新疆準(zhǔn)噶爾盆地清水泉金礦床地質(zhì)特征及成因分析

新疆準(zhǔn)噶爾盆地清水泉金礦床地質(zhì)特征及成因分析

清水泉金礦床位于清水-向吉泉斷裂帶（大面積斷裂變形帶）的南部（圖1）。清水—蘇吉泉大斷裂呈寬闊的負(fù)地形斜穿全區(qū),帶內(nèi)巖石發(fā)生強烈變形變質(zhì)作用,發(fā)育劈理化、片理化和碎裂巖化;地層出露金豐度值較高的中石炭統(tǒng)淺變質(zhì)巖系。區(qū)內(nèi)金礦床(點)星羅棋布,形成沿EW向主構(gòu)造線呈似等間距分布的密集礦點(脈)群,并有望成為東準(zhǔn)地區(qū)繼雙泉之后的又一大型礦集區(qū)。本次研究工作旨在揭示清水泉金礦礦體的賦存延伸規(guī)律,為加速勘查評價、拓展礦集區(qū)規(guī)模及成礦預(yù)測提供裨益。1成礦系統(tǒng)的潛在礦源層清水泉金礦床位于新疆東準(zhǔn)噶爾地區(qū)卡拉麥里成礦帶西段,構(gòu)造位置屬西伯利亞板塊與哈薩克斯坦—準(zhǔn)噶爾板塊的縫合帶———卡拉麥里—達爾布特蛇綠巖帶東段卡拉麥里強應(yīng)變構(gòu)造帶內(nèi)?？ɡ溊飿?gòu)造帶是卡拉麥里泥盆—石炭系殘余海盆經(jīng)洋陸體系轉(zhuǎn)換、陸陸碰撞造山演化形成的,該區(qū)于中泥盆世后期準(zhǔn)噶爾洋殼開始消減,洋槽基本閉合,開始出現(xiàn)陸緣—火山碎屑沉積相,在洋殼俯沖和洋盆閉合階段陸緣火山巖漿弧、殘余海盆和俯沖帶上形成的含碳質(zhì)陸源—火山碎屑巖建造及混雜蛇綠巖塊是金豐度較高的地質(zhì)體,構(gòu)成了成礦系統(tǒng)潛在的礦源層(體)。強烈的碰撞擠壓作用始于中石炭世,晚石炭世達到高潮,在這一時期,東準(zhǔn)噶爾地區(qū)的各地塊在近SN向擠壓應(yīng)力作用下發(fā)生強烈碰撞,并沿原來的俯沖—縫合帶及島弧的深斷裂產(chǎn)生由北而南的大規(guī)模推覆、疊瓦式逆沖斷裂。卡拉麥里一帶偏堿性花崗巖及基性—超基性巖的大面積侵入形成以中酸性為主的大陸邊緣火山巖帶和蛇綠巖帶。礦床的成礦作用主要發(fā)生在晚石炭世—二疊紀(jì),與碰撞造山作用的時間一致且空間上吻合,卡拉麥里強應(yīng)變構(gòu)造帶經(jīng)過多次脆—韌性變形和巖漿侵入活動,不僅為金礦化提供了物源條件,同時也為區(qū)內(nèi)深源分散Au元素活化、遷移和富集提供了巖石強烈變形變質(zhì)和金活化的熱源條件,礦床主要集中分布在碰撞造山帶內(nèi)部碰撞造山作用或陸內(nèi)俯沖作用較強烈的地帶———卡拉麥里強應(yīng)變構(gòu)造帶內(nèi),該強應(yīng)變構(gòu)造帶控制著東準(zhǔn)噶爾地區(qū)金、銅、鉛、鋅、錫等內(nèi)生金屬礦床的形成和分布,構(gòu)成了該區(qū)最重要的金成礦系統(tǒng)。2礦區(qū)地質(zhì)特征2.1充積相控礦因素清水泉金礦床位于清水—蘇吉泉斷裂帶南側(cè),礦床就位于該斷裂之次級NE、NEE向次級構(gòu)造和張裂隙組中,礦床就位地層為一套淺海相及陸源火山碎屑巖地層,巖性為凝灰質(zhì)砂巖、角礫巖和沉凝灰?guī)r,受強烈構(gòu)造擠壓破碎發(fā)育較強片理化和千枚巖化;區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁,歷經(jīng)多期構(gòu)造旋回,深成超基性巖和中酸性花崗巖體沿區(qū)內(nèi)主構(gòu)造線廣泛分布;清水—蘇吉泉斷裂及其次級斷裂構(gòu)成良好的導(dǎo)礦及賦礦空間。