新疆巴哈乌拉铜多金属矿矿床构造地质特征及控矿规律探讨

2020-04-21侯雷明

矿业工程 2020年1期

侯雷明

(五矿矿业控股有限公司，安徽合肥 230601)

0 引言

新疆巴哈乌拉铜多金属矿床位于准噶尔优地槽褶皱带西部，谢米斯台弧形褶皱带南西缘, 其北部为和布克赛尔凹陷，南部为和什托洛盖凹陷，地处塔尔巴哈台—纳尔曼得金、铜、铬、铁成矿带内，是经历了多期次不同性质的构造作用，在断裂带中形成的火山岩型铜矿床。

1 区域构造背景

该矿床大地构造位置属天山—兴蒙造山系(Ⅰ)的准噶尔弧盆系(Ⅱ)的北准噶尔晚古生代沟弧带(Ⅲ)的洪古勒楞—阿尔曼太晚古生代沟弧带(Ⅳ)。

区域内构造格架大致表现为近东西向、北西向及北东向的三组构造所形成的格子状构造体系，这三组大断裂分别为近东西向的巴音达拉大断裂、北西向的洪古勒楞隐伏大断裂、北东向的布鲁克其断裂。断裂具有长期多次活动的特征，将地层和岩体切割，多为断裂接触关系。近东西向的断裂对区域内地层、岩浆岩、矿产的分布起着重要的控制作用[1]。

2 矿床构造地质特征

2.1 断裂构造

矿区以断裂构造为主构造格架，主要断裂构造线为东西向、北西向和北东向。其形成顺序由早到晚为东西向断裂、北西向断裂、北东向断裂，发育规模由大到小为东西向断裂、北东向断裂、北西向断裂。矿区中部断凸构造保留了局部的早古生代沟弧构造，甚至保留了前寒武纪地层残片。

——东西向断裂构造。主要在矿区中北部发育，表现为两条东西向构造破碎带，以及夹于其中的呈东西走向的早古生代地层断块。碳酸盐化、绿泥石化、绿帘石化及硅化等蚀变作用发育，局部硅化地段发育有孔雀石蓝铜矿化等金铜矿化。断裂构造带上普遍发育碳酸盐脉，主要为白云岩、白云质大理岩、灰岩的分异脉体和后期超基性岩分异脉体。

北侧断裂带：北侧东西向断裂带总体呈东西偏北东东走向，发育前寒武纪蛇绿岩，顶部残留前寒武纪白云岩、白云质大理岩、灰岩地层。从中东部至西部长约3 000m，向西延伸出矿区；中东部向东隐伏，在矿区东部向外延伸至洪古勒楞铜矿区北部，推测其可能为前寒武纪洋脊断裂。该断裂带总体呈近似直立偏南倾，为高角度断裂带，断裂带两侧发育挤压破碎带断层，断续揭露的北侧破碎带断层宽约1～2m，主要由蛇绿岩和白云岩、白云质大理岩、灰岩等碳酸盐构造角砾岩组成，绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化、硅化普遍发育，金、铜元素异常普遍，硅化带附近局部矿化可达到工业品位，为矿区重要的成矿破碎带。该破碎带西部发育东西向延伸的石英斑岩脉，为华力西晚期中酸性脉岩，是矿区硅化的主要的硅质来源，是金铜矿化主要成矿期构造活动的岩浆热液活动的依据，因此推断该矿床为华力西期岩浆热液萃取超基性岩中的金铜而形成的充填型矿床。利用其它手段分析发现，东西向断裂带北带发育近板状超基性岩体，深部延伸约200m，总体呈直立状，局部南倾，其边缘及其附近发育破碎带，局部形成含金铜矿体，为成矿有利地段。

