周 騰,余 玲,潘昌云
(江西有色地質(zhì)勘查五隊(duì),江西 九江 332000)
關(guān)健詞:西天山;銅礦;火山-熱液型礦床;地質(zhì)特征;找礦標(biāo)志;阿拉期坦
阿拉斯銅礦位于阿吾拉勒銅金鉛鋅銀成礦帶內(nèi),位于新疆尼勒克縣東部的西天山區(qū)。該成礦帶為新疆中小型銅礦密集分布區(qū),已發(fā)現(xiàn)的金屬礦產(chǎn)有銅礦床2 處、銅礦點(diǎn)5 處、鐵銅礦點(diǎn)3處、鐵礦點(diǎn)2 處,小型煤礦1 處,稀有元素(鎵、鍺)礦點(diǎn)1 處。因此,對(duì)該礦床的研究,有助于在西天山火山巖的銅礦找尋工作。
礦區(qū)位于天山—興蒙造山系、天山造山帶伊犁微板塊阿吾拉勒晚古生代裂谷系東部,屬阿吾拉勒銅、金、鉛、鋅、銀成礦帶。阿拉斯坦銅礦床區(qū)域上位于中天山褶皺帶的博羅霍洛復(fù)背斜和哈雷克套復(fù)背斜晚加里東褶皺帶之間的鞏乃斯復(fù)向斜華力中期(裂谷帶)中。出露地層主要有:古生界志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、中生界侏羅系及各種成因的第四系松散堆積物[1]。
礦區(qū)出露地層主要有下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組、下侏羅統(tǒng)八道灣組和第四系。
下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組第三段為一套海陸交互相火山巖-火山碎屑巖-沉積巖建造,其巖性為紫色、灰綠色蝕變安山巖、深灰色凝灰?guī)r、灰色-灰褐—紫紅色凝灰質(zhì)砂巖、粉砂巖,南中部見(jiàn)有安山質(zhì)凝灰角礫巖,地層產(chǎn)狀30°~50°∠45°~75°,為區(qū)內(nèi)主要含礦地層。
下侏羅統(tǒng)八道灣組為一套地塹盆地含煤沉積巖建造。巖性較單一,以黑色頁(yè)巖、碳質(zhì)頁(yè)巖為主,礦區(qū)南部外圍可見(jiàn)其底部為一層礫巖,地層產(chǎn)狀25°~50°∠30°~45°,與下伏下石炭統(tǒng)大哈拉山組第三段呈斷層接觸,地表接觸部位由于坡積物發(fā)育,未見(jiàn)明顯界線,在探槽的揭露中由于坡積物發(fā)育沒(méi)能見(jiàn)到基巖,只在PD2 坑道口和PD1 坑道內(nèi)見(jiàn)到黑色頁(yè)巖、碳質(zhì)頁(yè)巖與下石炭統(tǒng)大哈拉山組呈明顯的斷層接觸。
第四系分布于工作區(qū)內(nèi)各沖溝及兩側(cè)中,為沖積物、坡積物和冰積物等。
礦區(qū)褶皺不發(fā)育,礦區(qū)內(nèi)地層呈單斜產(chǎn)出,下石炭統(tǒng)地層傾向北東(30°~50°),傾角45°~75°,侏羅系地層傾向北東(25°~50°),傾角30°~45°,二者呈斷層接觸。
礦區(qū)內(nèi)有三組斷裂構(gòu)造,一組為北西向的壓扭性斷裂(F1、F2、F3、F5),一組為近東西斷裂,另一組為北東向的平推斷層(F4)。這三組斷裂與區(qū)域構(gòu)造線方向基本相同。
北西向壓扭性斷裂F1、F2、F3 發(fā)育在侏羅系地層與石炭系地層的接觸帶,使侏羅系地層與石炭系地層呈斷層接觸。在PD2洞口,明顯可見(jiàn)有擦痕的斷層面,斷層面產(chǎn)狀為40°∠75°。在PD1 坑道內(nèi)侏羅系碳質(zhì)頁(yè)巖夾在安山巖與凝灰質(zhì)砂巖中間,呈斷層接觸,斷層產(chǎn)狀為30°∠55°。F5 分布在下石炭統(tǒng)地層的安山質(zhì)凝灰角礫巖與凝灰質(zhì)砂巖的接觸帶上,呈明顯的構(gòu)造蝕變破碎帶,該帶內(nèi)巖石具明顯的角礫巖化,同時(shí)見(jiàn)有硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、褐鐵礦化,同時(shí)伴隨有明顯的銅礦化,帶內(nèi)賦存V2 號(hào)礦體。
近東西向斷裂為該區(qū)早期斷裂,斷裂帶蝕變強(qiáng),具綠泥石化、硅化、褐鐵礦化等蝕變現(xiàn)象,局部見(jiàn)有孔雀石、輝銅礦,為容礦構(gòu)造。礦區(qū)內(nèi)的Ⅵ號(hào)礦體即明顯的反應(yīng)了近東西向斷裂礦化和蝕變特征。
北東向平推斷裂F4 由于地表覆蓋,未見(jiàn)明顯的斷裂痕跡,只是根據(jù)斷裂兩側(cè)的地層分布及地層產(chǎn)狀的明顯差異推測(cè)的。
從三組斷裂的關(guān)系來(lái)看,近東西向斷裂形成的較早,被其它兩組斷裂破壞,北東向斷裂形成的最晚,切斷近東西向和北西向斷裂。在施工的探礦平硐中可見(jiàn)規(guī)模很小的壓扭性斷裂及小規(guī)模層間滑動(dòng),這些構(gòu)造為次級(jí)斷裂,規(guī)模小,對(duì)地層和礦體沒(méi)有大的影響。礦區(qū)節(jié)理較發(fā)育,大致可分為三組,產(chǎn)狀分別為:357°∠57°,201°∠45°,233°∠15°。
