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新疆博罗科努山可克萨拉铜矿床地质特征及找矿远景

2016-12-26万阈袁鹏胡志军刘光红

新疆地质 2016年2期
关键词:含矿萨拉矽卡岩

万阈,袁鹏,胡志军,刘光红

(新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第七地质大队,新疆 乌苏 833000)

新疆博罗科努山可克萨拉铜矿床地质特征及找矿远景

万阈,袁鹏,胡志军,刘光红

(新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第七地质大队,新疆 乌苏 833000)

可克萨拉铜矿床位于博罗科努金、铜、铅、锌、磷灰石矿带中西部,通过矿床地质特征分析认为,矿床产于晚泥盆世二长花岗岩体与上奥陶统呼独克达坂组大理岩化灰岩接触带的含矿矽卡岩中,属矽卡岩矿床。含矿矽卡岩及主矿体深部和外围仍有找矿空间,区内找矿前景良好。

可克萨拉;铜矿;地质特征;找矿远景

可克萨拉铜矿床位于精河县南约60 km的博罗科努山主脊可克萨拉一带,2003年新疆地矿局第七地质大队开展1∶5万区调工作时发现铜钼矿点,随后开展矿产勘查工作。王新利等对矿床开展了区域成矿对比研究;顾雪祥、高景刚等对岩体时代进行了研究;高虎等对矿床成矿流体特征、稳定同位素特征等进行了研究,认为矿床成因属晚泥盆世矽卡岩型铜矿。本文在以往勘查工作和前人研究成果基础上,对矿床地质特征进行系统总结,进一步分析矿床找矿远景。

1 区域地质背景

矿床大地构造位于科古琴早古生代陆缘弧(图1-a)。区域上出露地层主要有:上奥陶统呼独克达坂组碳酸盐岩建造、上志留统库茹尔组、博罗霍洛山组细碎屑岩建造、上泥盆统托斯库尔他乌组细碎屑岩建造、下石炭统阿克沙克组细碎屑岩建造、二叠系乌郎组陆相磨拉石夹火山岩建造、新近系独山子组湖相碎屑岩建造和第四系。海西期中酸性岩浆活动强烈,NW向博罗霍洛山北坡大断裂见晚泥盆世二长花岗岩复式岩体(呼斯特岩体)侵入呼独克达坂组中,接触带附近具矽卡岩化,发生了铁、铜、铅、锌、金、多金属矿化(图1-b)。

矿床位于博罗科努金、铜、铅、锌、磷灰石矿带中西部,区域上铜、铁、钼、铅锌、金等内生金属矿产,呈与花岗岩类侵入体和区域性大断裂成群、成带集中分布特征。矿床位于西天山重力低异常区梯度带上,重力场总体呈NW向,较平缓,重力值北、西较高,南、东较低,一般-220×10-5~230×10-5m/s2。区域航磁为宽缓的低负磁场区梯度带,磁场值-230~-240 nT,对应于花岗岩体与地层接触带。区域上Cu,Pb,Zn,Au,Ag,As,Sb等元素多呈高背景和异常分布于花岗岩体外接触带地层中,W,Sn,Mo,Bi等元素多呈高背景和异常分布于岩体及内接触带附近,异常与金属矿产分布吻合①新疆地矿局第七地质大队.新疆精河县可克萨拉铁铜矿详查报告,2015。

2 矿床地质特征

2.1 地质特征

矿床位于呼斯特岩体东南缘与呼独克达坂组灰岩接触带附近(图2)。呼斯特岩体呈NW向长条状岩基产出,具被动侵位特征。接触面外倾,呈锯齿状,接触带附近具不均匀矽卡岩化、硅化、大理岩化等[1]。主要岩石类型为黑云母二长花岗岩、花岗闪长岩、正长花岗岩和少量石英闪长岩、闪长玢岩。岩体中见大量微-细粒塑性长英质暗色包体。据主量元素分析成果(表1),岩石类型SiO2平均65.37%~ 72.90%,K2O+Na2O平均7.56%~8.10%,K2O/Na2O平均1.16~1.38,Al2O3平均13.16%~15.61%,A/CNK平均0.97~1.15,A/NK平均1.17~1.32,里特曼指数σ= 1.36~3.45,平均2.43,属富碱富钾钙碱性系列准铝质-弱过铝质花岗岩①。岩体稀土元素总量较高,为轻稀土富集型,∑LREE/∑HREE=6.44~23.80,(La/Yb)N=5.45~50.37,(La/Sm)N=3.24~10.00,(Gd/Lu)N= 0.88~3.62,δEu=0.09~0.84。具显著铕负异常和微弱铈负异常,Eu/Eu*=0.09~0.66,平均0.45;Ce/Ce*= 0.72~1.00,平均0.95①新疆地矿局第七地质大队.新疆精河县可克萨拉铁铜矿详查报告,2015。Th,U和大离子亲石元素(LI⁃LE)Rb,K相比较富集,高场强元素(HFSE)P,Nb,Ta,Ti相对亏损。具明显的Ba,Sr,Ti等元素负异常和轻微的Zr,Hf元素正异常②高虎.新疆精河艾木斯呆依-可克萨拉铁铜矿床地球化学特征及成因探讨,2013。岩体成因属I型花岗岩,岩浆来源于洋壳俯冲过程中的部分熔融,有少量地壳物质混入,属壳幔混源①。岩体中黑云母二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(368.0±3.6)Ma[2],石英闪长岩锆石SHRIMP U-Pb年龄为(365.3±2.8)Ma[3],属晚泥盆世。

