新疆阿克陶县卡拉库里铜矿床地质特征及成因分析

2016-08-04张霄新疆有色地质工程公司乌鲁木齐830000

新疆有色金属 2016年3期

张霄（新疆有色地质工程公司乌鲁木齐 830000）

张霄
（新疆有色地质工程公司乌鲁木齐 830000）

摘要矿床位于西昆仑腹地，素有“冰山之父”之称的慕士塔格峰西南脚下。大地构造地处华南板块（Ⅳ）的二级单元羌塘微板块（Ⅳ2）中的阿克钦古生代陆缘盆地（Ⅳ22）三级构造单元。通过对卡矿矿床成矿背景、矿床特征及矿石特征分析研究，认为矿床成因为层控碳酸盐型。

关键词西昆仑卡拉库里铜矿层控碳酸盐

卡拉库里铜矿床（以下简称卡矿）位于西昆仑腹地，素有“冰山之父”之称的慕士塔格峰西南脚下。行政区划分隶属阿克陶县布伦口乡管辖。大地构造地处华南板块（Ⅳ）的二级单元羌塘微板块（Ⅳ2）中的阿克钦古生代陆缘盆地（Ⅳ22）三级构造单元。位于西昆仑成矿带南带木吉-布伦口铁（铜）、铜、金矿化为主的多金属成矿亚带。1959年新疆有色冶金局702地质队发现该矿床，1959～1962年勘查评价。对卡矿铜矿床成因，认为该矿床为中温热液碳酸岩脉型铜矿床。1998～1999年，新疆地质局第二地质大队承担《新疆阿克陶县卡拉库里铜（金）矿地质普查及外围找矿》的自治区矿产资源补偿费项目。施工有坑探，获得一定资源储量。该队工作后认为该矿床为矽卡岩型矿床。2006年，新疆地质局第二地质大队在充分收集前人地质普查成果基础上，开展补充勘查工作。于2007年3月新疆地矿局第二地质大队提交了《新疆阿克陶县卡拉库里铜矿普查报告》。探获一定量推断的内蕴经济资源量。2013～2014年，新疆有色地质工程公司控股卡矿公司所持采矿权，并对该矿开展基建探矿工作。笔者有幸参与此项目的野外地质工作及室内资料收集整理研究。并对卡矿的地质背景、矿床特征进行分析研究工作，取得一些成果和认识，现撰文讨论其矿床的成因，为该矿进一步地质找矿提供参考。

1　区域成矿地质背景

1.1地质背景

矿区位于西昆仑造山带西端，大地构造地处华南板块（Ⅳ）的二级单元羌塘微板块（Ⅳ2）中的阿克钦古生代陆缘盆地三级（Ⅳ22）构造单元。出露地层有元古界（Pt）：下元古界布伦阔勒群（PtB）为一套经中深变质岩系，主要岩性为含石榴黑云石英片岩、黑云斜长片麻岩。与赋矿地层奥陶-志留系（O-S）呈断层接触。奥陶-志留系为一套经受绿片岩相变质作用的碎屑岩、碳酸盐，见图1。

图1　区域地质构造简图

区域大断裂为康西瓦超岩石圈断裂，是西昆仑规模最大的主干断裂，位于矿区东南侧，断裂面北倾，倾角70°～80°，具扭性，逆冲性质。该断裂在元古界-新生界均有活动。控制带内的矿产分布及矿化类型。次级断裂构造主要是近北西向的霍什别克断裂，该断裂为奥陶-志留系与下元古界布伦阔勒群的分界断裂。断层面总体向北陡倾（35°∠85°）。

区域侵入岩体主要为求库台斜长花岗岩体，呈300°方向延伸。出露面积480 km2，岩体顺层或穿层侵入奥陶-志留系地层中。岩体内接触到具明显的冷凝边，外接触带常见角岩化、绢云母化及硅化等多种蚀变。伴随着岩浆活动，区内也发育有中酸性岩脉，一般规模不大，主要有石英闪长岩、斜长花岗伟晶岩脉等。但数量少，对矿床影响不大。

