烏魯木齊市黑溝一帶銅礦地質(zhì)特征及成因分析

阿不力孜·孜牙吾東

(新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局701隊(duì)昌吉831100)

烏魯木齊市黑溝一帶銅礦地質(zhì)特征及成因分析

阿不力孜·孜牙吾東

(新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局701隊(duì)昌吉831100)

黑溝一帶礦區(qū)大地構(gòu)造造位于博格多復(fù)式背斜的南翼，柴窩鋪斷陷的北側(cè)，屬此一次“S”型構(gòu)造的內(nèi)弦地段，該區(qū)褶皺構(gòu)造較發(fā)育，斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖漿巖以淺成基性侵入巖為主。礦區(qū)位于博格達(dá)銅、鐵、錳、硼成礦帶亞帶達(dá)坂城銅礦帶。

銅礦床地質(zhì)特征成因分析

1 區(qū)域地質(zhì)概況

礦區(qū)位于北天山優(yōu)地槽褶皺區(qū)、黑溝—堅(jiān)霍臘褶皺帶南部，巖石類型比較簡單。出露地層為中石炭統(tǒng)祁家溝組下亞組（C2qa）和上亞組（C2qb），在溝谷、山腳地帶為第四系沖積、洪積的礫石和砂土。黑溝銅礦床賦存于中石炭統(tǒng)祁家溝組下亞組（C2qa）第四巖性段（C2qa-4），第五巖性段（C2qa-5）巖性為灰色礫巖、灰黃色和礫巖、硬砂巖、粗砂巖、夾薄層粉砂巖，其外段中順層侵入的輝綠巖特別發(fā)育，且厚度比較大。含礦巖石為砂巖，粉砂巖,見圖1。

圖1 新疆烏魯木齊市鳳凰泉一點(diǎn)區(qū)域地質(zhì)圖

礦區(qū)構(gòu)造上屬于博格多復(fù)式背斜的南翼，柴窩鋪斷陷的北側(cè)，屬此一次“S”型構(gòu)造的內(nèi)弦地段。鳳凰泉構(gòu)造帶，位于工作區(qū)東北角，包括鳳凰泉地段及阿克蘇溝的西側(cè)。該構(gòu)造帶中一條較大的斷裂通過鳳凰泉，呈北西-南東走向，北西端傾向北東，南東端傾向南西，傾角40°～50°，為一麻花狀壓扭性斷裂。在斷裂的上下盤分布著呈“入”字型的分支斷裂，而銅礦化則賦存在分支斷裂中。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)出露的地層為中石炭統(tǒng)祁家溝組下亞組（C2qa）和上亞組（C2qb）的地層和第四系沖積、洪積的礫石和砂土，主要巖性為中細(xì)粒砂巖、粉砂巖、巖屑凝灰?guī)r、細(xì)粒砂巖、砂礫巖、輝綠巖等。

2.2 構(gòu)造

2.2.1 褶皺構(gòu)造

礦區(qū)北中部及北東部地段褶皺構(gòu)造、巖石層理較為發(fā)育，對(duì)巖石造成擠壓、扭曲作用，多見揉皺現(xiàn)象。

2.2.2 斷裂構(gòu)造

礦區(qū)位于鳳凰泉構(gòu)造帶上，構(gòu)造較為發(fā)育，是主要的成礦條件之一；其中有正斷層F1、逆斷層F2；平移斷層F4、F5、F7、F9、F10；性質(zhì)不明斷層F3、F6、F8。該區(qū)銅礦產(chǎn)與構(gòu)造有密切的關(guān)系，銅礦體賦存在F1、F2、F3等三條斷層之間的巖石中。

F1位于礦區(qū)中部，與L1號(hào)礦帶成礦密切相關(guān)，正斷層；

F2位于礦區(qū)中部，與L2號(hào)礦帶成礦密切相關(guān)，逆斷層；

F3與L3、L4號(hào)礦帶形成有著直接關(guān)系，性質(zhì)不明斷層，斷層延伸較遠(yuǎn)，構(gòu)造處巖石局部破碎，可見斷層泥、斷層痕；

F4位于工區(qū)西北部的右行平移斷層，走向20°，斷層延伸約200m，地表明顯可見輝綠巖脈被其錯(cuò)斷，斷距約70m；

F5位于工區(qū)西北部的右行平移斷層，產(chǎn)狀與F4斷層基本一致，走向23°，斷層延伸約140m，地表明顯可見兩條輝綠巖脈被其錯(cuò)斷，斷距約20m；

