新疆富蕴县舍勒高西铜多金属矿床地质特征和找矿方向

2020-10-27吕启良孙延凤邹文军伍佳杰熊珍银

安徽地质 2020年3期

吕启良，孙延凤，邹文军，伍佳杰，熊珍银

（安徽省地质矿产勘查局324地质队，安徽池州247000）

0 引言

北疆的阿尔泰成矿带是我国重要的铜-铅-锌-金-铁-镍等金属资源产地。该成矿带出露着众多的矿床，自西向东主要为：阿舍勒铜(锌)矿床、铁木尔特铜-铅-锌多金属矿床、阿巴宫铅锌矿床、可可塔勒铅锌矿床、乔夏哈拉铜(金)矿床、喀拉通克铜镍矿床。以阿舍勒、可可塔勒和喀拉通克矿床最具代表性。

伴随着多阶段的俯冲、碰撞、造山、岩浆作用和变质作用，中国的阿尔泰造山带形成了众多的金属和非金属资源。作为重要的成矿远景区，近年来北疆找矿勘查取得了诸多突破。舍勒高西铜多金属矿床位于新疆富蕴县西南方向，地处准噶尔盆地北缘，是近年来新发现的矿床。本文通过对该矿床地质特征进行研究，初步探讨矿床成因，并结合地球物理手段，为下一步找矿勘查提供依据。

1 区域地质背景

研究区位于准噶尔盆地北缘，大地构造位于哈萨克斯坦板块与西伯利亚板块碰撞带两大构造单元接合部位，区域构造线呈北西向展布，区内褶皱、断裂构造发育，岩浆活动强烈。

区内主要出露泥盆纪-石炭纪地层，自老至新包括：下泥盆统托让格库都克组(D1t)、中泥盆统北塔山组(D2b)、蕴都喀拉组(D2y)，下石炭统黑山头组(C1h)、南明水组(C1n)。泥盆纪-石炭纪地层主要为碎屑岩、火山岩(基性-酸性)、火山碎屑岩、碳酸盐岩建造。此外，区内零星分布有第三系(E)红色砂质黏土及第四系(Q)冲、洪积物(图1)。

区内侵入岩主要形成于海西期，包括辉长苏长岩、闪长岩、花岗闪长岩、花岗岩、花岗斑岩等，多呈岩株、岩枝状产出(规模小于1km2)(图1)。

区内北西向紧闭线性褶皱和压扭性断裂极为发育，并叠加北北西向和近南北向构造，呈现复杂的菱形网格状构造面貌(图1)。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区内一半以上面积被第四系覆盖，主要为洪积层、残坡积物，分布于勘查区中北部。出露基岩有泥盆系中统北塔山组下段(D2b1)、上段(D2b2)，石炭系下统南明水组下段(C1n1)(图1)。

泥盆系中统北塔山组下段（D2b1）分布于布尔台-依铁克南及萨色克阿根南约1.5km处。西部为中偏基性的安山岩夹火山碎屑岩，向东相变为以角砾熔岩为主，夹安山岩类、硅质板岩、硅质泥板岩等。泥盆系中统北塔山组上段(D2b2)分布在布尔台-舍勒高一带及萨色克阿根南下部岩段(D2b1)的两侧，两者整合接触。西部岩性为暗红色及杂色硅质岩夹安山岩、火山碎屑岩，底部见少许大理岩，向东逐渐相变，以火山碎屑岩和安山岩、安山质角砾熔岩为主，至萨色克阿根一带夹硅质板岩、霏细斑岩、钠长斑岩等。石炭系下统南明水组下段(C1n1)，分布于矿区南部，大部分被第四系覆盖，走向近东西，倾角近直立。本段岩性主要为钙质砂岩、钙质千枚岩、沉凝灰岩、岩屑晶屑凝灰岩。

图1 富蕴县舍勒高西地区区域地质图Figure 1. Regional geological map of the Shelegaoxi area，Fuyun County

2.2 构造

矿区地层主要为单斜构造，岩层走向北西西，倾向南南西，倾角65°～80°，由于构造影响，地层发生倒转，在矿区内地层倾向呈现为北北东向。矿区北部地层为北塔山组上段，南部地层为南明水组中段。因F2断裂缺失北塔山组上段，南明水组下段与北塔山组上段呈断层接触。

矿区识别出两条断裂构造。F2断层纵贯全区，走向100°，该断层造成北塔山组下段地层、南明水组上段地层缺失。F1断层发育于F2断层南侧南明水组中段内，与F2断层平行。断裂带岩石挤压破碎明显。

2.3 岩浆岩

岩浆岩主要出露于查区西南部，受层间断裂控制，均为规模不大的岩脉。以钠长斑岩为主。钠长斑岩出露于闪长岩之南侧，走向东西，长990m，宽5～30m左右，局部有褐铁矿化。

2.4 变质作用

区内岩石普遍经低温动力变质，岩性为板岩、硅质板岩、千枚岩及变粉砂岩。岩脉与围岩接触带有不同程度的蚀变，主要表现为硅化、绢云母化、绿泥石化、绿帘石化，局部有较强的黄铁矿化(褐铁矿化)、矽卡岩化。岩石灰绿色，主要矿物有透辉石、绿帘石、石英、方解石，少量黄铁矿。在ZK03 孔中见糜棱岩带，孔深103.81～254.75m 见糜棱岩化凝灰岩，安山质、长英质糜棱岩，糜棱岩带倾角55°～65°，倾向不明，地表未见露头。

