壹、礦床名稱的由來及相關信息
黑色巖系(black rock series)又稱為黑色頁巖(black shales)，是含較多有機碳(C有機≥1%)及硫化物(鐵硫化物為主)的暗灰—黑色的矽質巖、碳酸鹽巖、泥質巖(含沈凝灰巖)及其相應變質巖石組合的總稱(範德廉等，1973)。1989年國際地質對比計劃254項目“含金屬黑色頁巖及有關礦床”把“黑色頁巖”定義為“壹種黑色(或灰色)的細粒(粉砂或更細)沈積巖，通常為泥質，含相當高的有機質(C有機＞0.5%)”。“含金屬黑色頁巖”是指“富含各種金屬的黑色頁巖，其所含金屬量相當於美國地質調查局標準參考物質SDO-1頁巖的1至2倍”(Huyck，1991)。這是狹義的定義，將“黑色頁巖”僅限於沈積巖，而且沒有考慮其巖石組合和巖石建造(劉春湧和王永江，2007)。塗光熾(1999)將黑色巖系礦床定義為賦存於高含量有機碳(壹般＞0.5%)的淺變質碎屑巖系中的層控礦床。碎屑巖系中常含碳酸鹽巖、矽質巖和火山巖，但以砂、板巖為主。這壹定義較全面地反映了黑色巖系礦床的基本特征。
導致巖石呈黑色的原因是有機碳、細分散硫化物及顆粒以超微粒度(如納米級)存在。黑色巖系常常是兩種以上巖石的組合，雖然有時也以端元巖石為主。Sozinov(1990)根據巖石類型和物質成分將黑色巖系(黑色頁巖)分為4種類型:陸源黑色頁巖建造、矽質黑色頁巖建造、碳酸鹽黑色頁巖建造和火山成因矽質(碳酸鹽)黑色頁巖建造。
黑色巖系作為稀有金屬的富集層和某些成礦元素的異常富集層或礦源層具有明顯的經濟意義(葉傑等，2000)。最近20多年，黑色巖系成礦作用的重要性日益引起人們的重視，在世界許多地方都發現與黑色巖系有關的Au、Cu、Ni、Mo、PGE等礦床(或礦化區)。為此，國際地科聯專門設立了地質對比計劃IGCP-199、254、357、429等，全球沈積地質計劃(GSGP，1986)及美國國家委員會編寫的《固體地球科學與社會》(1993)都將其作為重要研究內容。IGCP-254，即“含金屬黑色巖系及有關礦床”，在世界各地廣泛開展黑色巖系地質地球化學、含礦建造、形成環境和成礦作用等研究。黑色巖系與成礦作用壹直是當今礦床學研究的熱點，已召開的許多有關國際討論會，如1980年的“黑色頁巖”，1985年的“黑色頁巖生物地球化學”等，都設有專題進行討論。1990年在加拿大渥太華召開的第八屆國際礦床成因協會科學討論會和1991年在中國沈陽召開的國際金礦床成因學術討論上，不少國內外學者對世界部分地區(加拿大、波蘭、南非、哥倫比亞、西班牙等國家和地區)與黑色巖系有關的金屬礦床特征及成因進行了學術交流。
二、黑色巖系與成礦作用研究新進展
近幾年來，國內外對與黑色巖系有關礦床的研究取得了重要進展，黑色巖系不但提供成礦物質，而且其本身也具有經濟價值。王登紅(1997)將黑色巖系與成礦的關系歸納為:①黑色巖系本身含礦，如Ni、Mo、Mn、Au、U、V、Ag、Pt、Pd、Cu、Zn、Co等礦產直接產於黑色巖系中。湖南大庸、慈利鎳鉬礦床均賦存在黑色白雲質頁巖和黑色粉砂質頁巖中，美國查塔努加頁巖富含U(Leventhal，1991)。②黑色巖系作為礦源層為後生礦床的形成提供成礦物質，如穆龍套金礦、庫姆托爾金礦、波蘭含銅頁巖型Cu-Ag礦床、哥倫比亞祖母綠礦床(Cheilletz et al.