图2 可克萨拉铜矿平面地质图Fig.2 Geological plane map of Kekesala copper deposit1.第四系残坡积物;2.灰白色厚层状、块状微晶灰岩;3.黑云母二长花岗岩;4.大理岩化灰岩;5.矽卡岩化带;6.铜矿体;7.实测及推测地质界线;8.方铅矿化/闪锌矿化;9.绿泥石化/绿帘石化;10.赤铁矿化/磁铁矿化;11.孔雀石化/黄铜矿化;12.黄铁矿化/辉钼矿化;13.铁镁质包体;14.磁异常;15.激电异常

表1 可克萨拉铜矿区岩体主量元素含量表Table 1 Composition table of major element from the granite mass in Kekesala copper deposit 单位:%

矿床位于蒙马拉勒复背斜核部,中心出露呼斯特岩体,南部呼独克达坂组形成一个轴向近SN向的背斜,东翼产状140°∠55°,西翼230°∠58°。矿区内节理、裂隙较发育,长几十厘米至数十米,宽几毫米至几厘米,局部充填石英、方解石细脉,多发育于岩体中。岩体与围岩(呼独克达坂组灰岩)接触带部位形成矽卡岩,矽卡岩主要类型为石榴石矽卡岩、石榴石透辉石矽卡岩等。外接触带灰岩具大理岩化,局部强烈处形成大理岩,内接触带岩体中局部形成褐铁矿化带。矽卡岩带规模较大,局部被冰碛物覆盖,总体呈近EW向半环状产出,长大于8 km,宽2~30 m。矽卡岩具不均匀赤(镜)铁矿化、磁铁矿化、黄铁矿化、黄铜矿化、辉钼矿化、孔雀石化、褐铁矿化等,矿化强烈处形成矿体。岩体与围岩接触带附近发育角砾岩,地表和钻孔中均可见,整体呈岩筒状,宽50~ 80 m,长大于200 m。角砾主要为大理岩,少量灰岩、二长花岗岩和矽卡岩,大小不等,最大达1 m以上。角砾胶结物主要为碳酸盐和方解石脉,个别钻孔可见含铜赤铁矿,成因为与岩浆上侵(斑岩)有关的隐爆角砾岩。

2.2 地球物理、地球化学特征

1∶5万航磁在矿床及外围圈定一处负背景场中的局部高磁异常,极大值大于100 nT(图3)。1∶5 000地面高精度磁测圈定高磁正异常13个,多伴生有负磁异常。向下延拓50 m,高磁异常的正、负极值显著增大,对矿(化)体和含矿矽卡岩位置反映较清晰,其中特高磁异常主要是(铁)铜矿体,中等高磁异常为黄铜矿化或辉钼矿化矽卡岩,特低负磁异常主要是(铁)铜矿体和含矿矽卡岩。

1∶5万水系沉积物测量在矿床及外围圈定多处Au,Ag,Cu,Pb,W,Mo,Bi等元素综合异常,其中Cu极大值615×10-6(图3)。1∶1万地化剖面和1∶2万土壤测量查证显示,异常重现性良好,元素组合主要为Pb,Zn,Cu,Ag,W,Bi,Sb,As,Au,多与含矿矽卡岩套合,其中Au最大值729.4×10-9,Cu最大值632.1×10-6。

图3 可克萨拉铜矿物化探异常图Fig.3 Anomalies map of geophysical and geochemical exploration in Kekesala copper deposit

