西天山吐拉蘇火山巖盆地金成礦預(yù)測

陳江源 孟祥寶 陳志鵬 段晨宇 牛家驥 鄭少杰

摘要：吐拉蘇火山巖盆地所處大地構(gòu)造位置屬于博羅科努晚古生代島弧帶西段，該區(qū)域?qū)儆跍\成低溫?zé)嵋盒汀邘r型金多金屬成礦重點區(qū)域，已發(fā)現(xiàn)多處金礦床（點）。以成礦預(yù)測理論和方法技術(shù)為指導(dǎo)，在系統(tǒng)收集和整理地質(zhì)、物化探資料基礎(chǔ)上，對研究區(qū)航磁、航放特征進(jìn)行了綜合分析，結(jié)合航磁異常查證結(jié)果，總結(jié)了找礦標(biāo)志，建立了研究區(qū)金礦床物理-數(shù)學(xué)模型，優(yōu)選出1處成礦遠(yuǎn)景區(qū)并進(jìn)行了評價，為下一步開展金找礦工作提供了有利線索。

關(guān)鍵詞：金;成礦預(yù)測;找礦標(biāo)志;吐拉蘇火山巖盆地;西天山

中圖分類號：TD15 P618.51文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2021）04-0019-06doi：10.11792/hj20210404

吐拉蘇火山巖盆地位于新疆伊寧縣城北約50 km處，該地區(qū)金礦資源豐富，是新疆最重要的金成礦遠(yuǎn)景區(qū)之一。20世紀(jì)90年代初，該盆地發(fā)現(xiàn)了阿希大型金礦床，之后又相繼發(fā)現(xiàn)了阿比因迪、伊爾曼得、京希、恰布坎卓它等金礦床[1]?！鞍宋濉钡健笆濉逼陂g，國家科技攻關(guān)計劃項目組在研究區(qū)內(nèi)開展了“阿希金礦控礦規(guī)律和外圍靶區(qū)評價研究”“吐拉蘇—也里莫墩礦帶金銀成礦規(guī)律研究及找礦評價”和“吐拉蘇金礦帶大型金礦床定位預(yù)測”研究，對區(qū)域金成礦進(jìn)行了較系統(tǒng)的礦床學(xué)研究，建立了礦床模式和找礦模型，在金成礦理論和找礦實踐中取得了重大進(jìn)展[2-16]。本文通過對吐拉蘇火山巖盆地金成礦地質(zhì)條件、地球物理特征的分析研究，結(jié)合與金有關(guān)的航磁異常查證結(jié)果，探討該區(qū)下一步金找礦方向，為進(jìn)一步找礦勘查提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)成礦背景

研究區(qū)位于伊犁—中天山板塊北緣的博羅科努晚古生代島弧帶西段[17]（見圖1），構(gòu)造上稱之為吐拉蘇斷陷[18]。研究區(qū)基底由前寒武系和奧陶系—泥盆系2套巖石組成，主要由變質(zhì)砂巖、硅質(zhì)巖、泥灰?guī)r、大理巖、安山巖組成。其中，在大哈拉軍山組中分布多處金礦床（點）（見圖2），金成礦作用主要為低溫火山熱液作用，該地層為一套陸相中酸性火山巖，分為5個巖性段，目前已在第二和第五巖性段中發(fā)現(xiàn)具有工業(yè)意義的金礦床（點）。例如：阿希和阿比因迪金礦床賦存于第五巖性段安山巖、安山玢巖中，京希和吐拉蘇金礦床賦存于第二巖性段凝灰?guī)r中。其中，第二巖性段是該區(qū)主要礦源層，其金質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值為110.6×10-9，是地殼克拉克值的28倍[19]。

研究區(qū)發(fā)育北西西向、北西向、近南北向、北東向和環(huán)狀斷裂。金礦床（點）多位于近南北向斷裂與北西向及環(huán)狀斷裂交切部位，近南北向斷裂形成的斷裂破碎帶往往是礦體賦存的主要空間。

研究區(qū)侵入巖多呈巖基、巖枝狀，與區(qū)域構(gòu)造方向一致。石炭紀(jì)侵入巖十分發(fā)育，深成侵入巖以鉀長花崗巖、二長花崗巖為主，夾雜少量含金石英脈。淺成侵入巖巖性為英安斑巖和安山玢巖。規(guī)模較大、品位較高的金礦體多與淺成侵入巖有關(guān)，如京希和伊爾曼得金礦床。

