哈图金矿矿集区及其周边广大地区在泥盆纪—早石炭世形成复理石建造、火山碎屑岩和中基性火山岩。矿区出露地层主要为下石炭统希贝库拉斯组（厚层砂岩、凝灰岩和凝灰质粉砂岩层）、包古图组（薄层凝灰质粉砂岩、凝灰质砂岩和层凝灰岩互层，夹硬砂岩）和太勒古拉组（中基性火山岩、晶屑凝灰岩、生物灰岩和凝灰质砂岩互层，夹玄武岩、安山岩等）。NE走向安齐断裂（张性断裂）和哈图断裂（压扭性断裂）构成一个狭长的断陷盆地（图2.29a），控制着金矿床的分布。与NE向断裂伴生的NW、NE以及EW向次级断裂是金矿化的主要含矿构造。晚期近SN向断裂切割了早期断裂带，也切割了侵位于下石炭统的花岗岩体。以辉绿岩为主的基性岩墙侵位于下石炭统火山-沉积岩和花岗岩体中，主要受EW、NE、NNE向断裂控制。
图2.29 哈图-宝贝-萨尔托海地区地质图（a）和哈图金矿-达拉布特断裂带间地质剖面示意图（b）
哈图-宝贝金成矿带位于达拉布特断裂带的上盘，呈NE向展布，长80～100km，宽20～30km。已发现多个金矿床（如：哈图、齐Ⅱ、齐Ⅲ、宝贝、一把火、鸽子沟等），其中哈图、齐Ⅲ、一把火和鸽子沟金矿位于哈图断裂和安齐断裂之间的狭长盆地中，位于安齐断裂带上盘，主要控矿构造为NW、NE、EW向次级断裂。齐Ⅱ和鸽子沟石英脉型矿体受后期构造活动影响，破碎明显。哈图矿集区中包含1个大型金矿（哈图金矿，也称齐Ⅰ金矿）和多个中小型矿床（其中的齐Ⅱ金矿和宝贝金矿规模较大，表2.7）。
表2.7 哈图-宝贝-萨尔托海地区主要金矿的地质特征对比
哈图金矿位于哈图断裂和安齐断裂之间，NE向狭长盆地的西南端，矿区主要出露下石炭统凝灰质泥岩-凝灰质砂岩-凝灰岩-玄武岩。哈图金矿的矿体主要受断裂控制，存在石英脉型和细小石英脉+蚀变岩型两种矿体，石英脉型矿体主要发育于浅部（＜400m），细小石英脉+蚀变岩型矿体发育于石英脉型矿体两侧的围岩中以及矿区深部。钻探资料表明，蚀变岩型矿体向下断续延伸到了1200m（肖飞等，2010）。哈图金矿区主要有3 组控矿构造：NEE—EW向、NNE向和NW向，这些断裂都是与安齐断裂伴生的次级断裂组。断裂及其中赋存的矿体在平面上呈雁行式展布，而在剖面上呈叠瓦状排列，且断裂从东向西逐渐变陡。
矿石类型从西部的含金石英脉型逐渐转变为东部的蚀变岩型，但以细脉浸染状蚀变岩型矿体为主。每个透镜体延伸通常只有几十米，但沿着倾向向深部可见多个透镜体，断续延伸至地下600m。哈图金矿浅部主要以石英脉型矿体为主，包括贫金的方解石-石英脉、贫硫化物的含金绢云母-石英脉和富金绢云母-毒砂-黄铁矿-石英脉。脉宽几十厘米到几米不等，矿物组合比较简单，为黄铁矿-毒砂-自然金-石英-绢云母-钠长石。2003年之后的深部探矿在矿区400～1200m深部发现了蚀变岩型矿体。从矿区浅部向深部，石英脉型矿体逐渐过渡为蚀变岩型矿体。矿区西部，矿体主要赋存于凝灰质泥岩中，少量在凝灰岩中，钻孔剖面在纵向上表现为凝灰质泥岩、泥岩夹少量凝灰岩互层。中西部地区主要由凝灰质泥岩、凝灰岩、少量火山角砾岩、玄武岩和泥岩夹少量凝灰岩组成，纵向上表现为凝灰岩-凝灰质泥岩、凝灰岩-玄武岩-凝灰质泥岩/泥岩以及凝灰岩-玄武岩变化，部分凝灰质泥岩或者泥岩夹少量凝灰岩中含碳质，在剖面上可以见多层含碳凝灰质泥岩，指示沉积环境的周期性变化。含碳凝灰质泥岩中发育草莓状黄铁矿。矿区东部主要的岩石组合为凝灰岩和玄武岩，由多个凝灰岩-玄武岩或者凝灰岩-玄武岩-凝灰质泥岩旋回组成，但凝灰岩的分布面积和厚度明显减少，东部地区矿体主要产于玄武岩中。
