准噶尔东北缘玉勒肯哈腊苏斑岩铜矿的发现及意义.pdf

第6 1 卷第4 期有色金 属V 0 1 ．6 1 ，N 。．4 2009 年I1 月 N o n f e r r o u sM e t a l sN o v e m b e r ．20 09 准噶尔东北缘玉勒肯哈腊苏斑岩铜矿的发现及意义 赵战锋1 ，薛春纪1 ，张立武2 ，王玲3 1 ．中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室，地球科学与资源学院，北京10 0 0 8 3 ； 2 ．新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第四地质大队，新疆阿勒泰8 3 6 5 0 0 ； 3 ．北京矿冶研究总院，北京1 0 0 0 4 4 摘要在矿区地质测量的基础上，结合室内岩相学、矿相学以及现有资料研究新发现的毛勒肯哈腊苏斑岩铜矿。结果显 示，产于哈萨克斯坦一准噶尔和阿伯利亚两大板块缝合带内的玉勒肯哈腊苏铜矿两个赋矿岩体矿化特征类似，都全岩矿化，金属 矿物组成简单，以黄铁矿和黄铜矿为主，空间蚀变分带比较清晰，从矿体向外围依次发育有钾长石化带、黑云母化带、绢英岩化带、 青磐岩化带。H ，O ，S 同化素显示成矿流体都是岩浆水混合大气降水，而成矿物质来源于地幔。含矿岩体分别形成于中泥盆世 3 8 1 ．6 2 ．5 M a 和早二叠世 2 6 5 ．6 3 ．7 M a ，说明哈腊苏地区斑岩铜矿的形成背景不只是岛弧，还存在碰撞后的伸展环境。 关键词矿山地质；斑岩铜矿；玉勒肯哈腊苏；蚀变分带；成矿环境 中图分类号P 6 1 8 ．4 ；P 6 1 l文献标识码A文章编号1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 9 0 4 0 1 2 4 0 5 准噶尔东北缘哈腊苏地区是新疆近年铜矿勘查 和研究的重点和热点地区，它处于早先划分的“卡 拉先格尔斑岩铜矿带”⋯。该矿带地处中亚一蒙古 成矿域腹地，被认为是产有奥玉陶勒盖 C u 储量 3 7 0 0 万t 、A u 储量8 0 0 t 和查干苏布尔 C u 储量2 3 0 万t 等重要铜矿床的南蒙古斑岩铜矿带的西延部 分旧。1 ，铜矿潜力大。近年来，随着国土资源大调查 工程实施中，哈腊苏地区有一系列矿床和矿点的发 现H 1 ，玉勒肯哈腊苏斑岩铜矿是继希勒克特哈腊苏 矿床的发现后，该区找矿勘探的又一重大突破。介 绍新发现的玉勒肯哈腊苏矿床的地质特征和初步的 研究成果。 1 矿区地质 玉勒肯哈腊苏铜矿是最近在希勒克特哈腊苏铜 矿北西约1 5 k m 处新发现的一个铜矿，在区域地质 构造中位于哈萨克斯坦一准噶尔板块东北部边缘， 靠近额尔齐斯缝合带北东侧的西伯利亚板块，如图 1 所示。 1 ．1 地层 收稿日期2 0 0 9 0 8 0 3 基金项目国家“十一五”科技支撑计划项目 2 0 0 6 B A B 0 7 8 0 1 0 2 ；高等学校学科创新引智计划项目 B 0 7 0 1 1 ；长江学 者和创新团队发展计划项目 I R T 0 7 5 5 ；地质过程与矿 产资源围家重点实验宦开放基金资助项目 G P M R 0 7 4 5 作者简介赵战锋 1 9 7 4 一 。男，陕两合阳县人，搏士生。主要从事 矿产普查与勘探等方面的研究。 矿区内地层出露面积较小，约占矿区面的1 ／3 ， 由中泥盆统北塔山组和下石炭统姜巴斯套组地层组 成，如图1 所示。 中泥盆统北塔山组地层大部分已经被南西侧石 英闪长岩和北东测斑状花岗岩吞噬，所剩少许呈北 西向夹持于两个岩体之间，北东倾向，倾角一般较 陡。辉斑玄武岩和少量晶屑凝灰岩是北塔山组地层 的主要组成部分。辉斑玄武岩呈暗灰绿色，斑状结 构，块状构造。斑晶主要有辉石 1 0 ％ 和斜长石 3 0 ％ 组成，填隙物为绿帘石及其他隐晶质矿物。 姜巴斯套组地层主要分布于矿区北部，倾向北 东，倾角一般较陡，由于靠近额尔齐斯断裂，大部分 地区有变形、变质作用发生。