新疆哈密市宝域一带铜矿成矿分期及成矿阶段分析

王玮琪 谢登科

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队 哈密 839000）

1 矿区地质

1.1 大地构造位置

区域上位于东天山山脉的南部，大地构造位置位于哈萨克斯坦-准噶尔板块（Ⅱ）、准噶尔微板块（Ⅱ1），以康古尔断裂为界，划分为两个Ⅲ级构造带，康古尔断裂以北为大南湖晚古生代岛弧带（Ⅱ110），康古尔断裂以南为觉罗塔格晚古生代沟弧带（Ⅱ111），宝域铜矿位于大南湖晚古生代岛弧带（Ⅱ110）（董连慧，2010）。

1.2 区域构造

矿区位于觉罗塔格石炭纪弧间盆地，分布在康古尔深大断裂以南至黄山、干墩、苦水一带，本区属该复背斜倒转北翼边缘。由干墩组、梧桐窝子岩组组成。地层倒转向南，变形强烈，片理化发育，强糜接岩化，长距离推覆运动。次级褶皱和断裂极为发育，褶皱以紧密线状褶皱为主。剑鞘状褶皱发育。断裂以北东东向挤压逆断裂为主，其次为北东向和北西向的压扭性平推断层。复背斜侵入岩大片出露，有超基性-基性岩、中性岩、酸性岩和偏碱性岩。海相细碧-角斑岩系广泛分布，形成了火山-侵入杂岩系列，为岛弧型钙性系列。

2 矿体特征

宝域铜矿床共圈定出大小矿体13个，其中1号、8 号和10 号矿体为主矿体，其金属资源量占矿区总金属资源量的31.28%、14.48%、39.94%，合计占85.69%，其余均为小矿体，其金属资源量占矿区总金属资源量的14.31%。

（1）矿体全部产于三岔口复式岩体北侧边缘相带石英闪长（玢）岩中，形态多呈“透镜体”及板状。呈南东东向延伸，与岩体及区域构造线的延伸基本一致。矿体倾向190°左右，倾角45°～65°。矿体规模大小变化比较悬殊，长156～935 米，厚0.72～8.58 米。铜品位0.21～1.20%，矿床平均品位0.36%。主要矿体形态较简单，以似层状为主，个别为透镜状。小矿体形态简单，多为透镜状、脉状。

（2）矿体中1号、8号和10号矿体为主矿体，矿体走向南东东向，倾向南，倾角44.4°-51°，延伸310-370 米，埋深210-265 米。其余小矿体走向南东东向，倾向南，倾角45°-63°，延伸80-404 米，埋深64-343米。

（3）矿床以硫化铜低品位矿石为主，低品位矿石金属资源量占矿区总金属资源量的66.44%，平均品位0.29%；工业矿石主要集中于7号、10号矿体中，其金属资源量占矿区总金属资源量的33.56%，平均品位0.63%。

3 成矿分期及成矿阶段

宝域铜矿床的成矿期次，按其共生矿物、蚀变特征及流体包裹体测温资料大致分为三个成矿期，即岩浆晚期残余气液成矿期、岩浆后期热液成矿期及表生成矿期。以岩浆后期热液期为主要成矿阶段。

3.1 岩浆晚期残余气液成矿期

在石英闪长岩体成岩的晚期，从岩浆中分离出来的高温热流体，从包体测温结果及共生矿物黄铜矿、磁黄铁矿及磁铁矿的出现，推测其温度为400-550℃，此时的热液流体处于临界或超临界状态，富含H2O、HCl、SO2、P2O5和稀土元素、碱金属元素及金属组分Fe、Cu和Mo等。热流体沿岩体边部在上升运移过程中，对周围岩石具有较强的萃取作用，使热液体中的Cu、Mo 等组分含量进一步提高，随着温度的降低，热液体对围岩交代的同时，所携带的金属矿物亦发生沉淀，形成部分铜、钼的稀疏矿化，同时形成稀土元素富集。本期以浸染状矿化为主，伴生蚀变为黑云母化、钠长石化及微量电气石化和钾长石化。

