西准噶尔布兰萨拉地区金成矿条件及找矿方向探讨

杨文龙，杨清茂，秦 波，尹克宝，陈 浩

(核工业二一六大队，新疆乌鲁木齐 830011)

0 引言

布兰萨拉地区位于新疆西准噶尔谢米斯台山的西段，行政区划属于新疆维吾尔自治区布克赛尔蒙古自治县，研究区距离县城以西约65 km。区域内已发现矿产以金为主，比较典型的有哈图金矿、宝贝金矿、别鲁阿嘎希金矿、鸽子沟等金矿床(丁兆明等，1997；申萍等，2017；丁嘉鑫等，2019)。从2010年开始，核工业二一六大队在这一地区开始找矿工作，取得了较为显著的找矿成果。目前，区内已发现布兰萨拉金铜矿床(小型)、乌什加嘎衣提金矿床(小型)和数十处金、银、铜矿(化)点(杨清茂等，2019)。笔者一直从事该地区的找矿工作，本文是笔者在地质调查的基础上，结合区内已取得的地物化资料进行综合整理，进行金成矿地质条件研究和控矿因素分析，探讨成矿规律及找矿方向，为布兰萨拉地区下一步找矿工作提供依据。

1 区域地质背景

布兰萨拉地区位于西伯利亚板块和哈萨克斯坦-准噶尔板块的碰撞部位(何国琦和朱永峰，2006；李玉芹等，2015)(图1a)，是波谢库尔-成吉斯火山弧在中国境内的东延部分(申萍等，2010)，南麓以谢米斯台断裂为界与准噶尔盆地毗邻，北麓以洪古勒楞断裂为界与塔尔巴哈台山相望(董连慧等，2010)。

区域出露地层主要包括志留系、泥盆系、石炭系及二叠系(图1b)。岩性以中酸性火山碎屑岩、火山熔岩组合为主，局部分布有沉火山碎屑岩、碎屑岩等(钟世华等，2015)。侵入岩发育有志留纪-二叠纪多个序列，其中以中志留世的二长花岗岩和花岗斑岩最为发育。

区域构造以近东西向为主干断裂，北东东向次之(申萍等，2010；高翔等，2014)。孟布拉克大断裂是重要的控矿区域性断裂，沿北东-南西向贯穿全区，具左形压扭性质，切割多期次地层、岩体，其多期继承性活动，控制了区域的矿产分布(杨文龙等，2014；陈江源，2016)，构造两侧派生出一系列“入”字型次级断层，有利于成矿热液的运移和富集。

在志留纪时期谢米斯台处于俯冲背景下的陆缘弧环境(王璋棋等，2014；龚一鸣和纵瑞文，2015)，岩浆活动频繁，壳幔作用强烈，形成了不同阶段、不同类型的岩石组合，为区内金多金属成矿提供了必要的岩浆、热源和物源条件(陈家富等，2010)，形成了以布兰萨拉、乌什加嘎衣提金矿床为代表的石英脉型和蚀变岩型金矿床。

图1 西准噶尔北部构造分区(a,据陈家富等,2010)和区域地质简图(b)①Fig.1 Tectonic zoning map of northern West Junggar(a，after Chen et al.,2010)and regional geological sketch map(b)①1-第四系；2-塔西河组；3-卡拉岗组；4-洪古勒楞组；5-塔克台组；6-朱鲁木特组；7-沙尔布尔组；8-谢米斯台组；9-二长花岗岩；10-花岗岩；11-蛇绿岩；12-深大断裂、推测断裂；13-金矿床(点)；14-火山岩型铀矿床；15-研究区范围1-Quaternary；2-Taxi River Formation；3-Kalagang Formation；4-Hongguleleng Formation；5-Takertai Formation；6-Zhulumute Formation；7-Shaerbuer Formation；8-Xiemisitai Formation；9-monzogranite；10-granite；11-ophiolite;12-deep and large fault，inferred fault；13-gold deposit(spot)；14-volcanic uranium deposit；15-study spot

