造

金山矿区主要以伊尔曼得背斜构造为主，主要分布在其断裂部位的南北两侧，南北两侧相对对称的宽缓背斜主要由大哈拉军山组组成。且主要是由该山组第二段以及第四段部分岩层组成，背斜部位的核心部分地处伊尔曼得断裂部位附近，此部位大部分由大哈拉军山组第三岩段以及第二岩段组成，其背斜大约为280°，与伊尔曼得断裂部位相交。且金山矿区断裂部位有多种走向，其中包括北东向、南北向、北北西向、北北东向、东西向、北西西向，其断裂除了具有重要意义外，还具有控制岩石与控制金铜矿的作用。

2.金山矿区金铜矿地质特征

2.1地质特征

金铜矿矿床位于吐拉苏金矿带西北部，由京希一巴拉克、伊尔曼得、狮子山、马依托背等矿段组成该矿区。矿区东西长5km，南北长4km，面积约为20km²。金山矿区金铜矿露地层主要有奥陶统呼独克组第四岩段与北边边缘的青白口系开尔塔斯组第二岩段（Onk²）、下志留统尼勒克河组（Slnss）、下石炭统大哈拉军山组第二岩性段（酸性凝灰岩段C₁d²）、第三岩性段（下安山岩段C₁d³）、第四岩性段（火山碎屑岩段C₁d⁴）、上奥陶统呼独克达坂组第四岩性段（块状灰岩段O₃h⁴）、下石炭统阿恰勒河组第一岩性段（砂岩段C₁a¹）、下石炭统大哈拉军山组第一岩性段（酸性凝灰岩段C₁d¹）、下石炭统阿恰勒河组第一岩性段（砂岩段C₁a¹）、中志留统基夫克组（S₂J^1s）以及第四系沉积。

2.2水文地质特征

（1）岩溶水。该水层主要分布在伊尔曼德下游一带，主要由第四系亚沙土覆盖，该层之所以裂隙溶洞比较多，是因为其受多种原因影响。一般岩溶裂隙受制于岩石性质、地质构造以及地下水活动情况，随着矿层的加深其发育逐渐减弱，有溶隙与裂隙的岩石具有良好的导水性，地下水随着这些裂隙最后转移到河流中。

（2）不含水层。此类水层在矿区分布广泛，受地貌因素影响，一般有5m左右的沉积，岩石坡地比较厚，山脊处比较薄，该类上部含水较好少，一般是受到亚沙土部分影响，植被在这层土壤中根系发达，且其中水流会随着岩石间隙详细渗透，为深层地下水形成补给，所以在岩石层构造中形成了不含水渗透层。

（3）裂隙水。基岩裂隙发育存在不稳定性，以及其特质的区别，此类型含水层分为层状岩类裂隙水以及块状岩类裂隙水。其中层状岩类裂隙水分布较为广泛，不但在沙岩、凝灰岩中有分布外还在其裂隙中有所分布，且它们都属于大哈拉军山组。地貌特征与内部构造是主要控制基岩裂隙水的主要因素，且河水对裂隙水也有较大影响，其水量较多的部位是处于河流下方的基岩中，如不处于此处则含水量较少。

3.金山矿区成矿成因及期次

3.1金山矿区成因

金山矿区成因受火山条件制约，矿床的形成主要受火山影响，矿体是由岩浆在活动时进行的热液交代所形成，且金山矿区第一次岩浆活动是海底喷发为主，故此形成了初始矿层。且在火山喷发时，岩层形成的环状断裂，在早期构造力的作用下，岩石内部出现的松弛带、裂隙带，有助于矿液的沉淀与岩浆上涌。在金山矿区中大量含有矿物质的中基性岩浆构成弱化带，形成大量矿元素，随着岩层断裂部位逐渐上移，与此同时，形成大量热量，伴随其高热热液流动，初步富集的早期矿化体金属物质发生移位。当岩浆上升到一定程度时，与地球表面低气压带、断裂见间隙渗下的降水相结合，且在压力与低温的作用下相互交代，使得矿产物质再次富集，在少氧的情况下形成矿产物质。

3.2金山矿区成矿期次

矿床在不同的地质时期、化学条件、物理条件下形成的成矿作用也具有较大差别，其最终成矿种类也不尽相同。该矿床第一期次为原始富集沉积期。主要是指在火山等活动的情况下使得金元素完成初步富集。绿泥石一石英一黄铁矿阶段：黄铁矿主要存在于外围安山岩、砂砾岩、矿体底板、凝灰岩中。火山在大规模活动后碎屑沉积时期，火山中存在的次生热液与沉积碎屑相互作用生成较多绿泥石，故而黄铁矿中含有少量金元素。第二期次为浅层低温热液成矿期。该时期主要是使金元素完成再次富集。热液主要活动于早期固结岩石中，并渗人大量大气水，在大气水变为次生热液后与围岩发生侵蚀作用。面状硅化黄铁矿阶段。此阶段是矿床成矿主要时期，其会进一步形成青灰色或黑灰色的强硅化强硫化矿体，呈地毯状，并初步形成京希矿段、狮子山矿段、伊尔曼得矿段、巴拉克矿段、马依托背矿段。在此阶段岩石会经历较强的硅化、黄铁矿化、毒砂化作用。脉状硅化黄铁矿毒砂化阶段。在该阶段会产生毒砂与石英，且其具有西脉状特征，第二阶段的石英较现阶段小、细，主要存在于面状硅化岩中。毒砂与石英脉宽2.5mm左右，以网脉状存在于岩石中。重晶石石英阶段。该时期形成的重晶石、石英、方解石，一般为细脉状，并穿破早期石英细脉存在于岩石中。雄黄一雌黄一萤石阶段。此类矿石分布于伊尔曼得矿段南部边缘部位。第三期次主要为表生淋濾富集期。金元素会被氧化淋滤溶解再次发生迁移，并沿着浅水面富集沉淀，或富集于断裂破碎部位。针铁矿一黄钾铁矾阶段。表生作用发挥会在矿区形成较多氧化矿石，其主要分布于山体破碎带及风化带面状（见图2）。

结语

新疆西天山金山矿区是由其内部形成的矿元素经过多构造与岩浆回旋活动长期富集而成，受到火山条件的制约。且其矿床基本分布在细脉状的裂隙中，与岩浆活动、岩石构造等有紧密联系，再接受后期不同矿物质的富集与叠加。当前受到勘测技术条件的限制，对金山矿区矿床了解还不够全面，尤其是其内部形态，矿床是否已经通向岩浆深部，次火山岩体是否存在等问题，还需要继续探究。从目前情况来看，不管是矿物层丰富的地层还是其对此地质构造，或者岩浆的反复回旋来看，金山矿区都有优质的成矿条件。同时，经过相关探测结果显示，金山矿区内部依然存在矿物质富集化现象，所以对金山矿区地质特征以及成矿期次进行综合研究具有重大意义。