烏恰縣薩瓦亞爾頓金礦地質特征及金賦存狀態研究

阿卜杜熱合曼·麥麥提，陳川，艾比布拉·玉散，洪江法

（1.新疆大學地質與礦業工程學院，新疆烏魯木齊830047；2.新疆大學新疆中亞造山帶大陸動力學與成礦預測重點實驗室，新疆烏魯木齊830047）

薩瓦亞爾頓金礦床位于我國西北邊陲，行政區劃隸屬于新疆克孜勒蘇柯爾克孜自治州烏恰縣烏魯克恰提鄉，距喀什市北西方向約159km處。20世紀80年代中期，新疆地礦局第二地質大隊五分隊在吉根—康蘇西部一帶近3000km2范圍內開展1∶20萬非正規化探掃面工作時，圈定了薩瓦亞爾頓地區金、砷、銻、鉍多元素綜合異常，為本區找金提供了線索。隨后繼續在該區進行金礦普查，詳細研究金礦成礦地質條件，尋找金礦產地等工作，初步圈定金礦（化）體22條。近年來，隨著該區勘探工作不斷深入，查明礦床規模有望達中國的首(穆龍套型)金礦床[1]。很多學者從成礦地質背景、成礦時代、圍巖蝕變、地質特征及流體包裹體等方面初步探討了薩瓦亞爾頓金礦床成因類型，認為主要有造山帶型金礦或中溫熱液脈型金礦[2]、淺變質碎屑巖型[3]、穆龍套型[4-5]。筆者等首先詳細總結了薩瓦亞爾頓金礦床地質特征，其次對金的賦存狀進行了分析，從而進一步對薩瓦亞爾頓礦床類型的確定提供更多依據。

1 區域地質背景

薩瓦亞爾頓金礦床是南天山海西褶皺帶金—多金屬成礦帶的一個重要礦床，產于天塔里木成礦省—塔里木板塊北緣礦成之東阿賴-哈爾克山（復合溝弧帶）Au-Sb-Sn-RM-REE-Mn-Fe-鋁土礦成礦化帶。區內出露地層主要以上志留統塔爾特庫里組（S3t）、下泥盆統薩瓦亞爾頓組（D1sw）、中泥盆統托格買提組（D2t）為主（圖1）。上志留統塔爾特庫里組（S3t）巖性組合為一套半深海—深海相具濁流沉積特征的淺變質細碎屑巖、硅質巖建造，分布于區域西南部，與下泥盆統薩瓦亞爾頓組（D1sw）為斷層接觸。下泥盆統薩瓦亞爾頓組（D1sw）主要為一套半深海—深海相的淺變質復理石建造，分布于區域中部及東部，為薩瓦亞爾頓金礦主要賦礦地層。自下而上分為2個巖性段：第一巖性段為灰黑色含炭絹云千枚巖夾灰色中厚層狀變質細砂巖等；第二巖性段為灰色中厚層狀變質鈣質細砂巖夾炭質絹云千枚巖，局部夾薄層狀變質粉砂巖[6]。中泥盆統托格買提組（D2t）主要為一套淺海相碳酸鹽巖建造，分布于區內東南角及東部地區。

區內巖漿活不發育，主要受斷裂和褶皺控制。侵入巖由輝綠巖脈及二長巖脈組成（統稱為吉根蛇綠雜巖），總面積小于1.8km2。輝綠巖脈、二長巖脈分布于區內西北、西南部，在南部輝綠巖脈長度大于1470m、寬度為15～36m不等，二長巖脈長度420m、寬3～30m不等，2條巖脈均分布在薩瓦亞爾頓—吉根大斷裂（地縫合線）中，產狀與NE向斷裂一致。該區西北部為一條綠輝巖、二長巖雜巖脈，巖脈長440m，寬35～40m，走向近南北向。經微量分析表明該輝綠巖脈中富含親銅元素，金含量（0.25～3）×10-6，由此推斷，吉根蛇綠雜巖與金、銻成礦作用存在一種不可分割的內在聯系。

