新疆哈密卡拉塔格一带红石铜矿矿区特征及成矿预测

唐 毅

（新疆维吾尔自治区地质调查院，新疆乌鲁木齐 831100）

东天山铜矿资源非常丰富，是目前国家重点铜矿产区，目前，已经有多处矿点被探明，并且有些已开发利用，为国家矿业发展提供了丰富的矿产资源，其中红石矿床作为东天山铜矿的典型代表。在21世纪初，人们初步发现了红石铜矿，并在此之后对红石铜矿的成矿背景、岩石特征研究、成矿作用、成矿构造等内容进行了研究，本文综合了前人资料，对新疆哈密市的红石矿成矿规律以及矿体进行了研究，结合新型技术对其深部以及周边进行了初步预测。

1 区域地质背景

卡拉塔格一带隶属天山-兴安地层区北天山地层分区噶尔地层区哈尔里克地层小区。哈尔里克地层小区时代为奥陶纪至泥盆纪早期，岛弧型火山岩在该小区内广泛发育。

1.1 地层

区内出露的地层有奥陶系的中奥陶统荒草坡群大柳沟组；志留系的中-上志留统红柳峡组；泥盆系的下泥盆统大南湖组、中泥盆统康古尔塔格组；石炭系的上石炭统脐山组；二叠系的中二叠统阿尔巴萨依组、上二叠统库莱组。中新生界出露的有下侏罗统三工河组；中侏罗统的西山窑组、头屯河组；古近系的古新统台子村组、始新统巴坎组；古-新近系的渐-中新统桃树园组；新近系的上新统葡萄沟组；第四系的下更新统西域组、上更新统新疆群及全新统。

1.2 构造

卡拉塔格一带属于大南湖-头苏泉古生代岛弧带北段的一个次级隆起构造单元，属准噶尔板块一部分。该带进一步划为哈尔里克早古生代岛弧，大南湖泥盆纪岛弧、企鹅山石炭纪岛弧三个三级构造单元。矿区所在属哈尔里克早古生代岛弧带，主要发育NW向、NNW向和NEE向断裂构造三组断裂，同火山断裂发育，含矿火山热液沿断裂活动强烈。

1.3 岩浆岩

区内侵入岩较为发育，主要分布于规划区南侧为一套古生代志留纪侵入岩，由老到新依次为英云闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩，侵位于中奥陶统荒草坡群大柳沟组中，北侧外接触带围岩的蚀变较强，主要有角岩化、硅化及褐铁矿化等蚀变。南侧被北西向北倾断层切割，岩石受断层影响动力变质现象明显，碎裂岩化较强。

1.4 变质作用

卡拉塔格地区经受了区域变质作用，变质轻微，仅达到葡萄石-绿纤石相、葡萄石-绿泥石相。

2 矿区地质特征

红石铜矿床位于大安湖东，矿床主元素为铜，共生有少量的锌，伴生有银、硫等。矿区内主要出露地层为中奥陶统荒草坡群大柳沟组（O2Hd）火山岩，为一套巨厚的海相、海陆交互相火山岩建造。矿区的铜矿体主要分布在大柳沟组第二段、第三段岩性的安山岩，凝灰岩，以及次火山岩和中酸性岩中。矿区由于多个中心-裂隙式火山喷发的叠加，在第二、第三岩性段呈现出多个旋回的安山岩与英安岩、火山碎屑岩与熔岩的复杂组合。哈密红石矿区地质图概略见图1。

图1 哈密红石矿区地质图概略

矿区位于卡拉塔格北西西向复向斜南翼，主构造线方向为NWW向。区域性南北向挤压应力是本区的主导构造因素，NWW向压扭性断层与近NS-NNE向张扭性断裂，以及二者复合处环状构造的组合特征，控制着区内火山喷发活动和火山岩建造的形成与分布、岩浆岩的侵位与成矿作用。

矿区的火成岩、岩浆岩较为发育，志留纪侵入岩是该区出露最老的岩体，先被花岗闪长岩呈脉动式侵入，后期又被二长花岗岩切穿。志留纪侵入岩的总体面貌为钙碱性系列的“I”型花岗岩，岩浆在上侵过程中与地壳发生了重熔作用，具有以幔源为主的壳幔混合源的成因特点。该条件为成矿提供了有利条件（热源）。

