西昆侖昆蓋山薩洛依西銅礦地質(zhì)、地球物理特征及找礦方向

占深，宋夢瑩，高鵬，侯明利

(1.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，新疆 烏魯木齊 830000；2.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局物化探大隊，新疆 昌吉 831100)

薩洛依西銅礦位于西昆侖山脈西段的昆蓋山北坡大勒大溝一帶。該礦床發(fā)現(xiàn)較早，新疆地礦局第二區(qū)調(diào)大隊、賈群子、孫海田等單位和學者先后對該礦床進行了調(diào)研，均認為礦床是在石炭系雙峰式火山巖系內(nèi)產(chǎn)出的火山巖型塊狀硫化物礦床[1，2]。由于礦區(qū)地形切割大，自然條件較惡劣，開展工作難度較大，前人僅通過有限的槽探、硐探工程控制了地表以及淺部礦體，查明礦床規(guī)模為小型，但床深部及邊部仍具較大找礦潛力，多年以來始終未能取得突破。本文在前人研究的基礎上，通過激發(fā)極化法、可控源音頻大地電磁測深(CSAMT)的地球物理方法結合礦區(qū)地質(zhì)特征，對比同類典型礦床的地球物理勘查成果，進行綜合分析研究，為該區(qū)今后找礦提供新的思路和線索，尤其在深邊部找礦方面，提供新的找礦方向。

圖1 昆蓋山北坡塊狀硫化物礦床分布區(qū)域地質(zhì)簡圖Fig.1 The geological map of distribution area of massive sulfide deposits in the north slope of kungai mountain

1 區(qū)域地質(zhì)背景

薩洛依西銅礦位于昆蓋山主脊北側(cè)的奧依塔克-恰爾隆晚古生代陸緣裂谷(圖1)，該裂谷帶北以烏孜別里山口超巖石圈斷裂及烏依塔克斷裂為界與喀什-葉城坳陷相連，南以布侖口巖石圈斷裂為界，與西昆侖中間地塊西段(布侖口-公格爾隆起)相鄰[3,4]。該帶是在前寒武紀塔里木地塊基礎上，于晚古生代地殼裂解擴張形成的大陸邊緣裂谷盆地[5]。區(qū)內(nèi)出露地層主要有長城系推覆體、泥盆系雜色碎屑巖建造、石炭系雙峰式火山巖系及下部淺海相陸源碎屑巖和碳酸鹽巖建造、侏羅系陸相含煤碎屑巖建造、古近—新近系至全新統(tǒng)。區(qū)域內(nèi)構造活動強烈，NW、NWW向斷裂、褶皺發(fā)育，是本區(qū)的主體構造，地層受斷裂構造及逆沖推覆的影響普遍發(fā)生了較強烈的褶曲。區(qū)域上巖漿活動強烈，侵入巖主要以海西期中酸性花崗巖為主，巖體規(guī)模大小懸殊，呈巖基、巖株、巖墻產(chǎn)出；火山巖主要以石炭系雙峰式火山巖系為主，主要分布于瑪爾坎土-奧依塔克一帶，該火山巖系是昆蓋山海相火山巖塊狀硫化物銅多金屬礦的賦礦層位，目前已發(fā)現(xiàn)十多處銅礦床及礦(化)點，薩洛依西銅礦床是典型代表之一。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)特征

礦區(qū)出露地層較簡單(圖2)，主要為下石炭統(tǒng)烏魯阿特組和小面積第四系全新統(tǒng)殘坡積物。烏魯阿特組總體傾向北，傾角50°～75°，由基性火山巖、熱水沉積巖、火山碎屑巖及少量海相結晶灰?guī)r組成，基性火山巖總體遭受了低綠片巖相的變質(zhì)作用。主要巖石類型有細碧巖、石英拉斑玄武巖、凝灰?guī)r、硅質(zhì)巖、碧玉巖、燧石巖、石英角斑巖等，為一套細碧角斑巖建造?中國冶金地質(zhì)勘查工程總局新疆地質(zhì)勘查院.新疆西昆侖北段以銅為主的礦產(chǎn)資源評價報告，2005.。細碧巖及拉斑玄武質(zhì)凝灰?guī)r為主要含礦巖石。

