新疆谢米斯台地区斑岩型铜矿化的发现及其意义

王居里, 王建其, 胡 洋, 涂一安, 王 敏, 令伟伟

大陆动力学国家重点实验室, 西北大学地质学系, 陕西西安 710069

新疆谢米斯台地区斑岩型铜矿化的发现及其意义

王居里, 王建其, 胡 洋, 涂一安, 王 敏, 令伟伟

大陆动力学国家重点实验室, 西北大学地质学系, 陕西西安 710069

继在新疆谢米斯台地区玄武岩中发现自然铜矿化后, 在谢米斯台地区中-酸性次火山岩中发现具有一定规模的斑岩型铜矿化。原生硫化物主要为黄铜矿、黄铁矿和斑铜矿。斑岩型铜矿化主要发育于蚀变的英安斑岩、流纹斑岩和安山玢岩中, 矿化岩石中发育强烈的绿帘石化、绿泥石化、碳酸盐化、硅化, 局部发育泥化。区内斑岩型铜矿化的发现, 表明新疆谢米斯台地区存在两种类型铜矿化, 有望取得铜矿找矿新突破。矿化次火山岩及其下部的浅成侵入体可能是区内斑岩型铜矿床找矿评价的重要目标。

斑岩型铜矿化; 谢米斯台; 新疆

西准噶尔地区是新疆北部近年来斑岩型矿床找矿的重点地区之一, 近年来西准噶尔包古图地区斑岩型铜矿找矿取得重大突破(张锐等, 2006,2010)。前人研究认为, 包谷图铜矿与晚古生代中期浅成-超浅成花岗闪长斑岩密切相关, 属典型的斑岩型铜矿, 也是哈萨克斯坦巴尔喀什斑岩型铜矿带东延至中国境内的例证(张锐等, 2006)。相较而言,位于西准噶尔北缘的谢米斯台地区近年来斑岩型铜矿找矿工作进展不大。申萍等(2010)在新疆西准噶尔地区发现谢米斯台铜矿(后称莫阿特铜矿), 主要是发育于中酸性火山岩中的强烈孔雀石化, 原生金属矿物很少, 主要为黄铜矿、黄铁矿和闪锌矿。此后在莫阿特地区开展了进一步的勘查评价, 但尚未取得明显突破。笔者在承担“十二五”国家科技支撑计划项目过程中, 继首次在新疆和丰县谢米斯台地区玄武岩中发现具有一定规模的自然铜矿化(王居里等, 2013)后, 在地质测量、化探(原生晕)测量及遥感构造解译等综合研究的基础上, 2013年度野外工作中又在谢米斯台地区中-酸性次火山岩中发现具有一定规模的斑岩型铜矿化。该发现为谢米斯台地区进一步开展斑岩型铜矿找矿评价提供了重要线索。本文初步报道所发现的斑岩型铜矿化的特征、探讨谢米斯台地区铜矿找矿前景。

1 矿化区地质概况

矿化发育于谢米斯台中东部布拉特一带(图1)。区内出露的地层主要为前人所划的中泥盆统呼吉尔斯特组, 为一套基性-中性-酸性火山岩、火山碎屑岩组合。这些火山岩和火山碎屑岩常被华力西中期中-酸性侵入体侵入(新疆地矿局区域地质调查大队,1980, 1986)。研究区南侧出露少量下石炭统和布克河组钙质粉砂岩、粉砂质灰岩、泥灰岩等。区内构造以脆性断裂为主, 主要呈近东西向展布, 其次为北西向和北东向。其中近东西向断裂规模最大, 以谢米斯台南坡断裂和谢米斯台北坡断裂为代表, 控制着区内地层的展布方向。在谢米斯台南坡断裂和谢米斯台北坡断裂之间有古火山机构分布。区内侵入岩主要为石英闪长(玢)岩、花岗闪长(斑)岩、二长花岗岩、(斑状)碱长花岗岩、花岗斑岩等, 深成、浅成相均有, 深成相呈岩基产出, 浅成相多呈小的岩株、岩脉状产出。本次工作表明, 前人所划的区内中性-酸性火山岩中有部分是相应成分的次火山岩,本次发现的斑岩型铜矿化即发育于中-酸性次火山岩中。

