新疆巴哈烏拉銅多金屬礦地質(zhì)特征及成礦模式探討

梁增輝

摘 要：巴哈烏拉銅多金屬礦位于準(zhǔn)爾盆地邊緣洪古勒楞等超基性巖體附近礦化帶。該文基于較為詳細的野外工作，分析研究區(qū)地球化學(xué)特征，通過物探解譯等手段對其成礦模式進行探討。

關(guān)鍵詞：巴哈烏拉 地質(zhì)特征 成礦模式 成因

中圖分類號：P618 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（b）-0068-02

新疆巴哈烏拉銅多金屬礦位于和布克賽爾蒙古自治縣，地質(zhì)部航空物探大隊901隊，在準(zhǔn)噶爾盆地邊緣區(qū)域進行了航空磁測，發(fā)現(xiàn)了洪古勒楞等超基性巖體，在這些超基性巖體附近，發(fā)育有鐵礦、銅礦和金礦點，巴哈烏拉銅多金屬礦即為其中一個[1]。礦區(qū)位于地質(zhì)化探異常綜合區(qū)的金異常與基性元素異常交匯部位，是金、銅、超基性元素成礦有利的部位。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

礦床位于準(zhǔn)噶爾優(yōu)地槽褶皺帶西部，謝米斯臺弧形褶皺帶南西緣，其北部為和布克賽爾凹陷，南部為和什托洛蓋凹陷。區(qū)域出露地層為沉積巖系、火山巖系和第四系，以火山巖系為主，局部發(fā)育淺海相沉積巖系。區(qū)域上洪古勒楞—阿爾曼太晚古生代溝弧帶發(fā)育中奧陶世蛇綠巖和火山復(fù)理石建造。上奧陶統(tǒng)—下志留統(tǒng)不整合其上，為碎屑巖—火山巖建造，中志留統(tǒng)—下石炭統(tǒng)均屬濱海相陸源碎屑—中酸性火山巖建造或陸相磨拉石建造，并被二疊統(tǒng)陸相火山巖—復(fù)陸屑建造所不整合，早古生代匯聚后，該區(qū)動蕩不定，造成了該帶復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境，侵入活動見少量華力西中期花崗巖類[2]。該帶褶皺加里東期表現(xiàn)為緊閉型褶皺，華力西期為舒緩型褶皺。

2 礦區(qū)地質(zhì)簡介

2.1 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)地層主要為一套火山沉積巖層。該次工作時，發(fā)現(xiàn)疊層石和大量泥盆系動植物化石，礦區(qū)地層從老到新地層有前寒武紀(jì)、中奧陶統(tǒng)—志留紀(jì)、泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)和第四紀(jì)地層。礦區(qū)斷裂構(gòu)造有東西向、北西向和北東向三種。其形成順序從早到晚為東西向斷裂、北西向斷裂和北東向斷裂，發(fā)育規(guī)模由大到小為東西向斷裂、北東向斷裂和北西向北西向斷裂。其中東西向斷裂帶金、銅元素普遍異常，局部硅化帶附近達到工業(yè)邊界品位，為勘查區(qū)詳查的重要成礦破碎帶。礦區(qū)內(nèi)規(guī)模性褶皺被多組斷裂切錯動，形成殘破褶皺跡象，局部保留各種類型褶皺轉(zhuǎn)折端，顯示勘查區(qū)發(fā)育緊閉型和寬緩疏緩型兩類不同構(gòu)造層褶皺特點。在強烈斷裂邊緣也發(fā)生牽引褶皺現(xiàn)象。礦區(qū)巖漿巖比較發(fā)育，從超基性到酸性，甚至偏堿性的巖石均有出露。其中以侵入巖為主，噴發(fā)巖次之。噴出巖在各時代地層中均有不同程度的出露，尤其是上泥盆統(tǒng)和中石炭統(tǒng)中最為發(fā)育。

2.2 變質(zhì)作用與蝕變

礦區(qū)內(nèi)發(fā)育的地層區(qū)域變質(zhì)程度都較淺，正常沉積巖和脈巖等都保留原生礦物和巖石構(gòu)造，僅有一定程度的絹云母化發(fā)育。變質(zhì)作用主要是超基性—基性侵入巖體的自變質(zhì)及接觸熱變質(zhì)，蛇紋巖的綠泥石化和蛇紋石化強烈發(fā)育在接觸帶附近及巖體邊緣頂部，殘留的接觸變質(zhì)帶邊緣發(fā)育重結(jié)晶現(xiàn)象[3]。蝕變作用主要發(fā)育在東西向斷裂帶上，碳酸鹽化、綠泥石化、綠簾石化及硅化，白云巖、白云質(zhì)大理巖地表風(fēng)化蝕變褐鐵礦化強烈，局部硅化地段發(fā)育孔雀石藍銅礦化等金銅礦化。