圖2 薩洛依西礦區(qū)地質(zhì)圖Fig.2 The Geological map of mining area in the west of Saluoyi

礦區(qū)位于且木干背斜北(東)翼上，呈單斜構造，地層傾角30°～60°，區(qū)內(nèi)斷裂和褶皺構造不發(fā)育，僅在西部見一些小的張性斷裂，呈NW走向，對礦體產(chǎn)生破壞作用。

礦區(qū)巖漿作用強烈，大面積出露巖漿巖，以火山巖為主，還有少量零星出露的侵入巖。

火山巖以細碧巖、石英拉斑玄武巖、拉斑玄武質(zhì)凝灰?guī)r等基性火山巖為主，缺少中性火山巖，具“雙峰式”噴發(fā)特點。侵入巖主要巖性為深成侵入花崗巖和淺成侵入花崗斑巖，呈不規(guī)則小巖株狀分布，巖體與成礦沒有直接的成因聯(lián)系。

2.2 礦體特征

薩洛依西銅礦區(qū)內(nèi)目前已圈出5條蝕變帶(編號：Lm1、Lm2、Lm3、Lm4、Lm5)，3個銅礦體(編號：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)(圖2)。

Ⅰ號蝕變帶呈透鏡狀展布。地表出露長295 m，寬35～85 m，走向近EW，傾向N，傾角75°，蝕變帶中賦存有1個礦體；Ⅱ號蝕變帶呈脈狀及透鏡體狀分布，局部有膨大縮小分枝復合現(xiàn)象，地表出露長度600 m，寬10～90 m，走向255°～270°，傾向N-NW，傾角53°～61°。蝕變帶中賦存2個礦體：Ⅲ號蝕變帶呈不規(guī)則狀分布，局部有膨大縮小現(xiàn)象，地表出露長度650 m，寬10～230 m，走向近EW，傾角54°；Ⅳ號蝕變帶呈透鏡狀、枝叉狀分布，局部具分枝復合現(xiàn)象，地表出露長650 m，寬10～240 m，走向近EW，傾向SW，傾角56°；Ⅴ號蝕變帶分布于礦區(qū)中部，呈透鏡體產(chǎn)于細碧巖與石英角斑巖間，地表出露長260 m，寬20～80 m，走向近EW，傾向N，傾角53°。

蝕變帶在地表呈黃褐色或紅褐色。主要發(fā)育黃鐵礦化、綠泥石化、硅化及孔雀石化，局部可見銅藍及方鉛礦化，近地表褐鐵礦化發(fā)育。黃鐵礦一般呈浸染狀、團塊狀及星點狀分布，分布不均勻，礦化較強地段可見塊狀黃鐵礦。

I號含銅黃鐵礦體呈似層狀展布于Lm1號蝕變帶中，控制礦體長225 m，控制礦體斜深分別為62 m和55 m，礦體平均真厚度3.04 m，傾向350°～360°，傾角60°～65°，礦體銅平均品位0.88%，硫平均品位15.22%。礦體下盤為細碧巖，上盤為弱綠泥石化基性凝灰?guī)r。礦石構造主要為細脈浸染狀，部分呈浸染狀。主要礦石類型為團塊狀礦石和細脈浸染狀礦石，礦石礦物主要為黃鐵礦和黃銅礦，部分以黃銅礦為主。

Ⅱ號含銅黃鐵礦體呈似層狀展布于Lm2號蝕變帶中，控制礦體長375.5 m，控制礦體斜深分別為32 m和38 m，礦體平均真厚度2.42 m，傾向350°～360°，傾角60°～66°，礦體銅平均品位0.89%。礦體下盤為細碧巖，上盤為弱綠泥石化基性凝灰?guī)r。主要礦石類型為團塊狀礦石和細脈浸染狀礦石，由細脈狀、浸染狀和網(wǎng)脈狀礦化組成，礦石礦物主要為黃鐵礦和黃銅礦，部分以黃銅礦為主。

