新疆巴里坤县二红山金矿地质特征及成因初探

2020-12-19崔巍

中国金属通报 2020年11期

崔巍

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局七0四队，新疆哈密 839000）

二红山金矿位于唐巴勒—卡拉麦里古生代复合沟弧带内的卡拉麦里Cu-Au-Cr-Sn-石墨矿带。该带主要产有锡、金、铜、铬等矿产。本文将在区域地质背景、矿区地质特征及矿体地质特征观察分析的基础上，以野外地质观察和室内分析测试为依据，对二红山金矿地质特征进行系统研究，初步分析矿床成因。

1 地质特征

2.1 区域地质特征

区域地层主要为下石炭统雅满苏组、姜巴斯套组、居里得能组、巴塔玛依内山组、上石炭统柳树沟组、祁家沟组及第四系。其中下石炭统姜巴斯套组为一套海相、海陆交互相火山碎屑沉积岩，中基性、酸性熔岩发育，岩石多表现出一定的区域动力变质特征。下石炭统居里得能组为一套中酸性火山碎屑岩—正常沉积建造。底部以中酸性火山岩、次火山岩为主，火山活动较弱；中部过渡为以砂岩为主的正常沉积相，受构造变质，多已成构造岩；顶部经历了强烈火山喷发，形成喷发相火山堆积。区内主体构造线总体走向北西，沿主断裂带次级断裂发育，为三组，近东西向断裂，北东向断裂和近南北向断裂三组。石英脉主要赋存于北东向及近东西向构造内。侵入岩种类齐全，自酸性侵入岩到超基性侵入岩均有出露，侵入岩时代均为加华力西中期。侵入活动强烈、延续时间长，主要为大规模的中酸性岩侵入，含金石英脉多为该时期形成。同时期的花岗侵入岩以岩基、岩株形式广泛侵入，二长花岗岩最为发育，为多期次岩浆产物。

2.2 矿区地质特征

矿区出露地层为下石炭统姜巴斯套组、居里得能组，其次为第四系。主要岩性为凝灰角砾岩、安山岩、糜棱岩(凝灰质粉砂岩)、霏细斑岩。矿区断裂构造可分为两个级次，一级断裂（卡拉麦里断裂的东延部分）。在该断裂两侧与其平行及斜交的派生断层属于二级次断层。按方向可分为三组。北西向断层：为一级大断裂：位于工作区北部，走向300°，断裂倾向30°，倾角75°～80°，为压扭性逆断层，北东盘向南西盘扭动，具左旋特征。近东西向断层：多沿大断裂两侧分布，断层走向在70-90°，倾向南东，倾角70°左右。断层性质为左旋压扭性逆断层。北东向断层：断层走向25—60°，倾向北东，倾角大于70°，断层性质为正断层。沿断裂带形成构造片理化带。矿区侵入岩为灰绿-浅灰白色石英闪长岩及肉红色二长花岗岩，规模较大。脉岩集中分布在主断裂构造带附近，主要岩石类型有：英安斑岩脉、花岗斑岩脉、石英脉。其中石英脉分布于石英闪长岩的接触带上、石英闪长岩体中及石英闪长岩与二长花岗岩的接触带上及二长花岗岩中。石英呈灰白色，长30—460m、宽0.50—10m，脉体中常包裹围岩碎块，石英脉常出现分枝复合现象，最多的可出现数十条细脉，局部沿线形断裂构造充填，断续产出。根据其走向，脉带受北东向(25—60°)、北西向(310°)和近东西向(70一90°)三组断裂控制。前两组最为发育，走向稳定，有一定延长，后一组断裂构造强度弱，延长不大。近南北向、北西向脉带规模大，具分枝复合，尖灭再现特征，含金岩石常为单一石英脉，金品位变化大。规模最大的2号脉位于工作区西北，最厚处10米，平均厚5米，断续长460m，走向为310°，倾向北倾，倾角在65°-79°，产于灰绿色闪长岩中、走向与二长花岗岩与闪长岩接触带平行。地表呈单脉、复脉、网脉并存，岩石相对完整，蚀变为薄膜状孔雀石化、褐铁矿，局部见见有淋蚀孔洞分布。脉体两侧围岩闪长岩片理十分发育，具褐铁矿化、碳酸盐化，绢云母化、绿泥石化。深部石英脉逐步变薄，与地表相同，均产于花岗岩与闪长岩接触带中，岩石较破碎，与围岩接触部位见有大量围岩碎屑，在石英脉中偶见硫蚀孔洞，孔洞中见有颗粒状褐铁矿化。主要蚀变为绿泥石化、碳酸盐化、轻微褐铁矿化及绢云母化。