2.5 地球化学异常

工作区内各元素除Bi、Pb、Ag、Au背景平均值低于其在地壳中的克拉克值或阿勒泰及北准噶尔背景值外，Zn元素背景平均值接近于其在地壳中的克拉克值，As、Sb、Cu、Cr、Ni、Co 元素背景平均值均高于其在地壳中的克拉克值。这暗示了矿区较好的Zn、Cu矿化潜力。

3 矿床地质特征

区内矿体主要分布于北塔山组中统上段火山碎屑岩建造中，矿体产状与围岩产状基本保持一致，大致呈顺层状产出，走向大致呈110°～290°，倾角较陡，有向南倾趋势。主要矿体控制走向长400m，最厚处假厚度4.11m，延伸91m。矿体受构造控制，充填于层间破碎带或裂隙之中。该矿床矿体规模较小，共有铜矿体3个，其中主要矿体1个，编号为Ⅰ，小矿体2个，编号分别为①、②。

3.1 矿体形态、产状及规模

Ⅰ号矿体主要分布于7～8 线之间。矿体赋存在中泥盆统北塔山组上段火山碎屑岩建造中，沿层间破碎带或裂隙充填。矿体呈似层状，倾向大致210°，倾角较陡，50°～65°，矿体走向延伸400m，沿倾向延伸91m。矿体厚0.28～4.11m，平均1.96m，厚度变化系数为84.62，变化较稳定(图2)。

①号矿体分布于7 线，赋存在北塔山组中统上段层间破碎带中。矿体呈似层状，其顶板岩性为糜棱岩，底板为凝灰岩。矿体倾向210°左右，倾角50°～60°。矿体沿倾向延伸93m，矿体厚度约1.15m。

②号矿体分布于7 线，赋存在北塔山组中统上段层间破碎带中。矿石类型为碎裂状含铜硅质岩，其顶、底板岩性均为凝灰岩。矿体倾向210°左右，倾角50°～60°。矿体沿倾向延伸93m，矿体厚度0.95m。

图2 7号勘探线剖面(局部)Figure 3. Cross section of prospecting line 7 (local)

3.2 矿体围岩

铜矿体主要赋存于泥盆系中统上段的火山碎屑岩建造中，矿体主要围岩为岩屑凝灰岩、晶屑凝灰岩，少量为糜棱岩、硅质岩及辉绿岩，与矿体接触处往往伴随着破碎和弱绿泥石、绿帘石化蚀变(图2)。

3.3 矿石特征

3.3.1 矿石的矿物成分、结构和构造

本区矿石类型简单，包括含铜锌块状黄铁矿矿石和碎裂状含铜硅质岩矿石，以前者为主。

I 号矿体和①号矿体为含铜锌黄铁矿，矿石具自形-他形粒状结构，纹层状构造。矿石矿物以黄铁矿为主，少量磁铁矿、黄铜矿、闪锌矿。其中黄铁矿铜黄色，微细粒状，半自形晶，呈0.1～5mm的纹层状；磁铁矿钢灰色，自形-半自形粒状，浸染状分布，粒径0.005～0.055mm；黄铜矿黄绿色，为本区主要含铜矿物，微细粒状，他形晶，呈0.1～1mm纹层状，少量产于含铜石英细脉中。脉石矿物以石英为主，含少量方解石、绿泥石及凝灰岩碎块(图3)。

②号矿体为碎裂状含铜硅质岩，矿石具碎裂状结构，皱纹状构造。矿石矿物主要为黄铜矿，脉石矿物主要为石英(图4)。

图3 纹层状含铜锌黄铁矿Figure 3. Laminated Cu-Zn-bearing pyrite

图4 碎裂状含铜硅质岩Figure 4. Cataclastic Cu-bearing siliceous rock

通过对矿石结构、矿石共生组合关系的详细研究，矿物生成顺序为磁铁矿→黄铁矿→黄铜矿→闪锌矿→石英→绿泥石→方解石。

3.3.2 矿石化学成分

Ⅰ号含铜锌黄铁矿体：Cu 品位在0.69%～1.28%之间，平均品位0.86%，品位变化系数29.93%，品位变化均匀；Zn 品位在0.40%～1.95%之间，平均品位1.41%，品位变化系数55.36%，品位变化均匀；S 品位在32.37%～46.90%之间，平均品位37.66%，品位变化系数41.53%，品位变化均匀。①号含铜锌黄铁矿体：Cu 品位0.52%，Zn 品位1.59%，S 品位33.41%。②号碎裂状含铜硅质岩：Cu品位1.40%。

3.4 矿石类型

根据对矿石结构、构造及其组分的观察研究，可以将矿石分为含铜锌黄铁矿和碎裂状含铜硅质岩两种自然类型。根据矿石中有益组分含量，矿石工业类型为铜锌硫矿石。

4 矿床成因浅析

矿区位于西伯利亚与哈萨克斯坦准噶尔这两个板块之接合部位的陆源裂谷带附近，处于阿勒泰山南缘，额尔齐斯断裂挤压带边缘南侧。矿区构造线呈北西西向展布，与阿舍勒铜矿、可可塔勒铅锌矿、喀拉通克铜镍矿位于同一构造带内，大地构造背景相似。

通过对以上几个典型的大型矿床成矿特征进行对比研究，认为本区矿体形成于海西期，块状硫化物矿床是其主要的成矿类型。额尔齐斯深大断裂两侧是最有利的矿化富集空间，成矿物质来源均与早泥盆世的古老岩石基底或更深的上地幔原始熔浆有关。其成矿模式主要为两种基本类型：一是早-中泥盆世海底火山喷流沉积成矿作用模式；二是海西中晚期(晚石炭世-早二叠世)与上地幔拉斑玄武熔浆有关的熔融洋壳岩浆融离分异成矿作用模式。