新疆若羌縣紅柳泉銅礦床地質(zhì)特征

孫建濤

世界鎳鉑族金屬的主要來源是與超基性、基性巖有關(guān)的巖漿型Cu-Ni（PGE）硫化物礦床，占世界開采量的50%以上，也是銅礦的主要類型。占我國鎳和鉑族金屬儲量的90%以上，銅金屬量5%以上，來源于與超基性基性巖有關(guān)的巖漿型Cu-Ni（PGE）硫化物礦床。我國自八十年代后期，新疆喀拉通克礦床發(fā)現(xiàn)之后的十余年間，對超基性-基性巖體中巖漿型Cu-Ni（PGE）硫化物礦床的找礦工作尚未有較大的突破。阿爾金南緣斷兩側(cè)分布著大小七十余個超基性、基性巖體，是我國重要而尚未作詳細工作的超基性、基性巖帶，具有良好的成礦地質(zhì)條件，但目前工作程度極低。

1 地質(zhì)背景

礦床位于青藏高原北部邊緣，塔里木地塊與柴達木地塊接合部位，主體位于阿爾金構(gòu)造帶南側(cè)阿爾金南緣斷裂帶中段。大地構(gòu)造位置處在阿爾金南緣深大斷裂以北，按板塊構(gòu)造理論，該斷裂以北屬塔里木板塊一塔里木微板塊-阿爾金陸緣地塊，斷裂以南屬塔里木-塔里木南緣活動帶-祁漫塔格早古生代島弧帶。按槽臺觀點，阿爾金南緣深大斷裂以北屬塔里木地臺阿爾金斷隆，以南為昆侖地槽古爾嗄坳埳及祁漫塔格復背斜。

1.1 地層

區(qū)內(nèi)出露地層有下元古界阿爾金群一套陸源碎屑-火山巖-碳酸鹽巖建造及中酸性深成巖類、上元古界索爾庫里群一套濱海、淺海相碎屑巖-碳酸鹽巖-火山沉積巖組合、古生界奧陶系一套海相碎屑巖及火山巖，夾碳酸鹽巖沉積巖組合、中生界侏羅系葉爾羌群灰色-深灰色-紫紅色礫巖、砂巖和泥質(zhì)巖夾煤線或煤層。

1.2 構(gòu)造

阿爾金南緣斷裂橫貫礦區(qū)，受其影響，區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造十分發(fā)育。主要有阿爾金南緣斷裂、紅柳泉斷裂，及其次級斷裂構(gòu)造。是區(qū)內(nèi)熱液型銅、金礦床的主要控礦構(gòu)造。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖主要沿阿爾金南緣深大斷裂發(fā)育，種類齊全，從超基性-酸性巖均有出露，其中基性-超基性巖體內(nèi)廣泛發(fā)育，多具銅鎳礦化，具有尋找銅鎳硫化物礦床的巨大潛力。

1.3.1 巖體地質(zhì)特征

紅柳泉基性-超基性雜巖體，東西長近50km，南北寬2km～8km，總體走向為北東東向，呈東大西小不規(guī)則橢圓狀沿阿爾金南緣斷裂的南側(cè)產(chǎn)出。巖體與北側(cè)上元古界索爾庫里群碳酸鹽巖、基性火山碎屑巖呈斷層及侵入接觸關(guān)系，南邊被華力西早期花崗閃長巖侵位，西段南邊侵位于加里東晚期花崗閃長巖中；東段南邊被侏羅系葉爾羌群砂礫巖角度不整合覆蓋，西部被第四系殘、沖積物覆蓋。

巖體受阿爾金南緣斷裂長期活動的影響，圍巖蝕變較強，主要表現(xiàn)為輝石纖閃石化、蛇紋石化、綠泥石化；斜長石鈉黝簾石化，以及綠簾石化、硅化、碳酸巖化等。

1.3.2 巖相特征

根椐礦物成分及粒度變化，自北向南可劃分為細粒輝長輝綠巖相、中粒輝長巖相、中粒輝石巖相，自北向南基性程度逐漸增高，巖相分帶具似層狀特征。

細粒輝長輝細巖相：主要由輝長輝綠巖組成，可見較多的輝綠巖脈，巖石中普遍可見黃鐵礦、黃銅礦、多呈半自形細粒，星點狀分布在造巖礦物顆粒向，東部則發(fā)育層狀-似層狀黃鐵礦，厚達1mm～5mm，局部黃鐵礦富集成團塊狀。已發(fā)現(xiàn)的礦（化）體主要產(chǎn)在該巖相帶內(nèi)。