1.2成矿地质背景

卡矿地处西昆仑成矿带木吉-布伦口铁（铜）、铜、金矿化为主的多金属成矿亚带，位于昆盖山南坡，东西长百余公里，南北宽20 km。矿带内铜（金）矿床及铜矿化（点）较多，大多分布于布伦口地区，为海相沉积铁碳酸盐岩容矿的铜（金）矿。矿床明显受地层层位、岩性及构造控制。该带铜矿床主要呈两种形式产出：第一种呈似层状、透镜状，主要矿石矿物为黄铜矿、黄铁矿，其与含石英的铁大理岩互层构成明显条纹、条带状构造，显示较好的原始沉积特点。局部地段碳酸盐矿物与硫化物明显重结晶，形成斑杂状构造。典型的代表矿床卡拉玛铜矿；第二种呈矿体主要呈扁透镜状、扁豆状、似脉状，明显受后期挤压构造控制，但是矿体组成与前者一致，并且矿体本身保留很好条纹、条带构造，这些矿床明显受后期挤压构造作用下，使原生沉积矿体变形，并重新定位。典型的代表矿床东大沟铜矿和沙子沟铜矿。

2　矿区地质特征

2.1地层

矿区内出露地层主要有元古界、古生界奥陶-志留系，在沟谷、山坡分布有新生第四系（Q4）松散堆积物。现将矿区地层由老至新叙述如下：

⑴元古界（Pt）:分布于矿区南西部，呈北西向分布，地层北东倾向，倾角在40°左右，普遍为中深变质的糜棱岩，由北向南，混合岩化作用变弱。根据岩性和蚀变矿物的不同，矿区内将元古界地层划分为蚀变长英质糜棱岩（Pt3）、灰绿色糜棱岩（Pt2）、蚀变灰绿色糜棱岩（Pt1）及三个不同的糜棱岩带。

⑵古生界奥陶-志留系（O-S）：灰白色绢云石英千枚岩、变砂岩、灰白色大理岩、炭质绢云千枚岩。

⑶第四系松散堆积物（Q4）：分布于矿区北部山前平缓地带及部分沟谷中。

图2　卡拉库里铜矿矿区地质图

2.2构造

地处NW-SE走向康西瓦和空喀山口深大断裂之间，该两组深大断裂在本区构造发展史上，表现为多期活动。控制着构造单元块体的发展和它们内部次一级断层和褶皱构造的形态、规模和组合。矿区褶皱简单，地层单斜产出，总体倾向北东，倾角60°左右。受区域构造影响区内次一级构造断裂发育，局部断层褶皱倒转，其中控制矿体展布、矿化强度及矿化类型的之一F6逆掩推覆断层，该断层倾向南西，倾角60°～70°，向西南方向有分叉，发育于大理岩与千枚岩接触面。地表宏观上特征明显，断层上盘透镜状蚀变大理岩超覆于千枚岩之上。在断层中明显形成构造破碎带，上下盘岩石破碎，下盘千枚岩褶曲发育。上盘靠近碳酸盐岩一侧岩石破碎、蚀变强烈，主要为矽卡岩化、硅化、白云岩化及绿泥石化。蚀变大理岩中明显伴随铜矿化。

2.3岩浆岩

矿区内岩浆岩出露2处小岩体，岩石类型分别为绿帘石斜黝帘石蚀变岩和超基性岩。

⑴斜黝帘石（Z6）：分布在糜棱岩中，与围岩界线不明显，原岩可能为闪长岩，岩石特征为灰绿色，粒状变晶结构，块状构造，角闪石40%，斜黝帘石50%左右，钛磁铁矿3%左右，其可能与糜棱岩为同一原岩，斜黝帘石岩可能为糜棱岩中残留闪长岩强烈蚀变而成。

⑵超基性岩（∑4，滑石绿泥石蚀变岩）:侵入矿区北东部奥陶-志留系中，呈黑绿色，蚀变强烈，片状构造，绿泥石40%～50%、滑石35%～40%、白云石0～20%，受后期构造叠加作用明显。

