一、区域地质背景
矿区位于准噶尔微板块南缘活动带，觉罗塔格晚古生代沟弧带●矿区北距康古尔深大断裂18km，南邻阿其克库都克大型推覆断层，雅满苏大型隆起断层靠近矿区北界(图1)。本区及周边地区火山-岩浆活动频繁，地层褶皱严重，断裂发育，叠加韧性剪切构造强烈，动力变质作用明显。
本区出露地层主要为中泥盆统头苏泉组，位于康古尔断裂北部。海相碎屑岩主要混火山岩，下石炭统阿齐山组由安山岩和火山碎屑岩组成。上段为英安岩、流纹岩和火山碎屑岩。下石炭统雅满苏组，下段主要为安山岩和凝灰岩；上段主要由正常碎屑岩和浅海相碳酸盐岩组成，含少量火山碎屑岩。中石炭统沙泉子组，下段为火山碎屑岩、细碧岩、玄武岩、安山岩夹砂岩和薄层灰岩；上部是玄武岩、安山岩凝灰岩和结晶石灰岩。下二叠统为陆相火山岩和含碳酸盐岩的陆相碎屑岩-磨拉石建造。侵入岩以华力西中期花岗岩类为主，主要为花岗岩、花岗闪长岩、钾质花岗岩及少量闪长岩。该区地球化学元素异常严重，尤其是主矿化异常。
雅满苏组火山岩中金、铜、铅、锌元素综合异常具有分布广、规模大、强度高、受构造控制的特点。该区已发现金、铜、铅、锌、铁等13种矿产，其中以金、铜、铁为主。
二。矿区地质特征
矿区出露地层中石炭系雅满苏组火山喷发旋回的中下部主要由一套钙碱性中酸性火山碎屑岩、中酸性熔岩和少量正常碎屑岩组成。根据矿区火山岩地层的分布、产状、岩石类型及成岩环境，可划分为三个岩性段，各火山活动的节律基本跟随喷发。火山活动的间歇周期。马头滩金矿床产于第一岩性段的第三层(英安岩凝灰岩)和第四层(安山岩)中。矿区位于丘格明塔什。在黄山巨型韧性剪切带中，镨剪切带贯穿矿区中部，一条弯曲的次级分支沿走向交织成花瓣状分布，具有明显的韧性剪切变形特征，属于低温韧脆性变质带。
三。矿床特征
(1)矿体的组合分布和产状
马头滩金矿床由四条大致平行的含金(地球化学)带组成，每条带的间距约为80米L1-L4)。一般呈255° ~ 260°方向分布，走向北西，倾角70° ~ 85°，产出严格受康古尔-马头滩次级韧性剪切带控制(图2)。通过地面探槽工程和深部钻探控制，圈出10个金矿体。其中L4矿体规模较大，可达中等规模，其次为L41 (L4分支)矿体，其余为小型矿体。
L4矿体长269米，深317米。形状规整，有层次感。矿脉沿走向和倾向平缓波状，有分支、复合、扩张、变窄现象。沿走向两侧矿体变薄，向深部矿体分叉。矿体厚度变异系数为56.27%，为相对稳定的矿体。矿体品位变异系数为293.01%，属于有用成分极不均匀的矿体。矿体的厚度和品位从中部向两侧变化，从浅部向深部变化，随着矿体厚度的变薄和尖灭，有矿化弱化和品位贫化的趋势。
L4.1矿体是L4矿体上的一个分支矿体，它们之间的最大距离为20m。矿体形状规则，呈单一波状矿脉。总体走向为260°，倾向西北，倾角69° ~ 75°。矿体出露长度为140 m，延伸深度为250 m，延伸深度自西向东逐渐增大，并在东部与主矿体(L4)汇合。矿体厚度变异系数为64.49%，为厚度变异稳定的薄矿体。品位变异系数为75.51%，为有用组分分布均匀的矿体。
(2)矿物特征
中等矿物成分相对简单，已发现近26种矿物。各种金属矿物和矿物成分见表1。