含炭质粉砂岩和凝灰 质砂岩是姜巴斯套组地层的主要组成部分。含炭质 板岩呈灰黑色，变余粉砂结构，定向构造。岩石中碎 屑物以斜长石 2 0 ％～2 5 ％ 和泥质矿物 5 0 ％一 5 5 ％ 为主，炭质矿物含量1 5 ％一2 0 ％。在岩体的 北接触带上受岩体交代和韧性变形的影响，部分矿 物出现定向排列，有阳起石和黑云母化。 1 ．2 侵入岩 矿区的岩体主要为石英闪长岩、斑状花岗岩和 石英二长斑岩，见图l ，基本呈北西走向，与区域构 造线一致，受断裂构造控制。其玉勒肯哈腊苏石英 闪长岩规模较大出露面积约为2 k m 2 ，而斑状花岗岩 和石英二长斑岩为含矿岩体。 石英闪长岩分布在矿区南部，东侧侵入中泥盆 统北塔山组地层中，南侧和西侧延伸出图。岩石呈 万方数据 第4 期赵战锋等准噶尔东北缘玉勒肯哈腊苏斑岩铜矿的发现及意义 1 2 5 灰白色，中细粒结构，主要矿物为黑云母 4 0 ％ 、钠 长石 3 0 ％ 、黝帘石 2 0 ％ 和石英 1 0 ％ 。岩石内 部角闪石发生了黑云母化，长石发生钠黝帘石化，但 该岩体在矿区以外出露面积较大，定名还沿用区域 地质报告中定名。 ①额尔齐斯板块缝合带；②卡拉先格尔断裂；④乌伦古断裂；1 一第四系松敖沉积物；2 一第四系洪积物3 一 二叠系陆相中酸性火山岩、火山碎屑岩；4 一石炭系中酸性火山岩、火山碎屑岩和碎屑岩、碳酸盐岩；5 一下 石炭统姜巴斯套组凝灰质砂岩；6 一下石炭统姜巴斯套组晶屑凝灰岩；7 一下石炭统姜巴斯套组炭质板岩；8 一泥盆系碎屑岩，碳酸盐岩和中酸性火山岩；9 一中泥盆统北塔山组辉石斑晶玄武岩；1 0 一中一新元古界片 麻岩和片岩；1 1 一二叠纪花岗岩；1 2 一斑状花岗岩；1 3 一石英闪长岩；1 4 一辉长岩；1 5 一石英二长斑岩；1 6 一 断裂；1 7 一地质界限；1 8 一铜镍矿床；1 9 一铜矿；2 0 一铜矿化体；2 1 一钻孑L 位置及编号；2 2 一矿区位置 图1 新疆青河玉勒肯哈腊苏铜矿区域地质图 a 和矿区地质图 b F i g ．1 R e g i o n a la n do r ed i s t r i c tg e o l o g i c a lm a po ft h eY u l e k e n h a l a s u c o p p e rd e p o s i t ，Q i n g h e ，X i n j i a n g 斑状花岗岩出露在矿区中部，呈北西南东向展 部位，受其影响，区内岩石发生了强弱变形带，同时 布，宽5 0 3 0 0 m 、长度约1 2 0 0 m ，与北部的石英二长发育一系列北西向和北东向两组脆性断裂，见图1 。 岩、南部的北塔山组地层和石英闪长岩均为断层接北西向 2 9 0 0 ～3 2 0 0 断裂与地层和区域断裂走 触，玉勒肯哈腊苏矿床的部分矿体赋存其中。岩石向基本一致，为矿区的主干断裂，断面多倾向北东， 多呈灰白色一肉红色，斑状结构，弱片理化构造发倾角一般5 0 。一6 0 0 。北东向 2 2 0 0 一2 6 0 0 断裂倾 育。主要矿物为钾长石 4 5 ％ 、斜长石 1 0 ％ 、石向北东，倾角4 5 0 ～8 5o ，倾角变化较大，可能是断裂 英 3 5 ％ 、黑云母 1 0 ％ 。长石多发生绢云母化，具有压扭性质。 绿帘石化。长石部分发生绢云母化，绿帘石化，但相矿区内韧性剪切变形与区域构造线一致，北西 对石英闪长岩蚀变程度要轻。 走向，约3 3 0 。方向，按照变形的强度可分为南北两 石英二长斑岩出露于玉勒肯哈腊苏矿区北部，个带，南部石英闪长岩变形变质较强，中部斑状花岗 南侧与斑状花岗岩为断层接触，北侧侵入下石炭统岩基本没有变形变质，只是发生了少许绢云母化，北 姜巴斯套组地层中，地表不连续，被矿区北东向断层部地层与石英二长岩接触带变形变质程度增强。 分为东西两块，东侧是该岩体的主要部分，宽2 0 0 m 、 长度约6 0 0 m ，也是玉勒肯哈腊苏矿床的主含矿岩 体。该岩石具有斑状结构，片理化构造发育，主要矿 物组成有主要由更长石 3 0 ％ 、钾长石 3 0 ％ 、石 英 1 0 ％ 、黑云母 2 0 ％ 、自云母 5 ％ 、磷灰石 3 ％ 。