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新疆乌恰县加斯铅锌铜矿床地质特征及找矿标志

2021-12-02赵路通马忠美杨卫立

西部探矿工程 2021年11期
关键词:铅锌矿铜矿岩性

赵路通,马忠美,杨卫立

(1.中色紫金地质勘查<北京>有限责任公司,北京100012;2.新疆鑫汇地质矿业有限责任公司,新疆乌鲁木齐830000;3.紫金矿业集团股份有限公司矿产地质勘查院,福建厦门361000)

加斯铅锌铜矿床位于塔里木盆地西缘,本文通过对该矿床进行地质调查基础上,结合其矿床地球物理和地球化学特征,对矿床成因进行了探讨并总结了找矿标志,以期为区域上砂岩型铜铅锌矿床的勘查工作提供参考资料。

1 矿区地质特征

矿区在大地构造位置上位于塔里木盆地西缘,在地理上位于新疆乌恰县乌鲁恰克提镇东约5km处(图1),面积约26km2。

1.1 地层

矿区主要出露的地层为:中元古界长城系(Chak)、上侏罗统库孜贡苏组(J3k)、下白垩统克孜勒苏群(K1Kz)、上白垩统库克拜组(K2k)、乌依塔克组(K2w)、古近系—新近系阿尔塔什组(E1a)、齐姆根组(E1-2q)、卡拉塔尔组(E2k)、乌拉根组(E2w)、巴什布拉克组(E2-3b)和克孜洛依组(E3-N1)k、中新统安居安组(N1a)、帕卡布拉克组(N1p),除Chak与J3k为断层不整合接触关系、K2w与E1a之间为平行不整合接触关系外,各地层单元之间均为整合接触关系(图2)。其中,矿区铅锌矿体和铜矿体分别赋存于K1Kz和N1a中,赋矿岩性叙述如下:

下白垩统克孜勒苏群第一至第四岩性段(K1Kz1-4):整体为一套辫状河河道—河漫滩相灰—灰白、灰黄色含砾砂岩、石英砂岩、长石岩屑砂岩、紫红色粉砂质泥岩、泥岩夹砾岩。

下白垩统克孜勒苏群第五岩性段(K1Kz5):为一套辫状河—三角洲相灰白色厚层状砾岩、砂砾岩、含砾砂岩、砂岩夹少量泥岩,顶部为褐红色泥岩与砂岩互层,可以分为4个亚段:K1Kz5-1、K1Kz5-2、K1Kz5-3、K1Kz5-4。其中K1Kz5-1和K1Kz5-3岩性为灰白色、灰褐色、褐黄色砾岩、砂砾岩、含砾砂岩、石英砂岩、岩屑石英砂岩夹紫红—褐红色泥岩,为主要的含矿岩性;K1Kz5-2岩性为紫红色泥岩,延伸不稳定;K1Kz5-4岩性为紫红色泥岩与砂岩互层。

中新统安居安组(N1a):依据其岩石组合特征可划分出2个岩性段,下段(N1a1)为一套滨浅湖相灰绿色、褐红色岩屑石英砂岩、细粒岩屑砂岩、泥质细砂岩、泥质粉砂岩夹灰褐色砾岩,为矿区主要的含铜层位;上段(N1a2)为一套浅—半深湖夹滨湖相褐红色、灰绿色杂色岩屑砂岩、泥质粉砂岩、泥岩夹砾岩。

1.2 构造

矿区北部断裂带为逆冲推覆断裂,断层面北倾,宏观呈向南突出的弧形展布,造成Chak与J3k、J3k与K1Kz1-4之间均为断层接触。中部阿克托断裂为断面北倾的逆冲推覆断裂(阿克托断裂),造成地层单元的重复与缺失(K2-E1)。局部见有以左行平移断层,规模不大,仅造成了局部E1-2q层位的错动,同时褶皱也比较发育,主要见于(E3-N1)k中,整体为一背斜和一向斜组合,东西延伸约1km。

2 矿床地质特征

根据矿区铅锌、铜矿(化)体分布地段,可分为北段Pb、Zn矿(化)体分布,西南段Cu矿(化)体分布区。

2.1 矿体特征

2.1.1 北段Pb、Zn矿(化)体特征

矿区北段铅锌矿化赋存于下白垩统克孜勒苏群第5岩性段第3亚段(K1Kz5-3)灰白—灰黄色块状砂岩、砂砾岩层中,目前探槽控制Pb、Zn矿化体各1条(图2),地表未圈出Pb、Zn矿体。其中Pb-Ⅰ矿化水平厚度6.20m、平均品位0.133%,推测长度332m。Zn-Ⅰ矿化体水平厚度2.53m、平均品位0.275%,推测长度166m。钻孔圈定了4条Zn矿体,其中Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3号矿体近平行产出,属于Ⅰ号锌矿体群。Ⅱ号锌矿体位于Ⅰ号锌矿体西侧19线。主要矿体特征如下:

