2024年3月17日发(作者：)

第39卷第1期

Vol.39No.1

新疆地质

XINJIANGGEOLOGY

2021年3月

Mar.2021

文章编号：1000-8845(2021)01-134-06

中图分类号:P619.22+8文献标识码:A

哈萨克斯坦阿尔泰戈尔诺耶古近纪砂金矿

地质特征及成矿规律

杜菊民,连晨光,陈诚,景永波,刘平,胡英健,孙晨

（江苏省地质工程有限公司，江苏南京210018）

摘要：阿尔泰造山带砂金矿资源丰富，前人对河流中的砂金矿进行了详细研究，而对山间盆地中赋存的砂金矿研

究较少。本文对哈萨克斯坦阿尔泰造山带南缘最东侧的戈尔诺耶古近纪含砂金盆地进行了初步研究，通过地质、

自然重砂测量圈定了砂金异常，经浅井和砂钻等工程深部查证，结果显示砂金主要赋存在古近纪粗粒的石英砾石

层中，砂金形态以片状为主，是以微细粒金为主的砂金矿。砂金矿化体呈层状、透镜状分布。进一步对古近纪石英

砾石层及现代河流样品的重矿物形态特征、报出率及R型聚类分析、ZTR指数等进行了对比分析。综合分析认为，

戈尔诺耶古近纪砂金矿主要来源于西北侧的卡尔巴-纳雷姆成矿带的风化剥蚀，而卡利吉尔河流的砂金来自北侧额

尔齐斯成矿带的补给。中晚始新世时期，自北西向南东的水流沉积了戈尔诺耶古近纪盆地砂金矿，晚中新世以来

的隆升使得南北向河流下切侵蚀作用增强，形成了丰富的现代河流砂金矿。这一认识对寻找盆地类型砂金矿,理解

阿尔泰造山带新生代构造演化具有一定意义。

关键词：阿尔泰;古近纪;砂金矿;自然重砂;聚类分析;ZTR指数

阿尔泰造山带是中亚成矿带的重要组成部分，已

发现Cu,Pb,Zn,Au,Fe,Mn,W,Mo等多种矿产资源

[1-4]

。

其中矿区阿尔泰成矿带是世界上著名的海相火山岩

6]

型块状硫化物Cu-Pb-Zn多金属矿富集区

[5，

，额尔齐

7，8]

斯缝合带以发育金矿为特色，另有铁、铜等

[3，

，卡尔

10]

巴-纳雷姆成矿带盛产稀有金属矿床

[9，

，斋桑成矿带

11-12]

产出岩金矿床

[8，

（图1-a）。前人对阿尔泰造山带的

1区域成矿地质背景

戈尔诺耶古近纪砂金盆地位于卡尔巴-纳雷姆

成矿带（图1-b），地貌上为低山-丘陵区，出露基岩主

要有中、上泥盆统和下石炭统。上泥盆统为一套绿

泥石-石英-绢云母片岩、千枚岩、板岩，变质程度由北

向南递减，下石炭统为一套夹页岩的浅变质杂砂

岩。基岩总体走向呈NW-NWW向，倾角陡立，倾向

NE或SW。石炭纪花岗岩-辉长岩大面积侵入。始

新统图兰金斯克组为一套松散石英砾石层，受后期

构造活动影响，呈不连续状出露。卡利吉尔河和塔

克尔河，呈近NS向切割石英砾石层，上游均为砂金

过采区。盆地北侧即为额尔齐斯缝合带，地貌上为

中山区，出露基岩为早古生界，岩金、铜矿化点发

育。盆地南侧为斋桑缝合带，地貌上为山前倾斜平

原，主要被第四系覆盖。

砂金矿进行了大量研究工作

[13-19]

，主要对现代河流砂

金矿的分布、矿物特征、物质来源、成矿背景等进行了

20]

系统总结，但对盆地型砂金矿报道的不多

[17，

。新疆

20]

阿尔泰山缺少大型的古近—新近纪堆积盆地

[13，

，而

哈萨克斯坦阿尔泰造山带南缘低山-丘陵地带，发育

一系列古近—新近纪山间盆地，赋存了丰富的古近

—新近纪砂金矿资源

[21-23]

