赛里木湖地区科克赛铜钼矿地质特征及矿床成因初探

杨硕，马玉周，伊其安（新疆维吾尔自治区地质调查院，新疆乌鲁木齐830001）



赛里木湖地区科克赛铜钼矿地质特征及矿床成因初探

杨硕，马玉周，伊其安
（新疆维吾尔自治区地质调查院，新疆乌鲁木齐830001）

摘要：科克赛铜钼矿位于赛里木湖铜铅锌成矿带，西邻环巴尔喀什湖成矿带，该区发现多处中-小型铜钼矿及铅锌矿。科克赛铜钼矿是近年来发现的斑岩型铜钼矿，本次工作划分4个矿化带，圈定21条矿（化）体。对该矿床成因研究后，初步认为科克赛铜钼矿与晚古生代构造-岩浆活动关系密切，是典型斑岩型铜钼矿，成矿作用发生于晚石炭—早二叠世的岩浆活动，成矿物质来源于加厚下地壳的部分熔融。

关键词：赛里木湖；科克赛；铜钼矿；地质特征；矿床成因

斑岩型铜矿是世界上最重要的铜矿床类型，约占世界铜总储量的50%以上[1]。该类矿床具4大特点：1大2贫3易选4露采，并常伴有Mo，Au，Ag等有益元素可综合利用[2]。西天山赛里木湖地区是新疆重要的多金属成矿带，该区位于天山-兴蒙造山带西部，是我国重要的斑岩型、矽卡岩型铜（钼）矿及浅成低温热液型金矿床的重要产区[3-5]，已发现的矿床有喇嘛苏铜矿、北达巴特铜矿、库尔尕生铅锌矿、新沟铅锌矿点、汗吉尕铅锌矿点、哈尔达坂铅锌矿点、科克赛铜钼矿点等。本次西天山赛里木湖地区铜铅锌矿调查评价过程中发现苏鲁库都克金矿化点、喀腊萨依金矿点、曼托金矿点、果子沟东南磁铁矿点、艾格木达坂锌多金属矿化点等❶新疆地矿局第一区域地质调查大队.新疆西天山赛里木湖地区铜铅锌矿调查评价成果报告，2013。科克赛铜钼矿区位于博乐西南20 km处。调查中对科克赛铜钼矿矿区开展详细的地球物理和地球化学工作，对矿体实施工程控制，确定矿床规模，并对矿床成因进行深入的探讨。

1　地质背景

1.1区域地质特征

研究区大地构造位置主体位于博乐地块，以博尔塔拉大断裂F1为界，南北分别为赛里木地块和阿拉套晚古生代陆缘盆地，西南少部分地区属博罗科努早古生代陆缘弧[6]。区内出露基底地层有下元古界温泉岩群、中元古界长城系特克斯群、中元古界蓟县系库松木切克岩群、上元古界青白口系开尔塔斯群。古生代沉积盖层主要为中泥盆统汗吉尕组、上泥盆统托斯库尔他乌组、下石炭统阿克沙克组、上石炭统东图津河组及科古琴山组、下二叠统乌郎组、上二叠统铁木里克组。研究区岩浆作用较发育，其中古元古代晚期至晚古生代早期岩浆活动极微弱，大规模岩浆侵入发生于海西期，尤其是海西中期，侵入岩分布较广，以花岗岩类为主。海西中期浅成花岗岩类斑岩体与成矿关系密切，如达巴特Cu-Mo矿床铜、钼矿体产于晚石炭世末—早二叠世早期的流纹斑岩内（图1）[7-8]。

图1　赛里木湖地区区域地质矿产图Fig.1 Geological and mineral resources map of Sailimu Lake area 1.前寒武变质基底；2.古生代沉积盖层；3.新生代松散堆积物；4.岩体；5.深大断裂;6.地质时代(前寒武)；7.矿点位置及编号；8.地名；9.湖泊及名称；10.矿区位置