，2001)、廣西大廠錫多金屬礦床(Pa?ava et al.，2003)。③黑色巖系改變了成礦流體的性質，導致金屬礦物沈澱，如波蘭Kuperschifer銅礦床中富銅高銀的礦石可能是由下伏的Rotliegendes層位的含銅溶液與Kuperschifer黑色頁巖層內經生物作用將硫酸鹽還原生成的H2S發生反應，導致銅大量沈澱成礦(Michalik et al.，2001)。Pa?ava等(2003)認為黑色巖系對廣西大廠錫多金屬礦床中錫的沈澱起了重要作用。
學者對中歐、中國華南、加拿大以及波羅的海地區和俄羅斯西伯利亞的黑色頁巖系已進行了壹定程度的研究，但對其中的金屬礦床成因的認識還存在差異(毛景文，2001b)。在研究程度比較高的波蘭Lubin-Glogow地區，對於礦床模型的建立，主要依據以下事實:①20%的銅產於Kupferschifer黑色頁巖系中，50%產於下伏的Weissliegendes砂巖中，30%產於上覆Zechstein灰巖中;②Cu礦化與還原界面密切相關;③主要的含銅礦物為輝銅礦，並伴有斑銅礦和黃銅礦，向外為鉛和鋅的硫化物;④盡管有幾個礦化階段，但主要礦化階段為早三疊世，成巖階段形成的伊利石放射性同位素年齡為190～216Ma(Bechtel et al.，1999)，利用赤鐵礦古地磁資料厘定的年齡為220～250Ma(Jowett，1986)。關於早期的同生沈積作用，Karnkowski(1999)描述了發育在高度變形的古生代基底上的波蘭二疊紀Rotliegenedes盆地，盆地由壹組相互溝通的次級盆地組成，沿北西向分布於波西尼亞剛性地塊與東歐克拉通之間的脆弱地帶(Blundell et al.，2001)，有人稱為內陸盆地(Bechtel et al.，1999)。這些盆地主要由早二疊世火山碎屑巖、熔巖和碎屑沈積巖組成。介於二疊系與三疊系之間的Kupferschiefer含瀝青鈣質或白雲質頁巖覆蓋於這些碎屑沈積巖之上，或與之***存。同生的Kupferschifer黑色頁巖雖然含有硫化物，但並不構成礦床，富銅高銀的塊狀銅礦石可能是由下伏的Rotliegendes層位的含銅溶液與Kupferschifer層內經生物作用將硫酸鹽還原生成並儲集於裂隙中的H2S發生反應，從而導致銅大量沈澱成礦(Blundell et al.，2001;Michalik et al.，2001)。最近，通過對惰性氣體同位素的研究，認為在三疊紀，深部流體參與了成礦作用，這為進壹步深入研究該區黑色頁巖銅礦提供了新思路。
在我國華南和加拿大育空地區廣泛出露的黑色頁巖系中發育有Mo-Ni-PGE礦床，雖然形成時代有差異，但物質組分和產出狀態比較相似，即厚度較薄，時斷時續，礦體沿同壹層位出現。關於其成因，多年來以海底噴流認識占主導地位，認為下伏富Mo-W花崗巖體可能作為成礦熱源和Mo-Re-Os的源區，並與海底噴流的Ni-PGE-Fe-V-Co混合成礦(Coveney et al.，1991;Horanetal.，1994;Lott et al.，1999;李勝榮等，2000)。最近，又有人提出它們是壹種蒸發-還原環境的正常沈積產物(Mao et al.，2002)。在我國華南地區，對鎳鉬礦石的Re-Os同位素精確測年，獲得了541.3±16Ma的年齡數據(毛景文等，2001b)。
