硅化、閃長巖和黝銅礦對吉源銅銀多金屬礦床勘查的意義

代玉財 曾華棟 劉月高 廖云姍 陸 強 付聲中

(①新疆地礦局第六地質大隊 哈密 839000 ②中國地質大學地質調查研究院 武漢 430074)

東天山是我國重要的金屬成礦帶，現(xiàn)已在金礦、銅鎳礦、鐵礦、鉛鋅礦方面取得巨大的進展，銀礦相對缺乏突破。目前發(fā)現(xiàn)的銀礦床有中天山地區(qū)屬巖漿熱液充填-交代型銀礦床的玉西銀礦（周濟元等,1999）和位于覺羅塔格金屬成礦帶的維權中型銀礦床（秦躍群，2001）。

本文選取吉源銅銀多金屬礦床作為研究對象，對該礦床的分析不僅可以從理論上加深對該礦床的認識，為礦區(qū)外圍及深部尋找同類型銅銀礦提供科學依據，也可以豐富東天山地區(qū)銀礦成礦理論為找礦提供指導。

1 區(qū)域地質背景

礦區(qū)位于塔里木板塊北緣活動帶的中天山地塊的北部，阿其克庫都克大斷裂南部（圖1）。

圖1 東天山大地構造略圖(據秦克章等,2002修改)

區(qū)內地層主要有中元古界長城系星星峽組（chx）和中石炭統(tǒng)土古土布拉克組（C2t）（據新疆地礦局第一地質大隊，2003）。

2 礦區(qū)地質

2.1 地層

礦區(qū)地層主要有長城系星星峽組（chx）、下石炭雅滿蘇組（C1y）。

長城系星星峽組（chx）分布于礦區(qū)中南部，近東西向展布，由于巖體侵入影響，東部不連續(xù)，是礦區(qū)的主要控礦地層。巖性主要為條帶狀大理巖、白云石大理巖、灰黑色含炭質大理巖。巖石普遍破碎蝕變，局部發(fā)育矽卡巖化。地層總體南傾，傾角在50°～70°。

下石炭雅滿蘇組（C1y）為一套火山碎屑巖、火山巖及沉積巖組合。中石炭統(tǒng)土古土布拉克組（C2t）為紫紅色斜長流紋斑巖夾玄武巖透鏡體，呈東西向穩(wěn)定分布。其中發(fā)育華力西中期中-酸性侵入巖體，火山活動強烈，斷裂較為發(fā)育，地層破碎及蝕變強烈。

2.2 構造

礦區(qū)內構造主要為斷裂構造，包括區(qū)域性深大斷裂及其次級斷裂。

阿其克庫都克斷裂（F1）：其以南為中天山地塊，以北為石炭系弧后盆地，該斷裂基本控制了石炭系侵入巖的北部界限（圖2）。

圖2 吉源銅銀礦地質簡圖（據新疆地礦局第一地質大隊，2004修改）

F2斷裂：為雅滿蘇與土古土布拉克組的分界。由于該斷裂所處位置多為第四系覆蓋，斷裂特征不明顯,局部存在明顯的擠壓片理化破碎帶，推測該斷層存在，為逆斷層，總體南傾，傾角較陡。

2.3 蝕變

礦區(qū)主要蝕變類型有：硅化、碳酸巖化、石墨化、黃鐵礦化、黃鉀鐵礬化、孔雀石化、絹云母化、綠泥石化、矽卡巖化。

2.4 礦體特征

礦體受星星峽組大理巖、白云石大理巖及含炭質大理巖控制，具有一定的層控性，基本上與地層產狀一致，傾向總體南傾，傾角在50°～70°。礦體表現(xiàn)為強硅化大理巖及方鉛礦脈。

2.5 礦石特征

礦石類型可分為氧化礦石和原生礦石兩大類。以原生礦石為主，為含黃銅-新黝銅-方鉛-閃鋅強硅化（石英脈）大理巖（白云石）。礦石礦物成分較為簡單，主要礦石礦物有黝銅礦、黃銅礦;脈石礦物主要為石英、方解石等。其中黝銅礦為原生礦石中含量最多的金屬礦物，也是含銀的主要礦物，多包裹于方鉛礦中,呈橢圓狀產出，黃銅礦亦多呈橢圓狀分布于方鉛礦中。

