新疆尼勒克县哈勒尕提夕卡岩型铜铁矿矿体特征及矿床成因

李 磊

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队 哈密 839000）

西天山是新疆重要的金、铜、铅锌矿成矿带，陆续发现了阿希金矿、大山口金矿、萨日达拉金矿、喇嘛苏铜矿、菁布拉克铜镍矿、群吉萨依铜矿、莱历斯高尔钼铜矿、查岗诺尔铁铜矿、欠哈布代克铅锌矿、吐拉苏铅锌矿等不同成因类型矿床，吸引了众多专家学者的关注，并对西天山成矿模式进行了总结分析，为地质工作者在该区域开展找矿勘查工作提供了大量的理论依据。本次笔者就是在借鉴前人找矿理论成果和实践经验基础上，初步总结和提炼了哈勒尕提铜铁矿矿体特征和矿床成因，进一步总结该区找矿标志。

1 区域地质特征

本区处于哈萨克斯坦板块之伊犁微型板块的三级构造单元的博罗科努早古生代岛弧-弧后带中。博罗科努岛弧的特点具有双重叠复性质，在区域上它既有元古代构造层硅镁质岩、碳酸盐岩及火山岩（782Ma）等，又有古生代构造层。早古生代以碎屑岩-碳酸盐岩建造为主，次为火山复理石建造。晚古生代亦以碎屑岩-碳酸盐岩和火山碎屑岩建造组成。博罗科努岛弧在加里东晚期已经隆起形成，在后来板块运动中再次张开喷发沉积了大哈拉军山组一套酸性火山岩。

图1 哈勒尕提铜铁矿矿区地质略图

区内出露奥陶、志留、泥盆、石炭、二叠系和新生 代地层，属天山-兴安岭地层区博罗霍洛山小区。区内褶皱及断裂构造较强烈，位于博罗科努岛弧带内，多形成于华力西期。区域上岩浆岩极为发育，岩浆岩演化在时间与空间和分布特征方面均与板块的张、合作用有着密切的关系。岩浆活动始于华力西早期，结束于华力西末期。各期次的岩浆岩演化过程中形成了自己独有的持征。

西天山地区金铜等多金属矿产的成矿作用主要集中于华力西期，其区域成矿是以华力西期构造―岩浆活动为基础，主要表现为：

其一，岩浆活动的产物（如侵入岩、海相火山岩、陆相火山岩等富含金铜多金属的含矿地质体），在浅成低温热液作用、韧性剪切作用、火山喷气-热水作用下，成为重要的提供矿质的含矿建造；

其二，岩浆活动不仅提供了溶液和热量，而且也提供了部分成矿物质。在此基础上，形成了一系列的陆相火山热液型、变质热液型金矿、岩浆熔离型铜镍矿、斑岩型铜（钼）矿、矽卡岩型铜（钼、铅锌）矿及火山岩型铜（铁及多金属）矿等，成为新疆重要的有色金属选冶基地。

2 矿床地质特征

区内出露的地层为上奥陶统石灰岩，上志留统细砂岩及二叠系粗碎屑岩。其中上奥陶统呼独克达坂组（O3h）呈北西―南东方向断续分布。受断层切割和侵入体的影响，出露不全。主要为一套海相不纯碳酸盐岩，出露厚度128.7m。总体上地层产状：倾向172°～223°，倾角59°～81°。多以残留体形式“漂浮”于岩体中，其与二长花岗岩等岩体的接触带上，常形成似层状、透镜状的矽卡岩、矽卡岩铁矿、矽卡岩铜矿、矽卡岩铁铜矿及矽卡岩铅锌矿体等，是该矿区的主要成矿围岩。

矿区范围内褶皱、断层构造不发育。呈近南北向展布，均为物探磁异常推断断层，磁异常等值线由西往东在断层处突然发生方向改变，反映地层（大理岩）因断层破坏，使大理岩磁异常不均匀。

