新疆阿勒吞塔格南铜铁矿矿床地质特征及成因初探

夏冬，辛江，孙耀峰，宋松山，王磊，周雄生

（1.新疆地质调查院，乌鲁木齐 830000；2.尉犁县天缘矿业有限公司，新疆库尔勒 841000）

新疆阿勒吞塔格南铜铁矿矿床地质特征及成因初探

夏冬1，辛江1，孙耀峰1，宋松山1，王磊1，周雄生2

（1.新疆地质调查院，乌鲁木齐 830000；2.尉犁县天缘矿业有限公司，新疆库尔勒 841000）

尉犁县阿勒吞塔格南小型铜铁矿床位于塔里木盆地东北缘。通过大比例尺填图、钻探、槽探等工作对阿勒吞塔格南铜铁矿进行了综合评价，认为矿体呈似层状赋存于辉石岩与钾长花岗岩岩体接触带内，受断裂构造控制明显；根据矿床矿化富集特征，划分出岩浆期、热液期和表生期三个成矿期，初步认为该矿床为岩浆热液型矿床。

铜铁矿床；阿勒吞塔格；成矿阶段；成因

阿勒吞塔格南铜铁矿位于塔里木盆地东北缘，属于库鲁克塔格成矿带，是近年新疆天缘矿业有限公司通过地质找矿路线发现的小型铜铁矿床[1]。该区基础地质工作程度较低，新疆地质矿产开发局（1976年）对研究区地层及构造框架进行了厘定[2]；张良连（1990）将该研究区划分为塔里木板块（Ⅰ、Ⅱ级），塔里木陆块（Ⅱ级），库鲁克塔格早古生代前陆盆地（Ⅲ级）[3]。本区成型矿床以铁矿[4]及蛭石矿[5-7]为主，另有铜、铅锌、岩金、砂金、黄铁、石墨矿多呈矿（化）点产出。本次工作主要对阿勒吞塔格南铜铁矿开展成矿地质调查，并结合前人研究成果[8]，初步探讨了矿床成因，以期为区域同类矿床的成矿作用研究提供参考资料。

1 矿区地质概况

矿区出露地层有下元古界兴地塔格群中亚群、下亚群及第四系地层（图1）。兴地塔格群中亚群分布在矿区东部F3断裂的北侧，西侧受岩体侵入与钾长花岗岩呈侵入接触关系，南北两侧为第四系覆盖，出露岩性主要为一套混合片麻岩[9]，夹有大理岩透镜体。下亚群岩性主要为薄层状大理岩夹黑云母石英片岩等。

图1 阿勒吞塔格南铜铁矿矿床地质简图Fig.1 Simplified geologic map of the southern Aletuntagen Cu-Fe deposit

矿区内断裂较发育，分为北西西向（F1）、北北东向（F2）和近东西向（F3）三组断裂。F1断裂为先存断裂，属兴地大断裂的一部分，对地层、构造单元有一定的控制作用，力学性质为左旋张扭性断裂；F2断裂为成矿后断裂，位于研究区西北部，走向北北东-南南西，倾向南东，规模较小，南侧被基性岩脉充填，属左行走滑断裂；F3断裂为成矿期断裂，整体呈近东西向，长大于5 km，宽20～100 m，其为F1断裂的次级断裂，受兴地大断裂（F1断裂）多期次活动的影响，沿钾长花岗岩和闪长岩的接触界面发育而成，为右行压扭性断层。

矿区内岩浆岩主要有泥盆纪闪长岩、钾长花岗岩及石炭纪辉石岩。其中泥盆纪闪长岩（Dδ）岩体以F3断裂为界，发育于矿区南部偏西地区，呈带状沿东西向展布。东侧侵入于兴地塔格群下亚群薄层状大理岩中，其上被第四系覆盖，总体形态不规则。泥盆纪钾长花岗岩（Dξγ）岩体以F3断裂为界，出露在矿区北部，向东侵入兴地塔格群中亚群混合片麻岩中。石炭纪辉石岩（ψι）岩体发育于研究区中东部，是继中细粒钾长花岗岩与闪长岩侵位后形成的，该岩体具有多期次性，后期岩浆基性程度增高，角闪石及铁质含量更高，依据过渡关系可分为：辉石岩—角闪辉石岩—辉石角闪石岩。另外，矿区内辉绿岩脉较为发育。