。本文总结了哈萨克斯坦

阿尔泰最东侧戈尔诺耶古近纪盆地型砂金矿地质背

景、矿体特征、砂金形态特征等，并对重砂物的形态、

报出率、相关性、ZTR指数等进行了系统分析，追索

砂金物质来源，总结成矿规律，以期为阿尔泰造山带

砂金矿勘查、理解新生代构造演化提供参考。

2戈尔诺耶砂金矿地质特征

2.1松散沉积物性质

始新统图兰金斯克组为一套松散的石英砾石

层，分为上下两段：下段分布在研究区南侧，砾石成

项目资助：江苏省地质勘查基金项目（苏财建〔2015〕436号）资助

收稿日期:2020-09-21;修订日期:2020-11-25;作者E-mail:******************

第一作者简介:杜菊民（1979-），男，江苏金坛人，高级工程师，2006年毕业于南京大学构造地质学专业，从事地质矿产勘

查与开发工作

第39卷第1期杜菊民等：哈萨克斯坦阿尔泰戈尔诺耶古近纪砂金矿地质特征及成矿规律

135

2.2砂金异常特征

在始新世砂砾层中采集207件

自然重砂样品，卡利吉尔河中28

件，塔克尔河中41件。金为贵金属

矿产，出现即为异常，按砂金品位

的高低及出现的频率排序，并结合

砂金矿边界要求，将砂金单矿物异

常分为5级，累频1%~26%为I级，

对应砂金品位0~0.0010g/m

3

；累频

27%~52%为II级，对应砂金品位

0.0010~0.0060g/m

3

；累频53%~

76%为III级，对应砂金品位0.006

0~0.0240g/m

3

；累频77%~96%为

IV级，对应砂金品位0.0240~0.010

0g/m

3

；累频97%~100%为IV级，对

应砂金品位大于0.0100g/m

3

。砂

金异常主要位于盆地北侧图兰金

图1哈萨克斯坦阿尔泰戈尔诺耶地质矿产简图

Fig.1SketchmapofgeologyanddepositsinGornoyearea,Altay,Kazakhstan

（据文献[12，14]修改）

1.第四系；2.始新统图兰金斯克组上段；3.始新统图兰金斯克组下段；

4.下石炭统塔克尔奥巴诺夫斯克组；5.上泥盆统科斯塔夫组；6.上泥盆统库尔奇姆斯克组；

7.上泥盆统布卡切夫斯克组；8.早古生界；9.石炭纪花岗岩；10.石炭纪辉绿岩；11.地层界线；

12.断裂构造/成矿带界线；13.河流砂金矿；14.金矿化/矿点；15.铜矿化/矿点

GA——山区阿尔泰；NE——北东构造带；RA——矿区阿尔泰；ISZ——额尔齐斯缝合带；

KN——卡尔巴-纳雷姆；ZSZ——斋桑缝合带；ZhS——扎尔马-萨吾尔；

ChS——成吉思-萨吾尔；CT——成吉思-塔尔巴哈台

斯克组上段石英砾石中，呈北高南

低特征，异常范围大，是砂金成矿

重点异常地段（图2）。

2.3矿化体特征

通过砂钻、浅井等工程对砂金

重点异常地段深部验证可知，戈尔

诺耶盆地内砂金矿化体平均品位

不高，大多小于0.1g/m

3

，局部薄层

份以石英为主，占50%以上，次为辉长岩、辉绿岩等，

直径1~10cm为主，常见巨砾，磨圆度好-中等，分选

性差，厚0.5~3m，最厚达25m，分布面积约13km；

2

可以达到0.5g/m

3

。砂金矿化体呈薄层状、透镜状产

出，单层厚约0.5~3.0m，产状近水平，存在一个或多

个矿化层，水平断续延伸可达3km以上。按砾石岩

上段主要分布在盆地北侧，砾

石成份以石英为主，一般占

90%以上，含少量辉长岩、辉

绿岩、片岩等，局部夹（含砾）

砂层、（含砾）粘土层、（含砾）

石膏层，常构成一个或多个韵

律旋回。砾石直径约为0.2~

10cm，偶见巨砾，磨圆度好-

较好，分选性差，局部斜层理

发育，厚度可达50m，分布面

积约43km

2

。第四系主要分

布在卡利吉尔河和塔克尔河

及支谷中、阶地上，由砾石层、

含砂粘土砾石层等松散沉积

Fig.2PlacergoldclassificationandheavymineralZTRindexmapintheGornoyeBasin

1.全新统；2.更新统；3.始新统图兰金斯克组上段；4.始新统图兰金斯克组下段；5.上泥盆统科斯塔夫

物组成，厚度可达2~3m。

组；6.上泥盆统库尔奇姆斯克组；7.上泥盆统布卡切夫斯克组；8.石炭纪花岗岩；9.石炭纪辉绿岩；10.

