新疆尼勒克縣圓頭山銅礦地質(zhì)特征淺析

鄧珊（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局703隊　伊寧　835000）

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新疆尼勒克縣圓頭山銅礦地質(zhì)特征淺析

鄧珊
（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局703隊伊寧835000）

摘要圓頭山銅礦大地構(gòu)造位于哈薩克斯坦板塊之伊犁亞板塊阿吾拉勒晚古生代裂谷內(nèi)，屬于西天山阿吾拉勒銅多金屬成礦亞帶。銅礦體產(chǎn)于黑云母斜長花崗斑巖體內(nèi)，礦體產(chǎn)狀、分布受構(gòu)造控制，圍巖為上二疊統(tǒng)曉山薩依組凝灰質(zhì)砂礫巖、砂巖。綜合分析圓頭山銅礦體成因類型為構(gòu)造控制的熱液型脈狀銅礦床。

關(guān)鍵詞圓頭山銅礦黑云母斜長花崗斑巖阿吾拉勒銅多金屬成礦亞帶脈狀熱液型銅礦床

DOI∶10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.01.015

1　區(qū)域地質(zhì)背景

區(qū)內(nèi)出露地層主要為中上元古界溫泉群、上古生界的石炭統(tǒng)及二疊系，新生界第三系、第四系。

從構(gòu)造單元劃分上，阿吾拉勒山屬鞏乃斯復(fù)向斜的次一級構(gòu)造，北鄰喀什河斷陷，南接鞏乃斯谷地，西部于伊犁斷陷盆地之中。區(qū)內(nèi)褶皺斷裂錯綜復(fù)雜，中心式、裂隙式火山機構(gòu)產(chǎn)生的各種構(gòu)造表現(xiàn)明顯。

本區(qū)地處阿吾拉勒山中-西部，是侵入巖分布較為集中的地區(qū)之一。主要分布在阿吾拉勒南坡山前、群吉-烏郎達坂、莫斯早特-圓頭山等地。多呈巖枝、小巖株、巖床、巖頸產(chǎn)出。以酸性巖類為主，中性巖次之。以華力西晚期侵入巖為主，華力西中期為次。侵入巖在結(jié)構(gòu)上多顯淺成及超淺成相。

區(qū)內(nèi)銅礦化面廣、點多，密布各類銅礦床（點）數(shù)十處，目前已知規(guī)模較大的是群吉銅礦床、窮布拉克銅礦床（已控制儲量小型，具中-大型遠景）、莫斯早特銅礦床、黑山頭銅礦床等。它們都嚴格受限于二疊紀火山巖-次火山巖的分布。

就區(qū)域成礦特點而論，阿吾拉勒山西段銅礦帶一般受制于古火山機構(gòu)、噴發(fā)旋回，體現(xiàn)出火山建造控礦和層位控礦特征。該區(qū)域上有三個含礦層位：

⑴上石炭統(tǒng)-下二疊統(tǒng)：由火山巖、火山熔巖向火山碎屑巖轉(zhuǎn)換，即由海陸交互相環(huán)境向陸相沉積環(huán)境轉(zhuǎn)變而沉積的一組銅礦，如克孜克藏-克斯布拉克、黑山頭-木斯等銅礦；

⑵下二疊統(tǒng)烏郎群-塔爾得套組：巖性由中酸性火山巖向基性火山巖轉(zhuǎn)變，主要是群吉、托斯巴、克牙克特銅礦，形成火山沉積型-次火山巖型礦床；

⑶上二疊統(tǒng)陸相火山巖：由角礫巖、集塊巖構(gòu)成的克孜勒巴斯陶組向以流紋巖、玄武玢巖組成的塔姆其薩依組轉(zhuǎn)換時，產(chǎn)有窮布拉克銅礦。

2　礦區(qū)地質(zhì)特征

圓頭山銅礦區(qū)以圓頭山巖漿穹隆為中心，其核心部位出露為黑云母斜長花崗斑巖體，呈巖蓋狀，長軸展布方向北東-南西向，出露長約725 m，寬約340 m，圍巖為上二疊統(tǒng)曉山薩依組凝灰質(zhì)砂礫巖、砂巖，成層狀、互層狀產(chǎn)出，砂礫巖的粒度下粗上細，具有明顯的沉積韻律。