1.2矿区地质特征

矿区位于赛里木地块，为基底隆起区。大地构造位置属伊犁微板块北缘赛里木中间地块汗吉尕坳褶带和艾舒塔斯隆起带北部。矿区出露地层以上泥盆统托斯库尔他乌组为主，主要岩性为深灰色薄层粉砂岩、灰褐色含砾粗砂岩、灰色砂岩夹硅质岩。矿区地层以南倾单斜为主，断裂发育有2组，一组为呈近EW向逆断层，一组为NE向的平移断层。科克赛一带铜钼矿化明显受NE向断裂控制，位于NE向断裂西侧次一级断裂带中。NW向断裂构成区内重要导矿和赋矿构造。褶皱构造以复式背斜构造为主，受后期断裂构造影响明显，产状零乱。矿区侵入岩主要出露石炭纪花岗斑岩，岩体规模较小，呈岩株状产出，后期被少量二叠纪花岗闪长斑岩侵位。铜钼矿化、金矿化与岩体关系极密切，矿体主要产于石炭纪岩体及围岩地层中（图2）。

图2　科克赛铜钼矿矿区地质图Fig.2 Geological map of Kekesai Cu-Mo deposit1.第四系；2.凝灰质砂岩；3.花岗斑岩；4.花岗闪长岩；5.石英脉；6.断层；7.勘探线及编号；8.探槽及编号；9.钻孔及编号；10.铜矿体

1.3矿区地球化学特征

科克赛铜钼矿区圈定1∶5万地球化学综合异常HS-19 1处(图3)，异常元素组合为Cu、Mo，W，Pb，Zn，Au，As，Ag，Sb，具较典型的斑岩型铜矿地球化学特征。该异常主成矿元素异常强度较高，异常规模相对较大，各元素套合关系密切，属矿致异常。矿点附近相应元素都高出背景值几倍至几十倍，主成矿元素最高含量为：Cu 319×10-6、Mo 25.76×10-6、Au 18.88×10-9，与地表矿化一致，表明该区具寻找斑岩型铜矿的前景。

图3　科克赛地区综合异常剖析图Fig.3 Synthetic anomaly profile chart of Kekesai area1.托斯库塔乌组中亚组；2.托斯库尔塔乌组上亚组；3.石炭纪花岗斑岩；4.断裂；5.铜矿点

2　矿床地质特征

2.1矿体特征

矿化带均产于上泥盆统托斯库尔他乌组上段蚀变凝灰岩及侵入该组的花岗斑岩中，依据各矿化体产出的空间位置，划分了4个矿化带，4条矿化带中共圈定矿化体21个，达到工业品位的矿体有5个，分别为Ⅰ3、Ⅰ6、Ⅱ3、Ⅱ5、Ⅲ7号矿体。其中Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3号矿（化）体位于矿区西北部，蚀变凝灰岩带西端。矿体产于黄铁矿化蚀变凝灰岩中，单矿体长60～100 m，厚度不稳定，南北排布，呈脉状、似层状产出，NEE走向，与蚀变凝灰岩走向一致，倾向为NW向（340°），倾角约70°～72°。矿体与围岩无明显界线，铜矿化呈不均匀团块状分布，由TC16探槽控制，长50～100 m，视厚0.3～1 m，Ⅰ2铜矿化体长100 m，视厚1 m，平均品位0.3×10-2；Ⅰ3铜矿体长100 m，视厚1 m，平均品位0.54× 10-2。仅Ⅰ3号达工业品位，其余为低品位矿体。部分矿体属隐伏矿体或盲矿体，由工程钻孔控制，如Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅳ3号钼矿（化）体由ZK0902钻孔控制（图4）。

图4　科克赛铜钼矿矿体剖面示意图Fig.4 Orebody section sketch map of Kekesai Cu-Mo deposit1.托斯库尔他乌组；2.凝灰质砂岩；3.花岗斑岩；4.褐铁矿化/黄铁矿化；5.孔雀石化/黄铜矿化；6.辉钼矿化；7.钼矿体及编号；8.钻孔位置及编号；9.勘探线及编号；10.产状

2.2矿石特征

矿石类型可分为浸染状原生黄铜矿（辉钼矿）、薄膜状次生氧化矿两种，矿石物质成分较复杂，主要金属矿物有：黄铜矿、辉钼矿、黄铁矿、磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、磁铁矿；脉石矿物主要有石英、绿泥石。蚀变凝灰岩及岩体风化后地表呈黄褐色，黄钾铁钒蚀变特征明显，新鲜面晶洞构造发育，见晶形较差的粒状黄铁矿和毒砂矿物。矿石结构自形、自形-半自形、半自形-它形粒状结构，碎裂结构，残余结构等，矿石构造细脉浸染状构造，星点浸染状构造，稀疏浸染状构造，团块状构造等。

