新疆謝米斯臺(tái)地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)自然銅礦化

王居里, 王建其, 安 芳, 楊 猛, 宋子升, 令偉偉

大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系, 陜西西安 710069

自然界銅主要以硫化物、氧化物形式產(chǎn)出, 以自然銅形式產(chǎn)出者較少。我國(guó)的自然銅主要產(chǎn)于玄武巖/火山碎屑巖和砂巖中, 是兩種具有工業(yè)價(jià)值的自然銅礦化類型。前人報(bào)道了在我國(guó)新疆境內(nèi)發(fā)現(xiàn)的兩例產(chǎn)于晚古生代基性-中性火山巖/火山碎屑巖中的自然銅礦(化), 對(duì)其礦化特征和成因進(jìn)行了較深入的研究。一例是位于西天山尼勒克縣境內(nèi)的木斯自然銅礦(劉義學(xué), 1995), 另一例是位于東天山鄯善縣境內(nèi)的長(zhǎng)城山和十里坡自然銅礦化(董連慧等,2003; 崔彬等, 2006; 袁峰等, 2006)。申萍等(2010)在新疆西準(zhǔn)噶爾地區(qū)發(fā)現(xiàn)謝米斯臺(tái)銅礦(后稱莫阿特銅礦), 主要是發(fā)育于中酸性火山巖中的強(qiáng)烈孔雀石化, 原生金屬礦物很少, 主要為黃銅礦、黃鐵礦和閃鋅礦。筆者在承擔(dān)“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目過程中, 首次在新疆和布克賽爾縣謝米斯臺(tái)地區(qū)發(fā)現(xiàn)較強(qiáng)烈的自然銅礦化, 伴生自然銀, 同時(shí)發(fā)現(xiàn)黃銅礦、斑銅礦等礦化。新發(fā)現(xiàn)的自然銅礦化, 是謝米斯臺(tái)地區(qū), 乃至西準(zhǔn)噶爾地區(qū)一種新的銅礦化類型, 表明謝米斯臺(tái)地區(qū)可能發(fā)育多種銅礦化類型,對(duì)于總結(jié)區(qū)內(nèi)成礦規(guī)律、拓寬找礦思路、取得謝米斯臺(tái)地區(qū)銅礦找礦評(píng)價(jià)新突破具有重要的意義。本文初步報(bào)道所發(fā)現(xiàn)的銅礦化的特征, 探討謝米斯臺(tái)地區(qū)銅礦找礦前景。

1 礦化區(qū)地質(zhì)概況

礦化發(fā)育于謝米斯臺(tái)中東部(圖1)。區(qū)內(nèi)出露的地層主要為前人所劃的中泥盆統(tǒng)呼吉爾斯特組(新疆地礦局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì), 1980, 1986), 為一套基性—中基性—中性—中酸性—酸性火山巖、火山碎屑巖組合, 總體為一套島弧火山巖組合。這些火山巖和火山碎屑巖常被華力西中期中-酸性侵入體侵入。研究區(qū)南側(cè)出露少量下石炭統(tǒng)和布克河組鈣質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r等。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以脆性斷裂為主, 主要呈近東西向展布, 其次為北西向和北東向。其中近東西向斷裂規(guī)模最大, 以謝米斯臺(tái)南坡斷裂和謝米斯臺(tái)北坡斷裂為代表, 控制著區(qū)內(nèi)地層的展布方向。在謝米斯臺(tái)南坡斷裂和謝米斯臺(tái)北坡斷裂之間分布有古火山機(jī)構(gòu)。區(qū)內(nèi)侵入巖主要為石英閃長(zhǎng)(玢)巖、花崗閃長(zhǎng)(斑)巖、二長(zhǎng)花崗巖、(斑狀)鉀長(zhǎng)花崗巖、花崗斑巖等, 深成、淺成相均有,深成相呈巖基產(chǎn)出, 淺成相多呈小的巖株、巖脈狀產(chǎn)出。

