萨尔托
蛇绿混杂岩带
达拉布特蛇绿混杂岩带位于克拉玛依市以北的扎依尔山区，东起木哈塔依，向西南经萨尔托海-鲸鱼、也格孜卡拉、达拉布特、科果拉至坎土拜克越向达拉布特河谷南侧，经库朗库朵克转向西至苏鲁乔克而被阿克巴斯套花岗岩体截断，其更向西在阿克巴斯套、阿音那巴斯套、直至柳树沟北的包古图河上游，断续出露。达拉布特蛇绿岩出露于达拉布特断裂以北地区，呈NE-SW向展布（图3-1）。
图3-1 达拉布特蛇绿混杂岩带以及两侧区域的地质简图
（据1：20万地质图和本项目资料编绘）
达拉布特蛇绿混杂岩带与区域构造线方向基本一致，呈NE向沿达拉布特断裂展布，主要由方辉橄榄岩、纯橄岩（含铬铁矿）、辉长岩、辉绿岩、枕状和块状熔岩及硅质岩组成。尽管受后期构造作用，岩石变形强烈，但蛇绿岩的各组成单元出露齐全。
前人对达拉布特蛇绿岩做了大量工作，新疆地矿局第七地质大队（1980）在萨尔托海超镁铁质岩体下伏地层中采到古孢子样品。西安地质矿产研究所（1978）在蛇绿岩带火山岩所夹碳酸盐岩透镜体中采到鳞巢珊瑚化石，据此将蛇绿岩形成时代定为中泥盆世。国家三○五项目办公室（1990）依据玄武岩和e799bee5baa6e79fa5e98193e58685e5aeb931333433616234辉长岩的同位素年龄，将蛇绿岩形成时代定为早泥盆世。辉长岩的Sm-Nd等时线年龄为395±1.2 Ma（张弛等，1992），锆石U-Pb年龄为391±6.8 Ma（辜平阳等，2009）。这些矛盾表明，达拉布特蛇绿岩带中出露的辉长岩具有不同地质特征、岩浆源区，或经历了变质改造。
萨尔托海含铬铁矿的蛇绿混杂岩露头及实测地质剖面
萨尔托海是我国著名的铬铁矿开采地区，豆荚状铬铁矿赋存在蛇绿岩剖面最下部的纯橄岩和橄榄岩中，目前从地下300～500 m深度开采着铬铁矿。萨尔托海矿区北部山区主要由硅质岩和火山-沉积岩构成（位于剖面顶部），其下伏岩石为玄武岩（图3-2）。玄武岩和硅质岩均经历了强烈脆性变形，硅质岩发育X节理，硅质岩与其下伏玄武岩之间整合接触。剖面中部主要为破碎的玄武岩层，视厚度超过270m。在玄武岩之下出露变辉长岩，该变辉长岩与下伏含豆荚状铬铁矿纯橄岩之间的接触关系被砂砾覆盖。该露头的变辉长岩与达拉布特露头上的变辉长岩没有区别，斜长石已经完全被石榴子石和黝帘石±钠长石取代，单斜辉石则保持新鲜。
克拉玛依至铁厂沟的公路穿越达拉布特河桥的北岸是达拉布特蛇绿混杂岩出露最好的地区之一。我们通过野外地质和实验室研究工作，完成了该露头的大比例尺地质图（图3-3）。该地区超镁铁质岩露头呈带状近EW向展布，主体为尖晶石橄榄辉石岩和方辉橄榄岩，发生强烈蛇纹石化。橄榄辉石岩的主要矿物组成为斜方辉石、橄榄石和铬尖晶石，蛇纹石化强烈。常见斜方辉石假象和橄榄石孤岛状假象，后者保留着塑性变形的痕迹。铬尖晶石为褐红色，多与斜方辉石构成共生连晶结构。在蛇纹石化较弱的样品中，斜方辉石的光性特点保存完好。在电子显微镜下观察到斜方辉石的交代残余结构，矿物局部转变为蛇纹石。斜方辉石出溶铬尖晶石的现象普遍发育。超镁铁质岩块周围出露下石炭统凝灰岩夹硅质岩、粉砂岩、火山角砾岩和砂岩。局部见到该沉积地层与超镁铁质岩之间的不整合接触关系（多数情况下为断裂接触）。超镁铁质岩中的基性岩块包括变辉长岩、辉长玢岩、角闪辉长岩等，它们大小不一，形状各异。辉长玢岩、角闪辉长岩呈耐风化的丘状突出于超镁铁质岩之上，部分角闪辉长岩显示出明显的层状构造。
图3-3 达拉布特河桥边蛇绿混杂岩露头