石炭纪闪长岩；11.古生代英安岩；12.石英脉；13.闪长岩脉；14.花岗岩脉；15.砂金分级；指数

图2戈尔诺耶盆地砂金分级及重矿物ZTR指数图

136

新疆地质2021年

性对砂金进行统计，砂金主要赋存于图兰金斯克组

上段的粗粒石英砾石层中，粗粒砾石层中赋存88%

的砂金，底部碎裂基岩中赋存6%，地表腐殖层中赋

存4%，含砾粘土层、含砾石膏层中含金量较少。

2.4砂金的形态特征

古近纪砾石层中的砂金以亮黄色、深黄色为主，

形态以片状为主，少量粒状、薄板状，偶见树枝状、瘤

状，粗糙表面，拐角磨圆，常见褐铁矿薄膜。对砂钻

及浅井样品中砂金进行粒度统计，砂金粒度0.1~

0.044mm区间占30.35%，粒度小于0.044mm占

28.26%，平均粒度0.09mm，以微细粒金为主。研究

区卡利吉尔河砂金平均粒度约0.2mm，明显大于古

近纪砂砾层中砂金粒度，但与阿尔泰山其它河流砂

金矿相比，粒度要偏细小

[15]

。

3自然重砂分析

自然重砂除了可用于寻找贵金属、稀有金属、非

金属矿产外

[24，25]

，根据重砂矿物空间分布形态和规

模，结合地质、地貌条件及环境特征，还可推测自然

重砂矿物来源，研究反映源区含矿岩石或矿石矿物

组合特征，追索含矿原岩及矿石产出位置

[25-29]

。重砂

样品分析在哈萨克斯坦东哈萨克斯坦州VK实验室

和安徽省地质实验研究所完成。

3.1重矿物的形态特征

锆石多呈无色、浅肉红色，为棱角略磨圆的四方

双锥柱状，粒径0.05~0.2mm，源于区域花岗岩体，经

一定程度的搬运。电气石呈亮黑色，玻璃光泽，微透

明，多为磨圆粒状、柱状，粒径0.05~0.2mm。黑色电

气石多为花岗伟晶岩矿床形成初期的产物。古近纪

石英砾石中常见黑色电气石晶体，长度可达10cm

以上，表明石英砾石原岩主要来源于伟晶岩。

3.2重矿物报出率

据研究区重矿物报出频率特征，按累频分为４

级，其中

Ⅰ

级矿物异常响应的频率高，代表被风化剥

蚀的矿体及围岩或流域的主要岩性特征，对评价重

矿物可利用性、判断原生矿产地具指示性作用，可为

确定矿床标型矿物组合提供参考

[29]

。

从图3可看出，古近纪石英砾石层显示了与现

代河流不同的重矿物报出异常特征，反映了不同成

矿地质背景。古近纪砾石层中，

Ⅰ

级矿物有砂金、锆

石、磁铁矿、磷灰石、钛铁矿、金红石、石榴石、锡石、

褐铁矿、白钨矿。现代河流中，除上述重矿物外，绿

帘石、绿泥石、角闪石辉石、独居石、电气石、黄铁矿

的报出率显著增加。古近纪砾石层显示出砂金报出

图3戈尔诺耶山间盆地不同地质单元重矿物报出率

Fig.3Quoterateofnatureheavymineralsindifferent

geologyunitsofGornoyearea

率高、花岗岩-伟晶岩相关矿物报出率高、不稳定重

矿物报出率低及变质岩矿物报出率低的特点。塔克

尔河及卡利吉尔河报出率较高的重矿物组合，兼具

花岗岩和变质岩两类岩石矿物组合的特点，与阿尔

泰山其它现代河流砂金矿重矿物组合类似

[15，16]

。

古近纪砾石层发现有锂辉石报出，而现代河流

未见有报出。锂辉石主要产于富锂花岗伟晶岩中，

表明砾石层含伟晶岩来源。古近纪砾石层中的电气

石报出率与锂辉石相近，可能与锂辉石同源，低于现

代河流中的报出率。卡利吉尔河的电气石可能存在

上游花岗岩体的补充。古近纪砾石层中黄铁矿报出

率明显比卡利吉尔河低，且颗粒细小，含量较少。黄

铁矿、毒砂是不稳定矿物，报出率较高时，表明砂金

距离物源区不远，为阿尔泰地区河流砂金矿常见指

示矿物

[15]