2 礦化特征

所發(fā)現(xiàn)的銅礦化分布在長(zhǎng)約 8.7 km、寬約6.5 km的范圍內(nèi)。在垂直構(gòu)造線方向上較為連續(xù)出露的寬度約1700 m, 在此寬度范圍內(nèi)共發(fā)現(xiàn)銅礦點(diǎn)10處, 其中兩處連續(xù)性較好, 出露寬度分別為80 m(36個(gè)樣品控制)和14 m(7個(gè)樣品控制)。原生銅礦化主要為自然銅(伴生自然銀)礦化, 局部為黃銅礦、斑銅礦礦化。地表以強(qiáng)烈孔雀石化構(gòu)成明顯的找礦標(biāo)志。在 65件連續(xù)揀塊樣品的化驗(yàn)結(jié)果中,Cu品位＞0.1%的樣品43件, Cu品位＞0.3%的樣品35件, Cu品位＞1%的樣品8件, 最高品位為1.98%。

自然銅礦化主要發(fā)育于蝕變玄武巖及其中的晚期熱液脈中。礦化玄武巖發(fā)生強(qiáng)烈的綠簾石化、碳酸鹽化、葡萄石化、沸石化、硅化等, 局部形成葡萄石脈、綠簾石碳酸鹽葡萄石脈、綠簾石葡萄石石英碳酸鹽脈和綠簾石石英沸石脈、石英綠簾石脈等,脈體呈單脈或網(wǎng)脈狀產(chǎn)出, 寬幾毫米至十幾厘米不等, 延伸幾米至十幾米不等。蝕變玄武巖和晚期熱液脈中均發(fā)育強(qiáng)烈的自然銅礦化, 并伴生自然銀礦化(圖2), 在玄武巖杏仁體中也見星點(diǎn)狀自然銅。礦石中除了原生銅礦物外, 見次生銅礦物赤銅礦和孔雀石, 少量藍(lán)銅礦。自然銅主要呈他形粒狀或不規(guī)則狀, 浸染狀或細(xì)脈浸染狀分布, 粒度 0.05～4 mm,常見粒度 0.1～2.5 mm, 被赤銅礦不同程度交代(圖2e, f, g, h, i, j), 交代強(qiáng)烈時(shí)被赤銅礦完全替代, 或僅見少量自然銅殘存于赤銅礦中; 伴生的微細(xì)粒自然銀可與自然銅共生, 或產(chǎn)于自然銅外圍的赤銅礦中, 或單獨(dú)產(chǎn)出。礦石主要呈他形粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu), 浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造。

黃銅礦、斑銅礦礦化發(fā)育于區(qū)內(nèi)蝕變酸性次火山巖中。黃銅礦、斑銅礦呈微細(xì)粒他形粒狀、浸染狀分布, 礦化巖石發(fā)育強(qiáng)烈的綠簾石化、碳酸鹽化、粘土化等蝕變。

3 發(fā)現(xiàn)意義

自然銅產(chǎn)出較少, 是各種地質(zhì)作用中還原條件下的產(chǎn)物(王濮等, 1982; 陳武等, 1985; 潘兆櫓等,1994), 有原生和次生兩種成因。區(qū)內(nèi)自然銅主要產(chǎn)于蝕變玄武巖及其中的葡萄石脈、綠簾石碳酸鹽葡萄石脈、綠簾石葡萄石石英碳酸鹽脈、綠簾石石英沸石脈、石英綠簾石脈中, 在杏仁體中也見有星點(diǎn)狀自然銅產(chǎn)出; 自然銅的形態(tài)多呈他形不規(guī)則粒狀,多數(shù)顆粒邊緣遭受后期交代作用被赤銅礦不同程度交代; 在已發(fā)現(xiàn)的銅礦物中, 尚未發(fā)現(xiàn)自然銅與其它銅的硫化物之間存在接觸關(guān)系。在發(fā)育黃銅礦和斑銅礦礦化的次火山巖中, 也未見到自然銅和自然銀。表明區(qū)內(nèi)自然銅的形成與火山熱液作用有關(guān),而非次生成因。區(qū)內(nèi)自然銀既有單獨(dú)產(chǎn)出、與自然銅共生, 也有產(chǎn)于自然銅氧化形成的赤銅礦中, 電子探針分析結(jié)果顯示其中普遍含銅較高, 因此, 區(qū)內(nèi)自然銀的形成與自然銅相同, 也應(yīng)該與火山熱液作用有關(guān), 但不排除遭受氧化形成赤銅礦過程中自然銅中的分散狀銀重新聚集形成的可能性(次生)。黃銅礦、斑銅礦化應(yīng)屬與斑巖(次火山巖)有關(guān)的銅礦化。