近SN向断裂控制着达拉布特超镁铁质岩块的西部边界，岩块向东延伸到达拉布特河床之下，被完全覆盖，公路穿越超镁铁质岩块的东部。在西北角见到被断裂带破碎的玄武岩覆盖在超镁铁质岩之上，且在玄武岩层之上覆盖着薄层硅质岩。在该露头南侧出露玄武岩，并显示出不十分典型的岩枕构造。在超镁铁质岩中多处见到变辉长岩团块，这种变辉长岩呈团块状、大小各异（图3-3）。个别变辉长岩团块显示出明显的堆晶结构。变辉长岩主要由单斜辉石和具斜长石假象的钙铝榴石＋黝帘石±钠长石组成。单斜辉石普遍出溶棕褐色尖晶石。分析该露头的剖面可以看出，超镁铁质岩两侧出露玄武岩，变辉长岩仅呈团块状分布在超镁铁质岩之中。我们认为，变辉长岩是堆晶辉长岩变质的产物，在蛇绿岩剖面中应该位于超镁铁质岩之上和玄武岩层之下。该剖面图显示一个穹窿构造（图3-3b）： 中心部位隆起超镁铁质岩，其上部变辉长岩的大部分被剥蚀掉了，目前观察到的一些小团块是变辉长岩的残余。位于变辉长岩之上的玄武岩则大部分被剥蚀，仅在穹窿边部保留。
宝贝-萨尔托海区间的蛇绿混杂岩露头如图3-4所示。该剖面揭示出两段地幔岩的露头，显示复理石和火山岩盖在地幔岩之上，其深部应为地幔岩，该地幔岩很可能与萨尔托海和达拉布特桥边的地幔岩连为一体。
达拉布特蛇绿混杂岩中的辉长岩主要由含水石榴子石和单斜辉石组成，可见少量绿泥石和榍石。受异剥钙榴岩化作用改造，原岩结构受到破坏。单斜辉石在不同样品中的含量变化很大，分为两类：①辉长岩中的原生单斜辉石，半自形，粒度可达1 mm。此类单斜辉石发育密集的裂理和塑性变形（图3-5）（与方辉橄榄岩中辉石发育的塑性变形一致）。个别样品中由石榴子石组成的斜长石假象与单斜辉石组合仍然保留着辉长结构，部分单斜辉石被包裹在斜长石假象中（图3-5b）。该类单斜辉石边缘被绿泥石交代，而局部被片状的钙铝榴石交代，交代单斜辉石的钙铝榴石富含Cr，Ti，与交代斜长石的钙铝榴石相区别。②细粒单斜辉石是异剥钙榴岩化过程中强烈改造形成的，颗粒细小，与钙铝榴石、绿泥石等蚀变矿物呈交织共生。辉长玢岩主要由单斜辉石和斜长石组成，见少量铬铁矿。整体呈似斑状结构，基质为显晶质，呈嵌晶结构，局部为辉绿结构。斑晶为单斜辉石，粒度可达1 mm，常包裹自形斜长石，构成含长嵌晶结构。部分单斜辉石斑晶已分解为绿泥石、绿帘石，只保留了原生矿物假象。单斜辉石斑晶中常包裹铬铁矿，铬铁矿含硅酸盐矿物包裹体，这些包裹体矿物已分解为形态不规则的角闪石＋钙铝榴石组合（图3-5e，f）。受低级变质作用影响，斜长石完全分解为钠长石和黝帘石，基质中的单斜辉石转变为方解石、透闪石、绿泥石或新生单斜辉石，变质形成的单斜辉石呈细小颗粒集合体。
角闪辉长岩主要由角闪石、斜长石（已完全分解）和单斜辉石组成（图3-6）。存在两种产出形式： ①条带状角闪辉长岩： 宏观上呈黑白相间的条带（宽5～10 mm），与堆晶辉长岩相似。白色条带以斜长石为主（>95％），黑色条带主要为斜长石、角闪石构成的粒状嵌晶结构，矿物含量变化大（斜长石30％～50％，角闪石70％～50％，单斜辉石含量很少）。在黑色条带区域局部可见宽约5 mm的角闪石层。②块状角闪辉长岩： 宏观上各矿物分布均匀，在显微镜下分为两种结构： 等粒结构，矿物粒径0.5～1 mm，矿物之间呈镶嵌状，局部为辉绿结构，其中斜长石占40％，角闪石占35％，单斜辉石占20％，磁铁矿、榍石、磷灰石等副矿物约占5％；似斑状结构，斑晶约占全岩的5％，斑晶矿物为单斜辉石，呈半自形，具有角闪石的反应边，粒度达1mm。基质均为显晶质，由角闪石、单斜辉石、蚀变斜长石构成，其中，斜长石占40％，角闪石占45％，单斜辉石占10％，副矿物占5％。矿物粒度小于0.3 mm，局部粒径不到0.1 mm，斜长石有弱的定向，单斜辉石和角闪石呈短柱状。棕黄色角闪石为该类岩石的主要矿物，角闪石中含有大量包裹体（主要为单斜辉石和少量磷灰石、榍石、磁铁矿）。角闪辉长岩中的角闪石从结构上分为两类：①与单斜辉石（CpxⅡ）共生的角闪石（以下简写为AmpⅠ），包括等粒结构样品中的角闪石和斑状结构样品基质中的角闪石；②交代单斜辉石的角闪石（AmpⅡ）。
图3-4 宝贝-萨尔托海区间的蛇绿混杂岩露头注意两段蛇纹岩露头以及其中辉长岩的异剥钙榴岩化
图3-5 辉长岩和辉长玢岩野外照片和显微照片
图3-6 角闪辉长岩野外照片与显微照片