2 研究區(qū)航磁、航放特征及異常查證

2.1 研究區(qū)航磁特征

研究區(qū)西南角為正磁場，是霍爾果斯巖漿巖帶的反映，磁場強(qiáng)度背景值為100 nT，疊加的磁異常是局部火山巖的反映，呈點狀、團(tuán)塊狀，磁場強(qiáng)度為140～200 nT。除西南部外，其余為低緩變化磁場，是古生代碎屑巖疊加石炭紀(jì)火山巖的反映，磁異常呈點狀、團(tuán)塊狀，個別軸向為東西向，磁場強(qiáng)度為-60～-40 nT（見圖3）。已發(fā)現(xiàn)金礦床（點）處于北西向和北東向斷裂交匯部位，且位于航磁解譯火山口處，表明研究區(qū)具有火山口控礦特征。

2.2 研究區(qū)航放特征

研究區(qū)西南部鈾、釷、鉀和總計數(shù)率整體偏高。其中，中部和東北大部分為背景值，是吐拉蘇中生代坳陷。阿希金礦床基本處于低值區(qū)，而京希金礦床旁邊出現(xiàn)鈾偏高異常點，因此金礦床（點）與航放場的對應(yīng)關(guān)系有待進(jìn)一步確認(rèn)。但是，金礦床（點）與航放反演的地質(zhì)環(huán)境有一定關(guān)系，表現(xiàn)為金礦床（點）發(fā)育部位是不同構(gòu)造環(huán)境的過渡部位。

2.3 異常查證結(jié)果及分析

根據(jù)航磁數(shù)據(jù)，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)、化探等資料，篩選了新C-2016-084航磁異常進(jìn)行異常查證。該異常強(qiáng)度不高，在航磁ΔT剖面圖上2條測線有反映，為低緩負(fù)異常。異?？傮w呈北西向展布，異常形態(tài)為似紡錘狀，長約2.4 km，寬約1.1 km，與周邊分布的金礦床特征相似，處在成礦有利的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境中。

新C-2016-084航磁異常位于大哈拉軍山組中（見圖4），出露巖性主要為紫褐色凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖、紫紅色巖屑晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r，巖石呈層狀、塊狀，產(chǎn)狀230°∠55°。該區(qū)礦化蝕變強(qiáng)烈，礦化以褐鐵礦化為主，蝕變以硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、綠簾石化為主。在硅質(zhì)灰?guī)r與凝灰質(zhì)砂巖接觸帶上，硅化和褐鐵礦化發(fā)育，巖屑晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r中褐鐵礦化、綠泥石化發(fā)育。在構(gòu)造裂隙內(nèi)的巖石中可見細(xì)小浸染狀黃鐵礦顆粒。

L1綜合剖面磁測結(jié)果（見圖5-a））顯示，測線南部分布1處負(fù)磁異常，磁場強(qiáng)度極小值達(dá)-70 nT。在距離200 m處，磁場強(qiáng)度急劇上升，呈跳躍變化的尖峰磁異常，磁場強(qiáng)度極大值為279 nT。異常強(qiáng)度一般為350～450 nT，異常強(qiáng)度較大地段對應(yīng)為凝灰?guī)r和熔結(jié)凝灰?guī)r，蝕變強(qiáng)烈（見圖5-b））。

L2綜合剖面土壤地球化學(xué)測量結(jié)果見圖6、表1。 Ni、Cu、Pb、Mo元素平均值均小于區(qū)域背景值，表現(xiàn)為低背景地球化學(xué)場特征。Au元素最大值為42.90×10-9，F(xiàn)e、W元素存在局部富集現(xiàn)象。

綜上所述，新C-2016-084航磁異常產(chǎn)于熔結(jié)凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖中，硅化、綠泥石化、褐鐵礦化、綠簾石化等礦化蝕變明顯，對應(yīng)凝灰?guī)r與硅質(zhì)灰?guī)r的接觸帶上，后期熱液活動強(qiáng)烈，與周邊分布的京希、伊爾曼得金礦床具有相似的地質(zhì)背景及航磁特征。初步分析認(rèn)為，該異常區(qū)具備中低溫?zé)嵋盒徒鸲嘟饘俚V的成礦條件。

3 找礦標(biāo)志

研究區(qū)內(nèi)的金礦床（點）多分布于大哈拉軍山組中，礦化巖石主要為硅化凝灰質(zhì)砂礫巖及酸性火山灰凝灰?guī)r。

富含Au元素的火山物質(zhì)組成的大哈拉軍山組為原始礦源層。之后的巖漿侵入和熱液活動釋放大量熱能，含礦溶液中的Au元素絡(luò)合物解體，Au元素游離析出，在適當(dāng)?shù)目臻g富集沉淀成礦。

