敦德鐵礦金礦體成礦地質條件與找礦前景分析

趙 強

（新疆鋼鐵雅滿蘇礦業有限責任公司，新疆 哈密 839000）

1 概述

敦德鐵鋅礦隸屬新疆八鋼礦業資源有限公司，位于和靜縣城340°方位約163km處。礦區位于拜斯廷薩拉溝發源地。本文通過對區域地質、礦區構造、礦石礦物、地球化學等特征進行分析，發現了Au4 礦體，Au4礦體由5 個分枝礦體構成，并對其進行了資源儲量估算。研究總結出了淺棕—淺灰綠色矽卡巖可能是Au元素成礦的有利礦源層，礦體及蝕變帶、土壤、巖石地球化學異常，磁黃鐵礦化、（鈷）毒砂化、斜砷方鐵礦化、硅化、碳酸鹽化等蝕變是本區金礦的重要找礦標志。

2 地質概況

2.1 地層

礦區地表出露地層為下石炭統大哈拉軍山組第三亞組地層，其余為大面積的殘坡積物、冰水堆積物。

2.1.1 下石炭統大哈拉軍山組

礦區主要地層為下石炭統大哈拉軍山組第三亞組。在礦區地表的中部及南部大面積出露，主要巖性為淺灰白色、淺灰綠色硅化玄武質晶屑凝灰巖；灰綠色綠簾石化、綠泥石化玄武質凝灰巖；火山集塊巖。在3788中段各進路平硐探工程及鉆探工程的各個剖面中出露有灰—淺灰色蝕變細粒長石巖屑砂巖；灰綠色流紋質晶屑火山塵凝灰巖；灰色強蝕變粉砂巖；灰色、灰白色大理巖化灰巖；灰白色—白色矽卡巖化大理巖；灰—深灰褐色透輝石榴石矽卡巖；淺褐綠色安山巖。

2.1.2 第四系

第四系主要為殘坡積物、第四系現代冰川堆積及殘坡積物、現代冰川和砂礫石等冰川堆積層。

（1）第四系殘坡積物：分布于山坡兩側及溝谷中，時代為更新世。由凝灰巖、花崗巖及少量磁鐵礦碎石堆積而成，礫徑大小不等，一般0.05～0.15m，個別達0.3m，橫向上連續性較差，出露厚度一般為0～12m。這些殘坡積物為一套半固結的砂礫石層和腐植土，其成分嚴格受下伏基巖和周圍出露地層的巖性控制。棱角分明，無分選和磨圓。成層性差。

（2）第四系冰水堆積物及殘坡積物：主要分布在礦區北部和北東部。冰水堆積物分布于礦區基巖露頭區陡坎下方，或平緩低凹處，主要由尖棱角狀火山巖碎石及冰水沉積的泥、砂等組成，高5～20m。

（3）現代冰川：主要分布在礦區中部海拔3500m以上山脊地段，為終年不化的第四系現代冰川。現存冰川堆積物所顯示冰川規模，長2300m，寬500m。冰川所過之處溝谷呈U 形谷，當行進至海拔3800m 時全部消融。

（4）冰川堆積層：夏格孜達坂海拔4700m的山峰周圍分布大量的冰川，山峰終年積雪，發育角峰、刃脊、冰川，大多數冰舌前緣發育有冰磧物。冰磧物主要為冰磧轉石、砂礫、砂土，冰磧和冰水堆積物常間互出現，冰磧物在地貌上多形成冰舌前緣的側磧、終磧和垅崗等。堆積物最大角礫可達10m以上。巖性為附近基巖各種變質巖。時代為更—全新世。分布于冰川之下的洼地中，系冰川作用造成冰磧物雜亂堆積之產物，厚約10～20m，主要組成為漂礫、亞砂、亞砂土等。

2.2 構造

礦區構造較為簡單，主體為一單斜構造。區內地表出露的地層為大哈拉軍山組的一套海相碳酸鹽巖和火山碎屑巖，走向北西—南東向和北東—南西，傾向北西—北東，傾角中等45°～82°。

