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、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：％
