張兆宏,李京濂
阿克陶縣切帕勒克金礦行政區(qū)隸屬新疆阿克陶克孜勒蘇柯爾克孜自治州阿克陶縣庫斯拉甫鄉(xiāng),礦區(qū)位于西昆侖造山帶北坡東段,塔里木、青藏板塊接合部之康西瓦—昆中板塊縫合帶(大斷裂)西南側、可可西里—切帕勒克三疊系邊緣海西北部,昆侖山西端褶皺帶—恰爾隆復背斜褶皺帶之中。屬于隸屬塔木—卡蘭古銅鉛多金屬成礦區(qū),礦床賦存在克孜勒陶-庫斯拉甫大斷裂中,認為該區(qū)中泥盆世含碳質片巖—碳酸鹽巖建造,是金的原始礦源層,花崗閃長巖體的活動為區(qū)內金的成礦作用提供了成礦物質運移所需的熱源及二次活化成礦作用,韌性剪切帶是區(qū)內溝通深部含金熱液上升的主要通道。因此,該區(qū)資源前景廣闊。
區(qū)域構造處于塔里木板塊、塔里木板塊南緣活動帶、公格爾-喀拉塔什中間地塊中西部。南以柯崗斷裂帶與華南板塊、喀喇昆侖-可可西里陸源活動帶、塔什庫爾干早古生代裂陷盆地相鄰。該中間地塊沉積建造具有典型的基底與蓋層的地臺型雙層結構特點?;诪楣旁沤绾樟_斯坦巖群,已遭受不同程度變質和較強烈變形;蓋層由薊縣系桑珠塔格群、博查特塔格組碎屑巖-碳酸鹽巖建造、奧陶系瑪列茲肯群碎屑巖-碳酸鹽巖建造、上古生界碎屑巖-碳酸鹽巖建造、中生界碎屑巖建造等構成,基本未變質或僅輕微變質,變形主要受柯崗斷裂帶和西昆侖山前逆沖推覆帶影響,不同部位差異較大。巖漿活動除中元古代英云閃長巖及沿柯崗斷裂帶分布的與蛇綠巖有關的華力西期巖漿活動較強烈外,其它不發(fā)育。
區(qū)域西昆北構造巖漿巖帶中酸性巖漿侵入活動非常強烈,可劃分為元古宙、加里東、華力西等3個侵入期、8個侵入巖體。
中元古代中酸性侵入體巖石具片麻狀構造,走向北西向,與圍巖及巖體邊界一致。為塔里木陸塊西南緣火山弧構造環(huán)境下俯沖、碰撞產物。Rb-Sr等時線年齡1567Ma,鋯石U-Pb年齡1301±15Ma,為中元古代產物。
加里東早期中酸性侵入體巖石發(fā)育近南北向片麻理,見少量黑綠色輝長巖包體。為塔里木陸塊西南緣仰沖帶環(huán)境下殼幔混合源產物。角閃石K-Ar同位素年齡532Ma,為加里東早期產物。
加里東中期中性侵入體巖石具片麻狀構造,見細粒閃長質、角閃石巖包體,發(fā)育輝綠玢巖脈。巖體具稀有、放射性元素礦化及白鎢礦化。為衰減大陸板塊內部碰撞環(huán)境下的殼源S型花崗巖。鉀長石Rb-Sr年齡644Ma,屬加里東中期產物。
華力西晚期酸性侵入體外接觸帶熱液蝕變-角巖化強烈。發(fā)育較多的圍巖捕虜體及暗色微粒包體、輝石巖深源包體等。發(fā)育后期偉晶巖脈、輝綠巖墻,系拉張(或張剪性)裂隙貫入所致。為華力西晚期塔里木陸塊邊緣弧同碰撞環(huán)境下殼源混合源產物。
研究區(qū)地層主要為薊縣系桑株塔格群(JxS)和各種成因類型的第四系。以薊縣系桑株塔格群(JxS)構成礦區(qū)的主體地層格架。該群區(qū)域上為一套中淺變質的濱-淺海相碎屑巖及碳酸鹽巖建造,下部主要為一套碎屑巖巖石組合,上部主要為一套碳酸鹽巖巖石組合,未見下伏地層,與上覆下-中奧陶統(tǒng)瑪列茲肯群(O1-2M)角度不整合接觸。礦區(qū)僅出露該群下部層位。礦區(qū)出露巖性主要有:灰、灰綠-灰黑色綠泥片巖、白云石英片巖、黑云片巖、硅化絹云黑云片巖、石英巖等。
