新疆穹塔格銅礦礦床成因及找礦標(biāo)志

曹東梅，冉 座，李 湖

(新疆地礦局物化探大隊(duì)，新疆昌吉 831100)

1 區(qū)域地質(zhì)特征及礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)特征

穹塔格銅金礦大地構(gòu)造單元?jiǎng)澐?一級(jí)構(gòu)造單元塔里木板塊，二級(jí)構(gòu)造單元塔里木古陸地塊，三級(jí)構(gòu)造單元庫(kù)魯克塔格早古生代前陸盆地(見圖1)[1]。

1.1.1 地層

工作區(qū)屬塔里木地層區(qū)。以蠶頭山北東西向的辛格爾大斷裂(26)為界，北側(cè)為庫(kù)魯克塔格地層分區(qū)，南側(cè)為北山分區(qū)因尼卡拉—紅柳園地層小區(qū)，敘述如下:

下元古界興地塔格群(Pt1xnc) 巖性為變質(zhì)長(zhǎng)石砂巖、輕變質(zhì)碎屑灰?guī)r、大理巖、蝕變英安巖、英安質(zhì)凝灰?guī)r、石英片巖、二長(zhǎng)片麻巖;

薊縣系愛爾基干群下亞群(Jxara) 巖性為片麻巖、角閃片巖、角閃巖、二長(zhǎng)片麻巖夾大理巖;

上元古界震旦系汗格爾喬克組(Z2h) 巖性為礫巖、砂礫巖、長(zhǎng)石砂巖、泥質(zhì)粉砂巖;

下石炭統(tǒng)紅柳園組上亞組(C1hb) 巖性為英安斑巖、霏細(xì)斑巖、凝灰?guī)r、大理巖，本亞組的沉積環(huán)境為淺海相，并伴有較強(qiáng)的中酸性火山巖為主的火山活動(dòng);

第三系桃樹園組(E3-N1)t 分布工區(qū)西北，巖性為磚紅色粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖夾石膏層;

第四系(Q) 分布于地勢(shì)低洼處，為化學(xué)沉積的淡白色鹽殼、堿土及坡積、洪積之砂土、碎石。

1.1.2 構(gòu)造

工區(qū)位于庫(kù)魯克塔格早古生代前陸盆地東段中，區(qū)域構(gòu)造以斷裂、褶皺構(gòu)造為特征。

區(qū)域上以褶皺構(gòu)造為主，工作區(qū)位于白山子復(fù)式向斜軸部，南北兩側(cè)為大斷裂控制，斷裂以北東東向及近東西向斷裂為主。

工作區(qū)則以北東向、北西向和近南北向斷裂為交錯(cuò)分布，屬東西向主干斷裂的次一級(jí)構(gòu)造。它們的形成可能受來(lái)自北西的擠壓力作用的結(jié)果，也可能與巖漿活動(dòng)有關(guān)。

1.1.3 巖漿巖

區(qū)域上出露的侵入巖主要為元古界晚期侵入的灰白色、肉紅色花崗巖和華力西中期第一侵入次的灰、灰綠、深灰綠色橄欖輝長(zhǎng)巖、輝石閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖。

1.2 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.2.1 地層

測(cè)區(qū)內(nèi)主要地層為前寒武興地塔格群上亞群的一套變質(zhì)巖系，以變質(zhì)砂巖、片巖、夾大理巖為主;次為以不整合覆蓋其上的第三系紅層及第四系坡積物、風(fēng)成砂土。

興地塔格群上亞群(Pt1xnc) 主要分布于測(cè)區(qū)北部、中南部，大面積出露，為區(qū)內(nèi)最主要的巖層。巖性主要為黑云母石英片巖、變質(zhì)砂巖、夾大理巖、含砂質(zhì)鐵質(zhì)大理巖、鈣質(zhì)砂巖透鏡體。北部近東西向展布，其余地區(qū)呈北西向展布。其原巖為一套濱海相碎屑巖夾碳酸巖。

圖1 構(gòu)造綱要圖Fig.1 Tectonic outline map

第三系桃樹園組(E3-N1)t 主要巖性為磚紅色粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖夾石膏，分布在測(cè)區(qū)西北角、西南角，西北角出露面積約4 km2，西南角出露面積較小，其上覆蓋第四系湖相沉積的砂土、礫石及風(fēng)成砂，與下伏興地塔格群上亞群(Pt1xnc)呈角度不整合接觸。

