淺談阿舍勒銅礦成礦模式

田建磊

（新疆阿舍勒銅業(yè)股份有限公司 哈巴河 836700）

淺談阿舍勒銅礦成礦模式

田建磊

（新疆阿舍勒銅業(yè)股份有限公司 哈巴河 836700）

阿舍勒銅鋅礦床是一個典型的火山巖型塊狀硫化物礦床。綜合研究礦區(qū)地質(zhì)和礦化特征及礦床成因，提出阿舍勒海相火山巖型塊狀硫化物銅礦床成礦模型。該區(qū)火山成礦全過程，形象為“T”字形、“雨傘”狀阿舍勒銅礦床成礦模式。

硫化物礦床 成礦模式 找礦遠(yuǎn)景

1 引言

阿舍勒銅礦區(qū)位于新疆哈巴河縣北部，距縣城31 km，新疆地礦局第四地質(zhì)大隊(duì)1984年發(fā)現(xiàn)該礦床，礦床產(chǎn)于中泥盆統(tǒng)阿舍勒組中酸性－中基性火山巖及沉積巖構(gòu)成的火山機(jī)構(gòu)中。礦體規(guī)模大、品位富、礦種多，潛在經(jīng)濟(jì)價值可觀。

2 礦區(qū)成礦條件

2.1 含礦地層

區(qū)內(nèi)出露中泥盆統(tǒng)阿舍勒組，分4個巖性段：

第一巖性段（D2a1），分布在南部，是一套正常沉積相火山沉積過渡的巖層。下部凝灰?guī)r，上部流紋質(zhì)凝灰?guī)r夾火山角礫巖。

第二巖性段（D2a2），分布在西部、中部和東部，巖性為英安巖－流紋質(zhì)集塊巖、角礫巖、凝灰?guī)r、英安巖和流紋巖，夾不純灰?guī)r透鏡體。

第三巖性段（D2a3），主要分布在東部，部分分布在西部。巖性為流紋質(zhì)集塊巖、角礫巖、凝灰?guī)r和流紋巖。

第四巖性段（D2a4），分布在西北角和東北角。巖性為英安質(zhì)-玄武質(zhì)集塊巖、角礫巖、凝灰?guī)r、安山巖和玄武巖。

其中，第二巖性段（D2a2）為主要的含礦層位。

區(qū)域范圍內(nèi)的泥盆系地層中阿舍勒組Cu、Zn含量較高（表1），顯示該組火山巖為成礦巖石。

表1 區(qū)域地層成礦元素含量 ×10-6

表2 阿舍勒組與上下層位含成礦元素含量 ×10-6

從表2看出，阿舍勒組下部層位（含礦層）內(nèi)Cu、Zn、Pb明顯高于該組上部層位的含量，表明該組火山巖漿經(jīng)深部分異后，含礦熱液相對富集于早期階段的火山巖漿熱液中。

2.2 控礦構(gòu)造

礦區(qū)控礦構(gòu)造為阿勒泰褶皺帶西北段，該褶皺帶位于西伯利亞板塊與準(zhǔn)噶爾板塊之間陡緣裂谷帶內(nèi)。

褶皺。礦區(qū)是1個復(fù)式向斜，包括1個次級背斜和2個次級向斜，即西部向斜、中部背斜和東部向斜，構(gòu)成“W”狀格架。

斷裂。瑪爾卡庫里斷裂從礦區(qū)西部通過，呈北北西-南南東展布。

區(qū)內(nèi)次級斷裂發(fā)育，主要有2組。1組北西向斷裂，走向300°左右，斷裂面傾向北東，傾角60°～80°；另1組近南北向斷裂，走向0～15°，斷裂面傾向東，傾角60°～80°。

2 組斷裂均順時針扭轉(zhuǎn)，它們的復(fù)合部位控制火山活動和成礦作用。火山機(jī)構(gòu)和成礦化帶展布，北西斜列，南北豎行。構(gòu)造變動，不但是火山活動和成礦作用全過程，而且在成礦之后還在強(qiáng)烈地活動，近年內(nèi)常有3～4級地震發(fā)生。