黑色頁巖系對於後生成礦也具有重要的影響，例如，哥倫比亞祖母綠礦床被認為是賦礦的白堊紀黑色頁巖與盆地鹵水進行水巖反應，由鈉質交代作用和陽離子交換導致成礦，鈹主要來自粘土巖(Cheilletz et al.，2001)。對廣西大廠錫多金屬礦區賦礦的泥盆紀頁巖和成礦流體的系統研究，不僅證明了區內的層狀和網脈狀錫多金屬礦同為與花崗巖有關的成礦系統的產物，還發現大量的有機質以CO2、CH4等形式存在於成礦流體中，這些有機質被認為來自圍巖(Pasava et al.，2001)。鍺是壹種稀散元素，但在不少以黑色泥頁巖為主巖的煤層中廣泛存在和富集。在我國西南和俄羅斯遠東地區發現煤中鍺高度富集成為獨立礦床，甚至達到超大型規模(Hu et al.，2000;Seredin et al.，2001)。盡管對鍺的來源問題仍然有同生和後生之爭，但煤中富鍺仍反映了有機質對鍺成礦的重要控制作用。由於黑色巖系是壹種強還原環境的產物，在許多礦區發現大量罕見礦物及其組合(Distler et al.，2001)，包括許多單質金屬、金屬合金或互化物，硫鹽礦物、磷酸鹽類、鎢酸鹽類、碲化物、Pt-Cu-Fe金屬固溶體以及砷鉑礦、硫鉑礦、Sn-Sb固溶體、Ni-Sb固溶體和大量的Fe-Ni-S和Cu-S礦物系列。
三、全球範圍內的時空分布及特征
(壹)黑色巖系型礦床的分布
在全球有幾個廣泛分布黑色巖系的地區，如波蘭的古元古代與有機碳有關的PGE-Au-U巖系、歐洲波希米亞地塊巴倫丁新元古代鉑族元素明顯富集的黑色頁巖、我國揚子克拉通周緣震旦系、俄羅斯西伯利亞裏菲紀上部、印度小喜馬拉雅、巴基斯坦北部、伊朗、法國南部、蘇聯、蒙古、澳大利亞南部、加拿大、我國揚子地塊和塔裏木地塊下寒武統底部、加拿大育空地區中上泥盆統、美國中部印第安納泥盆系、密西西比系(C1)、俄克拉荷馬西西比系(C2-3)、縱貫英格蘭、荷蘭、德國到中歐的上二疊統Kuperschifer(約60萬km2)以及中亞新元古代及古生代地層中均有黑色巖系分布。
這些黑色巖系的***同特點是含有大量的有機質和豐富的PGE、Cu、Ni、Mo、Au、U、V、Mn、Fe、Co、Bi、Cr、Se等金屬元素(Meyers et al.，1992)。這些元素在適當條件下形成壹定規模的礦床，如遵義黃家灣鎳鉬鉑族元素礦床(毛景文等，2001)、烏茲別克斯坦穆龍套金礦(Wilde et al.，2001)、波蘭Lubin-glogow地區的Kupferschiefer銅礦床(Oszczepalski，1999;Michalik et al.，2001)、俄羅斯的幹谷金鉑礦床(塗光熾，1999)、加拿大的耶洛奈夫金礦床、澳大利亞的本迪戈礦床(640t)、斯托爾金礦床、金皮礦床(160.5t)、中歐曼斯費爾德含銅頁巖(二疊紀)、澳大利亞的富鉛鋅的蒙特頁巖、摩洛哥的黑色巖系型銀礦、美國肯塔基州的黑色巖系型鈾礦(前寒武紀)、美國堪薩斯州的含金和銀的黑色頁巖(白堊紀)等。這些礦床集中分布在中亞、東西伯利亞、中國的揚子地臺、中歐、澳大利亞南部、北美東部及阿拉斯加、巴西、非洲的加納等地區。
