新疆青東地區(qū)黃土梁金礦地質(zhì)特征及開發(fā)利用

新疆青東地區(qū)黃土梁金礦地質(zhì)特征及開發(fā)利用

2001年，第六地質(zhì)大隊在國土資源大調(diào)查項目中發(fā)現(xiàn)了金礦床，并在后期進行了草測試、槽鉆和勘探，初步評估為小型金礦床。2004年至今,新疆天目礦業(yè)資源開發(fā)有限公司自籌資金依據(jù)邊探邊采的原則,對本礦床進行了開采。本礦床目前研究程度較低,投入工作量較少,對其形成時代、地質(zhì)特征、成礦規(guī)律等認識不足,急需加強綜合研究。1-上古生代構造區(qū)礦床位于準噶爾成礦域,覺羅塔格銅、鎳、金、鉬、鐵、鉛鋅、稀有金屬成礦帶,康古爾—黃山銅、鎳、金、鉬成礦亞帶。區(qū)域上康古爾深大斷裂兩側的韌性剪切帶(康古爾韌性剪切帶)內(nèi),陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了康古爾、石英灘、馬頭灘、紅嶺、老金硐、黑石梁等多處金礦床(點)。本區(qū)大地構造位于塔里木板塊和準噶爾板塊結合部位(圖1),塔里木板塊北緣(Ⅲ)小熱泉子—梧桐窩子早石炭世弧內(nèi)盆地(Ⅳ)內(nèi)。以黃山—康古爾斷裂為界,北側為大南湖—頭蘇泉泥盆紀島弧,南側為苦水—干墩早石炭世裂隙帶。黃山—康古爾斷裂北主要出露梧桐窩子組一套深灰—灰綠色海相噴發(fā)巖;以南出露的地層為干墩組深灰—灰黑色淺變質(zhì)的硅質(zhì)巖、泥質(zhì)巖及少量基性火山巖。區(qū)內(nèi)金礦、銅鎳礦主要分布于這兩套地層之中。本區(qū)位于1∶20萬重力布格異?？倒艩枴R兒泉重力梯級帶的東段,呈局部重力高異常。在1∶100萬航磁異常圖上,本區(qū)位于赤湖—梧桐窩子泉正磁異常區(qū),呈強磁場區(qū)中的局部條帶狀弱正磁場異常。本區(qū)元素組合具有一定分布規(guī)律:在變質(zhì)巖石中分布Au-Ag-As-Sb-Cd;在中基性—超基性巖體中為Cr-Ni-Co-Cu-V-Mn;與構造熱液活動有關的為Pb-Zn-Mo-As;與某些斷裂構造中酸性巖體侵入作用之熱液活動有關的為Mo-Cu。本區(qū)尋找Au、Cu、Ni、Co、Mo礦等具有良好的地球化學前提。2礦床的地質(zhì)特征2.1礦區(qū)地質(zhì)特征2.1.1巖石成因類型及產(chǎn)出地質(zhì)情況礦區(qū)內(nèi)僅有第四系全新統(tǒng)沖—洪積相分布在溝谷、低凹地中,由松散砂土、亞砂土、碎石組成。礦區(qū)內(nèi)出露巖石均為侵入巖,其中華力西中期侵入巖廣泛分布,加里東期侵入巖僅有少量出露。加里東期侵入巖主要分布于礦區(qū)東南角,但在礦區(qū)以外呈巖基大面積出露,巖性為斜長花崗巖。由于受區(qū)域構造及康古爾韌性剪切構造活動影響,巖石均發(fā)生強烈變形變質(zhì)作用,多以糜棱巖的形式存在,巖石中拉伸線理、定向構造明顯,主要為花崗質(zhì)糜棱巖。華力西中期侵入巖在礦區(qū)廣泛出露,巖性為石英閃長巖、花崗閃長巖和輝長巖。與加里東期侵入巖呈侵入接觸,受區(qū)域構造及康古爾韌性剪切構造活動的影響,巖石普遍發(fā)生較強的變形變質(zhì)作用,巖石片理化、糜棱巖化非常發(fā)育,特別是在石英脈出露部位多為糜棱巖,主要為糜棱巖化石英閃長巖、糜棱巖化花崗閃長巖。礦區(qū)脈巖非常發(fā)育,以灰黑色閃長巖脈最為突出,次為石英脈和花崗巖脈。航片影像資料顯示在黑石梁地區(qū)灰黑色閃長巖脈多呈330°或150°方位幾乎等間距平行密集產(chǎn)出,與區(qū)域構造線方向和侵入巖體展布方向近乎垂直,切穿區(qū)內(nèi)不同期次的侵入巖體。礦區(qū)內(nèi)由東向西閃長巖脈的產(chǎn)出密度逐漸稀疏,規(guī)模逐漸變小。脈巖呈北北西向延伸,走向上呈舒緩波狀,延伸可長達1~2km,脈寬1~20m不等,產(chǎn)狀陡立。