新疆哈密市梅岭铜矿地质特征及成因

2016-12-21郭军霞木合塔尔扎日高卫宏

西部探矿工程 2016年12期

关键词：矿带梅岭塔格

郭军霞，木合塔尔·扎日，高卫宏

（1.新疆大学，新疆乌鲁木齐830047；2.北京矿产地质研究院，北京100012）

新疆哈密市梅岭铜矿地质特征及成因

郭军霞*1，木合塔尔·扎日1，高卫宏2

（1.新疆大学，新疆乌鲁木齐830047；2.北京矿产地质研究院，北京100012）

梅岭铜矿产在中奥陶统荒草坡群大柳沟组第二—三岩性段中酸性火山岩系内，受火山通道构造与断裂构造复合控制，铜矿体具穿层性，呈近水平似层状矿体和陡倾斜脉状薄矿体2类，是矿头埋深22～40m及其以下的盲矿体。铜矿石为细脉浸染状以及块状矿石。铜矿床类型为中低温火山热液型铜矿。

梅岭铜矿；地质特征；矿床成因；找矿方向

梅岭铜矿区位于吐哈盆地的南缘，是吐哈盆地中的一个古生代的构造隆起。梅岭铜矿产在中奥陶统荒草坡群大柳沟组第二—三岩性段中酸性火山岩系内，受火山通道构造与断裂构造复合控制，铜矿体具穿层性，呈近水平似层状矿体和陡倾斜脉状薄矿体2类，是矿头埋深22～40m及其以下的盲矿体。铜矿石为细脉浸染状和块状矿石。根据该区现已掌握的地质、物化探资料显示该区具有巨大的资源开发潜力。本文在以往工作的基础上，对梅岭开展研究，总结其矿床成因，为卡拉塔格矿区实现找矿突破指明方向。

1 区域地质背景

1.1 构造背景

卡拉塔格(梅岭)铜矿区位于东天山，塔里木地块和准噶尔洋盆的演化与东天山区域构造格局存在密切关系。塔里木地块早在加里东时期增生范围就已扩展到本区。准噶尔大洋在海西早期向南俯冲，东天山地区就形成了晚古生代的沟—弧—盆体系。根据构造性质、火山岩组合以及矿床成因类型，由南往北可分为3个带（图1）。

梅岭铜矿区为吐哈盆地南缘的一个古生代构造隆起。在大地构造位置上，梅岭铜矿区属大南湖—头苏泉晚古生代岛弧带的北部。卡拉塔格南东80km即为土屋—延东铜矿带。

1.2 地层

矿区出露的地层见表1。

1.3 构造

图1 东天山地区大地构造单元分布略图

卡拉塔格属吐哈盆地南缘的大南湖—头苏泉古生代岛弧带北段的一个次级隆起构造单元。南至康古尔深大断裂，向西到达小热泉子一带，向东经大南湖、到镜儿泉以北延出新疆，其属于准噶尔板块的一部分。大南湖—头苏泉岛弧，由北向南逐渐增生，于早泥盆世晚期岛弧逐渐增厚抬升，即早泥盆世为成熟期。卡拉塔格地区属大南湖—头苏泉岛弧带北部的一个次级的隆起构造单元，该区的褶皱、断裂构造等较为发育。发育的断裂构造控制了该地区的岩浆及地层变形；本地区主要为宽缓的褶皱，中小规模的断裂大多为褶皱的伴生产物，后期活动比较强烈。

1.4 侵入岩

卡拉塔格（梅岭）地层划分参见表1。

表1 卡拉塔格（梅岭）地层划分表

1.5 火山岩

卡拉塔格地区的火山活动频繁、强烈，火山岩的分布范围较广。该区中基性、中酸性火山岩从奥陶系至二叠系均有出露，在奥陶系中最为发育，在泥盆系、石炭系中，二叠系中局部出现。

2 矿区地质特征

2.1 矿区地质背景

梅岭铜矿床东部为卡拉塔格矿区，东南为梅岭南铜锌矿床，西侧为红石铜矿。梅岭的铜矿化与火山作用有着密切关系。

2.2 地层

矿区内出露的地层主要为中奥陶统的荒草坡群大柳沟组（O2Hd）火山岩，是一套巨厚海相、海陆交互相火山岩建造。

2.3 构造

该区内的基本构造格局为北西西向的压扭性断裂和近南北向—北北东向的张扭性断裂，及二者复合处环状构造组合是区内火山的喷发活动、火山岩建造形成和分布、岩浆岩侵位和成矿作用的主要原因。

2.4 岩浆活动

该区岩浆活动较强烈、频繁，中奥陶统地层主要是火山岩，志留纪主要以中酸性的岩浆岩侵入为主。

侵入岩以分布于矿区以外南、北两侧的志留纪的英云闪长岩（Sβδο）、花岗闪长岩（Sγδ）为主、次之为位于矿区东北侧的辉长岩（ν42），及中酸性、基性浅成岩。

火山岩矿区的火山岩浆活动强烈，发育有一套巨厚富钠质基性—中性—酸性火山岩，该区域上含矿火山岩剖面的厚度达上万米，其中火山熔岩、火山碎屑岩厚度分别为6118m、1377m，分别占82%、18%。火山岩是钙碱性系列岩石，岩石化学是低铝、钛，富钠贫钾，岩石组合主要为玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩及中酸性火山，其组合类型和近洋一侧的岛弧火山岩相似(据唐俊华等，2006)。