2 矿床地质特征

2.1 地层

研究区内地层出露较为单一，以早志留世谢米斯台组(S1x)为主，见有小面积椭圆状的晚泥盆-早石炭世洪古勒楞组(D3C1h)，局部为第四系(Q)覆盖(图2)。早志留世谢米斯台组分为第一岩性段(S1xa)和第二岩性段(S1xb)，第一岩性段在研究区北东地区大面积出露，第二岩性段在研究区中部和西北部出露，各岩性段间呈整合接触。该地层为一套碎屑岩-中酸基性火山岩沉积建造，由于经受了多期热-构造运动，普遍发育有劈理化及糜棱岩化变质作用，岩性以凝灰岩、晶屑凝灰岩、安山岩等为主(杨清茂等，2020)。

2.2 构造

研究区位于区域性断裂-孟布拉克断裂北西侧，构造复杂。断裂构造主要发育近东西向、北东向、北西向三组断裂，其中以近东西和北东向断裂为主要构造格架，主断裂与地层走向大致平行，控制着区内侵入岩和地球化学场的分布。北东向和北西向次级断裂分布广泛，沿主断裂呈羽状排列，是主要的容矿构造和导矿构造(杨清茂等，2020)。褶皱构造在北部和中部发育。地貌上表现为负地形，洪水冲沟，被第四系残坡积物覆盖，构造扭转和交汇处是主要的成矿部位。

2.3 侵入岩

研究区内侵入岩十分发育，主要为华力西中期到晚期超基性岩、次辉石闪长岩、角闪辉长岩、次花岗岩类和正长岩等岩浆侵入。岩性从基性到酸性皆有出露，其中以酸性岩体分布最为广泛。主要的侵入体包括研究区北部的布兰萨拉岩体、南部的乌什加嘎衣提岩体和东南角的波尔托复式岩体等。岩性以正长花岗岩、二长花岗岩、花岗闪长岩等为主。岩体之间零星分布有小岩株、岩脉及岩枝，岩性主要为花岗闪长岩、二长花岗岩、闪长岩、英安岩等。多期次的岩浆侵入活动为热液活动提供提供了动力，同时还是成矿物质的重要来源。在侵入岩和围岩的接触带附近均有不同程度的金矿化显示，进一步反映出区内金成矿与酸性侵入体关系密切。

图2 布兰萨拉地区地质简图Fig.2 Geological sketch map of the Bulansala region1-早志留世谢米斯台组第二岩性段；2-早志留世谢米斯台组第一岩性段；3-晚泥盆世-早石炭世洪古勒楞组；4-中志留世花岗岩；5-中志留世花岗闪长岩；6-中志留世花岗斑岩；7-闪长岩脉；8-辉绿岩脉；9-石英脉；10-实测断层及推测断层；11-金矿(化)点；12-铜矿化点；13-金银铜矿化点；14-金铜矿化点1-second lithologic member of Xiemisitai Formation，Early Silurian；2-first lithologic member of Xiemisitai Formation，Early Silurian；3-Late Devonian-Early Carboniferous Hongguleleng Formation；4-Middle Silurian granite；5-Middle Silurian granodiorite；6-Middle Silurian granite-porphyry；7-diorite vein；8-diabase vein；9-quartz vein;10-measured and inferred fault；11-gold(mineralization) spot；12-copper mineralization spot；13-gold,silver and copper mineralization spot;14-gold and copper mineralization spot

2.4 矿体特征

研究区内的金矿矿化类型主要为石英脉型和蚀变岩型，前者以乌什加嘎衣提金矿床为典型，后者以布兰萨拉金铜矿床为典型。其矿床成因与火山喷发和岩浆侵入活动关系密切(李玉芹等，2015；申萍等，2015)。根据金矿化特征和矿体的空间分布特征，区内金矿化大致可以分为两类：①产于岩体、岩株内外接触带的金矿化(图3a)；②产于构造破碎带及次级裂隙带内的金矿化(图3b)。其成矿特征分述如下：

