新疆木壘縣博斯塘東砂巖型銅礦床特征及其成因分析

殷長江

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)大隊(duì)哈密 839000）

1 成礦地質(zhì)背景

調(diào)查區(qū)大地構(gòu)造位于博格達(dá)晚古生代弧后裂陷盆地，成礦區(qū)帶位于準(zhǔn)噶南緣（復(fù)合島弧帶）Cu－Mo－Au－W－Fe－Cr－Mn－RM－硼－沸石－石墨－玉石－磷－鹽類－滑石成礦帶（Ⅱ－4）博格達(dá)（弧后裂陷盆地）Cu－Zn－硼－油頁巖－磷成礦帶（Ⅱ－4－②）。調(diào)查區(qū)早石炭世處于拉張環(huán)境，以基性巖漿活動(dòng)為主，形成本區(qū)南部廣泛分布的下石炭統(tǒng)七角井組玄武巖；晚石炭世本區(qū)地殼逐漸抬升，形成較為動(dòng)蕩的淺海相沉積環(huán)境，表現(xiàn)為上石炭統(tǒng)柳樹溝組砂巖層在本區(qū)中部有一定的延伸；晚石炭世本區(qū)北部中央地塊開始活動(dòng)，以中－酸性巖漿活動(dòng)為主，火山機(jī)構(gòu)發(fā)育，形成上石炭統(tǒng)巴塔瑪依內(nèi)山組中－酸性巖火山巖及晚石炭世酸性巖體；區(qū)域上主要有海相火山熱液型銅礦(西地銅礦)、層控型砂巖銅礦（博斯塘銅礦）等。

2 礦床地質(zhì)特征

博斯塘東銅礦區(qū)出露地層主要為上石炭統(tǒng)柳樹溝組一段凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖夾粉砂巖,可見晚石炭世輝綠巖體出露，地層走向近東西向。兩翼為上石炭統(tǒng)柳樹溝組一段，南翼出露面積較少。

（1）礦體特征

博斯塘東銅礦共見1 個(gè)銅礦體。礦體控制長度700m，礦體厚度為1.9－2.2m。礦體傾向54－57°，傾角71－85°。賦礦巖石為黃鐵礦化、褐鐵礦化、硅化砂巖。銅品位2.32%－2.56%。

（2）礦石特征

礦石的結(jié)構(gòu)以微粒狀結(jié)構(gòu)為主，固溶體分解、交代結(jié)構(gòu)次之；礦石的構(gòu)造主要有稀疏浸染狀、斑點(diǎn)狀、細(xì)脈浸染狀。礦石主要金屬礦物有孔雀石。其次為微量銅藍(lán)、黝銅礦等，脈石礦物為長石、石英、方解石、絹云母等。

（3）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)存在著較強(qiáng)的圍巖蝕變，主要蝕變類型有硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽化，另外在地表氧化帶還存在褐鐵礦化、孔雀石化等。

3 礦床物化探特征

根據(jù)本次1∶5萬水系沉積物測(cè)量成果，礦區(qū)與博斯塘銅礦均位于HS－6 號(hào)綜合異常內(nèi)，以Cu、Ag 異常為主，兼有As、Sb、Hg、Cd、Zn、Pb、W、Mo、B、Bi異常等，其中Cu、Ag、Pb、Zn、Cd套合較好，呈同心圓狀，次為低溫元素Hg、As、Sb 元素也有一定的分帶性。高溫元素W、Bi、Mo 在該綜合異常中雖有一定顯示，但異常規(guī)模、強(qiáng)度不大。以上，反映出異常所在區(qū)域經(jīng)歷了從低溫到高溫的不同類型的成礦活動(dòng)，具有很好的成礦條件。

為了解本區(qū)含礦性及含礦層位，部署了兩條地化剖面及相應(yīng)的激電磁法剖面，根據(jù)地化剖面測(cè)量成果，Cu、Ag、Pb、Zn、Mo 等元素明顯在本區(qū)富集，且相關(guān)性較好。異常寬度150－250 米，地表對(duì)應(yīng)為凝灰?guī)r、含礫凝灰?guī)r及銅礦體。其中Cu 峰值為814ppm，Ag峰值為49.5ppm，Pb峰值為117ppm，Zn峰值為91.2ppm，Mo 峰值為24.6ppm，且各峰值都分布在銅礦體及其附近。

根據(jù)物探剖面的測(cè)量成果，HS－6－1 剖面340－400點(diǎn)段，為低磁、低阻高極化特征，△T值在－10－10nT范圍跳動(dòng)，視電阻率值在0－500Ω·m范圍跳動(dòng)，視極化率值最大為3.83%，對(duì)應(yīng)地表銅礦體，推斷該段異常由地表銅礦體引起。