与成矿有关的围岩蚀变按成因特点可分为两类：一是在动力变质作用下，气液沿构造挤压带（F3）上移，形成了呈带状分布的绿帘石化、绿泥石化、硅化、绢-白云母化等，在空间上与铜矿化关系密切。二与石炭纪基性岩浆侵入活动有关的岩浆分异作用，致使辉石岩局部磁铁矿化。

2 矿床地质

2.1 矿体特征

依托新疆尉犁县国土资源局批准的新疆尉犁县阿勒吞塔格南铜铁矿详查项目，通过对矿床开展大比例尺填图及钻探、槽探等工作，基本查明了矿床地质特征。阿勒吞塔格南铜铁矿赋存于辉石岩与钾长花岗岩岩体接触带内，受F3断裂构造控制，总体呈近东西方向展布，倾向北，倾角较陡（图2），矿带长达2 200 m，宽11～210 m。共圈出1个铜矿体CuⅠ和两个铁矿体（FeⅠ、FeⅡ），其中CuⅠ、FeⅠ为主要矿体（图1），具体特征见表1。

CuⅠ（铜矿体）分布在FeⅠ矿体上盘偏西一侧，与铁矿体为同生异体关系，倾向约350°，倾角约56°，矿体呈似层状，沿走向中间较厚，两侧变小，倾向上逐渐变小至尖灭。矿体平均厚度3.06 m，平均品位0.71×10-2，厚度与品位变化较稳定（图2）。矿石类型主要为构造角砾岩型矿石，岩性主要由辉石岩角砾、绿泥绿帘石化辉石岩角砾和少量钾长花岗岩角砾组成，胶结物主要为同成分的辉石岩细小颗粒。FeⅠ（铁矿体）呈似层状，产状与CuⅠ基本一致。矿体平均厚度12.25 m，平均品位TFe 27.18×10-2，mFe 11.00×10-2。沿走向矿体厚度变化不大，倾向上逐渐变小（图2）。矿石类型主要由辉石岩型矿石组成，次为构造角砾岩型矿石。

图2 阿勒吞塔格南铜铁矿3线剖面图Fig.2 Cross section No.3 in the southern Aletuntagen Cu-Fe deposit

表1 阿勒吞塔格南铜铁矿矿体特征一览表Tab.1 The charaterristics of the southern Aletuntagen Cu-Fe deposit

2.2 矿石质量

2.2.1 铜矿矿石

经光、薄片鉴定，铜矿矿石中的矿物共有三类17种（表2）。矿石矿物的种类相对比较简单，成分较单一，过渡类型（类质同象）矿物较少。矿石中金属矿物主要有黄铜矿、斑铜矿、磁铁矿，次要矿物有黄铁矿、赤铁矿。氧化矿物有孔雀石、褐铁矿等。脉石矿物主要有绢云母、绿帘石、绿泥石等。

表2 铜矿石矿物成分表Tab.2 Mineral composition of the copper ore

主要金属矿物特征：黄铜矿呈铜黄色，少量斑杂状锖色，条痕绿黑色。金属光泽，不透明。黄铜矿是动力变质作用下，构造热液活动的产物。呈浸染状或脉状产出，在矿体中广泛分布，常与黄铁矿、斑铜矿等硫化物共生在一起。

孔雀石含量＜2%，多数不规则纤维状、针状、皮膜状、肾状集合体，呈绿色，玻璃光泽、土状光泽。

黄铁矿呈浅黄铜色，条痕绿黑色，强金属光泽，不透明。性脆，断口不平坦，呈贝壳状，晶形为立方体。黄铁矿是矿体中易见的金属硫化物，在矿石和矿化围岩中均可见到，呈星点浸染状或脉状产出，常与其它金属硫化物伴生，粒径一般在0.5～1.5 mm。呈立方单体或粒状集合体产出，受压力作用发生破碎，被黄铜矿沿裂隙充填胶结。黄铁矿生成时间较黄铜矿、斑铜矿等硫化物均早，是热液活动早期的产物，与铜矿化富集有直接关系。