與火山機(jī)構(gòu)有關(guān)的次火山活動，以及侵位于大哈拉軍山組的巖漿活動，為巖石的硅化及金的活化富集提供了必要的物理化學(xué)條件，其熱作用與金礦的形成有著密切的關(guān)系。巖漿隱蔽爆破作用對金礦具有定位作用。在吐拉蘇金礦帶，大哈拉軍山組第二巖性段、南北向斷裂破碎帶在空間上控制著巖漿隱蔽爆破作用，是重要的賦礦場所。成礦物質(zhì)來源與南北向隱蔽爆破火山機(jī)構(gòu)中的隱爆碎屑巖類有關(guān)，也與金、銀貴金屬的成礦有密切關(guān)系。

通過上述分析，結(jié)合前人對研究區(qū)同類礦床的認(rèn)識，總結(jié)了尋找淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V床的找礦標(biāo)志（見表2）。

4 成礦預(yù)測

4.1 預(yù)測模型建立及成礦遠(yuǎn)景區(qū)圈定

利用半定量成礦建模預(yù)測技術(shù)，根據(jù)研究區(qū)金成礦類型和礦產(chǎn)分布特點，結(jié)合航磁、航放信息，建立了研究區(qū)金礦床物理-數(shù)學(xué)模型（見圖7）。

4.2 成礦遠(yuǎn)景區(qū)評價

據(jù)研究區(qū)地質(zhì)、航磁、地球化學(xué)等特征，結(jié)合異常查證結(jié)果，優(yōu)選了1處金成礦遠(yuǎn)景區(qū)（見圖8）。

該遠(yuǎn)景區(qū)出露地層為庫松木切克群（Jxks）、奈楞格勒達(dá)坂群（O2nl）、呼圖克達(dá)坂組（O3h）、尼勒克河組（S1n）及大哈拉軍山組（C1d）。其中，大哈拉軍山組是該區(qū)金最主要的賦礦層位。

該遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)京希、阿希、吐拉蘇、恰布坎卓它等金礦床及眾多金礦點，外圍分布喀拉布拉克小型銅金礦床。研究區(qū)金礦床物理-數(shù)學(xué)模型預(yù)測成礦有利度高值區(qū)呈北西向不規(guī)則片狀分布，化探資料顯示為Au元素異常的集中分布區(qū)。

航磁測量結(jié)果顯示，該遠(yuǎn)景區(qū)有不規(guī)則片狀磁異常存在，磁異常整體呈近南北向（北北東向）排列，推測這些異常是由大哈拉軍山組火山巖引起。航磁測量解譯結(jié)果顯示，該遠(yuǎn)景區(qū)位于北西向與南北向斷裂交匯部位，存在多個環(huán)狀火山機(jī)構(gòu)，是火山機(jī)構(gòu)較為集中的區(qū)域。已發(fā)現(xiàn)金礦（點）也大多分布在構(gòu)造交匯附近和環(huán)狀火山機(jī)構(gòu)中。鑒于以上成礦條件分析，認(rèn)為該成礦遠(yuǎn)景區(qū)具有良好的成礦潛力。

5 結(jié) 論

1）研究區(qū)內(nèi)金礦床（點）受大哈拉軍山組控制，其中北西西向構(gòu)造控制了金礦帶的展布方向;有利的含礦層位、強(qiáng)烈的次生石英巖化及破火山口構(gòu)造的結(jié)合處是金礦賦存的有利場所。

2）新C-2016-084航磁異常區(qū)后期熱液活動強(qiáng)烈，硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、褐鐵礦化等礦化蝕變現(xiàn)象明顯，Au等元素異常突出，異常與火山熱液作用相關(guān)。

3）總結(jié)了研究區(qū)尋找淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V床的找礦標(biāo)志。結(jié)合航磁、航放信息，建立了研究區(qū)金礦床物理-數(shù)學(xué)模型，優(yōu)選了1處金成礦遠(yuǎn)景區(qū)。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]漆樹基.伊寧吐拉蘇火山盆地構(gòu)造與金礦成礦關(guān)系[J].新疆地質(zhì)，1999，17（2）：121-128.

[2]劉洪林，董連慧.阿希金礦地質(zhì)特征及成因初探[J].新疆地質(zhì)，1992，10（2）：110-119.