2.4蚀变大理岩特征

矿区中部构造带南侧地表圈出两个蚀变大理岩带，编号分别为Mb1、Mb2。以Mb2含矿规模最大。

一号大理岩带（Mb1）:呈一透镜体分布在（O-S）地层中。倾向南西，倾南70°～80°。顶板为灰黑色炭质绢云千枚岩，底板为灰绿色绿泥石英千枚岩。长约500 m，最厚13 m，向南东尖灭，北西端被第四系掩盖。

二号蚀变大理岩带（Mb2）:呈条带状分布在（OS）地层中。上下盘围岩与一号相同，倾向南西，倾角60°～80°。长约1.2 km，最宽60 m。两条蚀变大理岩带沿倾向明显两侧蚀变强，中部弱。沿走向蚀变增强，蚀变大理岩变薄，蚀变主要为矽卡岩化、硅化、白云岩化及绿泥石化。

2.5赋矿围岩类型及特征

赋矿岩石主要为矽卡岩，少量方解石大理岩。矽卡岩多数为石榴石矽卡岩，次有少量绿帘石矽卡岩，两类岩石中都伴有铜矿化，成矿与矽卡岩化有关。方解石大理岩中有少量的金属矿物黄铜矿及黄铁矿等。黄铜矿呈星点浸染状分布在透明矿物粒间，少量黄铁矿与其伴生。

3　矿床地质特征

矿床赋存于古生界奥陶-志留系（O-S）地层中。原岩均为受绿片岩相变质作用海相沉积泥岩、细砂岩及大理岩。矿床矿体容矿岩石为蚀变大理岩，产于构造破碎带强蚀变大理岩一侧，具有一定含矿层位。在Ⅰ、Ⅱ号蚀变大理岩带中共圈出4个工业矿体，编号为Ⅰ、Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3。矿体呈似层状、透镜状、扁豆状。矿体控制最长达842 m，最短50 m，厚一般0.66～3.34 m，最大厚度9.72 m，平均厚2.40 m。最大控制斜深100 m。铜含量一般0.2%～1.69%，最高达3.89%，平均品位0.768%。伴生有益组分，金一般0.1～0.81 g/t，最高可达1.17 g/t，金平均含量0.40 g/ t。银一般1～24.28 g/t，最高可达29.17 g/t，银平均含量9.67 g/t。综合地表槽探工程和深部硐探工程揭露和控制矿体情况来看，矿体向深部厚度和铜品位变化不大。伴生金、银含量也有所增加。

3.1矿体特征

⑴Ⅰ号矿体：位于Ⅰ号蚀变大理岩带中，矿体地表形态呈较规则的条带状，矿体倾向南西，倾角41°～64°。矿体长392 m，真厚度0.68～2.85 m，平均真厚度1.71 m，Cu品位（0.36～1.64）×10-6，平均品位0.73×10-2。

⑵Ⅱ-1号矿体：位于Ⅱ号矽卡岩带中，矿体地表形态呈脉状，矿体倾向南南西，倾角66°。矿体长50 m，真厚度0.66 m，Cu品位0.43×10-2。

⑶Ⅱ-2号矿体：位于Ⅱ号矽卡岩带中部，为矿区主要矿体之一，地表形态呈条带状，矿体倾向南南西，倾角44°～88°。矿体长842 m，真厚度0.98～9.72 m，平均真厚度3.07 m，Cu品位0.2%～1.69%，平均品位0.67×10-2。从深部硐探工程揭露和控制矿体情况来看，矿体沿走向形态有分支复合，尖灭再现。矿体向深部厚度及品位变化规律不明显。

