西昆仑布伦口地区铁铜金矿床成矿规律及找矿潜力分析

王钊飞

(汉中西北有色七一一总队有限公司，陕西 汉中723000)

西昆仑造山带位于青藏高原西北缘、是中央造山带重要组成部分，西连帕米尔高原，北邻塔里木板块，南以喀喇昆仑断裂与羌塘地块相接，是古亚洲构造域和特提斯构造域结合部位[1-5]，大地构造环境特殊，成矿地质条件优越[6-8]。近年来随着国土资源大调查的开展，布伦口地区地质找矿工作取得了巨大突破，迄今为止已发现20多处铁—铜—金矿床及矿化点, 显示出该区巨大的找矿潜力，引起了地学界的广泛关注。然而，对区内矿床成因及区域成矿规律的认识研究却十分薄弱，仅限于就矿论矿，没有充分地认识到这些矿床形成和产出的共性和个性，更没有从区域成矿区带和成矿规律的角度去认识这些矿床的产出特征。本文笔者通过对区内成矿地质条件综合分析，并类比典型矿床，总结成矿规律，提出找矿标志，这对于该区进一步的地质勘查找矿工作具有重要的意义。

1 区域地质背景

布伦口地区大地构造位置处于甜水海地体，属于布伦口-桑株塔格铁铜金成矿带(图1a)[9]。区内出露主要地层有古元古界及下古生界。古元古界(Pt1)为各种片麻岩，石榴黑云片岩、混合岩、大理岩等，构成区内前震旦纪结晶基底；下古生界(O-S)为变质凝灰质砂岩、条带状粉砂岩、变质流纹质凝灰岩夹大理岩，构成区内下古生界褶皱基底。区内断裂构造发育，北部有布伦口-康西瓦断裂，呈NWW向展布，向北倾，为分割南北昆仑地体的边界断裂，该断裂与其次级断裂控制着岩体及矿床的分布[10-12]。区内岩浆作用强烈，发育大岩体有琼阿坡力别克岩体、求库台岩体、克拜拉乔库尔岩体、慕士塔格岩体、沙热塔什岩体等，以印支期为主，岩性为中粗粒英云闪长岩、黑云母花岗岩、花岗闪长岩，以岩枝状产出为主，其周边有小岩体，形成卫星岩体，以岩株状产出，这些小岩体的接触带是区内Fe、Cu、Au等矿产主要产出部位[13]。

1-第四系；2-中-上志留统达坂沟群；3-下志留统温泉沟群；4-志留系；5-古元古界布伦阔勒岩群；6-古元古界喀拉喀什岩群；7-晚侏罗世二长花岗岩；8-晚三叠世花岗闪长岩；9-晚三叠世石英闪长岩；10-晚三叠世二长花岗岩；11-晚三叠世英云闪长岩；12-二叠纪石英闪长岩；13-二叠纪英云闪长岩；14-断层；15-推断断层；16-国界；17-铁矿床；18-铜矿床；19-金矿床；20-铜金矿床；TRMB-塔里木板块；NKLT-西昆仑北地体；SKLT-西昆仑南地体；BYF-巴颜喀拉地体；TSHT-甜水海地体；SQT-南羌塘地体；①-麻扎-康西瓦缝合带；②-库地-苏巴什缝合带图1 西昆仑区域大地构造简图(a)，区域地质矿产简图(b)Fig.1 Regional tectonic sketch map of West Kunlun (a) and Regional geological and mineral resources map (b)

2 矿带特征

布伦口地区铁铜金矿床形成一条长110 km，南北宽20～30 km的矿带，其中重要的矿床由西向东包括哈拉墩铁铜矿床、卡拉硐铁铜矿床、木吉铜矿床、卡拉玛铜金矿床、沙子沟铜矿床、切列克其铁矿床、卡拉库里铜金矿床等(图1b)。

矿床成矿地质背景相同，产出层位相同，成矿特征相似，矿床类型和矿床成因一致，构成了一条成因相似的层控碳酸盐岩型铁—铜—金成矿带。矿床赋存于碳酸盐岩建造内，矿床呈层状、似层状、透镜状产出，与围岩为整合接触，具有明显的层控特性。

矿床以铁、铜共生为主，并伴生有金、银，但由于矿化时间长，各矿床因后期叠加改造程度不同也有差异，导致不同矿床成分有所不同。根据主要成矿元素组合，矿床大致可分成三类：一类为铁-铜矿床，铁和铜都具有工业价值，而且伴生金，如哈拉墩、卡拉硐铁铜矿床；一类为铜-金矿床，铜、金伴生都具有工业价值，铁虽然也有产出，但不具规模，如卡拉玛、卡拉库里及沙子沟等矿床；一类为铁矿床，伴生少量的铜，如切列克契铁矿床。除了铁、铜、金等元素以外，矿床还伴生较高含量的Sc、Sb、In等分散元素，其中Sc达到综合利用的价值，矿床中的Ni、As含量很高，矿石中新发现辉砷镍矿大量产出。