矿区地球化学背景比照东疆地区区域地球化学景：Au、Ag、As、Sb等中低温元素普遍较高，反映在区域背景上向矿区有较明显的富集趋势，具有较丰富的成矿物质基础。而W、Mo等高温元素普遍较低，在该区寻找该类型的矿产不具备一定的物质基础。矿区As元素浓集系数＞2.0，表现出了强富集特征；Au、Sb、Ag、W元素浓集系数介于1～2之间，呈弱富集、高背景值特征。矿区相对于东疆地区，元素富集特征较为明显，具有较好的找矿前景。

3 矿体特征

3.1 矿体特征

Au1号金矿体，位于2号石英脉中，由钻孔控制，控制斜深30米，长约50米，视厚度2米，走向310º，倾向北东，倾角65°，矿体空间上呈脉状、透镜状产出，沿倾向具膨大峡缩的特点。矿体平均品位为3.56×10-6，最高品位为6.66×10-6，赋矿岩石为石英脉，灰白-烟灰色，透明性很差，较破碎，呈碎块状分布，与下盘围岩接触部位见有大量围岩碎屑局部呈细小颗粒状，偶见淋蚀孔洞，孔洞中见有颗粒状褐铁矿化，脉中见有褐铁矿薄膜及星点状黄铁矿。其上下盘均为金矿化体。

Au2号金矿体，位于36号石英脉，矿脉赋存在近东西向构造裂隙中，为石英闪长岩与下石炭统姜巴斯套组地层凝灰岩的接触带；长约120米，宽0.5～3.0米，倾向315°～334°，倾角64°～68°。矿脉距地表20米以上平均品位10×10-6，最高21×10-6，深部品位高达50×10-6，矿脉向深部品位逐渐变富。矿脉受构造破碎带控制，与围岩界限清晰，赋矿岩石为石英脉，单脉宽度0.2～0.5米，呈灰白色。具碎裂构造，走向延伸稳定。

3.2 矿石特征

（1）矿石组分特征。矿石矿物成分较简单，矿石中金属矿物主要为自然金（少见）、黄铁矿、褐铁矿；脉石矿物主要为石英、绢云母及绿泥石。

金主要呈片状、粒状、不规则粒状分散于褐铁矿中，最大粒径达0.1毫米。

黄铁矿：占金属矿物总量的90%以上。浅黄色，呈它形细粒状，不均匀分布，断续相连成细脉状、团块状。也可见立方体状，一般呈脉状、团块状、斑点状产出。黄铁矿在近地表及风化裂隙处氧化为褐铁矿，呈褐红色。

褐铁矿化：黄铁矿在近地表及风化裂隙处氧化为褐铁矿，呈褐红色。呈半自形结晶，以条带状、浸染状、团粒状、星点状或粒状集合体、他形粒状充填于矿石中，为黄铁矿等矿石矿物主要的氧化产物。