图3 布兰萨拉地区金赋矿位置示意图Fig.3 Schematic diagrams of gold bearing location in the Bulansala regiona-接触带成矿；b-构造破碎带成矿；1-安山岩；2-花岗岩；3-辉绿岩；4-硅化；5-构造角砾；6-断层；7-构造裂隙带；8-金矿体a-contact zone mineralization；b-structural fracture zone mineralization；1-andesite;2-granite;3-diabase;4-silicification;5-structural breccia;6-fault;7-structural crack zone;8-gold ore body

(1)产于岩体、岩株内外接触带的金矿化：研究区北部的布兰萨拉金铜矿床属于此类。矿区发育谢米斯台组火山角砾岩、凝灰岩和晚志留侵入花岗闪长岩体，北东向构造(F6)穿过将布兰萨拉岩体切穿。在岩体的南、北接触带各发育一条金铜矿脉带(①号和②号)。矿体主要赋存于岩体外接触带围岩中的石英脉中，部分地段中酸性岩脉两侧强硅化围岩中也可见到规模较小的金矿化体(图4)，一般延伸很不稳定。

含矿石英脉规模一般较小，多呈网脉状、细脉状，众多脉体穿插于围岩地层中，叠加褐铁矿化、绿帘石化、孔雀石化、硅化等蚀变而形成矿化蚀变带，为典型蚀变岩型金矿化。与金成矿关系最为密切的蚀变为硅化、绿帘石化及褐铁矿化等(李惠等，1999；俞炳等，2020；张兵强等，2020；崔霄峰等，2021)，部分赋矿岩石中可见到孔雀石化，此类矿石金含量通常较高。

矿化特征：①号带位于布兰萨拉岩体南侧接触带，因岩体侵入而形成的蚀变带长约3 km，宽5～15 m，蚀变带由石英脉、糜棱岩及蚀变安山岩、安山玢岩、晶屑凝灰岩组成，金矿化主要赋存于石英脉中。金矿体厚0.58～2.58 m，延伸10～100 m，总体产状：倾向320°～340°，倾角75°～80°，与矿带走向一致，金品位1.3～6.17 g/t；②号矿带位于岩体北侧，蚀变带穿过岩体和地层，长约1000 m，宽10～40 m;地表含金石英脉露头断续出露，矿体总体产状：倾向320°～340°，倾角75°～78°，构造控矿作用明显，矿体厚度0.97～2.94 m，长10～50 m，金品位1.21～32.72 g/t。

此类型金矿化中常可见到伴生的铜矿化，品位一般<2%，厚度最大可达8 m，但矿体的连续性不好，呈透镜状或“巢状”，可见到原生金属铜。

图4 布兰萨拉金铜矿床地质简图Fig.4 Geological sketch map of gold and copper deposits in the Bulansala region1-志留纪谢米斯台组；2-花岗闪长岩体；3-辉绿岩脉；4-石英脉；5-金矿体；6-推测断层；7-断层及编号；8-蚀变带；9-产状1-Silurian Xiemisitai Formation；2-granodiorite；3-diabase vein；4-quartz vein；5-gold ore body；6-inferred fault；7-fault and number；8-alteration zone；9-occurrence

(2)产于构造破碎带及次级裂隙带内的金矿化：此类金矿化分布较为广泛，研究区内目前发现的60%以上的金矿点都属于此种类型，如乌什加嘎衣提金矿床、清得特金矿点、乌西金矿点、兰西金矿点等，其中以乌什加嘎依提金矿床最为典型。

乌什加嘎衣提金矿床位于研究区的东南角，经过近几年的工作，初步划分出了①号和②号两个金成矿带。①号矿带(群)含33条金矿体，总体走向78°，宽40～120 m，延伸1.15 km，与NEE向断裂构造展布方向一致的石英脉含矿。矿体长16～155 m，厚0.46～60 m，沿倾向矿体延伸20～71 m。矿体产状以北东东-南西西走向、倾向南为主，部分近东西走向、倾向北，倾角75°～87°。含矿岩石为灰白色次生石英岩，金品位1.15～21.90 g/t。②号金矿带(群)，宽4～50 m，延伸450 m，自西向东宽度由窄变宽，地表呈带状。走向近西向(与东西向的断层一致)，倾向北，倾角75°～80°。圈定金矿体3条，矿体较长、厚度一般，品位较高。矿体长15～151 m，厚度0.29～1.28 m，品位5.21～24.79 g/t。