中粒輝長巖相：主要由中粒輝長巖、蝕變輝長巖、輝長偉晶巖（或堆晶巖）組成。零星發(fā)育有黃鐵礦、黃銅礦等，也呈半自形粒狀、星點狀分布于巖石造巖礦物顆粒間，局部有層狀-似層狀黃鐵礦，可見孔雀石化現(xiàn)象，少部分礦（化）體產(chǎn)在該相帶內(nèi)。

中粒輝石巖相：巖石類型有細粒輝石巖、中粒輝石巖、蛇紋石化輝石巖、蛇紋巖、次閃石巖等。

輝長巖：巖石灰綠色，輝長結(jié)構(gòu)、交代蝕變結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分：輝石、纖閃石、綠泥石55%～60%，斜長石、鈉黝簾石40%～45%，少量磁鐵礦、碳酸鹽、石英等。礦物粒度0.5mm～3mm，輝石多被纖閃石、綠簾石、碳酸鹽取代，斜長石多被鈉黝簾石取代。

輝長輝綠巖：輝長輝綠結(jié)構(gòu)、交代蝕變結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分：斜長石50%～55%，多被鈉黝簾石、綠簾石交代，輝石45%～50%，常被纖閃石、綠簾石交代，保留輝石假象。少量磁鐵礦、鈦鐵礦等。

輝石巖：巖石灰黑色、灰綠色，半自形粒狀結(jié)構(gòu)，蝕變交代結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分：輝石大于95%。輝石常被蛇紋石、次閃石、纖閃石和綠簾石交代形成蛇紋巖、次閃石巖、綠簾纖閃巖等多種巖石類型。

1.3.3 巖石化學特征

巖體中各類巖石平均化學成分與國內(nèi)主要含礦巖體巖石化學成分對比。各類巖石中K2O+Na2O+CaO＞Al2O3＞K2O+Na2O，均屬正常成分類型。（Na2O+K2O）含量相對較高，圖解多落入堿質(zhì)區(qū)與喀拉通克巖體較相似；m/f值0.5～2.8，巖體總體屬于鐵質(zhì)超基性、基性巖，對成礦有利（李文淵1996）。里特曼組合指數(shù)δ=0.26～2.6（里特曼1957），為富鈣貧堿類型。

各類巖石中MgO/FeO值在0.5～3之間，成因判別為幔源巖漿。根據(jù)固結(jié)指數(shù)（久野1957）不同顯示輝石巖、輝長輝綠巖分異程度比輝長巖分異程度高，成礦條件更有利，已發(fā)現(xiàn)的礦化體也證實這一判斷。根據(jù)CaO-MgO-Al2O3紅柳泉巖體與金川、紅旗嶺等同屬拉斑玄武巖漿系列。根據(jù)里特曼—戈蒂里圖投影，紅柳泉巖體形成的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境屬造山帶，與金川、赤柏松、力馬河等巖體同屬大陸裂谷型。

1.3.4 扎瓦里茨基數(shù)據(jù)特征

巖石化學成分和圖解具如下特征：

（1）礦區(qū)各類巖石多屬正常系列，僅個別為鋁過飽和。發(fā)生鋁過飽和的巖石1個是花崗閃長巖，鋁過飽和不是Al2O3含量高，而是CaO 含量顯著偏低，Na2O、K2O含量稍顯偏低所致，顯然是巖石中缺乏含鈣組分礦物所致。

（2）投影點在SB軸兩側(cè)分布明顯的不對稱性，即大多數(shù)為c＞a，隨著基性程度的升高（b值增大），各投影點有規(guī)律的漸近SB軸，即隨著a、c值下降，逐漸趨于相等。