2 矿化特征

图1 谢米斯台布拉特铜矿化区地质略图(据新疆1:20万和布克赛尔幅和乌尔禾幅地质图修编)Fig. 1 Geological sketch map of the Bulate copper mineralization area in Xiemisitai (modified after 1:200000 Geological Map of Hebukesaier Sheet and Wuerhe Sheet)

2013年度野外工作中在谢米斯台中东部布拉特地区发现的含矿斑岩, 主要是含矿英安斑岩和含矿流纹斑岩, 部分为含矿安山玢岩, 皆属于次火山岩。含矿英安斑岩呈灰色、棕灰色、褐棕色等, 块状构造, 斑状结构, 斑晶主要为斜长石、石英, 粒度0.5～2.5 mm, 基质为致密状隐晶质。含矿流纹斑岩主要呈棕灰色、浅灰色, 块状构造, 斑状结构, 斑晶主要为石英、碱性长石和斜长石, 粒度 0.5～2 mm,基质为致密状隐晶质, 局部见球粒结构。含矿安山玢岩呈棕灰色、灰绿色、褐棕色, 块状构造, 斑状结构, 斑晶主要为斜长石、黑云母和角闪石, 少量石英, 粒度0.5～3 mm, 基质为安山结构。矿化次火山岩均出露于前人所划的中泥盆统呼吉尔斯特组火山岩中, 岩石蚀变强烈, 主要发育绿帘石化、绿泥石化、碳酸盐化、硅化, 局部见较明显的泥化。

新发现的矿化次火山岩分布在约 2.5 km2范围内, 在此范围内共发现具有一定规模的铜矿(化)点25处。在规模较大、连续性好的矿化处进行了1:200矿(化)体剖面测量, 共实测矿(化)体剖面 5条, 总斜距182 m, 矿化出露最宽处斜距达65 m(32个样品控制; 图2)。在每条剖面线上按照2 m间距(个别样品长度超过2 m)用连续拣块法采集化验样品, 每件样品重约2 kg, 共采集铜化验样品99件。经国土资源部西安矿产资源监督检测中心分析化验, 结果表明, Cu品位＞0.1%的样品81件, ＞0.3%的样品44件, ＞1%的样品20件, ＞2%的样品8件, ＞3%的样品4件, 最高品位为3.44%。5条采样线上平均品位分别为 0.22%(12件样品)、0.28%(11件样品)、0.42%(32件样品)、0.76%(6件样品)和1.87%(8件样品)。

含矿次火山岩露头上以明显的绿帘石化和强烈孔雀石化为标志, 矿化范围较大、连续性较好。原生铜矿物主要是黄铜矿、斑铜矿, 少量黝铜矿,呈细-中粒半自形-他形粒状浸染状或细脉浸染状分布(图3a, b, c)。地表矿化中次生变化强烈, 次生矿物主要为黑铜矿、孔雀石(图3b, c, d), 少量蓝铜矿、辉铜矿等。次生富集使部分地表样品的品位明显变高。矿石为细脉浸染状构造, 浸染状构造, 半自形-他形粒状结构, 交代结构。矿化英安斑岩中见原生矿物黄铜矿被黑色粉尘状黑铜矿包围, 再外圈为孔雀石, 构成圈层状构造。初步研究表明, 次火山岩及其中的矿化明显受到区域构造、岩性及其蚀变控制。区内北东向断裂与近东西向断裂交汇部位控制着矿化次火山岩的分布, 中-酸性次火山岩中强烈绿帘石化、绿泥石化、碳酸盐化、硅化与铜矿化关系密切。

3 发现意义

图2 谢米斯台布拉特铜矿化区303线剖面图Fig. 2 Geological section along No. 303 exploration line in the Bulate copper mineralization area, Xiemisitai, Xinjiang