F6位于工區(qū)7號(hào)勘探線處，性質(zhì)不明斷層，走向25°，斷層延伸約100m，地表明顯可見輝綠巖脈被其錯(cuò)斷，形成高約15m的陡崖；

F7位于工區(qū)中部的左行平移斷層，走向45°～65°，斷層延伸約300m，地表明顯可見多條輝綠巖脈被其錯(cuò)斷，斷距約7m；

F8位于工區(qū)中南部的性質(zhì)不明斷層，走向10°～43°，斷層延伸約1000m，未見巖層有明顯錯(cuò)移；

F9位于工區(qū)中南部的左行平移斷層，走向10°～43°，斷層延伸約180m，地表明顯可見輝綠巖脈被其錯(cuò)斷，斷距約10m；

F10位于工區(qū)東部的右行平移斷層，與L5號(hào)礦化帶成礦密切相關(guān)，走向由北至南為40°～65°～30°，斷層延伸非常遠(yuǎn)，地表明顯可見地層及輝綠巖脈被其錯(cuò)斷，斷距約30m，見圖2。

圖2 黑溝銅礦礦床地質(zhì)略圖

2.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)淺成基性侵入巖活動(dòng)普遍，發(fā)育良好，規(guī)模大小不一。規(guī)模較大的寬約200m，延長幾百米到數(shù)公里，為順層侵入的巖床狀侵入體；規(guī)模較小的寬約幾米到數(shù)十米，延長數(shù)十米到幾百米，為巖脈狀斜交層理的侵入體。其次出露小面積的中性的鈣堿性噴出巖，輝綠巖（βμ），侵入體與礦化有著較為直接聯(lián)系，區(qū)內(nèi)所見銅礦點(diǎn)都在侵入巖與底層接觸帶和斷裂帶上，含礦巖石一般為砂巖。在輝綠巖與地層接觸上盤地段局部形成蝕變破碎帶，經(jīng)取樣化驗(yàn)分析蝕變破碎帶具銅鉛鋅礦化，推測輝綠巖與成礦關(guān)系較為密切，為成礦提供熱源。

2.4 變質(zhì)作用

礦區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用較弱，程度較低，各巖石基本保持原巖的形態(tài)和組分，礦區(qū)內(nèi)可以看到熱接觸變質(zhì)作用引起的綠泥石化、硅化、碳酸鹽化等蝕變。

2.5 圍巖蝕變

礦區(qū)東北部構(gòu)造帶中礦區(qū)內(nèi)可見綠泥石化、硅化、碳酸鹽化等蝕變。在構(gòu)造帶上下盤砂巖、粉砂巖中可見黃鐵礦化、褐鐵礦化、孔雀石化等蝕變。這些蝕變構(gòu)成了大小不一的構(gòu)造蝕變帶,成為宏觀的找礦標(biāo)志。

3 礦體特征

根據(jù)空間分布特征，礦區(qū)內(nèi)的礦脈群可劃分為7條礦帶，分別編號(hào)為L1～L7，每條礦帶包括數(shù)個(gè)礦體。7條礦帶均分布在礦區(qū)范圍的東北角。礦體直接圍巖是灰-灰綠色中細(xì)粒砂巖（ds），間接圍巖是灰綠色輝綠巖（βμ）。礦體呈層狀、脈狀，有些礦體出現(xiàn)分支，尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象。除L2、L6號(hào)礦帶是根據(jù)礦體特征的差異將其劃分成兩條帶，其它各礦帶均由輝綠巖脈兩兩分割，同樣這也是劃分礦帶的主要依據(jù)之一。主要礦體特征如下：

L1號(hào)礦體：地表長度1397m，厚度0.36～13.86m，平均厚度4.22m，傾向40°，傾角65°～88°，主要礦化：地表有孔雀石化、黃銅礦化，水鋅礦化等，呈浸染狀、細(xì)脈狀、薄膜狀、團(tuán)塊狀分布在巖石裂隙和表面中，深部在巖石裂隙中細(xì)脈狀黃銅礦、閃鋅礦為主。Cu平均品位0.72%，Zn平均品0.71%。

L2號(hào)礦體：地表長度1850m，厚度0.52～20.69m，平均厚度5.45m，傾向40°，傾角63°～89°。主要礦化：地表主要有孔雀石化、黃銅礦等，呈浸染狀、薄膜狀、團(tuán)塊狀分布在巖石裂隙和表面中，深部在巖石裂隙中細(xì)脈狀黃銅礦、閃鋅礦為主。Cu平均品位0.54%～0.51%，Zn平均品0.47～0.87%，見表1。

