敦德铁矿金矿体成矿地质条件与找矿前景分析

赵 强

（新疆钢铁雅满苏矿业有限责任公司，新疆 哈密 839000）

1 概述

敦德铁锌矿隶属新疆八钢矿业资源有限公司，位于和静县城340°方位约163km处。矿区位于拜斯廷萨拉沟发源地。本文通过对区域地质、矿区构造、矿石矿物、地球化学等特征进行分析，发现了Au4 矿体，Au4矿体由5 个分枝矿体构成，并对其进行了资源储量估算。研究总结出了浅棕—浅灰绿色矽卡岩可能是Au元素成矿的有利矿源层，矿体及蚀变带、土壤、岩石地球化学异常，磁黄铁矿化、（钴）毒砂化、斜砷方铁矿化、硅化、碳酸盐化等蚀变是本区金矿的重要找矿标志。

2 地质概况

2.1 地层

矿区地表出露地层为下石炭统大哈拉军山组第三亚组地层，其余为大面积的残坡积物、冰水堆积物。

2.1.1 下石炭统大哈拉军山组

矿区主要地层为下石炭统大哈拉军山组第三亚组。在矿区地表的中部及南部大面积出露，主要岩性为浅灰白色、浅灰绿色硅化玄武质晶屑凝灰岩；灰绿色绿帘石化、绿泥石化玄武质凝灰岩；火山集块岩。在3788中段各进路平硐探工程及钻探工程的各个剖面中出露有灰—浅灰色蚀变细粒长石岩屑砂岩；灰绿色流纹质晶屑火山尘凝灰岩；灰色强蚀变粉砂岩；灰色、灰白色大理岩化灰岩；灰白色—白色矽卡岩化大理岩；灰—深灰褐色透辉石榴石矽卡岩；浅褐绿色安山岩。

2.1.2 第四系

第四系主要为残坡积物、第四系现代冰川堆积及残坡积物、现代冰川和砂砾石等冰川堆积层。

（1）第四系残坡积物：分布于山坡两侧及沟谷中，时代为更新世。由凝灰岩、花岗岩及少量磁铁矿碎石堆积而成，砾径大小不等，一般0.05～0.15m，个别达0.3m，横向上连续性较差，出露厚度一般为0～12m。这些残坡积物为一套半固结的砂砾石层和腐植土，其成分严格受下伏基岩和周围出露地层的岩性控制。棱角分明，无分选和磨圆。成层性差。

（2）第四系冰水堆积物及残坡积物：主要分布在矿区北部和北东部。冰水堆积物分布于矿区基岩露头区陡坎下方，或平缓低凹处，主要由尖棱角状火山岩碎石及冰水沉积的泥、砂等组成，高5～20m。

（3）现代冰川：主要分布在矿区中部海拔3500m以上山脊地段，为终年不化的第四系现代冰川。现存冰川堆积物所显示冰川规模，长2300m，宽500m。冰川所过之处沟谷呈U 形谷，当行进至海拔3800m 时全部消融。

（4）冰川堆积层：夏格孜达坂海拔4700m的山峰周围分布大量的冰川，山峰终年积雪，发育角峰、刃脊、冰川，大多数冰舌前缘发育有冰碛物。冰碛物主要为冰碛转石、砂砾、砂土，冰碛和冰水堆积物常间互出现，冰碛物在地貌上多形成冰舌前缘的侧碛、终碛和垅岗等。堆积物最大角砾可达10m以上。岩性为附近基岩各种变质岩。时代为更—全新世。分布于冰川之下的洼地中，系冰川作用造成冰碛物杂乱堆积之产物，厚约10～20m，主要组成为漂砾、亚砂、亚砂土等。

2.2 构造

矿区构造较为简单，主体为一单斜构造。区内地表出露的地层为大哈拉军山组的一套海相碳酸盐岩和火山碎屑岩，走向北西—南东向和北东—南西，倾向北西—北东，倾角中等45°～82°。

2.3 岩浆岩

区内岩浆岩主要为巩乃斯裂谷侵入岩带伊克铁木尔晚二叠世壳源序列，出露于矿区地表西部及西南部，呈北西南东向带状分布，它与地表中部的火山岩地层之间为侵入接触关系。在3788 中段只见小面积花岗岩、闪长岩和安山岩，均与矽卡岩为不整合接触关系。