图2.30 齐Ⅱ金矿围岩中的石墨（a），含泥质碳质的晶屑凝灰岩发生重结晶（b），围岩中夹凝灰质砂岩（c），近矿围岩中的草莓状黄铁矿（d）以及自然金（e，f，g，h）
齐Ⅱ矿区位于哈图金矿（齐Ⅰ）东北约5km处，安齐断裂下盘，赋矿地层主要为下石炭统凝灰质粉砂岩和凝灰质泥岩，围岩发生了碳酸盐化、绢云母化和硅化，形成铁白云石-方解石、绢云母-石英-黄铁矿-毒砂-少量磁黄铁矿、石英-钠长石-黄铁矿-毒砂等组合。齐Ⅱ矿区主要控矿构造为与NE向安齐断裂伴生的NE向和EW—SEE向次级断裂，矿体主要为石英脉型，有时在石英脉的边部见蚀变岩型矿石，由于后期安齐断裂多期活动，导致石英脉发生破碎，被含碳、含金和硫化物的断层泥胶结（图2.30），形成破碎石英脉型矿体，是矿区金品位最高的矿石类型。石英脉两侧的凝灰质泥岩、凝灰质粉砂岩围岩破碎强烈，破碎带宽度通常为1～2m，且破碎围岩中常有一定金品位。含碳断层泥中含有一定金品位，说明断裂活动可能引起了Au的再活化和富集，对该金矿后期的金再富集有很重要的作用。齐Ⅱ矿区主要矿石矿物为黄铁矿和毒砂，少量黄铜矿，微量磁黄铁矿和闪锌矿，近矿围岩中发育大量石墨。草莓状黄铁矿和石墨是成矿热液活动之前的产物，可能与断裂带活动有关，指示了一种强还原环境。成矿期黄铁矿多呈自形粒状，且多与碳泥质的构造产物紧密相关，金主要包裹在黄铁矿内部或黄铁矿裂隙中，呈浑圆状或麦粒状与石英共生。有时在矿脉下盘可见被石英和方解石胶结的热液角砾岩。
前人认为哈图金矿区存在环状和放射状与火山机构相关的断裂，其中矿区东部的玄武玢岩（辉绿岩）代表了火山颈相，中东部的玄武岩代表了火山溢流相，而矿区西部存在代表火山喷发相的玄武质凝灰集块岩和凝灰角砾岩。我们的研究表明，矿区西部以碎屑沉积的凝灰质泥岩、凝灰质粉砂岩和砂岩为主，在矿区中-东部，玄武岩的比例逐渐升高，凝灰岩的比例逐渐降低，玄武岩和凝灰岩呈互层产出，说明区内发生了多期沉积、火山喷发旋回。矿区中出露的辉绿-辉长岩脉是后期岩浆活动的产物，在钻孔中见到的辉绿岩或辉长岩通常较新鲜，基本上没有经历强烈的热液蚀变作用，说明其形成时间相对晚于矿区的赋矿围岩，因此，并不是所谓的“火山颈相岩石”。我们对辉绿岩进行的锆石SHRIMP年代学研究表明，这些辉绿岩、辉长岩的侵位时代为295Ma，明显晚于矿区玄武岩和凝灰岩的形成时代（328Ma，朱永峰等，2013）。系统分析哈图金矿的控矿构造可以发现，矿区并未见典型的环状和放射状断裂，其中EW向断裂组在靠近安齐断裂附近逐渐转变为NEE向，应该是安齐断裂多期活动的结果，而非“放射状断裂”。所以，不能套用火山机构的模式在该地区开展找矿勘探工作。
西准噶尔地区华力西期岩浆活动频繁，晚石炭世—早二叠世花岗岩岩基（如：铁厂沟、哈图、阿克巴斯套、庙尔沟、红山和克拉玛依花岗岩等）和晚石炭世闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩岩株，侵位于下石炭统火山-沉积地层中。岩体边部多见围岩的捕虏体。花岗岩岩基形成于后碰撞环境。见到花岗岩和花岗闪长岩被浅色花岗岩穿切，局部形成角砾状的现象，说明岩浆演化从中酸性向酸性方向演化。花岗岩岩体往往被岩墙（包括辉绿岩、辉绿玢岩、煌斑岩、闪长玢岩、辉石闪长玢岩和角闪玢岩、花岗细晶岩、花岗斑岩和花岗闪长斑岩）侵入，局部发育岩墙群。
