王恒（新疆地质矿产勘查开发局第六地质大队　哈密　839000）

新疆若羌县石门铜金矿床地质特征及成因探讨

王恒
（新疆地质矿产勘查开发局第六地质大队哈密839000）

石门铜金矿位于新疆北山裂谷系整装勘查区南侧的红十井浅成低温热液型金铜矿成矿带中，勘查区自2002年发现至今的近十年内，仅于普查阶段发现一条含铜金蚀变带之后一直没有突破。结合石门铜金矿地质特征，围岩蚀变，矿体特征及地球化学障，笔者对石门铜金矿进行了研究，分析矿体赋存部位的地球物理、地球化学条件，提出找矿方向及工程布设建议，以期取得找矿突破。

整装勘查区石门地球化学障找矿方向

北山裂谷是中亚巨型成矿带的重要组成部分，裂谷内晚古生代的火山岩分布广泛，镁铁-超镁铁侵入岩非常发育，构造形迹复杂，发现多处铜镍、铁、金等矿床（点）。在北山裂谷内发现有红十井、大青山、八一泉、222等金矿床，以及白石滩、三峰山等铜金矿床。这些矿床中，大青山金矿为穆龙套型金矿床、红十井为破碎蚀变岩型金矿床，八一泉、222等为石英脉型金矿床。这些矿床均分布于红十井大断裂的南北两侧，且地球化学障为金元素的重要富集部位。

1　区域地质

1.1大地构造位置

北山地区位于中亚造山带中东天山的南缘（图1），塔里木盆地东北缘。以中天山南缘断裂为界与中天山地块相邻，南为敦煌地体，西为库鲁克塔格隆起，东与红柳园裂谷及梧桐沟裂谷相连构成一条裂谷带，呈北东东向展布，属于塔里木陆壳板块的次一级构造单元。北山裂谷内褶皱构造、断裂构造、韧性剪切带发育。北山裂谷发源于塔里木陆壳板块，经历了拉张→汇聚→固结→重新活化→封闭等多阶段的地质活动过程。带内前寒武纪变质基底和早古生代盖层块体较多，由此形成了复杂多变的地层、构造、岩浆岩，为金、铜、镍、铁、锰等矿产的形成提供了良好的地质背景条件。石门铜矿即位于北山裂谷南侧，红十井大断裂北侧5km处。

图1　石门铜金矿大地构造位置图（据1∶50万东疆区域地质图改编）

1.2区域地层

北山地区具有古老的前寒武纪结晶基底，出露地层包括古元古界、中元古界、下古生界、石炭系、二叠系、古近系、新近系及第四系。石门铜矿即位于长城系三峰山群绿片岩于石炭系胜利泉组二云石英千枚岩的接触部位，受到平梁子大断裂的严格控制（图2）。

图2　北山裂谷1∶20万区域地质图（据新疆地质矿产勘查开发局第六地质大队，2010）

2　矿床地质特征

2.1地 层

矿区内出露地层为上石炭统胜利泉组（C3Sb2），岩石组合为：二云母微晶片岩、绿帘一阳起绿片岩；上石炭统胜利泉组（C3sl3），岩石组合为：含炭粉砂岩、砂岩、粉砂岩、二云石英千枚岩、绿帘石英片岩。

2.2构造

从区域地质构造特征来看，该区地层均具有倒转现象。由于受到石炭世裂谷拉张及造山伸展挤压的两次剧烈的构造活动，受到南北向应力影响，矿区断裂发育，主要有三条，即：F1、F2、F3。F1位于矿区中部，近东西向，性质为区域韧脆性复合大断裂。F2位于矿区东部北西向具平移性质的逆断层，F3为矿区东部北东向扭性断裂。厚度较大且稳定，近东西走向，倾向350°～360°，倾角75°～78°，通过钻探工程的施工，少数钻孔中见有岩浆岩。其中，ZK5-1孔296～305.46m处见有基性斜长角闪辉石岩；305.46～312.25m见黑云母斜长花岗岩。由于本区地表未见规模较大的岩浆岩，钻孔中所见岩体为岩株状，推测矿区深部可能存在规模相对较大的中酸性-中基性岩体，该岩体为铜金矿的形成提供成矿岩浆热液及物质来源。