2.3.1 侵入岩

地表岩性组合为花岗岩、二长花岗岩和钾长花岗岩。围岩为石炭系大哈拉军山组地层，侵入接触关系明显。在地表为一个侵入体，长轴方向为北西向，与断裂构造走向方向一致。该序列主要岩性为黑云花岗岩、含榴花岗岩、二长花岗岩和钾长花岗岩。侵入的最高层位为晚二叠世铁木里克组。与围岩接触带一般向外倾斜，倾角40°～75°。沿岩体内接触带见有混染岩化、绿泥石化、镜铁矿化、磁铁矿化和孔雀石化等现象，外接触带主要为角岩化、硅化、退色化和黄铁矿化等现象。岩体原生构造不够明显，节理发育。节理平直且光滑，延伸较远，互相截切或围限，其优选方位与附近的断裂构造走向一致。在3788中段只见小面积花岗岩和矽卡岩化微晶闪长岩出露。

2.3.2 喷出岩

地表出露多为灰白色、浅肉红色、浅褐色蚀变安山岩，在3788中段出露为浅褐绿色矽卡岩化安山岩。

2.3.3 脉岩

矿区内只有一种，为灰绿色、墨绿色辉绿岩；脉岩主要为后期侵入的辉绿岩脉，地表侵入于矿区地表西部的二长花岗岩中，走向北北东向，宽约50～150cm不等，风化面灰黑色，新鲜面灰绿色，在3788中段至3568中段及以下钻孔中均见，个别岩脉切穿铁矿体。岩石颜色一般为灰绿色，有时带褐色调。辉绿结构，块状构造，主要由较自形长板状斜长石和柱粒状辉石组成。斜长石占55%～65%，板柱状，较自形，聚片双晶发育，钠黝帘石化普遍，为基性斜长石，不规则交错分布，大小（0.03mm×0.2mm）～（0.3mm×1.2mm）；辉石占20%，柱状，部分绿泥石化，呈假象，斜消光，为单斜辉石，（0.05～0.3mm）×0.7mm。绿泥石5%，鳞片状，充填于矿物间隙中，大小0.05～0.3mm。磁铁矿5%，粒状，不透明，大小0.02～0.1mm。含钛矿物5%，粒状，高突起，大小0.01～0.03mm。石英少量，充填于矿物间隙中，大小0.05～0.2mm。

3 矿化体地质

3.1 矿化体特征

赋矿层位：金矿体赋存于浅棕—浅灰绿色矽卡岩中。矿体受矽卡岩地层控制，矿体形态为透镜状等不规则状，具分枝复合、尖灭再现的特点。

金矿化：在矿区中有两期金矿化，早期金矿化在铁矿体中与铁矿体同期生成，晚期在铁矿体以外独立存在或与闪锌矿化伴生。以自然金和银金矿形式存在。银金矿形态呈他形等粒状、长粒状分布，粒径极细，在0.003～0.03mm±，浅金黄色，反射率较高，分布在磁铁矿或脉石矿物粒间，或与自然铋、辉铋矿、方铅矿连生。

金矿体多产于矽卡岩中，金矿体两侧蚀变分别为石榴石化、透辉石化、碳酸盐化、绿泥石化、硅化、绢云母化、高岭土化。

（1）石榴子石化：矿区分布最多的蚀变，多为钙铝石榴石，他形粒状，0.03～0.25mm，呈团粒状不均匀分布在铁矿体、铁锌矿体、铁锌金矿体、锌金矿体中及其两侧，常被细小的透辉石、方解石等替代，呈残晶状。

（2）透辉石化：是矿区重要蚀变之一，常与石榴石化紧密伴生，并包裹石榴石，晚于石榴石化，也常与绿泥石共生。他形粒状、柱状，0.05～0.5mm，不均匀嵌布。

（3）碳酸盐化：也是矿区重要蚀变之一，主要为方解石，呈不规则粒状，粒度约0.1～0.7mm，大多以细脉状、团块状分布在矽卡岩及大理岩中，在闪锌矿、磁铁矿颗粒之间也常分布。碳酸盐化具4期，早期（主成矿期前）主要产于大理岩及矽卡岩中，以粒状、团块状为主，方解石沿石榴石边缘进行交代，在方解石内部还常见包裹并交代短柱状、粒状透辉石，并含少量硫化物（立方体黄铁矿）；中期（磁铁矿生成同期）主要产于磁铁矿中，常与磁铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、黄铁矿晶体等共生；晚期（主成矿期后，闪锌矿生成期及围岩穿插）主要产于铁矿体以外，常与闪锌矿、黄铁矿、银金矿等伴生，以碳酸盐岩及团块状方解石、脉状为主；最后期，穿插于岩石、矿体、地层中为纯白色方解石细脉为主，不含杂质，常切穿其它几组方解石脉。

（4）绿泥石化：矿区最普遍的蚀变，多发育于矽卡岩中及矿体附近，特别是辉绿岩中及两侧岩石中发育较强，一般沿裂隙或节理发育，与绿帘石共生，磁铁矿体中也普遍存在绿泥石化，呈团块状、细脉状分布。绿泥石少量呈细微颗粒（0.01～0.2mm），分布在石榴石粒间，少量呈片状、细鳞片状集合体，与阳起石呈细鳞片状集合体紧密共生，作为蚀变产物分布在透辉石颗粒边缘或裂隙中，有时交代金属矿物。

