新疆西天山地区黑色岩系金矿成矿地质特征及找矿潜力分析_杨在峰.docx
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1、新疆西天山地区黑色岩系金矿成矿地质 特征及找矿潜力分析 杨在峰 u,朱志新 Z3,王克卓 2,姜云辉 2,宋松山 2 (1.中国地质大学,北京 100083;2.新疆维吾尔自治区地质调查院,新疆乌鲁木齐 830000; 3.新疆大学,新疆乌鲁木齐 830000) 摘要 :新疆西天山为中亚天山在中国境内的西延部分,分布有大量的古生代黑色岩系 .本文就其含矿性、控矿条件、 成矿特征进行了系统研宄和总结,并和境外中亚地区的西天山进行了对比研宄,同时提出了新疆黑色岩系金矿的成矿 远景区 . 关键字 :新疆西天山 ;黑色岩系 ;含矿性 ;远景区 天山山脉是中国新疆境内的重要山系,大体以东 经 88线为界
2、,以西称西天山 1.西天山从北向南可划分 为北天山、中天山、南天山和西南天山 .北天山呈 NW 向,包括依连哈比尔尕山和博罗霍洛山等 ;中天山大部 分为伊犁盆地所占据 ;南天山由 NEE向的哈尔克山、 那拉提山及 NWW向的霍拉山等组成 ;西南天山位于 塔里木盆地西北缘,呈 NE向 .近年来,对西天山成矿地 质背景和成矿作用研究较多,但对西天山黑色岩系成 矿研究还处于起步阶段,如在中亚天山黑色岩系中发 现了世界级穆龙套金矿床、库姆托尔金矿床等一大批 大型、超大型金 矿床,因此在新疆天山地区寻找黑色岩 系型金矿床尤为重要 .本文就西天山成矿带黑色岩系 金矿成矿地质构造背景、控矿条件、成矿特征进行
3、总 结,进一步圈定区内黑色岩系型金矿成矿远景区和找 矿靶区,为西天山地区开展黑色岩系型金矿找矿进行 探索性分析 .黑色岩系是以一套富含有机碳的海相细 粒沉积岩,它主要由黑色碳质页岩、黑色碳泥质硅质 岩、黑色碳质硅质岩、黑色泥质细粉砂岩及所夹石煤 层组成,它蕴藏丰富的 Ni,Mo,V和伴生的 Cu,P, U,Se,稀 土、稀有元素,而 Mi薪 Et经济价值的铂族元素及金、银 等贵金属,成为当今地质界研究的热门课题 . 1西天山黑色岩系分布特征 新疆西天山黑色岩系基本上为含碳碎屑岩建造 项目资助: “ 十一五 ” 国家科技支撑计划重点项目 “ 新疆大型矿集区预测与勘查开发关键技术研宄 ” ( 20
4、06BAB07B00),新疆与邻区大型矿床成 矿对比及勘查方向研究专题及新疆天山成矿带找矿重大疑难问题研究 (1212010530905)共同资助 收稿日期 :2008-03-05;修订日期 :2008-05-06;作者 E-mail:yangzaifeng65163.eom 第一作者简介 :杨在峰 (1965-),男,甘肃民勤人,高级工程师 ,1988年毕业于西安地质学院地质系 ,中国地质大学 (北京 )在读博士,从事地质矿产调查 研宄及技术管理工作 和含碳磷硅质岩建造两种类型 .主要层位有下寒武 统、中寒武统、奥陶系、志留系、下泥盆统、上石 炭统、二叠系、上三叠统、中一下侏罗统 2.其中,
5、古 生界寒武系、志留系、泥盆系、石炭系的黑色岩系 最发育,构成天山地区黑色岩系的主体 (图 1).寒武系 黑色岩系为含碳磷硅质岩建造,形成于大陆边缘沉积 环境,由碳质页岩、薄层碳酸盐岩、磷块岩、硅质岩 等组成,主要分布在西天山科古琴山、西南天山柯坪 - 阿克苏等地 .其中,下寒武统的黑色岩系为磷矿沟组 和肖尔布拉克组,分别出露于科古琴山一带和柯坪地 图 1新疆西天山黑色岩系分布略图 Fig.l Distribution outline map of the black rock series in the west tianshan, Xinjiang 1.黑色岩系分布区 * Jx 中元古界蓟