南侧断裂带：在矿区中西部至西部发育，地表地貌上呈宽约400m、长约1 350m的带状密集陡坡山脊，在中西部被北东向断裂带切割隐伏，是矿区平缓斜坡地貌与陡坡地貌分界线。该断裂带北侧发育一条挤压破碎带，断裂带南侧破碎带地貌上为东西向山间鞍部及沟谷边坡。该断裂带内以白云岩、白云质大理岩等碳酸盐、火山角砾岩地层为主，蛇绿岩呈断续出露，反映出蛇绿岩侵入体顶部接触带特征。在南破碎带内发育有石英斑岩、石英岩脉体，总体走向北西西，倾角近直立，宽1～5m，其边部与碳酸盐接触带多发育片理化劈理带，其中一条在边部可见绿帘石化、孔雀石化。

——北西向断裂构造。展布于矿区中南部，表现为走向北西的基性—超基性杂岩体，走向北西—北北西的白云岩、白云质大理岩、灰岩残留体，以及局部的断层，分为北东带、南西带。该北西向断裂向北西延伸与东西向构造南侧断裂带相接并被限制，表现为东西向构造带内发育的北西向劈理和密集节理。

北东带：呈北西走向的白云质大理岩条带断续出露，以及边缘发育的挤压片理化构造透镜体带，宽1～3m，走向330°，倾角40°，倾向北东。该带附近发育玄武质安山岩脉，多呈平行断裂带，倾角近直立。该带自矿区中部向南东延伸约1 000m至矿区外围。

南西带：表现为北西走向的白云质大理岩残丘断续出露，并伴有石英斑岩脉体岩株，呈北西—北北西走向。该带向南东延伸出矿区，长度大于1 000m。在北西向断裂带内，主要为超基性—基性岩侵入体及侵入体顶部残留的火山角砾岩、火山凝灰岩以及火山熔结角砾岩等火山岩，其超基性-基性侵入体发育蛇纹石化，表明其与东西向构造带的蛇绿岩具有同源性，根据其偏基性特征，推测为晚古生代早期侵入形成，因此，北西向断裂形成时间应晚于东西向断裂，推测为区域上洪古勒楞北西向断裂的平行次级断裂，但后期发育的石英斑岩等属于华力西中晚期岩浆活动岩脉体，而且后期活动形成矿区内大面积的北西向节理劈理化带，反映北西向断裂构造活动直到华力西中晚仍有活动[2]。

——北东向断裂构造。为间距约400m的三条断裂带，具有从北往南形成时间由早到晚，活动强度以中部为主的特点，是区域上北东断裂的通过部位或分支。在紧邻矿区东南角出露有石英二长斑岩体。

北侧断裂带：该断裂地貌上限制了东西向构造带的东部延伸，使其北西侧地形凸起，东南侧相对沉降，推测为一条隐伏断裂。

中部断裂带：该断裂地貌上呈贯通矿区的北东向沟谷，发育中薄层砂岩变形褶皱及片理化泥页岩直立岩带，总体走向54°，牵引褶皱及直立的片理化带与该断裂总体走向小角度相交，指示断裂具有顺时针压扭动性质。而在断裂附近发育基性—中基性辉长闪长岩株体，在断裂北东段和南西段两侧都发育玄武质安山岩脉群，多呈等间距斜列，指示出断裂带的扭动也具有张扭性。同时在南西段矿区西南角也发育有石英斑岩脉体，呈平行或小角度展布，反映出到华力西中晚期该断裂都一直是岩浆热液的活动通道。因此，该断裂为出露地表的实测断裂。

南侧断裂带：该断裂带为两条斜列的断裂，在断裂带中部出露石英二长斑岩脉体和两处灰白色斜长花岗岩、石英斜长岩基岩点，尽管出露面积都不大，但明显在一条北东线上，紧邻矿区西南角外侧发育具斜列特征的玄武安山岩脉，另外北东斜列断裂两侧地层产状走向明显垂直，同时又将北西走向石英斑岩脉切割成三段，由此，推断该断裂活动发生于泥盆纪地层以后，并在华力西晚期活动。