Ⅲ號含銅黃鐵礦體呈似層狀展布于Lm2號蝕變帶中，控制礦體長425.5 m，控制礦體斜深為58 m，礦體平均真厚度2.84 m，傾向340°～360°，傾角60°～68°，礦體銅平均品位1.04%。礦體下盤為硅化、綠泥石化細碧巖，上盤為拉斑玄武質(zhì)凝灰?guī)r。主要礦石類型為塊狀、條帶狀礦石，多呈塊狀、條帶狀構造，部分呈稠密浸染狀構造，礦石礦物以黃鐵礦為主，少量黃銅礦、閃鋅礦。

總體看，礦體的上下盤均有明顯分帶，由下至上依次為：下盤圍巖細碧巖→網(wǎng)脈狀、條帶狀黃鐵礦礦石→塊狀、條帶狀含銅黃鐵礦礦石→塊狀黃鐵礦礦石→浸染狀黃鐵礦化碧玉巖→上盤圍巖拉斑玄武質(zhì)凝灰?guī)r。該分帶性明顯呈海底塊狀硫化物沉積特點(圖3)。

2.3 礦石組構及類型

礦石礦物組合 金屬礦物主要為黃鐵礦、少量黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、磁鐵礦和鏡鐵礦；脈石礦物為綠泥石、石英、絹云母、鈉長石及少量方解石。次生礦物有褐鐵礦、黃鉀鐵釩、自然硫及孔雀石、蘭銅礦等。

礦石結構 主要為他形粒狀結構、半自形粒狀結構，其次為充填交代結構、共生結構、熔蝕結構、固溶體分離結構、殘余結構及碎裂結構。

圖3 4號勘探線剖面圖Fig.3 The prospecting line profile map of line-4

礦石構造 主要有細脈浸染狀構造、團塊狀構造，條帶狀構造，局部可見脈狀構造。氧化礦石具蜂窩狀構造。

礦石類型 以原生硫化物礦石為主，少部分暴露于地表經(jīng)氧化作用形成氧化礦石。原生硫化物礦石按礦石構造，可分為塊狀、條帶狀礦石、團塊狀礦石和細脈浸染狀礦石3類。塊狀、條帶狀礦石金屬硫化物含量為60%～85%，以黃鐵礦為主，含少量黃銅礦。團塊狀礦石在礦區(qū)最常見，硫化物含量為20%～70%，主要為黃鐵礦-黃銅礦的金屬礦物組合，局部黃銅礦含量高。細脈浸染狀礦石金屬硫化物含量為10%～40%，主要為黃鐵礦和黃銅礦，有時以黃銅礦為主。

2.4 圍巖蝕變

礦區(qū)圍巖蝕變發(fā)育，在礦體的上、下盤(以下盤為主)發(fā)育較強的黃鐵礦化、碳酸鹽化、硅化、綠簾石化、綠泥石化，在地表氧化帶還存在褐鐵礦化、黃鉀鐵礬化、孔雀石化、藍銅礦化等。

熱液蝕變主要與團塊狀礦化及細脈浸染狀礦化伴生，其中碳酸鹽化和硅化與硫化物礦化關系最密切，綠泥石化和綠簾石化亦廣泛地與硫化物礦化伴生，多位于硫化物礦化的外圍，構成明顯的熱液補給系統(tǒng)及晚期火山熱液活動的產(chǎn)物[6]。

2.5 找礦標志

黃鐵礦次生變化為褐鐵礦在地表形成“鐵帽”是找礦的直接標志；②孔雀石化、藍銅礦化發(fā)育是尋找礦體的直接標志；③硅化、碳酸鹽化、黃鐵礦化和黃鉀鐵礬化發(fā)育是成礦的主要標志。