此类金矿化绝大多数属于石英脉型，赋矿石英脉分布于层间构造破碎带内，石英脉规模相对较大，宽1～5 m，长10～60 m，沿走向及倾向一般都较为稳定。但同一条石英脉不同地段的含矿性差别很大，高品位地段可达100 g/t及以上，但在其相距仅有数米的另一地段只有数克吨甚至是不含矿，这一现象充分体现出了区内石英脉型金矿化的分散性和不均一性。

上述的两类金矿化并非独立出现，常出现共同控矿的现象，如岩体接触带围岩中常发育多组赋矿的次级构造，构造破碎带深部可见到隐伏的花岗闪长岩、英安岩、花岗岩等酸性侵入体，在此类侵入体的周边易形成富大金矿体(图5)。因此认为，构造破碎带和岩体二者具有相辅相成、共同控制成矿的作用。

图5 乌什加嘎依金矿床20号勘探线剖面图Fig.5 Profile of No.20 exploration line in Wushijiagayi gold deposit1-谢米斯台组第二岩性段：晶屑凝灰岩、凝灰岩；2-花岗闪长岩；3-构造破碎带；4-次级裂隙；5-金矿体；6-硅化；7-矿体编号(品位/真厚度)；8-钻孔及编号1-second lithologic member of Xiemisitai Formation crystal tuff and tuff；2-granodiorite；3-structural fracture zone；4-secondary crack；5-gold ore body；6-silication；7-ore body number(grade/true thickness)；8-drilling hole and number

2.5 矿石特征

根据赋矿层位及蚀变特征等，研究区内的金矿石可大致分为两类，一类是较为典型的石英脉型矿石，石英脉呈网脉状穿插发育于地层中，脉体两侧的岩性发生强硅化，脉体呈烟灰色，蚀变以褐铁矿化、绿帘石等为主，此类矿石常产于构造破碎带内(图6a)；第二类属于蚀变岩型，含金石英脉多呈碎块或角砾状，蚀变十分强烈，普遍发育强褐铁矿化、孔雀石化等蚀变，局部可见到黄铁矿和黄铜矿颗粒，矿石中可见到孔雀石化作为胶结物将石英角砾固结的现象(图6b)，此类矿石在岩体接触带附近较为常见。

图6 布兰萨拉地区金矿石特征Fig.6 Ore characteristics in the Bulansala regiona-石英脉型金矿石；b-蚀变岩型金矿石a-quartz vein type gold ore；b-alteration rock type gold ore

2.5.1 矿物组成

金矿石由石英、方解石、绿帘石、绿泥石、褐铁矿、方铅矿、铜蓝、孔雀石、黄铁矿、绢云母、石榴石、自然金、银金矿等12种矿物组成(王元元等，2018)。自然金在矿石中呈包裹金的形式存在，呈不规则粒状，主要包裹于黄铁矿和褐铁矿中。常常数个颗粒结合在一起，少数颗粒金包裹于脉石中。呈金黄色，强金属光泽，高反射色率，均质性，低硬度，轻压有延展性，表面具擦痕。呈浑圆粒状、角粒状，以浑圆粒状为主。粒度为微细粒，一般0.005～0.020 mm(图7a)。

黄铁矿是矿石中最主要金属矿物，也是最主要的载金矿物。黄铁矿呈他形粒状，分布透明矿物之间，沿碎裂隙有褐铁矿化，粒度0.02～0.10 mm(图7b)。在矿石中，黄铁矿多呈浸染状分布，有少量呈细脉状分布，含量为1%，局部可达5%。