。

3.3重矿物

R

型聚类分析

重矿物组合是物源变化极为敏感的指示剂，尤

其对新生代的沉积物，判断较为准确

[27]

。不同类型

的母岩，其矿物组成具差异性，经风化、搬运、沉积和

成岩等作用最终形成的沉积物便会有不同的重矿物

组合。分别对古近纪砾石层及卡利吉尔河沉积物样

品进行了重矿物聚类分析，将重砂矿物品位数据进

行标准化变换，采用组间联接法生成

R

型聚类谱系

图。

古近纪砾石层重矿物组合特征其

R

型聚类谱

第39卷第1期杜菊民等：哈萨克斯坦阿尔泰戈尔诺耶古近纪砂金矿地质特征及成矿规律

137

系图见图4。根据矿物含量相似性所反映的相关程

度，大致将出现的重矿物分为6组，各组重矿物之间

相似程度较低，可能代表着不同的物源组合。第I组

中，锡石与白钨矿的相似系数最大，关系最密切，砂

金与此组合及绿泥石相关，与区域卡尔巴-纳雷姆

钨、锡、稀有金属及铜、金成矿带，及绿泥石片岩发育

地质背景一致。因此，砂金可能主要来源于此构造

带北西侧的原生金矿（化）的剥蚀。第II组中，各重

矿物之间总体相似程度不高，其中相对密切的有钛

铁矿、白钛矿和磷灰石。该矿物组合特征与伟晶岩

型矿床类似

[30]

，与卡尔巴-纳雷姆成矿背景一致。第

III组中，黄铁矿与褐铁矿密切相关，绿帘石、磁铁矿、

角闪石、辉石等具一定相关性。磁铁矿、褐铁矿、绿

帘石等是阿尔泰地区现代河流中常见重砂矿物

[15]

，

此组重矿物可能代表了古近纪砾石中混入了盆地北

侧额尔齐斯构造带的物源。第V组中，报出率较高

的锆石与锐钛矿密切相关，报出率低的磁黄铁矿与

蓝晶石密切相关。研究区的锆石主要来源于花岗

岩，磁黄铁矿可能来源于北侧额尔齐斯构造带的广

泛发育的铜-磁黄铁矿类型矿点。

图4古近纪石英砾石层重矿物

R

型聚类分析谱系图

Fig.4The

R

-typeclusterlineagechartofheavy

mineralsinquartzgravelofEocene

卡利吉尔河重矿物组合特征其

R

型聚类谱系

图见图5，重矿物大致可以分成3组，各组重矿物之

间相似程度较低。第I组中，砂金与锆石、黄铁矿相

关性极高，与其它矿物相关性较小。金+黄铁矿+锆

石是斑岩型金矿可能的重砂矿物组合

[30]

，且黄铁矿

为不稳定矿物；独居石+石榴石+电气石是伟晶岩矿

床的重砂矿物组合，与区域成矿背景一致。卡利吉

尔河床切穿古近纪松散砾石层到达基岩，河床内砾

石主要为流域内绿片岩及花岗岩、辉绿岩等，推测卡

利吉尔河砂金主要来源于上游额尔齐斯构造带与花

岗岩体有关的原生金矿的补充。

ZTR指数重矿物中由稳定重矿物锆石、电气石

和金红石组成的透明矿物组分的百分含量，称为

ZTR指数。ZTR指数越大，矿物的成熟度越高，对其

系统研究，可指示沉积搬运距离和物源方向，或反映

不同时期的古构造和古气候的变化

[31，32]

。据图兰金

斯克组中25口浅井重砂样品、16件地表重砂样品资

料提取ZTR指数，其特征反映了古近纪戈尔诺耶山

间盆地物源的变化（图2）。图兰金斯克组砾石层

ZTR指数范围21.5%~99.5%，第四系样品ZTR指数

1.1%~18.8%。石英砾石层的总体ZTR指数较高，石

英砾石层成熟度较高，反映了砾石搬运距离较远，与

砾石磨圆度较高的特征一致。砾石层中ZTR指数呈

南高北低，东高西低的分布趋势，暗示了砾石层搬运

方向应为由北向南、由西向东。

图5卡利吉尔河重矿物R型聚类分析谱系图

Fig.5TheR-typeclusterlineagechartofheavy

mineralsinKal’dzhirriver

4成矿规律分析

区域构造演化研究表明，中晚始新世时期，阿尔

泰南缘处于构造相对稳定阶段，为山间盆地冲积平原

环境，沉积了图兰金斯克组，其西侧一系列新生代山

间盆地则处于剥蚀状态，未能沉积始新世地层

[21，22]