金矿区发现的金矿物为单一自然金，以异形为主，有少量半自形晶体，形态多样，多为棒状、麦粒状、圆形、不规则状，也有少量叶片状、丝状，表面有印记，从光片上看有不规则状、叶片状、膜状。颗粒大小为0.005~0.14毫米，有的可达0.2毫米..根据金在矿物中的产出特征及伴生矿物颗粒之间的关系，其赋存状态主要有:1。粒间金。它是自然金的主要赋存形式，据x光片统计，约占金总量的86%。主要呈不规则片状分布于右翼颗粒或绿泥石薄片之间，少量分布于石英与黄铁矿、黄铜矿与磁铁矿接触处。2.裂隙金。在绿泥石、黄铁矿或应时的裂隙中呈脉状、片状、片状分布，约占10%。3.包裹黄金。它主要包裹在应时、黄铁矿和磁铁矿的晶体中，呈圆形分布。金矿物的化学成分和成色见表2。
从表2可以看出，自然金的主要成分为Au和Ag，微量元素Cu、Fe、Te、Cd、Mo含量略高，Sb、Zn、Co、Ni含量较低。自然金的纯度较高，从940到963不等，平均为951。金/银15.68~27.25 .
黄铁矿的含量占总矿物的5% ~ 25%。其中，第一次成矿阶段形成的黄铁矿多为半自生立方体，少数为异形颗粒，粒径为0.05~2.0 mm，大部分与磁铁矿浸染状、脉状分布于绿泥石集合体中，磁铁矿沿裂隙交代，黄铁矿局部呈块状、点状分布。第一ⅱ成矿期黄铁矿为自生和半自生晶体，以立方晶体为主，少量五边形和十二面体晶体。巨晶罕见，粒度0.01~1.20毫米，常见细脉和网状分布，与金矿关系密切；第11成矿期，黄铁矿呈异形半自生，粒度0.02~1.0 mm，常与黄铜矿、方铅矿和闪锌矿共生，分布于应时脉中。ⅳ成矿阶段黄铁矿含量少，为半自生-自生晶体，以立方体为主，粒度0.03 ~ 0.02mm，分布于方解石应时脉中。黄铁矿的化学成分为:铁43.60× 10-2，硫50.71× 10-2，铜3.10× 10-2，锌0.06× 10-2，钴0.01× 10-2，镍0.00× 10-2，砷251× 10-6。它富含铜、砷、铋、金、银，硫/铁、铜/锌和铈/碲比值显著增加。与标准黄铁矿相比，属于硫铁轻度亏损型。
黄铜矿黄铜矿是主要的伴生矿物，主要形成于含金多金属硫化物阶段，其含量占总矿物的1% ~ 3%。粒径为0.02 ~ 0.15毫米，最大0.5毫米的异形晶体..许多裂隙被黄铁矿充填交代，并集中在多金属应时矿脉中。次生铜蓝、斑铜矿和黄铜矿分布在黄铜矿边缘。黄铜矿的平均化学成分:Cu 34.20× 10-2，Fe 29.94× 10-2，S 35.27× 10-2，微量Ni、Cd、Zn、Sb、As等。金和银的平均含量分别为0.06× 10-2和0.02×10-2。
应时占矿物总量的38% ~ 75%，最高可达80%。为主要脉石矿物，多呈细长粒状，粒度0.02~0.10 mm由于动力变质作用，大部分已重结晶，局部可见亚颗粒，呈波状消光。应时中二氧化硅和氧化铝的平均含量分别为99.44× 10-2和0.02× 10-2。数据表明，高结构铝的应时铝碱性浓度高，有利于成矿。从应时的热释光测试结果可以看出，最大热释光出现在250 ~ 330℃，温度分布范围大、强度变化大的特点表明，在同一韧性剪切作用下，韧性剪切动力变质带内成矿系统的物理化学条件有较大差异。一般来说，高发光强度的应时具有较好的分金性。