（3）圖解中投影點分布比較均勻，連續(xù)性比較好，同類巖石投影點無明顯差異，反映出巖體較為完善的分異作用及巖石化學成分一致性，說明它們屬同源巖漿分異作用的產(chǎn)物。

（4）GSB面中的向量P 與SB軸夾角上部大而下部小，反映出隨著基性程度增加，MgO含量逐漸升高。

（5）GSB面中向量P2與SB軸夾角，向下有逐漸變小趨勢，反映出在基性程度高的巖相中，Na2O/K2O比值逐漸增高。

1.3.5 稀土元素地球化學

從稀土元素分析結(jié)果和標準分配圖來看，稀土總量變化較大，ΣREE=25.16×10-6～121.17×10-6，反映了不同地幔源區(qū)的特點；輕重稀土分餾特征不明顯，∑Ce/∑Y=0.67～2.81。δEu具負異常特征，δEu=0.06～0.09，與大陸幔源巖漿成因的基性巖稀土分配形式相類似，巖體總體以LREE富集為特征，（La/Yb）n=1.12～14.93，應(yīng)為大陸上地幔部分溶融物質(zhì)來源。國內(nèi)外拉斑玄武巖系列的重要含Cu-Ni（PGE）巖體，REE標準化配分形式也多表現(xiàn)為LREE富集特點（李文淵1996）。

1.4 地球物理特征

區(qū)內(nèi)出露的巖石主要有輝長巖、輝石巖、花崗巖、輝長輝綠巖、黃銅礦化孔雀石化輝長巖、礦化輝長輝綠巖等。

在區(qū)內(nèi)輝石巖、花崗巖、輝長巖的電阻率較高，其值在1063Ω·m～15740Ω·m之間；而礦石、礦化輝長輝綠巖，輝長輝綠巖的電阻率較低，其值在385Ω·m～5287Ω·m之間，算術(shù)平均值為2251Ω·m。區(qū)內(nèi)出露巖石的極化率一般較低，其值在1.0%以下；而礦石、礦化輝長輝綠巖的極化率較高，算術(shù)平均值為8.68%，不同種類的礦化及礦石純度的不同，其極化率變化較大，黃鐵層狀輝長輝綠巖的極化率最高可達49.3%。

區(qū)內(nèi)激電中梯測量剖面反映ηS異常范圍大、幅值高，而且多為復合異常，異常的兩翼梯度一般較大，而且較為對稱。異常所反映的極化體均為低阻高極化體，規(guī)模較大，埋深較淺，其產(chǎn)狀較陡，而且多為成群、成帶分布，而這些低阻高極化體其基本上均與黃鐵礦化、孔雀石化輝長輝綠巖、銅礦體密切相關(guān)。

1.5 地球化學特征

強烈富集Cr、Co、Ni、Cu、Au、As、Sb等元素，其富集系數(shù)、變異系數(shù)較高。地球化學異常明顯與基性-超基性巖及斷裂構(gòu)造有關(guān)。紅柳泉基性-超基性雜巖體中異常規(guī)模巨大，元素組合最為復雜，元素異常套合也很好。元素組合為Cu、Au、Ni、Cr、Co、Zn、Ag、As、Sb、Mo、W，以Cu、Au、Ni、Cr為主。其地球化學特征值。異常濃集中心較明顯，多集中在基性—超基性雜巖體的北部邊緣部分，即輝長輝綠巖和輝長巖出露區(qū)。異常具有濃度分帶和元素水平分帶，從巖體向外，元素組合由Cu、Au、W、Mo-Cu、Cr、Ni、Co、Ag、Au-Au、As、Sb，形成一套由高溫-中溫-低溫熱液元素組合。

2 礦體地質(zhì)特征

在紅柳泉雜巖體中控制近平行展布的銅礦化體17個，長0.4～12km，厚1～7.9m。礦化體均賦存于細粒輝長輝綠巖相內(nèi)，受巖相控制。礦化體以似層狀、脈狀、透鏡狀產(chǎn)出，與圍巖呈漸變過渡關(guān)系。