閃長巖脈被后期的石英脈、花崗巖脈切割,但無位移。黑石梁金礦地質(zhì)圖如圖2所示。2.1.2地表內(nèi)石英脈礦區(qū)內(nèi)石英脈比較發(fā)育,脈體大小規(guī)模不一。規(guī)模小的脈體長10~100m,寬0.1~1m,多沿北東向斷續(xù)產(chǎn)出;規(guī)模較大的脈狀體長100~600m,寬0.5~5m。石英脈走向多為北東向,傾向南東,傾角多在70°以上;少數(shù)北北東向;個別近南北向產(chǎn)出。其中只有北東向的少數(shù)石英脈具有金礦化,以規(guī)模較小的石英脈礦化較好,大脈礦化極不均勻。礦區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)多條北東向的石英脈具有金礦化現(xiàn)象,圈定出5條含金石英脈(金礦體)。含金石英脈具褐鐵礦化、黃鐵礦化、黃銅礦化、金礦化、方鉛礦化等蝕變,地表含金石英脈平均品位(1.96~4.63)×10-6。石英脈的兩側近脈圍巖為石英閃長質(zhì)糜棱巖。金礦脈近礦圍巖除巖石蝕變及糜棱巖化強外,還具有一定的金礦化。2.1.3構造張裂隙發(fā)育的期次康古爾深大斷裂從礦區(qū)北側附近沿北東東向通過,區(qū)域性康古爾韌性剪切帶從深大斷裂以南沿北東東向較大寬度通過,礦區(qū)正處于寬度較大的韌性剪切帶內(nèi),帶內(nèi)巖石普遍發(fā)生較強的糜棱巖化作用,變形變質(zhì)特征十分明顯,糜棱條帶狀構造、眼球透鏡體狀構造普遍存在,糜棱線理、糜棱片理在巖石中較為發(fā)育。礦區(qū)內(nèi)沿北東東走向發(fā)生的糜棱巖化作用的強弱在垂直走向上表現(xiàn)為不均勻,普遍表現(xiàn)為中等強度的糜棱巖化作用,強韌性剪切變形變質(zhì)作用多集中在石英脈較發(fā)育的部位,由北向南有逐漸增強的趨勢。礦區(qū)東南角出露的斜長花崗巖已變形變質(zhì)成為糜棱巖。密集產(chǎn)出的暗色閃長巖脈出露完整無錯斷的特征,證明礦區(qū)無規(guī)模較大斷層構造通過。依據(jù)礦區(qū)內(nèi)發(fā)育的暗色閃長巖脈和石英巖脈的產(chǎn)狀和切割關系,礦區(qū)內(nèi)存在兩期構造張裂隙。第一期張裂隙由暗色閃長巖脈充填,走向北北西向,沿走向平行密集排列,蜿蜒舒緩曲形產(chǎn)出,由東向西逐漸稀疏,在稀疏發(fā)育區(qū)顯示共軛剪切X型的特征。該期張裂隙規(guī)模大,裂深大,有深源基性巖漿上涌,這與礦區(qū)東南側規(guī)模較大的黑石梁基性雜巖體是對應的。第二期張裂隙由石英脈填充,走向北東向,與區(qū)域構造方向一致,稀疏斷續(xù)發(fā)育,一般規(guī)模較小,局部規(guī)模較大,該期裂隙切割早期的裂隙充填石英脈,但總體錯動不明顯。2.1.4碎斑—變質(zhì)作用特征區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用與深大斷裂和韌性剪切活動有密切的關系,區(qū)域性動力變質(zhì)作用在礦區(qū)內(nèi)表現(xiàn)突出。以礦區(qū)西部出露的石英閃長質(zhì)糜棱巖反映的韌性剪切變形變質(zhì)特征為代表,巖石中存在著普遍的變余糜棱結構和初糜棱結構,碎斑—眼球狀構造和糜棱條帶狀構造。礦物組份特征也反映為動力變質(zhì)的特性,斜長石普遍碎?；⒕哂薪佋颇富g變;石英具亞顆?；?并呈粒狀變晶鑲嵌集合體狀存在,內(nèi)部殘留石英具強波狀消光。立方體黃鐵礦呈壓扁狀,形成壓力影。新生礦物主要為絹云母、綠泥石、纖閃石、白云母等,為低綠片巖相的變質(zhì)礦物組合。韌性剪切構造活動帶不僅是變形變質(zhì)帶,還是由不同來源的流體介質(zhì)參與的熱液蝕變帶。西部Au1礦體的圍巖反映的熱液蝕變較強烈并具有代表性。