斜长石晶形被破坏，边界浑圆，表现出极不规则的形态。部分斜长石假象（自形板柱状晶形）得到保留。在粗粒结构样品的局部区域，这些自形的斜长石搭成格架，半自形—他形的角闪石和单斜辉石充填在格架中，构成辉绿结构。斜长石分解为钠长石＋黝帘石，局部出现钙铝榴石。钙铝榴石在斜长石假象中的含量具有渐变特征，由黝帘石、少量钠长石组成的斜长石假象逐渐过渡到假象中零星出现钙铝榴石，最后出现以钙铝榴石为主的斜长石假象。
单斜辉石的含量少于角闪石和斜长石，或者与角闪石呈反应关系（以下简称CpxⅠ），或者与角闪石共生（以下简称CpxⅡ）。CpxⅠ普遍被角闪石交代，交代作用不仅发生在单斜辉石边缘，也出现在单斜辉石内部，这些交代单斜辉石的角闪石呈黄绿色，它们或呈斑驳状杂乱无章，或与尖晶石族矿物平行分布，这些平行分布的角闪石局部呈规则的棒状，局部宽窄不一，具有不规则的外形。CpxⅠ中发育两组互相垂直，或呈一组平行分布的棒状棕褐色或黑色的尖晶石族矿物，有的密集成环状分布在单斜辉石边缘，有的仅分布在单斜辉石中心。CpxⅡ与角闪石接触多呈镶嵌状，CpxⅡ不发育棒状的尖晶石族矿物并且较少受到角闪石的交代作用影响，表面洁净。所有细小单斜辉石和部分粗粒单斜辉石属于此类。
为确定达拉布特辉长岩的形成时代，从角闪辉长岩样品DB19中挑选出锆石进行SHRIMP年代学测试。角闪辉长岩中的锆石分两类： 典型岩浆锆石较为规则，表面洁净，裂隙较少，具扇形结构或发育环带，其Th/U比值为0.44～0.57；另一类锆石形态不规则，裂隙发育且含许多包裹体，在CL图像下可见不规则的亮边，而内部则极暗，表明其具有很高的Th、U含量（图3-7a）。对于第一类锆石的测试表明除了一个测试点年龄较年轻外，其他的6个测试点的表观年龄在415～433 Ma之间，加权平均年龄为426±5.8 Ma（MSWD＝0.87，图3-7b，c）。在第二类锆石中选择具有核幔结构的锆石幔部进行测试，得到两个年龄： ～1700 Ma（测点9.1）和～2200 Ma（测点3.1），由于锆石颗粒小，测试结果可能为核幔混合年龄。
图3-7 角闪辉长岩锆石阴极发光图（a）及U-Pb定年结果（b，c）（据陈博等，2011a）
岩浆锆石的SHRIMP测试结果（426±5.8 Ma，MSWD＝0.87）代表角闪辉长岩的结晶年龄。退晶化锆石具不规则亮边，表明这些锆石受到变质流体的改造。对该类锆石的测试能获得角闪辉长岩的变质年龄。仅测得一个358 Ma的年龄（测点8.1，Th/U ＝0.06），这颗锆石发育微弱的岩浆环带，具窄的亮边（变质增生锆石），应该代表锆石结晶年龄与变质年龄的混合。由于变质锆石边很窄，无法测定其U-Pb年龄。变质过程以及流体过程可以对锆石产生明显的改造，导致锆石U-Pb年代学的复杂性（Zhu，2011）。进一步对这种复杂的锆石开展系统研究，将有助于我们了解该蛇绿岩带的岩浆演化特征。目前的资料表明，达拉布特辉长岩经历了复杂的地质过程，从角闪辉长岩中挑选的岩浆锆石U-Pb定年结果表明，达拉布特蛇绿岩所代表的古洋盆在中志留世就已经存在。
达拉布特蛇绿混杂岩被泥盆纪磨拉石不整合覆盖。例如，在萨Ⅰ金矿矿区，不仅观察到泥盆纪中基性火山角砾岩（角砾成分主要为玄武岩、凝灰岩、碧玉岩等）不整合覆盖在滑石片岩、滑石菱镁岩、石英菱镁岩和蛇纹岩块体之上（Zhu et al.，2011），而且还见到泥盆纪砾岩和砂砾岩层不整合直接覆盖在蛇纹岩之上（图3-8，附彩图3-8）。由于出露规模较小等原因，该地区的这种不整合关系最近才被发现。火山角砾岩之上发育一套砂岩、凝灰质粉砂岩和细砂岩互层，分布较广，岩性上类似包古图组。正是由于这个原因，前人将本地区的火山岩和碎屑岩均划归下石炭统地层单元，应该予以更正，这对解析西准噶尔的地质演化具有重要意义。
图3-8 萨Ⅰ金矿区泥盆系砾岩-砂岩-火山角砾岩夹玄武岩不整合覆盖蛇绿混杂岩
萨尔托海岩体
该岩体出露于新疆西准噶尔地区的达拉布特断裂带北侧，呈北东—南西向不规则长条状产出（图1.15）。岩体侵入在泥盆系内，北部围岩为中泥盆统粉砂岩，砂岩间夹凝灰质砾岩、砂砾岩及中基性火山喷发岩及凝灰岩；南部围岩为上泥盆统凝灰质砂岩、砂岩夹碎屑凝灰岩及灰岩。
