西南天山一带典型金矿矿床特征及矿床成因

刘 伟，张万杰

研究区位于中亚地区西南部与中国新疆西部毗邻区，中亚地区地处亚洲大陆腹地，地质构造复杂，被肖序常院士等（2001）称作“中亚型”造山带。以古生代的有限洋盆及其后的缝合带，广泛与其间的古陆块相拼接，而成就典型的“镶嵌构造”格局，此种构造格局再复以中新生代之盆山耦合，最终形成了中亚天山及我国新疆现今独特的地质－地理结构样式-陆内盆山构造格局。

1 库姆托尔金矿床

该矿区所处位置为，作为区域性断裂的尼古拉耶夫断裂带南侧，属于天山南部与天山中部的一道分界线。矿床分布在吉尔吉斯伊赛克行政区、中天山的阿克什拉克山北西坡、纳伦河上游。坐标：北纬41°51′00″，东经78°11′00″。矿床处在海拔4000m ～4200m 处，部分区域有冰川覆盖。

1.1 矿床地质特征

出露地层大约厚度在400 ～500 其以元古界里菲系为主。依据天山南部地区的地质发育进行推测，地层为结晶基底岩系，底层岩性拥有较高的碳质含量（多数1%～4.2%，其中部分为5%～10%），一些已经实现了石墨化。针对里菲系的下部位置而言，属于黑色页岩与灰绿色页岩足够的文德系。外围属于片麻岩。

断裂共有3 条，其形成和金矿化之间维持密切的宽度在60m ～100m 左右的一条破碎带。

内部没有侵入岩体显露。可相关技术人员表明，按照现有资料进行推测，其应处在地表以下3km。

1.2 矿体特征

受到断裂破碎带（以近动向为主，部分为东西向）限制下的矿体，呈现为脉状与板状，在黑色岩系赋存，朝南东方向倾斜且倾角是40°～70°，据计算矿带长度是12km，能将其划分成3大矿段分别为东、中、西矿段。针对中段来讲，其属于主矿体显露于地表1000m ～1200m，中段的最富矿段长度是500m，含有2 层矿体且厚都在20 左右m，彼此间相隔距离是20m ～30m，2层矿体交汇位置的矿体约100m 厚；西矿段与东矿段的长度都在500 左右m，两者厚度约10m。从整体角度来看，地层和矿体走向虽然一致可在倾向上存在夹角，相比围岩矿体倾角会更陡一些。

1.3 矿石特征

1.3.1 矿石组构

含金千枚岩以及石英脉型，属于金矿石的两种类型，其主要是含金石英脉型。金属矿物大部分是黄铁矿，还有一些少量的辉铜矿与自然金；有关脉石矿物，多数为碳酸岩、钠长石等。

条纹状、角砾状等是矿石主要构造，其中针对角砾状矿石而言，角砾主要是碳质千枚岩。有关其结构，以自形结构、交代结构以及半自形粒状结构为主。

1.3.2 成矿元素

Au 是成矿重要元素，Au 有90%以上均于黄铁矿赋存。与此同时，矿石当中还有其他成矿元素，例如银、钨、碲与硫等存量分别为2.38g/t、0.03%、9.2g/t 与4.3%，其中含钨达到0.1%的矿体较为清晰，基本没有看到有害杂质。

1.4 围岩蚀变

矿体围岩呈现出强烈蚀变现象，主要是硅化，黄铁矿化、绢云母化等为其次，经过氧化之后的地表铁矿物产生红色铁帽，据测量氧化深度约10m。

1.5 成矿作用及成矿年龄

矿区的成矿作用体现出多期性，成矿主要划分为3 个阶段，而且每一阶段在进行成矿时均能看到金的矿化作用。

相关地质专家提出的成矿年龄是214Ma ～280Ma。

1.6 矿床成因

此矿床具有“炭泥变质岩型”金矿床的基本条件，一是含碳细碎屑岩组成深水复理石沉积。二是强构造动变形、形成韧性剪切带动力变质作用。三存在的岩体侵入热变质作用。

相关地质专家依据库姆托尔以及穆龙涛金矿床，两者都源于碳质黑色岩系、拥有类似蚀变类型与矿床的两个浅部都没有体现存在花岗岩体的特点，提出库姆托尔金矿床从属于穆龙套型。可是两者在赋矿地层上存在较大差异，如果从该观点角度出发，将其归结到穆龙套型仍有待考量。