(1)Ⅰ号锌矿体。Ⅰ号锌矿体由Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3号三条呈近平行产出的板状矿体组成(图3),矿体产状170°~255°∠45°~52°,浅部以锌氧化物为主,深部以闪锌矿为主。矿体品位沿走向变化小(1.59%~2.27%),沿倾向变化大(0.06%~3.93%)。厚度沿走向变化小(1.74~7.53m),倾向上变化较大,由浅到深有变厚趋势。

①Ⅰ-1号锌矿体:矿体长605m,宽582m(平面),平均厚5.11m,平均品位1.93%,Pb矿化品位0.16%~0.27%。

②Ⅰ-2号锌矿体:矿体长100m,宽100m(平面),平均品位0.86%,Pb矿化品位0.11%~0.27%。

③Ⅰ-3号锌矿体:矿体长度100m,宽100m(平面),平均品位1.53%,Pb矿化品位0.10%~0.44%。

(2)Ⅱ号锌矿体。矿体产于下白垩统克孜勒苏群第五岩性段第3亚段(K1Kz5-3)灰白、黄灰色块状砾岩、砂砾岩、含砾砂岩及砂岩中,上下部围岩均为砂岩、泥岩,矿体走向上呈似脉状产出,由浅到深有变富变厚趋势。矿体产状170°~255°∠45°~52°,总体呈北西西—南东东向展布。矿体长100m,平均厚3.99m,平均品位0.88%。地表铅以氧化物为主,平均品位0.133%,锌品位0.1%~0.2%,仅表现为矿化。

2.1.2 西南段Cu矿(化)体特征

(1)东侧CuⅠ矿体特征。矿体地表东西向延伸长约225m,水平厚度1.90m,品位1.4%。矿体主要呈似层状、透镜状产于赋存于中新统安居安组下段1亚段(N1a1-1)中部灰绿色厚层块状岩屑石英砂岩中,上下盘均为褐红色粉砂质泥岩。矿体倾向160°~170°,倾角55°~65°,局部倒转北倾。

(2)西侧CuⅡ矿化体特征。CuⅡ矿化体地表东西向延伸长约405m,水平厚度0.86m,品位0.26%。铜矿化体呈似层状产于赋存于中新统安居安组上段(N1a2)褐红色、灰绿色杂色泥岩夹砾岩、砂岩层中,上下盘均为褐红色粉砂质泥岩。矿体倾向160°~170°,倾角55°~70°,局部倒转北倾。

铜矿化主要表现为浸染状孔雀石化,局部可见团块状辉铜矿,铜矿化与植物碎片的含量呈正相关性,围岩蚀变较弱。

2.2 矿石特征

2.2.1 矿石矿物组合

矿区浅部以菱锌矿、水锌矿、铅矾、孔雀石、氯铜矿、黄钾铁矾、褐铁矿等氧化性矿物为主。深部方铅矿(图4A)、辉铜矿、闪锌矿等金属硫化物逐渐增多,并可见少量黄铜矿、斑铜矿、白铁矿、黄铁矿等。矿石脉石矿物主要为白云石、方解石、石英、长石、天青石、石膏等。

2.2.2 矿石结构构造

氧化矿石:常见结构有晶粒结构、纤维状结构。构造有土状、粉末状构造等。

原生矿石:以粒状结晶结构为主,少数为胶状结构、结核状、圆球状结构。构造有浸染状、层纹状和条带状。

2.3 围岩蚀变

矿床围岩蚀变主要表现为黄钾铁矾化(图4B)、碳酸盐化(褪色化,图4C)、石膏化、天青石化和黄铁矿化,整体属低温蚀变。

碳酸盐化褪色化主要发育在K1Kz砂砾岩层的顶部附近,发育范围较大,可超出铅锌矿化带几十米范围,除一些泥质细砂岩外,砾岩、含砾砂岩、砂岩等渗透率较高的岩石全部褪色,往下褪色蚀变逐渐减弱,由面状褪色变为灰白—紫色交错互层状,并且随着层位的下移,紫色层的数量、厚度逐渐增多,整体呈现出线状褪色。

黄铁矿化见于矿石中,尤其中富矿体中含量相对多,主要呈细粒状分布于矿石内,在闪锌矿、方铅矿旁侧出现。褐铁矿化、黄钾铁钒化主要发生在地表、浅部的矿化层之中,反映矿石中硫化物含量的高低,主要呈粉末状、团装状、不均匀状分布于矿化层之中,目前距离地表标高约200m以上均较为强烈,蚀变强烈地段铅锌品位也相对较高。