3 地球化學(xué)特征

通過礦區(qū)東西向構(gòu)造帶中探槽剖面采樣分析，超基性—基性超鎂鐵質(zhì)巖具有銅金異常值，驗證了區(qū)域上金銅異常的存在。因此，選擇有代表性的部位進行巖石化學(xué)全分析、光譜半定量全分析和稀土元素分析，其中在東西向斷裂帶北帶上選擇變質(zhì)橄欖巖組合樣品與北西向斷裂帶內(nèi)的堆積巖樣品組合進行對比研究分析，作為勘查區(qū)內(nèi)該套超鎂鐵質(zhì)巖石的成因、推測礦源深度等的判斷依據(jù)。

3.1 化學(xué)全分析特征

化學(xué)全分析結(jié)果表明，變質(zhì)橄欖巖SiO2含量33.62%，鎂鐵比值m/f為11.64，為富鎂質(zhì)超基性巖；堆積巖SiO2含量49.92%，鎂鐵比值m/f為2.01，為富鐵質(zhì)基性巖或鐵質(zhì)基性巖。堆積巖里特曼指數(shù)分別平均為1.19，為鈣堿性系列。具有巖漿分離結(jié)晶程度高的特征。

3.2 光譜半定量全分析特征

光譜半定量全分析結(jié)果顯示：變質(zhì)橄欖巖和堆積巖的Ni、Cr和V、Ti差異較大，達到一個數(shù)量級，表明兩組巖性稀有有色元素具有分異型富集的特點，其中Ni、Cr在變質(zhì)橄欖巖中富集，已經(jīng)達到金銅礦伴生有益組分含量工業(yè)指標(biāo)。而V、Ti在堆積巖中富集。

3.3 稀土元素分析特征

稀土元素分析結(jié)果表明：變質(zhì)橄欖巖和堆積巖之間稀土總量ΣREE沒有較明顯的變化趨勢，顯示兩組樣品巖石為同源性。兩者輕重稀土元素比值（ΣCe/ΣY）相比，變質(zhì)橄欖巖較堆積巖則富集輕稀土更明顯。從變質(zhì)橄欖巖和堆積巖的銪（Eu）異常度δEu特征看，均為銪（Eu）的負異常，但是變質(zhì)橄欖巖負異常明顯，而堆積巖負異常不大，說明變質(zhì)橄欖巖巖漿經(jīng)過了分離結(jié)晶作用，而堆積巖在巖漿分離結(jié)晶過程中并沒有地殼物質(zhì)的混染加入。變質(zhì)橄欖巖和堆積巖的銪（Eu）異常度Eu/Sm特征顯示均為正異常，但變質(zhì)橄欖巖正異常不明顯，而堆積巖正異常明顯，說明變質(zhì)橄欖巖巖漿演化分異程度不高，而堆積巖在巖漿演化過程中有一定的分異。

4 物探成果認識

該次工作主要為推斷勘查區(qū)內(nèi)東西向斷裂帶北帶的超基性巖蛇綠巖向下延伸情況和含礦可能性，重點在該帶上開展了較為詳細的電法勘探和磁法勘探兩種物探方法。

根據(jù)礦區(qū)實際的地質(zhì)條件、地形，共開展了五條電阻率垂向測深剖面。就電測形成電阻率斷面圖。綜合5個電阻率斷面圖，均可以推斷出有高阻超基性巖體賦存，產(chǎn)狀陡立，多數(shù)位置呈近直立狀；巖體兩側(cè)位置多呈低阻狀態(tài)，可能為低阻圍巖或破碎巖體，為相對成礦有利位置。

該次勘查區(qū)物探工作共采用磁測、對稱四極電測深、對稱四極剖面法三種方法，探測結(jié)果相互補充、相互印證。綜合分析，勘查區(qū)東西向斷裂帶為條高阻、高磁性巖體，產(chǎn)狀較陡立，部分地段近直立，旁側(cè)伴生的破碎帶巖體或低阻圍巖，深部延伸200m左右，為成礦有利地段。endprint