(二)黑色巖系型礦床特征
1)黑色巖系型礦床在全球範圍內分布廣泛，其賦礦地層時代多樣，從元古宙到早中生代。
2)黑色巖系型礦床在礦化規模上差別很大，礦體形態、圍巖蝕變強度和類型具有多樣性。按礦體形態可分為2類，其壹是層狀金屬礦化，形成厚幾十米有時100～200m，長達幾千米的礦帶，通常形成大型或超大型礦床，是黑色巖系型礦床中最重要的類型，如幹谷金鉑礦床、北納塔爾金礦;其二是含碳巖系中的同生-後生型銅、鎳、鉬、釩礦，伴生的鉑族礦，其貴金屬礦化層厚度很小(幾毫米至十幾厘米，壹般僅有幾厘米)，但延伸長，貴金屬含量高，如波蘭蔡希施坦銅礦床、加拿大尼克鎳-鋅-鉑礦床、中國貴州和湖南的鉬鎳鉑礦床等。
3)礦化具明顯的層控性，常與含碳的原始沈積巖***生。礦床產在黑色含碳沈積-變質巖系中，既受沈積巖相控制，又在壹定程度上受熱液作用制約，具層控礦床特征(劉洪文，2002)。
4)成礦元素具有多樣性，如金、銀、鉑族元素、放射性元素、稀土元素、鎳、銅、鉻、釩、鉬、鉛、鎢、鈷等元素同時出現。但通常以某幾種元素為主，如我國華南以Ni、Mo元素組合為主，加拿大育空以Ni為主，俄羅斯幹谷以Au為主，波蘭蔡希斯坦則是以Cu為主等。這些礦床中伴生的PGE富集在圍巖蝕變帶和分散硫化物礦化帶或硫化物-硫砷化物礦化帶中(季斯特列爾等，1997)。
5)礦化多發生在前寒武紀、古生代(寒武、石炭、二疊世)，但熱液疊加作用多發生在後碰撞階段。原巖建造為含碳的海相或陸源碳酸鹽-陸源碎屑巖為主的沈積巖系，沈積環境為前陸盆地，而區域熱液值升高的背景多歸結為地幔熱構造作用(劉洪文，2002)。
(三)黑色巖系型金礦
黑色巖系型金礦床是黑色巖系型礦床的重要類型，也是世界最具工業價值的金礦床類型之壹。在中亞地區黑色巖系型金礦也被稱為穆龍套型金礦。近年來，壹些學者從成礦作用角度出發，認為這類金礦的形成主要受剪切構造控制，在時間和空間上與增生構造或碰撞造山有關，將其歸為造山型金礦(Goldfarb et al.，1998)。20世紀60～80年代，蘇聯的地質工作者高度重視產於黑色巖系中的金礦床，在南天山、中天山、齋桑和東西伯利亞貝加爾等地找礦取得重要突破，先後發現了穆龍套、庫姆托爾、巴克爾奇克等壹系列大型、超大型金礦床和幹谷超大型金鉑礦床。90年代，我國地質學者也在西南天山和準噶爾先後發現了薩瓦亞爾頓、大山口、薩恨托亥和薩爾布拉克黑色巖系型金礦。中亞天山的穆龍套、庫姆托爾、查爾庫拉、道吉茲套、薩瓦亞爾頓、大山口等金礦，準噶爾的巴克爾奇克金礦、薩爾布拉克金礦、俄羅斯貝加爾-帕托姆高原的幹谷鉑金礦床等的形成都與黑色巖系有密切關系。含礦的黑色巖系含有大量的有機質，金含量明顯高於區域背景值，顯示出碳質對金具有很強的吸附作用。由此可見，容礦的黑色巖系是金的礦源層，為成礦提供主要物質來源。含碳千枚巖或碳質板巖滲透性差，有利於成礦流體卸載，形成礦體。
中亞黑色巖系型金礦床的地質特征可歸納為:
1)黑色巖系型金礦床屬剪切帶型金礦床(或造山型金礦)的重要亞類，其控礦斷裂為韌性剪切帶、韌-脆性剪切帶和脆性斷裂破碎帶，其成礦作用受剪切帶演化控制。含礦的剪切帶規模較大，壹般長度達數千米至數十千米，金礦化在韌性剪切帶中具有分段集中局部富集的特點。礦區附近壹般發育區域性深大斷裂或板塊縫合帶，控礦剪切帶與這些構造有關。
