东天山天运金矿的发现及意义

毛启贵 ，李伟，吕晓强，谭威

（1.北京矿产地质研究院有限责任公司，北京 100012；2.哈密红石矿业有限公司，新疆 哈密 839000）

0 引言

上世纪70年代以来，在东天山造山带沿康古尔断韧性剪切带发现了众多的金矿床和矿点，包括康古尔、石英滩、小尖山、西凤山、天目和白干湖等金矿床。近年来又发现了野马泉和天运等金矿（点）（任经武等,2018），显示巨大的找矿潜力。新疆天目金矿带位于康古尔韧性断裂带北侧的次级韧性变形带内，已发现天目、垅西、红滩、小红山、天目东等多处金矿床及天目北、天目西、红滩南等金矿化点（贺静等,2002;王志良等,2003;姚佛军,2006）。近年来随着采矿的不断深入和勘查投入的不足，天目金矿带大部分矿山资源已经枯竭，目前天目、天目东和红滩金矿都处于半关闭状态。本文报道了北京矿产地质研究院有限责任公司承担2016—2018年的中国地质调查局《新疆东天山中段有色金属基地综合地质调查》项目在该矿带新发现的天运金矿，总结了其地质地球物理等找矿标志，评价了该金矿带的找矿潜力，为后期找矿提供了依据。

1 区域地质背景

新疆东天山造山带位于天山造山带的最东段，长约600 km，宽300 km，呈东西向分布于准噶尔盆地和塔里木盆地之间，是中亚成矿域的的重要组成部分（Xiao et al.,2004）。古生代以来，东天山造山带地区经历了长期且复杂的增生造山过程，形成了沟-弧-盆俯冲带体系（图1），由南向北包括南天山构造带、中天山构造带、雅满苏岛弧带、大南湖-头苏泉岛弧带，以及卡瓦布拉克-星星峡断裂、阿其克库都克-沙泉子断裂、康古尔混杂带等多个次级构造成矿带组成（Xiao et al.,2004;王京彬等,2006）。南天山构造带位于中天山和塔里板块之间，由志留纪—石炭纪浊积岩、蛇绿岩片、硅质岩、混杂岩、糜棱岩和高压变质岩组成（榴辉岩和蓝片岩等）（Gao et al.,1998;Windley et al.,1990;Xiao et al.,2004）。中天山构造带位于卡瓦布拉克断裂和阿奇库都克断裂带之间，发育一套前寒武纪绿片岩到角闪岩相的片麻岩、片岩、混合岩和大理岩，古生代弱变质的火山岩、火山碎屑岩和碎屑沉积岩盖层，以及一套前寒武纪—三叠纪超基性-酸性侵入岩（Li et al.,2009;Zhang et al.,2005;胡霭琴等,1986;马瑞士等,1997;毛启贵等,2006;修群业等,2002;张遵忠等,2004;张遵忠等,2005）。雅满苏岛弧带内发育一套石炭纪—二叠纪的火山岩、火山碎屑岩夹灰岩等，及一套泥盆纪—三叠纪基性、中酸性侵入岩（Xiao et al.,2004;马瑞士等,1997;王京彬等,2006）。大南湖岛弧带位于康古尔断裂以北，发育一套奥陶奥陶纪—二叠纪基性、中酸性火山岩、火山碎屑岩、碎屑岩、灰岩以及浊积岩等，以及奥陶纪—二叠纪超基性岩、辉长岩和各类花岗质岩体。康古尔混杂带、阿奇克库都克断裂和卡瓦布拉克断裂均为个块体之间的拼接带，由强变形的凝灰岩、硅质岩、灰岩、砂岩、浊积岩和蛇绿岩片组成（Xiao et al.,2004;马瑞士等,1997;李锦轶,2004），沿康古尔断裂和阿其克库都克-沙泉子断裂发育一套早二叠世镁铁—超镁铁质侵入岩（Qin et al.,2011;Xiao et al.,2004;马瑞士等,1997;毛启贵等,2006;王京彬等,2008）。

