浅析新疆吉木萨尔县小三台—大三台沟一带叶腊石矿成矿规律

文旭东

（中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队 乌鲁木齐 830000）

1 矿区概况

吉木萨尔县叶腊石矿位于吉木萨尔县243°方向47千米处的三台镇南，行政区划隶属于吉木萨尔县管辖。矿区位于博格达北麓的中低山区，地势起伏不大。矿区总体地势南高北低。基岩基本裸露，岩石表面多为厚度不大的第四系风化残积层。

2 矿体地质

叶腊石矿体产出于天池—水西沟逆断层南侧。赋存于柳树沟组上部的英安岩、石英岩、石英片岩内。矿化带长约10千米，宽约3.6千米，已发现有7个矿体，其中1号矿体包含4个小矿体，长约1040米，宽约360米，主要产状为186—255∠8—36°，矿体呈豆荚状、脉状。矿体顶板为英安岩，底板围岩主要为安山岩或英安岩，矿体与围岩多呈渐变关系。叶腊石含量40～68%，平均55%。

（1）矿石质量

矿石主要由微粒石英和鳞片状叶腊石组成，矿石自然类型有白色石英叶腊石及土黄、灰白色叶腊石石英两种，根据化学组分主要为低铝高硅叶腊石矿亚类。西段矿体（A段）的矿石工业类型主要为白色石英叶腊石型矿石，北东段（B段）则主要为土黄、灰白色叶腊石石英型矿石。矿石中主要矿物有石英和叶腊石2种，含少量黄铁矿；脉石矿物主要为石英。矿石结构鳞片粒状变晶结构，矿石构造主要为片状构造。

（2）围岩蚀变

矿化蚀变有叶腊石化、次生石英岩化、绿泥石化、黄铁矿化等，以前2者为主。绿泥石化分布广泛，但不够强烈，与矿化的关系不大。次生石英岩化是矿区最主要的蚀变类型，在矿体的上、下盘形成强烈的交代蚀变带。与成矿关系最密切的热液蚀变，其在形成石英脉的同时，对破碎带顶底板围岩及内部的围岩角砾发生交代形成交代石英岩。

整个矿化蚀变经历了2个阶段：一是与火山活动有关的自变质作用，表现为面型的绿泥石化；二是与火山期后成矿热液有关的近矿蚀变作用，表现为沿断裂呈带状分布即以矿体为中心向两侧依次对称分布的白色石英叶腊石带、土黄色、白色叶腊石石英带、白色叶腊石次生石英岩带、绿色、白色叶腊石石英片岩带(绿泥石化）、绿色安山岩带（弱蚀变）、绿色英安岩带，蚀变强度逐渐变弱。

（3）矿化阶段

叶腊石成矿过程是热液作用于中—酸性岩石的结果，与叶腊石矿床成矿有关的火山气液富含SiO2及H2O、CO2、SO3、H2S等挥发组分。当气液在上升及运移至有利的岩性—富含长石类的安山岩及英安岩和有利容矿构造。在合适的物理、化学条件下与围岩中长石等矿物进行充分交代，使有用组分富集，取代旧地岩石中有关元素，形成新的元素组合。所以热液的丰度、活动频度、性质及演变特征，不仅反映了在岩石蚀变程度、蚀变类型及空间分布特征上，还直接影响矿化程度及规模、矿石质量和矿石自然类型。

（4）成矿机理和成矿模式

综上所述，①矿化主要发育在中酸性火山岩中；②矿化范围内围岩中均有叶腊石矿物，说明热液活动规模大，蚀变强度高；③矿体与围岩呈过渡关系，矿石的矿物成分和自然类型较简单；④矿体受断裂构造控制，矿体呈豆荚状和脉状；⑤矿体内片理十分发育，片理产状与矿体走向基本一致。以上说明该叶腊石矿是受断裂构造控制的热液性蚀变交代矿床。

3 成矿规律

叶蜡石主要由中酸性火山岩经热液蚀变而成，叶腊石的成矿必须具备三个地质条件，即有利围岩、控矿构造和成矿热液，本文将以此思路来分析新疆吉木萨尔县叶腊石形成的基本地质条件，结合张良臣、刘德权等（1998）在总结新疆成矿地质条件已应用了“三场一维”的思路。“三场一维”的成矿基本思路，即成矿的物质场(含矿建造及物源或矿源层及矿源岩)、动力场(构造条件，主要是构造应变带、剪切带)及空间场(矿液运移通道及储矿空间)和时间维(成矿高峰期的地质事件)的有效匹配与藕合的结果。

（1）成矿物质场的分析

铝元素的丰度及其赋存状态是叶腊石矿床形成的物质基础。铝在自然界以化合态形式存在,地壳中铝元素含量列金属第一位，在漫长的地球演化过程中，地壳中的硅铝氧化物通过构造-热事件被携带到地表内，故应具体分析包括固体、熔体及流体的物质基础。

