卡衣沙爾·餓熱斯，地里夏提·買買提，白玉秀，王俊林

(新疆大學(xué) 地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830047)

哈圖金礦是新疆維吾爾自治區(qū)當(dāng)前最大的金礦床。多年來，國內(nèi)眾多專家學(xué)者對其進(jìn)行了礦床地質(zhì)、地球化學(xué)、成礦規(guī)律、成礦預(yù)測等多方面的細(xì)致研究[1-7]。但是，以往有關(guān)控礦構(gòu)造的研究大多集中在定性描述上，缺乏對其產(chǎn)出特征和分布規(guī)律的定量分析，特別是缺乏對深部控礦構(gòu)造分布規(guī)律和形成機(jī)制的把握，大大消弱了成礦預(yù)測的準(zhǔn)確度和說服力。本文在前人資料的基礎(chǔ)上，通過觀察和測量，對哈圖金礦地表及地下深部控礦和含礦斷裂構(gòu)造進(jìn)行了產(chǎn)狀、規(guī)模和數(shù)量的統(tǒng)計以及形成應(yīng)力的分析，以便為哈圖金礦深部隱伏礦體的預(yù)測提供構(gòu)造學(xué)依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

1.1 構(gòu)造

哈圖金礦區(qū)位于西準(zhǔn)噶爾瑪依拉—扎依爾褶皺帶、達(dá)拉布特復(fù)向斜東段之北翼。區(qū)域內(nèi)總體構(gòu)造方向為NE向，由上古生界地層構(gòu)成的達(dá)拉布特復(fù)向斜、達(dá)拉布特斷裂、安齊斷裂和哈圖斷裂均呈NE向展布。其中，斷裂傾向NW，傾角65(°)～80(°)(見圖1)。研究表明：達(dá)爾布特斷裂、安齊斷裂、哈圖斷裂均向SE逆沖，產(chǎn)狀上陡下緩，是扎依爾推覆體內(nèi)部一系列呈疊瓦狀的次級滑脫面，構(gòu)成區(qū)域基本構(gòu)造格架。后期巖漿侵入活動，次級褶皺和斷裂的疊加，使區(qū)域內(nèi)構(gòu)造性質(zhì)和形態(tài)極為復(fù)雜[8]。

1 第四紀(jì)沉積物；2 花崗巖；3 太勒古拉組下亞組凝灰?guī)r；4 太勒古拉組凝灰?guī)r；5 庫魯木迪組凝灰質(zhì)粉砂巖、砂巖；6 希貝庫拉斯組砂巖；7 齊古組砂巖、泥巖；8 吐谷魯群砂巖；9 包古圖組泥質(zhì)硅質(zhì)粉砂巖；10 大斷裂；11 斷裂

圖1 區(qū)域斷裂構(gòu)造示意(據(jù)圖金礦資料修改)

1.2 地層

區(qū)域出露地層有泥盆系、石炭系、二疊系、古近—新近系和第四系。其中，石炭系在區(qū)內(nèi)出露面積最大，且為主要的賦礦地層，是達(dá)爾布特復(fù)向斜的主體，由下向上分為下石炭統(tǒng)希貝庫拉斯組(C1x)、包古圖組(C1b)和太勒古拉組(C1t)。包古圖組和太勒古拉組在區(qū)域內(nèi)大面積分布，是哈圖金礦集區(qū)金礦脈的主要圍巖。

2 區(qū)域斷裂分布特征

哈圖和達(dá)拉布特兩大斷裂所夾持的扎依爾斷裂—褶皺帶中，分布著哈圖金礦集區(qū)近70%的金礦(化)點(diǎn)[9]。在該構(gòu)造塊體內(nèi)，大小斷裂縱橫交錯，為應(yīng)力集中所致[10]。在這一應(yīng)力集中區(qū)的地表至地下一定深度的薄弱地段，形成了有利成礦的特定部位?？氐V構(gòu)造隨局部應(yīng)力變化派生出不同排列方式和展布方向的容礦斷裂[11]。對扎依爾構(gòu)造塊體中主要斷裂的產(chǎn)狀、規(guī)模和數(shù)量進(jìn)行了統(tǒng)計，繪制了走向玫瑰圖、傾向玫瑰圖以及極點(diǎn)分布等密圖(見圖2)。

