新疆哈密市梅嶺銅礦地質(zhì)特征及成因

郭軍霞，木合塔爾·扎日，高衛(wèi)宏

（1.新疆大學(xué)，新疆烏魯木齊830047；2.北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院，北京100012）

新疆哈密市梅嶺銅礦地質(zhì)特征及成因

郭軍霞*1，木合塔爾·扎日1，高衛(wèi)宏2

（1.新疆大學(xué)，新疆烏魯木齊830047；2.北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院，北京100012）

梅嶺銅礦產(chǎn)在中奧陶統(tǒng)荒草坡群大柳溝組第二—三巖性段中酸性火山巖系內(nèi)，受火山通道構(gòu)造與斷裂構(gòu)造復(fù)合控制，銅礦體具穿層性，呈近水平似層狀礦體和陡傾斜脈狀薄礦體2類，是礦頭埋深22～40m及其以下的盲礦體。銅礦石為細(xì)脈浸染狀以及塊狀礦石。銅礦床類型為中低溫火山熱液型銅礦。

梅嶺銅礦；地質(zhì)特征；礦床成因；找礦方向

梅嶺銅礦區(qū)位于吐哈盆地的南緣，是吐哈盆地中的一個(gè)古生代的構(gòu)造隆起。梅嶺銅礦產(chǎn)在中奧陶統(tǒng)荒草坡群大柳溝組第二—三巖性段中酸性火山巖系內(nèi)，受火山通道構(gòu)造與斷裂構(gòu)造復(fù)合控制，銅礦體具穿層性，呈近水平似層狀礦體和陡傾斜脈狀薄礦體2類，是礦頭埋深22～40m及其以下的盲礦體。銅礦石為細(xì)脈浸染狀和塊狀礦石。根據(jù)該區(qū)現(xiàn)已掌握的地質(zhì)、物化探資料顯示該區(qū)具有巨大的資源開(kāi)發(fā)潛力。本文在以往工作的基礎(chǔ)上，對(duì)梅嶺開(kāi)展研究，總結(jié)其礦床成因，為卡拉塔格礦區(qū)實(shí)現(xiàn)找礦突破指明方向。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 構(gòu)造背景

卡拉塔格(梅嶺)銅礦區(qū)位于東天山，塔里木地塊和準(zhǔn)噶爾洋盆的演化與東天山區(qū)域構(gòu)造格局存在密切關(guān)系。塔里木地塊早在加里東時(shí)期增生范圍就已擴(kuò)展到本區(qū)。準(zhǔn)噶爾大洋在海西早期向南俯沖，東天山地區(qū)就形成了晚古生代的溝—弧—盆體系。根據(jù)構(gòu)造性質(zhì)、火山巖組合以及礦床成因類型，由南往北可分為3個(gè)帶（圖1）。

梅嶺銅礦區(qū)為吐哈盆地南緣的一個(gè)古生代構(gòu)造隆起。在大地構(gòu)造位置上，梅嶺銅礦區(qū)屬大南湖—頭蘇泉晚古生代島弧帶的北部?？ɡ衲蠔|80km即為土屋—延?xùn)|銅礦帶。

1.2 地層

礦區(qū)出露的地層見(jiàn)表1。

1.3 構(gòu)造

圖1 東天山地區(qū)大地構(gòu)造單元分布略圖

卡拉塔格屬吐哈盆地南緣的大南湖—頭蘇泉古生代島弧帶北段的一個(gè)次級(jí)隆起構(gòu)造單元。南至康古爾深大斷裂，向西到達(dá)小熱泉子一帶，向東經(jīng)大南湖、到鏡兒泉以北延出新疆，其屬于準(zhǔn)噶爾板塊的一部分。大南湖—頭蘇泉島弧，由北向南逐漸增生，于早泥盆世晚期島弧逐漸增厚抬升，即早泥盆世為成熟期?？ɡ竦貐^(qū)屬大南湖—頭蘇泉島弧帶北部的一個(gè)次級(jí)的隆起構(gòu)造單元，該區(qū)的褶皺、斷裂構(gòu)造等較為發(fā)育。發(fā)育的斷裂構(gòu)造控制了該地區(qū)的巖漿及地層變形；本地區(qū)主要為寬緩的褶皺，中小規(guī)模的斷裂大多為褶皺的伴生產(chǎn)物，后期活動(dòng)比較強(qiáng)烈。