铜金地球化学异常和地球物理异常是重要的间接找矿标志。红石矿区具有低磁、低阻、高极化率的异常特征。在已发现的矿点（床）中物探普遍具有地下以浅陡倾异常（构造）带，中深部平缓的特征。在地球化学中，矿区位于东天山的底坎尔-大南湖Cr-Ni-Co-Cu-V区域地球化学异常带上，尤其在卡拉塔格东部区域，具有较好的Au-Ag-Cu-Zn地球化学组合异常，为找矿提供了有力线索。矿体呈连续脉状，长度在100～494m，深度在54～315m，矿体厚度为1.04～5.81m，矿体中铜品位为0.25%～4.29%，平均品位为1.08%。

矿石结构特征主要呈半自形-他形微细粒-中细粒结构，铜矿石主要呈呈半自形-他形中粒网脉状、细脉状、团块状结构，以黄铜矿为主。围岩总体上为一套中酸性火山碎屑岩、熔岩，主要岩性为火山角砾岩、安山岩、英安岩、凝灰岩，围岩蚀变主要为硅化、黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化等。

3 成矿规律

矿体受近NS向与NWW向断裂和火山通道的复合构造带控制，铜矿体目前发现的一般产在火山角砾岩带、岩筒的边部以及顶部的次级断裂破碎带中，矿体具穿层性和成组分带性。矿体形态为脉状、似层状。围岩主要有硅化、黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化、绿帘石化等蚀变特征。

在矿区中，有四个相互平行且较为均匀分布的矿体，呈近南北向、北东向延伸，矿脉一般长为100～200m，宽度平均在1～2m。根据矿区中部矿体的分布特征，红石矿矿区中矿体受火山通道与构造影响分布间距较为均匀，此特征在主要采区340中段的表现明显（图2）。

图2 红石铜矿340中段的矿体平行等距排列图

红石铜矿的四个主要矿体都在高角度的正断层中，矿体倾角较大，多在75°～80°，矿体主要呈脉状、似层状。在地表以下，矿体多表现为浅埋深的近于平行的盲矿体。

从地表以及地下情况来看，构造对于红石铜矿成矿作用主要体现在以下几个方面：首先是区域上的西北向断裂带，决定了整个火山岩的产出形态，近南北向、北西西向断裂与火山通道-火山角砾岩带复合控矿。其次是南北向产生断裂的雁型断裂组，这种南北向的张扭性断裂是决定矿床和矿体结构分布的主要控矿单元，矿化作用显著，区域上主体为近东西向断裂，从中衍生出的一系列南北向断层控制着矿体的产出。红石铜矿的四个主要矿体存在于一组高角度拉伸扭性断裂中，延伸300～400m，呈侧列式分布，倾斜角均在75°～85°，另外，在9号脉主矿体中，上部倾角在70°以上，下部则在35°左右，深部位置上，倾向于与其他三个相邻矿脉相交。

4 成矿预测

从分布情况上看，卡拉塔格一带具备寻找大型铜（锌）金矿床的优越成矿地质背景。与境外乌拉尔块状硫化物成矿带和南蒙古成矿带都在同一构造成矿带之上，具有寻找斑岩铜矿、热液型铜矿的潜力。

哈密红石矿区的探明矿体主要附存在南北向的侧列式断裂中，受次生断裂和复杂的侧列式断裂控制，根据对于9号矿体深部的变化情况进行推测，对红石铜矿深部进行了预测，圈出四个深部可能出现的矿体。在矿体的深部延伸中，矿体的倾斜角在300～500m的高度上从75°转变到45°左右的小倾角范围，在垂面上发生了从陡峭到平滑的变化，推测在其深部还具有较好的成矿通道可能（图3）。

图3 红石铜矿深部预测图

5 结束语

对新疆哈密红石铜矿的成矿地质背景以及矿床特征进行了分析，并且对红石铜矿山深部进行了初步的成矿预测。矿区总体表现为产于火山隆起区，受次级火山机构、次火山岩体及其旁侧断裂裂隙构造的控制；矿脉成群成带出现、彼此平行侧列式分布，在区域上主要为环形构造，在深部矿体倾角由陡直转为平缓，推测矿体在中深部还有大量附存。该区域内电法和磁法有较好的表现，具有低磁、低阻、高极化率的特征，尤其是对陡倾和水平的含矿构造有较好反应。据资料显示，红石-梅岭铜矿属中低温热液型成矿，同样在卡拉塔格一带，红柳沟组地层和中酸性岩浆岩是比较发育的，构造给予了较好的成矿条件，提供了空间，带来了热源。鉴于红石铜矿中存在较多盲矿体，建议在外围开展大比例尺的磁法和电法工作来确定隐伏的含矿构造，以求达到更好的找矿突破。