石英：透明状，不规则他形粒状，颗粒间弯曲-平直镶嵌，中含尘埃状固体包裹体，单偏光镜下看起来不洁净。常呈脉状形成石英细网脉、微脉

绢云母：偶见、杂色、半透明状，片状、不规则状，充填于其它矿物颗粒之间。

（2）矿石结构构造

矿石结构：主要为变余结构、镶边结构、填隙结构等。

矿石构造主要有斑点状构造、块状构造，星点状构造、条带状构造等。

3.3 矿体围岩及蚀变

矿体围岩均为石英脉，矿与非矿之间的界线肉眼难以区分，但含矿部位明显有绢云母化增多、黄铁矿发育等特征。矿体与围岩呈渐变过度关系。

主要蚀变组合为：绿泥石化、绢云母化、钾长石化、硅化和碳酸盐化等。脉侧蚀变带宽0.25－0.5米。硫化物含量一般小于0.5%，主要有黄铁矿和黄铜矿，偶见方铅矿和镜铁矿，有时见黄铁矿细脉，地表风化为孔雀石和褐铁矿。

3.4 找矿标志

（1）直接标志为石英脉带：地表表现为石英单脉、石英复脉及石英网脉，石英为灰白色、灰色、烟灰色的粒状和纤维状（粒度细小）的它形集合体以及晶簇状、梳状等，金的品位往往较高，是有利的找矿标志。

（2）蚀变矿化标志：硅化、黄铁矿化（地表多形成褐铁矿）、黄铜矿化（氧化为孔雀石）、强绢云母化、强绿泥石化等蚀变组合可作为重要的找金标志。尤其孔雀石发育处金的品位往往较高，是有利的找矿标志。

（3）有利地层标志：下石炭统姜巴斯套组火山岩与火山碎屑沉积岩组合发育地段等是找金的最有利层位。

（4）构造构造标志：区域性大断裂旁侧的次级韧-脆性断裂带；不同方向的断裂交切处，主干断裂与次级断裂交汇部位的锐角区；断裂与有利岩层、岩体及褶皱构造交切部位；片理化带及裂隙带密集发育处等。

（5）化探异常标志：Au、Sn、Ag、Pb、Mo元素异常组合及其异常与各类有利地质体或地质现象的复合部位。

4 成因探讨

矿区处于唐巴勒-卡拉麦里古生代复合沟弧带内，物源丰富，有利于金矿的聚集，形成初始矿源层。下石炭统姜巴斯套组地层为主要金矿含矿层位。卡拉麦里断裂控制着二红山岩体、地层的空间展布，具有导矿构造的性质；而次级-更次级的断裂则控制着金矿床和矿体的产出方式与展布，为配矿构造或容矿构造。二红山岩体金矿化的关系相对较为密切，一方面为成矿提供了热液及热源，另一方面也激活和活化了围岩中的各成矿有益元素，并在一定程度上决定了成矿作用的矿化类型和分布特征，具有一定的成矿控制作用，主要表现在：晚石炭世侵入岩序列的闪长岩主要对Au元素成矿有利；二长花岗岩、钾长花岗岩对Au、Cu、Mo、Sn等有一定的成矿专属性；闪长岩、花岗闪长岩主要具W、Sn、Au、Ag、Mo等元素的成矿专属性。

金矿的成矿作用具有多阶段性，区内矿化与中期阶段有关，即与中温硅化有关，究其原因，主要与金配合物的稳定性有关，金在热液中呈配合物运移。同时，金配合物的稳定性也有一定的范围，具体的说，在中温阶段，金配合物的稳定性降低，就要导致配合物的分解，金的析出，最终富集形成金矿床。至于形成石英脉型金矿床还是蚀变岩型金矿床，主要取决于构造作用，当断裂构造发育时，含矿热液充填，交代其中，形成石英脉型金矿。断裂构造及破碎带均不发育时，金矿床分布于岩体外接触带，这也与金配合物的稳定性有关，当含矿热液刚从岩浆冷凝形成岩体的过程中分出时，金配合物具有较高的稳定性，在热液中稳定存在，待热液运移到外接触带一定范围时，热液温度下降，金配合物稳定性下降，发生分解，使金从热液中析出，形成金矿床（Au2矿体）。