图7 布兰萨拉地区自然金和黄铁矿镜下特征Fig.7 Microscopic characteristics of natural gold and pyrite in the Bulansala regiona-金矿物镜下特征；b-黄铁矿镜下特征a-microscopic characteristics of gold；b-microscopic characteristics of pyrite

2.5.2 结构构造

研究区内的金矿石结构主要包括自形-半自形晶粒结构、交代残余结构、假象结构和它形结构。矿石构造包括脉状构造、蜂窝状构造和胶状构造三种类型，具体特征分述如下：

结构：①自形-半自形晶粒结构：部分黄铁矿呈自形针状或粒状结晶体颗粒分布；②交代残余结构：黄铁矿被褐铁矿交代呈残余状分布；③假象结构：褐铁矿交代黄铁矿并保留其晶形；④它形结构：部分黄铁矿、赤铁矿集合体呈它形粒状集合体，稀疏分布。

构造：①脉状构造：自然金、褐铁矿、石英等呈脉细脉状、网脉状分布；②块状构造：矿石呈致密块状，黄铁矿、褐铁矿等呈粒状、集合体分布于石英中；③蜂窝状构造：矿石中黄铁矿等硫化物被氧化淋滤流失，形成一些孔洞；④胶状构造：褐铁矿呈同心纹层状分布。

3 控矿因素分析

3.1 地层与成矿关系

目前尚未发现区内金成矿对地层或岩性具有选择性，但客观存在部分地层中金较为富集的现象。区内水系沉积物测量的结果显示，志留系地层中Au、Pb、Cr、Ni、Be、Co、As、Mo、Cu、V、Zn等元素区域浓集系数K0>1.2，其中Au的浓集系数>1.5，处于明显富集分布状态(文加喜等，2016)(表1)。故认为，研究区内的志留系地层有可能为成矿热液形成提供了宏观条件，例如流体从地层中萃取金元素而形成含矿热液、为赋矿热液富集沉淀提供化学障等。

表1 布兰萨拉地区水系沉积物元素背景值统计表(文加喜等，2016)

3.2 构造与成矿关系

研究认为，区内金矿(化)点受控于孟布拉克大断裂的第二级次级构造。孟布拉克大断裂从研究区的东南部穿过，沿北东-南西(50°～65°)方向延伸约40 km为区内的导矿构造，控制和限定了带内金矿的分布及产出。在断裂的两侧派生出众多第一级北东向次级断裂，而后又派生出北北东向和近东西向第二级次级断裂，金矿化多数赋存于第二级断裂。其中，北北东向(35°～50°)构造控矿为主，近东西向控矿构造为辅，不同方向构造交汇部位更利于成矿(陈衍景等，2007)(图8)。

图8 布兰萨拉地区控矿构造示意图Fig.8 Schematic diagram of ore-controlling structures in the Bulansala region

3.3 岩浆岩与成矿关系

区内出露多个晚志留世岩体，在岩体接触带附近、岩体内部均发现了随构造穿插发育的含金石英脉，说明金矿形成的时间较岩体侵位时间晚。两者的成因联系表现为：岩浆在上升侵位过程对围岩造成破坏而形成断续分布的破碎带，后期含矿气液沿破碎带上升过程中遇到化学障冷却形成载金石英脉，从而形成工业金矿体。另外，区内隐伏岩体和规模较小的酸性岩枝的接触带附近往往形成富大矿体，对金矿的指示意义较大(图9)。

图9 布兰萨拉地区金成矿有利部位示意图Fig.9 Schematic diagram of favorable locations for gold mineralization in the Bulansala region

金成矿与侵入岩及构造关系十分密切，多期次的岩浆构造活动为含金热液活动提供了动力及容矿空间(冯立忠等，2017；韩珂等，2019)。根据区内金矿化蚀变特征和规律认为,区内的金矿化为后生形成，金矿的形成与侵入体存在成因联系，形成时代初步判断应在早泥盆世-晚石炭世。