绿泥石绿泥石是主要的脉石矿物。内容千差万别。占总矿物的5% ~ 30%，高达65% ~ 70%，主要形成于第一成矿阶段。绿泥石呈细鳞片状，鳞片直径0.01 ~ 0.15毫米，在韧性剪切作用下定向排列。在强变形带中，绿泥石常形成矿物的生长线理和拉伸线理，其含量与矿石的含金性密切相关。一般绿泥石含量大，颜色深(富含Fe)导致金含量丰富，反之亦然。
白云母含量约为1% ~ 5%，最高为10%。呈细鳞片状，片径0.1 ~ 0.3 mm，定向排列，常与应时、绿泥石、绢云母、磁铁矿形成集合体，产于蚀变带中。根据化学分析结果，当矿石中出现白云母时，含金品位明显提高。
(3)矿石结构和构造
矿石结构主要包括自同构。半自生颗粒结构、半自生-异形颗粒结构、异形颗粒结构，包括结构、交代结构、充填结构、磨边结构、节理边缘结构、假结构和板柱。叶状结构，乳状结构。
矿石构造主要为脉状构造、细脉浸染状构造、浸染状构造、条带状构造和角砾岩构造，其次为网脉构造、块状构造、壳状构造、斑状构造、块状构造和条带状构造。
(4)矿石类型
根据矿物共生组合、矿石组构和产出特征，结合工业利用情况，可分为蚀变岩型金矿和应时脉型金矿。
蚀变岩型金矿是矿床中最重要的矿石类型，占矿石的90%以上。这种矿石呈灰绿色。深色、半自形粒状结构、浸染状、中等密度浸染状和脉状结构。主要金属矿物有黄铁矿、磁铁矿等。矿脉主要为应时、绿泥石以及少量绢云母和白云母。黄金主要是自然金。
根据金属矿物的种类和含量，应时脉型金矿可细分为含金应时脉型和金矿型。应时黄铁矿脉和金矿。多金属(铜、铅、锌)应时脉型矿石。均为脉状、细网状脉状，穿插于蚀变岩型金矿石中，约占矿石总量的10%。它们是叠加富集改造形成的，难以独立形成工业矿体。矿体含硫量为0.03× 10-2 ~ 3.57× 10-2，平均含硫量为1.56× 10-2，为贫硫金矿石。
(5)矿山附近围岩蚀变和分带
矿区围岩蚀变有多种，包括:蓝岩、绿泥石化、硅化、黄铁矿化、绢云母化、碳酸盐化等。为构造围岩蚀变提供了有利条件，同时制约了空在蚀变带的分布。根据蚀变矿物的类型和含量，可分为两个带:内层为黄铁矿。绢云母。绿色泥岩硅化带；外带是潘庆岩石区。内带的分布与矿带的分布一致。蓝岩带中靠近矿体一侧的绢云母化往往较强，绿泥石化十分发育，与强韧性剪切范围相对应。
此外，矿床的钾指数为30~98。在Heghes(1972)的火山岩成因判别图上，大多数点都落在钾交代区。钾交代作用明显以矿带为中心，向两侧围岩逐渐减弱，常被矿体中强烈的硅化作用所替代。钾交代作用的范围与高强度、韧性、脆性剪切变质带基本一致，表明成矿作用与钾交代作用密切相关。
(6)成矿期、成矿阶段和矿物共生组合
成矿期和成矿阶段根据对矿石组构、成因、矿物共生及产出特征的研究，可划分为两个主要成矿期，即动力变质热液成矿期和表生期。变质热液阶段可分为四个阶段:ⅰ、金-磁铁矿-黄铁矿-绿泥石-应时阶段；二。金-黄铁矿-应时阶段；三。含金多金属硫化物-应时阶段；ⅳ碳酸盐岩和应时阶段。