區內褶皺和斷裂構造較發育，總體構造線方向為北東向。褶皺構造主要為塔爾特庫里復式向斜，軸線北東向，控制該區地層展布、吉根蛇綠雜巖及金礦化點分布情況，下泥盆統薩瓦亞爾頓組卷入其中。斷裂構造由于受伊犁—伊塞克湖微板塊與塔里木板塊的碰撞與焊合，其間發生了一系列的韌脆性剪切、逆沖推覆和走滑變形，因此區域上的斷裂多具有韌脆性變形、逆沖推覆和平移性質，構造線以北北東—北東向為主。

2 礦床地質特征

薩瓦亞爾頓金礦賦存于塔爾特庫里組和薩瓦亞爾頓組中，前者為一套半深海—深海相具濁流沉積特征的淺變質細碎屑巖、硅質巖建造；后者為一套半深海—深海相的淺變質類復理石建造。該地層巖石受構造影響，多發生強破碎及蝕變，其中含炭質較高的千枚巖、粉砂巖、細砂巖為主要含礦巖石及圍巖。從遙感影像可知，該礦區附近線性構造、環性構造形跡較明顯，吉根蛇綠雜巖分帶特征明顯。礦區構造較發育，礦區東為阿熱克托如克斷裂，西為伊爾克什坦斷裂，二者皆為傾向NW的逆沖斷裂，兩斷裂之間發育了一系列次級層間斷裂帶和韌性剪切帶（圖2），為控礦構造[4]。

薩瓦亞爾頓金礦含金蝕變帶地表出露長333～400m，寬度變化較大，最寬約110m，總體走向為北東向，傾向北西，傾角42°～88°，礦化蝕變帶內金品位（0.2～17.30）×10-6。礦體嚴格受整個礦區的NE向斷裂（F1、F4）破碎蝕變帶控制，總體呈脈狀和透鏡狀，所有礦體均為NE-SW向平行展布（圖2），走向30°左右，總體傾向NW，傾角60°～80°，局部為直立或反傾。區內共圈出16條礦化構造帶，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅺ礦帶規模最大，較穩定（圖2），含金1～4g/t。礦石結構主要呈自形—半自形結構、細粒半自形—他形粒狀結構、交代殘余結構、壓碎結構、充填結構、鱗片狀結構等，礦石構造主要呈稠密浸染狀、稀疏浸染狀、星點浸染狀、細脈浸染狀、蜂窩狀、團塊狀等。礦石中礦石礦物主要為黃鐵礦、毒砂、磁黃鐵礦、膠黃鐵礦、白鐵礦、輝銻礦、脆硫銻鉛礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黝銅礦、銀黝銅礦、輝鐵銻礦、自然鉍、輝鉍礦、硫鉍鉛礦、方鈷礦、錫石、銀金礦、自然金、自然砷、自然鉛等金屬氧化物[6]。脈石礦物以石英、絹云母、方解石等。

根據礦體特征、礦物共生組合、生成順序及石英脈穿插關系，將礦床的成礦過程分5個階段：①無礦石英階段（Ⅰ）：布于礦區地層層面（層理面）及礦石裂隙中，多順層產出，偶見有黃鐵礦，無金礦化顯示，可能為變質分異作用形成；②黃鐵礦—毒砂—石英階段（Ⅱ）：該階段黃鐵礦主要為細粒自形—自形立方體或五角十二面體結構，呈細脈浸染狀分布，此階段金開始沉淀，但分布不均勻；③多硫化物—石英階段（Ⅲ）：該階段自然金常和金屬硫化物伴生，呈顯微細脈分布于白色石英微細脈中，為金成礦的高峰階段，也是工業金礦體形成的主要階段，與黃銅礦、輝銻礦方鉛礦伴生；④銻—石英階段（Ⅳ）：該階段是主要銻成礦階段，但金含量較低；⑤石英—碳酸鹽階段（Ⅴ）：該階段主要形成石英—碳酸鹽脈，分布在礦化帶的圍巖裂隙和礦化帶中，一般切穿片理，含金性差，是成礦的尾聲。