第四系(Q) 測(cè)區(qū)內(nèi)第四系分布于山間洼地，主要為分選性較差的沖、洪積作用形成的砂礫層及覆蓋其上的風(fēng)成砂土，均有不同程度的鹽漬化，個(gè)別地段形成厚約1～3 m的鹽堿殼;在測(cè)區(qū)內(nèi)洼地還有內(nèi)陸小盆地硝鹽沉積。

1.2.2 構(gòu)造

工區(qū)構(gòu)造不發(fā)育，只在工區(qū)東南角呈一北東向展布的斷裂構(gòu)造，在工區(qū)被第四系覆蓋，只從地形特征可以推斷。區(qū)內(nèi)主要的構(gòu)造特征為韌性剪切作用，形成較強(qiáng)的片理化，片理產(chǎn)狀紊亂，總體為NNW向，大都與巖層展布方向一致，大致可分為兩個(gè)時(shí)期:一期為興地塔格群上亞群(Pt1xnc)巖石成巖后，在該套巖石中發(fā)生的韌性剪切作用，使巖石具較強(qiáng)片理化;另一期為黑云母石英片巖、花崗斑巖、安山玢巖侵位后受區(qū)域變質(zhì)作用產(chǎn)生的片理化，其走向?yàn)镹NE向，同時(shí)形成一組小規(guī)模的構(gòu)造破碎帶，在工區(qū)中部安山巖沿該組破碎帶有較強(qiáng)的銅礦化，為區(qū)內(nèi)主要與礦化關(guān)系密切的構(gòu)造。區(qū)內(nèi)地質(zhì)事件可以總結(jié)為:濱海相沉積形成碎屑巖—區(qū)域變質(zhì)作用使巖石片理化并有第一期輝綠巖脈、石英脈形成—花崗斑巖、黑云母石英閃長(zhǎng)巖侵入—巖漿后期熱液活動(dòng)同時(shí)伴隨區(qū)域變質(zhì)作用，伴隨區(qū)內(nèi)主要的成礦作用，同時(shí)有第二期巖脈的形成—鉀長(zhǎng)花崗巖侵入期后有第三期輝綠巖脈形成。

1.2.3 巖漿巖

測(cè)區(qū)巖漿巖廣泛分布，具有多期次多類型特征，巖石主要類型:黑云母石英閃長(zhǎng)巖、安山玢巖、花崗斑巖、鉀長(zhǎng)花崗巖及多期次輝綠巖脈[2]。

黑云母石英閃長(zhǎng)巖(δ) 巖石呈淺灰色，中—細(xì)粒結(jié)構(gòu)，碎裂塊狀構(gòu)造。主要成分為斜長(zhǎng)石、黑云母及少量石英等。出露面積不大，巖石露頭較好，以小巖株?duì)町a(chǎn)出，主要分布于測(cè)區(qū)北東部、中北部。其圍巖為興地塔格群上亞群(Pt1xnc)的黑云母石英片巖，在巖體與圍巖的接觸帶有較強(qiáng)的蝕變作用，圍巖蝕變?yōu)楣杌⒑骤F礦化、孔雀石化，個(gè)別地段有熱烘烤退色蝕變，在巖體中也可見褐鐵礦、孔雀石化。為元古代晚期第二次侵入形成，為區(qū)內(nèi)與成礦作用關(guān)系密切的侵入體之一。

安山玢巖(αμ) 巖石呈淺灰綠色，斑狀結(jié)構(gòu)，片狀塊狀構(gòu)造，斑晶為斜長(zhǎng)石，基質(zhì)為細(xì)隱晶質(zhì)。出露工區(qū)中部及中南部，出露面積不大，呈小巖株、巖枝狀，其圍巖為興地塔格群上亞群(Pt1xnc)的黑云母石英片巖、變砂巖等，巖體中有較多的殘留體，圍巖有較強(qiáng)的蝕變，主要有硅化、褐鐵礦，個(gè)別地段有熱烘烤退色蝕變，并有較強(qiáng)的同化作用。在巖體中及巖體與圍巖的接觸帶均具孔雀石化，礦區(qū)中部的礦化蝕變帶主要分布在安山玢巖中，為礦區(qū)主要的礦化母巖;中南部小面積的安山玢巖在與圍巖的接觸帶也有較強(qiáng)的孔雀化。

花崗斑巖(γπ) 巖石呈淺綠灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，片狀、塊狀構(gòu)造，斑晶為斜長(zhǎng)石，基質(zhì)為細(xì)—隱晶結(jié)構(gòu)，主要由黑云母、斜長(zhǎng)石及少量石英組成，黑云母大部分綠泥石化。分布于工區(qū)中南部，呈巖枝狀產(chǎn)出。圍巖為興地塔格群上亞群(Pt1xnc)黑云母石英片巖、變砂巖，圍巖蝕變有硅化、鉀長(zhǎng)石化、綠泥石化、碳酸巖化，在巖體中及與圍巖接觸帶均有孔雀石化，個(gè)別地段較強(qiáng)，孔雀石以硅孔雀石為主。在巖體南段分布著少量的輝長(zhǎng)玢巖。從巖石的礦物組合看該花崗斑巖應(yīng)與黑云母石英閃長(zhǎng)巖為同期次侵入體。