岩体与地层接触带上变形变质比较明显。 1 ．3 矿区构造 矿区处于额尔齐斯断裂与卡拉先格尔断裂交汇 2矿床地质 目前，玉勒肯哈腊苏矿床已经开始进入详查阶 段，部分矿体已经得到控制，矿体深部和外围的进一 步勘探T 作正在进行。 2 ．1矿体 玉勒肯哈腊苏矿床目前发现的矿体分为东西两 部分，西部矿体出露地表，赋存于斑状花岗岩中，东 万方数据 1 2 6 有色金属 第6 l 卷 部盲矿体赋存于石英二长斑岩中。 西部矿体位于石英二长斑岩与斑状花岗岩接触 带附近。以c u 为0 ．6 0 ％圈定工业矿体，矿体分为 两条呈脉状延伸，见图1 ，若以0 ．3 0 ％圈定工业矿 体，两个矿体汇为一条，呈不规则长条状，走向1 0 0 0 1 3 5o ，总长约2 5 0 m ，中间宽，两端窄，最宽处达 4 6 ．2 m ，矿体平均品位C u 为0 ．7 0 ％，A u 为0 ．7 0 1 0 ～，局部有较富矿体出现，C u 最高品位2 ．2 5 ％，平 均品位1 ．4 2 ％，金最高品位3 ．2 2 1 0 ～，平均品位 为1 ．3 2 1 0 一。矿体向深部延伸情况较好，Z K 2 7 0 1 钻孑L 中，全孔可见呈细脉浸染状黄铁矿化和薄膜状 孔雀石矿化，同时可见少量斑状黄铜矿化，化学样分 析结果铜品位0 ．1 0 ％一0 ．7 8 ％，平均品位0 ．2 9 ％， 金品位0 ．0 8 1 0 ～一1 ．2 0 1 0 一，平均品位0 ．4 0 1 0 一。矿体出露地表，金属硫化物多已氧化成赤 褐 铁矿、孔雀石、兰铜矿，部分氧化物被淋蚀成空 洞，仅残存黄钾铁矾，孔雀石是主要的矿石矿物，沿 糜棱岩化面和裂隙面分布。 东部矿体位于东部石英二长岩中，以0 ．3 0 ％圈 定工业矿体，目前工程已经控制4 个矿体，均赋存于 石英二长岩中，若以0 ．1 0 ％圈定，有全岩矿化的特 征。四个工业矿体中最大矿体总体倾向约5 0 。，倾 向由地表向下逐步变较陡，如图2 所示，长3 5 0 m ，矿 体平均视厚度4 2 ．2 m ，矿体最大视厚度达7 5 ．8 8 m ， 矿体最大延伸目前控制达4 6 0 m ，有膨缩、分支复合、 尖灭再现等现象，矿体铜平均品位达0 ．8 4 ％，伴生 金平均品位达0 ．3 2 1 0 ～。东部矿石矿物主要是 原生硫化物，有黄铁矿、黄铜矿及斑铜矿等，呈星点 侵染状分布于石英二长岩中，或沿片理化面呈细脉 侵染状分布。 2 ．2 矿石 矿石工业类型为原生矿石和氧化矿石。原生矿 石中金属矿物比较简单，主要为黄铜矿、黄铁矿，次 要为磁铁矿、钛磁铁矿等。氧化矿石则以孔雀石、兰 铜矿、褐铁矿为主，次为赤铜矿。 黄铜矿，铜黄色，多呈它形微细粒状、团粒集合 体状分布在岩石中，粒度一般小于0 ．1 6 m m ，多与黄 铁矿聚集共生。黄铁矿，浅黄白色，半自形一自形粒 状，粒度0 ．0 6 0 ．5 m m ，具八面体晶形，主要呈短脉 状、浸染状分布，部分与黄铜矿、磁铁矿共生。黄铁 矿含量一般l ％一5 ％，局部可达1 0 ％。磁铁矿，灰 色微带浅棕色，粒度0 ．0 0 5 0 ．4 m m ，多呈定向拉长 的微粒状，平行定向均匀浸染状分布，部分具菱形十 二面体晶形，与黄铁矿、黄铜矿共生。孔雀石、兰铜 1 一斑状花岗岩；2 一石英闪长岩；3 一石英二长斑岩；4 一凝灰质 砂岩；5 一含炭质粉砂岩；6 一绢云母化；7 一硅化；8 一钾化；9 一黄 铁矿化；1 0 一钻孔；1 1 一设计钻孔；1 2 一铜矿体；左下方地质图花 纹及图例参考图1 图2 玉勒肯哈腊苏矿区第8 勘探线钻孔剖面图 F i g ．2 P r o f i l em a po fd r i l l i n gh o l ei ne x p l o r a t i o n l i n e8o fY u l e k e n h a l a s uo r em i n e 矿，多呈粒度小于0 ．2 5 m m 的微粒状，主要充填在岩 石裂隙中，部分浸染状分布在岩石中。 