3 礦床成因

3.1 硅化作用與成礦

硅化現(xiàn)象是阿其克庫都克斷裂兩側一個明顯的現(xiàn)象，礦床形成多與硅化密切相關，如玉西銀礦硅化程度與礦化程度呈正消長關系（周濟元等，2008）。

對吉源礦區(qū)探槽及鉆孔取樣分析可看出硅化、碳化大理巖的Mo、Bi、Cu、Ag、Pb、Zn的含量明顯高于普通的大理巖。硅化是熱液作用的表現(xiàn)，所以熱液作用在吉源成礦過程中起著至關重要的作用。

吉源礦區(qū)礦化大理巖中SiO2、TiO2、TFe、SO3顯著增高，MgO、CaO、Al2O3、K2O明顯降低，說明在熱液交代過程中，硅質的大量加入，并有選擇的產生了鈣（鋁、鐵）硅酸鹽，同時有金屬礦物的加入。這種熱液交代的特點在維權銀礦、玉西銀礦也有突出表現(xiàn)，玉西銀礦礦石中SiO2含量較高，其變化范圍為26.05%～51.94%，表明了巖石的硅化作用普遍，局部硅化強烈；SiO2與CaO、MgO呈明顯的負相關關系，揭示了成礦過程中富硅，并隨著硅的帶入而有鈣鎂的帶出；Ag與Al2O3、K2O呈明顯的負相關關系，說明了Al2O3、K2O與Ag的富集成反比，礦化過程中貧Al、K，這與巖石中不含長石、絹云母含量低的事實吻合（據新疆地礦局第六地質大隊,1993）；維權礦區(qū)化學成分具有明顯的規(guī)律性,即從礦體→圍巖,SiO2、Al2O3、Fe2O3和MnO含量逐漸降低,Na2O、K2O、MgO逐漸增高，反映出Si、Al、Fe主要由巖漿熱液所提供,通過物質雙向輸送而形成交代分帶特征（馮京等,2008），推測3個礦床可能都是來自阿其克庫都克斷裂的熱液作用的產物，硅化可以作為阿其克庫都克斷裂周邊銀礦勘查的必要條件。

3.2 閃長巖與成礦

礦區(qū)出露的巖漿巖主要有：流紋斑巖（屬于中石炭統(tǒng)土古土布拉克組）和花崗閃長巖、黑云母鉀長花崗巖、閃長巖（三者屬于中天山海西期巖漿巖）。閃長巖的Co、Ni、Mo、Pb、Zn、Ag、Hg、Cu的含量明顯高于其余巖漿巖。

在閃長巖與大理巖的接觸帶附近經常見硅化、碳化，說明閃長巖形成與礦區(qū)硅化、碳化密切相關；硅化或含碳的大理巖及閃長巖的Cu、Ag、Pb、Zn的含量明顯高于和閃長巖具有一定距離的大理巖，且閃長巖的含礦性顯著，可以佐證熱液作用是礦區(qū)成礦的核心條件，熱液活動與閃長巖形成密切相關。

在zk404從深度為220 m→214 m→209 m，出現(xiàn)由閃長巖→細粒黑云母花崗巖→花崗巖的巖性漸變現(xiàn)象，說明閃長巖與圍巖存在著物質交換。在zk404-220 m的閃長巖中含有15%～20%的鈦鐵礦、15%的黃鐵礦，黃鐵礦分兩期，早期為自形呈團塊狀的黃鐵礦，晚期為脈狀的黃鐵礦，脈狀黃鐵礦切穿團塊狀的黃鐵礦，說明在閃長巖結晶晚期或更晚礦區(qū)曾經發(fā)生過熱液作用。礦石中TiO2和全鐵的含量明顯高于大理巖和未達到品位的硅化大理巖和含碳大理巖，這與閃長巖中的鈦鐵礦的高含量一致。