矿物共生组合矿物共生组合表明其属于硫化物型组合。成矿阶段有大量的磁铁矿和白云母；第二阶段成矿作用是金的富集阶段；第三阶段矿化有少量黄铜矿、方铅矿和闪锌矿；第四期矿化仅含少量黄铁矿和黄铜矿。矿石元素组合为金、银、铜、铁、铅、锌、铋、钼、钴、镉、碲等。
四。矿床成因探讨。
(1)成矿的物理和化学条件
1.矿床的同位素特征
马头滩金矿床铅同位素分析结果见表3。从分析结果来看，铅的同位素组成比较稳定，落点接近U = 8.8，v，µ的单阶段增长线；p值都在正常铅范围内，Th/u值接近陨石(3.79 ~ 3.9)，这也是正常铅的特征。在集中三角形图上，样品位置远离Th和Pb区。说明矿区铅的演化历史比较简单，从小U值(& micro& lt9.85)，铅源年龄为317.49Ma，与容矿火山岩(石炭纪)(320 ~ 270 ma)年龄一致。因此，推测铅源来自下石炭统雅满苏组火山。
硫磺码头滩金矿床中金属硫化物的同位素硫同位素变化不大；S34 ‰-0.9 ~ 3.3，范围4.2，平均值0.967，是陨石硫的特征。根据金属硫化物分布的普遍性和硫包裹体的研究成果，硫化物&硫杂岩；S34‰能与矿液中总硫含量达到平衡，表明硫源应来自下地壳或上地幔。
氢氧同位素成矿阶段的热液？O18的变化范围为2.72% ~ 2.64 ‰，明显大于雨水，而热液？D=45‰，氢氧同位素的落点介于雨水、岩浆水和变质水之间，表明成矿热液不是单一来源。
2.流体包裹体特征
马头金矿共采集了6个含金应时样品进行流体包裹体分析，结果见表4。
马头滩金矿床成矿均一温度为130 ~ 250℃，峰值为175.9℃，平均值为191.4℃。
矿石的含盐量w(NaCl)为6.3% ~ 11.3%，平均值为8.07%。其中峰值出现在7% ~ 8%，为7.61%。
在液相中，阳离子以Na+为主，其次是K+，少量Mg，阴离子以Cl-为主，其次是SO4-2，NO3 -和少量F，成矿溶液的特征是:C-> F-，Na+> K+；阴离子的总浓度大于阳离子的总浓度。表明金在溶液中以络合离子的形式迁移，成矿流体可能来自火山热液和大气水的混合。在气相中，除H2O外，Co2是主要成分，其次是N2、CH4、Co和微量H2。
3.矿化热液性质
黄铁矿化学成分的计算△ S-△S-△F值投影于图4，其投影点位于变质热液矿床与地下热液(卤水)金矿床的交汇处。As、N、Co含量比值放入图5，投点在变质热液型金矿范围内，表明成矿介质是多源的。
4.成矿流体的稀土元素特征。
王志亮等。马头滩金矿床主要成矿阶段(ⅱ、ⅲ)应时单矿物中流体包裹体的稀土元素测定。结果表明，ⅱ、ⅲ成矿期流体的稀土元素具有相同的Eu亏损和相似的右倾分布模式。
根据季金生等对矿区火山岩和侵入岩的稀土元素研究结果(图，火山岩的LREE/HREE为4.72 ~ 7.31，& OslashEu为00.45 ~ 0.80，侵入岩的LREE/HREE为7.32和7.33，& o flash；Eu为0.83和0.89，认为Eu亏损是由岩浆熔体中的斜长石结晶成斑岩所致。通过对比分析发现，第二、三成矿期流体的稀土元素组成具有相同的亏损和相似的右倾分布模式。对比火山岩和侵入岩的稀土元素组成，认为成矿流体的稀土元素组成主要继承了早期火山岩和侵入岩(早期岩浆热液)的Eu亏损和右倾特征，但前者的LREE更富集，其分布曲线更偏右，反映了成矿流体与晚期变质水和大气降水混合后稀土元素的变化。