巖體與圍巖為侵入關(guān)系，在巖體長軸方向兩端分別侵入于上二疊統(tǒng)曉山薩依組下亞組薄層狀深灰色細礫巖和薄層狀紫紅色凝灰質(zhì)砂巖之間，巖體中部與圍巖接觸面總體外傾，傾角變化在45°～70°之間，接觸界線凹凸不平，局部地段呈港灣狀。圍巖的產(chǎn)狀微微向四周傾伏，構(gòu)成一個圍傾穹隆構(gòu)造。受該巖漿穹隆構(gòu)造影響地層產(chǎn)狀發(fā)生變化的面積約1 km2。

2.1地層

礦區(qū)地層主要由上二疊統(tǒng)曉山薩依組、克孜勒巴斯陶組、塔姆其薩依組及第四系等組成。

上二疊統(tǒng)曉山薩依組（P2x）分為上、下兩個亞組。上、下亞組為整合接觸關(guān)系，與上覆克孜勒巴斯陶組地層呈角度不整合接觸關(guān)系。

⑴曉山薩依組下亞組（P2xa）巖性主要有：紫紅色砂巖、安山巖、礫巖等，可分為四個巖性段。其中以礫巖為主，占礦區(qū)面積30%左右，呈環(huán)形分布于黑云母斜長花崗斑巖體四周，其他分布出露面積均較小。

⑵上二疊統(tǒng)曉山薩依組上亞組（P2xb）巖性主要有：粗粒砂巖、砂礫巖、泥質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)粉砂巖等組成，依據(jù)其巖性組合可分為3個巖性段。

①第一巖性段主要巖性為中粒砂巖夾薄層細礫巖（P2xb-1），厚299 m；

②第二巖性段主要巖性為夾薄層石膏的泥（鈣）質(zhì)粉砂巖（P2xb-2），厚562 m；

③第三巖性段主要巖性為粗粒巖屑砂巖夾砂礫巖（P2xb-3），厚大于323 m。

上二疊統(tǒng)克孜勒巴斯陶組（P2k）主要分布于礦區(qū)北西部，與上覆塔姆其薩依組地層呈角度不整合接觸關(guān)系。巖性較為單一，主要為次火山巖相安山巖，厚度大于694 m。

上二疊統(tǒng)塔姆其薩依組（P2t）僅出露其下亞組地層，主要巖性為礫巖，其成分比較單一，礫石主要成分為安山巖（成分與克孜勒巴斯陶組安山巖相同）磨圓度中等，少量磨圓度較高，呈卵圓形，礫徑大小不一，分選性極差，膠結(jié)物主要為巖石碎屑及泥化類蝕變物。巖石層理不發(fā)育，宏觀上依稀可辯，厚度為405 m。

第四系風(fēng)成黃土、殘坡積物主要分布于測區(qū)北東部、南西部，約占測區(qū)面積之30%。和北西向尼勒克-吾吐薩依大斷裂兩大構(gòu)造體系。

2.2構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造較為簡明，以圓頭山巖漿穹隆構(gòu)造為主體。斷裂構(gòu)造不發(fā)育，僅在巖體的中部及南端發(fā)育兩條斷裂構(gòu)造。

穹隆構(gòu)造：圓頭山巖漿穹隆構(gòu)造位于礦區(qū)中心，核部為黑云母斜長花崗斑巖體，呈巖蓋狀，橢圓形，長軸方向為北東向，長度大于750 m（北東端為第四系覆蓋），寬度為340 m，據(jù)地球化學(xué)成果黑云母斜長花崗斑巖體中銅、銀及鉛元素豐度值明顯高出相應(yīng)克拉克值，Cu高于克拉克值23倍、Ag高于克拉克值18倍、Pb高于克拉克值10倍，而圍巖的元素豐度值相對克拉克值則沒有明顯的異常。這表明黑云母斜長花崗斑巖是圓頭山銅礦的成礦母巖，為成礦提供物質(zhì)來源。四周圍巖為繞曉山薩依組砂巖、砂礫巖，其頂部仍殘留少量曉山薩依組砂巖，巖層產(chǎn)狀向四周傾伏。受該巖漿穹隆構(gòu)造影響，接觸面總體外傾，產(chǎn)狀發(fā)生變化的面積約1 km2，傾角變化在45°～70°之間，接觸界線凹凸不平，局部地段呈港灣狀。