成矿物质的固体场：新疆已知主要叶腊石矿床均无例外的与海相火山岩建造有关。火山喷发作用从地壳携带硅铝氧化物至地表海盆，经水一岩化学反应的沉积成岩作用下形成初始中酸性火山岩矿源层，是叶腊石矿成矿的重要物质场。与叶腊石矿关系密切的主要赋矿地层有：中石炭统柳树沟组，分布于天山北坡，为一套海相火山原岩是中基性、中酸性火山岩及火山碎屑岩的岩系，是博格达北坡叶腊石矿主要赋矿地层。

成矿物质的熔体场：新疆古生代造山带，在其长期构造演化过程中，形成规模巨大的岩浆岩链和火山喷发，火山喷发活动对叶腊石矿成矿在空间上、时间上、成因上表现关系密切，对成矿起主导控制作用，体现在为成矿提供能源、活动组份、有益元素及储集场所。由于中酸性火山喷出岩为含碱富铝硅酸岩类，主要矿物由长石、石英及暗色矿物组成。在热液作用下，长石类矿物产生分解和离子交换，使大量的SiO2、Al2O3、H2O移入气液中，易于成矿，新疆主要叶腊石矿床的产出多与这些火山岩系的分布有关。

成矿物质的流体场：不同成因类型的叶腊石矿，其成矿流体的来源是不同的，可以有岩浆期后热液，变质热液或大气降水形成的地下水热液等为主导的流体系统。据国内大量热液蚀变型叶腊石矿床的成矿流体的来源的包体研究，叶腊石矿床属于变质热液型，同时与大气降水热液有关。成矿流体常具有以某一种来源为主导的复合型，显然，大气降水形成的流体参与循环和成矿，具有普遍现象。

（2）成矿的能量场分析

铝硅酸岩从地壳携带上升，赋存于—定地质体形成初始矿源层(岩)，后期又经多期次构造一热事件的激活，使铝硅氧化物成矿流体的迁移与定位及多期的叠加富集作用，均受控于成矿过程中的能量场，即受成矿的应力场所支配，—般应有成矿前、成矿期及成矿后三套应力场系统复合组成，需具体分析叶腊石矿带产出的地质环境和地质构造演化历史。其控矿机理是相似的，即铝硅氧化物的活化和在热液流体中的迁移需要动力，依靠能量差来驱动，主要表现为温度差、压力差产生的流体迁移。温度差主要由岩浆高温、构造挤压产生，压力差主要为构造挤压、岩浆强力侵入产生。并且以蚀变作用和变质作用显示出来，形成各类蚀变岩石（包括叶腊石化、次生石英岩化、黄铁矿化、绢云母化、绿帘绿泥石化等岩石）和中浅成动力变质岩石（包括片岩以及片理化、劈理化、碎裂岩化岩石），而这些岩石是叶腊石矿床的主要围岩或赋矿岩石。

（3）成矿的空间场分析

一般来说，在形成成矿动力条件的同时，往往也形成了含矿热液的上升或迁移通道，新疆上述大型构造变形带及其伴生的深大断裂是含矿热液流体或者是富含这些含矿热液流体的侵入岩上升或迁移的通道，包括一些火山机构通道。叶腊石矿的容矿空间或构造是基本相似的，而且与成矿动力条件一起控制叶腊石矿床类型。火山机构中的管道、放射状和环状断裂、冷却失压裂隙带（隐爆角砾岩带）；区域性构造体系下的各级构造（张性裂隙、共扼张性断裂、主要断裂旁侧的次级断裂或羽状断裂），分别控制着成矿带、矿田、及矿体，成矿热液与中酸性火山喷出岩的接触面、地层的不整合面等都是叶腊石矿成矿的容矿空间，但这些容矿空间对围岩岩性的选择性较大，而中酸性火山喷出岩较发育的地层、渗透性较好的岩层（火山碎屑岩、动力变形变质岩）更有利于叶腊石矿成矿。

但由于新疆较强烈的新构造运动，不利于叶腊石矿的封存。新疆山区由于地壳不断上升，不断遭受冲刷、搬运和改造，不利于叶腊石矿床的形成。只有在环准噶尔盆地外围一带的古生代弧后裂陷盆地、沟弧带、弧间盆地等低洼或山前丘陵地带有利于叶腊石矿的封存。

（4）成矿的时间维分析

新疆主要叶腊石矿床，均产于中石炭世末期。据我们对新疆已知主要叶腊石矿时间上产出的规律研究认为：由于铝元素化学性质较活泼,易和其他物质发生反应化合的特点，叶腊石矿的最终定位成矿，与新疆最后一次构造热事件有关。

综上分析，充分说明新疆叶腊石的成矿地质条件十分优越，成矿远景好，找矿潜力大。通过资源储量统计，吉木萨尔县小三台—大三台沟一带叶腊石矿矿体共探获内蕴经济资源量281.71万吨，预测总资源量可达420万吨。

近年来，随着国家西部大开发战略的深入实施，特别是针对新疆的开发建设，中央出台了一系列优惠政策。乌昌经济一体化建设是我们在区域经济合作方面一次新的尝试，对于乌昌地区间资源共享、优势互补、强强联合，不断增强地区整体实力具有深远影响。必将会使乌鲁木齐成为中国西部最重要的制造业基地之一，叶腊石产品销售前景广阔，矿山经济效益和社会效益是可观的。