6、县系 ;Z 震旦系 ;E 寒武系 ; 2_3 中奥陶一上 奥陶统 ;Si S3 - 下志留一上志留统 ;D - 泥盆系 ;C一 C3 - 下石炭 上石炭统 ;Pi P3 下二叠一上二叠统; T2 中三叠统 ;Qn 第四系 区,为含 p, u,v的赋矿层位 2.中寒武统的黑色岩系分 布范围明显减少,主要为肯萨依组,分布在西天山科 古琴山地区的果子沟和萌吉库尔河一带 . 奥陶一三叠系的含碳碎屑岩建造主要由含碳页 岩、粉砂岩、细砂岩等组成复理石建造,偶见有碳酸 盐岩,含碳量较高,以产金为特征 .奥陶系黑色岩系主 要分布在赛里木湖、精河、赞比勒、苏巴什、乌什 和柯坪等地区,主要有下一中奥陶统新二台组、
7、中奥 陶统萨尔干组和上奥陶统音干组 ;志留系黑色岩系分 布较广,出露于哈尔克山、东阿赖山、巴伦台、赛里 木湖等地,主要有下志留统尼勒克河组、上志留统博 罗 霍洛山组、巴音布鲁克组、下一中志留统合同萨 拉群、中志留统伊契克巴什组、上志留统科克铁克 达坂组、塔尔特库里组等 ;泥盆系黑色岩系主要分布 在和静县大山口 -萨恨托亥、哈尔克山东段、东阿赖 和依连哈比尔尕一带,主要有下泥盆统阿尔皮什麦布 拉克组、萨瓦亚尔顿组及中泥盆统头苏泉组 ;石炭系 黑色岩系主要分布在依连哈比尔尕山南坡、霍拉山 西段、迈丹他乌、阿合奇、乌什县南、库都克、巴 什苏洪一带,主要有下石炭统阿克萨克组、上石炭统 阿依里河组、喀拉
8、冶尔加组和上石炭统别根他乌组 ; 二叠系黑色岩系主要分布在温宿县小提坎立克泉 沟、黑英山、柯坪苏巴什、巴立克立克村、巴楚、 尼勒克县南群吉萨依、库车、拜城以北的比尤勒包 谷孜干沟一带,主要有下二叠统库尔干组、巴立克立 克组、开派兹雷克组、上二叠统沙井子组、塔姆其 萨依组和比尤勒包谷孜组等 ;三叠系黑色岩系主要分 布在塔里木盆地北缘,主要有中一上三叠统克拉玛依 组和上三叠统黄山街组、塔里奇克组 .天山的侏罗系 普遍为河湖沼泽相的含煤建造,黑色岩系分布较广3. 2黑色岩系含矿性及成矿特征 2.1黑色岩系地球化学特征 主元素含量分布 特征黑色岩系主元素组成为 Si02,Al203, K20, Na2
9、0(黑色泥质岩,粉砂岩 )和 CaO, MgO(黑色碳酸盐岩 ).其特征元素为有机碳和硫,常赋 存有薄膜状,浸染状黄铁矿,二价铁和硫是重要的特 征元素,磷呈磷灰石矿物存在 .新疆境内黑色岩系地 层具上述明显特征,如萨瓦亚尔顿金矿区的黑色岩系 : 和静县巴音郭愣乡快奎乌苏地区黑色岩系和和静县 艾肯达坂志留系黑色岩系地层中普遍含有微细粒黄 铁矿 ,含量在 1%以下,硫化物的硫与有机碳间没有明 显相关性 .和静县艾肯达坂志留系黑色碳质粉砂岩中 有机碳含量为1.66%1.79%,萨瓦亚尔顿金矿碳质板 岩和粉砂岩中有机碳含量为 .9%3.15%. 微 量元素含量分布特征 黑色岩系地层形成环 境属缺氧还原
10、环境,有机碳含量一般为 .5%5%,该 类岩石易吸附某些微量化学元素,使得黑色岩系区的 某些微量元素背景值较高 .典型元素如 As,Sb,Hg,Au, Ag, V,Ni,Co,Cu, Pb, Zn,Mo,U和铂族元素等 .将研究区 内几处典型黑色岩系地层中某些元素分析平均值与 世界黑色页岩进行对比研宄认为 (表 1):黑色岩系部分 元素平均含量,与普通页岩中的平均含量相比,多数 特征元素富集程度不明显,含量接近 ;黑色岩系 中 Au 含量均高于普通页岩,在艾肯达坂志留系碳质粉砂岩 中个别样品达 Au 260xl0_9,萨瓦亚尔顿金矿区黑色岩 系地层中 As背景值明显偏高 . 黑色岩系元素异常特