2)黑色巖系型金礦容礦巖系時代主要是新元古代裏菲紀和文德紀、中奧陶世—早誌留世、晚誌留世—早泥盆世、泥盆紀、早石炭世和晚石炭世。
3)黑色巖系的巖石建造為壹套遠離火山機構的含碳質較高(壹般＞0.5%)的陸源細碎屑巖-碳酸鹽巖建造，有時也夾有火山碎屑巖。在含碳質巖石中很少見到各種海相大化石。含碳巖石主要為碳質頁巖、碳質板巖、碳質泥質頁巖、含碳矽質泥質頁巖、石墨化碳質頁巖、碳質泥質板巖、碳質粉砂巖等。礦床均產於含碳質的陸源細碎屑巖中，而碳酸鹽巖中不產金礦床，但碳酸鹽巖可說明黑色巖系的形成環境(劉春湧等，2007)。
4)黑色巖系型金礦的形成環境應為寧靜的濱淺海環境，海水富含CO2且較淺，有利於有機體的形成和碳酸鹽巖發育，淺海富碳質還原環境是黑色巖系形成的最基本條件，還原環境的富碳質有利於對金的吸附(劉春湧等，2007)。
5)黑色巖系型金礦的圍巖蝕變主要為矽化、黃鐵礦化、絹雲母化、綠泥石化、碳酸鹽化，以及石墨化，具有低溫熱液成礦的特點，部分礦床發育黑雲母化、鈉長石化、鉀長石化等，如穆龍套礦田。
6)礦化類型為含金石英大脈型、石英細脈型、石英網脈型和蝕變巖型。礦石中礦物組合復雜，礦物種類多，如穆龍套金礦發現了90種礦物、庫木托爾金礦發現了近100種礦物、幹谷金鉑礦床發現了75種礦物、薩瓦亞爾頓金礦發現了40余種礦物。金屬硫化物主要為黃鐵礦、毒砂、自然金，其次為磁黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦和輝銻礦，部分礦床中出現了白鎢礦、閃鋅礦、鉍礦物等。金多以包裹金和裂隙金等形式產出。
7)盡管中亞地區黑色巖系型金礦的容礦巖系的形成時代差別較大，從新元古代到石炭紀，但成礦時代集中在晚石炭世到三疊紀，如庫姆托爾金礦的成礦時代為284～288Ma(40Ar/39Ar坪年齡，Mao et al.，2004)、穆龍套金礦蝕變巖形成時代為285～250Ma，金主成礦時代為280Ma(白鎢礦的Sm-Nd同位素年齡，Kempe et al.，2001)，含金石英中絹雲母的40Ar/39Ar坪年齡為245～220Ma(Wilde et al.，2001)，銀礦化時代為224～219Ma(Kostitsyn，1996)、薩瓦亞爾頓金礦主成礦期為三疊紀(含金石英脈中石英流體包裹體Rb-Sr等時線年齡為246Ma和231Ma，陳富文等，2003;葉慶同等，1999;含金石英脈中石英40Ar/39Ar坪年齡和Rb-Sr等時線年齡為213～206Ma，Liu et al.，2007)、巴克爾奇克金礦床主成礦期礦石中鉛同位素年齡為300±15Ma，成礦時代為晚石炭-早二疊世，巖漿熱液疊加改造期流體中鉛同位素年齡為230±10Ma，時代為早-中三疊世(Syromyatnikov，1999)。
(四)中亞黑色巖系型金礦的時空分布
黑色巖系型金礦是中亞成礦域中十分重要的金礦類型，我國西鄰國家大約有金儲量7703t，占2000年世界金總儲量的16%，其中儲量較多的國家有烏茲別克斯坦(5300t)、哈薩克斯坦(1050t)、塔吉克斯坦(573t)、吉爾吉斯斯坦(540t)(戴自希等，2001)。據西鄰6個國家的33個大型獨立金礦統計(戴自希等，2001)，主要金礦類型為黑色巖系型(30%)、熱液型(21%)、石英脈型(15%)和陸相火山巖型(9%)，由此可見，黑色巖系型金礦在中亞地區具有舉足輕重的地位。中亞成礦域黑色巖系型金礦主要特征列於表10-1，在空間分布上大體可劃為4個帶(圖10-1)。