5 成礦模式探討

礦區(qū)成礦模式主要從礦化帶及控礦因素—礦源層、構(gòu)造帶、導(dǎo)礦熱液為論證點，探討礦化體中深部規(guī)?？赡苄?，反演其成礦模式。

5.1 礦源

區(qū)域上蛇綠巖套是大洋中脊中溢出的超基性鎂鐵質(zhì)巖石組合，勘查區(qū)內(nèi)超基性—基性超鎂鐵質(zhì)巖石為深源區(qū)侵入的巖體，其與區(qū)域上蛇綠巖套可能為同一期次不同表現(xiàn)的巖漿活動，與區(qū)域上蛇綠巖套具有相近的礦源物質(zhì)，除含有豐富的鐵、鎂等元素外，還普遍含有鉻、銅、金、鎳等有色金屬元素。地球化學(xué)場中銅的高背景或高值區(qū)是30×10-6，金的高背景或高值區(qū)是2.4×10-9。通過取樣化驗，礦區(qū)Cu平均含量為8.588×10-5，是地球化學(xué)場中銅的高背景或高值區(qū)的2.86倍，Au平均含量為8.03×10-8，是金的高背景或高值區(qū)的3.345倍，都明顯高于區(qū)域高值。因此，推測蛇紋巖為金、銅元素的礦源之一。如果其分異和后期熱液改造遷移，可以形成明顯的金、銅元素成礦來源。

5.2 控礦構(gòu)造

研究區(qū)內(nèi)東西向斷裂帶，為區(qū)域性大斷裂，區(qū)域上具有控制超基性蛇綠巖的東西向展布、多期次差異活動形成溝谷地貌的特點。因此推測，勘查區(qū)內(nèi)的東西向斷裂帶是主要的容礦構(gòu)造。但對比南北兩個斷裂帶，北斷裂帶以強烈壓扭性為主，其北側(cè)為主斷裂帶的主斷面，并形成以北東—北北東向壓扭性分支，而南斷裂帶較寬，內(nèi)部完整性較好，形成相對穩(wěn)定斷塊，在以不同方向扭動下形成北西西向扭裂充填脈體特征。所以，東西向斷裂帶從北帶向南帶應(yīng)力集中程度減弱，最為集中的部位為北帶北側(cè)邊緣。因此北部斷裂帶是勘查區(qū)成礦的有利部位，即主要的容礦構(gòu)造。

5.3 礦床成因分析

勘查區(qū)北側(cè)東西向斷裂為主要的容礦構(gòu)造，其間充填的超基性巖體為主要礦源，中酸性巖漿巖脈和勘查區(qū)主要成礦構(gòu)造線。結(jié)合勘查區(qū)地層、構(gòu)造和巖漿巖展布情況，其北部為第四系覆蓋的志留系地層，主要巖性為砂巖—砂礫巖的碎屑巖，含水性和滲透性相對較好，構(gòu)造較為強烈，變形褶皺構(gòu)造強烈，伴生的裂隙發(fā)育，有利于天水及盆地水匯入巖漿熱液和構(gòu)造熱液，形成較好的成礦有利條件。

5.4 成礦模式探討

在以上工作和分析的基礎(chǔ)上，形成了該區(qū)的成礦模式：與區(qū)域上蛇綠巖套同源的大洋中脊溢出超基性鎂鐵質(zhì)巖石組合，形成了勘查區(qū)內(nèi)超基性—基性深源侵入超鎂鐵質(zhì)巖石—超基性蛇紋巖，超基性蛇紋巖具有碳酸巖特征，反應(yīng)其自身的分異熱液活動性；熱液除含有豐富的鐵、鎂等元素外，還普遍含有鉻、銅、金、鎳等有色金屬元素。巖漿巖脈體順構(gòu)造侵入，必然伴隨巖漿熱液的活動；天水及盆地富含的水溶液，通過含水性和滲透性較好的砂巖—砂礫巖的碎屑巖地層，以及構(gòu)造較為強烈的變形褶皺構(gòu)造，與構(gòu)造熱液和巖漿熱液匯集，在地質(zhì)構(gòu)造時期成為長期的熱液來源。

超基性蛇紋巖體具有碳酸鹽化特征，熱液在通過富含銅、金、鎳超基性巖體的構(gòu)造裂隙時，由于具有較強的萃取能力，形成富含金銅的熱液，侵入到北部東西向斷裂，順斷裂構(gòu)造帶結(jié)構(gòu)面下盤向上運移。上覆碳酸鹽地層，在超基性巖萃取熱液中富含大量鎂（Mg），其與碳酸鹽中CO2反應(yīng)，形成白云巖化，從而導(dǎo)致富含銅金熱液性質(zhì)發(fā)生變化，形成化學(xué)障，產(chǎn)生富含銅金熱液富集，在構(gòu)造活動中，局部壓扭性斷裂帶在壓扭性活動時形成空間富集而儲礦，形成順壓扭性斷裂帶下盤富集的銅金礦化體。以成礦模式圖示意，如圖1。

參考文獻

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