HS－6－2：該剖面△T 曲線、視電阻率曲線、視極化率曲線均較平直，曲線波動(dòng)范圍較小，曲線未出現(xiàn)明顯異常。

綜上所述，博斯塘東銅礦地球化學(xué)特征、地球物理特征和成礦地質(zhì)條件均顯示，具有一定的找礦潛力。

4 礦床成因分析

晚石炭世早期，博格達(dá)地區(qū)重新進(jìn)入擴(kuò)張機(jī)制，晚石炭世晚期，裂陷盆地轉(zhuǎn)入聚合階段，發(fā)生于晚石炭世末期的華力西構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使包括本區(qū)在內(nèi)的博格達(dá)弧后裂陷盆地褶皺回返而陸殼化，在陸殼化的過程中為形成以陸源碎屑為主的淺海相砂巖型銅礦創(chuàng)造了條件。上石炭統(tǒng)對(duì)柳樹溝組是以陸源碎屑為主的淺海相沉積巖，前人已發(fā)現(xiàn)的博斯塘銅礦和本次新發(fā)現(xiàn)博斯塘東銅礦均位于上石炭統(tǒng)柳樹溝組砂巖中，為淺海相砂巖型銅礦，并對(duì)其成因進(jìn)行了研究，建立了成礦模式，本區(qū)淺海相砂巖型銅礦成因分析如下：

（1）成礦物質(zhì)來源：本區(qū)下石炭統(tǒng)七角井組主要由玄武巖和基—中基的火山碎屑巖組成，根據(jù)下石炭統(tǒng)七角井組地球化學(xué)特征表明，Ni、Co 元素富集，Cu、Zn、Sn、Cd 等元素處于相對(duì)均勻分布狀態(tài)，同時(shí)下石炭統(tǒng)七角井組在區(qū)域上和本區(qū)分布有較多的銅礦床、銅礦點(diǎn)和銅礦化點(diǎn)，因此下石炭統(tǒng)七角井組，為本區(qū)的淺海相砂巖型銅礦提供了最初始的成礦物質(zhì)來源。

（2）成礦元素的風(fēng)化與搬運(yùn)作用：銅元素在基性巖中主要以類質(zhì)同象分布于黃鐵礦、黃銅礦和基性巖其它富含鐵鎂質(zhì)的礦物中，銅元素要從基性巖中風(fēng)化出來，在風(fēng)化的過程中，除化學(xué)方式外，微生物在風(fēng)化中也扮演了重要的角色，如微生物參與的黃鐵礦的風(fēng)化方式:

通過微生物的參與，同樣銅元素也被風(fēng)化，以CuSO4，Cu(OH)2，CuCO3，CuCl2等溶于水中被河流搬運(yùn)，同時(shí)部分銅元素也與有機(jī)質(zhì)結(jié)合形成有機(jī)絡(luò)合物而被河流搬運(yùn)，在銅元素以可溶態(tài)被河流搬運(yùn)的過程中，遇見砂礫和黏土成分時(shí)，一部分銅也被砂礫和黏土吸附，以懸浮態(tài)被河流一起搬運(yùn)，同時(shí)河流中的有機(jī)物也能吸附部分銅元素而搬運(yùn)。

（3）銅元素的沉淀作用：在河流進(jìn)入淺海之前的三角洲中，由于水動(dòng)力條件的減弱，相對(duì)進(jìn)入一個(gè)較穩(wěn)定的沉積環(huán)境，吸附含銅砂礫和黏土開始沉淀，同時(shí)隨著水體中PH值和氧化－還原條件的變化，水溶液中的銅開始沉淀，CuCO3形成孔雀石，F(xiàn)e元素一部分形成褐鐵礦，與砂質(zhì)沉積物一起沉淀，其中部分Cu、Fe元素從水中氧化條件進(jìn)入水下還原條件，在還原微生物的作用下，Cu、Fe 元素銅元從可溶態(tài)再轉(zhuǎn)化為固態(tài)的黃銅礦和黃鐵礦，在一定條件下，從地表水中沉淀一些銅元素，隨著水位條件的變化，和沉積物的加厚，使得含銅沉積物中含銅量進(jìn)一步富集，進(jìn)一步向淺海提供含銅的陸源碎屑物，在淺海的氧化環(huán)境下形成含孔雀石、銅藍(lán)和褐鐵礦等氧化礦物的紫色砂質(zhì)沉積物，在此過程中微生物對(duì)Cu元素有一定的富集作用，因此也形成與沉積環(huán)境相一致的條帶狀，層紋，斑點(diǎn)狀銅礦石，總體含礦沉積物處于淺海氧化環(huán)境。

（4）成巖與成礦作用：沉積物進(jìn)一步壓實(shí)而成巖，有利于成礦，成礦流體來源于地層中的熱鹵水、建造水、孔隙水、上升水，而且成礦流體在成礦地質(zhì)體中運(yùn)移、沉淀，主要由具還原性的流體與早期已形成的紫色氧化環(huán)境下形成的含礦地質(zhì)體進(jìn)行交代作用，形成淺色到紫色的分帶性，銅礦體、礦化體就位于其中的過渡帶，總體位于淺色帶中，形成部分浸染狀結(jié)構(gòu)的銅礦石。

（5）后期改造作用:由于后期構(gòu)造作用和巖漿作用對(duì)淺海相砂巖型銅礦有一定的改造和加富作用，因此形成一些與熱液活動(dòng)有關(guān)的硅化，碳酸鹽化和脈狀礦石。