岩体长约31.4km，最宽1.6km，面积19.4km2。东段岩体相对较窄，长约6km，宽数十米至1500 m，是铬铁矿体赋存的主要地带。经岩体内部构造研究和深部钻孔揭示，岩体基底起伏（洼槽、鱼脊）十分突出，且同地表围岩地层中所见的背、向斜褶皱构造相对应（图1.15），表明岩体侵入后曾遭受过同生褶皱。
图1.15 萨尔岩体地质图（据新疆地质局三队，1978）
1—泥盆系砂岩、凝灰质砂岩；2—纯橄岩；3—斜辉橄榄岩⁃斜辉辉橄岩岩相带；4—含纯橄岩、橄榄岩异离体的斜辉辉橄岩岩相带；5—纯橄岩⁃斜辉辉橄岩岩相带；6—铬铁矿群编号；7—辉长岩；8—地层及岩体与围岩接触面产状；9—流线产状；10—斜冲断层；11—平推断层；12—性质不明断层；13—剖面线及编号
组成岩体的主要岩石为斜辉辉橄岩类，内含有纯橄岩、斜辉橄榄岩、二辉橄榄岩异离体。数量上各种异离体有从北东到南西逐渐增多的趋势。纯橄岩异离体在岩体中所占比例较小，约为1.5%左右。总体岩相分带不十分明显，仅大约可能分出三个岩相带。即北部含纯橄岩异离体少而小的斜辉橄榄岩-斜辉辉橄岩岩相带，中部为片理化、滑石碳酸盐化含小而多的纯橄岩，橄榄岩异离体的斜辉辉橄岩岩相带；南部的纯橄岩-斜辉辉橄岩岩相带。其间由异离体和流动构造展布表明。中部的片理化碳酸盐化含小而多的纯橄岩和橄榄岩异离体的斜辉辉橄岩岩相带，是个岩浆相对较活动的地带，且由流线倾伏方向指示，岩浆是由南西向北东方向仰流注入的（王恒升等，1983）。
据夏林圻等（1978）研究。岩体内的纯橄岩明显可区分出成岩、成矿两类。成岩者橄榄石含镁高（Fo91～92），岩石多纤胶蛇纹石化和叶蛇纹石化，副矿物铬尖晶石和尘点状磁铁矿含量低。成矿者橄榄石多属镁-贵橄榄石、粗粒-伟晶状结构，岩石多遭纤胶蛇纹石化和微晶绿泥石化，副矿物铬尖晶石和尘点状磁铁矿普遍比成岩者高。同样，近矿的斜辉辉橄岩中辉石含量一般相对较低、结晶粒度较粗大，橄榄石也较相对富铁（Fo89），且岩石内常见一种次生透辉石质异剥石；远矿者橄榄石粒度相对较细，属镁橄榄石（Fo91～92）。岩石化学成分，纯橄岩和斜辉辉橄岩的岩石基性度（B/S）和与成矿相关的铬、铝、铁组分，含量有随邻近矿体逐渐增高和富集的特点（图1.16）。
图1.16 萨尔托海岩体岩石化学成分特征图（据夏林圻等，1978）
在该岩体内已发现大小矿体数百个，它们呈群呈带产出，以囊状透镜状和豆荚状矿体为主，条带浸染似层状矿体不多。矿体的直接围岩有纯橄岩、滑石碳酸盐化纯橄岩或斜辉辉橄岩。小型矿体多直接产于斜辉辉橄岩中，有时一个矿体还具两种围岩，一半在纯橄岩异离体内，另一半在斜辉辉橄岩中。除条带浸染状矿体（如7号矿群）与围岩为渐变过渡关系外，矿体与围岩界线普遍较清楚截然，且在矿体外缘常发育有叶蛇纹石-绿泥石薄壳。
矿石以稠密浸染—块状矿石为主，条带浸染矿石主要见于7矿体和某些豆荚状、囊状矿体的边缘。此外在11矿群和19矿群体中还出现少量豆状矿石。矿石造矿铬尖晶石，块状者为铝铬铁矿，条带浸染状者（如7矿群）为含铁富铁铬铁矿。
岩体中所见矿体群，几乎大部分都产出在岩体偏北部位的构造-岩浆活动地带内。特别是那些岩浆流动具弧流、涡流地段。夏林圻等（1978）研究总结提出过“流动构造明显发育地段，也恰好是矿带所在位置。表明这些地段是岩浆活动性较强地带”，且他们进一步对原生流动的构造分析后还发现，处于岩体基底洼槽中心位置的较大矿体群附近，原生流动构造的展布常出现紊流、弧流等。表明岩浆在此处曾发生过涡流、弧流等特殊运动，涡流处矿体规模大，弧流处矿体规模较小，而平流处矿小或无矿。这说明岩浆活动性及运动方式不仅关系到矿体的形成，也影响到矿床规模的大小和矿石类型的差别。