磁铁矿呈黑色、黑褐色，金属光泽，以他形-半自形颗粒状为主，少量呈自形颗粒，粒径0.05～1.2 mm。为动力变质作用形成，结晶形态好，分布不均匀，与铜矿化有直接关系。

主要脉石矿物特征：绿帘石是铜矿体中常见的脉石矿物。主要分布于矿（化）体中，与Cu矿化紧密连生。呈他形粒状，主要呈脉状产出，部分交代围岩呈浸染状分布。与石英一样，硫化物多与绿帘石连生，并充填在绿帘石颗粒之间。

绿泥石是铜矿体中常见的脉石矿物，在矿（化）体及围岩中广泛分布，是Cu矿化的主要伴生矿物。呈片状分布。后期绿泥石生成于构造热液期。其粒径较大，分布不均匀。与绢云母、石英等脉石矿物一起呈团块状、脉状产出，与Cu矿化关系密切。

绢云母是铜矿体中较常见的脉石矿物。呈鳞片—片状集合体，呈浸染状、团块状分布。其中伴有他形粒状黄铜矿呈浸染状不均匀分布，是部分构造角砾岩蚀变的主要矿物。当绢云母、绿泥石、石英共同出现，往往是构造挤压及热液蚀变发育地段[10]，也是Cu矿化富集部位。当岩石中仅有绢云母或绢云母含量低时，Cu矿化就明显减弱。

2.2.2 铁矿矿石

经光、薄片鉴定，铁矿矿石矿物的种类比较简单。金属矿物主要为磁铁矿、黄铁矿，次要矿物有赤铁矿，稀少矿物有钛铁矿。脉石矿物主要有辉石等。

主要金属矿物特征：磁铁矿为本区磁铁矿石含量最多、分布最广的主要金属矿物。呈黑色、黑褐色，金属光泽，以他形-半自形颗粒状为主，少量呈自形颗粒，粒径0.05～1.5 mm。磁铁矿成因为自变质作用形成，由暗色矿物经交代蚀变为绿帘石、绿泥石时析出的产物，晶形差，呈他形粒状，颗粒大小不均匀，和绿帘石、绿泥石一起均匀分布在辉石岩中。

黄铁矿呈浅黄铜色，条痕绿黑色。强金属光泽，不透明。性脆，断口不平坦，呈贝壳状，晶形为立方体。黄铁矿是矿体中易见的金属硫化物，在矿石和矿化围岩中均可见到，呈星点浸染状，脉状产出，常与其它金属硫化物伴生。黄铁矿呈半自形粒状，粒径一般在0.5～1.5 mm，呈立方单体或粒状集合体产出，受压力作用发生破碎，被黄铜矿沿裂隙充填胶结。

主要脉石矿物特征：辉石是铁矿矿石中主要的脉石矿物，在矿（化）体及围岩中广泛分布。呈短柱状、脉状产出，与铁矿化关系密切。

2.3 矿石结构、构造

2.3.1 矿石结构

晶粒结构：各种金属矿物均呈结晶粒状结构，其中早期磁铁矿呈半自形及他形晶粒结构，而晚期磁铁矿与黄铁矿、黄铜矿和斑铜矿呈自形、半自形晶粒结构。

交代假像结构：褐铁矿交代黄铁矿，褐铁矿交代黄铜矿等硫化物，保留该矿物的外形。

填隙结构：磁铁矿呈不规则粒状较均匀的充填在暗色矿物间隙。

2.3.2 矿石构造

浸染状构造：磁铁矿多具浸染状构造。

细脉浸染状构造：由脉状分布的硫化物和呈浸染状分布的硫化物及后期磁铁矿共同构成细脉浸染状构造。

2.4 矿床综合评价

通过组合分析、光谱半定量分析及化学全分析，对矿区矿石化学成分进行了较系统研究，区内有用矿物组合较简单，除铜、铁外，其伴生有用组分Mo、Co、W、Sn、Ni、Bi、Cd、Mn、Au、Ag、Pb、Zn等均未达规范要求的铜铁矿床伴生组分评价参考含量（表3），无综合利用价值；有害杂质硫、磷等含量均低于指标要求，可满足炼铁、浸铜之需要。