區(qū)域上,受柯崗斷裂帶及其次級斷裂影響,地層往往發(fā)生較強烈的變形,褶(揉)皺較發(fā)育,巖石遭受較強烈變形作用,并伴隨斷距離的加大,變形程度逐漸減弱。礦區(qū)總體構造方向為北西向,其斷裂、褶皺構造較發(fā)育。
華力西期中酸性侵入巖分布于礦區(qū)西南部,呈北西向帶狀展布,與區(qū)域構造線方向一致。主要由二長花崗巖、二長花崗斑巖等組成,以二長花崗巖為主,主要呈大的巖株產出,二長花崗斑巖呈小巖株產出。
該期侵入體主要侵入于薊縣系桑株塔格群(JxS)中,其外接觸帶熱液蝕變-角巖化較強烈,并疊加后期脆-韌性斷裂破碎帶,往往具有較明顯的蝕變及礦化,形成一定規(guī)模的礦化蝕變帶及其金礦體,是區(qū)內重要的含礦部位及成礦母巖。
區(qū)內各地層、巖石主要遭受區(qū)域變質作用、動力變質作用及接觸變質作用影響,形成相應的變質巖石。
2.4.1 區(qū)域變質作用及其變質巖
主要為區(qū)域低溫動力變質作用產物,系低綠片巖相淺變質,主要發(fā)育于薊縣系桑株塔格群(JxS)中。巖石受區(qū)域低溫動力變質作用影響,主要形成片巖類、千枚巖類等變質巖石,變質程度達低綠片巖相,變質礦物主要有:絹云母、綠泥石、黑云母、白云母、石英等。表現(xiàn)在:變碎屑巖中礦物發(fā)生重結晶,如石英具變晶加大邊,硅質、鈣質膠結物重結晶為微晶石英、方解石,泥質物、基質變質為略定向的顯微鱗片狀絹云母、綠泥石、黑云母、白云母等。
2.4.2 動力變質作用及其變質巖
主要分布于區(qū)內F3號斷裂帶中及其兩側,可分為脆性動力變質巖、韌性動力變質巖等。脆性動力變質巖石主要有:構造角礫巖、碎裂巖、碎裂巖化巖石等,韌性動力變質巖石主要有:糜棱巖、糜棱巖化巖石等。自斷裂帶中心向兩側變質作用漸次減弱,變質巖石由糜棱巖-糜棱巖化巖石,構造角礫巖-碎裂巖-碎裂巖化巖石演化,具有一定的分帶性。
2.4.3 氣-液變質巖
分布不廣,主要分布于柯崗蛇綠巖帶中,主要有蛇紋石化巖石、滑石菱鎂礦化巖石、透閃石化巖石及綠泥石化巖石。其中,以超鎂鐵巖的強烈蛇紋石化最為普遍,礦物共生組合為纖蛇紋石+絹石+滑石+鉻鐵礦;滑石菱鎂礦化巖石、透閃石化巖石及綠泥石化巖石多呈條帶或沿裂隙不均勻分布,礦物共生組合為滑石+菱鎂礦、滑石+菱鎂礦+纖蛇紋石、透閃石+綠泥石、綠泥石+黃鐵礦。
2.4.4 蝕變作用及其蝕變巖
礦區(qū)礦化蝕變帶由于受構造運動及其熱液活動影響,往往產生較明顯的蝕變,主要蝕變有:硅化、毒砂化、碳酸鹽化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、綠泥石化、絹云母化及方鉛礦化等。其中,硅化、毒砂化、黃鐵礦化、褐鐵礦化等與礦化關系密切。
(1)硅化。表現(xiàn)為兩種形式:一是對圍巖的硅質交代,形成顯微細晶石英,在空間上與黃鐵礦化、絹云母化緊密伴生。二是以石英脈產出,呈細脈、網脈狀、不規(guī)則狀沿巖石片理、裂隙分布,受斷裂破碎帶及其裂隙帶控制明顯。石英脈的形成也可分為二個期次,一為成礦期石英脈,脈寬1-10mm不等,其中,在蝕變帶及其礦體附近石英細脈密集發(fā)育、多期疊加地段,則伴生硫化物含量高、金品位高,與礦化較為密切;二為成礦前或成礦期后石英脈,乳白色、無礦化、多沿節(jié)理分布。