3 典型矿床特征

3.1 卡拉玛铜矿床

卡拉玛铜矿床位于阿克陶县布仑口乡北西约18公里处，包括卡拉玛、东大沟、西山头三个矿段及四个矿化点。铜矿体限定在布伦阔勒岩群(Pt1B)碳酸盐岩层中产出，矿体呈层状、透镜状产出，顶底板与围岩整合接触，具有明显的层控特性。矿区发育少量印支期花岗闪长岩、石英闪长岩和伟晶岩，呈小岩株及岩脉状产出，岩体产状与地层产状相同(图2和图3)。其中卡拉玛矿段IA1号矿体为主矿体，其特征如下：

IA1号矿体，长360 m，厚度平均2.36 m，最厚达7.7 m，控制斜深330 m，呈脉状、透镜体状，有膨大缩小、尖灭再现特征，倾向NE18°，倾角为30°，铜平均品位3.27%，最高达11.06%，其它地质特征见表1。

表1 卡拉玛铜矿床及切列克其铁铜银多金属矿床地质特征表

3.2 切列克其铁矿床

切列克其铁矿床位于阿克陶县布仑库里乡，包括切列克其及切北2个铁矿区。矿体赋存于中上志留统达坂沟岩群(S2-3D)中，为一套绿片岩相碳酸盐岩-碎屑岩建造，岩性以绢云母石英片岩、黑云母石英片岩、大理岩及阳起石英黝帘石变粒岩为主。地层呈单斜层，走向近东西，倾向320°～350°，倾角30°～50°，没有褶皱，断裂不发育。矿区侵入岩发育，为求库台岩体，岩性为黑云母英云闪长岩和黑云母石英闪长岩，锆石U-Pb(LA-ICP-MS)年龄为(210±1.0)Ma，为晚三叠世[18]。

1-第四系；2-容矿菱铁矿、镁菱铁矿和铁白云岩层；3-绢云母石英片岩；4-绿泥石二云母石英片岩；5-斜长片麻岩类(正变质岩)；6-大理岩；7-晚元古代花岗岩；8-伟晶岩；9-矿体；10-矿化体；F1-卡拉玛逆断裂；F2-东大沟逆断层图2 卡拉玛铜矿区地质简图Fig.2 Geological sketch of Kalama copper mine

a-黄铜矿(Cp)与黄铁矿(Py)连生，正交偏光；b-黄铜矿(Cp)与黄铁矿(Py)连生，黄铜矿(Cp)边缘孔雀石(Pc)化，正交偏光图3 卡拉玛铜矿床矿石光片显微照片Fig.3 The ore thin-section of Kalama copper deposit

矿区矿带紧密围绕求库台岩体外接触分布，矿体与围岩为整合接触，产状与地层产状一致，总体走向260°～280°，倾向北，倾角25°～50°，由4个矿群(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)和北部隐伏矿体群(Fe1～Fe5)组成(图4)。其中Ⅰ-5号矿体为主矿体，其特征如下：

Ⅰ-5号矿体，长度605 m，平均厚度5.77～65.78 m，控制斜深108 m，全铁品位43.94%～47.16%，呈似层状、透镜状产出，其它地质特征见表1。

矿床内发现有后期热液改造形成的菱铁矿脉和含铜菱铁矿脉体，这些脉体可与区域上沙子沟、卡拉玛矿床中的含铜菱铁矿脉进行对比，这对我们研究该区域内脉状铜矿的控矿地质条件和成矿规律有一定的启发性。

1-全新世；2-更新世；3-达坂沟岩群第三岩段；4-达坂沟岩群第二岩段；5-达坂沟岩群第一岩段；6-大理岩；7-晚三叠世英云闪长岩；8-闪长岩脉；9-铁矿体及编号；10-地质界线图4 切列克其铁矿区地质简图Fig.4 Geological Sketch of Qieliekeqi iron deposit

4 成矿规律

区内以铁、铜矿为主，伴生金、银及稀土元素矿，矿床类型主要为沉积变质加后期热液改造型层控矿床，均受地层、构造和岩浆岩控制。整体上体现出地层含矿、构造控矿、热液改造及多期成矿的特点。

4.1 地层含矿

由于布伦口地区区域构造变形强烈，关于该区布伦阔勒岩群(Pt1B)及达坂沟岩群(S2-3D)的形成时代还存在较大争议，但区内含矿岩石均为碳酸盐岩，它为一套热水沉积含菱铁矿建造[15-17]，这点是不争的事实。矿体形态以层状、似层状为主，矿化仅限于铁白云岩中，矿体顶底板与围岩为整合接触，具明显的层控特征。