綜上可以判斷，礦區(qū)至少存在兩次熱液作用。初步判斷與閃長巖形成同時期的熱液活動是成礦的關鍵，第二次熱液作用的強度較弱，但可能也起到了疊加成礦的作用。

阿其克庫都克斷裂兩側發(fā)育閃長巖體，在彩霞山礦區(qū)有大量的石炭紀閃長巖出露，并且閃長巖體與賦存在微晶石墨白云石大理巖巖層之中的鉛鋅礦體通過斷裂相連（彭明興等，2005），顯示出閃長巖與成礦的密切關系；維權銀銅礦0線鉛鋅礦體及鉛鋅礦體下部的銀礦體均產在閃長巖中（圖3）（陳毓川等，2006；王新昆等，2008），并且成礦區(qū)南部零星分布有高阻高極化激電異常，推測其下可能存在含硫化物的隱伏巖體，形成礦體的礦源及熱源可能來自該隱伏巖體（新疆地礦局物化探大隊，2006）；在野外考察中沙泉子鉛鋅礦礦區(qū)附近也發(fā)現(xiàn)了閃長巖體，綜合吉源閃長巖含礦性顯著及閃長巖圍巖硅化明顯含礦增高的特點，可以將閃長巖作為吉源銅銀礦勘查的一個必要條件，對東天山銀礦的勘查也具有一定的指導意義。

圖3 維權銀(銅)礦床0線勘探剖面圖(據陳毓川等，2006；王新昆等，2008)

3.3 Ag的賦存狀態(tài)及來源

吉源礦區(qū)含銀的主要礦物是黝銅礦，也是原生礦石中含量最多的金屬礦物。對黃鐵礦、黃銅礦、黝銅礦、方鉛礦、閃鋅礦的電子探針分析表明，方鉛礦、閃鋅礦中可以認為不含Ag，黝銅礦中含Ag最高，其次為黃銅礦及黃鐵礦。在玉西銀礦zk15-1富銀礦石中見金屬硫化物（輝銅礦、銀黝銅礦為主）呈塊狀，其含銀一般都特別高（＞1000×10-6），并且輝銀礦作為玉西銀礦最主要的含銀礦物常呈細小顆粒分散在銀黝銅礦、方鉛礦、閃鋅礦及石英中，在銀黝銅礦中尤為密布（周濟元等，2008），可見黝銅礦與銀的關系密切相關。

在礦物學上，黝銅礦被稱為“硫化物中角閃石”(sack and Loucks，1985)，其結構中可兼容十多種金屬及非金屬元素，其理想化學分子式為Cu12Sb4S13。在天然的黝銅礦中，Cu常被Ag、Fe、Zn、Cd、Hg等元素所替代，而Sb常被As、Bi、Te、V等元素部分或全部替代，還有Se也常進入S的位置。黝銅礦是地殼中最豐富的硫鹽礦物，同時也是地殼中重要的原生含Ag礦物。因此研究黝銅礦中Ag與其它組分，特別是Sb(或As)和Cu間的關系對查明富Ag礦物的分布規(guī)律及其綜合利用具有重要的意義（顏文等，1994）。

吉源礦區(qū)黝銅礦的電子探針結果表明Cu與Ag、As與Sb呈明顯的負相關，Zn與Sb呈明顯的正相關，F(xiàn)e與As、As與Sb的關系有正相關的趨勢。

對于黝銅礦元素含量中Ag與Cu之間則呈明顯的負相關，這是因為在黝銅礦分子中Ag主要以類質同象形式替代Cu（Harkbarth C J and Petersen U，1984；Sack RO and Loucks RR，1985）。Ag取代Cu與As取代Sb，恰好相對應，可以減少所有黝銅礦多面體的畸變（Johnson和Burnham，1985）。吉源礦區(qū)的黝銅礦Cu與Ag、As與Sb呈明顯的負相關，與前人理論趨于一致，由此可以說明吉源礦區(qū)的銀主要以類質同象的方式占據黝銅礦中Cu的位置。

