新疆哈密阿拉塔格金矿床矿体特征及形成机制

宫 辰

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第一区域地质调查大队，新疆 乌鲁木齐 830011）

新疆哈密阿拉塔格位于塔里木盆地北侧，是哈密地区的重要经济区。自80 年代以来，在哈密地区发现了诸多天然气资源以及大型金属矿床，具有较为丰富的矿产资源。阿拉塔格地区的地质矿层发育良好，各种岩相的建造类型颇多，岩层运动频繁导致构造形式复杂多样，从中亚乌拉尔山脉到扎拉夫尚山脉，有着各种类型的金矿床。阿拉塔格地区的成矿带在区域地质构造中属于被动大陆板块，上古生界为发育复类理石或者类复理石，下古生界主要构成物质为碳酸盐碎屑。矿体特征与形成机制是构成矿学研究的两大主体，根据成矿机制可分为前、中、后期三个阶段。在经历漫长的板块运动过程中，通过流体作用形成了后来的金矿床。阿拉塔格地区的金矿资源潜力巨大，具有明显特征的地质环境和地质特征，在推动西部地区经济发展方面起着重要作用，一经发现就引起了社会各界的广泛关注。根据阿拉塔格地区的相关研究资料显示，目前学术界对于新疆哈密区阿拉塔格的金矿床矿体特征以及形成机制的研究内容还不够完善，因此值得进一步深入探讨。

1 新疆哈密阿拉塔格金矿床矿体特征

1.1 韧性剪切带类型

在阿拉塔格地区的金矿床主要包括韧性剪切带类型和侵入岩类型两种矿体特征。韧性剪带类型的金矿床主要分布在该地区的东南部，该地带金矿区矿体成分相对简单，金属矿物主要包括黄铜矿以及黄铁矿和方铅矿等。大部分矿床都依托于碳质火山熔岩碎屑中，在沉积作用下完成成矿与变质以及岩浆活动等一系列作用，同时，受到韧性剪切带的影响，形成金属矿物[1]。黄铁矿是各类型矿石中金属含量较高的金属矿石，也是比较常见的含金矿物类型，黄铁矿的金含量一般是在1.5%～7.5%，部分可达约10.5%，仅凭黄铁矿的金含量就能占到总金属矿物的93.5%左右。黄铁矿的形态一般呈现出半石形状，表面粗糙且凹凸不平；一部分发育比较完全，会整体破裂，未发育完全的部分则局部破裂或者不破裂。韧性剪切带的金属矿物通常是一细脉状分布于硅化晶体岩裂隙中，多以立方体、六边形以及五角体为主，极个别的矿物会呈现出圆柱形。阿拉塔格地区的韧性剪切带金矿物的形态和粒度形态丰富多样。阿拉塔格地区的金矿床多是自然金类型，其他形状的金属矿石多存在于金属硫化物岩石类型，形态以颗粒状为主，依次为薄片状和枝叶状，还有并不十分常见的皮壳状和丝状。在矿床周围存在着碳酸性以及基性岩脉岩墙群，以及岩墙状花岗岩体。韧性剪切带的区域大断裂带形成了次级断裂破碎带，成为主要的控矿构造。

1.2 侵入岩类型

侵入岩类型的金矿床主要分布在阿拉塔格地区的西北部和中部，主要包括蚀变岩型的金矿点或者矿化点。与金矿有关的侵入岩体以碱后花岗岩为主，产出的构造环境是陆缘成熟岛半弧形基带。该类型金矿床较为均匀地分布于重力失常的异构梯度带以及弯曲部位。阿拉塔格侵入岩类型的金矿床化学含量分析如表1 所示。

阿拉塔格侵入岩控矿带的金矿的化学成分以高含量钾和丰富的金为特点，金矿床的矿层以泥盆石炭系和碳酸盐碎裂带为岩系构造。该地区的地质条件较为复杂，主要是因为地处三大板块交接处，区块运动造成了板块主要的构造单元界线与边界及板内裂谷之间形成了沟壑的特点。侵入岩的断裂层致使各级板块受板块运动方向控制，造成岩层内的金矿物分布方向并不集中的情况。该类型岩层的金矿物赋存于蚀变岩型的矿化点中，金矿物的区域性断裂带一旦遇到运动中的碰撞带，将形成矿区地层为泥盆系的碎屑碳酸盐岩层。