矿区内矿石结晶相对简单，依矿物结晶程度和 形态划分，以它形粒状结构为主，部分呈它形一半自 形粒状结构。依结晶大小划分，主要为微粒结构，粒 径一般小于0 ．3 m m 。从矿物相互穿插关系来看，以 共结结构为主，黄铜矿与黄铁矿、磁铁矿聚集共生， 次为充填结构，如图3 右图所示，黄铜矿充填在碎裂 的黄铁矿或其他碎裂矿物中。矿石构造以星散浸染 状及细脉浸染状构造为主，如图3 左图所示，局部可 见脉状构造。 图3 玉勒肯哈腊苏矿石中黄铁矿和 黄铜矿的显微镜下特征 F i 孚3F e a t u r e so fp y r i t ea n dc h a l c o p y r i t eu n d e r l I I i c l 僦o p eo fo r e si nY u l e k e n h a l a s uo r ed e p o s i t 2 ．3 围岩蚀变 矿区蚀变空间分带比较明显，可分为钾长石化 带、黑云母化带、绢英岩化带、青磐岩化带，见图4 。 万方数据 第4 期赵战锋等准噶尔东北缘玉勒肯哈腊苏斑岩铜矿的发现及意义 1 2 7 钾长石化带主要分布于斑状花岗岩和石英二长 斑岩中，地表分布不均匀，主要表现在以大约几十个 平方米的片状或3 1 0 m 不等的脉状分布，但总体 表现为沿岩体带状展布。常见钾长石交代酸性斜长 石而成变斑晶，或呈不规则粒状分布于基质中，或沿 斜长石裂纹、解理交代而呈不规则的网脉形态。黑 云母化带主要分布于北塔山组辉斑玄武岩和石英闪 长岩中，在斑状花岗岩北东部位比较集中，局部黑云 母含量超过5 0 ％，黑云母与绿帘石一起交代暗色矿 物，集合体呈柱状形态，如交代辉斑玄武岩中的辉石 斑晶。绢英岩化带主要分布于石英二长斑岩中，地 表呈土黄一黄色，沿黑色或深灰黑色姜巴斯套组地 层边上分布，风化程度较高，地表展布特征十分清 楚。显微镜下可见石英绢云母交代斜长石呈团块 状，保留了斜长石的板条状形态。青磐岩化带主要 分布于矿带北部姜巴斯套地层和南部石英闪长岩 中，主要是绿帘石和绿泥石化，常见小自形粒状绿帘 石普遍分布于斜长石颗粒表面有时也可见到绿帘石 呈脉状网脉状或团块状分布。 图4 玉勒肯哈腊苏矿床空间蚀变分带 图例及相关内容参考图l 和图2 F i g ．4 As p a t i a la l t e r a t i o nz o n i n gm a po fY u l e k e n h a l a s uo r ed e p o s i t 1 e g e n da n dr e l a t e dc o n t e n t sr e f e r e n c e dt oF i g ．1a n dF i g ．2 3斑岩铜矿的确定及意义 玉勒肯哈腊苏铜矿两个赋矿岩体均全岩矿化， 矿石矿物比较简单，主要以黄铁矿、黄铜矿为主，结 构以它形一半自形粒状结构为主，星点浸染状或细 脉浸染状构造。围岩蚀变的分带特征清晰，矿体到 外围依次出现钾长石化带、黑云母化带、绢英岩化 带、青磐岩化带。两个矿体中同位素特征类似，石英 中的8 D 值为一9 8 ．8 ％o 一一8 4 ．2 ％0 ，石英平衡流体 中水的8 1 8 0 H 2 0 0 ．4 ％0 4 ．7 ‰，显示成矿流体中 水的H 和0 同位素组成是岩浆水混合大气水。矿 石中黄铁矿的8 3 4 S 一3 ．7 9 5 ％0 1 ．7 6 6 ％0 ，变化范 围小，绝对值比较集中，硫为单一来源，与地幔源热 液矿床硫同位素较为相似 同位素数据还在进一步 整理中 。综上所述，该矿床的两个矿体都和经典 参考文献 的斑岩铜矿特征比较吻合，说明玉勒肯哈腊苏铜矿 属于斑岩铜矿。 前人对玉勒肯哈腊苏矿床北边希勒克特哈腊苏 斑岩铜矿已经做过较多的研究，基本形成了较为统 一的认识，其形成于中泥盆世的岛弧环境嵋≯“。，当 然也存在小的分歧，吴淦国等H 1 认为其形成于岛弧 背景下的微裂谷环境。玉勒肯哈腊苏含矿岩体的同 位素测年结果显示两个含矿岩体属于不同时代，分 别是中泥盆世 3 8 1 ．64 - 2 ．5 M a 和早二叠世 2 6 5 ．6 3 。7 M a 另文发表 。