为了比较岩浆不同运动方式产生的岩石、造矿和副矿物铬尖晶石成分的特征。表1.2、表1.3、表1.4分别列出了22、7矿群的岩石和矿石的分析结果，其中22矿群代表产于涡流运动形式中的囊状、豆荚状矿体的矿石和近矿围岩，7 矿群代表产于平流（层流）运动形式中似层状浸染状矿体的矿石和近矿围岩。由表可看出两种不同运动形式中的造矿和副矿物铬尖晶石成分是明显不同的，以Al2O3、TFeO和MgO三种组分看、平流（层流）区的造矿铬尖晶石是以低铝、镁而富铁为特征（图1.17、图1.18）而涡流区恰相反，以低铁而富铝、镁相区别。副矿物铬尖晶石亦有相似情况，也呈现一种反消长关系。而在同一运动形式生成的造矿和副矿物铬尖晶石成分间的这种反消长关系更是明显和突出。如以平流形式为例，造矿铬尖晶石通常是低铝高镁铁的。相反，副矿物铬尖晶石却是高铝低镁铁的。又如涡流地区（22 矿群）矿体的造矿铬尖晶石通常是富铝镁而低铁，副矿铬尖晶石却又是相对低铝镁而富铁的。同样反映在近矿纯橄岩化学成分上，涡流区又相对较平流区的纯橄岩富铬铁而低铝。这恰好又同平流和涡流区矿质元素迁移规律形成一种十分反常的关系。由此，不难认为岩浆的不同运动或流动方式，不但对元素迁移有明显的选择性，而且对矿物成分或元素在矿物晶格中的择位，也有一定控制作用。
表1.2 造矿铬尖晶石化学成分 （单位：%）
表1.3 副矿物铬尖晶石化学成分 （单位：%）
表1.4 近矿围岩岩石化学成分 （单位：%）
图1.17 7矿群、22矿群造矿和副矿物铬尖晶石化学成分变化对比图
（a）造矿铬尖晶石；（b）副矿物铬尖晶石
图1.18 近矿纯橄榄岩化学成分对比图
萨Ⅰ金矿
萨Ⅰ金矿地处扎依尔山东段，构造上位于NE向达拉布特大断裂的北侧（图4-1）。1980～1985年新疆有色地质勘探公司701队进行勘探，共圈出大小16个蚀变矿化体，一直开采至今，并不断探得新增储量。矿石由黄铁矿、黄铜矿、辉砷镍矿、自然金、石英7a686964616fe4b893e5b19e31333433616232、菱镁矿和少量铬云母组成，硫化物含量0.5％，自然金多呈粒间金或裂隙金，分布于石英晶粒之间，少量包裹金分布在黄铁矿中。发育自然金-黄铜矿-石英和自然金-黄铁矿-黄铜矿-菱镁矿-石英-铬云母两类矿物组合。矿体由石英脉和含金糜棱岩化石英菱镁岩组成，显示热液活动特点。
图4-1a 萨尔托海地区遥感图其中显示达拉布特大断裂和穿越矿区北部的萨尔托海断裂带
矿区褶皱、断裂构造发育。扎依尔复向斜轴部在矿区北西通过，轴向NE，呈蛇形弯曲，横向为不等斜褶曲。北翼岩层倾角70°～80°，南翼岩层倾角50°～60°。在复向斜南翼，从北往南依次排列有萨尔托海背斜、萨尔托海向斜、1号背斜、2号和3号向斜等次一级褶皱。它们的轴向近于平行，多呈高角度紧闭形态，有时形成倒转产状，常受断裂切割而复杂化。背斜轴部岩层挤压强烈，片理化很强，往往形成挤压片理化带。沿片理和小裂隙往往贯入许多石英脉或石英网脉。矿区断裂纵横交错，形态复杂，矿山1：1万地测资料显示，断裂达95条。萨尔托海断裂是矿区最大的一条断裂，全长13.5 km，断裂走向NE，倾向NW，为左旋扭性断裂，经石棉矿往西南方向延伸与达拉布特深大断裂相交，经萨Ⅰ矿区往北东向延伸至铁厂沟洼地。在此断裂两侧的火山岩层与上下岩层分界处常发育近EW向和NE向两组次级断层。大断裂与次级断层一起构成较宽大的挤压破碎带，使基性火山岩层片理化、绿泥石化。
萨Ⅰ金矿床产于超基性岩与基性火山岩的接触带上（图4-1）。矿区断裂控制含金石英菱镁岩的产出，且充填多期脉岩，NW向断裂带多被石英闪长玢岩脉充填，近EW向断层中除石英闪长玢岩脉外，还充填花岗斑岩脉。NE向断层中仅充填煌斑岩脉，脉岩又经受破碎被后期的脉岩充填。石英菱镁岩透镜体受断裂构造控制，呈有规律的NE向及近EW向展布。石英菱镁岩形成后，石英脉又顺后期张性断裂贯入，石英脉中常见石英菱镁岩角砾。晚期断裂主要为NW和NNE向两组，其结构面平直，具有压扭性特点。前期工作简单地将达拉布特断裂带作为走滑断裂构造处理，我们最近在该地区识别出韧性剪切变形，并厘定出一条韧性剪切带，该剪切带控制着萨尔托海地区的金矿分布，为下一步金矿找矿勘探指出了新的方向。