11、征 将研究区内黑色岩系 分布区及周边的单元素化探异常分布进行套合分析, 可大致总结出以下规律 : 与黑色岩系分布区相关的 化探异常元素有 81),八 11,1 ,风 (: 11种 ,211,811,其中分布 较多的异常元素有 Sb,Au,M ,Ni; 不同地区黑色岩 系化探异常元素组合不同 .如赛里木湖一带黑色岩系 分布区 Mo,Sb异常较发育,依连哈比尔尕山一带黑色 岩系分布区 Ni异常较发育,萨瓦亚多尔顿金矿区黑 色岩系区域 Au异常较多 ; 多数化探异常的分布与 黑色岩系地层走向基本一致 . 2.2黑色岩系金矿成矿特征 西天山黑色岩系主要集中发育在古生代及中生 代,与其有关的矿种有八 1
12、1,乂 11尤 81).中亚天山黑色岩 表 1研究区黑色岩系地层微量元素背景值 Table 1 Trace element background value of the black rock series stratum in study area 地点 岩性 样数 Cu Pb Zn Au Ag As Sb Bi Hg Mo V 萨瓦亚尔顿金矿区 含碳千枚岩 ,细砂岩 3 15.0 10.7 72.3 - 0.08 63.5 3.6 0.7 0.06 - 57.5 大山口金矿 碳质泥质粉砂岩 不详 7.7 52.6 2.6 0.07 21.8 1.6 萨恨托亥金矿 碎裂碳质泥质粉砂岩 102
13、 23.2 31.9 - 7.6 0.13 7.7 2.4 0.4 艾肯达坂 碳质粉砂岩 10 17.9 9.3 37.4 1.4 0.06 5.4 1.1 2.6 193.7 快奎乌苏地区 碳质粉砂岩 ,千枚岩 33 36.1 34.0 69.6 1.8 0.08 5.5 0.9 - - - - 独库公路 碳质泥质粉砂岩,砂岩 57 21.5 19.6 67.4 2.1 0.07 22.7 1.0 - - - - *国外黑色页岩 70.0 21.0 130.0 7.0 1.00 - 5.0 1.1 0.27 20.0 205.0 *普通页岩 45.0 20.0 95.0 1.0 0.07 1
14、3.0 1.5 - 0.40 2.6 130.0 系中发现有穆龙套和库姆托尔世界级金矿床 ,中国天 山是其东延部分,发现了萨瓦亚尔顿、大山口、萨恨 托亥等金矿床,具良好找矿前景 4.穆龙套金矿和萨瓦 亚尔顿金矿是黑色岩系型金矿的典型代表,中国黑色 岩系型金矿与中亚黑色岩系型金矿有许多相似处 .分 析认为,吉根 -塔尔特库里、乌兰赛尔 -大山口、乌什北 山、阿克牙孜河等地最具找金前景,今后应加大萨瓦 亚尔顿金矿勘查和研究力度,同时注意寻找黑色岩系 中的铂、钯、铜等矿种 59.根据大地构造背景、区域 矿产分布和成矿作用等,在前人对新疆成矿区划分析 基础上,在西天山地区共划分出 9个与黑色岩系有关
15、的成矿单元 图 2). 图 2新疆西天山黑色岩系有关的成矿单元划分图 Fig.2 Metallogenic map of units related to black rock series in the west tianshan, Xinjiang 1.成矿带及编号 ;2.金矿床 ;3.铅锌矿床 IV: 巴音沟黑色岩系金铜铬成矿亚带 ;IV2 喇嘛苏 -科古琴黑色 岩系铜铅锌 (磷 )成矿亚带 ;IV3 那拉提黑色岩系金铜镍成矿亚 带 ;IV4 东阿赖黑色岩系金锑铅锌居矿亚带 ;IV5 布尔库特黑色 岩系金、锑成矿亚带 ;IV6 哈尔克山黑色岩系金、綈、锡成矿亚 带 ;IV7 艾尔宾山黑色
16、岩系铁锰铜金成矿亚带 ;IV8 一迈丹它乌黑 色岩系铅锌铜铁 (铝 )成矿亚带 ;IV9 一柯坪塔格黑色岩系锑金铅锌铅 磷成矿亚带 巴音沟黑色岩系金铜铬成矿亚带 (IVD分布于 阿拉尔 -巴音沟一带,依连哈比尔尕山的北部 .区内主 要出露中泥盆统头苏泉组、汗吉尕组,为一套含碳质 复理石建造、火山碎屑岩建造 .己知金矿 (化 ;)点有停格 尔达湾、阿拉特克西金矿点等 .区内 Au,Cu, Ni, Ti等化 探异常发育,显示了区内良好的黑色岩系型金、铜找 矿前景,主要成矿期为晚古生代 . 喇嘛苏 -科古琴黑色岩系铜铅锌 (磷 )成矿亚带 (IV2)分布于赛里木湖成矿带南部,科古琴山北西部 . 区内