(2)黃鐵礦化、毒砂化。是區(qū)內金礦體近礦圍巖廣泛發(fā)育的一種蝕變,以黃鐵礦化為主,毒砂次之,并見黃鐵礦交代毒砂現(xiàn)象,常伴隨硅化及絹云母化出現(xiàn)。黃鐵礦一般為半自形-自形-它形晶,粒度0.1mm~5mm,主要呈二種形式分布:一為粒狀黃鐵礦,自形程度低,粒度細小,粒度0.1mm~0.2mm,常伴生產出毒砂及少量方鉛礦,局部亦可見黃銅礦、閃鋅礦;從礦體向外,黃鐵礦由稠密浸染狀-細脈狀及條帶狀-稀疏浸染狀-星點狀分布,系熱液成因黃鐵礦,黃鐵礦化作用越強烈,含金越豐富。二為具有較好自形程度的黃鐵礦,粒度0.3mm~5mm,往往呈立方體晶型,系原生成因黃鐵礦,與區(qū)內金礦化關系不大。黃鐵礦地表可形成褐鐵礦,個別地段褐鐵礦形成蜂窩狀構造。
(3)褐鐵礦化。主要分布于地表的蝕變巖石及其金礦體中。多為交代早期鐵質礦物-黃鐵礦等的蝕變產物,呈星點狀、蜂窩狀、皮膜狀、凝膠狀分布,可見黃鐵礦殘留晶型,粒徑0.2mm~0.5mm;部分見以細脈充填形式。破碎帶中硫化物的含量由褐鐵礦化強度正相關關系,間接反映金礦化富集程度,與褐鐵礦化越強具有密切的正比關系。另外,巖石裂隙面、層面由于發(fā)生鐵質淋濾亦形成褐鐵礦化,與金礦化關系不明顯。
(4)碳酸鹽化。多呈方解石細脈(或網脈、不規(guī)則脈狀)以充填形式分布于礦化蝕變帶的裂隙中,礦體頂?shù)装鍑鷰r,形成時間較晚,是金礦化后期殘留熱液蝕變產物,偶含微量金,對金礦化無明顯富集作用。
(5)絹云母化。分布范圍大,多均勻定向分布于巖石裂隙中,在近礦圍巖中則常形成不均勻集合體,含量增高且與硅化作用伴生,以充填或交代方式表現(xiàn),常與石英脈相互包容,與金礦化具密切關系。
(6)綠泥石化。分布較廣,于各類巖石中,與金礦化無直接關系。但在礦化蝕變帶及金礦體附近,綠泥石常與硅化、絹云母化相伴生,顯示出與金礦化有一定的關聯(lián)性。
礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)1條礦化蝕變帶,編號為I號,處于脆-韌性剪切帶內,礦化蝕變帶呈北西向波狀起伏的帶狀產出,總體向北東凸起,長1564m,寬4.42m~39.88m,平均寬17.66m,走向274°~345°,傾向184°~255°,傾角52°~81°。帶內共圈出5條金礦體,編號為I-1、I-2、I-3、I-4、I-5號,規(guī)模較大的為I-4、I-2號礦體,其余規(guī)模相對較小。礦體總體呈透鏡體狀、脈狀產出,沿走向、傾向有“W”形波狀起伏、分叉變薄、復合膨脹等特征,礦體厚度具“上薄、中厚、下薄”的特點,礦體品位具“上富下貧”趨勢。礦體走向北西向,傾向南西,傾角45°~80°,具“上緩下陡”特點。礦體大多與圍巖界線不清晰、呈漸變過渡關系。