本区地少可见石英脉，石英脉走向基本同平梁子大断裂走向一致，为近东西向，走向70°～80°，北倾，倾角较陡，约70°左右，石英脉中石英为微细粒矿物，推测其来源于深部酸性岩体。石英脉于本区广布，在所有地层中均有分布，目前仅少部分含金，极个别石英脉具膜状孔雀石化，矿化蚀变极不均匀，少见褐铁矿化、碳酸盐化。因此推测金元素的富集可能同地层提供的氧化还原环境有关。

2.3火山岩

勘查区火山岩主要产于石板山组（C2sb2）内，为石炭系间歇的火山活动形成的，空间上沿本区中坡山、白石滩、平梁子等大型正断层展布，地表可见其受到区域变质作用形成绿帘阳起片岩、绿帘石英片岩，其原岩为一套以基性火山岩为主的喷出岩。该套岩石围岩蚀变主要为绿泥石化、绿帘石化、阳起石化，为成矿元素提供了沉淀的碱性环境。

2.4蚀变带特征

矿化蚀变带产于平梁子大断裂南侧上石炭统胜利泉组二云石英千枚岩中。蚀变带走向与平梁子大断裂平行，呈北东东85°方向延伸，受平梁子大断裂次级断裂控制。长约600m，宽5～20m，平面上呈一带状，东部被一北西向平推断层破坏。该蚀变带是勘查区的主要含矿蚀变带。蚀变类型主要有：硅化、褐铁矿化、碳酸盐化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化、赤铁矿化。局部可见硬石膏填充褐铁矿熔蚀的孔洞。

图3　新疆若羌县石门铜金矿地质图（据新疆地矿局第六地质大队，2010）

北部绿帘阳起绿片岩层及南部二云母石英千枚岩，均为平梁子大断裂长期活动的条件下，构造变质的产物。北部蚀变类型主要有：阳起石化、绿帘石化、透闪石化、方解石化及其他碳酸盐化等。南部蚀变类型主要有：黑云母化、硅化、磷灰石化等。

由此可见，北部绿帘阳起绿片岩为强碱、碱性环境中形成的变质岩。南部二云母石英千枚岩为强酸、酸性环境中形成的变质岩。而矿化蚀变带即位于酸碱环境过渡的中性环境中。

2.5矿体特征

AuⅠ矿体产于SbⅢ号矿化蚀变带中部，地表由TC13-1探槽控制。含矿岩石为次生石英岩，矿体围岩为蚀变二云石英千枚岩。矿体平面形态呈透镜状，走向75°～90°，长30m，最大视厚度4m。倾向北，倾角65°，深部ZK13-1孔未见金矿体，仅在20.20m处见金矿化体，目前控制金矿体斜深20m。金品位0.66～1.51g/t，平均1.01g/t；铜含量0.01%～0.11%，平均0.05%。

该矿区中铜矿体受平梁子韧性剪切带控制，由于剪切带中赋矿空间连续性不好，多呈透镜体状分布，致使铜矿体多呈串珠状、透镜体状，两个铜矿体的矿石特征较为相似，可推测两个铜矿体为同一热源形成的矿体，深部可能为同一矿体。

Cu1矿体产于SbⅣ号矿化蚀变带西段，由TC11-1、TC13-1、TC+11-1、TC9-1探槽控制，深部由ZK9-1、ZK11-1、ZK11-2、ZK19-1控制。含矿岩石为次生石英岩。矿体顶板、底板岩石均为二云母石英千枚岩。矿体呈似层状产出。含矿岩石为二云石英千枚岩，矿体围岩与含矿岩石相同。呈脉状产出，走向80°，长70m。最大视厚度3.07m，矿体铜品位0.59%～3.13%，平均铜品位1.15%。金含量很低，仅0.04～0.5×10-6，金平均品位0.22×10-6。矿体倾向354°，倾角75°，斜深80m。

2.6矿石特征

矿石中的脉石矿物以石英为主，含量约90%，其次为榍石、绢云母、白云母、石膏、水铝英石等。其中石英呈等轴粒状，镶嵌变晶结构。粒径0.02～0.6mm，大多数粒径0.1～0.3mm。金属硫化物主要存在颗粒较粗的石英附近，并见少许鳞片状绢云母分布，反映热液蚀变交代成矿的特征。矿石中的矿石矿物以黄铁矿为主，含量2%～3%，其次为黄铜矿、辉铜矿、铜蓝、黄钾铁矾、褐铁矿、假像赤铁矿、硫钴矿等。