2.3 巖漿巖

區內巖漿巖主要為鞏乃斯裂谷侵入巖帶伊克鐵木爾晚二疊世殼源序列，出露于礦區地表西部及西南部，呈北西南東向帶狀分布，它與地表中部的火山巖地層之間為侵入接觸關系。在3788 中段只見小面積花崗巖、閃長巖和安山巖，均與矽卡巖為不整合接觸關系。

2.3.1 侵入巖

地表巖性組合為花崗巖、二長花崗巖和鉀長花崗巖。圍巖為石炭系大哈拉軍山組地層，侵入接觸關系明顯。在地表為一個侵入體，長軸方向為北西向，與斷裂構造走向方向一致。該序列主要巖性為黑云花崗巖、含榴花崗巖、二長花崗巖和鉀長花崗巖。侵入的最高層位為晚二疊世鐵木里克組。與圍巖接觸帶一般向外傾斜，傾角40°～75°。沿巖體內接觸帶見有混染巖化、綠泥石化、鏡鐵礦化、磁鐵礦化和孔雀石化等現象，外接觸帶主要為角巖化、硅化、退色化和黃鐵礦化等現象。巖體原生構造不夠明顯，節理發育。節理平直且光滑，延伸較遠，互相截切或圍限，其優選方位與附近的斷裂構造走向一致。在3788中段只見小面積花崗巖和矽卡巖化微晶閃長巖出露。

2.3.2 噴出巖

地表出露多為灰白色、淺肉紅色、淺褐色蝕變安山巖，在3788中段出露為淺褐綠色矽卡巖化安山巖。

2.3.3 脈巖

礦區內只有一種，為灰綠色、墨綠色輝綠巖；脈巖主要為后期侵入的輝綠巖脈，地表侵入于礦區地表西部的二長花崗巖中，走向北北東向，寬約50～150cm不等，風化面灰黑色，新鮮面灰綠色，在3788中段至3568中段及以下鉆孔中均見，個別巖脈切穿鐵礦體。巖石顏色一般為灰綠色，有時帶褐色調。輝綠結構，塊狀構造，主要由較自形長板狀斜長石和柱粒狀輝石組成。斜長石占55%～65%，板柱狀，較自形，聚片雙晶發育，鈉黝簾石化普遍，為基性斜長石，不規則交錯分布，大小（0.03mm×0.2mm）～（0.3mm×1.2mm）；輝石占20%，柱狀，部分綠泥石化，呈假象，斜消光，為單斜輝石，（0.05～0.3mm）×0.7mm。綠泥石5%，鱗片狀，充填于礦物間隙中，大小0.05～0.3mm。磁鐵礦5%，粒狀，不透明，大小0.02～0.1mm。含鈦礦物5%，粒狀，高突起，大小0.01～0.03mm。石英少量，充填于礦物間隙中，大小0.05～0.2mm。

3 礦化體地質

3.1 礦化體特征

賦礦層位：金礦體賦存于淺棕—淺灰綠色矽卡巖中。礦體受矽卡巖地層控制，礦體形態為透鏡狀等不規則狀，具分枝復合、尖滅再現的特點。

金礦化：在礦區中有兩期金礦化，早期金礦化在鐵礦體中與鐵礦體同期生成，晚期在鐵礦體以外獨立存在或與閃鋅礦化伴生。以自然金和銀金礦形式存在。銀金礦形態呈他形等粒狀、長粒狀分布，粒徑極細，在0.003～0.03mm±，淺金黃色，反射率較高，分布在磁鐵礦或脈石礦物粒間，或與自然鉍、輝鉍礦、方鉛礦連生。