圍巖蝕變作用主要發生在薩瓦亞爾頓—吉根斷裂為中心的韌性剪切擠壓帶上，蝕變類型主要有：硅化、絹云母化、黃鐵礦化、毒砂化、磁黃鐵礦化、輝銻礦化、褐鐵礦化、黃鉀鐵礬化，其中以黃鐵礦化、毒砂化、磁黃鐵礦化、輝銻礦化與金礦化關系最密切，毒砂化、黃鐵礦化為礦床最普遍發育和成礦關系最密切的蝕變。

3 電子探針分析

本文樣品采自薩瓦亞爾頓礦區的礦石和圍巖，包括硫化物礦物、粘土礦物、碳酸鹽礦物、脈石礦物和原礦。樣品磨制探針薄片后先在光學顯微鏡下觀察，然后選取典型礦物進行電子探針分析測試[7]。電子探針測試分析在中國地質科學院礦產資源研究所電子探針實驗室完成，儀器型號為JE-OLJXA?8230，工作條件為：加速電壓20kV，電流20nA，束斑直徑5μm，修正方法PRZ，標準為美國SPI公司53種礦物[8]。

（1）黃鐵礦。黃鐵礦是薩瓦亞爾頓金礦床礦石中分布最廣、數量最多的金屬硫化物，是主要載金礦物之一，金的分布率占總載金礦物的30.38%。從電子探針分析結果可知，黃鐵礦中的S、Fe平均含量分別為53.14%、45.91%，與標準黃鐵礦比較（S=53.45%、Fe=46.55%），屬S、Fe虧損類型；As、Sb及其它微量元素在礦石中含量最高，晚期石英脈中最低；Au在礦石中含量最高，礦化圍巖中次之，蝕變圍巖和晚期石英脈中最低，符合本礦床的地質特征，并佐證了黃鐵礦是主要載金礦物。

（2）毒砂。毒砂是礦石中主要金屬硫化物，是主要載金礦物之一，金的分布率占總載金礦物的30.53%。主要產于黃鐵礦毒砂—石英階段和多硫化物—石英階段，蝕變圍巖中極少量。通過化學分析成果與相應樣品對比，并結合電子探針分析結果及顯微鏡下的觀察，毒砂的含金性較好，最高為0.29×10-2，平均0.13×10-2，首先毒砂顆粒越粗，含金越高，有時可見自然金與磁黃鐵礦、黃銅礦連晶包裹于毒砂中或嵌布于其裂隙中，其次毒砂含量越高，礦石品位越高。礦石中毒砂平均含量4%，而蝕變圍巖中僅占0.01%。

（3）輝銻礦及銻硫鹽礦物。銻礦物有輝銻鐵礦、輝銻礦、銻黝銅礦、硫銅銻礦、脆硫銻鉛礦、銻硫鎳礦等，其中輝銻鐵礦和輝銻礦與金礦化關系最為密切，是次要的載金礦物，金的分布率占總載金礦物的8.09%，主要產于銻—石英階段，其它銻礦物與金礦化關系不大。電子探針分析結果表明，輝銻鐵礦含金性較好，但含銀量很低；輝銻礦含金性一般，銀含量較高；脆硫銻鉛礦含金性一般。

（4）磁黃鐵礦。磁黃鐵礦是礦石中次要金屬硫化物，也是次要的載金礦物，產于礦體及礦化蝕變圍巖中，他形粒狀，粒徑多在0.02～1.6mm，部分可達3mm。常與黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦，閃鋅礦、石英、方解石共生，部分被白鐵礦交代，地表被褐鐵礦交代。電子探針分析結果表明，磁黃鐵礦也是一重要載金礦物。

4 金賦存狀態

金在熱液中沉淀后主要以顯微包裹體或固溶體形式賦存于黃銅礦、黃鐵礦和毒砂等硫化物中[8-9]。前人對含砷黃鐵礦進行XANES、EXAFS和SIMS分析表明[8,10]，金在硫化物中以Au0、Au+形式存在，Au0通常以顯微包裹體(獨立礦物形式)產出，即自然金，Au+則以離子態形式存在于黃鐵礦中[8]。Reich等通過對熱液礦床中含金砷黃鐵礦的SIMS-EMPA分析表明，黃鐵礦中Au的飽和度決定Au的存在形式，Au-As固溶體極具線性關系，即Au/As＞0.02的樣品，金的形式為顯微包裹體(Au0)，Au/As＜0.02的樣品，金主要形式為固溶體(Au+)[8]。