斷裂構(gòu)造：在礦區(qū)中心的黑云母斜長花崗斑巖體中部發(fā)育斷層F1、F3，在巖體南端發(fā)育斷層F2，均為張性正斷層，可能是巖漿后期活動造成巖體中部抬升所造成的。3條斷層均發(fā)育于巖體之中，向兩端沒有延伸出巖體。

2.3侵入巖

礦區(qū)侵入巖均為華力西晚期產(chǎn)物，以圓頭山穹隆出露的黑云母斜長花崗斑巖為主，其次有1條北北西向展布的輝綠玢巖巖脈，規(guī)模較小，與成礦關(guān)系不大。

黑云母斜長花崗斑巖分布于礦區(qū)中心，呈巖蓋狀，橢圓形，長軸方向為北東向，長度大于750 m，寬度為340 m，巖石呈肉紅色、黃褐色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶有黑云母和鈉長石組成?；|(zhì)為脫玻化霏細結(jié)構(gòu)，主要由長石及石英組成。黑云母年齡255.04百萬年（表1），屬華力西晚期侵入。

表1　阿吾拉勒山西段侵入巖鉀—氬同位素年齡測定結(jié)果

2.4變質(zhì)作用及圍巖蝕變

礦區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用及圍巖蝕變均較弱，巖體內(nèi)部蝕變有硅化、泥化、碳酸鹽化、綠泥石化、綠簾石化、褐鐵礦化以及黃鉀鐵礬等。巖體中部沿斷裂破碎帶硅化稍強，并伴有水白云母化、重晶石化等。

圍巖蝕變較弱，表現(xiàn)為弱的褪色現(xiàn)象，在接觸帶處有混染現(xiàn)象產(chǎn)生。

2.5地球物理特征

通過在礦化較為集中地段部署的高密度電阻率測深測量，高密度電法測量結(jié)果對應(yīng)銅礦體部位沒有明顯低電阻異常，高電阻率和低電阻率異常成豎條狀分布，分析認為是和地表電阻率的不均勻性有關(guān)系。

2.6地球化學(xué)特征

1981年，有色703隊于圓頭山銅礦區(qū)進行了1/ 2 000原、次生暈化探測量，在圓頭山巖體及周邊0.56 km2范圍內(nèi)，以銅75×10-6為異常下限，其異常的分布范圍占測區(qū)總面積的50%以上，其中原生暈樣品銅的含量值較高，一般在（100～1 000）×10-6之間，最大值可達2 000×10-6，次生暈樣品銅的含量值稍低（圖2）。從異常的分布特點看，圓頭山巖體具有全巖礦化、巖體外接觸帶也同時具有礦化的特點。

第一濃集中心位于Ⅰ、Ⅱ號礦體及其向南東至巖體外接觸帶，其中Cu異常值達1 000×10-6，最高大于2 000×10-6；Ag異常高值大于5 000×10-9；此外包括兩個Pb豐度值為200×10-6、500×10-6的異常。

圖1　圓頭山銅礦激電異常成果圖

第二濃集中心位于Ⅲ號礦體和Ⅳ號礦化體之間，其中Cu異常值最高大于2 500×10-6；Ag異常高值大于5 000×10-9；Pb豐度值為200×10-6的異常。

銅異常（＞100×10-6）的分布范圍與該巖體的出露范圍大致相當，異常中心與地表礦體位置吻合，為明顯的礦致異常。

圖2　圓頭山銅礦地質(zhì)化探簡圖

光譜分析結(jié)果反映出在黑云母斜長花崗斑巖體中銅、銀及鉛元素豐度值明顯高出相應(yīng)克拉克值，Cu高于克拉克值23倍、Ag高于克拉克值18倍、Pb高于克拉克值10倍，而圍巖的元素豐度值相對克拉克值則沒有明顯的異常。這也表明黑云母斜長花崗斑巖是圓頭山銅礦的成礦母巖，為成礦提供物質(zhì)來源。

