新疆准噶尔北缘铜矿地球化学与矿床成因浅析

李 湖，赵同寿

（新疆地矿局地球物理化学探矿大队，新疆 昌吉 831100）

1 新疆准噶尔北缘铜矿地球化学浅析

本次针对新疆准噶尔北缘铜矿进行1：10000的地质土壤地球化学测量，测网密度为150m×50m，主要选择分析了Au、As、Sb、Hg、W、Cu、Pb、Zn等8种元素。首先，对取得的成果数据进行统计分析，初步计算出测区各元素的异常下限值，并对逐级高点进行剔除，最终余下数值可以作为地质地球化学特征样本。

经过试圈后拟定比较合理的异常下限使用值。本文针对Cu元素的地球化学特征进行重点分析，得出的Cu地球化学特征，如图1所示。

通过图1可知，依据Cu地球化学特征强度、规模以及元素组合等异常特征，结合新疆准噶尔北缘铜矿所处地质背景、已知矿异常的相似性等准则，对地质地球化学特征进行初步筛选、分级以及评价，并对其中异常面积大、有明显浓集中心、组合较好的综合异常进行描述[1]。

根据所确定的异常下限值，可以在各单元素集中圈确定地质地球化学特征。本文选用的地球化学勘探为多元素组合，各元素套和较好，异常范围大，元素分带为Au、Cu、Zn、Pb—Mo、Sn、As、Sb、Ag—Bi。

根据异常套和程度，可得出区域内为铅锌多金属成矿地球化学特征的结论。

图1 Cu元素地球化学特征

2 新疆准噶尔北缘铜矿矿床成因浅析

在进行新疆准噶尔北缘铜矿矿床成因浅析之前，首先，明确该铜矿床在新疆的分布位置，主要分布在新疆东北部以及南部。铜矿类型主要为石英脉型铜矿，受区域北北东向构造带控制，产于沙姆瓦系含火山质的浅变质岩中，多沿次级北东、北西、南北向裂隙充填交代成矿[2]。根据区域有关地质矿产资料分析，区域变质作用和岩浆活动加速了本区地壳内流体的循环和热对流，促进Cu在热液中初步富集。之后地壳发生多次挤压活动，促使导矿构造与下地壳或深大断裂贯通，基性岩浆沿断裂上侵，并携带上来大量的成矿物质—Cu，形成含Cu热液，随后的岩浆活动的进一步加剧，促使成矿热液在构造内循环流动，并淋滤、萃取围岩中成矿物质，尤其是中基性岩浆岩中的成矿物质，加入到成矿流体体系。在成矿过程中，断裂活动的继承性和热液活动的脉动性明显，表现为成矿的多阶段性。各阶段含矿流体的性质、成矿物理化学条件及其产物均有明显的差异。

早阶段初始含矿流体具有高温(＞360℃)岩浆热液的特点，溶解有大量SiO2，溶液可能呈弱碱性，其中金和其它成矿元素主要呈稳定的络合物形式被搬运。

在其沿断裂上升运移的过程中，由于温度、压力急剧降低，并有二次沸腾作用发生，使溶液的物理化学平衡发生变化，在温度为360℃～300℃条件下沉淀出石英、黄铁矿等，金则呈浑圆的珠滴状分布于黄铁矿中。中期阶段，断裂继续活动，上升热液性质随着天水的混入和温度、压力进一步降低而发生显著变化。H2S在热液中的溶解度增高，S2-浓度增大，溶液向中性和弱酸性演化，含成矿金属元素的络合物发生大量分解，形成石英及多金属硫化物(黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等)。它们大多沿继承活动的断裂、裂隙充填交代，局部生成富矿脉(囊)，该阶段的成矿温度为300℃～208℃，是该矿床主要的成矿阶段。晚阶段，热液中地下水所占比例增大，金属元素离子浓度显著降低，在温度为180℃～150℃，形成碳酸盐石英组合，含有少量的多金属硫化物，它们穿切前两阶段的矿脉，此时内生成矿作用已趋于结束。

