浅析东天山康古尔塔格金矿带构造与控矿关系

浅析东天山康古尔塔格金矿带构造与控矿关系

何佳林

乌鲁木齐市公共资源交易中心（乌鲁木齐市政府采购中心） 新疆乌鲁木齐 830007

区域地质背景

新疆东天山造山带长约600km，呈东西向分布于准噶尔盆地和塔里木盆地之间，是北部的哈萨克斯坦—准噶尔板块与南部的塔里木板块在晚古生代期间会聚碰撞的产物，是中亚造山带的一个重要组成部分。其北侧以大草滩断裂为界与吐哈盆地相邻，南部以略向南呈弧形凸出的近东西向的阿其克库都克断裂带为界与中天山相邻，在其西南端以NW向的干沟—卡瓦布拉克断裂带为界与南天山相接，东南端以NE向的星星峡断裂带为界与北山相接四条近东西向分布的区域性一级主干断裂带奠定了东天山造山带的基本构造格架，自北向南依次为大草滩断裂带、康古尔塔格断裂带、雅满苏—苦水断裂带和阿其克库都克断裂带。另外，区内还发育一些次级的NE向和NW向断裂。

区域构造背景

东天山脆-韧性变形转换带位于塔里木板块与准噶尔板块对接碰撞带—秋格明塔什-黄山区域韧性剪切带两侧。按其相对地理位置划分为南北两个子带。其北带在区域性剪切带北侧，大致介于康古尔塔格深大断裂与大草滩断裂之间，在大地构造区划上归属喀尔力克岛弧系，南带在剪切带南缘边界苦水断裂南侧大致2-10 km的范围内，其大地构造区划归属阿奇山-雅满苏岛弧系。康古尔塔格深大断裂与苦水大断裂之间即为秋格明塔什-黄山韧性剪切带。该脆-韧性变形转换带形成于塔里木板块与准噶尔板块对接碰撞晚期阶段之后，秋格明塔什-黄山韧性剪切带发育的晚期。转换带近EW向波状延伸，总体向南微凸，长600 km,宽2-10 km。带内变形特征，显著与康古尔塔格金矿带、金矿床关系密切。

脆韧性变形转换的动力机制

由于地壳岩石圈自下而上划分为完全韧性域、脆韧性过渡域、脆性域3个构造层次，因此剪切带由深部向浅部演化的过程中岩石圈的构造变形也由高温高压下韧性、超韧性的塑性流变向常温常压下脆性破裂转换，该过程的核心是脆韧性变形转换的动力作用。地壳物质(包括岩石、矿物及呈现晶质塑性的物质等)的脆韧性变形转换的动力学过程是壳内物质在动力作用系统下发生的自我调整和自我适应，是对动力作用系统的有序响应。该过程中，不同流变状态的物质，其物理、化学等特性不同，因此对动力作用系统的响应也有差异，脆性的物质对于动力作用的响应较慢，表现了较低的自适应、自组织能力；韧性的物质对于动力作用的响应较快，表现了较高的自适应、自组织能力。但是，脆韧性变形转换域内，物质呈现何种流变状态，表现何种物理化学特性，受到许多因素的影响，如应力状态、温度、压力及流体参与情况等。不同的影响因素，造成了不同的响应，因此也表现出不同的变形机制。脆韧性变形转换的微观机制主要有微破裂、摩擦滑动、碎裂流、双晶滑移和位错滑移、动态重结晶和位错滑移、压溶及其扩散作用等。在脆韧性变形场以多种变形机制同时存在且相互竞争为特色，其中最常见的是微破裂、碎裂流和晶内滑移。

脆韧性变形转换成矿机理

脆韧性变形转换的过程是多种动力作用方式相互竞争的双向转化过程，不同的动力作用方式既相互制约又相互促进，造成了形变响应的反复叠加与耦合。在脆韧性变形转换的时空域内脆性破裂机制与塑性滑移机制共存，同时存在由塑性向脆性和由脆性向塑性两个转化过程，对应于两种动力学效应：循环硬化与软化。由于脆韧性转换动力作用的持续进行，地壳岩石圈的剪切变形不断向地表推进，构造变形的递进连通最终沟通了地壳乃至地幔的不同圈层，引发了各圈层内的流体大规模、跨层次的流通循环，称之为“断层阀门”式成矿机制。同时在脆韧性变形转换过程中挤压与拉张两种对立的动力作用方式，引起了岩石圈在微观领域内强烈的开合响应，流体受开合的驱动在变形体系内发生着广泛的对流循环，称之为“心脏脉动式抽吸挤出”成矿机制。这两种成矿机制从宏观与微观领域内控制着变形体系内流体的输运迁移，引发了强烈地水岩反应，促进了成矿作用的有序进行。因此，脆韧性变形转换过程中的一系列动力学行为，是带内成矿流体活动的主导因素。而流体的强烈活动又影响脆韧性变形转换的动力过程，流体的大量存在，有助于岩石、矿物由脆性向韧性的转化。