3 地球物理特征

3.1 礦區(qū)巖礦石物性特征

該區(qū)物性統(tǒng)計資料表明(表1)，礦區(qū)細碧巖根據(jù)巖性的變化，其電性參數(shù)變化較大，但在區(qū)內(nèi)主要呈中高阻-高阻異常；花崗巖呈高阻、低極化特征；石英斑巖呈高阻、低極化異常；褐鐵礦化細碧巖主要呈低阻、高極化異常特征，電性特征受褐鐵礦化程度不同而異?？梢姳緟^(qū)的礦化蝕變帶與圍巖之間應有較明顯的電性差異，采用激發(fā)極化法探尋礦脈連續(xù)性及規(guī)模具有較好的地球物理條件。

表1 薩洛依西礦區(qū)巖礦石物性參數(shù)Table 1 Physical property parameters of rocks and minerals in the west of Saluoyi deposite

3.2 礦區(qū)極化場及異常

礦區(qū)激電中梯測量成果顯示(線距100 m、點距20 m，面積1.44 km2)?內(nèi)蒙古煤田地質(zhì)局153勘探隊.新疆烏恰縣薩洛依西銅礦詳查報告，2008.，礦區(qū)內(nèi)巖石視極化率ηs背景值較高，在2.5%左右，按ηs=4.4%等值線圈出3處高極化率異常，編號分別為I-1、Ⅱ-1、Ⅱ-2。礦區(qū)視極化率異常較集中，主要分布于礦區(qū)北部(I-1)和礦區(qū)西南部(Ⅱ-1、Ⅱ-2)，其中以北區(qū)異常規(guī)模最大、強度最高，極化率峰值為13.13%。與礦區(qū)視電阻率異常相吻合，顯示為低阻特性(圖4，5)。

I-1號激電異常 位于礦區(qū)北部，異常分布與地表出露的Lm1和Lm2號褐鐵礦化蝕變帶基本吻合。異常走向近EW，長約600 m，寬約80～260 m，面積約0.087 km2，異常峰值為13.13%。由圖6可見，視極化率ηs異常梯度較陡，北側(cè)較南側(cè)稍緩，與視極化率ηs異常相對應的視電阻率ρs值基本為低阻反映，推斷I-1號低阻高極化異常為向北傾斜的黃鐵礦(化)體引起。

圖4 礦區(qū)視電阻率等值線圖Fig.4 The apparent resistivity contour map of mine

圖5 礦區(qū)視極化率等值線圖Fig.5 The apparent polarization contour map of mine

Ⅱ-1號激電異常 位于礦區(qū)西南部，異常分布與地表出露的Lm4號褐鐵礦化蝕變帶基本吻合。異常走向近NW，長約360 m，寬約50～220 m，面積約0.043 km2，異常峰值為9.76%。與視極化率ηs異常相對應的視電阻率ρs值基本為低阻反映，推斷Ⅱ-1號低阻高極化異常為黃鐵礦(化)體引起。

Ⅱ-2號激電異常 位于礦區(qū)西南部，異常分布與地表出露的Lm3號褐鐵礦化蝕變帶基本吻合，異常向西未封閉，異常中心剛好位于邊界處，向西具有較好的找礦前景。異常走向近NW，長約130 m，寬約70 m，面積約0.008 km2，異常峰值為8.69%。與視極化率ηs異常相對應的視電阻率ρs值基本為低阻反映，推斷Ⅱ-2號低阻高極化異常為黃鐵礦(化)體引起。此外，在礦區(qū)內(nèi)還發(fā)現(xiàn)幾處孤立的具低阻高極化特征的局部小異常，根據(jù)區(qū)內(nèi)圍巖與礦(化)體之間的物性差異判斷，應為黃鐵礦(化)引起。

