新疆托里县科特迭能地质特征及其意义

2018-01-22蔡旭森

西部探矿工程 2018年1期

蔡旭森

（东华理工大学地球科学学院，江西南昌330013）

研究区域属于托里县库甫乡管辖，距离库甫乡南西方向约17km处。区内交通较方便，大多可通汽车。调查区内有221省道纵贯调查区南部。

地貌总体表现为西北部和南部高，东北部低的特点，大多数地段为高差50～100m的低山丘陵区。区内水系较发育，主要为北东向的库甫河和近南北向的布勒斯布拉克河。库甫河以北河流以西北向汇入库甫河；南部的河流以布勒斯布拉克河为界，西部的河流由西向东汇入布勒斯布拉克河，东部的则由东向西汇入布勒斯布拉克河。布勒斯布拉克河在中部地区汇入库甫河。

近年来，我国社会发展迅速，对资源的需求量与日俱增，矿产资源的开发与利用变得越来越重要，并已逐渐演变成国家可持续发展的制约因素,若能开矿，则可为经济的发展提供一定的基础保障。

1 区域地质背景

该区位于新疆北部兴安地层大区，准格尔北部分区、玛依勒山地层小区，该地出露以志留系、泥盆系、石炭系、二叠系和第四系为主[2]。

大地构造位置属于哈萨克斯坦—准噶尔板块中的唐巴勒—卡拉麦里古生代复合沟弧带内(图1)。

该地构造较十分复杂，常有褶皱、断裂发育，大体上以玛依勒山大断裂为界，可分为北西和南东2个区，一组北东走向的张扭性分支断裂和玛依勒山大断裂在该地区北西部相交。该地发育的二级小型分支断裂上有超基性岩充填，具有锐角倾向主干断裂逆时针运动的特点；围绕庙尔沟的岩体北东和北西向2组断裂在南东部相互截割，组成塔尔根环状构造一部分，环状构造北部断裂产状多为向外陡倾，沿断裂岩石挤压破碎带50～80m以上，角砾岩不规则状分布，其中被碳酸盐细脉充填胶结，具有斑杂状特征，这些特征说明了环状构造北部断裂性质是属于张性兼扭性的。该地发育玛依勒山断裂呈北东—南西向并且横贯全区，该断裂延伸方向与该地区的区域构造线及山脉走向一致，并且玛依勒山南部断层阶地陡立。发育于志留系和泥盆系内褶皱两翼产状较陡，多在60°以上，轴线平直，次级褶皱发育，形态复杂，受断裂破坏强烈常残缺不全，发育于海西构造层内的褶皱较简单，一般属短轴褶皱，次级褶皱不发育。

2 地质特征

2.1 地层

工作区隶属北疆—兴安地层大区北疆地层区—北准噶尔地层分区—玛依勒山地层小区，区内主要出露石炭系、二叠系。

2.1.1 石炭纪

填图区出露下石炭统希贝库拉斯组（C1xb），集中分布于工区南部，面积约为3km2。是一套在浅海—滨海环境中形成的火山碎屑岩建造。岩性为灰色—浅灰色砾岩、岩屑长石砂岩夹硅质粉砂岩和硅质泥质岩。局部显出不均匀互层。该组地层主要出露与填图区东南角，与其上部的二叠纪哈尔加乌组（P1h）之间为角度不整合接触。其主要详细特征如下：

下石炭统希贝库拉斯组（C1xb）砾岩：灰白色，岩石为粗粒结构，层理构造。粒径2～8mm，磨圆度好，分选中等，发育粒序层理。砾石成分复杂，为厚层状。

下石炭统希贝库拉斯组（C1xb）岩屑长石砂岩：岩石为灰色、灰白色、灰绿色，岩石风化表面为灰白色，中细砂状结构，层理构造，发育水平层理。岩层单层厚度1～2m，分选性中等，磨圆为次圆状—次棱角状，砂粒主要成分为长石（40%～50%）、岩屑（30%～40%）和泥质成分（约10%～20%）。基质为泥质胶结。

2.1.2 二叠纪

填图区出露二叠纪地层为P1h哈尔加乌组：集中分布于工区中部，少量分布于中西部和北部，面积约为4km2。岩性为一套灰绿色、灰紫色、灰褐色、灰黑色安山岩和极少量灰绿色安山玢岩，分布在工作区中部和中西部，北部分布少量，不整合与石炭纪希贝库拉斯组（C1xb）之上。

安山岩：分布于工区中部，面积约为4km2，颜色为灰绿色、灰紫色、灰褐色、灰黑色安山结构，杏仁状构造、块状构造，杏仁体呈定向—半定向，形态为水滴状，弧形，显示拉伸特征，杏仁体中充填高岭土等粘土矿物，局部可见黄铁矿化。同岩体界线接触明显。

2.2 岩浆岩

区内岩浆岩大面积出露，主要分布于工区的北部，岩性主要为PξηοQ浅肉红色石英二长闪长岩，Pξ γaQ肉红中细粒钾长花岗斑岩。细粒钾长花岗斑岩多呈团块状，脉状侵入于石英二长闪长岩中，前者时代明显晚于后者。岩性分述如下：