圖1 謝米斯臺(tái)銅礦化區(qū)地質(zhì)略圖(據(jù)新疆1:20萬和布克賽爾幅和烏爾禾幅地質(zhì)圖修編)Fig.1 Geological sketch map of copper mineralization area in Xiemisitai (modified after 1:200000 Geological Map of Hebukesaier Sheet and Wuerhe Sheet)

區(qū)內(nèi)自然銅、自然銀和黃銅礦、斑銅礦等原生礦化的發(fā)現(xiàn), 表明謝米斯臺(tái)地區(qū)至少發(fā)育兩種類型的銅礦化, 一種是與玄武巖有關(guān)的火山巖型自然銅(銀)礦化, 另一種是與次火山巖、淺成侵入體有關(guān)的斑巖型銅礦化。該發(fā)現(xiàn)對(duì)于謝米斯臺(tái)地區(qū)地質(zhì)演化和成礦特征研究以及找礦評(píng)價(jià)具有重要的理論意義和實(shí)際價(jià)值。

謝米斯臺(tái)位于東哈薩克斯坦—準(zhǔn)噶爾成礦省中的成吉斯—塔爾巴哈臺(tái)—阿爾曼太—麥欽烏拉早古生代 Cu、Au、W、Mo、多金屬成礦帶(楊富全等, 2010)內(nèi)。初步研究表明, 謝米斯臺(tái)地區(qū)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈, 活動(dòng)期次、旋回多, 巖石類型復(fù)雜; 斷裂構(gòu)造發(fā)育; 巖石蝕變強(qiáng)烈, 石英閃長(zhǎng)(玢)巖、花崗閃長(zhǎng)(斑)巖等侵入體以及次火山巖中綠簾石化、綠泥石化、粘土化等普遍較強(qiáng)烈, 玄武巖中綠簾石化強(qiáng)烈, 局部葡萄石化、沸石化、碳酸鹽化、硅化強(qiáng)烈, 英安巖中綠簾石化、碳酸鹽化、硅化強(qiáng)烈; 火山巖、侵入巖含Cu、Ag普遍較高, 94件化探(原生暈)樣品Cu平均含量為 61.84×10-6(最高 968×10-6)、Ag平均含量為74.88×10-9(最高 328×10-9), 明顯高于它們?cè)谥袊?guó)陸殼中的含量(黎彤, 1994)。表明謝米斯臺(tái)地區(qū)具備有利的銅礦成礦構(gòu)造環(huán)境和成礦巖漿條件, 有利的成礦構(gòu)造條件和流體、物源條件, 具有良好的成礦地質(zhì)條件和銅礦找礦前景。在后續(xù)工作中應(yīng)拓寬找礦思路, 注意在基性火山巖中尋找自然銅、自然銀礦化, 在中酸性淺成斑巖體、次火山巖中尋找斑巖型礦化, 以期取得區(qū)內(nèi)銅礦找礦評(píng)價(jià)的新突破。

圖2 謝米斯臺(tái)地區(qū)的自然銅和自然銀Fig.2 Native copper and silver from Xiemisitai area, Xinjiang

區(qū)內(nèi)自然銅礦化與西天山木斯自然銅礦(劉義學(xué), 1995)和東天山長(zhǎng)城山、十里坡自然銅礦化(董連慧等, 2003; 袁峰等, 2010)的特征、構(gòu)造背景以及巖漿活動(dòng)時(shí)代等具有明顯的差異。進(jìn)一步研究尚在進(jìn)行之中。

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