17、主要出露蓟县一青白口系浅海陆棚相碳酸盐岩 夹碎屑岩、中基性火山岩和寒武系含磷碎屑岩 -碳酸 盐岩沉积 .己知矿化主要有铜、铅锌、多金属、金及 王福同,胡建卫 .新疆天山成矿带重大找矿疑难问题研宄报告,新疆地质 调査院, 2004 铁铜矿化 ,己发现喇嘛苏中型铜矿床及三台多金属矿 点 .与元古界变质岩有关的黑色岩系层控铅锌矿床是 区内重要的矿化类型,邻区哈萨克斯坦捷克利铅锌矿 带产有捷克利超大型、乌谢克大型黑色岩系型铅锌 矿床 ,矿床伴生有金,可综合利用 .邻区哈萨克斯坦捷 克利铅锌矿带延伸到中国新疆西天山境内并与喇嘛 苏 -科古琴黑色岩系铅锌矿带对接 .因此,该带具寻找 黑色岩系型含金铅锌矿床
18、的有利前景 .主要成矿期为 晚古生代 . 那拉提黑色岩系金铜镍成矿亚带 (IV3)分布于 中天山成矿带西部,由那拉提山向西延出境外 .出露 主要地层为元古宇一志留系变质岩系 .己知矿化以 金、铜、镍为主,金矿尚未取得突破,在吉尔吉斯斯坦 境内距国界仅 40 km处己发现库木托尔超大型金矿 和查尔库拉大型金矿,属穆龙套型,本矿带与上述两 个金矿位于同一构造带内,成矿地质背景相似,是一 条找金的重要矿带 . 东阿赖黑色岩系金锑铅锌成矿亚带 (IV4 ) 出露 地层主要为志留一泥盆系浅变质碎屑岩建造、碳酸 盐岩及碎肩岩建造等 .该带上志留统为金矿赋矿层位 , 含 Au 1.6xl _9,Sb 1.1
19、5xl _6.泥盆系为铅锌赋矿层位, 含 Pb 35xl _6, Zn 6 xl Cu 27x10特别是碳酸盐岩 层 Pb,Zn含量分别高达 46xl(T6和 72xl(T6,构成异常 . 目前,该成矿亚带已发现萨瓦亚尔顿中型金 (铺 )矿床、 五瓦含金黄铁矿点及异常 .萨瓦亚尔顿金矿,矿区出 露地层为志留系浅变质碎屑岩夹碳酸盐岩建造,具类 复理石建造特征,矿体明显受一组早期为軔性、中晚 期为脆性的剪切带控制,矿化属穆龙套型 .主要成矿 期为古生代 . 布尔库特黑色岩系金、锑成矿亚带 (IV5 ) 位于 南天山成矿带北部 ,沿哈尔克山北坡分布 .出露地层 主要为中志留统伊契克巴什组和上志留统科
20、克铁克 达坂组碳酸盐岩和碎屑岩组合 .在布尔库特一带圈出 Au,Sb,Cu化探异常,套合程度较高, Sb化探异常分布 面积较大,受地层控制明显,展布方向与地层走向一 致,具良好的寻找与黑色岩系有关的锑、金、铜矿远景 . 哈尔克山黑色岩系金、锑、锡成矿亚带 (IV6)位 于南天山 成矿带东北部 ,沿哈尔克山南坡分布 .其中 下志留统合同萨拉群、上志留统科克铁克达坂组、 中泥盆统头苏泉组、中石炭统阿依里河组具黑色岩 系特征组合 .在此层位中己发现有黑色岩系型查汉萨 拉梯矿,与造山后深源喊性岩有关的稀有 (Ta,Nb)、 稀 土、红蓝宝石矿和黑英山依兰里克锆石矿等 .在阿克 乔嘎一带有 Au,Sb,
21、Sn, Pb化探异常分布,异常兀素套 合较好,异常区出露的地层为中泥盆统头苏泉组和下 志留统科克铁克达坂组 .在托力瓦依 -克日尔塔亚麻 染窝加一带分布有 Sb化探异常 ,分布在下志留统合同 萨拉群、上志留统科克铁克达坂组之中 .在科克苏河 上游一带有多处砂金矿点,主要成矿期为古生代 .区 内矿产勘查工作程度较低 ,碎屑岩层位厚度巨大、广 泛分布的志留系复理石建造是区内穆龙套型金矿重 要的赋矿层位 .经研宄,该带可与吉尔吉斯坦境内重 要的 Hg, Sb,Sn成矿带对比,具良好的找矿前景 . 艾尔宾山黑色岩系铁锰铜金成矿亚带 V7)分 布于艾尔宾山一带 .区内主要分布有下泥盆统阿尔皮 什麦组细碎
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