區(qū)內(nèi)地層主要為中石炭統(tǒng)清水組,為一套火山碎屑—沉積巖,巖性主要為灰綠—綠色凝灰質(zhì)砂巖、粉砂巖、層凝灰?guī)r、晶屑凝灰?guī)r、凝灰角礫巖和火山角礫巖等火山碎屑巖。其中北部出露清水組第一段,為一套灰—深灰色夾少量灰綠色凝灰質(zhì)中—細(xì)粒砂巖、晶屑凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)礫巖及凝灰?guī)r,并以凝灰質(zhì)中—細(xì)粒砂巖為主體;東南部出露清水組第二段,由一套深灰—灰黑色夾少量灰綠色細(xì)玻屑凝灰?guī)r、細(xì)凝灰質(zhì)礫巖、砂巖和片理化粉砂巖組成,與第一段呈整合接觸關(guān)系,構(gòu)成成礦的母巖層(圖2)。區(qū)內(nèi)構(gòu)造十分發(fā)育,以斷裂為主。清水—蘇吉泉大斷裂在礦區(qū)北側(cè)呈近EW向貫穿全區(qū),地貌上呈被第四系覆蓋的負(fù)地形,區(qū)內(nèi)延伸長18km,寬100~300m,走向275~290°,傾向以NE為主,局部反傾(SW),傾角70~85°,為高角度逆沖壓性斷層。斷裂帶內(nèi)巖石變形強烈,發(fā)育蝕變絹云母千枚巖帶和蝕變碎裂巖。區(qū)域構(gòu)造分析研究表明,該斷裂帶局限于卡拉麥里強應(yīng)變帶內(nèi),以強烈擠壓破碎、塑性變形而顯示較明顯的脆性擠壓沖斷性質(zhì)及韌—脆性變形特征,發(fā)育糜棱巖化巖石和構(gòu)造片巖系列,是一條具強烈擠壓片理化和糜棱巖化為特征的強韌—脆性剪切變形帶,并歷經(jīng)多次活動疊加后期脆性變形性質(zhì),其次級斷裂亦較發(fā)育(表1)。該組斷層對超基性巖和含金石英脈起著直接控制作用,構(gòu)成了成礦流體上升和賦存的有利空間,是重要的控礦斷裂和容礦部位。區(qū)內(nèi)巖漿活動較發(fā)育,侵入和噴出次數(shù)頻繁,并具有較明顯的旋回性,從超基性到堿性巖均有出露,以侵入巖為主,噴出巖次之。侵入巖主要分布于清水—蘇吉泉大斷裂北側(cè),主要為區(qū)內(nèi)北部的老鴉泉巖體,巖性為斜長花崗巖、黑云母花崗巖和石英閃長巖等,呈巖基及大小不等的巖株狀產(chǎn)出,為華力西中期的產(chǎn)物,并與該區(qū)晚古生代發(fā)生的俯沖碰撞造山作用密切相關(guān);其次為分布于礦區(qū)北部呈帶狀產(chǎn)出的超基性巖,構(gòu)成蛇綠混雜巖帶的重要組成部分。噴出巖在清水—蘇吉泉大斷裂南北側(cè)均有出露,以沉積一套火山碎屑巖和火山角礫巖為特征,多已發(fā)生區(qū)域變質(zhì),發(fā)育低綠片巖相和葡萄石相。2.2-9出露中石炭統(tǒng)思想變化礦區(qū)為低山丘陵區(qū),地形切割不大,基巖多裸露,植被稀少,水系不發(fā)育。氣候?qū)俅箨懶愿珊禋夂?晝夜溫差大。巖石以物理風(fēng)化為主,成壤作用甚弱,局部殘積覆蓋區(qū)表層以散落的殘積巖石為主。該種景觀特征經(jīng)采用1∶2.5萬巖屑地球化學(xué)測量,以金品位2×10-9為下限圈定出一個長約4km、寬約1km的Au、Sb、Ni綜合異常(圖2),異常強度較高(元素最高值:Au為179.6×10-9、Sb為412×10-6、Ni為195×10-6),包含Au2和Au3單元素異常,各異常濃集中心明顯,具濃度分帶,異常特征見表2。