2.3 巖漿活動及火山活動

巖漿（火山）活動，提供成礦物質(zhì)來源。

礦區(qū)是一座泥盆紀(jì)古火山機(jī)構(gòu)。泥盆紀(jì)中期，巖漿（火山）活動強(qiáng)烈，在礦區(qū)中部、東部、西部3處發(fā)生3個火山旋回，火山在海底環(huán)境中心式噴發(fā)、溢出和貫入，以3次主火山口為中心，形成流文質(zhì)－英安質(zhì)－安山質(zhì)－玄武質(zhì)巖系，構(gòu)成3座火山機(jī)構(gòu)。

中部第一旋回，分5個期次，從凝灰砂巖沉積開始，至輝綠玢巖、玄武玢巖充填火山口結(jié)束活動。

東部第二旋回，分5個期次，從強(qiáng)烈噴發(fā)開始，至閃長玢巖充填火山口完成該旋回的活動。

西部第三旋回，分3個期次，先英安質(zhì)集塊巖沉積，后輝綠玢巖充填火山口，構(gòu)成火山機(jī)構(gòu)。

其中，第一旋回，成礦作用發(fā)生在上部，形成工業(yè)礦體，即1號礦床等，出露地表。另2個旋回，成礦作用在深部1 500 m以下，地表僅見礦化蝕變帶。

2.4 圍巖蝕變

圍巖蝕變是找礦標(biāo)志。礦體圍巖蝕變強(qiáng)烈，有硅化、高嶺土化、絹云母化，葉臘石化、綠泥石化、黃鐵礦化、黃銅礦化、綠簾石化、碳酸鹽化等。以強(qiáng)蝕變硅化為中心，但成多個線形、面形、環(huán)狀蝕變帶，長百余米至千余米，寬幾十米至百余米。近礦體，或在礦體頂部、上下盤，均有強(qiáng)烈圍巖蝕變，并且上下盤蝕變對稱，各種蝕變成為地質(zhì)找礦的明顯標(biāo)志，為找礦提供依據(jù)。

3 礦化特征與成礦作用

礦床產(chǎn)在火山機(jī)構(gòu)中，成礦作用自始至終貫穿于山活動過程中。

3.1 礦體規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀

經(jīng)過礦山多年的勘探和開發(fā)基本查明了礦體由2部分組成，上部緩傾，似層狀，下部陡傾，筒狀（圖1）。

圖1 阿舍勒銅礦1、9、21線組合剖面圖

上部礦體為重晶石多金屬礦和鐵帽，規(guī)模不大，長幾十米至百余米，寬幾米至幾十米。

下部為筒狀體，側(cè)向多分支，延深較大，長500余米，寬百余米，斜深在800 m以下仍有延深。據(jù)生產(chǎn)單位（紫金礦業(yè)）提供，礦體深度達(dá)到1 200 m。

礦體產(chǎn)狀，走向近南北，傾向東，傾角60°～80°，向北東傾伏，側(cè)傾角60°，傾伏方位30°

3.2 礦石類型及結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石類型。按氧化程度分氧化礦石和原生礦石。

氧化礦石礦體部或近地表，即含金、銅和鐵礦礦石、孔雀石、藍(lán)銅礦、鉛黃、重晶石礦石、自然硫礦石，角銀礦礦石。

原生礦石在礦體下部，自下而上，黃鐵礦礦石、黃銅礦－黃鐵礦礦石，含金、銀銅礦石，含金、銀多金屬礦石，含金、銀、重晶石多金屬礦石。

按品位分富礦石（Cu＞1%）和貧礦石（Cu 0.5%～1%），其中富礦石占總礦石量的70%～80%。

礦石結(jié)構(gòu)：自形、半自形晶粒結(jié)構(gòu)，核晶結(jié)構(gòu)，環(huán)狀、長斑狀結(jié)構(gòu)，殘余結(jié)構(gòu)，似基底交結(jié)結(jié)構(gòu)。

礦石構(gòu)造：塊狀、似條帶狀、浸染狀、星點(diǎn)狀、角礫狀、顯微角礫狀、細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀、細(xì)脈浸染狀等。

3.3 礦物成分

礦石礦物包括硫化物、氧化物、鹽類、自然元素類。

硫化物類：黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、輝銅礦、斑銅礦、磁黃鐵礦、毒砂、銅藍(lán)、方黃銅礦、輝銅銀礦、輝銀礦。