表10-1 中亞地區主要黑色巖系型金礦床
1.東西伯利亞克拉通南緣貝加爾褶皺帶
該帶位於俄羅斯境內的東西伯利亞克拉通南緣，該帶內的幹谷(СухойЛог)金鉑礦床金儲量1550t、奧林匹亞達(Οлимпиада)金礦金儲量700t、蘇維埃(Советское)金礦金儲量大於100t，以及向南地處東薩彥嶺的宗毫巴(ЗунХолба)金礦金儲量約150t。這4個超大型金礦床均賦存於新元古代裏菲紀含碳淺變質碎屑巖系中(Сафонов，1997;塗光熾，1999)。幹谷礦區的容礦巖系為中、晚裏菲紀陸源含碳沈積物，厚約800m，經歷了綠片巖相變質作用，巖石組合為石英-絹雲母-綠泥石片巖、變粉砂巖和變細砂巖。片巖中富含碳質(2%～7%)，並富集金和鉑。礦體賦存於近東西向背斜的核部，褶皺軸向南傾，並被大型逆掩構造疊加。主要礦體賦存於緩傾斜(30°～35°)、厚大(達200m)的後褶皺期近東西向的片理化礦化帶。奧林匹亞達礦區的容礦巖系為早裏菲紀片巖段，自下而上巖石組合為雲母石英片巖、雲母-碳酸鹽-石英片巖、含碳白雲母-絹雲母-石英-碳酸鹽片巖和雲母石英片巖。礦體主要賦存於雲母石英片巖的下段與含碳片巖和碳酸鹽巖的接觸帶(王琳(譯)，2001)。
2.齋桑準噶爾帶
該帶位於哈薩克斯坦齋桑-準噶爾到新疆北準噶爾，呈北西向延伸，緊鄰西伯利亞板塊與哈薩克斯坦-準噶爾板塊的縫合帶(圖10-1)。在哈薩克斯坦齋桑-準噶爾華力西期褶皺帶庫茲洛夫坳陷西南邊緣北西向西卡爾巴斷裂與近東西向庫茲洛夫斷裂交會部位，發育壹條黑色巖系型金礦帶。該金礦帶沿庫茲洛夫韌性剪切帶分布，長度達10余千米。已發現了熱列克、巴勒德紮爾、庫魯宗、布爾什維克、霍洛德內克盧奇、巴克爾奇克、普羅梅茹特諾耶、格魯布爾洛格等十幾個金礦床和礦點。其中巴克爾奇克礦床規模最大，礦體品位高，且連續性好，探明金儲量277t(也有報道稱416t)，平均金品位9.4×10-6。布爾什維克、霍洛德內克盧奇、巴克爾奇克、普羅梅茹特諾耶、格魯布爾洛格5個金礦床構成巴克爾奇克金礦田，礦田資源量估計為1200t，品位1.5×10-6～4×10-6(戴自希等，2001;劉春湧，2005a)。
區域出露的地層主要為下石炭統泥質粉砂巖、矽質粉砂巖、含鈣燧石、砂巖和灰巖，下-中石炭統海相類復理石建造的砂巖、粉砂巖，上石炭統巴克爾奇克組為主要容礦巖系，屬於砂巖、碳質粉砂巖等互層的陸相含碳細碎屑巖建造，地層韻律明顯，含豐富植物化石，並夾菱鐵礦透鏡體和薄煤層，局部夾凝灰巖和火山巖。含礦巖系中有機碳含量高，從0.2%至1.5%～2.0%，局部碳質交代巖有機碳含量高達13.38%～15.17%(戴自希等，2001)，碳瀝青透鏡體中有機碳含量達20.5%～54.1%(Daukeev et al.，2004)。含礦巖系中As、Mo、P和Cl的豐度較高，菱鐵礦和含黃鐵礦的碳質粉砂泥巖是巖石中含金最高的。沈積形成的黃鐵礦含金量很高，平均含量為0.52×10-6，最高為1.24×10-6(張鴻昌等，1986)。礦床受韌性剪切帶和斷裂控制，晚期巖漿熱液活動對早期金礦化進行疊加改造。金主成礦期礦石中鉛同位素年齡為300±15Ma，成礦時代為晚石炭世—早二疊世，巖漿熱液疊加改造期流體中鉛同位素年齡為230±10Ma，時代為早-中三疊世(Daukeev et al.，2004)。