金礦體多產于矽卡巖中，金礦體兩側蝕變分別為石榴石化、透輝石化、碳酸鹽化、綠泥石化、硅化、絹云母化、高嶺土化。

（1）石榴子石化：礦區分布最多的蝕變，多為鈣鋁石榴石，他形粒狀，0.03～0.25mm，呈團粒狀不均勻分布在鐵礦體、鐵鋅礦體、鐵鋅金礦體、鋅金礦體中及其兩側，常被細小的透輝石、方解石等替代，呈殘晶狀。

（2）透輝石化：是礦區重要蝕變之一，常與石榴石化緊密伴生，并包裹石榴石，晚于石榴石化，也常與綠泥石共生。他形粒狀、柱狀，0.05～0.5mm，不均勻嵌布。

（3）碳酸鹽化：也是礦區重要蝕變之一，主要為方解石，呈不規則粒狀，粒度約0.1～0.7mm，大多以細脈狀、團塊狀分布在矽卡巖及大理巖中，在閃鋅礦、磁鐵礦顆粒之間也常分布。碳酸鹽化具4期，早期（主成礦期前）主要產于大理巖及矽卡巖中，以粒狀、團塊狀為主，方解石沿石榴石邊緣進行交代，在方解石內部還常見包裹并交代短柱狀、粒狀透輝石，并含少量硫化物（立方體黃鐵礦）；中期（磁鐵礦生成同期）主要產于磁鐵礦中，常與磁鐵礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦、黃鐵礦晶體等共生；晚期（主成礦期后，閃鋅礦生成期及圍巖穿插）主要產于鐵礦體以外，常與閃鋅礦、黃鐵礦、銀金礦等伴生，以碳酸鹽巖及團塊狀方解石、脈狀為主；最后期，穿插于巖石、礦體、地層中為純白色方解石細脈為主，不含雜質，常切穿其它幾組方解石脈。

（4）綠泥石化：礦區最普遍的蝕變，多發育于矽卡巖中及礦體附近，特別是輝綠巖中及兩側巖石中發育較強，一般沿裂隙或節理發育，與綠簾石共生，磁鐵礦體中也普遍存在綠泥石化，呈團塊狀、細脈狀分布。綠泥石少量呈細微顆粒（0.01～0.2mm），分布在石榴石粒間，少量呈片狀、細鱗片狀集合體，與陽起石呈細鱗片狀集合體緊密共生，作為蝕變產物分布在透輝石顆粒邊緣或裂隙中，有時交代金屬礦物。

（5）硅化：發育在花崗巖、閃長巖和硅化大理巖中，矽卡巖中可見少量。隱晶—微粒狀石英，粒徑小于0.01mm，不均勻分布。巖石中不規則網脈狀微裂隙，內充填石英。最晚期的石英微脈切穿其它細脈和巖石。

（6）絹云母化：主要在火山塵晶屑凝灰巖、矽卡巖、輝綠巖中發育，主要為斜長石、鉀長石中度蝕變而成。

（7）高嶺土化：產于火山塵晶屑凝灰巖、矽卡巖、大理巖中，與絹云母、碳酸鹽伴生，為熱液蝕變晚期產物。

3.2 礦石礦物成分

Au 礦體具有巖漿熱液與構造蝕變帶疊加成礦的特點，金礦石中有金屬礦物和金屬硫化物。金屬礦物除自然金、銀金礦是主成礦元素外，主要有磁鐵礦、閃鋅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、赤鐵礦、（鈷）毒砂、砷鈷礦，極少量方鉛礦、鉻尖晶石、微量黃銅礦。各類礦石中礦物大多呈粒狀和不規則集合體存在，粒徑一般0.005～3.0mm左右，最大可達50mm。各類金屬礦物分布在不同造巖礦物之間，相互之間有連生、包裹和被包裹的關系。

4 區域地球物理及地球化學特征

4.1 區域地球物理特征

（1）重力異常特征。2010 年新疆礦產資源潛力評價項目新疆地礦局重新編制了1∶150 萬新疆維吾爾自治區布格重力異常圖，西天山地區是新疆最大的布格重力異常區，其范圍東至烏魯木齊、往西延伸至哈薩克斯坦境內，北至石河子—奎屯一帶，其南部邊界呈不規則狀。異常區總體成北西—南東向延伸，長700km，南北寬400～500km，呈不規則長方形，面積約28km2。布格重力異常值有兩個異常中心（依連哈比爾尕山和哈爾克山負異常），重力值由異常中心向兩側逐漸升高，工作區位于重力異常南部梯度帶上。