4 找矿方向探讨

4.1 地层标志

研究区内的绝大多数金矿化发育于早志留世谢米斯台组地层中，赋矿岩性有石英脉、硅化凝灰岩、硅化安山岩等，其中，以蚀变石英脉及烟灰色石英脉为主要赋矿岩性。该地层金元素背景值高，存在局部富集的现象。

4.2 构造标志

区内构造对金成矿的控制作用十分明显，北东向孟布拉克断裂是最大的控矿构造，目前在该断裂的南北两侧均发现了不同程度的金矿化，推测其为导矿构造。金矿化定位于其第二级次级断裂中，其中以北北东向和近东西向构造是主要的成矿、容矿构造。不同方向构造交汇、层间节理、裂隙发育地段作为重中之重。

4.3 岩浆岩标志

研究区分布有5个规模较大晚志留世岩体，岩株、岩枝、岩脉等更是不计其数，目前在岩体接触带附近、中酸性侵入体边缘都发现金矿体，部分位于构造破碎带边缘的中酸性小侵入体成矿环境更为优越。另外，规模较大构造破碎带深部发育的隐伏岩体是重要的“攻深找盲”目的层。

4.4 围岩蚀变标志

围岩蚀变与金成矿关系密切，矿脉围岩蚀变类别繁多，其中以硅化、绿帘石化、孔雀石化、褐铁矿化、碳酸盐化等最为常见，从矿体中心向外侧呈现由强逐渐到弱的组合特征。其中强硅化、孔雀石化可作为直接的找矿标志。

4.5 地球化学标志

土壤地球化学测量是通过研究土壤中元素的分布和变化规律，圈定与成矿有关的地球化学异常来达到找矿目标(王磊等，2013；杨笑笑等，2018；董一博等，2019；王占彬等，2019;杨永春等，2019)。本次研究通过对Au元素地球化学数据处理，结合最新的找矿成果认定，区内Au元素异常晕与金矿点高度套合(图10)。多数矿点位于异常晕圈内或其边缘，对金成矿具有直接的指示意义。研究区的Au-2、Au-4异常晕位具有异常晕范围大、异常值高的特点，晕圈位于岩体的边部，多条北东向构造穿过晕圈，晕圈内已发现数十个金铜异常点，受地形条件所限，工作程度很低，建议作为重点开展下一步工作。

图10 布兰萨拉地区金元素异常图Fig.10 Gold anomaly map of the Bulansala region1-铜矿化点;2-金矿(化)点;3-金铜矿(化)点;4-银铜矿(化)点;5-金银铜矿(化)点;6-异常晕及高值点;7-金异常编号;8-区域性断层;9-实测断层及推测断层1-copper mineralization spot；2-gold(mineralization) spot；3-gold and copper(mineralization) spot；4-silver and copper(mineralization) spot；5-gold，silver and copper(mineralization) spot；6-abnormal halo and high value point；7-gold anomaly number；8-regional fault；9-measured and inferred fault

5 结论

(1)研究区内金矿分为石英脉型和蚀变岩型金矿化。根据金矿化特征和矿体的空间分布特征，金矿化主要产于侵入体内外接触带、层间破碎带及主断裂的次级裂隙带内。

(2)区内岩浆-构造活动频繁，中酸性侵入体分布广泛，后期经历了多次构造活动，在侵入体与围岩之间、地层内部、侵入体内部形成众多规模不等的压性-压扭性断裂，其中北东向断裂是成矿的关键因素，其两侧派生的次级断裂是矿体的主要赋存位置。

(3)与金成矿密切相关的蚀变包括硅化、孔雀石化、褐铁矿化、绿帘石化、碳酸盐化等。其中强硅化、孔雀石化可作为直接的找矿标志。

(4)区域内Au元素地球化学晕圈与已知矿点高度套合，具有直接的成矿指示意义。建议围绕Au-2、Au-4异常晕、岩体周边、构造的交汇处、密集裂隙带发育地段开展下一步找矿工作。

[注 释]

①中国地质大学(武汉)地质调查院．2013.中华人民共和国区域地质调查报告(1/250000 铁厂沟幅．L45C002001)

[附中文参考文献]

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