3.3 礦區(qū)CSAMT測深剖面及異常

由圖6可知，薩洛依西工區(qū)電阻率形態(tài)相對簡單，深部存在大規(guī)模完整高阻異常，異常形態(tài)跟剖面位置的不同有所改變，但整體呈大規(guī)模團狀，異常向深部有一定延伸，推測為深部細碧巖的電性反映。低阻異常在該區(qū)主要呈條帶狀，形態(tài)變化多樣，電阻率范圍在1～1 000 Ω·m，據(jù)其形態(tài)差異可劃分為2種低阻異常，具體特征如下：

(1)近直立產(chǎn)出向深部有一定延伸的低阻異常。該異常在14線和16線有明顯顯示(14線900點、1420點附近，16線1620點附近)，14線的2處異常在地表出露分別為Lm4和Lm3號蝕變帶，其中Ⅲ號礦體位于1420點異常處；16線異常在地表出露為Lm5號蝕變帶。對應異常極化率均為高極化率特征。該異?？赡転榈V化蝕變的電性反映，且具一定規(guī)模，但也不排除為斷裂破碎帶的電性反映。

(2)囊狀、半月狀近地表及中淺部低阻異常。該異常在4條測線均有一定數(shù)量的顯示，地表低阻異常主要為第四系殘坡積的電性反映，淺地表、中淺部有一定規(guī)模的低阻異常，可能為礦化蝕變的電性反映，但也不排除為局部小斷裂的電性反映。

3.4 典型剖面解釋

礦區(qū)14線位于測區(qū)中西部Lm1和Lm2號蝕變帶以西，地表主要出露細碧巖、礦化(黃鐵礦化、褐鐵礦化)蝕變帶、少量第四系及凝灰?guī)r，蝕變帶在南部和中部均呈層狀分布，Ⅲ號礦體的西端分布于測線中部(圖7)。從圖中可見，測線深部的低阻異常與地表出露的礦體及礦化蝕變帶對應較好，且激電ηs、ρs剖面圖顯示礦化(體)部位均為低阻高極化特征。

圖6 礦區(qū)CSAMT測深2維反演擬斷面圖Fig.6 The CSAMT sounding 2-dimensional inversion Simulate the sectional view

測線南部900點附近低阻異常近直立產(chǎn)出，異常寬約80 m，ρs范圍為23～437 Ω·m，由兩側(cè)向中心呈梯度變低，對應ηs大于5.2%，為高極化率，并向深部有一定延伸。該異常地表出露為Lm4號黃鐵礦化、褐鐵礦化蝕變帶，且與蝕變產(chǎn)狀基本一致，推測該低阻異常可能為Lm4號蝕變帶往深部延伸引起的電性反映。測線中部1420點附近主要表現(xiàn)為近直立的低阻異常，異常產(chǎn)狀近直立，異常寬約100 m，ρs范圍為48～437 Ω·m，由兩側(cè)向中心呈梯度變低，向深部有變寬的趨勢，對應ηs大于4.4%，為高極化率，地表出露為Lm2號黃鐵礦化、褐鐵礦化蝕變帶，中間為Ⅲ號礦體，Ⅲ號礦體目前控制深度為58 m，且呈平穩(wěn)層狀，向深部延伸穩(wěn)定，有逐漸變寬的趨勢，故推測該處低阻異常為Ⅲ號礦體、Lm2號蝕變帶共同引起的電性反映。測線1100、1660點中深部均有“半月形”低阻異常，1100點處異常位于Lm3號蝕變帶以東約100 m處，推測為Lm3號蝕變帶深部東延部分引起的電性反映，1660點處異常位于I號礦體(Lm1號蝕變帶)以西約120 m處，推測為I號礦體或Lm1號蝕變帶深部西延部分引起的電性反映。綜合反映出已知礦(化)體、蝕變帶的深邊部具較好的找礦前景。

3.5 典型礦床地球物理特征

在新疆已發(fā)現(xiàn)阿舍勒、黃土坡等多處大中型火山巖型塊狀硫化物礦床，成因類型與薩洛依銅礦一致，具有相似的成礦地質(zhì)背景[7]。因此，典型礦床的地球物理勘查成果對本區(qū)有很好的指示作用。