2.3 矿体特征

矿床共圈定含矿矽卡岩6个,矿体赋存于含矿矽卡岩中,呈脉状、透镜状、囊状产出,走向随矽卡岩变化,总体倾向SE向,倾角50°~80°。圈定矿体14个,其中铜矿体8个,铁矿体1个,钼矿体2个,铁铜矿体1个,钼铜矿体1个,多金属矿体1个,L2、L2+1为主矿体。L2矿体呈似层状、脉状分布于SK2含矿矽卡岩中部的北西段,属被掩埋矿体,地表露头被厚20 m的第四系冰碛物覆盖,长约450 m,延深80~ 210 m,埋深20~170 m,厚0.60~21.7 m,平均厚5.2 m;单工程铜品位0.4%~4.7%,平均0.83%,局部伴生铁、铅锌、银、钼。L2+1矿体呈似层状、脉状分布于SK2含矿矽卡岩中部的南西段,主要为盲矿体或被第四系冰碛物掩埋,南东部地表有少量露头,长约420 m,延深150~290 m,埋深20~330 m,厚0.20~ 42.5 m,平均厚6.0 m;单工程铜品位0.4%~7.0%,平均0.87%,伴有生铁(图4)。主矿体品位变化均匀。矿区个别钻孔深部岩体中硅化、绢云母化、绿泥石化、钾长石化较强,可见视厚较大的细脉浸染状辉钼矿化和细脉浸染状、星散浸染状黄铜矿化,具斑岩型矿化特征。

矿石自然类型主要为含铜磁赤铁矿、含铜石榴石矽卡岩、磁赤铁矿和少量含铜赤铁矿。以硫化矿石为主,少量氧化矿石和混合矿石。氧化矿石(赤铁矿、褐铁矿、孔雀石、氧化铜等)与硫化矿石(磁铁矿、铜硫化物、铁硫化物等)密切共生。硫化矿石结构主要为他形粒状结构、自形粒状结构和鳞片状结构,氧化矿石结构主要为他形粒状结构、微粒结构、隐晶质-放射纤维结构、交代结构。矿石构造主要为致密块状构造、稠密浸染状构造、稀疏浸染状构造和少量负角砾状构造等。金属矿物主要为黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、磁铁矿、赤铁矿、白铁矿、黄铁矿、镜铁矿、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿;地表氧化矿物为少量褐铁矿、孔雀石和铜蓝;非金属矿物主要为石榴子石、绿帘石、阳起石、绿泥石、钾长石、斜长石、石英和方解石等。

金属矿物和非金属矿物组合及生成顺序具典型矽卡岩成矿2期5阶段,矽卡岩期:(Ⅰ)干矽卡岩阶段,主要形成石榴子石及少量绿帘石等;(Ⅱ)湿矽卡岩阶段,主要形成绿帘石、阳起石,对早期干矽卡岩进行交代;(Ⅲ)氧化物阶段,主要形成钾长石、斜长石和镜铁矿、磁铁矿。石英硫化物期:(Ⅳ)早期硫化物阶段,主要是石英、绿泥石和辉钼矿、黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿等中高温硫化物的形成;(Ⅴ)晚期硫化物阶段,主要是石英、方解石和黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、少量黄铜矿等中低温硫化物的形成,并交代早期硫化物和氧化物。最后,在表生成矿期形成孔雀石和少量辉铜矿、褐铁矿等次生矿物。

图4 可克萨拉铜矿区62号勘探线剖面图Fig.4 No.62 prospecting line profile map of Kekesalacopper deposit1.第四系残坡积物;2.灰白色大理岩化灰岩、灰岩、碳质灰岩、碎裂灰岩;3.黑云母二长花岗岩;4.闪长玢岩;5.矽卡岩化带;6.矿体及编号;7.钻孔位置及编号;8.钻孔方位角及编号

2.4 矿床成因

矿床成矿流体总体属中-高温、中-高盐度、中等密度流体体系,从早到晚,包裹体均一温度(572℃~ 145℃)、盐度(2.2%~36.3%)呈降低趋势,密度(0.41~ 0.94 g/cm3)逐渐增高。计算的矿床成矿压力(40.1~ 156.3 MPa)从早到晚逐渐变小,成矿深度(1.49~ 5.79 km)逐渐变浅,总体具中深成形成环境特点①新疆地矿局第七地质大队.新疆精河县可克萨拉铁铜矿详查报告,2015。