2 天目金成矿带成矿特征

2.1 地质特征

天目金矿带位于大南湖岛弧带南部北西向的天目韧性剪切带内（图1,2），是东天山造山带重要的金成矿远景区（王京彬等,2006），主要出露下石炭统小热泉子组火山-沉积岩系，包含中细粒砂岩夹沉凝灰岩、玄武岩、安山岩夹火山角砾岩和细（粉）砂岩、含砾长石岩屑粗砂岩夹凝灰岩等，天目、红滩等金矿即产于该套地层中的中酸性火山岩中。区内发育晚古生代花岗岩和花岗闪长岩体，以及大量的中酸性岩脉。成矿带受康古尔断裂北东、北西向次级断裂控制（姚佛军,2006）。天目金矿带内铜化探异常发育，金异常呈零星分布。

天目金矿带矿带内已发现天目、垅西、红滩、小红山、天目东等多处金矿床及天目北、天目西、红滩南等多处金矿化点（贺静等,2002;王志良等,2003;姚佛军,2006）。天目金矿是最具有代表性的矿床，该金矿床位于康古尔深大断裂北侧次级断裂带内，区内出露地层为下石炭统小热泉子组（C1x），岩性以中酸性火山岩、火山碎屑岩为主，岩石明显片理化。区内侵入岩主要分布在东南部及北东部，岩石类型以花岗闪长岩、二长花岗岩为主。区内还发育中酸性脉岩，一般宽几至十几米，断续长几十至几百米见（图3a）。矿体产于走向300°～320°、西倾、倾角65°～80°断裂破碎带内，沿断层普遍具碎裂岩化，在中心部位多具千枚岩化及糜棱岩化，这组北西向断裂破碎带被一组晚期的北东向断裂错断和破坏。断裂破碎带中常充填有含矿石英脉矿体，整体呈南西倾210°，倾角70°～80°见（图3b），天目和天目东金矿体即产于该组断裂中，充填的石英脉普遍均有褐铁矿及黄铁矿，并偶见孔雀石、自然金，北东向断裂中充填的石英脉一般不含金属硫化物。矿区围岩蚀变强烈，地表强烈黄铁绢英岩化、褐铁矿化，由矿体中心向两侧岩性为含金矿化石英脉-矿化蚀变糜棱岩-糜棱岩化岩石-碎裂岩-原岩。脉内以黄铁绢英岩化蚀变岩为主体，矿物组合为自然金+黄铁矿+绢云母+石英，原岩中的长石转变为绢云母和石英，暗色矿物被黄铁矿交代，并伴有少量金矿化，是直接找矿标志。自然金呈包体赋存于黄铁矿中，或在石英粒间，矿化主要沿片理呈浸染状。地球化学异常明显，具有Au、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni、Mo、W综合异常，其中Au、Zn、Mo、W元素异常套合较好，Au元素异常为一低背景场中突起的点状异常。

图2 天目金矿带西段地质矿产图①

图3 天目金矿矿区地质图（a）及36勘探线剖面图（b）②

2.2 遥感地质特征

遥感地质特征显示，石英脉为白色色调，流纹岩、英安岩为暗红色色调，安山岩为深紫色色调，角砾凝灰岩为蓝紫色色调，中酸性岩脉为浅黄绿色色调，第四系为黄绿色色调。区内受北西向和北东向的断裂构造影响，多呈现出条带状影像特征，地层在平面上的错开及山脊、山谷的错开均具有明显线性特征（图4）。

图4 天目金矿带西段遥感异常图

遥感异常特征显示，铁染蚀变信息强烈区主要沿北西向和北东向主断裂两侧分布，羟基蚀变在天目、天目东、天运金矿周边最为丰富，两者在空间套合性不明显，但与地表所显示的矿化蚀变特征相对应，断裂两侧构造热液活动显著，金矿区内中酸性火山碎屑岩-火山岩发生了大范围的绿泥石化、绿帘石化和弱硅化。

2.3 地球化学特征

区域1∶5万地球化学测量结果显示，天运金矿矿区异常。本次大比例尺的矿床岩石地球化学研究显示矿区具有弱的Au、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni、Mo、W综合异常，其中Au、Zn、Mo、W元素异常套合较好，Au元素异常为一低背景场中突起的点状异常。这可能与矿体以脉状产出有关，或与戈壁环境元素扩散范围有限有关。