⑷Ⅱ-3号矿体:位于Ⅱ-2号矿体北东侧，矿体地表形态呈脉状，矿体倾向南南西，倾角68°。矿体长50 m，真厚度0.86 m，Cu品位0.85×10-2。

3.2矿石物质组成

3.2.1矿物成分及特征

矿石中金属矿物主要为黄铜矿、黄铁矿；其次是闪锌矿、褐铁矿、孔雀石；脉石矿物主要有石榴石、石英、方解石、绿帘石、绢云母。

黄铜矿：矿石中含量最多的有用矿物之一，呈粒状、不规则团粒状、条带状、团块状等产出。粒径在0.03～0.25 mm之间。

黄铁矿：在矿石中含量变化大，一般常与黄铜矿等矿物共生在一起。多呈自形-半自形粒状分布，粒径（0.01～0.6 mm）。晶体中有时见黄铜矿包裹体。

闪锌矿：在矿石中含量低，主要呈它形粒状分布在脉石矿物粒间或沿裂隙充填。另见与黄铜矿、黄铁矿连生或分布在黄铁矿粒间。

褐铁矿：细-粗粒（粒径0.1～2.0 mm），它形粒状或薄膜状，部分保留黄铁矿假象，为黄铁矿氧化产物。

孔雀石：为原生铜矿物的氧化产物，呈薄膜状分布于矿石裂隙面上。

3.2.2伴生组分元素特征

为了解矿石中伴生组分元素含量，对达到工业品位以上的原矿样品按工程及矿石类型的不同进行了组合样多元素分析，见表1。

矿区铜矿石为主要目的元素，金、银、锌、钼为伴生有益元素，达到了可综合评价的水平。

表1　原矿化学多元素分析　%

3.2.3矿石结构构造

⑴矿石结构。①自形-它形粒状结构：黄铜矿、黄铁矿等呈细粒状或粒状集合体（少量）形式分布在矿石中；②交代结构：黄铜矿、黄铁矿被氧化形成褐铁矿、孔雀石，褐铁矿部分保留有黄铁矿的假象或在褐铁矿中保留有部分黄铁矿残晶。

⑵矿石构造。①块状构造：金属矿物和脉石矿物均匀分布；②星点状、浸染状构造：金属矿物呈星点状、浸染状分布在脉石矿物中，自然金呈星点状分布在褐铁矿、赤铁矿周围；③斑杂状构造：黄铜矿沿裂隙集中呈团粒状，与浸染状黄铜矿共生在一起，分布不均匀；④细脉状构造：矿石中黄铜矿、黄铁矿及闪锌矿彼此连生一起沿裂隙呈细脉状或条带状产出。

3.3矿石类型

按矿石的矿物成分、结构、构造划分矿石的自然类型如下：

矿石中黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿等金属硫化物占矿石矿物的92%～97%以上，褐铁矿、孔雀石等次生氧化矿物主要呈薄膜状分布于矿石裂隙面上，在矿石中含量约3%～8%。因此，矿石自然类型属硫化矿石。按矿石的结构构造划分有浸染状、脉状和块状矿石，本矿区以浸染状矿石为主。

4　矿床成因

本矿床发现以来，调查者对其成因说法不一：最早认为碳酸岩脉型，后来认为矽卡岩型，又有人主张复杂层控型。笔者认为，矿床赋矿岩系为原岩海相沉积（炭质）细碎屑岩、碳酸盐岩建造。矿体直接容矿岩石为蚀变大理岩，产于特点层位。在层状大理岩中矿体呈似层状、透镜状，长轴方向平行于岩体走向，产状亦与岩体保持一致，大理岩与矿化构成明显条纹、条带状构造，显示较好的原始沉积特点。化学分析结果表明，大理岩中的铜元素含量，远高于围岩千枚岩。说明大理岩是铜元素初始矿源层。大理岩层的形态明显受构造的改变产生塑性变形，明显在构造带上盘厚大蚀变大理岩一侧，产出厚大的透镜状矿体，矿体厚度和矿石品位就增厚、增高。岩体蚀变增强。矿石矿物分布为团块状、细网脉状，表明断裂构造后期热液上移，使大理岩中的成矿元素发生活化、迁移或携带大量成矿物质，在有利成矿空间富集成矿。且成矿与矽卡岩化及构造关系密切。通过收集分析前人矿区所在区域成矿地质背景、矿床地质特征，结合本次基建探矿工作成果资料，以及对布伦口附近卡拉玛铜矿、东大沟及沙子沟铜矿实地调查、对比研究。认为矿床地处布伦口铁、铜（金）、金多金属成矿带，矿床形成时都具有相同地质背景，产出都具有相似性。矿床受两期成矿作用影响明显，早起热水喷流沉积后，后期构造热液叠加，形成黄铜矿、黄铁矿呈团块状、细网脉状。综合上述，初步认为矿床成因为层控蚀变碳酸盐型矿床。