異常區(qū)主要出露中石炭統(tǒng)清水組,異常分布顯示出受線性構(gòu)造控制的特點,并與2、3號脈及清水金礦分布高度吻合,為典型的與金礦化有關(guān)的低溫?zé)嵋涸禺惓?且Au元素就其均值、標(biāo)準(zhǔn)離差均表現(xiàn)出較高特點,表明Au元素沿?zé)嵋毫黧w、構(gòu)造發(fā)育部位相對比較活潑,具較強的活化遷移富集能力,易于在局部成礦有利部位集中。這一點與本區(qū)構(gòu)造破碎帶、石英脈與金礦化關(guān)系密切的事實相吻合,其對應(yīng)的成礦類型為構(gòu)造碎變破蝕巖型或石英脈型金礦,其異常規(guī)模和展布特征顯示出較大的成礦潛力。3號脈礦化特征目前,清水泉金礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)13號3條含金礦脈,呈近平行或相交分布(圖2),礦床賦存地層為中石炭統(tǒng)清水組,并受近EW向清水—蘇吉泉斷裂之次級斷裂(NEE及NE向)控制且賦存于其中,2號脈賦存于F5構(gòu)造帶,3號脈賦存于F2構(gòu)造帶內(nèi),脈體延伸較穩(wěn)定。礦脈類型可分為2種:北側(cè)1、2號脈為石英脈型,石英脈呈細(xì)脈狀或透鏡體狀、條帶狀分布;南側(cè)3號脈為破碎蝕變巖夾石英脈型,礦脈與圍巖呈過渡接觸,二者礦化均具黃鐵礦化和褐鐵礦化,地表鐵帽顯著,蝕變?yōu)楣杌?、絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化和高嶺土化等,屬低—中溫?zé)嵋何g變組合。從槽探地表揭露顯示,地表金礦化富集不均勻,2號脈于東段、中部見到工業(yè)礦體,3號脈東段見厚度、品位穩(wěn)定的工業(yè)礦體(清水金礦揭露),其余具礦化顯示(表3)。礦石中金屬礦物主要為金、黃鐵礦和褐鐵礦,含少量毒砂和赤鐵礦。金的賦存狀態(tài)主要為分布于礦物顆粒之間的粒間金,其次為沿脈石礦物微裂隙分布的裂隙金,粒徑為0.003~0.750mm,屬細(xì)粒—微細(xì)粒金;黃鐵礦(1%~3%)呈細(xì)?！⒓?xì)浸染狀、薄膜狀和立方體狀產(chǎn)出;褐鐵礦(2%~5%)呈薄膜狀、團塊狀和蜂窩狀產(chǎn)出;含有少量毒砂(0.3%~3.5%)。脈石礦物主要為方解石、絹云母、石英、綠泥石和斜長石,含少量高嶺土和磷灰石等。礦石結(jié)構(gòu)為粒狀、碎裂、糜棱、交代殘余和半自形—他形等,構(gòu)造為塊狀、浸染狀、薄膜狀、條帶狀、千枚狀、塑性流動和拖尾等,其中以半自形—他形粒狀、碎裂結(jié)構(gòu)以及千枚狀、塊狀構(gòu)造較常見。礦石礦物組合類型有石英—黃鐵礦、石英—毒砂和石英—黃鐵礦—毒砂。4控制因素4.1金礦床脈結(jié)構(gòu)特征清水泉金礦床產(chǎn)于特定的地層層位———中石炭統(tǒng)清水組第一巖性段中,與清水金礦賦存層位相同。根據(jù)礦區(qū)及其附近6條地球化學(xué)剖面測定結(jié)果,整個中石炭統(tǒng)清水組第一巖性段火山—沉積巖系(綠色凝灰質(zhì)砂巖、粉砂巖、晶屑凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)礫巖等火山碎屑巖)中金具有較高的豐度值和較大的變異系數(shù),金豐度值達4.38×10-9,高于本區(qū)地層平均值(2.32×10-9),變異系數(shù)達758.6%(表4),表明本區(qū)Au元素屬強富集和強分異型,活化富集非常顯著,易形成局部富集的高值區(qū)及金異常集中區(qū),直接為金成礦提供物質(zhì)來源。