（2）航磁異常特征。區域航磁研究表明，西天山主體為一個磁異常區，即塔里木盆地北部—天山西部負磁異常區，主要包括哈爾克山、博羅科努山、科古爾琴山等地區。異常區總體呈北西向，西部寬，東部窄，呈一楔形，異常強度-200～400nT。其內包括和靜—阿齊山北西向負磁異常帶、賽里木—巴音溝北西向負磁異常帶和伊犁—新源—鞏乃斯正磁異常帶，工作區即處于該航磁異常帶的北部邊緣。

航磁異常總體走向為北西—南東向，與阿吾拉勒山體走向基本一致。由西向東在鐵木里克、和統哈拉哈依溝、則克臺、阿克薩依、松湖、哈拉庫勒、玉西莫勒蓋、查崗諾爾、卡克扎等地分布多處環形航磁異常和雜亂面狀航磁異常帶，反映沿阿吾拉勒裂陷槽泥盆紀、石炭紀地層中巖漿巖侵入及火山活動發育。部分重要鐵礦床如鐵木里克、式可布臺、查崗諾爾、備戰等和銅金礦床如金布薩依、和統哈拉哈依溝、喀拉庫勒、玉西莫勒蓋、科克賽等多分布在與線性構造和環形構造相關的航磁異常邊緣。

據2008 年國土資源部航遙中心完成的《新疆西天山地區新源縣塔勒德—和靜縣烏拉斯臺一帶1∶5萬航磁勘查成果報告》，敦德鐵鋅礦、諾爾湖鐵礦、查崗諾爾鐵礦、備戰鐵礦均處于高背景下的高磁異常區內。敦德鐵鋅礦位于1∶5萬航磁異常，異常中心位置：位于諾爾湖鐵礦和備戰鐵礦之間，伊克鐵木爾坦蒙庫烏魯南0.6km左右。

為正異常帶邊緣孤立的升高正異常，在航磁ΔT剖面平面圖上連續4條測線反映明顯，異常呈尖峰狀，曲線尖銳，梯度陡，強度大，最大幅值710nT，北側伴生負值；在ΔT等值線平面圖上呈很典型的南正北負異常，范圍約2.5km×2.2km。在ΔT化極上延1km 等值線平面圖中仍為很規則的圓形異常特征。表明了該磁性體磁性強，向下具有一定的延深。

正演擬合計算結果表明，引起異常磁性體出露地表，磁化強度Js2=15800×10-3A/m（相應磁化率值35302×10-5SI）。該孤立升高正異常呈尖峰狀，強度大，梯度陡，并且與諾爾湖鐵礦和備戰鐵礦位于同一條成礦帶上，諾爾湖鐵礦與備戰鐵礦的成因均與下石炭統關系密切，推斷此異常是具有一定規模的鐵礦引起。

4.2 區域地球化學特征

敦德鐵鋅礦區屬于高山區，地勢總體北高南低，海拔3480～4500m，比高500～1000m，屬高山深切地貌。區內為高寒地帶，氣候寒冷，變化無常。主要以降雪為主，6～8 月份降水豐沛是本區氣候的特點。3900m 以上大多數為基巖出露區，3900～3500m 之間正地形一般無殘坡積物覆蓋或覆蓋較薄，負地形則殘坡積物覆蓋較厚，殘坡積物質多為巖屑和礫石，無土壤水土流失嚴重。3500m以下大部分山坡變緩有大量的坡積物和冰積物覆蓋，厚度一般大于3～5m，分層明顯，深部為巖屑和礫石、往上為巖屑和土壤、再往上為粉砂和土壤、表層為草根和土壤，整體草皮發育。微量元素表生作用中的搬運方式以機械搬運為主，在6～9 月份伴隨有化學膠體搬運而流失，有色金屬元素在粉砂及土壤中可能會相對貧化或導致化探異常位移較遠。