表1 侵入岩型金矿床化学样品

2 新疆哈密阿拉塔格金矿床矿体形成机制

2.1 金矿床来源

阿拉塔格的金矿床矿体形成机制与金矿床的来源密不可分，其矿系中的碳质粉砂岩和变质板岩中的含金元素含量较高。由于该地区的大地构造位置属于塔里木板块的中心地带的陆缘盆地北侧，金矿床的地层围岩多为上石炭统系岩石。这是早期葡萄石与绿相石的区域埋深受到地质变形以及板块运动的空间压迫造成的。阿拉塔格地区的金矿物来源有一部分是构造岩系的配套构造，都同属于一条矿化蚀变带岩层内。金矿床的来源受大型韧性剪切带与侵入岩带的控制，产出物主要有白云石、铁白云石以及石英、等矿体。阿拉塔格地区的自然金多存于黄铁矿和黄铜矿的流体包裹物中，金矿床的包裹体类型包括水溶液包裹体、成矿流体和中低盐度特征的包裹流体中。根据金矿床的金矿物等同位素组合特征结合新疆哈密地区的区域地质背景，得出阿拉塔格金矿床的一部分成矿物质是来自地幔深层的深源物质组合，成矿流体流向土壤上层后，在岩层裂隙间吸收了一部分矿物质，混合土壤内的变质水最终形成金矿物的包裹流体。岩脉中的金矿床主要集中在蚀变岩型与深大断裂带交汇处，保持了分布区域的同向性，尽管受到层间缓倾斜破碎带的影响，金矿体仍然能够复产于重晶石复脉中。阿拉格地区的金矿床地层元素的矿物是该地区金矿床的主要来源，矿石中的金矿物的产出多呈现出包裹金的形态，其余部分以次生金和粒间金为主，少量部分会出现裂隙金。

2.2 金矿床形成机制

阿拉塔格的金矿床形成机制具有阶段性，通常矿床的成矿阶段需要经历两个或以上阶段的沉淀，根据温度来划分则是前期中高温热的液体形态阶段和后期中低温交替成矿阶段。阿拉塔格地区的成矿时代集中在中元古代至新生代第五纪，但成矿高峰期又不止于十个世纪。由于新疆的地理位置环境温差较大，对矿床的成矿作用有一定的推动作用。阿拉塔格金矿床前期以铜矿化熔岩为主，平均温度在332.1°～449.5°，后期通过矿体地层的交替运动，以金矿化的铜金矿化为主，平均温度在188°～227°，是多种地层矿化运动叠加的综合结果[2]。金矿床的成矿流体形成机制具有多样性，主要组成是岩浆水混合变质水以及大气降水的混合物质。金矿床的形成离不开地壳运动，在某种角度来看可以归因于地壳运动的产物，因此，在时间以及空间的分布规律是有迹可循的。阿拉塔格金矿床的金同位素在不同方位有着一定的分布差异性，如图1 所示，该地区的铜矿和黄铜矿主要来自于地壳深部，活跃度和均等度相对较高。

图1 阿拉塔格金同位素直方图

围岩成分的元素含量会在一定程度上影响金矿床的形成速度。阿拉塔格地区的金矿床成矿时间跨度较大且过程复杂。一部分铜矿在化金的过程中是伴随着东天山的控矿带结构演化而来的，在运动过程中，成矿物质的金含量不断增多，由矿体地层的褶皱山构造逐步演化为韧性断裂和侵入岩层。阿拉塔格金矿床的含矿地层为石炭统组酸性石灰岩，经过多个成矿时代的沉淀后，分布于矿体地层的各个矿体中[3]。由于矿床的岩石圈具有伸展空间的作用，为金矿床的背景岩石构造提供了元素储存空间。金矿床的层位多呈脉状形态存在于多金属矿床中，且成矿作用表现出过度转换性，地壳剪切流变产生正段式金矿床。

3 结束语

本文通过对新疆哈密阿拉塔格地区金矿床进行研究，提出了该地区金矿床的矿体特征以及形成机制。为后续对该地区开展学术研究奠定了理论基础，同时，也对矿体挖掘和开采工作提供了可行性分析，具有重要理论意义和实践意义，此外，对我国西部地区经济发展有着重要导向作用。由于研究条件有限，文章的细节中还存在着一些有待提高的不足之处，在今后的研究中将更加严谨全面。