3　讨论

3.1金元素富集机制

西澳大利亚大学CSIRO实验室格洛夫斯（Groves，1987）提出金在不同酸碱度与不同温度下近U字形的溶解曲线（图4），说明金在高温下溶解，低温下沉淀；在酸性和碱性溶液中溶解，在偏中性溶液中沉淀。

图4　Au-SiO2矿物试验结果示意图（据Groves，1987）

3.2石门铜金矿地球化学障

成矿物质在温度变换、压力变换、酸碱度变换、氧化还原条件变换的界面附近聚集和沉淀，这样物理化学交换界面即为地球化学障。

石门铜金矿北部的绿帘阳起绿片岩即为强碱氧化环境下形成的，有利于金元素的运移。南部的二云母石英千枚岩即为强酸还原环境下形成的，亦有利于金元素的运移。二者以平梁子大断裂为界，大断裂附近存在一地球化学障，附近存在的中性环境下形成的含矿蚀变带即为最好的证明。平梁子大断裂的衍生断裂或碎裂岩即为最好的容矿空间，期间所见的含金石英脉即为含矿矿石。

3.3矿床成因初步探讨

矿区广泛分布的厚大而稳定的中石炭统千枚岩应为矿源层。它向矿区提供了充足的金的来源；库鲁克塔格隆断区广泛分布的华力西期花岗岩以及F，深断裂和且末河深断裂的长期活动使矿区发生了多次地热事件，每次都从深部带来了含矿热液，这部分热液沿途萃取了厚大千枚岩地层中的有用物质，于构造有利部位沉淀下来形成工业矿体。通过对矿区的地层的综合研究认识，认为该矿区出露的上石炭统石板山组（C2Sb2）及上石炭统胜利泉组（C2Sl1）的地层原岩为一套凝灰质砂岩与中基性火山岩，赋矿层位在二云母石英千枚岩中，其原岩为一套凝灰质砂岩，再次根据原有钻探工程中如ZK0-2、ZK9-1、ZK0-1所见矿石可见其中的金属硫化物有类似于沉积岩中的粒序变化及纹层状构造，推测在凝灰质砂岩成岩的过程中，在深海还原的环境下由火山喷出的金属硫化物与火山灰同时沉积形成的同生矿床。并且上石炭统石板山组（C2Sb2）及上石炭统胜利泉组（C2Sl1）的地层为本区的重要含金建造，地层中的Au、Cu等元素丰度值较高，为成矿叠加富集提供了物质来源，其次由于区内F1断裂构造的频繁活动为深部流体向上运移提供有利的通道，也为热流体运移和汇集提供重要动力，在探槽蚀变带见石英脉附近的褐铁矿化与黄钾铁矾要比其他部位要强。说明后期沿构造上升的热液对成矿有富集叠加作用；同时构造运动和热流体对胜利泉组地层中金、铜元素活化、运移和富集提供有利的动力，再次可见地表的蚀变带呈透镜状被拉伸，断续分布，反映出构造对矿体既有叠加富集作用，对矿体也有破坏作用。综上所述，初步认为该矿床为火山沉积+后期热液改造型矿床。

3.4找矿标志

⑴平梁子大断裂附近为主要找矿靶区。

⑵绿帘阳起石绿片岩同二云母石英千枚岩即为金元素富集沉淀的重要部位。

⑶激电或CSAMT物探方法为了解含金蚀变带及构造界面的物探方法，可作为指导找矿的主要物探手段。

4　结论

石门铜金矿含金建造：三峰山组、胜利泉组，在区域化探异常上显示两组地层普遍金丰度高，且变化系数较大，具有明显的元素迁移及局部富集现象。且区内绿帘阳起绿片岩，二云母石英千枚岩为强碱、强酸环境下形成的，有利于金元素的迁移。

石门铜金矿控矿构造：平梁子大断裂，大断裂不仅控制着三峰山组及胜利泉组的空间分布，而且控制着中性环境下形成的含金蚀变带的走向。平梁子大断裂控制着金元素沉淀的空间。

建议先在矿体上布设CSAMT剖面，了解构造界面，然后在地表见到的矿体南侧布设斜孔，方位355°，孔斜70°，以控制到底板绿帘阳起绿片岩为目的施工钻孔，了解深部矿体的形态、厚度、品位等特征。

［1］赵伦山，张本仁.地球化学.1988.10-104.

［2］王恒.新疆若羌县石门铜金矿普查地质报告.2014.9-25.

收稿：2016-06-05

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.05.022