(a)斷裂傾向極點(diǎn)圖；(b)斷裂傾向玫瑰圖；(c)斷裂走向玫瑰圖

由圖2看出：區(qū)域內(nèi)斷裂多為高角度斷裂，走向以近EW向為主，其次為NE(或NNE)向，而NW和NWW向分布較少。斷裂傾向以N和S為多，其次有NNW、SSE、SSW。結(jié)合區(qū)域構(gòu)造圖(見圖1)發(fā)現(xiàn)，近于EW走向的斷裂數(shù)量眾多，規(guī)模較大，密集分布在達(dá)爾布特斷裂和哈圖斷裂之間。NE走向的斷裂數(shù)量也較多，規(guī)模較大，多沿著達(dá)爾布特大斷裂北側(cè)和哈圖、安齊斷裂南側(cè)發(fā)育，中部數(shù)量較少。NNE向斷裂發(fā)育在該構(gòu)造塊體的中部，規(guī)模較大。NWW的斷裂在區(qū)域東西兩翼發(fā)育，規(guī)模較小。地層褶皺軸向和斷裂走向在該塊體內(nèi)部存在偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

可以認(rèn)為， SN向主應(yīng)力在準(zhǔn)噶爾地塊西部邊緣影響下分解出NW向區(qū)域應(yīng)力場，形成一系列NE向構(gòu)造形跡。而早期形成的地層褶皺和斷裂在達(dá)爾布特和哈圖兩大斷裂后期的左行壓扭運(yùn)動中，發(fā)生偏轉(zhuǎn)，與派生出的次級斷裂共同構(gòu)成巨大“S”形構(gòu)造形跡。

3 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)，地層向SE傾斜，呈單斜構(gòu)造，斷裂非常發(fā)育，主要有安齊大斷裂和一些次級斷裂。礦脈僅出露安齊斷裂上盤，安齊斷裂位于礦區(qū)東南部(見圖3)，為礦區(qū)主干斷裂，是哈圖金礦帶控礦構(gòu)造之一，走向55°左右，傾向NW，傾角大致55(°)～80(°)[12]，斷裂破碎帶較寬，最寬可達(dá)到120 m，具有多期構(gòu)造活動的特征。斷裂上盤地層較新，下盤地層較老，為逆沖—平移斷層，具碳酸鹽化、硅化、綠泥石化、絹云母化、褐鐵礦化等蝕變。

1 玄武巖；2 凝灰?guī)r；3 第四紀(jì)沉積物；4 輝綠巖、輝長巖；5 硅質(zhì)巖；6 包古圖組泥質(zhì)硅質(zhì)粉砂巖；7 凝灰質(zhì)泥巖、砂巖；8 斷裂；9 礦脈

圖3 哈圖金礦礦脈地質(zhì)(根據(jù)文獻(xiàn)[9]修改)

礦區(qū)里次級斷裂構(gòu)造絕大多數(shù)與金礦化關(guān)系密切，含金石英脈和含金蝕變帶嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制。對礦區(qū)含礦斷裂產(chǎn)狀進(jìn)行了統(tǒng)計，結(jié)果見圖4。

(a)斷裂傾向極點(diǎn)圖；(b)斷裂傾向玫瑰圖；(c)斷裂走向玫瑰圖

由圖4看出：礦區(qū)含礦斷裂走向以NW向為主，其次為NEE向，而NE和NNW向較少。這些斷裂傾向以SW為多，其次NNW和NE，傾角40(°)～80(°)。NW向斷裂不僅數(shù)量多，規(guī)模也較大，大多為逆沖斷層，是NE方向壓扭應(yīng)力的產(chǎn)物?？拷昌R斷裂，該組次級斷裂的走向趨向于近EW向。另外，礦區(qū)內(nèi)的巖石中，普遍發(fā)育一組與區(qū)域性構(gòu)造產(chǎn)狀方向一致的近EW向節(jié)理，走向80(°)～110(°)。