2 萨瓦亚尔顿金矿床

矿床处在东阿赖山的北侧，地理坐标：东经74°15′00″～74°20′43″，北纬 40°02′14″～40°08′00″，整体面积在27km2左右。在大地构造上，萨瓦亚尔顿金矿床位于伊犁－伊塞克湖微板块与塔里木北缘活动带的交接部位。

2.1 矿床地质特征

2.1.1 地层

矿区出露地层有上志留统、下泥盆统、中泥盆统和上石炭统，各统之间呈断层接触。上志留统和下泥盆统为赋矿地层。上志留统塔尔特库里组由一套浅变质含碳碎屑岩组成，按岩性组合划分为四段，一段为含碳千枚岩与薄层状变质粉砂岩不等厚互层，二者构成1cm ～3cm 厚的韵律层，局部夹变质细砂岩。二段为薄层状变质细砂岩、变质粉砂岩、含碳千枚岩三者互层。三段岩性组合为为含碳千枚岩夹千枚状板岩、条带状硅质岩、钙质砾岩，底部出现结晶灰岩夹硅质条带透镜体。四段为变质砂岩、硅质岩，夹含碳千枚岩，硅质岩中含放射虫。下泥盆统萨瓦亚尔顿组与塔尔特库里组为断层接触，划分为两个岩性段，一段由灰黑色薄层状含碳千枚岩夹灰色中厚层状变质细砂岩组成。二段为灰色中厚层状变质钙质细砂岩夹碳质千枚岩，局部夹变质粉砂岩。二段与一段为整合接触。中泥盆统托格买提组出露于矿区SE 部，为灰白色大理岩化灰岩，产出蜂巢珊瑚、簇珊瑚等化石。上石炭统为含碳千枚岩夹薄层状变质钙质粉砂岩，局部夹灰岩透镜体，底部为厚10m ～50m 的灰黑色薄层泥灰岩、生物碎屑灰岩，夹碳质千枚岩、板岩或变质细砂岩薄层。

出露地层各统呈现出断层接触。其中上志留以及下泥盆统都属于赋矿地层。含碳浊积岩是其主要容矿岩系，韵律层理、水平层理以及包卷层理等均是广泛发育的。相对该所处位置的其他地层，金含量较高，这也能够体现出浊积岩，在其粘土矿物与碳质的沉积过程中针对金的吸附作用相对较强，从而实现其初始富集。

2.1.2 构造

矿床处在萨瓦亚尔顿－吉根韧脆性剪切带，拥有明显的韧脆性剪切带控矿。

（1）韧性剪切带。走向和倾向分别是NNE、NNW－NW，剪切带的倾角范围时50°～85°，斜交于地层。间隔排列的强变以及弱变形带，岩石面理构造非常发育，大部分片理的倾向属于NE 向，整体产状的走向、倾向与倾角分别是40°～50°，320°～330°和60°～80°。面理只有一组发育至于其他方向没有发育，只是S-C 面理局部发育。初糜棱岩、强烈片理化带、拉伸线理等一起形成韧性剪切带，其中二级剪切带划分为7个。广泛发育的A 型褶皱是该剪切带的一个主要特点，通常规模相对较小，高度低于20cm，宽度在10cm ～40cm 左右，长度为0.5m ～2m，整体形态相对复杂以尖棱、对称的褶皱为主。有关变质砂岩层，通过统计其拉伸线理产状得出线理侧伏向大约是20°～30°，拉伸线理产状的侧伏角大约在60°～70°。

长英质糜棱岩属于主要糜棱岩的组成，其中也含有一定量的钙质糜棱岩。关于长英质的糜棱岩，通过玢岩与砂岩变形而形成的，总体上是透镜以及带状分布，如果从微观角度来看属于细粒化变形，拔丝构造、旋转碎斑系、曲颈状构造、碎斑结构发育。