熱液蝕變作用主要有碳酸鹽化、綠簾石化、綠泥石化、絹云母化,伴有不均勻的黃鐵礦化、褐鐵礦化、黃銅礦化及金礦化。2.2異常中心金含量值1∶20萬地球化學測量顯示,在紅嶺—興隆一帶分布Au9、Au10、Au11等金異常。平面上呈現(xiàn)比較規(guī)則的形態(tài),大致呈北東東向串珠狀排列,與區(qū)域構造線方向完全一致。異常中心金含量值為(2.5~15)×10-9,多具濃度分帶。這些金異常多套合有Ag、Cu、Pb、As、B等元素的異常,金異常展布面積為8~45km2。其中在Au9異常中已發(fā)現(xiàn)黑石梁金礦,Au10、Au11異常中已發(fā)現(xiàn)紅嶺金礦和老金硐金礦點。金異常特征見表1。3礦床的地質(zhì)特征3.1金礦體形態(tài)、產(chǎn)狀及金提升黑石梁金礦產(chǎn)于康古爾深大斷裂南側強韌性剪切變形變質(zhì)帶中,以邊界品位Au≥1.0×10-6、最小可采厚度0.8m為指標,共圈定金礦體5個。礦體成因類型和礦床特征大致類似,其總體特征如下:(1)形態(tài)特征:礦體以石英脈型金礦為主,個別為石英脈+蝕變巖型金礦,金礦體形態(tài)以脈狀為主,個別呈透鏡狀。(2)礦體規(guī)模:Au4礦體為主礦體,礦體規(guī)模均較小,礦體一般長16~176m,厚0.27~4.33m,控制斜深24~248m,總體向深部礦體逐漸尖滅,局部礦體在深部膨大。(3)產(chǎn)狀:礦體走向以北東向為主,6個礦體走向在38°~60°之間,次為近東西走向,僅Au3號1個礦體,走向93°;傾向南東或南,傾角62°~87°。(4)品位:礦體金平均品位(1.97~13.43)×10-6,品位較均勻。(5)賦礦巖石:金礦體大多為含金石英脈,僅Au5礦體局部為含金蝕變巖,巖石類型為絹云綠泥千糜巖、石英閃長質(zhì)糜棱巖。(6)頂?shù)装鍑鷰r:石英脈型金礦體頂?shù)装鍑鷰r以糜棱巖化石英閃長巖、石英閃長質(zhì)糜棱巖為主,另有蝕變糜棱巖、蝕變糜棱片巖等。蝕變巖+石英脈型金礦體頂?shù)装鍑鷰r以石英閃長質(zhì)糜棱巖為主、次為蝕變糜棱片巖。3.2原生金屬石化礦石中礦石礦物有自然金、褐鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、黝銅礦、方鉛礦、輝銅礦、氯銅礦、孔雀石等。自然金:多次生金,見有少量原生金。次生金呈微細粒他形浸染狀、集合體狀存在于粉末—膠狀假象褐鐵礦中和存在于銅藍、假象褐鐵礦邊緣,次生金粒徑0.001~0.003mm。原生金呈他形—半自形粒狀存在,粒徑大于0.01mm,以包裹金和裂隙金存在于石英脈石中,原生金還存在于黃鐵礦的裂隙中。礦石中脈石礦物以石英為主,次為斜長石、絹云母、綠泥石、方解石、電氣石等。石英:細粒粒狀鑲嵌變晶或具應變效應亞顆粒變晶,粒徑0.03~0.3mm,亞顆粒變晶中有少量具定向和強波狀消光的殘留石英,殘留體粒徑0.5~3mm,不規(guī)則狀。3.3伴生用組份ag、wo3、s含量對控制Au4礦體的TC1、TC0、TC2和ZK1-1等工程中的礦樣進行了組合分析。從表2可見Au4號礦體礦石中伴生有用組份Ag平均含量22.66×10-6,WO3平均含量0.09×10-2,Co平均含量0.014×10-2,S平均含量2.31×10-2,已達綜合回收利用最低工業(yè)指標要求;礦石中主要有害組份As平均品位5.4×10-6,超出最低工業(yè)指標要求。4關于床成因的研究4.1結構構造及礦物學特征根據(jù)現(xiàn)有成礦模式和理論,將產(chǎn)于大型韌性剪切帶內(nèi)的黑石梁金礦的成礦演化劃分為含暗金的早期階段、含細粒金的中期階段和含塊金的晚期階段。早期階段:韌性剪切變形變質(zhì)作用的發(fā)生和演化過程中,熱液流體從礦源層中將金萃取出來,形成含金的流體。