2.5 变质作用与围岩蚀变

矿区含矿火山岩、次火山岩系的围岩蚀变见表2。

2.6 地球化学概况

梅岭铜矿所处的新疆哈密东天山的底坎尔—大南湖，该区Cr-Ni-Co-Cu-V区域地球化学显示异常，该区1∶20万区域化探Ap7号Cu-Zn-Ag-Mn的综合异常显示出该区矿化元素的最高含量为Zn357×10－6，Cu 90.9×10－6。矿区所在卡拉塔格地区2001年通过1∶2万岩屑化探，对该区域化探Ap6、Ap7号异常进行Ⅱ级查证，查明该区中、酸性火山岩系以及酸性次火山岩中的Cu、Zn、Au元素的地球化学背景较高，均方差值比较大，变异系数大多超过1，局部可能有富集成矿的规律性。

表2 该区变质作用与围岩蚀变

2.7 地球物理概况

区内先后投入磁法面积测量、激电剖面测量等物探工作。磁法面积测量成果、高磁测量结果以及已有找矿结果表明：该区相对低的磁异常区的找矿可能性很大（红石、梅岭南及梅岭已有显著的找矿成果），梅岭南与红石、梅岭、碧玉山区段位于同一个地磁盆地内，存在有相同地球物理场，推测可能为同一个成矿带上的不同部位。本区1∶1万大功率激电中梯测量成果表明，矿区梅岭—红石矿段间的激电综合异常为一低阻高极化带。异常成北西西向、北东—北东东向、近南北向的集群出现。视电阻率异常也有同样现象。反映了本区的构造、矿化产出特点是多组方向各异的断裂构造控矿。TEM剖面上部低阻结构层内近水平低阻层状异常处可能为近水平状（厚）的铜矿体的赋存部位，剖面上的陡倾斜异常带或异常边界反映出断裂构造为陡倾斜铜矿脉的产出部位。

2.8 铜镍矿(化)体

梅岭矿床铜矿体23个、锌矿体2个、金矿体4个，以及1个铜矿体的共生锌矿；铜矿体分布情况：梅岭浅部埋深100m以内的C矿带近水平状矿体12个，梅岭深部埋深100m以下的北西西向D矿带陡倾斜矿体9个，红石西部北西西向B矿带西段陡倾斜矿体2个，23个铜矿盲矿体。铜矿体分布于奥陶系的荒草坡群大柳沟组第二、三岩性段的中—酸性火山岩系中。火山通道—火山角砾岩筒和断层—裂隙带约束矿体产出，切穿岩石和地层。各个矿带的矿体密集出现，大致平行产出。矿体形态为似层状、脉状为主。主矿体有M1、M2号2个。M2号铜矿体位于C矿带盲矿体，铜金属量占梅岭矿床资源总量的43.9%，矿体长度205m，宽度480m，真厚度1.80～27.75m，平均厚度10.56m，矿体平均品位0.83%，走向北东，倾向277°～285°，倾角8°～10°。M1号铜矿体：C矿带盲矿体，铜金属量占矿床总量的15.8%，矿体长度340m，宽度315m，平均厚度5.81m，矿体平均品位0.42%，走向北东，倾向335°，倾角14°。

矿床伴生有用组分平均品位：金0.127×10－6，银2.98×10－6，硫4.85%。

3 矿床成因及找矿方向

3.1 矿床成因

梅岭铜矿床工业类型是产在中酸性火山岩、火山角砾岩的断裂带中脉状铜矿。

矿床含矿岩性为奥陶系荒草坡群大柳沟组第二、三岩性段的英安岩、安山岩、沉凝灰岩以及火山角砾岩的一套中酸性火山岩。

梅岭—红石铜矿床受近南北向与北西西向断裂和火山通道的复合构造带控制，铜矿体产在火山角砾岩带、岩筒的边部、顶部的次级断裂破碎带中，矿体具穿层性和成组分带性。矿区各地段不同控矿构造，赋存了不同产状的铜矿带和矿体，构成一个产状复杂组合的矿脉体系。它们分别是，红石地段东部火山角砾岩带边部附近次级断裂中的近南北向A矿带陡倾斜铜矿脉，红石地段西部火山角砾岩筒边部附近次级断裂中的北西西向B矿带陡倾斜铜矿脉，梅岭地段浅部埋深100m以内火山岩筒平缓舌状顶部以及凝灰岩、次火山岩底部层间断裂破碎带的C矿带近水平状铜矿体，梅岭深部火山岩筒边部北西西向断裂带的D矿带铜矿脉。

本矿床是单一矿化主元素的铜矿床，少量锌、金矿化出现在矿区的东西两端，仅在梅岭西端圈出几个独立的锌、金小矿体。铜矿化类型主要是细脉浸染状，块状次之。金属矿物中以中细粒黄铜矿、黄铁矿为主，与石英密切伴生。矿体形态多为似层状、脉状。矿化蚀变以黄铁矿化、硅化、绿泥石化等为主，蚀变分带大致呈垂向分布，上部为石膏化、黄铁绢英岩化，下部为绿泥石—黄铁矿化，横向分布为内带绢云母化、硅化等，外带绿泥石—绿帘石—黄铁矿化—泥化—重晶石化。矿化元素分带大致呈现上金下铜（锌）的垂向分布特点，中部铜、南北部锌（铜）的横向分布，中间铜、两端铜锌的纵向分布，即平面上锌在铜矿边部外侧出现。

梅岭铜矿成因为中低温火山热液型铜矿。

3.2 找矿方向

综上分析，建立梅岭铜矿的找矿模型，参见表3。