鉀長(zhǎng)花崗巖(ξγ) 巖石為肉紅色中細(xì)粒鉀長(zhǎng)花崗巖，等粒結(jié)構(gòu)，碎裂狀塊狀構(gòu)造，主要由鉀長(zhǎng)石、石英組成，在巖體邊部受圍巖混染有黑云母。分布于工區(qū)東北角、東南角及西南角，呈小巖株、巖枝狀產(chǎn)出。工區(qū)東北角巖體圍巖為興地塔格群上亞群(Pt1xnc)黑云母石英片巖，圍巖蝕變以硅化、鉀長(zhǎng)石化及熱烘烤退色蝕變?yōu)樘卣?工區(qū)東南角、西南角巖體圍巖為興地塔格群上亞群(Pt1xnc)變質(zhì)砂巖、大理巖，圍巖蝕變以硅化為特征，與大理巖接觸帶圍巖蝕變以矽卡巖化、褐鐵礦化(赤鐵礦蝕變)為特征。巖石受區(qū)域變質(zhì)作用較弱，應(yīng)為工區(qū)內(nèi)最晚的一期巖漿侵入。

脈巖 巖石為輝綠巖(βμ)，呈淺綠黑色、灰黑色，隱晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。具多期次特征，主要有三期。最早一期為興地塔格群上亞群(Pt1xnc)巖石成巖后沿巖石的層間薄弱帶及順層裂隙侵入的輝綠巖脈，同時(shí)有石英脈沿裂隙貫入，石英脈具褐鐵礦化，偶見孔雀石化，其走向大都呈NNW向展布，受后期侵入石英閃長(zhǎng)巖、花崗斑巖巖漿熱液蝕變，具重結(jié)晶作用及較強(qiáng)的綠簾石化，片理化較發(fā)育。第二期輝綠巖脈為黑云母石英閃長(zhǎng)巖、花崗斑巖巖漿期后沿巖體中裂隙及巖體與圍巖接觸帶分布，多數(shù)沿巖體邊部放射狀分布，同時(shí)穿透圍巖巖石具弱片理化，有石英脈沿裂隙貫入，石英脈白色無(wú)蝕變。第三期為鉀長(zhǎng)花崗巖期后，主要分布巖體內(nèi)部沿巖體中一組“X”節(jié)理裂隙貫入，呈NW、NE兩組，巖石完整，無(wú)蝕變。

2 礦體特征

通過(guò)2006—2008年地質(zhì)工作，穹塔格銅金礦普查區(qū)圈定礦化帶4條，礦化帶由西至東分別編號(hào)為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號(hào)。圈定銅礦體32個(gè)，其中工業(yè)礦體10個(gè)，低品位礦體22個(gè);金礦體1個(gè)?？傮w來(lái)看，本礦區(qū)深部工程稀疏、間距較大，一般在基本間距的1倍以上，根據(jù)礦體的圈聯(lián)原則，無(wú)法將較遠(yuǎn)的兩工程所見礦體進(jìn)行圈聯(lián)，故本次圈聯(lián)的礦體多為單工程控制的小礦體。

3 圍巖蝕變

穹塔格銅金礦產(chǎn)于蝕變安山玢巖與黑云母石英閃長(zhǎng)巖中，安山玢巖變質(zhì)后形成的巖石類型有:絹云母黑云母長(zhǎng)英質(zhì)巖、綠簾黑云長(zhǎng)英質(zhì)巖、黑云石英絹云母巖，個(gè)別地段有黑云絹白云母方柱石巖、石英綠簾石巖，為一套蝕變巖組合。

圍巖蝕變有硅化、褐鐵礦化、綠泥石化、碳酸鹽化、綠簾石化、鉀長(zhǎng)石化、黃鐵礦化、赤鐵礦化、磁鐵礦化。在個(gè)別地段分布有方柱石、纖閃石、黝簾石化，應(yīng)為侵入巖與含鈣鎂質(zhì)巖石接觸交代蝕變。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 礦床成因

4.1.1 礦產(chǎn)分布規(guī)律

穹塔格銅金礦為斑巖型礦床，其中伴生有Au、Ag，主要有以下分布規(guī)律:

(1)穹塔格銅金礦帶嚴(yán)格分布在蝕變安山玢巖、黑云母石英閃長(zhǎng)巖中。

(2)礦床熱動(dòng)力來(lái)源主要為元古代晚期巖漿熱液作用，巖漿巖為黑云母石英閃長(zhǎng)巖和安山玢巖。

(3)主要有用(金屬)礦物富集于巖漿后期熱液活動(dòng)形成的長(zhǎng)英質(zhì)條帶及石英細(xì)脈(網(wǎng)脈)中。

4.1.2 控礦因素

(1)圍巖與成礦關(guān)系 與穹塔格銅金礦成礦有關(guān)的巖石分屬于三大地質(zhì)單元:下元古興地塔格群上亞群(Pt1xnc)、華力西中期第三侵入次—晚元古第二侵入次的侵入巖(γ42c-γ23b)和不同時(shí)期的脈巖，巖石地球化學(xué)測(cè)量顯示成礦元素為:Cu、Au、Mo、W、Ag，1∶20萬(wàn)、1∶5萬(wàn)地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)(見表1)顯示成礦元素物質(zhì)來(lái)源與下元古興地塔格群上亞群(Pt1xnc)和華力西中期第三侵入次—晚元古第二侵入次的侵入巖(γ2c-4γ23b)密切相關(guān)。而礦體分布只限于侵入巖中，因此成礦物質(zhì)來(lái)源于侵入體本身，顯示了斑巖成礦的明顯特征。

表1 地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistical table of geochemical parameters

(2)巖漿巖與成礦關(guān)系 礦區(qū)與成礦有關(guān)的巖體均為晚元古第二侵入次(γ23b)的侵入巖小巖株、巖枝，說(shuō)明這些巖體可以為成礦提供豐富的含礦氣液。而東北部、南部γ42c巖體未形成銅礦化。

(3)構(gòu)造與成礦關(guān)系 礦區(qū)大的斷裂構(gòu)造不發(fā)育，但與成礦關(guān)系密切的網(wǎng)狀裂隙甚多，這為后期銅金礦體進(jìn)一步富集提供了通道與聚礦場(chǎng)所。

(4)礦床與圍巖蝕變關(guān)系 礦床最有利的圍巖蝕變?yōu)槭⒔佋颇富?、黃鐵礦化、黃銅礦化，地表為褐鐵礦化、孔雀石(硅孔雀石)化，此外硅化、綠簾石化、鉀長(zhǎng)石化、碳酸鹽化與礦體的產(chǎn)出也密切相關(guān)。該蝕變組合顯示典型的斑巖型礦床成礦蝕變特征。石英絹云母化帶在斑巖型礦化分帶中為最重要的含礦蝕變帶。

4.1.3 礦化階段

根據(jù)斑巖銅礦形成機(jī)理及野外地質(zhì)現(xiàn)象，穹塔格銅金礦床的形成為熱液期，溫度從高逐漸降低，礦化分帶為石英網(wǎng)脈帶—石英絹云母化帶。

(1)石英網(wǎng)脈帶 該帶的形成溫度較高，熱流體攜帶大量的硅可發(fā)生石英化作用，同時(shí)在高溫酸性溶液的作用下，能夠穩(wěn)定存在的唯一礦物是石英，而原巖中的其它礦物均被分解。在高溫條件下除硅生成石英，形成石英脈外，其他金屬均以離子狀態(tài)存在于熱流體中，其中當(dāng)然也包括Cu，當(dāng)溫度降低，首先形成金屬礦物磁鐵礦，后形成黃鐵礦、黃銅礦等礦石礦物，為第一礦化階段。

(2)石英絹云母化帶 石英絹云母化帶，主要蝕變礦物為石英、絹云母，次有白云母。根據(jù)礦物之間的交代關(guān)系及共生組合得知，絹云母主要交代長(zhǎng)石和鐵鎂礦物而形成，ю.в.沙巴瓦洛夫交代柱實(shí)驗(yàn)表明，在交代作用的早期一方面消耗大量的H+，使熱液中pH值升高，另一方面巖石中被活化的Ca2+、Mg2+、Fe2+、Na+等離子轉(zhuǎn)入溶液，到中晚期階段，溶液向弱堿性轉(zhuǎn)化，從而促使H2S離解，而溫度的降低以及pH值的升高必將促使銅的氯絡(luò)合物的分解，生成金屬硫化物以及含硫化物的石英、碳酸鹽礦物、綠泥石、綠簾石等細(xì)脈的形成，從而形成主要的工業(yè)礦體。這一過(guò)程是斑巖銅礦的第二礦化階段，也是成礦過(guò)程的主要礦化階段。