表2　圓頭山銅礦各類巖石主要微量元素含量　10-6

3　礦體地質(zhì)

3.1礦體特征

圓頭山銅礦主要產(chǎn)于圓頭山構(gòu)造巖漿穹隆中部的黑云母斜長花崗斑巖體內(nèi)，礦化以黑云母斜長花崗斑巖巖體中部斷裂碎裂帶中銅礦化強度大，經(jīng)地表工程控制、取樣分析化驗，初步圈定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號3個礦體，各礦體都與重晶石網(wǎng)脈關(guān)系密切。

Ⅰ號礦體是礦區(qū)規(guī)模最大、控制程度相對高的礦體，分為3個礦體（編號分別為Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3號礦體），其中Ⅰ-1號礦體地表呈透鏡狀，礦體沿走向具波狀彎曲及分支復(fù)合現(xiàn)象，但總體受巖體內(nèi)北西向斷裂破碎帶構(gòu)造控制，總體走向北西向（295°～320°），傾角較陡，一般為75°～80°。礦體長190 m，寬2～16 m不等，平均寬度7.54 m，東部寬大，西部較窄，最高品位6.59×10-2，平均品位1.31×10-2，礦化以孔雀石化為主，呈膠狀、纖維狀集合體充填裂隙及浸染狀分布，表面見有微量輝銅礦、銅藍、赤銅礦及菱鐵礦等，屬同一次生氧化帶形成。此外，輝銅礦呈星點狀分布于巖石中，礦體中重晶石網(wǎng)脈十分發(fā)育。

Ⅱ號礦體產(chǎn)于黑云母斜長花崗斑巖體中，呈長條透鏡狀，地表長152 m，寬0.8～2 m不等，東部較寬，西部較窄，最高品位1.75×10-2，平均品位1.40×10-2。礦體大致走向為320°，地表礦體以孔雀石化為主，呈星點狀、浸染狀分布于巖石中，礦體與圍巖界線不清，深部通過鉆孔施工驗證礦體向深部延伸，礦體銅礦物主要為孔雀石、銅藍。局部輝銅礦較富呈浸染狀分布且分布均勻。

Ⅲ號礦體產(chǎn)于黑云母斜長花崗斑巖體北西部與圍巖（細礫巖）的接觸部位，受自巖體中延伸出的一北西向小斷層控制，礦體長60 m，寬0.8 m，平均品位1.05×10-2，總體走向為320°，近直立，具波狀彎曲。礦化以孔雀石化為主，與重晶石伴生。在Ⅲ號礦體施工了鉆探工程，見到了寬1 m的孔雀石礦化，經(jīng)取樣分析未達到礦化體品位。

3.2礦物成分

礦石中金屬礦物有以孔雀石為主，輝銅礦、褐鐵礦次之，微量赤銅礦、銅藍、黃鐵礦、黝銅礦、自然銅、黃銅礦等。輝銅礦為細粒的表生輝銅礦與孔雀石、聚集共生。脈石礦物主要有重晶石、綠高嶺石、石英、方解石、硅灰石、高嶺石、菱鐵礦等。