相关图件和文献中，均将萨Ⅰ金矿的赋矿地层定为下石炭统太勒古拉组火山-沉积建造（主要分布在矿区中南部的中基性火山岩建造，在凝灰岩中见火山角砾岩夹层，角砾成分主要为玄武岩、凝灰岩、碧玉岩等；矿区北部出露深灰色凝灰质粉砂岩和灰色凝灰质细砂岩互层，被灰色凝灰质粉砂岩覆盖）。我们开展的地质调查和研究表明，这套地层单元不属于下石炭统。矿区出露的中基性火山角砾岩（角砾成分主要为玄武岩、凝灰岩、碧玉岩等），为泥盆纪磨拉石建造，不整合覆盖在滑石片岩、滑石菱镁岩、石英菱镁岩和蛇纹岩块体之上（这些变质岩是萨Ⅰ金矿的赋矿围岩）。由于出露规模较小等原因，这种不整合关系最近才被发现（Zhu et al.，2011）。火山角砾岩之上发育一套砂岩、凝灰质粉砂岩和细砂岩互层，分布较广，岩性上类似包古图组。正是这个原因，前人将本地区的火山岩和碎屑岩均划归下石炭统地层单元。随着地质找矿勘探工作的不断深入，本地区的金矿勘查会取得重大突破，并将带动西准噶尔地区地质研究的不断深入。
萨尔托海超基性岩主要由纯橄岩、辉橄岩、二辉橄榄岩和斜方辉石橄榄岩组成。普遍发生蛇纹石化和滑石化，在岩体外接触带分布着一些滑石-石英-菱镁岩蚀变体。蚀变体褪色明显，并与褐铁矿化叠加，形成浅黄色褪色带，是重要的找矿标志（图4-2）。萨Ⅰ金矿赋矿围岩主要为蛇绿混杂岩中的石英菱镁岩、蛇纹岩和滑石菱镁岩。出露地表的石英菱镁岩由于长期风化，呈土黄色，较新鲜的石英菱镁岩由于含铬云母，局部呈鲜艳的翠绿色。石英菱镁岩是蛇纹岩发生变质作用的产物，石英菱镁岩中见铬尖晶石残斑（图4-2c）。铬尖晶石是超镁铁质岩（已经变成尖晶石蛇纹岩）的组成矿物，含铬铁矿端元分子51％～73％（化学组成见表4-1）。石英菱镁岩主要由菱镁矿（40％～60％）、石英（30％～50％）和铁白云石（5％～10％）组成，含少量铬云母、铬尖晶石和磁铁矿，呈粒状变晶结构。菱镁矿、铁白云石结晶颗粒较大，多呈自形—半自形结构，与石英镶嵌共生。铬云母主要沿石英、菱镁矿、铬尖晶石裂隙及粒间分布。铬云母属于富Si白云母的含铬变种，Cr2O3含量范围为2.3％～4.1％（表4-2）。岩石的分布受断裂控制，且遭受强烈构造破坏，产生密集的片理，并发生强度不等的塑性变形，形成了各种韧性剪切变形现象（邱添等，2012，图4-3，附彩图4-3）。根据韧性变形强度，将萨Ⅰ金矿的赋矿围岩分为糜棱岩化石英菱镁岩（变形相对较弱）和眼球状糜棱岩（变形相对较强）。糜棱岩化石英菱镁岩基本保持原岩的成分和组构特征，基质为拉长的石英和新生铬云母（含量＜40％），局部显示塑性流动特征，碎斑为石英、碳酸盐矿物和少量铬尖晶石。往往观察到菱镁矿与具波状消光石英共生的现象（图4-3a）。这种糜棱岩化岩石中，局部见由石英和铬云母构成的基质（显示定向性）。眼球状糜棱岩的原岩组构已消失，碎斑（眼球）发生明显旋转，在其两侧往往形成石英或者白云母的压力影，由铬云母和石英构成的基质含量大于50％，基质矿物的定向性明显（图4-3b）。在多数情况下，糜棱岩化石英菱镁岩或者眼球状糜棱岩被方解石-石英-黄铜矿-白云母脉切割，菱镁矿或者黄铁矿附近往往存在压力影（图4-3c，d）。方解石-石英-黄铜矿-白云母脉大角度穿切糜棱面理，并被与早期糜棱面理基本平行的白云母-石英脉切割。
图4-2 萨Ⅰ金矿石英菱镁岩露头（a）、岩石学特征（b，c）、矿脉平面分布图（d）和8线勘探剖面图（e）
矿区内近矿围岩蚀变较强烈，种类较多。主要围岩蚀变为黄铁矿化及褐铁矿-赭石化、绿泥石化、硅化、碳酸盐化。黄铁矿化一般构成蚀变体的外带，远离蚀变体其蚀变强度逐渐减弱。黄铁矿的数量多少与金品位呈正相关关系。黄铁矿经氧化成褐铁矿和赭石。赭石一般出现在矿体中或紧靠矿体部位，褐铁矿分布在矿体外侧更大范围，使岩石呈褐棕色，成为良好的找矿标志。绿泥石化普遍发育，在控制含金地质体的断裂中，往往形成绿泥石片岩。碳酸盐化主要形成菱镁矿和铁白云石。菱镁矿呈浅灰色，菱面粒状晶体，在岩石中均匀分布，局部呈脉状（石英-菱镁矿脉）。与碳酸盐化密切伴生的重结晶石英和石英脉呈灰白色、烟灰色，金矿化富集与石英脉关系密切，矿体往往赋存在石英脉密集发育部位。