按礦區(qū)礦床地質(zhì)特征結(jié)合ю.в.沙巴瓦洛夫交代柱實(shí)驗(yàn)，穹塔格銅金礦蝕變礦物生成順序?yàn)?石英—絹云母—磁鐵礦—黃鐵礦—黃銅礦—綠簾石—綠泥石—方解石。

礦床形成后，經(jīng)風(fēng)化剝蝕作用，黃鐵礦、磁鐵礦次生蝕變形成褐鐵礦、黃鉀鐵礬，黃銅礦次生蝕變形成孔雀石(硅孔雀石)、銅藍(lán)、褐鐵礦，這些風(fēng)化產(chǎn)物構(gòu)成了地表氧化礦[3]。

綜上，穹塔格銅金礦為斑巖型銅金礦，為巖漿后期熱液蝕變作用的產(chǎn)物。

4.2 穹塔格銅礦找礦標(biāo)志

4.2.1 成礦溫度、壓力

穹塔格銅金礦屬斑巖型礦床，根據(jù)д.с.格柳克實(shí)驗(yàn)資料，形成成礦斑巖體的巖漿具高堿、富含揮發(fā)分等特征，多數(shù)成礦斑巖體的成巖溫度介于700°～450°之間，斑巖銅礦蝕變礦化過(guò)程的溫度應(yīng)在670°～150°之間，即斑巖銅礦的形成經(jīng)歷了從氣液到熱液的發(fā)展過(guò)程。主要硫化物組合的形成溫度在350°～250°之間。

穹塔格銅金礦成礦巖體屬淺成相巖體，形成深度0.7～3 km，成巖靜壓力應(yīng)在825～193 kPa，蝕變礦化壓力經(jīng)對(duì)比應(yīng)在 200 ～140 kPa[4]。

4.2.2 成礦物質(zhì)來(lái)源

穹塔格銅金礦的礦化富集帶與蝕變安山玢巖(黑云母石英閃長(zhǎng)巖)分布空間一致，分布于蝕變安山玢巖中;1∶20萬(wàn)、1∶5萬(wàn)地球化學(xué)測(cè)量對(duì)地質(zhì)單元地球化學(xué)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)，與成礦有關(guān)元素集中于蝕變安山玢巖(黑云母石英閃長(zhǎng)巖)中，1∶1萬(wàn)巖石測(cè)量地球化學(xué)與成礦有關(guān)元素異常分布，也與蝕變安山玢巖(黑云母石英閃長(zhǎng)巖)分布一致;根據(jù)前人對(duì)斑巖型礦床巖體成礦專屬性研究，穹塔格銅金礦成礦巖體為中性巖石，主要礦化為銅礦化，伴有較高的金和磁鐵礦，穹塔格銅金礦銅礦石均伴生較高的金，伴生Au品位為0.1～1.91 g/t，與前人研究成果一致。

綜合上述穹塔格銅金礦成礦中的礦質(zhì)主要來(lái)源于蝕變安山玢巖(黑云母石英閃長(zhǎng)巖)本身，此礦區(qū)的找礦標(biāo)志有如下幾點(diǎn):

(1)地表具褐鐵礦化、孔雀石(硅孔雀石)化、黃鉀鐵礬蝕變帶，是找礦的直接標(biāo)志。

(2)銅、金、鉬化探異常重合較好地段，礦區(qū)控制的礦體、低品位礦體均分布在1∶1萬(wàn)化探異常分布區(qū)，是找礦地球化學(xué)標(biāo)志。

(3)物探重、電、磁異常重合較好地段，探礦工程見礦地段均與物探綜合異常有關(guān)，特別是TEM測(cè)量異常與探礦工程控制礦體吻合較好，同時(shí)有重力、磁異常與之套合，是找礦的間接標(biāo)志。

[1] 雷建華，伊永國(guó).新疆若羌縣穹塔格銅金礦普查報(bào)告[R].鄯善:新疆鄯善縣厚旺銅礦有限責(zé)任公司，2009.

[2] 周永昶.延邊地區(qū)顯生宙花崗巖成因系列及其構(gòu)造演化序列[M].長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院建院40周年論文集，長(zhǎng)春:吉林科技出版社，1986.

[3] 劉英俊，曹勵(lì)明.元素地球化學(xué)導(dǎo)論[M].北京:地質(zhì)出版社，1985:1－258.

[4] 孟慶麗，周永昶.巖漿的生成、運(yùn)移和混合——29屆國(guó)際地質(zhì)大會(huì)專題簡(jiǎn)介[J].長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào)，1993，23(3):262 －267.