礦區(qū)內(nèi)未見(jiàn)有侵入巖出露,也未見(jiàn)有巖脈出露,在施工的鉆孔和平硐中也未見(jiàn)有侵入巖和脈巖,礦區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)較弱[2]。
通過(guò)地表槽探和深部鉆探、坑道等探礦工程,根據(jù)化學(xué)樣品分析結(jié)果,全礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)銅礦體7 個(gè)(編號(hào)V1~V7),其中主礦體3 個(gè)(編號(hào)V1~V3),小礦體4 個(gè)(編號(hào)V4~V7),其中V4-V7礦體只有地表工程控制,沒(méi)有深部工程控制;礦體類型均為銅礦體。
銅礦體主要賦存于下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組第三段安山巖與凝灰質(zhì)砂巖接觸帶和安山質(zhì)凝灰角礫巖與凝灰質(zhì)砂巖接觸帶上的構(gòu)造蝕變破碎帶中,礦體一般埋深在0m~250m 之間,最大控制埋深250m,海拔標(biāo)高在3095m~3308m 之間。礦體產(chǎn)狀傾向北東或北北東,傾角在40°~60°之間,少數(shù)大于60°或40°。
礦體形態(tài)復(fù)雜,規(guī)模小,呈脈狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出,一般厚3m~10m,最厚26. 76m,礦體沿走向和傾向延伸較穩(wěn)定,局部有膨大縮小的現(xiàn)象,沿走向一般長(zhǎng)69m~203m,斜深大于250m。在已發(fā)現(xiàn)的3 條主礦體中,礦石品位Cu 平均品位分別為1.89%、1.40%、1.35%,品位變化系數(shù)分別為83.25%、22.88%、82.27%,礦體有用組分分布均勻程度為均勻或較均勻;3 條主礦體中,礦體平均厚度9.78m、6.01m、9.47m,厚度變化系數(shù)分別為816.78%、445.26%、2.43%(由于地表工程和深部工程控制度較低,參與統(tǒng)計(jì)的樣本數(shù)較少,不具代表性),礦體厚度穩(wěn)定程度總體屬不穩(wěn)定型。
該礦床位于高寒山區(qū),在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體中采取了8 個(gè)樣品進(jìn)行了Cu 元素的化學(xué)物相分析,采樣位置由地表到3269m 中段、3230m 中段、3182m 中段、3176m 中段、3124m 中段,分析結(jié)果顯示,只有3176m 中段一個(gè)樣品礦石的氧化率為15.24%,其余樣品礦石的氧化率都>30%;根據(jù)新疆有色金屬研究所所做的阿拉斯坦銅礦選礦試驗(yàn)結(jié)果,礦石中氧化銅/全銅為31.34%>30%。銅礦石的自然類型為氧化礦石。
阿拉斯坦銅礦產(chǎn)于凝灰質(zhì)砂巖和安山質(zhì)凝灰角礫巖與凝灰質(zhì)砂巖接觸帶上的構(gòu)造蝕變破碎帶中,圍巖巖石具有較明顯的蝕變現(xiàn)象和疊加蝕變特征,但是蝕變不均勻。
根據(jù)薄片、光片鑒定結(jié)果,該礦床主要礦石礦物為孔雀石、輝銅礦、斑銅礦,少量黃銅礦、銅藍(lán)、磁鐵礦、褐鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等。
脈石礦物常見(jiàn)的有石英、斜長(zhǎng)石、綠泥石,少量黑云母、綠簾石、絹云母等。
銅礦石的主要結(jié)構(gòu)類型有粒狀結(jié)構(gòu)、細(xì)粒砂狀結(jié)構(gòu)、火山角礫結(jié)構(gòu);微觀結(jié)構(gòu)則有交代殘余結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)等,主要構(gòu)造類型有塊狀、脈狀、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造等礦石主要構(gòu)造類型有塊狀、脈狀、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造。