2.2 褶皱构造

矿区内规模性褶皱被多组断裂切割错动，形成残破褶皱，局部保留多种类型褶皱转折端，表明矿区发育紧闭型和宽缓疏缓型两类不同构造层褶皱。在强烈断裂边缘也发育牵引褶皱。根据其轴向可分为东西向和北东向两种。

东西向褶皱：在东西向断裂带上残留的白云质大理岩、灰岩可见残留的层理，北侧东西向断裂带上残留的厚层状层理走向东西，倾向南，倾角55°～65°，其厚层状内的纹层理及燧石条带也南倾，倾角相近，层内发育紧闭型尖棱转折端，反映出具有前寒武纪强烈构造的组间有序而组内无序的层内褶皱特点。南侧东西向断裂带上残留的厚层状层理走向东西，倾向北，倾角65°以上。

根据南北两条北东向断裂带上残留的前寒武纪厚层状白云岩、白云质大理岩、灰岩产状相向对称高角度倾斜分析，推测早期存在东西向规模褶皱，由于后期断裂抬升，将断裂带内的地层推出，形成残块断块。

在东西向断裂带之间，矿区中西部发育一套志留系粗碎屑岩-火山碎屑岩建造，以中粗粒砂岩为中心，其中夹有白云岩，白云岩具有微斜层理和交错层理(见图1)，且微纹层发育流劈理折射(见图2)，反映其核部强烈的构造运动。

在中粗粒砂岩的两侧对称出现粉砂岩页岩，地层产状多呈直立或南倾斜，走向自西部的东西向，到矿区中部由北西西转为北西走向。在残留的志留统沙尔布尔提组层内也发育紧闭褶皱，推测具有宏观规模褶皱存在。

图1 微斜层理及交错层理

图2 微斜层理发育流劈理折射

北东向褶皱：在东西向断裂带南部及东南发育晚古生代泥盆系和石炭系湖盆构造，后期形成舒缓褶皱。泥盆系发育在矿区中部至中东部，北部地层走向北东，南部总体南北偏北北东走向，地层层位岩性组合相同，为以近南北展布的海盆东北部边缘构造，为后期北东向断裂错动。

石炭系早期地层发育在矿区中部西南一带，为相对完整的北东向海盆构造，以对称地层岩性组合和倾角中等的产状相对倾向，在北东向断裂部位保存平缓的盆地核部地层。

3 控矿构造

矿区主要发育东西向、北西向、北东向的三组断裂带，其中东西向的断裂为主断裂，其形成最早，控制着矿体的产出、形态和产状，是该矿床重要的控矿构造。

由于华力西期岩浆活动在矿区的多期次性，受其影响和改造，在矿区东西向的大断裂带内及其两侧发育一系列不同类型和不同含矿性的大小岩体，尤其是应力集中的北断裂带的北侧边缘(铜矿体赋存的位置)，为岩浆的侵入和富集创造了良好的构造条件，也为热液的运移提供了良好的通道和沉淀空间。因而东西向的断裂带的多期次性活动为成矿物质运移提供了能量，控制了成矿作用的演化，矿脉的展布、形态和产状的变化。

4 控矿规律探讨

矿区北侧东西向断裂为主要的容矿构造，其间充填的超基性岩体为主要矿源，其北部为第四系覆盖的志留系地层，主要岩性为砂岩—砂砾岩的碎屑岩，含水性和渗透性相对较好，变形褶皱构造强烈，伴生的裂隙发育，形成成矿有利构造格架；其南侧为石炭系地层，以页岩为主，构造较弱，含水性和渗透性相对较低，不利于天水及盆地水汇入岩浆热液和构造热液[3]。

矿化带发育在蛇纹石超基性岩构造破碎带上，矿体的形成和赋存受构造破碎带控制，矿区东西向压扭性断裂带是成矿的有利构造部位，也是金铜矿体的容矿空间。