（5）硅化：发育在花岗岩、闪长岩和硅化大理岩中，矽卡岩中可见少量。隐晶—微粒状石英，粒径小于0.01mm，不均匀分布。岩石中不规则网脉状微裂隙，内充填石英。最晚期的石英微脉切穿其它细脉和岩石。

（6）绢云母化：主要在火山尘晶屑凝灰岩、矽卡岩、辉绿岩中发育，主要为斜长石、钾长石中度蚀变而成。

（7）高岭土化：产于火山尘晶屑凝灰岩、矽卡岩、大理岩中，与绢云母、碳酸盐伴生，为热液蚀变晚期产物。

3.2 矿石矿物成分

Au 矿体具有岩浆热液与构造蚀变带叠加成矿的特点，金矿石中有金属矿物和金属硫化物。金属矿物除自然金、银金矿是主成矿元素外，主要有磁铁矿、闪锌矿、黄铁矿、磁黄铁矿、赤铁矿、（钴）毒砂、砷钴矿，极少量方铅矿、铬尖晶石、微量黄铜矿。各类矿石中矿物大多呈粒状和不规则集合体存在，粒径一般0.005～3.0mm左右，最大可达50mm。各类金属矿物分布在不同造岩矿物之间，相互之间有连生、包裹和被包裹的关系。

4 区域地球物理及地球化学特征

4.1 区域地球物理特征

（1）重力异常特征。2010 年新疆矿产资源潜力评价项目新疆地矿局重新编制了1∶150 万新疆维吾尔自治区布格重力异常图，西天山地区是新疆最大的布格重力异常区，其范围东至乌鲁木齐、往西延伸至哈萨克斯坦境内，北至石河子—奎屯一带，其南部边界呈不规则状。异常区总体成北西—南东向延伸，长700km，南北宽400～500km，呈不规则长方形，面积约28km2。布格重力异常值有两个异常中心（依连哈比尔尕山和哈尔克山负异常），重力值由异常中心向两侧逐渐升高，工作区位于重力异常南部梯度带上。

（2）航磁异常特征。区域航磁研究表明，西天山主体为一个磁异常区，即塔里木盆地北部—天山西部负磁异常区，主要包括哈尔克山、博罗科努山、科古尔琴山等地区。异常区总体呈北西向，西部宽，东部窄，呈一楔形，异常强度-200～400nT。其内包括和静—阿齐山北西向负磁异常带、赛里木—巴音沟北西向负磁异常带和伊犁—新源—巩乃斯正磁异常带，工作区即处于该航磁异常带的北部边缘。

航磁异常总体走向为北西—南东向，与阿吾拉勒山体走向基本一致。由西向东在铁木里克、和统哈拉哈依沟、则克台、阿克萨依、松湖、哈拉库勒、玉西莫勒盖、查岗诺尔、卡克扎等地分布多处环形航磁异常和杂乱面状航磁异常带，反映沿阿吾拉勒裂陷槽泥盆纪、石炭纪地层中岩浆岩侵入及火山活动发育。部分重要铁矿床如铁木里克、式可布台、查岗诺尔、备战等和铜金矿床如金布萨依、和统哈拉哈依沟、喀拉库勒、玉西莫勒盖、科克赛等多分布在与线性构造和环形构造相关的航磁异常边缘。

据2008 年国土资源部航遥中心完成的《新疆西天山地区新源县塔勒德—和静县乌拉斯台一带1∶5万航磁勘查成果报告》，敦德铁锌矿、诺尔湖铁矿、查岗诺尔铁矿、备战铁矿均处于高背景下的高磁异常区内。敦德铁锌矿位于1∶5万航磁异常，异常中心位置：位于诺尔湖铁矿和备战铁矿之间，伊克铁木尔坦蒙库乌鲁南0.6km左右。

为正异常带边缘孤立的升高正异常，在航磁ΔT剖面平面图上连续4条测线反映明显，异常呈尖峰状，曲线尖锐，梯度陡，强度大，最大幅值710nT，北侧伴生负值；在ΔT等值线平面图上呈很典型的南正北负异常，范围约2.5km×2.2km。在ΔT化极上延1km 等值线平面图中仍为很规则的圆形异常特征。表明了该磁性体磁性强，向下具有一定的延深。

正演拟合计算结果表明，引起异常磁性体出露地表，磁化强度Js2=15800×10-3A/m（相应磁化率值35302×10-5SI）。该孤立升高正异常呈尖峰状，强度大，梯度陡，并且与诺尔湖铁矿和备战铁矿位于同一条成矿带上，诺尔湖铁矿与备战铁矿的成因均与下石炭统关系密切，推断此异常是具有一定规模的铁矿引起。