根據(jù)銅礦石化學(xué)全分析結(jié)果統(tǒng)計(jì):阿拉斯坦礦區(qū)銅礦石氧化物集中在SiO2、A12O3、K2O、MgO、Na2O,其中SiO2的平均含量為61.27%,屬于中性火山巖;K2O(4.64%)>Na2O(2.53%),屬富鉀質(zhì)巖石系列;A12O3的平均含量為14.36%,含量較高,說(shuō)明礦石中富含鋁成分;MgO、CaO 的含量略低于全國(guó)地球元素豐度值,說(shuō)明礦石中酸度較高,石英含量較多; P2O5平均含量較低,說(shuō)明礦石不具有揮發(fā)性。
可見(jiàn)分析結(jié)果中硅、鉀、鋁含量普遍較高,鈦、磷、錳含量普遍較低。其中硅、鈉、鉀、鎂、鋁、鐵、鈣與礦石有相關(guān)性,與礦石中常見(jiàn)的脈石礦物石英、斜長(zhǎng)石、綠泥石,云母成分相吻合,所以礦石化學(xué)成分與礦石礦物組合特征是一致的。
圍巖蝕變較強(qiáng),主要為硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、綠簾石化,少量青盤(pán)巖化。
地表主要銅礦化為孔雀石及輝銅礦化,孔雀石含量不均勻,礦化較連續(xù),礦物含量一般0.1%~0.5%,局部達(dá)到0.8%。深部鉆孔及平硐中局部銅礦化增強(qiáng),主要礦化為孔雀石化、輝銅礦化,少量斑銅礦化、黃銅礦化,孔雀石、輝銅礦含量可達(dá)0.2%~1.5%。
(1)此類礦床在地表經(jīng)氧化形成孔雀石化,斷續(xù)出露,為直接找礦標(biāo)志。
(2)下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組第三段安山質(zhì)凝灰角礫巖與凝灰質(zhì)砂巖是尋找銅礦的直接地層標(biāo)志。
晚古生代裂谷型海陸交互相火山巖-火山碎屑巖-沉積巖建造,富含Cu、Pb、Zn、As、Ag、Bi、Sb 元素組合,形成銅鉛鋅銀(金)的重要礦源層,易于形成層控疊加改造型礦床。
阿拉斯坦銅礦產(chǎn)于下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組第三巖性段安山巖與凝灰質(zhì)砂巖接觸帶及安山質(zhì)凝灰角礫巖與凝灰質(zhì)砂巖接觸帶上的構(gòu)造蝕變破碎帶中。根據(jù)礦石具有粒狀結(jié)構(gòu)、浸染狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造,多種硫化物礦物組合及圍巖具有硅化、碳酸鹽化、綠簾石化、綠泥石化等蝕變特征,結(jié)合礦石光片鑒定結(jié)果,初步認(rèn)為該礦床屬中低溫火山熱液充填交代型,具有多期多階段的特點(diǎn)。礦物的成礦期及成礦階段。
區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)背景顯示北西向斷裂構(gòu)造為本區(qū)的的主要控巖控礦構(gòu)造,控制了區(qū)內(nèi)的中溫?zé)嵋盒豌~礦及鐵礦的分布,為導(dǎo)礦構(gòu)造及容礦構(gòu)造。北西向斷裂既是礦體與圍巖的接觸帶,也是大的巖性單元的接觸帶。
下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組火山巖-火山碎屑巖-沉積巖建造中的各類巖石多數(shù)K2O>Na2O,屬富鉀質(zhì)巖石系列,Cu、Pb、Zn(Au)元素豐度值普遍較高,其中Cu 豐度值為67.67×10-6,為地球克拉克值的1.44 倍,為區(qū)域背景值的2.84 倍,Pb 豐度值為44.60×10-6,為地球克拉克值的2.77 倍,為區(qū)域背景的2.12 倍,Zn 豐度值為104.81×10-6,是地球克拉克值的1.27 倍,為區(qū)域背景值的1.52 倍,表明下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組火山巖-火山碎屑巖-沉積巖建造系巖石組合為銅、鉛、鋅(金)的重要礦源層。
礦區(qū)巖漿巖對(duì)礦床的形成沒(méi)有明顯的作用,但巖漿期后的熱液對(duì)礦體的形成可能有一定的疊加和富集作用。
綜上所述,阿拉斯坦銅礦的礦床成因?yàn)橹械蜏鼗鹕綗嵋撼涮罱淮豌~礦床。
(1)阿拉斯坦銅的形成與下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組地層密切相關(guān),受北西向斷裂構(gòu)造控制,具有多期多階段的特點(diǎn),是構(gòu)造與成礦流體多期次的疊加改造的結(jié)果。
(2)通過(guò)對(duì)礦床的地質(zhì)特征研究和火山巖巖石化學(xué)成分的研究,阿拉斯坦銅中低溫火山熱液充填交代型銅礦床。
(3)孔雀石化是地表最為直接和明顯的找礦標(biāo)志。
致謝
本文根據(jù)江西有色地質(zhì)勘查五隊(duì)新疆尼勒克縣阿拉斯坦銅礦詳查工作成果(2013 年度)整理撰寫(xiě),是該項(xiàng)目全體人員集體工作成果的結(jié)晶,在此致以誠(chéng)摯的謝忱!