其属于层次断裂构造，韧性挤压带是早期状态，脆韧性剪切带是中期状态，叠加脆性断裂破碎带是晚期状态。体现出有深部朝着地壳浅部逐渐抬升的一个变形过程，而且雁列式破碎带会严格控制矿体。

（2）脆性断层。针对脆性断裂发育而言，依据方向能将其划分为NE 向，NW 向以及部分近南北向。NE 向是其中规模最大的，整体长度在10km 以上，向北伸入吉尔吉斯斯坦境，主要是逆断层且向NW 倾斜，倾角相对较陡为50°～70°左右。矿区中部有F3 断裂，这也是重要的矿区内部断裂构造，其中存在着Ⅳ号矿化带。出露长约10km，南部直到吉根，至于其北部能进入吉尔吉斯斯坦，NW 是其倾向，70°是倾角，相交地层且交角不超过20°，整个破碎带宽度约50m ～100m，破碎带属于大型斜冲式脆韧性剪切带。称之灰岩大断裂的F6 处于其东部，从区域角度来看这是一支分支断裂。其于矿区出露长度是9km，走向是NE，倾向约300°～320°，而且倾角在60°～75°左右。在断层面上存在着发育阶步以及擦痕，上盘薄层灰岩夹变质砂岩、含碳千枚岩中发育牵引褶皱，下盘大理岩化灰岩破碎，破劈理发育。

按照擦痕情况与牵引褶皱这是从SW 朝着NE 斜冲的一个逆断层。刨除矿区内部的F1 ～F6 断裂具有较大规模较，剩下规模较小的极为发育，而且岩石在断裂带内部强烈破碎，呈现出较强的热液蚀变。该矿区关键的含矿构造为NE ～NNE 向破碎带，而且呈现出间距相等的分布特点，现阶段矿化带都在破碎带中赋存。

2.1.3 岩浆岩

相对微弱的岩浆活动，没有看到较大的侵入岩体，可是在矿区与其外围地层中存较少的灰绿岩脉、基性熔岩以及二长斑岩脉分布，长一般440m ～1500m，宽15m ～45m。另有部分基性岩脉可能是吉根蛇绿杂岩的一部分，这属于晚古生代塔里木板块的一个产物。

2.2 矿体特征

发现在矿区中的矿化带共有22 条，主要分布于细砂岩夹少量碳质绢云千枚岩。走向为NE-NNE，断裂破碎带对其控制。以Ⅳ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅺ为主。其中规模最大的为Ⅳ号矿化带，长度超过4000m，宽度约15m ～200m，9 个矿体已经被圈出，长度及其厚度分别为860m ～1390m 和0.90m ～48.56m，矿化带的倾向延深约70m ～505m，其中Au 品位范围时1.44g/t ～5.92g/t。Ⅰ号宽度是100m ～150m，长度是3800 米，被圈出的矿体有3 个，Au 品位范围在1 ～3g/t；关于Ⅱ号，宽度是20m ～58m，长度是4000米，已控制矿体共有6个，Au品位范围在1g/t ～1.7g/t，最后Ⅺ号，宽度是1m ～10m，长度是100m，有2 个矿体，1.02g/t ～1.31g/t 为Au的品位范围。

2.3 矿石特征

按照矿物组合以及产状原生矿石进行网脉型、含金石英细脉、含金硅化粉砂岩型进行划分。自然类型共同5 类，主要是金－毒砂－黄铁矿－石英矿石；金－脆硫锑铅矿-（辉锑矿）矿石等。主要的矿石结构属于自形粒状、固溶体分解结构、包含结构以及碎裂结构等。有关其构造划分为浸染状、条带状、块状、以及揉皱等。其中浸染状矿石，黄铁矿以星点状的形式分布于蚀变碳质千枚以及石英细脉岩。黄铁矿、毒砂、辉锑矿和石英呈细脉-浸染状出现在蚀变岩的裂隙中。针对其中的条带状构造重要组成如下：毒砂、磁黄铁矿以及黄铜矿等，各个组分分布形式为相间成带状。矿物种类超过40 种，其中金属矿物主要是黄铁矿、毒砂以及黄铜矿，其次便是磁黄铁矿、方铅矿等，除以上种类外还有一些自然铋、锡石以及黝铜矿。在这些矿物中非金属类型的主要是方解石、石英以及绢云母等。含金矿物主要是毒砂、黄铁矿以及黄铜矿，通过对含金量进行分析，上述矿物含量是0.01% ～0.361%，0.004% ～2.92%以及0.02% ～0.3%。针对氧化矿石而言，矿物主要成分为褐铁矿、黄钾铁矾、锑华以及铜蓝等。