根據區內地表巖石資料，經匯總、總結和統計得出以下常量元素在不同地質體的地球化學特征：

含鋅玄武質凝灰巖中各組分平均含量為SiO234.950×10-2，Fe2O314.675×10-2，CaO 27.465×10-2，Al2O38.680×10-2，其他均小于8×10-2，說明含鋅玄武質凝灰巖相對富集Si、Fe、Ca、Al，相對貧化Ti、Mn、Na、K、P。

硅化玄武質凝灰巖中各組分平均含量為SiO243.29×10-2，Fe2O312.894×10-2，CaO 24×10-2，其他均小于6×10-2，說明硅化玄武質凝灰巖相對富集Si、Fe、Ca，相對貧化Ti、Mn、K、P。

蝕變安山巖中各組分平均含量為SiO231.56×10-2，Fe2O323.70×10-2，CaO 24.00×10-2，其他均小于7×10-2，說明蝕變安山巖相對富集Si、Fe、Ca，相對貧化Ti、Fe、Mn、Mg、Na、K、P。

矽卡巖化安山巖各組分平均含量為SiO249.34×10-2，CaO 18.11×10-2，Al2O310.78×10-2，其他均小于8×10-2，說明矽卡巖化安山巖相對富集Si、Ca、Al，相對貧化Ti、Na、P、S。

綜上所述區內主要的含鋅玄武質凝灰巖、硅化玄武質凝灰巖、蝕變安山巖、矽卡巖化安山巖都相對富硅和鈣，都相對貧化鈦、鎂、鈉、鉀。Na、K、P、S的變異系數大于1，是強分異元素，可能在后期執液作用過程中被帶出而相對貧化。

5 礦床成因及找礦標志

5.1 礦床成因

（1）礦體受矽卡巖地層控制，礦體形態透鏡狀、嚢狀、不規則狀等，淺棕—淺灰綠色矽卡巖可能是Au 元素成礦的有利礦源層。

（2）該礦床具有接觸交代型礦床（矽卡巖型）—期后熱液分溢礦床的特點。

5.2 找礦標志

根據目前工作情況及前人成果，該區主要找礦標志有以下3點，分別為：

（1）構造標志：敦德鐵鋅礦礦床產于古火山機構北東側，成礦直接受古火山機構和通道的控制。礦體及蝕變帶，分布于距火山機構中心有一定距離的環狀裂隙帶中。這種環狀裂隙，即是火山氣液的通道，也是巖漿侵入的必經之路，鐵礦體的外圍，也是金礦的多期成礦的通道構造，有利成礦。

（2）地球化學標志：金異常并疊加Cu、Pb、Zn、Au等組合的土壤、巖石地球化學異常，是重要的地球化學找礦標志。

（3）圍巖蝕變標志：圍巖的透輝石化、石榴子石化、矽卡巖化、大理巖化、綠簾石化、綠泥石化、黃鐵礦化、磁黃鐵礦化、（鈷）毒砂化、斜砷方鐵礦化、硅化、碳酸鹽化等蝕變是本區金礦的重要找礦標志。

6 結論

斷裂構造活動是內生礦產成礦物質活化遷移的主要驅動力，是礦漿產生遷移的主要因素之一，同時斷裂構造本身又是礦漿活動的通道和沉淀場所,區內構造變形復雜，是新疆西天山造山帶的重要組成部分，也是多金屬礦成礦的有利地段，具有良好的成礦條件，雖然目前圈定礦體規模受勘查投入的限制，但對指導周邊及深部找礦具有極其重要的意義，在該區域進一步加強Au 礦體勘查投入，可以進一步摸清礦體產狀，核實資源儲量，具有較好的找礦前景。