4 地下深處斷裂構(gòu)造特征

哈圖金礦淺部(<400 m深處)主要以石英脈型礦體為主，向深部(480 m以下)，石英脈型礦體逐漸過渡為石英細(xì)脈+蝕變巖型礦體。淺部的控礦斷裂構(gòu)造的走向以NW向為主，其次為近EW向；深部以近EW向為主，其次為NW向。鉆井和沿脈等勘采工程揭示，隱伏礦體主脈最大連續(xù)長190 m，水平厚0.5～4.3 m，平均厚度2.44 m，脈帶長600 m以上，由一系列雁列式脈群構(gòu)成，脈體呈較規(guī)則的透鏡狀(圖5～6)，傾向320(°)～30(°)，傾角40(°)～80(°)，多分布在玄武巖中，少部分脈產(chǎn)于玄武巖與凝灰?guī)r接觸帶，礦石為石英細(xì)脈+蝕變巖型。

1 凝灰?guī)r；2 泥巖夾少量凝灰?guī)r；3 玄武巖；4 火山角礫巖；5 凝灰質(zhì)泥巖；6 礦脈

圖5 哈圖金礦火山—沉積巖在剖面上的展布規(guī)律(據(jù)文獻(xiàn)[9]修改)

根據(jù)橢球體應(yīng)力形跡分析，當(dāng)?shù)貧H僅遭受一對SN向擠壓力作用時，則會形成走向NE、NW的2組剪切裂隙，走向SN的張性裂隙，走向EW且分別向北、南成45(°)傾斜的2組剪切裂隙以及走向EW的水平產(chǎn)狀張性裂隙，共6組裂隙[13-15]。其中傾向分別為N和S的一組共軛剪切裂隙以及傾向NE和NW的一組共軛剪切裂隙，在應(yīng)力的進(jìn)一步作用下，因錯動而形成一對扭應(yīng)力，并由此派生出雁列式次級張裂隙。后經(jīng)成礦物質(zhì)的充填形成一系列透鏡狀礦脈[16]。圖5～6中的雁列式透鏡狀含礦構(gòu)造，就屬于這種成因。

1 玄武巖；2 凝灰?guī)r；3 凝灰質(zhì)泥巖；4 泥巖夾少量凝灰?guī)r；5 輝綠巖；6 礦脈

圖6 哈圖金礦E8勘探線剖面

對地下450～1 000 m深處隱伏礦體的含礦斷裂產(chǎn)狀和規(guī)模，分11個中段進(jìn)行了統(tǒng)計分析，結(jié)果見圖7。

由于作用在哈圖金礦區(qū)的應(yīng)力，無論在水平方向還是在深度上，受邊界條件和巖性及其他因素的綜合影響，分布不均勻，形成的斷裂構(gòu)造的產(chǎn)狀、規(guī)模及在深度上的分布特征也變化較大[17]。由圖7可以看出：在地下450～800 m深處，含礦構(gòu)造產(chǎn)狀變化幅度較大，數(shù)量呈波動式增減，符合礦脈雁列式尖滅再現(xiàn)的分布特征。在800 m以下，脈體數(shù)量明顯減少，產(chǎn)狀變化減弱。所以，在800 m以上，巖石以脆性變形為主，在扭應(yīng)力作用下，形成較多的張裂隙。隨著深度的加大，在800 m以下，由于巖石圍壓增大，脆性變形向塑性轉(zhuǎn)變，張裂隙數(shù)量大為減少，石英脈型礦石變成石英細(xì)脈+蝕變巖型或蝕變巖型。

圖7 各中段礦脈玫瑰花圖及極點(diǎn)等密圖

5 結(jié) 論

西準(zhǔn)噶爾SN向主應(yīng)力受準(zhǔn)噶爾地塊邊緣影響，分解出NW向區(qū)域應(yīng)力場。在其作用下，哈圖金礦區(qū)所處的扎依爾構(gòu)造塊體形成了EW走向為主，NE、NW和NWW向為次的斷裂—褶皺構(gòu)造格架。其派生構(gòu)造決定了金礦區(qū)地表及淺部的含礦斷裂走向以NW為主，其次為NEE(近EW)向，少量NE和NNW向；地下深處以近EW向為主，其次為NW向。隨著深度增大，含礦斷裂的數(shù)量和產(chǎn)狀變化幅度，明顯減少，礦石類型由石英脈型向蝕變巖型轉(zhuǎn)變。