新疆准噶尔北缘铜矿矿床北部以桐城-太湖断裂为界，西北部出露大别山造山带核部的中深变质地层，属于大别地层区；南东部沿江区域属于下扬子地层分区，以古生代-中生代沉积地层为主，含少量火山岩地层[3]。

大别地层区出露地层主要为大别岩群，岩性以黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩、二云斜长片麻岩、变粒岩、含磁铁石榴浅粒岩为主，夹薄层角闪片岩、云母石英片岩和大理岩，局部夹含磁铁石英岩。并含有较多的榴辉岩、蛇纹岩等变质镁铁质岩岩块，为一套变质表壳岩组合。

结合锆石年代学资料显示，大别岩群时代归于晚太古-早元古代。而下扬子地层区成矿时期为晚元古宙，第四纪地层发育齐全，晚元古宙至三叠纪以海相和海陆交互相沉积为主。

早中侏罗世地层为陆相盆地沉积，以河流、湖泊相的碎屑岩和含煤碎屑岩沉积为主。晚侏罗世-早白垩世进入陆相火山岩盆地发展新阶段，各盆地中形成巨厚的火山-沉积岩系，在火山岩的岩石系列、组合等均存在不同，但火山活动旋回基本能够对比。早白垩世晚期至晚白垩世地层分布局限，为干旱气候下的湖溢相红色碎屑沉积。测区内早白垩世-古近纪地层零星分布，主要分布在残余红色盆地中，以河流、湖泊相碎屑岩沉积为主。

由于新疆准噶尔北缘铜矿矿床布拉瓦约系与塞巴奎系呈不整合接触，其间有罗德斯德尔花岗岩岩基侵位，并伴有围岩强烈的褶皱变形、同化作用、花岗岩化作用和金矿与白钨矿成矿作用；沙姆瓦系与布拉瓦约系亦呈不整合接触，其间有超基性岩侵入体侵位。

沙姆瓦系沉积后有霏细岩、石英斑岩、辉绿岩墙与岩席，百利花岗岩岩基、白云母花岗岩和斑状花岗岩等侵入体侵位，其中随着百利花岗岩岩基侵位，伴有围岩的强烈褶皱变形、变质作用及金矿成矿作用及少量的白钨矿成矿。后期侵入体主要有沿主断裂分布的石英脉、辉绿岩脉，晚前寒武纪大岩墙杂岩体、花岗岩脉、石英脉、辉绿岩席和岩墙和三叠纪¬—侏罗纪辉绿岩墙与岩席。

区域构造主要表现为断裂或断层构造和由不同时期岩体侵位形成的岩体侵位及伴生构造。普查区位于哈特利¬—奎鲁铜矿成矿带北端，哈特利—奎鲁铜矿成矿带呈向西凸半弧形，弧两端为大岩墙所截断。区域上除大岩墙沿之侵位的NNE向断裂规模较大外，断裂或断层构造不很发育，规模也较小，主要为近N-S向断裂，其次为近E-W向断裂和少量其它方向断裂。

区域上片岩走向及其片理走向一般与侵位其中的花岗岩岩基边界或片麻状花岗岩片麻理平行，片岩片理倾向从岩基边缘向内倾斜。综上所述，新疆准噶尔北缘铜矿矿床地质成矿条件优越。

3 结束语

此次对新疆准噶尔北缘铜矿地球化学与矿床成因浅析，具有一定的分析成果，有理由进一步加强该矿床找矿预测及深找矿定位等技术方面的工作。

建议后续在工作程度较高的铜矿矿床分布集中地区，应加强对区域成矿规律梳理、加强对铜矿典型矿床的成矿模式和找矿模型的研究，在工作手段上多利用综合物化探与和浅钻相结合的方式，可能在矿床矿产地质调查中能够取得有一定成效。