1.4 侵入巖

卡拉塔格（梅嶺）地層劃分參見(jiàn)表1。

表1 卡拉塔格（梅嶺）地層劃分表

1.5 火山巖

卡拉塔格地區(qū)的火山活動(dòng)頻繁、強(qiáng)烈，火山巖的分布范圍較廣。該區(qū)中基性、中酸性火山巖從奧陶系至二疊系均有出露，在奧陶系中最為發(fā)育，在泥盆系、石炭系中，二疊系中局部出現(xiàn)。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)背景

梅嶺銅礦床東部為卡拉塔格礦區(qū)，東南為梅嶺南銅鋅礦床，西側(cè)為紅石銅礦。梅嶺的銅礦化與火山作用有著密切關(guān)系。

2.2 地層

礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要為中奧陶統(tǒng)的荒草坡群大柳溝組（O2Hd）火山巖，是一套巨厚海相、海陸交互相火山巖建造。

2.3 構(gòu)造

該區(qū)內(nèi)的基本構(gòu)造格局為北西西向的壓扭性斷裂和近南北向—北北東向的張扭性斷裂，及二者復(fù)合處環(huán)狀構(gòu)造組合是區(qū)內(nèi)火山的噴發(fā)活動(dòng)、火山巖建造形成和分布、巖漿巖侵位和成礦作用的主要原因。

2.4 巖漿活動(dòng)

該區(qū)巖漿活動(dòng)較強(qiáng)烈、頻繁，中奧陶統(tǒng)地層主要是火山巖，志留紀(jì)主要以中酸性的巖漿巖侵入為主。

侵入巖以分布于礦區(qū)以外南、北兩側(cè)的志留紀(jì)的英云閃長(zhǎng)巖（Sβδο）、花崗閃長(zhǎng)巖（Sγδ）為主、次之為位于礦區(qū)東北側(cè)的輝長(zhǎng)巖（ν42），及中酸性、基性淺成巖。

火山巖礦區(qū)的火山巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，發(fā)育有一套巨厚富鈉質(zhì)基性—中性—酸性火山巖，該區(qū)域上含礦火山巖剖面的厚度達(dá)上萬(wàn)米，其中火山熔巖、火山碎屑巖厚度分別為6118m、1377m，分別占82%、18%?；鹕綆r是鈣堿性系列巖石，巖石化學(xué)是低鋁、鈦，富鈉貧鉀，巖石組合主要為玄武巖、安山巖、英安巖、流紋巖及中酸性火山，其組合類型和近洋一側(cè)的島弧火山巖相似(據(jù)唐俊華等，2006)。

2.5 變質(zhì)作用與圍巖蝕變

礦區(qū)含礦火山巖、次火山巖系的圍巖蝕變見(jiàn)表2。

2.6 地球化學(xué)概況

梅嶺銅礦所處的新疆哈密東天山的底坎爾—大南湖，該區(qū)Cr-Ni-Co-Cu-V區(qū)域地球化學(xué)顯示異常，該區(qū)1∶20萬(wàn)區(qū)域化探Ap7號(hào)Cu-Zn-Ag-Mn的綜合異常顯示出該區(qū)礦化元素的最高含量為Zn357×10－6，Cu 90.9×10－6。礦區(qū)所在卡拉塔格地區(qū)2001年通過(guò)1∶2萬(wàn)巖屑化探，對(duì)該區(qū)域化探Ap6、Ap7號(hào)異常進(jìn)行Ⅱ級(jí)查證，查明該區(qū)中、酸性火山巖系以及酸性次火山巖中的Cu、Zn、Au元素的地球化學(xué)背景較高，均方差值比較大，變異系數(shù)大多超過(guò)1，局部可能有富集成礦的規(guī)律性。