2.5 矿化阶段划分

依据矿化蚀变特征、穿插关系、矿物共生组合及矿物生成顺序等，将矿床分为岩浆期、热液期和表生期三个成矿期（表4）。

（1）岩浆期：为铁矿化最重要的矿化期，根据主要矿石矿物形成的先后顺序及矿物组合，可划分为两个矿化阶段。1）辉石-斜长石-磁铁矿阶段：是辉石岩成岩过程中造岩矿物的初始富集阶段，磁铁矿分布均匀但含量较少；2）绿帘石-绿泥石-磁铁矿阶段：是辉石岩固结后残留岩浆热液作用的成矿阶段，矿化较强。以磁铁矿为典型矿物，极少量黄铁矿。脉石矿物有绿帘石、绿泥石等。

（2）热液期：为铜矿化最重要的矿化期，根据主要矿石矿物形成的先后顺序及矿物组合，可划分为三个成矿阶段。1）绿泥石-绢云母-磁铁矿-（黄铜矿）黄铁矿阶段（青盘岩化阶段）为动力变质热液阶段。构造热液在上移过程中在磁铁矿化蚀变辉石岩一侧进行交代，是磁铁矿进一步富集；在断裂破碎带形成铜矿化；2）多金属硫化物-石英-绢云母阶段：主要发育在构造破碎带中，金属矿物以黄铜矿为主，少量黄铁矿，脉石矿物有石英、绢云母、绿泥石；3）石英-碳酸盐阶段为上述蚀变过程中形成的次生矿物，主要发育于钾长花岗岩一侧，与铁铜矿化关系并不大。

表3 组合样分析结果表Tab.3 Assemble samples analysis results

表4 阿勒吞塔格南铜铁矿床矿物共生组合及生成顺序Tab.4 Paragenetic assemblage and sequence of the minerals in the southern Aletuntagen Cu-Fe deposit

（3）表生期：表现在矿体浅部由于氧化淋滤作用，使大部分矿物发生氧化分解而成氧化矿石，金属硫化物多被不同程度地氧化成褐铁矿、孔雀石、铜蓝等。脉石矿物发生绢云母化、高岭土化及碳酸盐化。

3 矿化富集规律及矿床成因初探

3.1 矿化富集规律

（1）矿体产于东西向断裂带中，北西向大断裂透导而形成的右行压扭性断裂（F3）是导矿容矿构造，辉石岩侵入形成的构造破碎带是矿化富集的有利部位。

（2）铜矿体与断裂及破碎带密切相关。构造角砾岩、碎裂岩及裂隙发育地段，矿化蚀变较强，铜品位较高。铜矿化与硅化、绢云母化、绿泥石化等蚀变关系密切，蚀变越强，矿化就愈富。

（3）铁矿化与辉石岩岩浆分异作用形成的绿帘石化、绿泥石化有关。

3.2 矿床成因初探

泥盆纪末，伴随着较强烈的岩浆活动，在兴地塔格群基底上侵入一套中酸性岩体，在此基础上，在北西向大断裂的诱导下，沿闪长岩和钾长花岗岩体的接触部位发育形成了右行压性近东西向断裂。到石炭纪，辉石岩浆沿东西向断裂带侵入[11]，在岩浆分异过程中形成了富含铁质的辉石岩体，并在靠近大理岩一侧形成了透闪石化、阳起石化等蚀变，在岩体内广泛发育绿帘石化、绿泥石化。随着构造活动进一步加剧，所形成的构造热液沿断裂带上移过程中发生交代作用，成矿元素不断的向断裂带方向迁移，在辉石岩一侧叠加形成低品位铁矿体，在钾长花岗岩一侧破碎带内形成了铜矿体，相应的伴生了一套青盘岩化矿物组合。