2.4 找矿标志

在此基础上，综合对比了天目、天目东和天运等矿床的地质物化探特征，本研究总结了该金矿带找矿标志如下：

1、含矿地质体为青磐岩化的中酸性千枚岩化、千糜岩化火山-火山碎屑岩，成矿地质体为韧性剪切带内的石英脉。

2、矿体多赋存于韧性剪切带内，带内脆性变形叠加对金矿化有明显地富集作用。

3、区内中酸性火山-火山碎屑岩发生青磐岩化，近矿围岩发育稳定延伸的千枚岩化、千糜岩化、黄铁绢英岩化，韧性剪切构造带内发育褐铁矿化和孔雀石化石英脉。

4、矿床沿断裂构造分布，铁染蚀变信息强烈区主要沿北西向和北东向主断裂两侧分布，羟基蚀变在天目、天目东、天运金矿周边最为丰富，两者在空间套合性不明显，但与地表所显示的矿化蚀变特征相对应。

5、区域化学异常以Au、Zn、Mo、W元素为主的地球化学异常，Au元素异常为一低背景场中突起的点状异常，并伴有Cu、As、Ag等组合元素异常。

6、地球物理特征为高磁异常，构造破碎带内为低重异常。

3 矿床地质特征

3.1 矿区地质

天运金矿位于天目金矿西北3 km（中心坐标93°8′30″E，42°11′55″N），天目韧性剪切带西段。天目断裂是位于康古尔大断裂（近东西向）其北侧的一条北西向次级断裂内。矿区出露一套以流纹质和英安质凝灰岩为主的火山碎屑岩，夹少量断续出露的薄层状的流纹岩、英安岩、玄武岩及火山角砾岩。所有岩石片理化作用强烈，多具绿泥石化、绿帘石化。区内岩石自北东向南西总体具有由火山碎屑岩向火山熔岩过渡的特征。天运金矿东部发育环形的花岗岩为主的侵入体，北部大红山和南侧发育含黄铁矿的霏细岩，矿区内也发现了宽几米至十几米，断续长几十米至几百米的中酸性岩脉。

矿区内构造以北西向和北东向的断裂构造为主，依据其产状和生成顺序可分为3期见表1，这些断裂构造控制着区内金矿化的形成与产出。第1期压扭性断裂总体走向为280°～305°，为区内主要的导矿构造。第2期脆韧性断裂，走向295°～300°，倾向多为南西，个别地段倾向北东，倾角65°到近于直立。沿断层普遍具有碎裂岩化，在中心部位多具有千枚岩化甚至糜棱岩化，形成极为有利的容矿构造，充填后期的金矿化石英脉，如天目金矿体即产于该组断层中。第3期形成最晚，属于成矿后断裂，沿断裂、次级裂隙常见有石英脉贯入充填，一般在北西向断裂中充填的石英脉普遍均有褐铁矿及黄铁矿，并偶见孔雀石、自然金，北东向断裂中充填的石英脉一般不含金属硫化物。区内动力变质作用发育，沿构造线呈带状负地形分布，使地层产生强烈的构造变形，控制着区内矿体的就位。

表1 天运金矿矿区内断裂特征表

3.2 蚀变特征

矿区围岩蚀变强烈主要为硅化、绢云母化、高岭土化、碳酸盐化、绿泥石化、绿帘石化，同时伴有黄铁矿化、黝铜矿化、孔雀石化等。矿化蚀变主要沿断裂构造带及层间破碎带产出，其规模与强度取决于断裂性质和规模。地表强烈黄铁绢英岩化、褐铁矿化是直接找矿标志。蚀变分布规律是矿区内中酸性火山碎屑岩-火山岩发生大范围的绿泥石化、绿帘石化和弱硅化（图5a）。含矿韧性变形带内由核部到外围蚀变分带特征是，核部为含矿石英脉+绢云母+黄铁矿化带（图5b），外围是绿泥石+绿帘石化带，向外围绿帘石化变弱（图5c,d）。矿体以黄铁绢英岩化蚀变岩为主体，矿物组合为自然金+黄铁矿+绢云母+石英，原岩中的长石转变为绢云母。