2.1 主要礦帶特征

（1）K1出 露 長5100m，厚3m～8m，地 表 出 露 標 高4220m～4480m，總體走向75°，南傾，傾角50°～75°，產(chǎn)狀與巖體產(chǎn)狀一致。礦化體以似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，銅品位0.05～0.78%，在其中控制K1-1、K1-2礦體2個。

（2）K2位于K1南80m～400m，近平行產(chǎn)出，出露長12km，厚2m～12m，地表出露標高4280m～4590m，呈似層狀、透鏡狀、脈狀產(chǎn)出?？傮w走向80°，南傾，傾角50°～75°，產(chǎn)狀與巖體產(chǎn)狀一致，是區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的礦化體。銅品位0.05×10-2～0.8×10-2，在其中控制K2-1、K2-2礦體2個。

（3）K4與K2近平行產(chǎn)出，出露長3km，厚1m～15m，地表出露標高4560m～4790m，呈似層狀、透鏡狀、脈狀產(chǎn)出?？傮w走向80°，南傾，傾角60°～85°，產(chǎn)狀與巖體產(chǎn)狀一致。銅品位0.05%～0.79%，在其中控制K4-1、K4-2礦體2個。

2.2 礦體特征

礦體嚴格受礦帶控制，礦體產(chǎn)于細粒輝長輝綠巖相和中粒輝長巖相內(nèi)，與圍巖呈過渡關(guān)系。根據(jù)工程控制、樣品分析結(jié)果，分別在K1、K2、K4礦化體中圈定了K1-1、K1-2、K2-1、K2-2、K4-1、K4-2共6個礦體，其特征如下：

（1）K1-1長1800m，厚0.84m～4m，走向75°，南傾，傾角55°～80°、產(chǎn)狀與礦化體產(chǎn)狀一致，受礦化體產(chǎn)狀控制，以似層狀、透鏡狀產(chǎn)出。礦石多為星點狀、稠密星點狀、斑雜狀、塊狀構(gòu)造。銅品位0.2%～0.43%。

（2）K1-2長1630m，厚0.91m～3m，走向75°，南傾，傾角50°～75°、產(chǎn)狀與礦化體產(chǎn)狀一致，受礦化體產(chǎn)狀控制，以似層狀、透鏡狀產(chǎn)出。銅品位0.24%～0.44%。經(jīng)深部坑道驗證，礦化類型、蝕變特征、賦礦巖石、礦石成因類型與地表相同，差別僅是坑道中氧化作用較弱，礦石品位較地表富。

（3）K2-1長3270m，厚1.6m～5.85m，走向75°，南傾，傾角50°～75°、產(chǎn)狀與礦化體產(chǎn)狀一致，受礦化體產(chǎn)狀控制，以似層狀、透鏡狀產(chǎn)出。礦石多為星點狀、稠密星點狀、斑雜狀、塊狀構(gòu)造。銅品位0.24%～0.58%。

（4）K2-2長1180m，厚2.85m～5.56m，走向75°，南傾，傾角50°～75°、產(chǎn)狀與礦化體產(chǎn)狀一致，受礦化體產(chǎn)狀控制，以似層狀、透鏡狀產(chǎn)出。礦石多為星點狀、稠密星點狀、斑雜狀、塊狀構(gòu)造。銅品位0.36%～0.7%。

（5）K4-1長790m，厚1.77m～4.97m，走向75°，南傾，傾角55°～70°、產(chǎn)狀與礦化體產(chǎn)狀一致，受礦化體產(chǎn)狀控制，以似層狀、透鏡狀產(chǎn)出。礦石多為星點狀、稠密星點狀、斑雜狀、塊狀構(gòu)造。銅品位0.25%～0.5%。

（6）K4-2長540m，厚1.88m～2.65m，走向75°，南傾，傾角60°～75°、產(chǎn)狀與礦化體產(chǎn)狀一致，受礦化體產(chǎn)狀控制，以似層狀、透鏡狀產(chǎn)出。礦石多為星點狀、稠密星點狀、斑雜狀、塊狀構(gòu)造。銅品位0.27%～0.64%。