2.3围岩蚀变

矿区内受岩体影响围岩发生不同类型的蚀变现象，普遍存在的围岩蚀变为绢云母化、高岭土化、钾化，次为黄铁矿化、褐铁矿化（红化）、黄铁绢英岩化、碳酸盐化，距矿体稍远则出现绿帘石化、绿泥石化。随着围岩蚀变的增强，铜钼（金）矿化随之加强，尤其是围岩中黄铁矿化、褐铁矿化、绢云母化、高岭土化愈强的矿体，其含矿性愈好。据地表矿化蚀变带的分布情况，围岩蚀变具分带性，初步划分为3个矿化蚀变带，由内到外分别为：钾长石化带（内带）→石英-绢云母化带（中带）→硅化或泥化带（外带）。

3　矿床成因探讨

科克赛铜钼矿矿体产出于科克赛岩体中，少量产于围岩凝灰质砂岩中，科克赛岩体主体为花岗斑岩，是具典型斑状结构的酸性浅层小型侵入体。科克赛岩体规模小，出露面积不大，仅为0.16 km2，岩体形态为岩株状，一般认为岩株、岩筒状对成矿有利，铜矿化多集中在岩体顶部，深部以钼矿化为主。矿床受断裂-构造控制，呈带状分布，矿体通常受次级构造控制明显，如岩体与围岩中的微裂隙控制。矿床的围岩蚀变很发育，具明显的规律性水平和垂直分带现象，从中心向外可分为钾长石化带、石英-绢云母化带、硅化或泥化带，矿体主要产于黄铁绢英岩化带中。矿石多具细脉浸染状构造，矿石品位较低，但矿化均匀，矿石以黄铜矿和辉钼矿为主，Cu，Mo为主要可利用元素，同时伴生有少量金矿化现象。据以上矿床地质特征来看，花岗斑岩成矿作用明显，科克赛铜钼矿在时间上、空间上、成因上均与科克赛岩体有关，具典型斑岩型矿床的地质特征。科克赛矿床与世界上典型的斑岩型铜（钼）矿床有许多相似之处，如多位于板块接触带附近等，可与之对比（表3）[9-22]。

目前，对科克赛岩体的时代认识尚未统一，因此对于科克赛铜钼矿床成矿时代认识也不一致。张玉萍等认为科克赛岩体主体为花岗闪长斑岩，二长花岗斑岩侵入其中，花岗闪长斑岩SHRIMP U-Pb测年结果为（317±6）Ma[23]；谢洪晶等认为科克赛岩体以花岗闪长斑岩为主，侵入其中的是少量石英闪长玢岩，在花岗闪长斑岩获得LA-ICP-MS U-Pb年龄值为（299.9±0.61）～（301±0.84）Ma[24]；朱田明等认为科克赛岩体岩石类型为二长花岗斑岩，其锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为（301.9±1.8）Ma[25]；张东阳等获得科克赛花岗斑岩和花岗闪长斑岩锆石LAICP-MS U-Pb年龄分别为（305.5±1.1）Ma和（288.7±

科克赛铜钼矿与花岗斑岩关系密切，含矿地质体与斑岩体的分布具对应关系，已圈定的铜钼矿（化）体均分布于斑岩体及围岩接触带上，斑岩体是主要成矿母岩，成岩成矿应属同源。对科克赛岩体地球化学特征研究表明，岩石具埃达克质岩的特征[25]，虽然并非所有埃达克质岩都能成矿，但埃达克质岩与斑岩型铜钼矿床有密切关系，对寻找斑岩型矿床有重要指示意义。科克赛岩体属高Sr低Y型花岗岩[29]，岩浆可能是在高压下形成，深度大于40 km，来源于加厚下地壳的底部。同时，科克赛岩体Sr-Nd同位素的研究表明，具较低的锶初始比值和较高的钕初始比值[25]，与中国多数斑岩型矿床容矿斑岩的锶初始比值为0.704～0.709的特征相一致[30]，多与EMI的初始锶接近，源区应为新增生的地壳。1.5）Ma（尚未发表）。本次工作认为花岗斑岩为科克赛岩体主要岩石类型，后期侵入花岗闪长斑岩，成矿作用与花岗斑岩结晶年龄大致相同。综合前人对岩体年代的研究，科克赛铜钼矿成矿作用应发生于晚石炭—早二叠世，研究表明该时期西天山地区处于古亚洲洋闭合，主碰撞造山末期及之后的后碰撞初期阶段[26-28]。