铜矿化蚀变范围相对较小,与矿化基本一致,局限于矿体附近或矿石中(图4D、4E)。

图4 加斯铅锌铜矿区铅锌矿化蚀变特征

3 矿区地球化学特征

3.1 沟系次生晕元素特征

1∶2.5万沟系次生晕测量显示矿区Pb、Ag、As、Sb等为区域性丰度值相对富集元素,其浓度克拉克值(KK)分别为2.49、1.82、5.29、4.31。Cu和Zn为本区区域性丰度值相对贫化元素,其浓度克拉克值(KK)分别为0.68和0.76。Pb的变异系数值(Cv)为1.44,属分异性元素,Cu和Ag的变异系数值(Cv)分别为3.02和2.01,属强分异性元素,Zn、AS和Ab的变异系数值(Cv)分别为0.51、0.43和0.48,属均匀分布型元素。Cu和Pb元素为该区主成矿元素,Ag和Zn为该区成矿伴生元素,As和Sb为该区热液活动特征指示元素。

3.2 综合异常特征

根据异常元素组合特征及所处地质背景,矿区异常元素组合主要分为两类,一类为多金属元素Pb-Zn-Ag-(Cu)组合,形成综合异常呈北西南东向带状延展,分布于测区北东部,反映出以多金属Pb、Zn、Ag为主的矿化类型。另一类为Cu-Ag元素组合,综合异常呈东西向并向南转带状延展,分布在测区西南部,与Cu赋矿层位走向一致,反映出以Cu、Ag为主的矿化类型。

4 矿区地球物理特征

4.1 物性参数特征

根据对矿区北段铅锌矿,下白垩统克孜勒苏群第5岩性段3亚段(K1Kz5-3)的灰白—灰黄色块状砂岩、砂砾岩层(该层为北段铅锌矿的主要赋矿地层)及(K1Kz5)的其它岩性段地层物性标本测定结果显示,除少数标本显示高极化率,其它均为低极化率范畴(表1),但矿区电阻率具有变化范围较大的特征。

表1 加斯铅锌矿区物性参数统计表

4.2 激电异常特征

矿区ηs值在0.1%~8.0%范围内变化,ηs高值异常展布与地层走向一致,推测激电异常为金属硫化物富集体所引起。矿区ρs值变化范围3~807Ωm,平均值为82Ωm,大于200Ωm的异常位于矿区边缘,未封闭,异常呈带状展布,与测线方向(NE110°东南向)近似正交,异常等值线梯度沿测线方向(NE20°北东向)变化平稳。

在激电中梯剖面上,视极化率ηs值一般在1.5%~3.0%之间变化,最高4.9%。矿极化率明显呈西低、东高的特征,各异常特征见表2。

表2 加斯铅锌铜矿矿区激异常特征汇总表

矿区共圈定IP1、IP2、IP3等3个异常(图2),其中IP1异常与矿区北部的Zn矿化体套合程度较好,IP3异常与IP1异常呈北西向带状分布,其延伸方向与矿化带基本一致,推测异常由地下金属硫化物富集体引起。

5 矿床成因及找矿标志

5.1 矿床成因

加斯矿区铅锌矿(化)体和铜矿(化)体分别产于下白垩统克孜勒苏组第五岩性段(K1Kz5)褪色砂岩、砂砾岩和含砾砂岩中以及中新统安居安组(N1a)中,层控性明显。围岩蚀变以砂岩碳酸盐化(褪色化)为主,矿体是褪色砂岩的一部分。铅锌矿石矿物组合以菱锌矿和闪锌矿为主,可见少量白铁矿、黄铁矿等金属硫化物,铜矿石矿物组合以孔雀石为主,可见少量辉铜矿等金属硫化物,矿物结构以呈现交代或开放空间充填的晶粒结构为主,并可见矿物间穿插、包裹现象,表现出后生低温热液成矿作用特点。矿区铅锌矿化特征和铜矿化特征分别于区域上乌拉根式铅锌矿[3]和花园式铜矿[4]成矿特征一致,矿体成因是与盆地卤水成矿作用有关的砂岩型矿床[5]。

5.2 找矿标志

(1)赋矿层位标志:下白垩统克孜勒苏群第五岩性段灰白色砾岩、砂砾岩层为矿区铅锌矿化赋存层位,中新统安居安组灰绿色厚层块状岩屑石英砂岩中为矿区铜矿化赋存层位,矿床具明显的层控特征。

(2)褪色蚀变标志:矿区含矿砂岩、砂砾岩层位蚀变褪色明显,铅(锌)和铜矿(化)体产于褪色的砂砾岩石中。

(3)围岩蚀变标志:围岩蚀变主要为天青石化、黄铁矿化、黄钾铁矾化等。

(4)化探异常标志:以Pb-Zn-Ag-(Cu)和Cu-Ag为元素组合的综合异常浓集中心分别是寻找Pb、Zn以及Cu矿体赋存地段的有利地球化学特征。

6 结论

加斯铜铅锌矿床为与盆地卤水成矿作用有关的砂岩型铜铅锌矿床,下白垩统克孜勒苏群及安居安组中广泛发育的砂岩、砂砾岩褪色蚀变及发育的含铜铅锌金属矿物为矿区宏观的找矿标志,以Pb-Zn-Ag-(Cu)和Cu-Ag为元素组合的地球化学异常及地球物理中激电高极化率异常区为矿区寻找矿化有利地段的微观标志。

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