在新疆北準噶爾發現的薩爾布拉克小型金礦屬黑色巖系型金礦，位於富蘊縣城西南，北西緊鄰額爾齊斯深大斷裂帶，受到薩爾布拉克斷裂帶的制約。額爾齊斯深大斷裂帶是西伯利亞板塊與哈薩克斯坦-準噶爾板塊的分界。礦區出露地層主要為中泥盆統北塔山組、蘊都喀拉組，下石炭統南明水組和那林卡拉組。北塔山組為壹套基性-中基性火山沈積建造，蘊都喀拉組為壹套由安山質凝灰巖、凝灰質粉砂巖及細砂巖組成的基性火山碎屑巖。南明水組為海陸交互相的類復理石建造，巖性主要為粗砂巖、凝灰質砂巖夾矽質巖和灰巖透鏡體。
那林卡拉組為壹套火山碎屑巖及含碳陸源碎屑巖建造，為容礦巖系，按巖性可分上、中、下3段(王登紅等，2002):下段下部為含碳粉砂巖、凝灰質砂巖;中部為礫巖、砂礫巖、凝灰質粗砂巖、凝灰質中細砂巖和含碳粉砂巖;上部為含生物碎屑灰巖夾泥板巖。中段為主要賦礦層位，其下部為含碳粉砂巖和含碳泥質粉砂巖;中部為巖屑晶屑凝灰巖、含碳凝灰砂巖夾含碳粉砂巖及砂礫巖透鏡體。上段下部為含碳凝灰質粉砂巖夾凝灰質砂巖，構成地表礦體的圍巖;上部為凝灰質砂巖、含礫凝灰砂巖、含碳粉砂巖互層。含礦巖系中有機碳含量為0.02%～5.4%，平均為2%(王登紅等，2002)。薩爾布拉克金礦受薩爾布拉克斷裂帶控制，金礦體主要充填在韌-脆性剪切帶局部擴張部位的碎裂巖和角礫巖中。成礦時代為晚石炭世末，李華芹等(1998)測得礦石毒砂Pb-Pb年齡為304Ma，無礦石英脈流體包裹體Rb-Sr年齡為285Ma。
圖10-1 中亞主要黑色巖系型金礦床分布和新疆黑色巖系型金礦主要成礦區帶
3.中天山帶
該帶位於吉爾吉斯和哈薩克斯坦中天山加裏東-華力西褶皺帶，呈北東向延伸，靠近中天山與南天山的分界尼古拉耶夫(Nikolaev)縫合線。已發現吉爾吉斯庫姆托爾(Kumtor)超大型金礦、伊什坦貝爾格(Ishtanbergy)大型金礦和哈薩克斯坦查爾庫拉超大型金礦，這些金礦均賦存於黑色巖系中，受剪切帶和斷裂帶控制。
庫姆托爾(Kumtor)超大型金礦位於吉爾吉斯斯坦東部的伊塞克湖地區，海拔3200～4150m，距中吉邊境線直線距離60km。該礦床處於壹個長15km，寬0.1～0.4km的窄條範圍內。其北西和南東邊界由斷裂界定，南西和北東被第四系和冰川覆蓋。已控制儲量300t，加上遠景儲量達590t，平均品位3.6×10-6(Yakubchuk et al.，2002;Mao et al.，2004)。庫姆托爾金礦處於中天山巖漿弧，十分接近Nikolaev縫合線，因而通常也將其納入南天山成礦帶。區域出露古元古界Kuilyu組變質巖，並受到裏菲期花崗巖的侵入，上裏菲Kashkasui組角度不整合覆蓋其上，由礫巖、變砂巖和玄武巖-流紋巖雙峰式火山巖組成。賦礦圍巖為平行不整合覆蓋於上裏菲Kashkasui組之上的文德系Jetym組，由輕微變質的陸相碳質復理石組成。