表1　科克赛铜钼矿床与典型斑岩铜矿床对比Table 1 Contrast of Kekesai copper deposit and the typical porphry copper deposit

4　结论

新疆赛里木湖地区科克赛铜钼矿与科克赛岩体关系密切，具典型斑岩型铜钼矿的矿床地质特征。成矿作用发生于晚石炭—早二叠世，成矿构造背景为古亚洲洋闭合，陆陆碰撞末期及后期碰撞环境。科克赛岩体具埃达克质岩特征，成岩与成矿同源，成矿物质来源于加厚下地壳的部分熔融。科克赛铜钼矿位于环准噶尔斑岩铜矿带，西邻环巴尔喀什湖斑岩铜矿带，同属中亚成矿域，理论上具较好成矿背景，已发现喇嘛苏、北达巴特等多处矿点。Cu、Au等亲铜元素一般存在地幔中，下地壳Mo丰度较高，对Cu，Au成矿不利，科克赛岩体的源区为加厚下地壳的部分熔融，因此后期工作可加强岩体深部钼矿的寻找。

参考文献

[1]张洪涛,陈仁义,舒思齐.中国大陆斑岩铜矿若干问题[J].矿床地质,2013,32(4):672-684.

[2]翟裕生,姚书振,蔡克勤.矿床学[M].地质出版社,2011.

[3]陈毓川,刘德权,唐延龄,等.中国新疆战略性固体矿床大型矿集区研究[M].北京:地质出版社,2007.

[4]王志良,毛景文,张作衡,等.西天山古生代铜多金属矿床类型、特征及其成矿地球动力学演化[J].地质学报,2004,78(6):836-847.

[5]王京彬,徐新.新疆北部后碰撞构造演化与成矿[J].地质学报, 2006,80(1):23-31.

[6]潘桂棠,肖庆辉,陆松年,等.中国大地构造单元划分[J].中国地质, 2009,36(1):1-28.

[7]张作衡,王志良,陈伟十,等.西天山达巴特斑岩型铜矿床流体地球化学特征和成矿作用[J].岩石学报,2009,25(6):1310-1318.

[8]唐功建,陈海红,王强,等.西天山达巴特A型花岗岩的形成时代与构造背景[J].岩石学报,2008,24(5):947-958.

[9]陈建平,唐菊兴,丛源,等.藏东玉龙斑岩铜矿地质特征及成矿模型[J].地质学报,2009,83(12):1887-1900.

[10]郭利果,刘玉平,徐伟,等.SHRIMP锆石年代学对西藏玉龙斑岩铜矿成矿年龄的制约[J].岩石学报,2006,22:1009-1016.

[11]马鸿文.论藏东玉龙斑岩铜矿带成岩成矿物质来源[J].现代地质, 1988,(4).

[12]姜耀辉,蒋少涌,凌洪飞,等.陆-陆碰撞造山环境下含铜斑岩岩石成因——以藏东玉龙斑岩铜矿带为例[J].岩石学报,2006,22(3): 697-706.

[13]孟祥金,侯增谦,高永丰,等.西藏冈底斯成矿带驱龙铜矿Re-Os年龄及成矿学意义[J].地质论评,2003,49(6):660-666.

[14]孟祥金,侯增谦,李振清.西藏驱龙斑岩铜矿S,Pb同位素组成:对含矿斑岩与成矿物质来源的指示[J].地质学报,2006,80(4):554-560.

[15]杨志明,侯增谦,宋玉财,等.西藏驱龙超大型斑岩铜矿床:地质、蚀变与成矿[J].矿床地质,2008,27:279-318.

[16]杨志明.西藏驱龙超大型斑岩铜矿床—岩浆作用与矿床成因[D].中国地质科学院,2008.

[17]陈宣华,杨农,陈正乐,等.哈萨克斯坦阿克斗卡超大型斑岩型铜矿田地质特征与成矿模式[J].地质力学学报,2010,16(4):315-325.