图4-3 韧性剪切变形的石英菱镁岩（正交偏光）
萨Ⅰ金矿由多个矿体组成，这些矿体一般长20 m至百余米，厚0.5～3.5 m。矿体具分支、膨缩现象，平面上多呈长条状，个别呈透镜状。矿体呈斜列排列。矿体走向50°～80°，陡倾（图4-2d，e）。根据矿体产出特征，萨Ⅰ金矿床矿体主要为石英脉型矿体和蚀变岩型矿体。①石英脉型矿体中，乳白色石英脉大角度穿切糜棱面理，脉体厚度较大，大于0.3 m，脉中见菱镁岩角砾，也见粗大石英脉分支出来的细小含金石英脉（图4-4a，b，附彩图4-4）。金矿体基本局限在石英脉中，矿化连续性不好，常尖灭再现。自然金一般位于石英粒间或裂隙面上，有时出现在晶洞内。金品位较高，但极不均匀。矿物组合主要为石英-少量碳酸盐-白云母-辉砷镍矿-黄铜矿-自然金。②蚀变岩型矿体主要是含金糜棱岩化石英菱镁岩，其中含金硫化物石英脉和含金铬云母脉沿着糜棱面理的薄弱面产出，走向与糜棱面理近于平行（图4-4c，d）。脉体较细，厚一般1～3 cm，少数达20 cm，这些细脉交织成网产出。矿物组合主要为石英-碳酸盐-铬云母-黄铁矿-含砷黄铁矿-辉砷镍矿-黄铜矿-自然金。大角度穿切糜棱面理的石英脉型矿体金品位较高，而蚀变岩型矿体金品位较低。矿体均产在构造薄弱部位（不同岩性的接触带、断裂带），西部矿体相对密集分布，有自西向东撒开的趋势（图4-2e）。富含石英-碳酸盐脉的石英菱镁岩构成工业矿体，也是显著的找矿标志。
图4-4 萨Ⅰ金矿矿石类型
萨Ⅰ金矿矿石结构类型主要包括自形—半自形结构、他形粒状结构、交代结构、包含结构、充填结构和固溶体分离结构等。黄铁矿-黄铜矿-闪锌矿-方铅矿-辉砷镍矿组合在含金石英菱镁岩中普遍存在，是热液蚀变的产物。黄铁矿是热液成矿阶段含量最高的金属硫化物，也是与自然金关系密切的硫化物之一。依据结构、矿物共生组合和化学成分，可以识别出3个世代黄铁矿（图4-5）： ①第一世代黄铁矿自形程度好，呈立方体和五角十二面体，内部除少量磁黄铁矿外，几乎无包裹体，黄铁矿中含少量的As（平均0.13％）和Ni（平均0.06％），其中As和Ni可能分别类质同象替代黄铁矿中的S和Fe。②第二世代黄铁矿为富砷黄铁矿，含量较少，可见其围绕早期黄铁矿颗粒边缘生长，并被后期黄铁矿包裹。富砷黄铁矿与方铅矿、黄铜矿、闪锌矿和金矿物密切共生（图4-5b），被晚期辉砷镍矿包裹。该阶段黄铁矿中As，Ni含量较高，As为1.59％ ～2.32％（平均1.96％），Ni为1.25％ ～1.29％（平均1.27％），此外还含有较高的Co（1.16％ ～1.86％，平均1.51％），Co和Ni均类质同象替代黄铁矿中的Fe。③第三世代黄铁矿晶形较早期黄铁矿差，多为半自形—他形粒状结构，与石英密切共生。该阶段黄铁矿内部可包裹少量含银自然金、闪锌矿、黄铜矿和方铅矿（图4-6，附彩图4-6），含少量As（平均0.15％）和Ni（平均0.03％），与第一阶段黄铁矿中的含量相当。黄铁矿（平均含As 0.15％）与辉砷镍矿（平均含As 43.0％）共生。萨Ⅰ金矿主要矿石矿物的电子探针分析结果见表4-3。黄铜矿含量仅次于黄铁矿，常与方铅矿、闪锌矿、金矿物、含砷黄铁矿、石英、碳酸盐和白云母共生。主要有3种产出形式： ①呈黄铜矿-闪锌矿-方铅矿-金矿物脉沿早期黄铁矿的裂隙和边缘充填；②黄铜矿与方铅矿、闪锌矿、含砷黄铁矿、金矿物、针镍矿、硫镍矿中的一种或几种矿物组合共同被辉砷镍矿或晚期黄铁矿包裹，也见其单独被辉砷镍矿或晚期黄铁矿包裹。第一种产出形式在该矿床中普遍存在。此外，见闪锌矿出溶黄铜矿的现象（图4-6c）。黄铜矿含少量As（＜0.21％）、Ni（＜1.18％）、Ag（0.01％～0.06％）和Au（＜0.30％），Ni、Ag和Au可能以类质同象形式替代Cu，导致Cu含量比理论值稍低，Cu为33.03％～33.99％（平均33.49％），Fe为29.24％～31.98％（平均30.92％），S为34.01％～35.06％（平均34.58％）。闪锌矿含少量Fe和Cu，其中Fe为1.68％～2.69％，Cu为0.02％～0.16％。