礦化蝕變帶及金礦體主要賦存于華力西期二長花崗巖外接觸帶部位,該地段疊加發(fā)育一條北西向脆-韌性斷裂帶,受其控制十分明顯;礦化蝕變帶及金礦體中及其旁側裂隙發(fā)育,往往形成破碎蝕變巖,局部形成金礦體;金礦體往往呈脈狀體、透鏡體產出,與圍巖漸變過渡。
I-4號金礦體:礦體為規(guī)模最大的礦體,位于礦化蝕變帶北西部,礦體呈北西向脈狀體產出,控制長234m,最大控制斜深194m,最小控制斜深74m,控制平均斜深120m。礦體總體走向293°~2°,傾向203°~272°,傾角60°~79°。礦體厚度16.56m~1.47m,平均厚度8.67m。Au品位最高14.45×10-6~0.05×10-6,平均3.33×10-6,金品位變化具有走向上,具有逐漸遞減趨勢??傮w變化幅度不大,并略有起伏。傾向上,從地表-深部,具有漸次降低趨勢。礦體中心向兩側品位降低、甚至突降成圍巖。
3.2.1 礦體圍巖地質特征
礦區(qū)賦礦巖石為黑云片巖,底板為黑云片巖,頂板主要為黑云片巖,次為二長花崗巖。礦體與頂、底板漸變過渡、界線模糊。
礦體頂、底板圍巖遭受動力變質、接觸變質及含礦熱液作用的影響,往往形成糜棱巖、構造角礫巖、碎裂巖等,往往形成礦化蝕變帶,具有較強的蝕變作用,從礦體向外,蝕變類型從以強硅化、黃鐵礦化、毒砂化、褐鐵礦化等為主逐漸變?yōu)橐蕴妓猁}化、褐鐵礦化、綠泥石化、絹云母化為主,石英細脈由密集發(fā)育-稀疏發(fā)育變化、脈寬由細變粗,蝕變、礦化強度逐漸減弱。
礦體頂、底板圍巖在自地表5m以上裂隙較發(fā)育,巖石較破碎、蝕變較強,多風化破碎、欠穩(wěn)固;自地表5m以下礦體圍巖頂、底板相對致密堅硬,較穩(wěn)固,抗壓、抗剪性強,僅在斷裂破碎帶處巖石破碎、欠穩(wěn)固。
3.2.2 夾石地質特征
礦區(qū)各礦體主要發(fā)育2處具有一定規(guī)模的夾石,具有較好的延伸性、連續(xù)性、較穩(wěn)定,夾石厚度大于夾石剔除厚度要求,已作為夾石予以剔除。巖性均為黑云片巖。
3.3.1 礦石自然類型
根據(jù)礦石成因,礦石自然類型劃分為氧化礦石和硫化礦石兩類。
(1)氧化礦石:氧化礦石呈深褐色、鐵灰色,具隱晶質、皮膜狀、凝膠狀結構,具浸染狀、網脈-條帶狀、蜂窩狀構造。主要由金屬硫化物黃鐵礦、毒砂、方鉛礦、閃鋅礦等及金屬氧化物褐鐵礦、銅藍等和非金屬礦物石英、黑云母、綠泥石、絹云母、長石、方解石等構成。礦石中褐鐵礦局部呈蜂巢狀集合體,穿插有煙灰色石英細脈,構成蜂巢狀褐鐵石英脈型富礦體,金含量往往高于深部原生礦,說明金在氧化礦石中通過氧化淋濾作用具有一定的富集作用,但不甚明顯。
(2)硫化礦石:硫化礦石為礦區(qū)主要的礦石自然類型。根據(jù)礦石結構、構造、主要有用金屬礦物及其含量,硫化礦石可進一步劃分出稀疏浸染狀金礦石、細脈-條帶狀金礦石、稠密浸染狀金礦石等三種類型。
3.3.2 礦石結構構造
礦石主要具粒狀變晶結構、碎裂結構、包含結構、脈狀充填結構、交代熔蝕、交代殘余結構及糜棱結構等;礦石構造類型以稠密浸染狀構造、細脈及條帶狀構造、稀疏浸染狀構造為主,角礫狀構造、團塊與斑點狀構造次之。氧化礦石局部尚可見蜂窩狀構造。稠密浸染狀構造:礦石主要由黃鐵礦、褐鐵礦、毒砂、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、磁鐵礦、赤鐵礦、鈦鐵礦等組成,較密集分布,含量可達30%以上,脈石礦物含量相對較少,其金品位較富。