。

综合分析认为，此时，主要的水流方向平行山前断裂，

从北西流向南东。卡尔巴-纳雷姆成矿带钨、锡、金等

矿床或矿化带剥蚀为本区砂金提供了主要物质来源，

同时，近NS向的支流也可能带来部分砂金。晚中新

世以来是阿尔泰本区剥露的最快时期，这一阶段的隆

138

新疆地质2021年

升，造就了现代阿尔泰山的地貌

[33]

。NS向的河流下

切侵蚀作用增强，切割破坏古近纪含金砂体，并带来

额尔齐斯成矿带的砂金物源，形成了丰富的现代砂

金矿。

5结论

（1）砂金主要赋存于始新统图兰金斯克组上段

的粗粒石英砾石层中，砂金矿化体呈薄层状、透镜状

近水平产出，平面延伸近3km，单层厚0.5~3m，存在

多层矿化体，矿化往深部无品位增大现象，砂金形态

以薄片状为主，是以微细粒金为主的砂金矿。

（2）通过对古近纪石英砾石层及卡利吉尔河自

然重砂的重矿物形态特征、报出率、

R

型聚类分析、

ZTR指数特征等进行分析比对，结合地质特征，认为

戈尔诺耶始新世山间盆地内的砂金主要来源于进西

北侧的卡尔巴-纳雷姆成矿带的风化剥蚀，而卡利吉

尔河的砂金主要来自于北侧的额尔齐斯成矿带的补

给。

（3）中晚始新世时期，哈萨克斯坦阿尔泰南缘

北西高南东低，主要水流沿山前断裂从北西流向南

东，卡尔巴-纳雷姆成矿带提供了主要物质来源，形

成了戈尔诺耶古近纪盆地型砂金矿；晚中新世以来

的隆升，使NS向的河流侵蚀古近—新近纪砂体，并

带来额尔齐斯成矿带的砂金物源，形成了丰富的现

代河流砂金矿。

致谢：野外工作得到哈萨克斯坦RCG矿业公司Timur、

Filadelfiya等技术人员的大力支持和帮助；本文撰写得到了

江苏省自然资源厅郑锡泉正高级工程师、江苏省有色金属华

东地质勘查局刘沈衡正高级工程师的指导，在此一并表示衷

心感谢！

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第39卷第1期杜菊民等：哈萨克斯坦阿尔泰戈尔诺耶古近纪砂金矿地质特征及成矿规律

139

GeologicalCharactersandMetallogenicRegularityAnalysisof

PaleogeneGoldPlacerinGornoye,Altay,Kazakhstan

DuJumin,LianChenguang,ChenChen,JingYongbo,LiuPing,HuYingjian,SunChen

(.,Nanjing，Jiangsu，210018，China)

Abstract:

essorshaveconducteddetailedresearchon

placergolddepositsinrivers,perconducts

apreliminarystudyontheGornoyePaleogenegold-bearingbasinontheeasternmostsideofthesouthernedgeoftheAl-

cergoldanomalyhasbeendelineatedthroughgeologicalandnaturalheavysand

measurement,ultsshowthatplacergoldismainlycon-

goldismainlyinsheetform,anditisaplacergoldde-

acergoldmineralizationislayered,

morphologicalcharacteristicsofheavyminerals,quoterateandR-typeclusteranalysis,ZTRindex,etcwerefurthercom-

hensiveanalysissuggeststhatthePaleogeneGornoyedepositsmainlyoriginatedfromthe

weatheringanddenudationoftheKarba-Narymmetallogenicbeltonthenorthwestside,whiletheplacergoldfromthe

Kal’themid-lateEocene,thecurrentflowing

fromnorthwesttosoutheastalonift

sincethelateMioceneincreasedthe

understandinghascertainsignificanceforfindingbasin-typeplacergolddepositsandunderstandingtheCenozoictecton-

icevolutionoftheAltaiorogenicbelt.

Keywords:

AltayOrogeny;Paleogene;Placergold;NatureHeavyMinerals;Clusteranalysis;ZTRindex