在剪切帶由韌性變形演進至韌—脆性變形的過渡階段,含金流體沿剪切變質(zhì)帶向上運移沉淀,形成金礦化蝕變,以強烈的綠泥石化(絹云母化)和硅化、碳酸鹽化蝕變作用為特征,同時伴有含金磁黃鐵礦的結晶作用。其間,金通過置換鐵呈固溶體的形式存在于磁黃鐵礦或黃鐵礦中,為無礦物顯現(xiàn)的暗金階段。該階段的礦物組合為:絹云母+鐵白云石+綠泥石+黃鐵礦。中期階段(主成礦階段):在剪切帶內(nèi)形成的剪切裂隙中充填含有不同數(shù)量硫化物的塊狀石英脈,隨著剪切帶的繼續(xù)活動,已充填在斷裂內(nèi)的塊狀石英脈被改造,形成一種利于俘獲金的“微砂糖狀石英”的礦物相,形成具有工業(yè)意義的金礦化。該期是早期金礦化的延續(xù),金以一種礦物相出現(xiàn),金顆粒細小,呈包裹體形式賦存于硫化物和“微砂糖狀石英”中,或呈浸染狀微粒分布于硫化物晶體周圍。該階段金礦化同時與多中礦物相伴生。該階段礦物組合為:自然金+黃鐵礦+黃銅礦+方鉛礦+毒砂+黝銅礦+微砂糖狀石英。晚期階段:在拉伸構造機制的作用下,剪切帶內(nèi)發(fā)育一系列張性裂隙,使礦物相出現(xiàn)大量小晶洞,微砂糖狀石英重結晶呈細粒石英,局部可見自然金呈數(shù)毫米大小的顆粒產(chǎn)出。該階段基本無新的金礦化,只是前兩個階段的金礦化發(fā)生重新分配,局部出現(xiàn)塊金效應。該階段礦物組合為:自然金+銀金礦+銀黝銅礦+砂糖狀石英。4.2剪切帶內(nèi)金流質(zhì)的變化石炭紀末期準噶爾板塊與塔里木板塊開始碰撞,由于準噶爾洋殼板塊向塔里木陸殼板塊之下俯沖,使板塊前緣不斷活化,形成覺羅塔格島弧帶;在陸板一側的加里東期侵入巖受區(qū)域性動力變質(zhì)作用影響,開始發(fā)生構造變形變質(zhì),康古爾韌性剪切帶萌發(fā),并開始了長期復雜的演化歷程。隨著變形變質(zhì)作用的進行,帶內(nèi)巖石被細?；?剪切帶中及其以外的多成因流體向著帶內(nèi)流動或滲透,萃取了韌性剪切帶內(nèi)及兩側受影響范圍巖石中的金,形成含金流體。在韌性剪切變形變質(zhì)作用向脆—韌性剪切轉(zhuǎn)變過渡階段,含金流體沿剪切變質(zhì)帶上升,在巖石的變形由韌性轉(zhuǎn)向脆性的過渡環(huán)境中,含金流體與構造巖反應,使金沉淀下來產(chǎn)生金礦化蝕變。在金礦化的早期階段,相當于韌性—半脆性變形發(fā)育階段,構造變形變質(zhì)巖石發(fā)生強烈的綠泥石化(絹云母化)、硅化、碳酸鹽化蝕變,同時伴有含金磁黃鐵礦沿糜棱片理面(葉理面)的結晶作用,金以固溶體的形式存在于硫化物的晶格中,不顯示礦物特征,為暗金階段。中期階段,在剪切帶內(nèi)形成含硫化物的石英脈。石英脈被持續(xù)的剪切活動改造,形成能俘獲金的“微砂糖狀石英”,產(chǎn)生有工業(yè)意義的金礦化。金以一種礦物相出現(xiàn),粒度細小,呈包裹形式存在于硫化物和“微砂糖狀石英”中,或呈微粒云分布在硫化物晶體周圍。晚期階段僅使前兩個階段的礦化發(fā)生重新分配,出現(xiàn)塊金效應,基本不再產(chǎn)生新的金礦化。在韌性剪切變形變質(zhì)作用最強烈的核心部位形成糜棱巖、超糜棱巖等,礦化熱液蝕變選擇這些部位的巖石和裂隙進行交代和就位形成金礦體。綜上,本金礦床應為破碎蝕變巖型—中酸性巖漿巖亞型金礦床。5采礦業(yè)5.1康古爾韌性剪切帶對比本區(qū)域破碎蝕變巖中所產(chǎn)出的金礦床(表3)可知,本金礦床與區(qū)域金礦床控礦構造均為康古爾韌性剪切帶,形成時代相近,也應具有極好的找礦前景。此外,康古爾韌性剪切帶西段主要為火山巖、中酸性侵入巖,而東段還見有大量基性—超基性侵入巖,表明東段韌性剪切帶影響深度應更大。金礦床形成時代差異也表明,康古爾韌性剪切帶應自東向西發(fā)展。5.2金礦床成礦分析(1)以破碎蝕變巖型—中酸性巖漿巖亞型金礦為本金礦床主攻目標,以石英閃長質(zhì)糜棱巖內(nèi)走向北東向