晚石炭世中酸性岩株的接触带发育角岩和热液蚀变带。晚古生代中酸性岩浆活动往往伴随着成矿作用。自北向南可以划分出3个成矿带：哈图断裂以北的别鲁阿尕西金成矿带、哈图断裂和达拉布特断裂之间的哈图-宝贝-萨尔托海金成矿带以及达拉布特断裂以南的包古图铜金成矿带。别鲁阿尕西金矿矿脉的主体为碎裂岩型，蚀变较弱，均属少硫化物型矿石，硫化物含量为1%～2%，以毒砂、黄铁矿和黄铜矿为主，磁黄铁矿、黝铜矿为次。包古图金矿（Ⅺ点和阔个沙也）的赋矿围岩为下石炭统包古图组粉砂岩、凝灰岩和安山岩。成矿过程可划分为热液演化期和表生氧化期。脉石矿物主要为方解石、绿泥石和少量石英、钾长石等。矿石矿物包括毒砂、黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、辉铋矿、自然铋和自然金。
从地质构造上分析，哈图-宝贝地区是一个火山-沉积盆地，该盆地的西北缘受安齐断裂带控制，盆地东南缘受达拉布特断裂带控制。火山-沉积盆地的西南方向被阿克巴斯套花岗岩体侵入，东北方向被第四系沉积物覆盖。在哈图-宝贝火山沉积盆地关键地区实测的地质剖面如图2.31所示。剖面A（位于宝贝金矿南部、其克提矿点的西南侧）主要为向北西方向陡倾的砂岩夹砾岩-粉砂岩-泥质粉砂岩互层，断裂带中岩石劈理十分发育，在泥岩-碳质泥质粉砂岩互层地段表现最为明显。剖面B（位于齐Ⅱ金矿北侧）主要为向南东方向陡倾的含砾砂岩-细砂岩-凝灰岩互层，在断裂带中见到石英脉，石英脉也发生破碎，并被断层泥胶结。石英脉中局部发育黄铁矿化。该地区有探槽揭露，与石英脉伴生的热液蚀变局部较强烈。通过对哈图-宝贝地区地质剖面的研究，识别出向斜和背斜构造。该褶皱构造和褶皱轴部的断裂控制着该地区的金矿分布。金矿主要分布在火山沉积盆地褶皱构造转折翼与断裂的交汇部位，断裂带实际上控制着矿床的就位。下一步的重点找矿区域，应该放在褶皱翼与断裂带的交汇部位。
图2.31 哈图-宝贝地区火山-沉积盆地和实测地质剖面
哈图金矿及其周边的金矿主要分布在安齐断裂带上盘，安齐断裂是区内的主要导矿构造。哈图金矿石英脉型矿体和蚀变岩型矿体在空间上无明显叠加和相互穿切关系，石英脉型矿体主要分布于浅部，蚀变岩型矿体主要产在深部（＞400m）。对哈图金矿蚀变岩型和石英脉型矿体的对比研究表明，石英脉型矿体与蚀变岩型矿体中主要矿物组合均为石英-钠长石-碳酸盐-黄铁矿-毒砂-自然金-黄铜矿。这种一致性表明，哈图金矿两类矿体是同一成矿流体演化的产物。成矿作用从深部开始发育，向浅部迁移。石英脉型矿体中流体包裹体的氢氧同位素组成与区内花岗岩石英中流体包裹体相似，表明成矿流体与花岗岩侵位相关的岩浆流体有成因关系。花岗质岩浆为区内金矿化带来部分热液流体和成矿物质的同时，也为成矿流体从深部向浅部的迁移提供热驱动力。沿安齐断裂迁移的流体，在热驱动下向上盘运移，在次级断裂中沉淀成矿。尽管如此，下盘与安齐断裂贯通的次级断裂也可能成为控矿构造，如齐Ⅱ金矿。有关哈图金矿和宝贝金矿的详细地质地球化学特征，读者可以参阅相关专著（朱永峰等，2013）。