2.3 礦石特征

2.3.1 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石主要結(jié)構(gòu)為半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、文象結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)。主要構(gòu)造為星點狀、斑點狀、稠密星點狀、浸染狀、塊狀構(gòu)造，次為海綿晶鐵狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、細脈狀構(gòu)造。

2.3.2 礦石成分

（1）礦石礦物組成。區(qū)內(nèi)礦石中普遍發(fā)育有金屬硫化物。區(qū)內(nèi)礦石礦物組成主要分為金屬礦物和脈石礦物，金屬礦物主要有黃鐵礦、黃銅礦，次為鎳黃鐵礦（紫硫鎳鐵礦），次生礦物為孔雀石、褐鐵礦。脈石礦物主要有輝石、斜長石，次為綠簾石、綠泥石、次閃石、蛇紋石、方解石、石英等。主要金屬礦物特征為：黃鐵礦一般呈自形-半自形晶，粒徑＜2mm，呈星點狀、團塊狀、細脈狀產(chǎn)出，在圍巖中呈稀疏星點狀產(chǎn)出在造巖礦物顆粒之間，顯示黃鐵礦是在成巖過程中形成，是巖漿分異的產(chǎn)物；鎳黃鐵礦呈自形-半自形晶與黃鐵礦伴生產(chǎn)出，粒徑＜2mm；黃銅礦一般呈焰狀、乳滴狀產(chǎn)出的黃鐵礦集合體中。礦石中硫化物含量最大可達15%以上。局部金屬硫化物呈層狀產(chǎn)出，以黃鐵礦為主，鎳黃鐵礦次之，少見黃銅礦。金屬硫化物在巖石中形成1mm～30mm厚的硫化物層，多層平行出現(xiàn)。金屬硫化物含量10%～50%，最厚可達5m。

（2）礦石有用組分和伴生有用、有益、有害組分。礦石以含銅為主，經(jīng)綜合評價分析，共（伴）生有金鎳鉑鈀等。K1～K14礦化體中金含量多在0.1×10-6～0.5×10-6，最高可達1.2×10-6，K15～K16礦化體中金含量多在0.1×10-6～1.2×10-6，鎳0.3%～0.7%，且伴生有鉑、鈀，鉑含量最高可達2.69×10-6，鈀含量最高可達3.59×10-6。K17礦化體中金含量0.1×10-6～0.58×10-6，鎳含量0.05%～0.2%，且有鉑、鈀異常顯示。

2.4 圍巖蝕變

圍巖蝕變主要為纖閃石化、蛇紋石化、綠泥石化、鈉黝簾石化、綠簾石化、硅化、碳酸巖化等。

2.5 礦床成因

紅柳泉基性—超基性雜巖體巖相清楚，巖體分異程度高，礦化體均受巖相控制，金屬硫化物與造巖礦物為同生關(guān)系，呈自形-半自形晶，以星點狀、團塊狀、稠密星點狀、浸染狀、似層狀產(chǎn)出，顯示了巖漿中硫化物熔漿與硅酸鹽熔漿的分離作用，是熔離作用的產(chǎn)物，礦床成因類型為巖漿分異型硫化物礦床。

3 結(jié)論

通過對紅柳泉超基性、基性雜巖體成礦條件的分析認為：

（1）紅柳泉巖體處在十分有利于形成基性、超基性巖的大地構(gòu)造環(huán)境和具有形成巖漿型硫化物礦床的優(yōu)越的成礦條件。

（2）紅柳泉巖體具備了形成巖漿型硫化物礦床的巖體及巖石化學條件，特別是輝長輝綠巖相和輝石巖相，巖漿分異較好，對于成礦有利，已發(fā)現(xiàn)的礦化體也證實了這一點。

（3）巖體中礦（化）體的特征充分顯示了巖漿型硫化物礦床的特點。

綜上所述紅柳泉銅礦是巖漿型Cu-Ni（PGE）硫化物礦床，找礦潛力巨大，通過對紅柳泉雜巖體的深入研究，建立找礦標志，成巖及成礦模式，對阿爾金南緣斷裂上同類型巖體的找礦評價具有指導意義。