图3 谢米斯台布拉特铜矿化区地表矿石Fig. 3 Copper ore from the Bulate copper mineralization area, Xiemisitai, Xinjiang

本次矿化次火山岩体的发现表明谢米斯台地区确实发育两种类型原生铜矿化——斑岩型铜矿化和火山岩型自然铜矿化(王居里等, 2013)。两种类型原生铜矿化的发现, 对于谢米斯台地区地质演化、成矿特征和成矿规律研究以及找矿评价具有重要的理论意义和实际价值。

谢米斯台位于东哈萨克斯坦—准噶尔成矿省中的成吉斯—塔尔巴哈台—阿尔曼太—麦钦乌拉早古生代Cu、Au、W、Mo、多金属成矿带(杨富全等,2010)内。已有工作成果表明, 谢米斯台地区岩浆活动强烈, 火山岩和侵入岩分布广泛, 岩石类型复杂,断裂构造发育(新疆地矿局区域地质调查大队, 1980,1986); 化探(原生晕)结果显示区内火山岩和侵入岩铜背景值高(王居里等, 2013)、异常明显; 岩相学及岩石地球化学研究表明, 区内火山岩主要为玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩-高硅流纹岩组合, 且酸性火山岩所占比例较高, 总体显示陆缘弧火山岩的岩石组合特征; 区内岩石蚀变(类似青磐岩化)强烈,并且在蚀变的英安斑岩、流纹斑岩和安山玢岩中发育较强烈的铜矿化。因此, 推测谢米斯台地区具备有利的斑岩型铜矿成矿构造环境和成矿地质条件。

区内含矿次火山岩地表原生黄铜矿、斑铜矿和黝铜矿的发现及其次生富集, 预示其深部的浅成侵入体中应该具有较为强烈的原生铜矿化。从矿化次火山岩中发育的蚀变类型及其组合看, 可能相当于或类似于典型斑岩型铜矿化的上部(或外围)蚀变分带(青磐岩化带/硅化和泥化带), 推测其下部可能发育绢英岩化和黄铁绢英岩化带(千枚岩化带)、钾长石化和黑云母化带(钾化带)等。当然这种推测尚需进一步工作证实。

根据已有工作, 笔者认为谢米斯台中东部地区应该具有良好的铜矿床找矿前景。强烈蚀变的基性火山岩分布区是寻找火山岩型自然铜矿化的有利地段; 蚀变的中-酸性次火山岩分布区是寻找斑岩型铜矿化的有利地段, 矿化次火山岩及其下部的浅成侵入体是区内斑岩型铜矿找矿评价的重要目标。后续工作尚在进行之中。

申萍, 沈远超, 刘铁兵, 潘鸿迪, 孟磊, 宋国学, 代华五. 2010.西准噶尔谢米斯台铜矿的发现及其意义[J]. 新疆地质,28(4): 413-418.

王居里, 王建其, 安芳, 杨猛, 宋子升, 令伟伟. 2013. 新疆谢米斯台地区首次发现自然铜矿化[J]. 地球学报, 34(3):371-374.

新疆地矿局区域地质调查大队. 1980. 1︰20万乌尔禾幅区域地质图和调查报告[R]. 乌鲁木齐: 新疆地矿局区域地质调查大队.

新疆地矿局区域地质调查大队. 1986. 1︰20万和布克赛尔幅区域地质图和调查报告[R]. 乌鲁木齐: 新疆地矿局区域地质调查大队.

杨富全, 刘德权, 赵财胜, 柴凤梅, 何国琦, 唐延龄, 肖克炎,刘锋, 刘亚玲, 王晓地. 2010. 中国新疆北部与西部邻区地质矿产对比研究[M]. 北京: 地质出版社.

张锐, 许发军, 赵杰, 张云孝, 佟更生. 2010. 西准包古图呼的合铜矿地质特征、成因及成矿规律研究[J]. 新疆地质, 28(4):385-392.

张锐, 张云孝, 佟更生, 汪疆, 李龙乾. 2006. 新疆西准包古图地区斑岩铜矿找矿的重大突破及意义[J]. 中国地质, 33(6):1354-1360.