圓頭山銅礦礦石組分較單一，主要為銅礦物，近地表僅見孔雀石、黃銅礦和銅藍，在鉆孔中可見硫化物、黃鐵礦、菱鐵礦及輝銅礦呈浸染狀，星點狀，細脈狀分布。

通過基本分析、組合樣品分析以及光譜分析結(jié)果，礦石中有用元素除Cu以外，伴生Ag幅值（0.66～173）×10-6，平均品位22.58×10-6，可作為有用元素進行綜合利用，銅和銀的品位變化呈正相關(guān)關(guān)系，伴生Pb、Zn、Au等元素品位低，沒有綜合利用的價值。此外，礦石中有害元素As、Mg、Bi、Pb、Zn等含量在允許范圍之內(nèi)，對礦床的開發(fā)及礦石選冶不會產(chǎn)生負面影響。其中As光譜分析均值18.48×10-6、Mg光譜分析均值0.01×10-2、Bi光譜分析均值0.27×10-6、Pb組合樣分析平均品位0.027×10-2、Zn組合樣分析平均品位0.01×10-2。詳細數(shù)據(jù)見表3。

表3　圓頭山銅礦元素分析結(jié)果統(tǒng)計表

3.3礦床成因

初步認為圓頭山銅礦的礦物質(zhì)主要來源于黑云母斜長花崗斑巖巖體，成礦溶液有與巖漿作用有關(guān)的巖漿熱液以及黑云母斜長花崗斑巖體內(nèi)的構(gòu)造熱液和地下水，圓頭山銅礦為構(gòu)造控礦，礦體產(chǎn)狀受構(gòu)造控制，銅礦化主要發(fā)育在導(dǎo)礦構(gòu)造的次級裂隙中，礦化以細脈狀、纖維狀、浸染狀為主。

圓頭山銅礦的形成大致經(jīng)歷了成礦母巖黑云母斜長花崗斑巖的形成—構(gòu)造熱液活動充填交代形成早期銅礦—大氣水淋濾、蒸發(fā)作用使得銅礦物氧化遷移并富集形成現(xiàn)在的圓頭山銅礦。

在華力西晚期，花崗巖漿沿斷裂通道侵入，形成圓頭山花崗斑巖穹窿，圍巖為上二疊統(tǒng)曉山薩依組的一套火山碎屑沉積巖。以往化探資料顯示花崗斑巖巖體的銅背景值較高，一般在（100～1 000）×10-6之間，最大值可達2 000×10-6，這就為圓頭山銅礦的形成奠定了基礎(chǔ)。隨著巖體內(nèi)一系列導(dǎo)礦

構(gòu)造（F1、F3）帶來的壓力、溫度以及溶液使得花崗斑巖體內(nèi)的銅元素在有利的環(huán)境下遷移，并隨著大量硫化物富集，圓頭山銅礦初具規(guī)模。后期圓頭山花崗斑巖穹窿隨地殼運動上升，初步富集的圓頭山銅礦經(jīng)大氣水淋濾、蒸發(fā)作用，氧化遷移并富集形成現(xiàn)在的圓頭山銅礦。

綜上所述，圓頭山銅礦屬于構(gòu)造控制的熱液型脈狀銅礦床。

3.4控礦因素

構(gòu)造控礦∶通過本次圓頭山銅礦床工作，我們認為礦體主要特征有：其一，礦體主要賦存在斷層及破碎帶內(nèi)中，礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀取決于斷層及裂隙的形態(tài)、產(chǎn)狀，一般呈脈狀；其二，礦石構(gòu)造具浸染狀構(gòu)造、細脈狀構(gòu)造，總體上是以充填和交代方式產(chǎn)在構(gòu)造帶上。

總之，銅礦體與構(gòu)造關(guān)系密切，礦體的分布、形態(tài)、規(guī)模、產(chǎn)出地質(zhì)條件嚴格受構(gòu)造控制。

3.5找礦標志

⑴孔雀石礦化是地表最為直接和明顯的找礦標志。

⑵構(gòu)造發(fā)育地帶常發(fā)育重晶石脈，并伴隨銅礦化，重晶石脈是尋找銅礦化帶賦存部位的重要標志。

⑶從阿吾拉勒銅礦帶許多銅礦的控礦因素及礦體賦存部位來看，北西向斷裂、破碎帶是重要的控礦、容礦構(gòu)造。

⑷區(qū)內(nèi)火山巖分布十分廣泛，火山機構(gòu)是本區(qū)尋找大-中型銅礦、斑巖型銅礦最有利條件。

收稿：2015-10-12