需要说明的是，含矿石英闪长岩体化学成分表明，岩石极度贫K2O而相对富Na2O，且锶同位素的初始比值（Sr87/Sr86=0.704808±0.0051）与相邻黄山基性、超基性相似，反映出它们可能为同源岩浆，形成深度大，属幔源物质经过深部分异的产物，H2O 相对贫乏。故残余岩浆中能富集的热液也相对贫乏，由于热液体量少，所以在运移过程中所萃取的有用组分也就少，加之岩体规模较大，故造成相对分散，这些因素都对成矿物质的大量富集不利。

由于热流体系内贫K2O，所形成的钾硅酸盐矿物亦少，故本区很少见到钾长石，仅在局部地段见云雾状钾长石交代斜长石的现象。相对较多的是黑云母化。由于热流体总量少，所以黑云母化分布局限，只在热流体活动的断裂破碎带附近呈狭长带状分布。

本期形成的铜（钼）矿化特点之一是，绝大多数为稀疏浸染状，偶见细脉浸染状，多数不够工业品位，且又很分散，常与黑云母化共生，金属矿物为磁黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿、磁铁矿和钛铁矿等；另一特点是稀土元素相对富集，矿体中稀土元素总量远较非矿化岩石高，高倍镜下，可见微粒状独居石或富含稀土元素的磷灰石。

3.2 岩浆期后热液成矿期

随着岩浆的逐渐冷凝固结，岩浆中的水越来越多，同时天水也开始进入岩浆岩体内，天水的增加，使温度下降，从流体包裹体内主要为NaCl、CaCl2及一些富钙的蚀变，推测此时的热流体中可能是富H2O、Na、Ca及HCl、H2S的硅过饱和体系，由于天水的加入，热流体总量较岩浆残余热液期的热流体增多，便造成区内大面积的绿泥石、绿帘石、绢云母化及矿区绢英岩化。结合不同成因石英中流体包裹体均一温度及蚀变类型估计，此时的热流体的温度可能为150～350℃，其中以150～240℃为主。

这种富钠、钙的硅过饱和热流体，在运移过程中捕获了岩体中部分铜、铁等金属离子，同时由于此时的温度更适合SO2中性分子转化为H2S，H2S进一步电离，电离出的硫离子与铜、铁等结合成黄铁矿或黄铜矿，沉淀在有利构造部位，形成矿化体。由于温度降低，流体萃取岩石中有用元素的能力降低，所捕获的金属离子的总量有限，加之岩体规模较大，分散性强，难以形成较大的工业矿体。叠加在早期矿化之上，则矿化明显变富。随着温度的进一步降低，热流体中硅、钙、铁等组分先后结晶成石英或绿帘石，同时伴有黄铁矿、黄铜矿的沉淀，形成石英、绿帘石金属硫化物脉。此后流体中硅、钙及铜等由于温度降低，能量减少，所以常呈脉状充填在节理和微裂隙中形成纯金属硫化物脉和石英、碳酸盐硫化物脉。最后形成石英、玉髓硫化物脉，细小的辉钼矿与黄铁矿和玉髓共生，并有少量银的碲化物沉淀。最后阶段代表了低温热液成矿阶段，结合流体包裹体测温，推测热流体的温度约为70～150℃，本期形成的脉状矿化的叠加，常使矿体明显变富。

综上所述，岩浆期后热液成矿期有三个成矿阶段：①石英绿帘石金属硫化物阶段，主要相当于中温热液阶段，矿石类型以细脉浸染状型为主。②石英碳酸盐硫化物和纯硫化物阶段，温度介于中-低温热液阶段，矿石类型以细脉充填型为主。③石英玉髓硫化物及少量的银的碲化物阶段，属低温热液阶段，矿石类型为脉状充填型。这三个成矿阶段为宝域铜矿床中铜的最主要成矿阶段。

3.3 表生成矿期

宝域铜矿床的表生成矿作用极不发育，这与该区所处的干旱少雨的半荒漠地理环境有关。所以表生作用微弱，氧化带厚度约13米左右，黄铁矿大多数转变为褐铁矿，铜的硫化物转变为孔雀石，而无次生富集现象，故表生成矿作用在本区无实际意义。