表2 該區(qū)變質(zhì)作用與圍巖蝕變

2.7 地球物理概況

區(qū)內(nèi)先后投入磁法面積測(cè)量、激電剖面測(cè)量等物探工作。磁法面積測(cè)量成果、高磁測(cè)量結(jié)果以及已有找礦結(jié)果表明：該區(qū)相對(duì)低的磁異常區(qū)的找礦可能性很大（紅石、梅嶺南及梅嶺已有顯著的找礦成果），梅嶺南與紅石、梅嶺、碧玉山區(qū)段位于同一個(gè)地磁盆地內(nèi)，存在有相同地球物理場(chǎng)，推測(cè)可能為同一個(gè)成礦帶上的不同部位。本區(qū)1∶1萬(wàn)大功率激電中梯測(cè)量成果表明，礦區(qū)梅嶺—紅石礦段間的激電綜合異常為一低阻高極化帶。異常成北西西向、北東—北東東向、近南北向的集群出現(xiàn)。視電阻率異常也有同樣現(xiàn)象。反映了本區(qū)的構(gòu)造、礦化產(chǎn)出特點(diǎn)是多組方向各異的斷裂構(gòu)造控礦。TEM剖面上部低阻結(jié)構(gòu)層內(nèi)近水平低阻層狀異常處可能為近水平狀（厚）的銅礦體的賦存部位，剖面上的陡傾斜異常帶或異常邊界反映出斷裂構(gòu)造為陡傾斜銅礦脈的產(chǎn)出部位。

2.8 銅鎳礦(化)體

梅嶺礦床銅礦體23個(gè)、鋅礦體2個(gè)、金礦體4個(gè)，以及1個(gè)銅礦體的共生鋅礦；銅礦體分布情況：梅嶺淺部埋深100m以內(nèi)的C礦帶近水平狀礦體12個(gè)，梅嶺深部埋深100m以下的北西西向D礦帶陡傾斜礦體9個(gè)，紅石西部北西西向B礦帶西段陡傾斜礦體2個(gè)，23個(gè)銅礦盲礦體。銅礦體分布于奧陶系的荒草坡群大柳溝組第二、三巖性段的中—酸性火山巖系中。火山通道—火山角礫巖筒和斷層—裂隙帶約束礦體產(chǎn)出，切穿巖石和地層。各個(gè)礦帶的礦體密集出現(xiàn)，大致平行產(chǎn)出。礦體形態(tài)為似層狀、脈狀為主。主礦體有M1、M2號(hào)2個(gè)。M2號(hào)銅礦體位于C礦帶盲礦體，銅金屬量占梅嶺礦床資源總量的43.9%，礦體長(zhǎng)度205m，寬度480m，真厚度1.80～27.75m，平均厚度10.56m，礦體平均品位0.83%，走向北東，傾向277°～285°，傾角8°～10°。M1號(hào)銅礦體：C礦帶盲礦體，銅金屬量占礦床總量的15.8%，礦體長(zhǎng)度340m，寬度315m，平均厚度5.81m，礦體平均品位0.42%，走向北東，傾向335°，傾角14°。