可進壹步分為哲德姆套(Jetymtau)、紮可巴洛特(Jakbolata)和拜康奴爾(Baikonur)3個亞組。巖性分別為碳質千枚巖、板巖夾礫巖和粉砂巖、碳質千枚巖、板巖夾灰巖和砂巖以及礫巖、千枚巖和砂巖。其中泥巖部分含綠泥石-赤鐵礦-磁鐵礦以及黃鐵礦夾層。含礦巖系中富含碳質，含碳量1%～10%，局部石墨化。在含礦巖系之上為寒武系—下奧陶統燧石板巖、白雲巖和灰巖。中泥盆統—下石炭統紅色砂巖和灰巖角度不整合覆蓋於基底之上。礦化帶沿庫姆托爾逆掩斷層延長10km，向南東傾斜，傾角30°～50°。上盤為文德紀含礦綠色板巖，下盤為早古生代灰巖、燧石和碳質巖石。斷層帶表現為100～250m厚的構造混雜巖、香腸狀、剪切帶和褐鐵礦化。在庫姆托爾礦區，礦體嚴格限制在構造帶內。所有礦脈排列密集且斷續相連。礦化分為南礦帶、北礦帶、東北礦帶和細網脈礦帶。礦帶長500～1000m，厚25～100m，延深300～1000m。礦化為細脈浸染狀，也有壹些寬度較小的含金石英脈。絹雲母石英蝕變巖全巖40Ar/39Ar坪年齡為285.5±1.2Ma，含金絹雲母礦石全巖40Ar/39Ar坪年齡為288.4±0.6Ma，容礦巖系中絹雲母40Ar/39Ar坪年齡為284.3±3Ma，礦石中絹雲母40Ar/39Ar坪年齡為285.4±0.2Ma，表明成礦時代為早二疊世(Mao et al.，2004)。
4.南天山帶
該帶分布於南天山，西起烏茲別克斯坦中亞南天山西段的克孜爾庫姆褶皺帶奴拉套。呈南西向延伸，向東弧形彎曲到中吉邊境線的薩瓦亞爾頓，再向北東沿中國西南天山到大山口-薩恨托亥壹帶，是中亞乃至世界上十分重要的黑色巖系型金礦帶。在西段烏茲別克斯坦克孜爾庫姆-庫拉瑪壹帶發現了世界上僅次於南非的維特瓦傑斯蘭德金礦的第二大金礦，即穆龍套金礦，到1996年已控制金儲量4416t(其中已開采1186t，剩余金儲量2230t)，加遠景儲量***5400t，平均品位1.3×10-6(Graupner et al.，2001)。該地區其他黑色巖系型金礦還有道吉茲套(Daughyztau，Au185.7t，Ag101t)、阿曼泰套(Amantaitau，Au117.7t，Ag16t)、可克帕他斯(Kokpatas，Au620t，Porter，1998)、巴爾潘套(Besapantau)、穆騰巴伊(Myutenbai，Au620t，Porter，1998)、阿裏斯坦套、Triada、Boilik、Karasai、Sarybatyr等金礦和柯斯曼納奇(Kosmanachi)、維索可弗爾諾、Vysokovoltnoe、Jasaul、Stepnoe等金銀礦(Shayakubov et al.，1999)，這些金銀礦床(點)分屬穆龍套、阿曼泰套-道吉茲套和可克帕他斯3個礦田，構成了南天山西段克孜爾庫姆黑色巖系型金(銀)礦集區。
在該礦帶中段中國與吉爾吉斯斯坦邊境線兩側各發現了壹個薩瓦亞爾頓大型金礦，其中吉爾吉斯斯坦薩瓦亞爾頓金礦為含金石英脈帶，金品位高，平均品位為6.1×10-6～8.7×10-6，金儲量為40t(戴自希等，2001;中國地質調查局，2003)。並伴生有銻、銀、鉛、鋅、銅等，如富毒砂石英脈金品位為6.5×10-6，銻為4.5%，鉛為10%，銀41.5×10-6(Rui et al.，2002)。