氧化物類：赤鐵礦、赤銅鐵礦、針鐵礦、褐鐵礦等。

鹽類：鋅砷黝銅礦、重晶石、鉛黃、砷鋁鉛礬、藍(lán)銅礦、孔雀石、白鉛礦、碳酸鈣鎂礦、碲銀礦、碲鉍礦、角銀礦等。

自然元素類：自然金、自然銀、自然銅、自然硫、金銀礦。

3.4 礦石化學(xué)成分和品位

3.4.1 化學(xué)成分

礦石成分復(fù)雜，多達(dá)35種元素，成獨(dú)立礦體主元素有 Cu、Pb、Zn、Au、Ag、S，綜合利用元素有 Ga、Li、Te、Se、Bi等。

3.4.2 礦石品位

礦床平均品位：Cu 2.44%，Zn 0.97%，其它礦種品位見表3。不同類型及品級礦石品位如下：

銅含量分為：貧銅礦石Cu 0.2%～0.5%，中等銅礦石Cu 0.5%～1%，富銅礦石Cu 1%～3%，特富礦石Cu＞3%，可達(dá)10%。礦體中富礦石、特富礦石，占礦石總量三分之二。

硫含量：一級25%～40%，二級15%～35%，三級8%～15%，部分礦石達(dá)51.15%。

鋅含量：一般2%，高達(dá)16.32%，多在礦體中上部。

鉛含量：一般1%～2%，局部達(dá)20%，多賦存于重晶石礦體內(nèi)。

銀含量：平均在30×10－6～40×10－6，局部重晶石礦體內(nèi)達(dá)600×10－6。

金含量：平均0.5×10－6左右，局部重晶石礦體內(nèi)達(dá)5×10－6。

表3 礦床平均品位 %

4 礦床成因

礦床成因與海底火山活動密切相關(guān)，下列研究結(jié)果可以證實(shí)。

4.1 硫同位素

據(jù)14件硫化物硫同位素測定，34S值為1.3‰～63.3‰，平均值4.6‰，說明硫同位素組成較均一，分餾作用弱，硫來源于上地幔和深部地殼。

4.2 氫氧同位素

據(jù)3件石英的氫氧同位素測定結(jié)果，與石英平衡的水溶液中的δ18O為+1.47‰～2.5‰，石英的均一溫度為197～238℃，石英包裹體水的δD為43‰～37‰（程鐘富，1990）。將其和相應(yīng)的δD值投影到δ18OH2O-δD關(guān)系圖上，投影點(diǎn)均落在混合水范圍內(nèi)，較接近黑礦流體，表明含礦溶液除來源于火山巖漿外，還有海水加入，組成混合的含礦熱液。

4.3 鉛同位素

該礦床15件樣品鉛同位素測定（貴陽地質(zhì)所1978），火山巖、硫化物及鐵帽的鉛同位素組成變化范 圍206Pb/204Pb=17.854～18.238，207Pb/204Pb=15.466～15.633，208Pb/204Pb=37.644～38.082。其均方差和變化系數(shù)均＜1，表明鉛同位素組成比較單一，是同一來源。在卡依三角坐標(biāo)圖上，巖石和礦石鉛同位素全部落在正常鉛范圍內(nèi)，反映該礦床鉛同位素屬于正常鉛。威爾遜等人（1963）指出，如果礦石鉛的初始同位素屬于正常鉛，則這種鉛來源于下地殼或富鈾的上地幔。

4.4 稀土元素

該礦床3件巖石樣品的稀土測定結(jié)果，ΣREE為（45.54～83.67）×10－6，L/H 為 3.41～3.76，δEW為（0.76～1.03）×10－6，其特征是稀土總量較低，銪弱虧損或無虧損，配細(xì)分模型為較平緩的曲線，顯示成礦物質(zhì)來自地幔。