該礦屬與華力西期二長花崗巖及脆-韌性斷裂有關的破碎蝕變巖型金礦床,其主要地質依據(jù)如下。
切帕勒克金礦處于公格爾-喀拉塔什Cu.Au(Cr)成礦帶西部。該地帶已發(fā)現(xiàn)多處與古生代中酸性侵入巖有關的熱液型及矽卡巖型多金屬礦床(如布倫木沙熱液充填交代型(或斑巖型)銅礦、庫地矽卡巖型鐵-銅礦床、阿拉木圖矽卡巖型銅礦等),礦床往往產于巖體與圍巖的接觸帶或巖體內部,伴生強烈的熱液蝕變作用。
區(qū)域上,礦區(qū)及附近位移經歷了多期、多層次復雜構造變形的造山帶,構造背景復雜,地層單元發(fā)育較全,巖漿活動強烈,具有良好的成礦地質背景和成礦條件;礦區(qū)附近Au、Cu、Pb、Sn、As、Sb、Cr、Ni、Co、V、Ti、Fe、U、Th等元素化探異常較發(fā)育,應是一處尋找金、銅多金屬礦的有利地段,具有較好的成礦大地構造背景。
該礦床產出地層為薊縣系桑株塔格群(JxS),礦體近礦圍巖主要有黑云片巖、綠泥片巖、絹云片巖等,巖石中Au、As、Pb、Ag元素含量較高,往往形成明顯的原生暈,尤其是礦體下盤近礦圍巖-黑云片巖Au元素含量4.58×10-9~50.00×10-9,平 均21.96×10-9,Pb元 素 含 量118.3×10-6~ 1066.0×10-6,平均343.02×10-6,Ag元 素 含 量14.00×10-6~ 37.00×10-6,平 均22.54×10-6,一方面表明其本身金、鉛、銀等元素含量較高,為礦床的形成提供了礦源層;另一方面表明后期含礦熱液的疊加,使主成礦元素進一步富集,從而成為礦區(qū)有利的含礦層位。
侵入活動較強烈,主要為華力西期侵入的二長花崗巖、二長花崗斑巖。巖漿期及巖漿期后含礦熱液的持續(xù)作用。礦床發(fā)育的二長花崗巖體、二長花崗斑巖,基巖光譜分析結果表明:Au元素含量0.60×10-9~ 50×10-9,平均11.41×10-9,Pb元素含量16.3×10-6~ 2048.0×10-6,平均377.92×10-6,Ag元素含量0.03×10-9~25.87×10-9,平均10.32×10-9,說明巖體為金礦的形成提供了一定的物質來源。由此可知,該礦床與巖漿熱液活動關系密切。
華力西期二長花崗巖外接觸帶部位疊加發(fā)育北西向F3號脆-韌性斷層,形成糜棱巖、糜棱巖化巖石及構造角礫巖、碎裂巖、角礫巖化巖石等,同時形成韌性剪切帶、片理化帶及其破碎蝕變帶,成為含礦熱液上升、運移、富集的有利部位,表現(xiàn)在:含礦熱液沿斷裂帶上升、運移,形成強烈的硅化等熱液蝕變現(xiàn)象,疊加形成明顯的礦化富集,形成金富礦體。由此表明,該礦受斷裂構造控制十分明顯。
阿克陶縣切帕勒克金礦主要產于主要受柯崗斷裂帶及其次級斷裂影響,地層發(fā)生較強烈的變形,褶(揉)皺較發(fā)育,巖石遭受較強烈韌-脆性變形作用過程中形成,該礦屬與華力西期二長花崗巖及脆-韌性斷裂有關的破碎蝕變巖型金礦床。