图5 天运金矿围岩蚀变照片

3.3 矿体和矿石特征

天运金矿矿体围岩为构造热液活动形成的绢云母化千枚岩、糜棱岩，呈带状分布，断续延伸长约500～800 m，宽2～10 m（图6a,b）。蚀变带由中心向两侧岩性为，含金矿化石英脉-矿化蚀变糜棱岩-糜棱岩化岩石-碎裂岩-原岩。含金矿化石英脉宽0.2～1 m之间，主要0.5 m。矿化蚀变带普遍具褐铁矿化，岩石多呈褐红色土状，局部可见显著的孔雀石化。通过地表工作，目前圈定一条金矿体，主要受北西西向断裂控制，矿体形态呈脉状，产状为210°∠55°，长约300 m，宽0.5～3 m，局部膨大，分布于蚀变糜棱岩带的中心部位。捡块样Au品位27～103 g/t，3 个断面刻槽取样的金平均品位42 g/t。矿石由黄铁绢英岩和石英脉组成，黄铁绢英岩呈残片状，主要成分为石英、绢云母、黄铁矿（多被氧化成褐铁矿），石英呈细脉状穿插于黄铁绢英岩中。矿石矿物主要为自然金、黄铁矿、褐铁矿、孔雀石（图6c,d），脉石矿物主要为石英、绢云母。矿石具鳞片粒状变晶结构，浸染状、细脉状、蜂窝状构造。

图6 天运金矿矿体矿化照片

4 地质和找矿意义

天运金矿位于天目金矿的西延部位，二者属同一韧性变形带控制，二者在地质、构造、蚀变、矿化、成矿时代、地球物理、地球化学和遥感等方面都具有较高的可比性（表2）。目前，天目金矿长约800 m，采矿深度已达600 m，采金约4 t，矿床矿体形态单一，金品位较高（几克吨至上百克吨），而天运金矿地表控制长约350 m，厚度与天目金矿相当（0.5～3 m）。因此，综合对比分析认为天运金矿具有较好的找矿前景，潜力评价预测资源量为1.5 t以上①。

表2 天目金矿与天运金矿综合地质要素对比表

天目金矿是东天山地区重要的金矿带，目前已发现了天目、垅西、红滩、小红山、天目东等多处金矿床，以及天目北、天目西、红滩南等多处金矿化点，区域地球化学异常比较明显，该矿带金找矿潜力大于20 t①。近年来随着采矿的不断深入与勘查投入的不足，天目金矿带大部分矿山资源已经枯竭，天目、天目东和红滩金矿都处于半关闭状态，本次工作新发现显示该金矿带仍有较好的找矿潜力。大量资料显示，区内金矿均受韧性变形带和相关构造的控制，矿体为石英硫化物脉型，区内石英脉广泛分布，如何鉴别含金石英脉和构造带是关键。我们的找矿经验表明由于该矿带金矿化非常集中，元素扩散较差，1∶5万地球化学异常较好的区域发现了天目、天目东和红滩等金矿，而无异常的区域也存在金矿，如本次发现天运金矿。

总之，该矿带金矿受韧性剪切带控制，矿体以石英脉型为主，延长和延伸较大，本次找矿发现显示天目金矿带仍有较大找矿潜力。但是由于矿带内的已知金矿地表出露范围较小，由于覆盖等原因，导致找矿难度比较大，极易漏矿。本次成功的找矿经验显示小比例尺的地球化学异常在区内下一步找矿中意义可能不大，建议针对构造蚀变带和石英脉开展专项检查和大比例尺的地球化学测量。

致谢感谢审稿人提出的宝贵修改意见和建议。感谢北京矿产地质研究院有限责任公司东天山项目组和哈密红石矿业有限公司工作人员在工作中提供的帮助。

注 释

①北京矿产地质研究院.2019.新疆东天山中段有色金属基地综合地质调查报告[R].

② 郭新河,张黎,贾红旭.2003.新疆哈密市大南湖金矿普查报告[R].