圖7 14線地質(zhì)物探綜合剖面Fig.7 The Geological and geophysical exploration comprehensive section of line-14

阿舍勒銅礦產(chǎn)于中泥盆統(tǒng)阿舍勒組的中酸性-基性火山巖、火山碎屑巖中，賦礦圍巖主要為石英角斑質(zhì)角礫凝灰?guī)r、次石英鈉長斑巖、細碧巖，礦體以塊狀礦石為主。黃土坡銅礦產(chǎn)于下泥盆統(tǒng)卡拉塔格組的中基性火山巖、火山碎屑巖中，賦礦圍巖主要為玄武巖-安山玄武巖、安山質(zhì)、英安質(zhì)火山碎屑巖中，礦體以塊狀礦石為主。通過前人工作，阿舍勒銅礦以及黃土坡銅礦的地球物理勘查成果顯示[8]，高精度重力、激發(fā)極化法、自然電場法、TEM、CSAMT等方法對礦(化)體和礦化蝕變帶具有很好的效果，礦體具弱磁性、高密度、低阻、高極化、高重力組合異常特征，圍巖具有較高磁性、較高密度、高阻、低極化的特征。顯示礦體與圍巖具明顯的物性差異，強負電位異常反映了礦化帶及硫化物礦體。CSAMT較TEM勘查深度更大，深部地電信息豐富，勘探深度可達1 500 m以上。

通過對比研究，薩洛依西礦區(qū)礦(化)體與圍巖也具有明顯的物性差異，礦(化)體很好的低阻高極化特征，CSAMT在礦(化)體深部也顯示了很好的低阻帶，但由于工作限制，建議下一步開展高精度重力勘查，在對低阻異常評價過程中，利用重力異常排除斷裂破碎帶或碳質(zhì)地層的干擾。再利用礦體的低阻、高極化、高重力、弱磁性、高密度的組合異常，進一步縮小找礦靶區(qū)，為后續(xù)找礦勘查工作提供有利證據(jù)。

4 結論與建議

(1)礦床是產(chǎn)于早石炭世烏魯阿特組細碧角斑巖建造的海相火山巖型塊狀硫化物礦床，該硫化物礦(化)體多呈似層狀與熱水沉積巖共生，沿同一層位產(chǎn)出，多位于熱水沉積巖的邊緣或附近，表明礦床形成于火山活動的間歇期，位于火山巖系頂部或某個單一火山噴發(fā)旋回的頂部。

(2)黃鐵礦次生氧化為褐鐵礦在地表形成“鐵帽”是找礦的直接標志；孔雀石化、藍銅礦化發(fā)育是尋找礦體的直接標志。硅化、碳酸鹽化、黃鐵礦化和黃鉀鐵礬化發(fā)育是成礦的主要標志。

(3)低阻高極化特征的激電異常是尋找含銅礦(化)體的有利部位。Ⅱ-2號激電異常中心剛好位于邊界處，向西未封閉，指示向西具較好的找礦前景。囊狀、半月狀近地表以及中淺部(200 m以內(nèi))低阻高激化異常以及近直立且向深部延伸較大(近500 m)的條帶狀低阻帶與地表出露的礦(化)體或(黃鐵礦化、褐鐵礦化)蝕變帶產(chǎn)狀基本一致，對應較好，指示已發(fā)現(xiàn)礦(化)體及蝕變帶的深邊部具較好的找礦前景。

(4)通過對比典型礦床的地球物理勘查成果，根據(jù)礦(化)體具有的弱磁性、高密度、低阻、高極化、高重力組合異常特征，建議下一步在礦區(qū)范圍內(nèi)開展高精度重力勘查工作。在低阻異常評價過程中，利用重力異常排除斷裂破碎帶或碳質(zhì)地層的干擾，進一步縮小找礦靶區(qū)，為后續(xù)找礦勘查工作提供有利依據(jù)。

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