4 總結

吉源銅銀多金屬礦床經歷了兩期的熱液作用，第一期熱液作用伴隨著閃長巖的入侵，形成了硅化大理巖，是礦質富集的關鍵因素，閃長巖與成礦密切相關。東天山地區(qū)阿其克庫都克斷裂兩側的礦床均顯示與閃長巖及硅化密切的關系，推測其為一期大范圍巖漿侵入活動并伴隨著熱液作用。閃長巖和硅化可以作為該深大斷裂附近鉛鋅礦和（銅）銀礦的找礦標志。

吉源銅銀多金屬礦床中含銀的主要礦物為黝銅礦，Ag主要以類質同象的方式替代黝銅礦中的Cu，Sb的高含量有利于Ag替代Cu的進行，Cu、Sb可以作為Ag礦勘查的指示元素，黝銅礦可作為在阿其克庫都克周圍尋找Ag礦的指示礦物。

吉源礦區(qū)閃長巖的高Co、Ni、Mo、Pb、Zn、Cu 、Ag、Hg和鈦鐵礦含量及zk404從214 m到209 m閃長巖→細粒黑云母花崗巖→花崗巖漸變關系，若吉源礦區(qū)具有閃長巖的隱伏巖體，吉源礦區(qū)可能在深部找礦上取得突破。

在論文編寫過程中，得到了新疆地礦局第一大隊吉源項目組的大力支持；同時得到中國地質大學（武漢）陸建培老師的幫助，在此一并表示衷心的感謝！

[1]周濟元,崔炳芳,陸彥.新疆哈密玉西銀礦床特征及成因[J].礦床地質,1999.18(3)：209-218.

[2]秦躍群.新疆首次發(fā)現(xiàn)中型銀礦[J].新疆地質,2001.19(4)：304

[3]秦克章,方同輝,王書來,朱寶清,馮益民,于海峰,修群業(yè).東天山板塊構造分區(qū)、演化與成礦地質背景研究[J].新疆地質,2002.20(4)：302-308

[4]新疆哈密市吉源銅銀礦普查報告[R].新疆地礦局第一地質大隊.2004.

[5]周濟元，崔炳芳，肖惠良，陳世忠.中國新疆庫魯克塔格-星星峽地區(qū)金.銀和銅礦地質及預測[M].地質出版社，2008.284.

[6]新疆哈密玉西銀礦普查地質報告[R].新疆地礦局第六地質大隊.1983.

[7]馮京,高永寶,王磊,李文淵,張照偉,譚文娟.新疆維權銀多金屬礦床地質特征及找礦方向[J].礦床地質,2008.27（5）：564-565.

[8]新疆維吾爾自治區(qū)鄯善縣彩霞山鉛鋅礦床Ⅱ3號富礦體詳查報告[R].新疆地礦局第一地質大隊.2005.

[9]陳毓川,劉德權,唐延齡.中國新疆戰(zhàn)略性固體礦產大型礦集區(qū)研究[M].北京：地質出版社，2007.268.

[10]王新昆,鄧軍,吳華,程松林,鄧剛,敖松堅,柴鳳梅.東天山維權-彩霞山一帶內生金屬礦床主要類型和地質特征新疆地質[J].新疆地質，2008.26（1）：18-19.

[11]新疆東天山延東—維權一帶斑巖銅礦評價工作報告[R].新疆地礦局物化探大隊.2006.

[12]黃典豪.銀多金屬礦床中黝銅礦族銀硫鹽礦物的特征及其意義[J].巖石礦物學,2000.19(1)：80-81.

[13]李錫林,趙汝松.大廠礦田礦物學[M].北京：科學出版社：41-154

[14]黃崇軻，朱裕生，張忠偉.南嶺銀礦[M],地質出版社,1994.137-158.

[15]顏文,歐陽自遠,李朝陽.蘭坪一思茅盆地脈狀銅礦床黝銅礦的礦物化學[J].礦物學報,1994.14(4)：367-367.