[3]李本海，薛秀娣.新疆阿希金礦I號礦床礦石特征及其成因意義[J].新疆地質(zhì)，1994，12（2）：146-156.

[4]毋瑞身，田昌烈，沙德銘，等.西天山吐拉蘇—也里莫墩早石炭世火山巖帶地質(zhì)特征[J].地質(zhì)論評，1999，45（增刊1）：1 078-1 087.

[5]王志輝，唐菊興.新疆阿希金礦床礦石建造特征及成因[J].礦物巖石，1996，16（1）：68-73.

[6]沙德銘.西天山阿希金礦流體包裹體研究[J].貴金屬地質(zhì)，1998，7（3）：180-188.

[7]賈斌，毋瑞身，田昌烈，等.西天山晚古生代吐拉蘇火山盆地金礦成礦系列的成礦機(jī)理[J].地質(zhì)與資源，2003，12（1）：32-35.

[8]翟偉，楊榮勇，漆樹基.新疆伊寧縣伊爾曼德熱泉型金礦床地質(zhì)特征及成因[J].礦床地質(zhì)，1999，18（1）：47-54.

[9]馬潤則，王潤民.新疆阿希金礦區(qū)古火山機(jī)體及其控礦作用[J].新疆地質(zhì)，2000，18（3）：229-235.

[10]肖龍，王方正，付民祿，等.伊犁京?！罓柭陆鸬V床的熱液蝕變及成礦流體演化特征[J].地質(zhì)學(xué)報，2001，75（4）：518-526.

[11]肖龍，王方正.新疆伊犁京希—伊爾曼得金礦區(qū)角礫巖特征及成因[J].礦物巖石，2002，22（2）：9-12.

[12]姜曉瑋，王永江.西天山阿希型金成礦系列及其成因[J].中國地質(zhì)，2002，29（2）：203-207.

[13]范新麗，黃薇，袁爾乾.西天山阿希地區(qū)金礦的金元素富集過程探討[J].新疆地質(zhì)，2002，20（3）：224-228.

[14]張桂林，梁金城，HAYWARD N，等.新疆西天山吐拉蘇火山盆地金礦的構(gòu)造控礦規(guī)律[J].地質(zhì)與勘探，2002，38（5）：24-29.

[15]鮑景新，陳衍景，張增杰，等.西天山阿希金礦濁沸石化與古地?zé)岢傻V流體系統(tǒng)的初步研究[J].北京大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2002，38（2）：252-259.

[16]常海亮，汪雄武，李桃葉.質(zhì)疑新疆阿希、石英灘淺成低溫?zé)嵋航鸬V床“高鉀”流體[J].礦床地質(zhì)，2003，22（2）：129-133.

[17]肖序常，湯耀慶，馮益民，等.新疆北部及其鄰區(qū)大地構(gòu)造[M].北京：地質(zhì)出版社，1992.

[18]漆樹基，張桂林.伊寧吐拉蘇地區(qū)硅化巖金礦特征及成因[J].新疆地質(zhì)，2000，18（1）：42-50.

[19]漆樹基，李長河.新疆阿希地區(qū)大哈拉軍山組火山巖金元素地球化學(xué)特征及其成礦關(guān)系[J].新疆地質(zhì)，1994，12（2）：139-145.

Prediction of gold mineralization in Tulasu volcanic rock basin in Western Tianshan

Chen Jiangyuan1，2，Meng Xiangbao1，2，Chen Zhipeng1，2，Duan Chenyu1，2，Niu Jiaji1，2，Zheng Shaojie1，2

（1.Airborne Survey and Remote Sensing Center of Nuclear Industry;

2.CNNC Key Laboratory of Uranium Resource Geophysical Exploration Technology）

Abstract：The geotectonic position of Tulasu volcanic rock basin belongs to the west segment of the Boluokenu late Paleozoic island arc belt.The area is important in hypabyssal low temperature hydrothermal type porphyry gold polymetallic mineralization，where there are many gold deposits（ore sites）discovered.Guided by the theory and method of metallogenic prediction，the study systematically collects and collates the regional geological and geophysical data and comprehensively analyzes aeromagnetic and airborne radioactive characteristics in the study area.Based on the results of aeromagnetic anomalies verification，the prospecting markers were summarized，a physical-mathematicalmodel of the gold deposit in the study area was established，and 1 mineralization prospect area was selected and evaluated，providing a favorable clue for the next step gold prospecting work in the area.

Keywords：gold;metallogenic prediction;prospecting marker;Tulasu volcanic rock basin;Western Tianshan