2.4 围岩蚀变

围岩蚀变较发育，以破碎带为基础体现出线状分布，常见类型如下：硅化、毒砂化以及绢云母化等，破碎带的局部存在着绿泥石化。硅化、毒砂化和金矿化之间的关系十分密切。最发育的是硅化主要形式有两种：首先，以网脉、细脉以及条带状在矿体与裂隙当中分布，宽度约0.2mm ～10mm，长度在数厘米到十余厘米，一般情况下会和铁矿与绢云母共生。其次，石英在碎裂岩中以斑点状、浸染状、等形式分布。能够在I 号与II 号矿化带发现次生石英岩。普遍发育的为黄铁矿化，体现西脉状或者是细小粒状产出。星点浸染状的毒砂或者和石英、黄铁矿组建细脉于近矿围岩、矿体中分布，使用电子探针进行含金量分析为0.004%～2.92%，这一分析数据表明毒砂属于一种重要的载金矿物。近矿围岩与矿体是绢云母化主要发育位置，以磷片集合体分布在糜棱岩的裂隙与面理。通常情况下，相对强烈的围岩蚀变地段，拥有更多的硫化物含量而且金品位也相对较高。热液蚀变分带在矿区较弱，可是矿区的IV 号中部由矿体至围岩能划分成3 个碎裂岩带：一是黄铁矿化，以星散状或者是团块状分布，少见其他硫化物；二是黄铁矿化、毒砂化，主要特征为增加硫化物含量，金品位提高；三是黄铁矿化、辉锑矿化，不仅存在辉锑矿细脉而且毒砂含有量显著降低。

2.5 地球化学特征

该区处于1：25 万区域化探HS-28 号综合异常的东南部，以Pb、Zn、Ag、Cu、Cd 元素异常为主，伴有Au、As、Sb 元素异常。其中，Pb 极大值为162×10-6、Zn 极大值为314×10-6、Ag 极大值为1.2×10-6、Cd 极大值为.2×10-6，显示出良好的成矿地球化学特征。

2.6 物探特征

作区内新发现的库尔班卡西铜矿化蚀变带，布设电、磁物探综合剖面7 条，剖面方向为352°，线距200 米，线长1600m，点距40m。综合考虑，认为CS-6 ～CS-10 点之间的高极化率异常是铜矿化的显示，在该区域铜元素富集沉淀。视极化率特征显示向深部异常地质体含矿性较好，对应视极化率极值较大，高值圈闭面积较大，视极化率场区域平稳，推断为含铜矿化岩体引起，矿化体宽度约50m ～65m，矿化体向深部延伸较大。从视极化率及视电阻率等值线深部延伸特征看，推断矿化体应为向北倾。

2.7 矿床成因

本矿床为黑色岩系中金矿床，其成矿特点：区域内地球化学和矿区硫铅同位素表明，金的物质来源与深源有关，元古宇和早古生代岩层是金的重要来源；区内碳质层对金有富集作用，成为重要矿源层，矿化带分布具有层控的特点；区内岩浆活动为成矿提供了热源和物源。氢氧同位素表明，成矿流体主要是古大气降水；成矿经过了相当漫长的多阶段“脉动”过程，成矿至少有两期；成矿温度较为穆龙套金矿低，主要是银金矿和金锑组合，这与穆龙套金矿以自然金为主的金钨组合不同；断裂活动和演化是重要成矿机制，特别是剪切带是成矿的空间。