脆韧性变形转换的不同变形域内成矿物质的动力学行为不同，韧性域主要是成矿元素的迁出区，脆性域则是成矿元素的迁入区，脆韧性转换域内，成矿元素的迁入与迁出强烈竞争，成为流体和矿质活动最为活跃的时空域。因此，脆韧性变形转换形成的扩容空间，成为矿液、矿质充填沉淀乃至富集成矿的有利场所。这正是脆韧性变形转换带要比韧性剪切带更易赋存金矿床的关键所在。因此，金矿带与剪切变形带在时空上的耦合，实质上是脆韧性转换过程中的动力作用与流体活动在特定的演化阶段、特定的变形空间内相互作用的结果。

动力成矿过程

脆-韧性变形转换是一个动力学过程，既是物理、化学条件的转换，同时也是应力场和能量的转换，这一过程从开始到结束至始自终都伴随着物质和能量的迁移、分散、集中和交换。其过程是一种周期性波浪式的有序演化过程，多期次的构造变形正是这种转换的外在表现，它为矿液周期性波浪式多期次反复活化、迁移、分异、蚀变、沉淀和富集提供了系统的动力学条件，因此它是一种重要的成矿机制。转换过程中周期性的应力应变转化，强烈地影响着成矿反应体系的要素，它控制了矿质反应的速率和富集程度，也控制了能量交换的进程，构成了良好的动态缓冲-转换体系，有适宜的构造地球化学障，可自成一种圈闭。因此它又是一种重要的控矿机制。

康古尔金矿带

根据主要矿床的形成条件及其分布，可将东天山铜金成矿带划分为5个成矿亚带：①康古尔塔格哈尔里克岛弧北缘铜矿亚带；②康古尔塔格哈尔里克岛弧南缘铜钼成矿亚带；③康古尔塔格黄山俯冲碰撞带铜镍金成矿亚带；④阿齐山雅满苏岛弧北缘金银成矿亚带；⑤阿齐山雅满苏岛弧铁铜多金属成矿亚带。

矿床地质概况

康古尔金矿田出露地层为下石炭统雅满苏组中酸性火山熔岩、火山碎屑岩和次火山岩，主要岩性为安山岩、流纹岩、英安质火山角砾岩、凝灰岩、流纹斑岩、石英闪长玢岩和斜长花岗斑岩等，容矿岩系为下石炭统雅满苏组钙碱性火山岩系。金矿床由含金蚀变岩和少量的含金硫化物-石英脉组成，矿石成分为黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、磁铁矿、绿泥石、绢云母、自然金和银金矿。矿石结构构造有粒状—填隙结构和细脉浸染状构造等。成矿作用可分为5个阶段：

1、黄铁绢英岩阶段：自然金+黄铁矿+绢云母+石英。

2、磁铁矿-绿泥石阶段(主矿化阶段，成矿温度240℃)：自然金+磁铁矿+黄铁矿+绿泥石+石英，为还原条件，早期热液偏碱性，晚期向中—弱酸性转化。

3、黄铁矿-石英脉阶段：自然金+黄铁矿+石英。

4、多金属硫化物石英脉矿化阶段(成矿温度150℃)：黄铁矿+黄铜矿+方铅矿+闪锌矿+石英。

5、方解石-石英脉阶段：方解石+石英+黄铁矿+黄铜矿。Au来源于火山岩，Cu来源于同构造英云闪长岩，具有深源的特征。

控矿构造特征

康古尔金矿田形成于晚古生代晚期大陆碰撞的挤压-伸展过渡阶段，金矿体分布在由强韧性变形向弱变形转变的过渡带。成因类型为受韧性剪切带控制的中低温热液金铜矿。康古尔金矿田产于东天山觉罗塔格石炭纪裂陷槽南部阿齐山(中亚造山带东段的一部分)早石炭世火山盆地边缘、秋格明塔什-黄山巨型韧性挤压带南缘、雅满苏大断裂南侧，具构造边缘特有的变形特征。金矿田受觉罗塔格(秋格明塔什-黄山)巨型韧性挤压带的控制，是与韧性挤压带及其同构造岩体有关的金矿化作用的结果。康古尔和马头滩金矿床与矿田中部的一条韧性挤压断裂带在空间上相吻合。

金矿田存在4种主要的构造形迹：褶皱、韧性挤压断裂带、脆-韧性剪切带和脆性断层。其中，韧性、脆-韧性断裂带与成矿关系最密切，属成矿期构造；褶皱属成矿前构造，脆性断层属成矿后构造。在康古尔金矿田中部发育有2条东西向的脆-韧性剪切带，一条控制马头滩金矿床的产出，另一条控制康古尔金矿床的产出。脆-韧性剪切带由一系列北东—北东东向雁列的硅铁质蚀变带(片理化碎裂岩)组成。

在马头滩金矿床，矿化脉带由许多次级小型的反多字形排列的雁列脉组成，其走向与脉带交角很小。推断各次级矿脉呈近水平状分布。金矿体由蚀变千糜岩和糜棱岩化火山岩中的矿化富集地段组成，矿体通常为扁豆状，呈雁列分布，产状为近平行或小角度斜交于糜棱岩面理。组成脆-韧性剪切带的雁列矿化脉在平面上呈反多字形排列，在剖面上呈多字形排列，反映控矿脆-韧性剪切带平面上具有反钟向走滑、剖面上具有逆冲的运动分量，其合力为北东—南西向剪切力偶，以水平走滑为主。

参考文献：

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