浅肉红色中粗粒石英二长闪长岩：出露面积近5km2，面积工区最大。风化面为灰白色，新鲜面为浅肉红色，中粗粒结构，块状构造。岩石主要成分为：斜长石总量（30%～40%），钾长石（20%～30%），粒径3～8mm，晶形完好，常见斜长石聚片双晶，钾长石卡氏双晶。石英（10%～20%），他形粒状，粒径1～3mm，暗色矿物（20%～30%）主要为黑云母、金云母，少量角闪石，云母片径1～3mm。岩石节理发育，硅化明显，局部沿裂隙发生钾长石化，偶见团块状深灰色基性包体。与地层界线接触明显。

肉红色中细粒钾长花岗斑岩：主要分布于工区的东北部，出露面积约1.4km2，呈岩滴、岩株、岩墙形式侵入于石英二长闪长岩中。肉红色，中细粒结构，偶见斑状结构，块状构造，矿物主要成分为：钾长石（50%～70%），粒径0.5～3mm，偶见钾长石卡氏双晶。石英（20%～35%），他形粒状，粒径1～2mm，暗色矿物（5%～15%），主要为黑云母，片径1～2mm。岩石节理发育，硅化程度高，致密坚硬，抗风化能力强。与地层界线接触明显。

2.3 脉岩

该区出露较多岩脉，主要为肉红色中细粒钾长花岗岩脉，闪长岩脉。分述如下：

肉红色中细粒钾长花岗岩脉：出露面积约0.14km2，岩脉走向主要为北东向，北西向，少量近南北向，宽度10～50m不等，呈肉红色，细粒结构，块状构造。岩石节理发育，硅化程度高，致密坚硬，抗风化能力强。与地层界线接触明显。

闪长岩脉：出露面积约0.03km2，岩脉走向为北东向，多平行肉红色中细粒钾长花岗岩脉存在。脉宽5～15m不等。岩石新鲜面为青灰色、灰绿色，细粒结构，块状构造。

2.4 构造

该地区断裂发育，地形切割较大，大的断裂主要可以分北西向、近南北向和北东向构造。次级小断裂更是发育广泛，断裂为后期钾长花岗岩脉的侵入提供了便利通道。生长断层以及褶皱—断裂带的综合构造控制对矿床的区域和成矿流体的运移、沉积和矿床赋存都具有重要的意义[4]。针对不同断裂性质可以分别总结如下：

（1）北西向断裂。该组断裂发育规模不大、数量最多，主要分布于工区南部。产状陡立，断层面平直，擦痕发育。岩石破碎，局部片理化。该组断裂发育多种蚀变，典型的蚀变有硅化、褐铁矿化、绿帘石化和碳酸盐化。

（2）近南北向断裂。该组断裂主要分布于工区西部及西南角，该组断裂规模不大，数量中等，宽10～50m，断裂附近发育大量硅化、褐铁矿化，少量碳酸盐化。

（3）北东向断裂。该组断裂分布在工作区东南部，仅为一条大断裂，规模最大，地形表现为沟谷，宽10～20m不等，中途被后期北西向大断裂错断，两侧围岩切割较深，发育硅化和网脉状碳酸盐化。该断裂带属于张性断裂。

2.5 矿化蚀变

本填图区域内热液蚀变活动较强，可见硅化、角岩化、钾长石化、褐铁矿化、黄铁矿化等。主要蚀变类型特征分述如下：

硅化：为本区发育最普遍发育的一种蚀变，在安山岩中最为发育。安山岩中硅化主要表现为网脉状硅化，岩石表面可见网格状差异风化。局部多见石英细脉穿插与安山岩中。安山岩中由于硅化而坚硬，新鲜面为微晶—隐晶质。

角岩化：主要发育在中粗粒石英二长闪长岩与安山岩接触带附近，角岩化主要表现为轻微的热液蚀变而使安山岩发生弱的硅化、碳酸盐化和褐铁矿化等多种蚀变。角岩化强度在安山岩中随着距离中粗粒石英二长闪长岩的距离的增加而减弱。

钾长石化：主要发育在本填图区西北部中粗粒石英二长闪长岩，部分区域沿裂隙可见钾化沿裂隙向两侧逐渐减弱。钾化主要表现为沿裂隙两侧钾长石含量增加，黑云母矿物颗粒变大，石英颗粒变小。钾化附近伴随较弱的云英岩化。

综合以上各种蚀变特征，其中岩体与安山岩接触带附近的角岩化、褐铁矿化和黄铁矿化为与成矿有利的蚀变。在钾长花岗岩及花岗岩脉与安山岩的接触带附近，热液蚀变最为发育，可见含量较多的黄铁矿化，因此，在该地区断裂蚀变部位以及接触带附近的蚀变带应作为多金属矿找矿的重点区域。