哈勒尕提铁铜矿区岩浆侵入活动较为强烈，岩体出露面积几乎占据矿区面积四分之三以上。岩体的侵入作用，以中酸性的侵入体为主。矿区内主岩体为二长花岗岩岩株，其次为花岗闪长岩岩株，属大瓦不拉克岩体的一部分。二长花岗岩与花岗闪长岩为过渡关系，即二长花岗岩由矿区东部向西逐渐变为花岗闪长岩，二长花岗岩与钾长花岗岩为侵入接触关系，即后期岩浆活动生成的钾长花岗岩沿着一定通道侵入二长花岗岩，并且超覆其上。

区内变质作用主要是接触变质作用，其次是热接触变质作用，由接触交代变质作用形成的各类矽卡岩，系岩浆期后气液活动的产物。此类岩石在碳酸盐类岩石与岩体或与矿体的接触部位（部分在岩体内）均有分布。矽卡岩带是铁铜矿带或铅锌矿带，厚度约大于矿体厚度，其分布主要受奥陶系上统灰岩层控制。矽卡岩带在地表常呈条带状，或环形条带状断续分布，剖面上常呈条带状、似层状、“U”型。以主矽卡岩带（Ⅳ号矿体）为例，其厚度一般为2～17 m，最大厚度43m。

3 矿体特征

区内大面积出露华力西中期第二侵入次二长花岗岩及上奥陶统呼独克达坂组灰白色大理岩，沿大理岩接触带分布4个矽卡岩型（铁）铜矿体，其中Ⅳ号铁铜矿为矿区主矿体，占矿区总资源量的80%左右，矿石总量1001.56万吨，铜金属量11.7989万吨，平均品位Cu1.21%、TFe26.23%、mFe13.47%。大理岩多呈孤岛状残留体出露，总体上沿北西西向分布，矿石主要是矽卡岩铁铜矿石。

Ⅳ铁铜矿体位于大理岩残留体接触带上，东起13线，西至103线，走向长2260m，环绕大理岩残留体呈环带状分布。矿体垂直高差达745m以上。矿体总体上分两块，13-49线，矿体走向长900m；61-103线，矿体走向断续长960m。矿体厚0.26～38.08 m，平均厚5.26m。单个样铜品位在0.20%～19.21%之间，单工程最低品位Cu0.20%，最高Cu7.72%，平均品位Cu1.16%。单工程最低品位TFe20.09%，最高TFe63.26%，平均品位TFe25.53%。矿体总体走向，由西向东大致沿138°～120°～141°～120°～78°方向延伸。倾向：北缘矿体NE（25°～61°）或SSW（169°～232°）；南缘矿体NNE（8°～45°）。倾角：北缘矿体（62°～88°），南缘矿体（60°～87°）。

矿石具他形、半自形粒状变晶结构和交代残余结构，块状、浸染状、微细网脉状、斑点状、星点状及团块状构造。

金属矿物主要有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、铜蓝、孔雀石、自然铜、闪锌矿、辉银矿、自然金等；脉石矿物为石榴石、透辉石、方解石、绿帘石、石英、蛇纹石、绿泥石、透闪石。