在后期的構(gòu)造活動和巖漿作用改造中,易形成金的工業(yè)礦體,控制了金礦床(脈)的富集層位。此外,金礦的富集與沉積相—巖性層有一定的關(guān)系,多富集于火山巖相—凝灰質(zhì)礫巖和晶屑凝灰?guī)r中。4.2構(gòu)造對成礦的控制清水泉金礦床產(chǎn)于卡拉麥里成礦帶西段由卡拉麥里深斷裂與清水—蘇吉泉大斷裂所構(gòu)成的強應(yīng)變構(gòu)造帶內(nèi),受強應(yīng)變構(gòu)造帶影響,區(qū)內(nèi)形成由不同期次和不同方向低序次構(gòu)造互相疊加而成的構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)。礦區(qū)主斷裂構(gòu)成導(dǎo)礦構(gòu)造,礦體定位于與主斷裂相交的NE、NEE向斷裂、裂隙、羽狀剪切帶和層間小型滑脫帶中,屬其次級、更次級斷裂系統(tǒng),構(gòu)造對礦體起定位作用,從而形成富工業(yè)礦體。如2號脈東段CK06處,在NEE向次級斷裂疊加近SN向構(gòu)造帶,經(jīng)由硫化物石英脈充填,構(gòu)成了礦體富集地段,礦石品位達5×10-6~34×10-6。大量資料表明,構(gòu)造序次發(fā)育程度是決定礦體定位賦存的關(guān)鍵因素,礦體往往定位于主構(gòu)造帶內(nèi)(及附近)低序次構(gòu)造體系中,構(gòu)成導(dǎo)礦—容礦構(gòu)造控礦系統(tǒng)。該區(qū)主斷裂為清水—蘇吉泉大斷裂,其在區(qū)內(nèi)長約90km,寬100~300m,為右旋壓剪性斷裂,是一條具強烈擠壓片理化、劈理化和糜棱巖化的韌—脆性剪切變形帶,由其內(nèi)構(gòu)造閉合、擴容程度(構(gòu)造擠壓的強壓區(qū)、低壓區(qū))控制了區(qū)內(nèi)金礦點呈等間距分段集中特征(由西向東分布清水礦點群、金水泉礦點群、雙泉礦點群和蘇吉泉東礦點群)。這種主構(gòu)造與次級構(gòu)造之間存在溫度和壓力梯度,主構(gòu)造中的流體來源較深,溫度和壓力較高,不利于金從流體中沉淀出來,當(dāng)流體進入到次一級或更次一級的構(gòu)造中,隨流體溫度和壓力降低,金等成礦物質(zhì)沉淀下來,使得礦床(體)形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模與其控礦空間、變形程度相吻合。4.3巖漿及蛇綠巖區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁,以侵入巖為主,沿清水—蘇吉泉大斷裂北側(cè)分布有老鴉泉巖體,并分布有大量海相火山巖地層。首先,盡管區(qū)內(nèi)金礦床賦礦圍巖各有不同,但均直接產(chǎn)于火山巖中,顯示與巖漿活動有關(guān);其次,根據(jù)前述區(qū)域構(gòu)造演化背景,本區(qū)成礦時代大約在晚石炭世—二疊紀(jì),前人對區(qū)內(nèi)北部斜長花崗巖體的測年結(jié)果顯示,其侵入時代大概為373Ma,是晚泥盆世和早石炭世構(gòu)造—熱事件的產(chǎn)物,代表該區(qū)花崗巖及蛇綠巖的侵入年齡,事件發(fā)生時間在該區(qū)發(fā)生大規(guī)模碰撞造山、構(gòu)造推覆及成礦之前。