4.2 区域地球化学特征

敦德铁锌矿区属于高山区，地势总体北高南低，海拔3480～4500m，比高500～1000m，属高山深切地貌。区内为高寒地带，气候寒冷，变化无常。主要以降雪为主，6～8 月份降水丰沛是本区气候的特点。3900m 以上大多数为基岩出露区，3900～3500m 之间正地形一般无残坡积物覆盖或覆盖较薄，负地形则残坡积物覆盖较厚，残坡积物质多为岩屑和砾石，无土壤水土流失严重。3500m以下大部分山坡变缓有大量的坡积物和冰积物覆盖，厚度一般大于3～5m，分层明显，深部为岩屑和砾石、往上为岩屑和土壤、再往上为粉砂和土壤、表层为草根和土壤，整体草皮发育。微量元素表生作用中的搬运方式以机械搬运为主，在6～9 月份伴随有化学胶体搬运而流失，有色金属元素在粉砂及土壤中可能会相对贫化或导致化探异常位移较远。

根据区内地表岩石资料，经汇总、总结和统计得出以下常量元素在不同地质体的地球化学特征：

含锌玄武质凝灰岩中各组分平均含量为SiO234.950×10-2，Fe2O314.675×10-2，CaO 27.465×10-2，Al2O38.680×10-2，其他均小于8×10-2，说明含锌玄武质凝灰岩相对富集Si、Fe、Ca、Al，相对贫化Ti、Mn、Na、K、P。

硅化玄武质凝灰岩中各组分平均含量为SiO243.29×10-2，Fe2O312.894×10-2，CaO 24×10-2，其他均小于6×10-2，说明硅化玄武质凝灰岩相对富集Si、Fe、Ca，相对贫化Ti、Mn、K、P。

蚀变安山岩中各组分平均含量为SiO231.56×10-2，Fe2O323.70×10-2，CaO 24.00×10-2，其他均小于7×10-2，说明蚀变安山岩相对富集Si、Fe、Ca，相对贫化Ti、Fe、Mn、Mg、Na、K、P。

矽卡岩化安山岩各组分平均含量为SiO249.34×10-2，CaO 18.11×10-2，Al2O310.78×10-2，其他均小于8×10-2，说明矽卡岩化安山岩相对富集Si、Ca、Al，相对贫化Ti、Na、P、S。

综上所述区内主要的含锌玄武质凝灰岩、硅化玄武质凝灰岩、蚀变安山岩、矽卡岩化安山岩都相对富硅和钙，都相对贫化钛、镁、钠、钾。Na、K、P、S的变异系数大于1，是强分异元素，可能在后期执液作用过程中被带出而相对贫化。

5 矿床成因及找矿标志

5.1 矿床成因

（1）矿体受矽卡岩地层控制，矿体形态透镜状、嚢状、不规则状等，浅棕—浅灰绿色矽卡岩可能是Au 元素成矿的有利矿源层。

（2）该矿床具有接触交代型矿床（矽卡岩型）—期后热液分溢矿床的特点。

5.2 找矿标志

根据目前工作情况及前人成果，该区主要找矿标志有以下3点，分别为：

（1）构造标志：敦德铁锌矿矿床产于古火山机构北东侧，成矿直接受古火山机构和通道的控制。矿体及蚀变带，分布于距火山机构中心有一定距离的环状裂隙带中。这种环状裂隙，即是火山气液的通道，也是岩浆侵入的必经之路，铁矿体的外围，也是金矿的多期成矿的通道构造，有利成矿。

（2）地球化学标志：金异常并叠加Cu、Pb、Zn、Au等组合的土壤、岩石地球化学异常，是重要的地球化学找矿标志。

（3）围岩蚀变标志：围岩的透辉石化、石榴子石化、矽卡岩化、大理岩化、绿帘石化、绿泥石化、黄铁矿化、磁黄铁矿化、（钴）毒砂化、斜砷方铁矿化、硅化、碳酸盐化等蚀变是本区金矿的重要找矿标志。

6 结论

断裂构造活动是内生矿产成矿物质活化迁移的主要驱动力，是矿浆产生迁移的主要因素之一，同时断裂构造本身又是矿浆活动的通道和沉淀场所,区内构造变形复杂，是新疆西天山造山带的重要组成部分，也是多金属矿成矿的有利地段，具有良好的成矿条件，虽然目前圈定矿体规模受勘查投入的限制，但对指导周边及深部找矿具有极其重要的意义，在该区域进一步加强Au 矿体勘查投入，可以进一步摸清矿体产状，核实资源储量，具有较好的找矿前景。