表1 黑溝一帶銅礦礦體特征

4 礦石質(zhì)量

金屬礦物：黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、孔雀礦、褐鐵礦、銅藍(lán)、褐鐵礦等。

脈石礦物：石英、綠泥石、長石。

（1）金屬礦物

黃鐵礦（FeS2）:淡黃色，金屬光澤，呈自形-半自形粒狀，少量呈他形粒狀，一般為0.3～0.5mm，最大可見1.6mm，多裂紋，分布不均勻，呈浸染狀星散分布。與銅關(guān)系密切。

黃銅礦（CuFeS2）：銅黃色，呈它形粒狀，一般為0.05～1.2mm，最大可見8.0mm,呈細(xì)脈（寬0.15～1.3 mm,最寬可見2.5mm）沿裂隙分布，浸染狀分布較少。

閃鋅礦（ZnS）：灰黑-黑色，金屬光澤，呈塊狀、板狀，一般0.1～1mm，最大可見10mm，呈細(xì)脈狀和層狀。

（2）脈石礦物

石英：常呈半自形、他形，粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀及脈狀構(gòu)造。由于受力作用，晶體呈波狀消光。

綠泥石：顯微鱗片狀，交代雜基及巖屑分布。

長石：多為中、更長石，不具雙晶，泥化較輕，鉀長石少量。

5 礦床成因分析

總體來看，該礦床礦體具如下主要特征：

（1）礦體受斷層控制明顯，均產(chǎn)于構(gòu)造帶的次一級(jí)斷裂兩側(cè)，礦石具強(qiáng)弱程度不同的孔雀石化蝕變，孔雀石呈薄膜狀、斑點(diǎn)狀，礦體中，局部可見小石英團(tuán)塊或細(xì)小的石英脈分布。

（2）從各礦體礦化情況來看，礦床有上銅下銅鋅分帶特征。

（3）砂巖中黃銅礦一部分呈浸染狀分布于砂粒間，一部分呈平行的脈狀分布，脈內(nèi)與黃銅礦鑲嵌共生了較多閃鋅礦。一些閃鋅礦成網(wǎng)狀微脈充填裂隙，閃鋅礦微脈也被晚期微粒黃銅礦脈包繞，密切共生。早期黃銅礦脈內(nèi)見黃鐵礦，閃鋅礦脈內(nèi)裂隙充填少量黃鐵礦。

從以上礦體特征和與區(qū)域內(nèi)同類礦床的對(duì)比，以及近年區(qū)域內(nèi)的找礦研究成果[1]，認(rèn)為本礦床成因?yàn)椋喝莸V巖系為砂巖、粉砂巖、礫巖建造，沉積時(shí)已有初步銅聚集，并有豐富硫源，與沉積同時(shí)或稍后的火山作用導(dǎo)致巖漿來源的熱液流體作用，形成部分脈狀銅、鋅礦體，使原來的礦層成礦元素加富?？傮w上看，本礦床的主要層狀、似層狀礦體基本為沉積成因，再加上熱液改造作用，認(rèn)為該礦床為沉積-熱液疊加改造型銅多金屬礦床。

6 結(jié)論

經(jīng)過礦區(qū)的普查工作已查明了該礦床明顯受NW向構(gòu)造控制，礦體具有上銅下鋅的分帶特征，并至少經(jīng)歷了3次成巖成礦作用，即沉積-成巖期，混合熱液-疊加改造期和成礦后改造期，和前人的認(rèn)識(shí)明顯不同。根據(jù)本礦床的地質(zhì)特征和控礦因素，本次工作認(rèn)為該礦床為沉積-熱液疊加改造型銅多金屬礦床。但是由于礦床為新探明礦床，還需要詳細(xì)的礦床學(xué)工作進(jìn)一步論證。

[1]劉德權(quán)，唐延齡，周汝洪.中國新疆銅礦床和鎳礦床[M].北京，地質(zhì)出版社，2005.

[2]陳毓川，劉德權(quán)，唐延齡，王登紅，董連輝，徐新，王曉地，中國天山礦床及成礦體系(上冊(cè))[M].北京：地質(zhì)出版社，2008.

收稿：2015-03-25

10.16206∕j.cnki.65-1136∕tg.2015.05.009