巖漿巖的上侵定位與后續(xù)構(gòu)造演化相連續(xù),使得構(gòu)造擴展,成礦過程的持續(xù)演化,顯示金礦床的成礦時代與巖漿巖上侵定位的相關(guān)性及華力西中期巖漿活動對金礦形成的控制作用。5金礦床成礦標(biāo)志(1)礦化石英脈、礦化破碎蝕變巖夾石英脈。石英為煙灰—灰白色,呈砂糖狀,格子狀和樹枝狀裂隙發(fā)育,沿裂隙充填硫化物,為含金石英脈的重要標(biāo)志。(2)礦化體標(biāo)志。主要有自然金、黃鐵礦化和黃銅礦化,其次為赤鐵礦化、褐鐵礦化、磁鐵礦化和黃鉀鐵釩等。(3)圍巖蝕變標(biāo)志。該類型金礦床熱液蝕變強烈,礦體及圍巖發(fā)育較強的黃鐵礦化、褐鐵礦化、絹云母化、硅化、碳酸鹽化和綠泥石化,偶見毒砂化,其深部“紅化”、硅化尤其是示礦標(biāo)志。(4)地層標(biāo)志。礦脈產(chǎn)出地層主要為中石炭統(tǒng)清水組,該套地層既是賦礦地層又是礦源層,當(dāng)具有利于成礦的巖性組合(凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖、凝灰質(zhì)角礫巖、變粉砂巖、絹云千枚巖和粉砂質(zhì)千枚巖等)時含礦性明顯。(5)構(gòu)造標(biāo)志。清水—蘇吉泉大斷裂與次級斷裂是本區(qū)金礦的導(dǎo)礦和容礦構(gòu)造,礦體主要賦存在主斷裂下盤NE、NEE向次級斷裂及其分支斷裂中,與斷裂相伴的韌性剪切帶、羽狀裂隙帶和密集片理化帶,不同體系斷裂交會及劈理、小皺褶、塑性變形等微構(gòu)造發(fā)育部位是最有利于成礦的構(gòu)造環(huán)境。(6)變形標(biāo)志。金礦床發(fā)育部位石英透鏡體具較強剪切變形,發(fā)育剪節(jié)理、線理和石香腸等韌—脆性變形形跡,隨著剪切變形的增強,金富集程度提高。(7)巖漿巖標(biāo)志。位于區(qū)內(nèi)北側(cè)的老鴉泉巖體邊部、接觸帶(尤其是外接觸帶)、巖株、脈巖分布區(qū)、帶狀超基性巖侵入部位及其附近的斷裂帶與蝕變帶、地層的內(nèi)外接觸帶、不同巖相接觸部位,是成礦的有利部位。(8)地球化學(xué)標(biāo)志。經(jīng)元素地球化學(xué)測量證明,區(qū)內(nèi)沿石英脈、蝕變巖部位均具有與其分布相吻合的線狀異常,Au與As具明顯相關(guān)性,Au、As單元素異常分布區(qū)和Au、As元素組合異常分布區(qū)對于指示金異常及金礦體具有明顯的地球化學(xué)意義。(9)礦物標(biāo)志。黃鐵礦化和毒砂化是找金的礦物標(biāo)志,地表則形成明顯的氧化鐵帽,深部發(fā)育強烈的“紅化”,黃鐵礦呈細(xì)粒狀和浸染狀,自形程度愈低、晶粒愈細(xì)小且破碎程度愈嚴(yán)重,相對金含量則愈高。6礦床地質(zhì)特征東準(zhǔn)噶爾地區(qū)作為新疆重要的金及多金屬成礦區(qū)域,其構(gòu)造及地層演化經(jīng)歷了長期而復(fù)雜的歷史。區(qū)內(nèi)成礦作用主要發(fā)生于晚石炭世—二疊紀(jì)碰撞造山階段,火山噴發(fā)形成的火山巖構(gòu)成成礦的母巖層,強烈構(gòu)造破碎和韌—脆性剪切提供了礦質(zhì)遷移富集的動力,在深部熱源