礦床伴生有用組分平均品位：金0.127×10－6，銀2.98×10－6，硫4.85%。

3 礦床成因及找礦方向

3.1 礦床成因

梅嶺銅礦床工業(yè)類型是產(chǎn)在中酸性火山巖、火山角礫巖的斷裂帶中脈狀銅礦。

礦床含礦巖性為奧陶系荒草坡群大柳溝組第二、三巖性段的英安巖、安山巖、沉凝灰?guī)r以及火山角礫巖的一套中酸性火山巖。

梅嶺—紅石銅礦床受近南北向與北西西向斷裂和火山通道的復(fù)合構(gòu)造帶控制，銅礦體產(chǎn)在火山角礫巖帶、巖筒的邊部、頂部的次級(jí)斷裂破碎帶中，礦體具穿層性和成組分帶性。礦區(qū)各地段不同控礦構(gòu)造，賦存了不同產(chǎn)狀的銅礦帶和礦體，構(gòu)成一個(gè)產(chǎn)狀復(fù)雜組合的礦脈體系。它們分別是，紅石地段東部火山角礫巖帶邊部附近次級(jí)斷裂中的近南北向A礦帶陡傾斜銅礦脈，紅石地段西部火山角礫巖筒邊部附近次級(jí)斷裂中的北西西向B礦帶陡傾斜銅礦脈，梅嶺地段淺部埋深100m以內(nèi)火山巖筒平緩舌狀頂部以及凝灰?guī)r、次火山巖底部層間斷裂破碎帶的C礦帶近水平狀銅礦體，梅嶺深部火山巖筒邊部北西西向斷裂帶的D礦帶銅礦脈。

本礦床是單一礦化主元素的銅礦床，少量鋅、金礦化出現(xiàn)在礦區(qū)的東西兩端，僅在梅嶺西端圈出幾個(gè)獨(dú)立的鋅、金小礦體。銅礦化類型主要是細(xì)脈浸染狀，塊狀次之。金屬礦物中以中細(xì)粒黃銅礦、黃鐵礦為主，與石英密切伴生。礦體形態(tài)多為似層狀、脈狀。礦化蝕變以黃鐵礦化、硅化、綠泥石化等為主，蝕變分帶大致呈垂向分布，上部為石膏化、黃鐵絹英巖化，下部為綠泥石—黃鐵礦化，橫向分布為內(nèi)帶絹云母化、硅化等，外帶綠泥石—綠簾石—黃鐵礦化—泥化—重晶石化。礦化元素分帶大致呈現(xiàn)上金下銅（鋅）的垂向分布特點(diǎn)，中部銅、南北部鋅（銅）的橫向分布，中間銅、兩端銅鋅的縱向分布，即平面上鋅在銅礦邊部外側(cè)出現(xiàn)。

梅嶺銅礦成因?yàn)橹械蜏鼗鹕綗嵋盒豌~礦。

3.2 找礦方向

綜上分析，建立梅嶺銅礦的找礦模型，參見(jiàn)表3。

表3 梅嶺銅礦的找礦模型

4 結(jié)論

（1）構(gòu)造標(biāo)志是梅嶺—紅石銅礦最主要的找礦標(biāo)志，近南北向、北西西向斷裂與火山通道—火山角礫巖帶復(fù)合控礦。

（2）梅嶺—紅石銅礦床受近南北向與北西西向斷裂和火山通道的復(fù)合構(gòu)造帶控制，銅礦體產(chǎn)在火山角礫巖帶、巖筒的邊部、頂部的次級(jí)斷裂破碎帶中，礦體具穿層性和成組分帶性。

（3）今后需進(jìn)一步拓展找礦思路，加強(qiáng)礦區(qū)及其附近斷裂與火山通道復(fù)合構(gòu)造部位找礦，加強(qiáng)尋找梅嶺式近水平狀厚礦體銅礦、塊狀硫化物型銅鋅礦，獲取更好勘查成效，促進(jìn)礦山整體開(kāi)發(fā)建設(shè)。

[1]唐俊華，顧連興，鄭遠(yuǎn)川，方同輝，張遵忠，高軍輝，王福田，汪傳勝，張光輝.東天山卡拉塔格鈉質(zhì)火山巖巖石學(xué)、地球化學(xué)及成因[J].巖石學(xué)報(bào)，2006，22(5):1150-1166.

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1004-5716(2016)12-0079-04

2016-03-21

2016-04-05

郭軍霞（1988-），女（漢族），河北石家莊人，新疆大學(xué)在讀研究生，研究方向：礦物學(xué)、礦床學(xué)。