SHEN Ping, SHEN Yuan-chao, LIU Tie-bing, PAN Hong-di,MENG Lei, SONG Guo-xue, DAI Hua-wu. 2010. Discovery of the Xiemisitai copper deposit in Western Jungger, Xinjiang and its geological significance[J]. Xinjiang Geology, 28(4):413-418(in Chinese with English abstract).

The Geological Survey Team of the Bureau of geology and mineral resources of Xinjiang. 1980. Regional Map and Report of the Geology for the Wuerhe sheet at the scale of 1︰200,000[R].Urumqi: The Geological Survey Team of the Bureau of geology and mineral resources of Xinjiang(in Chinese).

The Geological Survey Team of the Bureau of geology and mineral resources of Xinjiang. 1986. Regional Map and Report of the Geology for the Hebukesaier sheet at the scale of 1:200,000[R]. Urumqi: The Geological Survey Team of the Bureau of geology and mineral resources of Xinjiang(in Chinese).

WANG Ju-li, WANG Jian-qi, AN Fang, YANG Meng, SONG Zi-sheng, LING Wei-wei. 2013. The First Discovery of Native Copper in Xiemisitai Area, Xinjiang[J]. Acta Geoscientica Sinica, 34(3): 371-374(in Chinese with English abstract).

YANG Fu-quan, LIU De-quan, ZHAO Cai-sheng, CAI Feng-mei,HE Guo-qi, TANG Yan-ling, XIAO Ke-yan, LIU Feng, LIU Ya-ling, WANG Xiao-di. 2010. Contrastive study on geology and mineral resources between the northern Xinjiang and the west adjacent area[M]. Beijing: Geological Publishing House(in Chinese).

ZHANG Rui, XU Fa-jun, ZHAO Jie, ZHANG Yun-xiao, TONG Geng-sheng. 2010. Geological characteristic, origin and mineralization regulation research of Hudehe porphyry copper deposit in Baogutu area western Junggar[J]. Xinjiang Geology,28(4): 385-392(in Chinese with English abstract).

ZHANG Rui, ZHANG Yun-xiao, TONG Geng-sheng, WANG Jiang,LI Long-qian. 2006. Major breakthrough in copper exploration in the Baogutu porphyry copper deposit, western Junggar,Xinjiang, and its significance[J]. Geology in China, 33(6):1354-1360(in Chinese with English abstract).

The Discovery of Porphyry Copper Mineralization in Xiemisitai Area of Xinjiang and Its Significance

WANG Ju-li, WANG Jian-qi, HU Yang, TU Yi-an, WANG Min, LING Wei-wei
State Key Laboratory of Continental Dynamics, Department of Geology, Northwest University, Xi’an, Shaanxi710069

The porphyry copper mineralization with a certain scale was found in intermediate-acidic subvolcanic rocks after the discovery of native copper mineralization in basalts of Xiemisitai area, Xinjiang. The primary sulfides are mainly chalcopyrite, pyrite and bornite. The porphyry copper mineralization occurs mainly in the altered rhyolitic porphyry, dacitic porphyry and andesitic porphyrite, and intense epidotization, chloritization, carbonation and silicification and weak argillation occur in the mineralized rocks. This discovery shows that there are two types of copper mineralization in Xiemisitai area, and it is expected that new breakthrough can be made in further copper prospecting. The mineralized subvolcanic rocks and the hypabyssal intrusive bodies beneath the subvolcanic rocks may be the important targets for the further porphyry copper prospecting in Xiemisitai area.

porphyry copper mineralization; Xiemisitai; Xinjiang

P618.41; P622

A

10.3975/cagsb.2014.03.16

本文由国家科技支撑计划项目(编号: 2011BAB06B01-03)资助。

2014-03-19; 改回日期: 2014-04-04。责任编辑: 闫立娟。

王居里, 男, 1958年生。教授。主要从事矿床学、岩石学研究。通讯地址: 710069, 陕西省西安市太白北路229号。E-mail: jlwang@nwu.edu.cn。