5.矿化的其他物理和化学参数。
马头金矿床的成矿压力为300×105～500×105 Pa；成矿温度为200 ~ 225℃，FCo2为1025~103.7，矿液盐度w(NaCl)平均为8.07%，Eh值为-0.72 ~ 0.79，为还原环境，pH值为6.18，微碱性。
上述物理化学条件相似，符合公认的有利于金矿化的物理化学环境(中性-碱性溶液、高盐度、相对狭窄的温度、低CO2、pH值6-8、Eh值-1-1)。
(二)矿床控矿因素
下石炭统雅满苏组主要出露于矿区。根据1 ∶ 20万化探成果，区域岩石含金量在0.12×10-9 ~ 10×10-9之间，大部分样品集中在0.22×10-9 ~ 5.89×10-9之间，平均含金量为0.97× 10-9。区域金的变异系数极低(CV =-36.0367)，而石炭纪的变异系数较高(Cv=3.5859)，表明石炭纪的金具有较强的活化和迁移作用，对金矿的富集具有重要意义。
岩浆活动矿区的火山活动与成矿关系密切，尤其是华力西期的火山喷发，为该区金矿化的富集提供了丰富的矿源和矿物，是重要的控矿因素之一。火山活动主要集中在岛弧带，属于雅满苏旋回。火山活动从喷发、溢流到侵入，岩相类型齐全，活动强度大，含金丰度高(表5)，为矿体的形成提供了充足的矿源。目前发现的已形成矿床均位于火山岩分布区，表明火山活动对金矿床有明显的控制作用。
韧脆性剪切变质带对马头滩金矿床的控制起主导作用。首先，韧性剪切变质过程中加入了H2O+CO2的流体，加速了原岩物质成分的交换和迁移，出现了含SiO2和碳酸盐的流体，是重结晶作用形成的。
成矿区硅质分异带和碳酸盐应时脉广泛发育，常携带一些成矿元素和矿化元素。其次，韧性剪切变质作用的降压作用可导致流体压力梯度的出现，使围岩中的含金流体或深部流体进入某些低压空并向上运动；第三，由于变形与变质作用的一致性，即变形强烈的地区变质作用也加强，导致矿化在该地区沿强应变带分布。此外，矿带的分布明显受韧脆性剪切带控制，所有金矿体均产于剪切带的不同部位，但均未超出韧性剪切带的边界。
(3)矿床成因
马头滩金矿与含金韧性剪切带的时代空及其成因密切相关。矿体产于强烈变形的糜棱岩带中，滑动剪切形成的糜棱岩面理是主要的容矿构造。矿体的形态和产状严格受韧性剪切带控制。不同阶段、不同世代矿体中的矿物具有不同程度的韧性剪切变形特征。主成矿阶段与韧性剪切变质阶段在时间上大致相当，属于同一个韧性剪切阶段。金矿床的成因类型应为韧性剪切带型。
动词 （verb的缩写）矿化富集规律
(1)金矿床产于韧性剪切变形带的糜棱岩中，矿化和富集随应变而明显。
(2)对单个矿体而言，无论走向或倾向，金矿多集中在上部和中部。
(3)矿化与围岩蚀变密切相关。热液蚀变叠加绿泥石+磁铁矿+黄铁矿+白云母+应时矿物共生时，含金品位明显提高。
(4)从矿石组构来看，具有角砾状结构和半自形-他形结构的矿石含金量较好，而大量具有浸染状、脉状结构、自形程度较高的矿物出现，其含金量相对较差。
(5)黄铁矿与金关系密切，特别是出现龟裂黄铁矿、五角十二面体和变形八面体多晶体时，含金量最好。