根據(jù)以上阿舍勒銅礦床成礦地質(zhì)背景、成礦物質(zhì)來源和成礦作用等方面分析，可歸納7點(diǎn)認(rèn)識：

⑴阿舍勒銅礦床產(chǎn)于阿舍勒近海洋的過渡構(gòu)造帶中，海相火山巖作用成礦。

⑵成礦作用發(fā)生于中酸性為主的火山巖漿強(qiáng)烈噴發(fā)末期的氣溢階段，形成同生礦體，賦存于阿舍勒組第二巖性段（D2a2）英安質(zhì)、角礫凝灰?guī)r和凝灰?guī)r中。

⑶礦體頂部和邊部常發(fā)育火山氣溢作用形成的硅質(zhì)巖和重晶石。

⑷礦體中上部由似層狀體和下部側(cè)分支筒狀體組成。

⑸礦石見條帶狀、層紋狀、網(wǎng)脈狀（互相穿切）、浸染狀結(jié)構(gòu)構(gòu)造。

⑹礦床的金屬硫化物呈明顯的塊狀硫化物型銅礦床垂直分帶規(guī)律。

⑺穩(wěn)定同位素和稀土元素特征表明，成礦物質(zhì)來源于上地?；蛏畈康貧さ幕愿烩c火山巖漿，含礦水溶液來源于火山巖漿和部分海水。

因此，該礦床成因類型屬于海相火山巖型銅礦床，又稱塊狀硫化物型礦床。

5 成礦模式

綜合研究礦區(qū)地質(zhì)和礦化特征及礦床成因，提出阿舍勒海相火山巖型塊狀硫化物銅礦床成礦模型。

⑴成礦環(huán)境為海底

成礦構(gòu)造為西伯利亞板塊與準(zhǔn)噶爾板塊之間阿爾泰陡緣裂谷帶。早、之間、中泥盆世，該區(qū)發(fā)生強(qiáng)烈火山活動，管道直通地幔。

⑵成礦物質(zhì)來源于深部巖漿房

深部巖漿，在早、中泥盆世活動強(qiáng)烈，產(chǎn)生分溢作用，先中酸性巖漿活動，后中基性巖漿活動，最后含礦巖漿熱液上升，或者噴出，或者溢出，或者貫入，Cu、Pb、Zn、Au、Ag等有用組分富集、沉淀形成礦床。

⑶成礦分期次

早期礦漿噴發(fā)，碎屑巖形成，礦體產(chǎn)在火山洼地內(nèi)，層狀、似層狀，品位較低。

中期礦漿溢出熔巖成礦，礦體產(chǎn)在火山口內(nèi)外邊坡，似層狀、透鏡狀，品位較高。

后期礦漿充填成礦，礦體產(chǎn)在火山管道內(nèi)，筒狀體，塊狀礦石，形成富礦、特富礦。

成礦垂直分帶明顯，從上而下，依次為硅鐵鈣、重晶石多金屬礦石、多金屬礦石、銅鋅礦石、黃銅黃鐵礦石、黃鐵礦礦石。

綜合該區(qū)火山成礦全過程，形象為“T”字形，“雨傘”狀阿舍勒銅礦床成礦模式。

6 結(jié)束語

⑴1984年發(fā)現(xiàn)阿舍勒銅礦，2004年投入生產(chǎn)。據(jù)礦山提供的200 m水平、100 m水平坑道鉆資料證實(shí)，富礦體繼續(xù)向下延伸，至-200 m水平，礦體垂深已達(dá)到1 200 m，銅儲量劇增，共生礦種也相應(yīng)增加。

⑵隨著采選工藝水平的提高，理論認(rèn)識不斷深入，應(yīng)用新理論、新知識指導(dǎo)生產(chǎn)，可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

⑶礦區(qū)外圍和深部仍有找礦遠(yuǎn)景，今后工作應(yīng)引起重視。

致謝：本文主要依據(jù)新疆地礦局第四地質(zhì)大隊(duì)1998年編寫的《新疆哈巴河縣阿舍勒銅礦區(qū)一號銅鋅礦床勘探地質(zhì)報告》、《鄂爾多斯聚礦帶金銅成礦條件及找礦靶位優(yōu)選》和《準(zhǔn)北區(qū)帶阿爾泰南緣銅金靶位優(yōu)選》及近年來阿舍勒銅礦深部勘探成果整理而成，在此謹(jǐn)向報告編者滕家欣、王京彬、趙云長等人致以忱摯的謝意！

收稿：2013-11-12