矿床矿石硫化物(黄铁矿和黄铜矿)δ34SV-CDT值为1.3‰~4.3‰,平均 2.7‰,接近于地幔硫,说明硫主要来源于深部花岗岩体①。矿石硫化物样品206Pb/204Pb为 18.178~18.267,平均 18.223;207Pb/204Pb为15.577~15.617,平均15.599;208Pb/204Pb为38.011~ 38.148,平均38.087。H-H模式年龄(243~336 Ma)和μ值(9.43~9.52)变化较小,样品投点于造山带演化曲线和俯冲带铅范围内,表明矿石铅主要为壳幔混合来源,与岩浆作用有关。方解石和大理岩样品的δ13CV-PDB值为-3.2‰~-0.9‰,平均-2.1‰~-1.1‰;δ18OSMOW值为9.7‰~16.7‰,平均11.2‰~15.6‰①。碳同位素位于岩浆来源碳和海相碳酸盐碳间的更靠近海相碳酸盐区域,表明成矿流体中碳可能主要来源于灰岩溶解,部分来源于深部花岗岩体。石榴子石、绿帘石、磁铁矿和石英δ18O H2O值为-1.5‰~7.8‰;δDH2O值为-152.1‰~-65.5‰,表明成矿流体总体为岩浆水与大气降水的混合热液,且由早到晚大气降水逐渐增多①。

矿床产于二长花岗岩体与上奥陶统呼独克达坂组大理岩化灰岩接触带上,接触带普遍矽卡岩化,具典型矽卡岩矿物组合,局部具黄铜矿化为主的多金属矿化并形成矿体,矿床成因属矽卡岩型铜矿床,可与区域上东邻的哈拉尕提铜铁矿床等相类比。

3 找矿远景

矿床位于博罗科努金、铜、铅、锌、磷灰石矿带中西部,东邻发育莱历斯高尔斑岩型钼矿、七兴热液型多金属矿、哈拉尕提矽卡岩型铜铁矿、肯登高尔矽卡岩型铜钼矿等。前人将该区块划为莱历斯高尔矿集区,认为存在与侵入岩浆活动有关的矽卡岩-斑岩-热液脉型铁、铜、钼、金、锑、铅、锌成矿系统[4],成矿地质条件优越。

矿区含矿矽卡岩产状和矿化复杂多变,主要矿体沿倾向局部仍有延伸,特别是深部是否存在第二赋矿台阶,现缺少深部工程探索。矿床勘查评价工作主要集中于含矿矽卡岩中部46~78线,走向上沿含矿矽卡岩的北东和南西延伸地表明显矿化,以往工作仅施工少量钻探工程,见矿不好,由于勘查工程有限,矽卡岩产状和矿化变化情况了解较少,总体含矿性不明。1∶5 000地面高精度磁测向下延拓后,正、负高磁异常明显,对已知矿(化)体和含矿矽卡岩位置反映较好。区内第四系冰碛物覆盖层下岩体中还有较多正负高磁异常未查证,推测可能存在浅表矽卡岩捕虏体型富铜矿体。另矿床角砾岩筒的发育、流体包裹体数据反映的成矿流体减压沸腾现象及个别钻孔中见到细脉浸染状铜钼矿化等,均显示区内有复式花岗岩体中寻找斑岩型铜钼矿的可能。

[1] 万阈,袁永江,袁鹏,等.呼斯特岩体矽卡岩型铜铁矿成矿地质特征及找矿潜力分析[J].新疆地质,2011,29(1):50-54

[2] 顾雪祥,章永梅,王新利,等.新疆西天山可克萨拉-艾木斯呆依铁铜矿床成岩成矿年代学及其地质意义[J].地学前缘,2013,20(6): 195-209.

[3] 高景刚,李文渊,薛春纪,等.西天山可可萨拉铜铁钼多金属矿区石英闪长岩的地球化学、SHRIMPU-Pb年代学及形成环境[J].地质与勘探,2014,50(6):1007-1014.

[4] 王新利,顾雪祥,章永梅,等.新疆西天山博罗科努成矿带岩浆岩时空分布、构造演化与成矿响应[J].地质通报,2013,32(5):774-783.

Ore Characteristics and Prospecting Perspective of the Kekesala Copper Deposit in Boluokenu Mountain,Xinjiang

Wan Yu,Yuan Peng,Hu Zhijun,Liu Guanghong
(1.No.7 Geological Party,BGMERD of Xinjiang,Wusu,Xinjiang,833000,China)

Kekesala copper deposit lies in middle-west of the Boluokenu copper,lead,zinc,Apatite Ore Belt.By analyzing the geological characteristics of the deposit,we draw the conclusion that the deposit occurs in the contact zone skarn of the O3hlimestone intruded by monzonitic granite,which belongs to skarn deposit.There is prospecting space in the deep and periphery of the ore-bearing skarn and the main ore body.There is great potential of ore prospecting in Kekesala copper deposit.

Kekesala;Copper deposit;Geological Characteristics;Prospecting perspective

1000-8845(2016)02-218-06

P618.41

A

2015-03-04;

2015-04-30;作者E-mail:535133670@qq.com

万阈(1979-)男,安徽宁国人,高级工程师,2009年毕业于长安大学,从事地质矿产工作

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