經鏡下測定及掃描電鏡能譜成分分析，該礦石中金礦物組成為自然金，據金銀系列礦物六分法[8]，薩瓦亞爾頓金礦中金礦物屬自然金、含銀自然金和銀金礦為主，少量方金銻礦。其中自然金（包括含銀自然金）和銀金礦占94.46%，方金銻礦占5.54%。成礦流體中金相對含量與金成色呈正相關。薩瓦亞爾頓金礦中自然金成色變化范圍為963.1～982.1，平均958.9，含銀自然金成色變化范圍為791.2～894.2，平均857.21，銀金礦成色變化范圍為586.9～729.2，平均667.9（見表1）。薩瓦亞爾頓金礦中自然金成色較高，說明成礦流體中Au含量高。

按金礦物粒度劃分原則[8]，薩瓦亞爾頓金礦自然金和銀金礦主要以細粒金為主（粒度在0.037～0.01mm）。對隨機觀測到的144粒自然金粒度、形態和賦存狀態進行統計分析表明，薩瓦亞爾頓金礦自然金和銀金礦粒度在0.037～0.01mm的顆粒占64.4%，屬細粒金；粒度在小于0.01mm的顆粒占35.60%，屬微粒金；極少數為中粗粒金，最大粒徑為0.25mm。

通過金礦物嵌布形態測定統計，該礦石中金礦物形態以他形不規則粒狀為主，約占93.94%；少量呈片狀、薄膜狀、枝杈狀和針狀，約占6.06%。經光學顯微鏡下查定和選擇性溶礦化學分析，金礦物賦存狀態主要以包裹金為主，占44.71%。包裹金表現為含銀自然金主要被毒砂和黃鐵礦中，其次包裹于石英、絹云母中，少量包裹于磁黃鐵礦、黃銅礦中，在氧化礦石中主要包裹于褐鐵礦中，呈渾圓狀、麥粒狀、葉片狀等，次為粒間金，占37.16%。粒間金表現為自然金在黃鐵礦晶體間產出，呈不規則狀。裂隙金含量較少，僅占11.63%。裂隙金表現為含銀自然金嵌布于石英、絹云母集合體或褐鐵礦裂隙中，銀金礦嵌布于黃鐵礦、毒砂裂隙中，呈不規則狀、麥粒狀等。礦石中有少量金礦物被氧化薄膜緊密包裹。蝕變巖型礦體中載金礦物主要為黃鐵礦、毒砂等硫化物，金主要以顯微包體金(包裹金、粒間金和裂隙金)和離子金形式賦存在硫化物中，此現象可能與2種礦體成礦流體來源不同有關。

5 結論

（1）薩瓦亞爾頓金礦賦存于塔爾特庫里組（S3t）和薩瓦亞爾頓組（D1sw）中，前者為一套半深海—深海相具濁流沉積特征的淺變質細碎屑巖、硅質巖建造；后者為一套半深海—深海相的淺變質類復理石建造，礦體產狀與地層產狀基本一致，呈脈狀—透鏡狀，受礦區構造帶控制。

（2）薩瓦亞爾頓金礦成礦作用可劃分為5個熱液演化階段:無礦石英階段（Ⅰ）、黃鐵礦—毒砂—石英階段（Ⅱ）、多硫化物—石英階段（Ⅲ）、銻—石英階段（Ⅳ）、石英—碳酸鹽階段（Ⅴ）。其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ階段為金主要成礦階段為金主要成礦階段。

表1 薩瓦亞爾頓金礦床金礦物成色統計表（%）

（3）蝕變巖型礦石中礦物金主要以顯微包體金（包裹金、粒間金和裂隙金）和離子金形式賦存在于硫化物中，成色高的為顯微自然金，載金礦物為黃鐵礦，也有毒砂和石英。石英細脈—網脈型礦體中自然金賦存狀態有裂隙金、包裹金和粒間金，其中裂隙金為主要賦存形式。

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