3 成矿条件分析

该区位于新疆北部兴安地层大区，准格尔北部分区、玛依勒山地层小区的晚古生代复合沟弧带中，在古生代整个造山过程都有发育，受构造活动和火山活动影响强烈，2006年新疆地调院开展了包括调查区在内的阿尔泰地区找矿靶区研究，根据区域地质成矿特征，将调查区划为玛依勒山金铜找矿远景区。2008年至今的工作中，拟工作区也均划分为金铜找矿远景区。大型金、铜矿具有“集中成矿、分片富集”的时空分布特点[5]。岩体的微量元素分布模式则表现为阿舍勒矿床的多数微量元素均发生了明显的聚集、乔夏哈拉的元素富集却相对较简单,反映了这种产于海相火山岩中的铜、金伴生型矿床的成矿所造成的元素富集可以是十分复杂、也可以是较简单的[6]。通过对调查区矿产分布规律、控矿因素及地球化学异常特征的分析，测区具有以下主要成矿特点。

3.1 与泥盆系火山岩有关的火山岩型金矿

该地中部中泥盆统火山岩中存在As、Sb、Bi等与金有关的化探元素异常，本区分布有HS4等以As、Sb为主要元素的化探综合异常和Au的低值富集区，中部库鲁木迪组海相火山岩中分布有金元素异常，所以该区具有形成火山热液型和火山岩型金矿的地质、地球化学条件。

3.2 与泥盆纪、石炭纪中酸性浅成侵入体和二叠纪火山岩有关的斑岩型铜矿

该地中部中泥盆统巴尔鲁克组、中部中泥盆统库鲁木迪组中火山岩及火山碎屑岩为Cu元素的高背景区，且分布有Cu、Au等化探单元素异常，产于其中的克孜勒巴斯陶铜矿点中有Cu元素异常较大，在西侧邻区近年开展的找矿工作中在该套地层中新发现了石屋斑岩型铜矿，本区为其东延部位，其成矿地质特征及化探异常特征与其具有一定的相似性，因此本区的该套地层具有一定的形成斑岩型铜矿的条件。

根据区域研究成果，调查区位于滨巴尔喀什湖斑岩铜矿成矿带的东延部分，该带向西沿出即为巴卡纳斯—托克劳石炭—二叠纪火山盆地（陆内裂谷），该带是世界上重要的斑岩铜钼矿成矿带，该带内分布有阿克斗卡等大型、超大型斑岩铜矿。该带内地层以石炭—二叠纪双峰式火山岩为特点，多为玄武岩—流纹岩，也有安山岩—流纹岩建造。该带内晚古生代晚期岩浆活动强烈，以花岗闪长岩—斜长花岗岩、花岗闪长岩—花岗岩等为主。该带成矿作用与火山机构、次火山岩体有密切关系。矿床多赋存于火山口环状的边部。

成矿背景对比同位于巴卡纳斯—托克劳石炭—二叠纪火山盆地（陆内裂谷）斑岩铜矿带上。均存在北东、北西向断裂和断块差异升降运动的特点，斑岩铜矿中脉体受断裂或裂隙控制明显[7],该地层或附近有二叠纪中酸性小侵入体分布，围绕岩体有硅化、绿泥石化、孔雀石化、褐铁矿化等蚀变。因此认为调查区具有形成斑岩型铜矿的前景。

3.3 与二叠纪中酸性侵入体接触带有关的侵入体内外接触带型金矿等矿产

中酸性侵入体内外接触带型金矿，产于深大断裂旁侧的中酸性侵入岩体外接触带，金矿化带产于脆-韧性剪切带或构造破碎带中。在调查区东部分布有大量的二叠纪中酸性侵入体，在岩体接触带附近，断裂构造发育，化探异常大多分布于断裂构造附近及断裂构造的交汇部位；这些异常主要由与岩浆热液有关矿床的前缘元素组成，元素组合反映热液矿床成矿特点，异常分布说明与构造活动关系密切，异常具有元素套合较好、强度较大的特点，热液蚀变交代过程中,金被活化转移,并在有利的部位沉淀而形成金矿床[8]。所以该区具有形成中酸性侵入体内外接触带型金矿的有利条件。

3.4 与海相火山岩有关的海相火山岩型金矿

测区东部分布下石炭统希贝库拉斯组和下－上石炭统包古图组，为一套海相碎屑岩夹少量熔岩和硅质岩等，北东向及断裂发育，分布HS13、HS15异常。下二叠统哈尔加乌组为一套火山岩建造，分布有HS14与金有关的综合异常。从区域上分析，产于海相火山岩中的金矿，沿断裂分布，受构造控制明显。具有寻找海相火山热液型金矿的地质、地球化学条件。和测区东部邻区发现的齐依求金矿具有相似的地质、地球化学成矿条件，所以具有形成火山岩型金矿的有利条件。

4 讨论

由于该区在泥盆纪、二叠纪底层均有有利于金矿成矿条件的地层出露，并且在后期断裂蚀变带中发育有酸性蚀变带，所以金矿远景区应为具有该地层出露且受断裂控制区域。该区中部、西部及其延伸部位的泥盆纪和石炭纪底层具有较高的铜元素背景值，在断裂以及火山机构的共同作用下，在裂隙部位及其延伸部位容易发生斑岩型铜矿的产出。