根据共生关系、结晶程度的穿插关系及矿物的形成条件分析，矿物的结晶顺序从早到晚可分为两期6个阶段，其中热液成矿作用是铁铜的主要成矿期（表1）。

图2 Ⅳ铁铜矿体联合剖面图

图3 反射光、单偏光镜下矿石照片

表1 矿物生成顺序表

续表1矿物生成顺序表

⑴岩浆期主要为造岩矿物斜长石、钾长石、石英、黑云母等的形成。

⑵矽卡岩阶段：早期主要为石榴石、透辉石及硅灰石的形成，晚期主要形成阳起石、透闪石、绿帘石等含水硅酸盐。末期有少量磁铁矿及黄铁矿开始晶出浸染于矽卡岩中。

⑶氧化物阶段：随着温度的降低，铁的活泼性削弱，在矽卡岩阶段之后，紧接着进入磁铁矿阶段，堆积出大量的磁铁矿，是本矿床的主要成矿期。

⑷硫化物阶段：首先形成黄铁矿，继而是辉钼矿、黄铜矿、斑铜矿、闪锌矿的析出。晚期硫化物阶段有闪锌矿、方铅矿析出。本阶段是铜矿床的主要成矿期。

⑸碳酸盐阶段：主要形成方解石、石英脉，有少量晚期黄铜矿沿石英、方解石脉分布。

⑹表生期主要以氧化及水解作用为主，在地表浅部形成少量的赤铁矿、褐铁矿、孔雀石。

4 矿床成因

4.1 形成深度及温度条件

矿床产于中深成侵入岩与碳酸盐的接触带中，接触带矽卡岩发育，另外闪锌矿的出现，说明矿化发生于岩浆演化晚期（中-低）阶段。因此，矿床为典型的晚期矽卡岩型铁铜矿。

4.2 成因

矽卡岩型矿的成矿阶段和成矿时代：本区矽卡岩型铁铜矿的形成属顺向作用过程，也就是说，矿液由接触带趋向远离接触带，矿物晶出由高温到低温有一定顺序，除后期硫化金属矿物有穿插早期形成的磁铁矿外，其他金属矿物间很少有相互穿插现象，表明是比较单一的一次顺向连续沉淀性质，但包含有小的、短暂的逆向性变化。

本区矽卡岩型铁铜矿的形成过程大致如下：在二长花岗岩浆侵入后，随着温度、压力的下降，岩浆对围岩的挤压，同化作用降低，部分首先成岩。随之而来的是矽卡岩化阶段，岩浆期后溶液（气水溶液）与围岩发生作用。由于其温度高且富含挥发份，使热稳定性差的灰岩分解，发生变化，在双交代作用下，产生物质交接，物质重新组合，形成新条件下的稳定矿物集合体即矽卡岩。随着温度的降低，铁的活泼性削弱，在矽卡岩阶段之后，紧接着进入磁铁矿阶段，堆积出大量的磁铁矿（中、晚世代）。稍后，在铁质显著减少，氧份相对增高的条件下，使部分磁铁矿被氧化而形成假像赤铁矿。随着温度压力的继续下降，溶液中硫化氢的溶解度不断上升，因此自由硫也逐渐加，最终溶液由氧过饱和转入硫过饱和，按照金属硫化物生成温度高低，首先形成黄铁矿，继而是辉钼矿、黄铜矿、斑铜矿、闪锌矿的析出。黄铁矿多在距矽卡岩不远的岩体中析出，辉钼矿在岩体和矽卡岩接触带部位均有析出，黄铜矿充填交代早期的矽卡岩与磁铁矿，形成富的铁铜矿体，闪锌矿多产于矽卡岩与大理岩接触面的一侧。温度压力进一步降低，残存的物质形成含水碳酸盐矿物穿插早期形成的岩石。在矿床形成之后，由于地质构造和风化侵蚀作用，使以往形成的铁铜矿体出露地表，在表生作用下发生氧化，形成次生矿物蓝铜矿，辉铜矿、孔雀石、赤铁矿等。由于地形地质条件不利，使得矿床氧化带不发育。

5 结论

⑴本矿床的形成与岩浆岩、构造及围岩岩性等有密切的关系，是上述诸因素相互配合共同作用的结果。岩浆岩因素：矿体均赋存二长花岗岩（花岗闪长岩）与碳酸盐岩层（大理岩）接触带上。岩浆后期热液是成矿主要物质来源。构造因素：接触带部位（矽卡岩）是矿体主要赋存部位。地层因素：矿体均产于上奥陶统呼独克达坂组灰岩（大理岩）与岩体接触带部位，靠灰岩（大理岩地层层位的一侧。

⑵矿区周边出露志留系砂板岩，岩石中发育大量的石英、绢云母（伊利石）细脉，从2～3mm至1cm宽不等，绢云母细脉含有极少量的黄铁矿，脉体周围出现蚀变晕，显示出斑岩型网脉状矿化特征。因此该区具有一定的斑岩型矿床找矿潜力，是下一步找矿的方向。