综合上述矿床成因的多种信息，认为该矿床是受断裂构造控制的[12-13]，与辉石岩和钾长花岗岩密切相关的岩浆热液型铜铁矿床。

4 结论

（1）阿勒吞塔格南铜铁矿产于辉石岩与钾长花岗岩岩体接触带内，受F3断裂构造控制；铜矿体与铁矿体为同生异体关系，二者产状基本一致倾，矿体向深部延伸较稳定；铜矿体品位较高，矿石类型主要为构造角砾岩型矿石，铁矿体则属低品位贫矿体，矿石类型主要由辉石岩型矿石。

（2）矿床分为岩浆期、热液期和表生期三个成矿期，进而划分了辉石-斜长石-磁铁矿阶段，绿帘石-绿泥石-磁铁矿阶段，绿泥石-绢云母-磁铁矿-（黄铜矿）黄铁矿阶段，多金属硫化物-石英-绢云母阶段，石英-碳酸盐阶段及氧化作用六个成矿阶段；初步认为阿勒吞塔格南铜铁矿床成因是受断裂构造控制的,推断与辉石岩和钾长花岗岩密切有关的岩浆热液型铜铁矿床。

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Abstract：The detrital zircon LA-ICP-MS U-Pb dating of the sandstone from the lower sequences of Late Permian Xuanwei formation in Zhehai town,eastern Yunnan province shows that the age ranges is from 252.4 Ma to 2613.9 Ma,which means the detrital provenance may be from the West Sichuan-Central Yunnan oldland.It is more reasonable to use the minimum age of zircons in the sample to confine the oldest depositional age for Xuanwei formation,and confine the end time of the Emeishan basalt eruption with age of 252.4±4.1 Ma.It provides important information for study on the activity of the Emeishan large igneous province.

Key words:Emeishan large igneous province（ELIP）;west Sichuan-central Yunnan oldland;detrital zircon;LAICP-MS U-Pb geochronology;Xuanwei formation;detrital provenance

Study on geological features and genesis of the southern Aletuntage Cu-Fe deposit in Xinjiang

XIA Dong1,XIN Jiang1,SUN Yao-feng1,SONG Song-shan1,WANG Lei1,ZHOU Xiong-sheng2

(1.Xinjiang Institute of Geological Survey,Urumqi 830000,China; 2.Tianyuan Mining Co.,Ltd in Yuli,Kerle Xinjiang 830000,China)

Yuli County southern Aletongtagan small copper-iron ore deposit is located in Yuli county,Xinjiang, and the northeastern margin of the Tarim Basin.On the basis of large-scale mapping,drilling and trenching geological work,we found that the orebody is layered in the contact zone between pyroxenite and K-long granite, and controlled by the fault structure.And accouding to the enrichment characteristics of the main mineralization elements of the deposit,we divided the mimeralization course into three periods：magmatic period,hydrothermal period and epipassy period.And it is suggesed that the deposit belongs to magmatic hydrothermal type copperiron ore deposit.

Cu-Fedeposit;Aletuntage;geologica feature;genesis

LA-ICP-MS U-Pb geochronology and its geological implications of the detrital zircons from the lower strata of Upper Permian Xuanwei formation in Zhehai town,eastern Yunnan Province

HE Bing-hui1,LIU Shao-feng2,WU Peng3

(1.NgariArea Land Resources Bureau1,Ngari Xizang 859000,China;2.Faculty of Geosciences and Resources,China University of Geosciences,Beijing 100083,China;3.Department of Earth Science and Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024,China)

P618.41;P618.31

A

1672－4135（2017）02－0141-06

2017-01-07

新疆尉犁县国土资源局项目“新疆尉犁县阿勒吞塔格南铜铁矿详查项目”

夏冬（1981-），男，工程师，2011年毕业于河北地质大学构造地质学专业，现在从事矿产地质勘查工作，E-mail：agdl@163.com。