4.2 构造控矿

区内矿产位于褶皱的核部或接近转折端的位置，由于后期构造及岩体热液的叠加改造，在构造转弯及交汇处均有矿体产出，且在上述部位矿体厚度明显增大、品位变富。铜矿体明显受断裂构造控制而呈脉状，这些控矿断裂切过地层及侵入岩体，矿石有明显的充填成矿特征。

4.3 热液改造

区内矿床大都产在岩体边部，并伴有云英岩化等围岩蚀变。矿石结构有半自形—自形粒状、交代融蚀、交代残余、包裹、嵌晶、骸晶、碎裂结构等，矿石构造有浸染状、条带状、脉状、角砾状、团块状等，均属典型的热液交代成因。矿化与印支期高钾钙碱性系列I型花岗岩有关，铜矿物质主要来源于造山带下地壳[14]。

4.4 多期成矿

区内矿床以铁、铜共生为主，并伴生有金、银。由于受后期叠加改造程度不同，导致各矿床成分有所不同，表现为多期成矿的特点，具体可分为三期：加里东期，区内形成一套浅海相热水沉积富含菱铁矿碳酸盐岩建造；印支期，古特提斯洋发生了俯冲、消减、碰撞造山等构造演化过程，并伴随有晚三叠世中酸性岩浆大面积侵入，在岩体的热液叠加作用下，成矿物质沿着构造裂隙活化迁移，原生沉积菱铁矿发生重结晶，粒度变大，矿石品位变富，而岩体中的铜、金、银元素受到地层中菱铁矿白云岩的交代作用也发生了富集成矿，形成充填型的菱铁矿矿脉和含铜菱铁矿矿脉；燕山期至喜山期，矿床又受到区域构造热液叠加改造再次富集成矿。

通过对区内沙子沟铜矿床、卡拉玛铜矿床矿石Pb同位素测定，认为其成矿主要为四期：海西期、印支期、燕山期、喜山期，说明区内矿床均具有多期成矿的特点。

5 找矿标志

1)层位岩性：布伦阔勒岩群(Pt1B)及达坂沟岩群(S2-3D)的碳酸盐岩建造；岩体与以上围岩的内外接触带。

2)地质构造：断层破碎带、构造片理化带、韧性剪切带、挤压揉皱带、劈理化带。

3)热液蚀变：云英岩化、黄铁矿化、褐铁矿化、铁白云石化、绢云母化及绿泥石化。

4)化学异常：Cu与Au、Ag、Mo、Bi、As、Hg、Sb正相关，与Co、Mn、Ba、Pb、Zn呈负相关，显示铜矿化与后期中低温热液有关。

6 找矿潜力分析

1)成矿地质条件：布伦口地区大地构造位置处于甜水海地体，属于布伦口-桑株塔格铁铜金成矿带，出露的含矿地层为布伦阔勒岩群(Pt1B)及达坂沟岩群(S2-3D)，二者具有Cu、Au、Ag、Fe高背景；区内断裂构造发育，北部有布伦口—康西瓦断裂，其次级断裂控制着岩体及矿床的分布，为成矿提供了良好的导矿、运矿、赋矿空间；区内岩浆活动强烈，主要岩体有慕士塔格岩体、琼阿坡力别克岩体、求库台岩体等，这为工作区成矿提供了物源及热源。

2)物化探成果：1∶100万航磁测量结果表明，区内航磁梯度异常明显；1：20万水系沉积物测量表明区内有Cu、Au、Ag、Sb等元素组成的综合异常。

3)矿化信息：区内已经发现20多处铁—铜—金矿床及矿化点，其中切列克其铁矿已达超大型规模，卡拉玛铜矿及沙子沟铜矿已达大型、中型规模，以上矿床及矿化点均产于岩体边缘相与碳酸盐岩接触带处，矿化与印支期高钾钙碱性系列I型中酸性侵入岩体有关。

综上所述，该区成矿地质背景良好，印支期岩浆活动强烈，与成矿围岩相似的碳酸盐岩分布广泛，北西向控矿断裂发育，矿点、航磁异常、水系沉积物异常分布广泛且吻合，因此该区具有寻找大型接触交代型、岩浆热液型铜矿床和超大型沉积改造型铁矿床的良好前景。

7 结论

1)布伦口地区铁铜金矿床产在布伦阔勒岩群(Pt1B)及达坂沟岩群(S2-3D)的碳酸盐岩建造之内，矿体呈层状、似层状、透镜状产出，顶底板与围岩为整合接触，具有明显的层控特性。

2)通过对布伦口地区铁铜金矿床地质特征、矿石矿物组成、矿石结构构造、围岩蚀变特征等分析及矿石Pb同位素测定，认为该区矿床具有地层含矿、构造控矿、热液改造及多期成矿的特点，类型为沉积变质加后期热液改造型层控矿床。

3)通过对布伦口地区铁铜金矿床成矿规律总结、找矿潜力分析，认为该区具有寻找大型接触交代型、岩浆热液型铜矿床和超大型沉积改造型铁矿床的良好前景。