[18]李勇,陈宣华,董树文,等.哈萨克斯坦阿克斗卡特大型斑岩铜矿床成矿时代与剥露历史研究[J].地质学报,2012,86(2):11-19.

[19]李光明,秦克章,李金祥.哈萨克斯坦环巴尔喀什斑岩铜矿地质与成矿背景研究[J].岩石学报,2008,24(12):2679-2700.

[20]申萍,周涛发,袁峰,等.环巴尔喀什-西准噶尔成矿省矿床类型、成矿系统和跨境成矿带对接[J].岩石学报,2015,31(2):285-303.

[21]瞿泓滢,裴荣富,梅燕雄,等.国外超大型-特大型铜矿床成矿特征[J].中国地质,2013,40(2).

[22]侯增谦,莫宣学,高永丰,等.埃达克岩:斑岩铜矿的一种可能的重要含矿母岩——以西藏和智利斑岩铜矿为例[J].矿床地质，2003,22(1):1-12.

[23]张玉萍,王瑞,王德贵.新疆博乐科克赛花岗闪长斑岩锆石SHRIMP U-Pb定年及找矿意义[J].新疆地质,2008,26(4):340-342.

[24]解洪晶,武广,朱明田,等.新疆西天山科克赛岩体成因及找矿意义[J].矿床地质,2010,29(9):452-453.

[25]朱明田,武广,谢洪晶,等.新疆西天山科克赛岩体年代学、地球化学及地质意义[J].岩石学报,27(10):3041-3054.

[26] Tang GJ，Wang Q，Wyman DA，et al.Geochronology and geochemistry of Late Paleozoic magmatic rocksin the Lamasu-Dabate area，northwestern Tianshan(west China)：Evidence for a tectonic transition from arc to post-collisional setting[J].Lithos,2010, 119:393-411.

[27] Sun LH，Wang YJ，Fan WM，et al.Post-collisional potassic magmatism in the Southern Awulale Mountain，western Tianshan Orogen：Petrogenetic and tectonic implications[J].Gondwana Research，2008,14:383-394.

[28]张作衡,王志良,左国朝,等.西天山达巴特矿区火山岩的形成时代、构造背景及对斑岩型矿化的制约[J].地质学报,2008,82(11): 1494-1503.

[29]段士刚.新疆西天山赛里木微地块区域成矿规律与找矿方向[D].中国地质大学(北京),2011.

[30]冷成彪,张兴春,陈衍景,等.中国斑岩型铜矿与埃达克(质)岩关系探讨[J].地学前缘,2007,14(5).

Key word:Sailimu Lake;Kekesai;Cu-Mo deposit;Geologic characteristic;Genesis of ore deposit

Geological Characteristics and Genesis of Kekesai CopperMolybdenum Deposit in Sailimu Lake Area, Xinjiang

Yang Shuo,Ma Yuzhou,Yi Qian （Geological Research Academy of Xinjiang,Urumqi,Xinjiang,830000,China）

Abstract:Kekesai Cu-Mo deposit is located in the Sailimu Lake Cu-Pb-Zn metallogenic belt,West of Ring Lake Balkhash metallogenic belt,many medium-small scale Cu-Mo deposit and Pb-Zn deposit had been found in this area.Kekesai Cu-Mo deposit is a porphyry-type deposit that has been found in recent years.It has been divided into four mineralized belt and twenty-one orebody according to our works.Through our study and analysis on Kekesai Cu-Mo deposit,we make a preliminary conclusion that Kekesai is a typical porphyry-type copper molybdenum deposit which closely relate with late Paleozoic tectonic-magmatic activities.Mineralization occurred in the late Carboniferous to early Permian magmatic activity,and the sources of ore-forming materials derived from the partial melting of the thickened crust.

作者简介:第一杨硕（1988-），男，湖北宜昌人，2011年毕业于中国地质大学（武汉）地质学专业，从事区域地质调查工作

收稿日期:2015-09-20

修订日期:2015-11-08;作者E-mail:997783479@qq.com

中图分类号:P618.41；P618.65

文献标识码:A

文章编号：1000-8845(2016)01-124-05

项目资助：新疆西天山赛里木湖地区铜铅锌矿调查评价项目(1212010880201)资助