图4-5 萨Ⅰ金矿中黄铁矿的三个世代（BSE图像）
辉砷镍矿属于辉砷钴矿-毒砂族，是辉砷钴矿亚族中的成员。该矿物的化学成分主要由Ni，As和S元素组成。自然界产出的辉砷镍矿中的Co，Fe元素可以替代Ni，Co的替代量≤8.8％，Fe替代量≤15％。此外，Sb也可以替代As，替代量≤1.4％。辉砷镍矿主要呈细脉状或浸染状产出，常包裹或交代早期阶段形成的针镍矿、硫镍矿、紫硫镍矿、方铅矿、黄铜矿、闪锌矿和含砷黄铁矿、金矿物等。辉砷镍矿中Fe和Co以不完全类质同象替代Ni，Fe含量0.61％～3.15％（平均1.64％），Co含量为0.26％～3.98％（平均1.57％），Ni含量30.43％～35.29％（平均33.05％）。此外，还有少量辉砷钴矿，电子探针数据显示其Co含量高达15.97％，Fe高达8.88％，但Ni含量为10.58％。
电子探针分析显示（表4-3），萨Ⅰ金矿的金矿物为含银自然金和少量银金矿，Ag含量9.6％～27.4％（平均15.1％），Au含量71.1％ ～91.2％（平均83.6％）。在石英脉中，金矿物主要与黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、石英等共生（图4-7a，b，c，附彩图4-7）。产于石英、碳酸盐矿物的颗粒边缘或粒间，也见其单独被石英和辉砷镍矿包裹。在含金铬云母石英网脉中，金矿物常与黄铜矿、闪锌矿、含砷黄铁矿共生，被辉砷镍矿包裹（图4-7d，e），或呈细小浑圆状单独出现在铬云母颗粒边缘或粒间。
图4-6 萨Ⅰ金矿主要金属矿物的产出形式
图4-7 萨Ⅰ金矿含银自然金（银金矿）的赋存状态
根据矿物共生组合及关系，可将萨Ⅰ金矿热液成矿期划分为4个阶段： 黄铁矿-碳酸盐-石英阶段（Ⅰ）：该阶段脉石矿物主要为碳酸盐矿物（菱镁矿、菱铁矿、铁白云石），少量石英和绿泥石，矿石矿物主要为黄铁矿，少量磁黄铁矿。黄铁矿结晶程度好，多见立方体晶形，呈浸染状分布，局部形成黄铁矿-碳酸盐脉，含少量石英和绿泥石。
黄铜矿-方铅矿-闪锌矿-含砷黄铁矿-含银自然金-石英-碳酸盐-铬母阶段（Ⅱ）：该阶段脉石矿物主要为石英，少量碳酸盐矿物（菱镁矿、菱铁矿和铁白云石）和铬云母，矿石矿物主要为黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、含砷黄铁矿和含银自然金。该阶段矿物组合主要充填在阶段Ⅰ黄铁矿的裂隙或沿其边缘生长，或被后期阶段产生的黄铁矿、辉砷镍矿包裹。形成含金的粗大石英脉或含金铬云母-石英-菱镁矿-硫化物网脉，为金矿化的最主要阶段。
黄铁矿-石英-碳酸盐-白云母-辉砷镍矿阶段（Ⅲ）： 该阶段脉石矿物主要为石英、碳酸盐矿物（菱镁矿、菱铁矿和铁白云石）和少量白云母、辉砷镍矿，矿石矿物主要为黄铁矿和辉砷镍矿，形成粗大的黄铁矿-辉砷镍矿-石英-碳酸盐-白母脉。该阶段黄铁矿多为半自形—他形粒状结构，与石英密切共生，石英往往围绕黄铁矿边缘生长，黄铁矿包裹黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、银金矿和含砷黄铁矿，辉砷镍矿与黄铁矿共生或稍晚于黄铁矿，也见辉砷镍矿包裹自然金并交代黄铜矿和方铅矿的现象。
碳酸盐-石英-钠长石阶段（Ⅳ）： 主要由铁白云石和少量石英、钠长石组成，其中不含金属矿物。形成铁白云石-石英-钠长石细脉，穿切围岩及早期各阶段形成的脉体。
表4-1 糜棱岩化石英菱镁岩中铬尖晶石的电子探针分析结果（O＝32）
续表
注： 氧化物含量单位为％；端元分子单位为摩尔百分数。
表4-2 糜棱岩化石英菱镁岩中铬云母和白云母的电子探针分析结果
注： 氧化物含量单位为％。
表4-3 萨Ⅰ金矿中代表性矿石矿物的电子探针分析结果 单位：％