中泥盆统该区处于岛弧环 境，而在早二叠世该区处于板块碰撞后的伸展背 景“ 。9 】。这就说明哈腊苏地区斑岩铜矿的形成不只 是岛弧的背景，碰撞后的伸展背景下也有斑岩铜矿 的形成，这在很大程度上开拓了该区斑岩铜矿找矿 思路。 [ 1 ] 芮宗瑶，黄崇柯，齐国明，等．中国斑岩铜 钼 矿床[ M ] ．北京地质出版社，1 9 8 4 1 3 5 0 ． [ 2 ] 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学。2 0 0 5 ，2 4 4 2 8 5 2 9 3 ． D i s c o v e r ya n dS i g n i f i c a n c eo fY u l e k e n h a l a s uP o r p h y r yC o p p e r D e p o s i to nN o r t h e a s tM a r g i no fJ u n g g a r Z H A OZ h a n - f e n 9 1 ，X U EC h u n - j i l ，Z H A N GL i W U 2 ，W A N GL i n 9 3 1 ．S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fG e o l o g i c a lP r o c e s s e sa n dM i n e r a lR e s o u r c e s ，S c h o o lo fE a r t hS c i e n c e s 口n d R e s o u r c e s ，C h i n aU n i v e r s i t yo fG e o s c i e n c e s ，B e i j i n g10 0 0 8 3 ，C h i n a ； 2 N 0 4G e o l o g i c a lT e a mo f X i n j i a n gB u r e a uo f G e o l o g ya n dM i n e r a lR e s o u r c e sa n dD e v e l o p m e n t ，A l l a y8 3 6 5 0 0 ，X i n j i a n g ，C h i n a ； 3 S u b i r “s t i t u t ef o rM i n e r a lT e s t i n go fB e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n g ＆M e t a l l u r g y ，B e i j i n g10 0 0 4 4 ，C h i ，l 口 A b s t r a c t B a s e dont h eg e o l o g i c a ls u r v e y ，a sw e l la st h ei n d o o rr e s e a r c ho n p e t r o g r a p h ya n dm i n e r a l o g r a p h ya n d a v a i l a b l ed a t a ，t h en e w l yd i s c o v e r e dY u l e k e n h a l a s up o r p h y r yc o p p e rd e p o s i ti s i n v e s t i g a t e d ．T h er e s u h ss h o wt h a t t h et w oo r e 。b e a r i n gr o c k b o d i e si nY u l e k e n h a l a s up o r p h y r yc o p p e rd e p o s i t ．o c c u r r e di nt h es u t u r ez o n eb e t w e e n K a z a k h s t a n J u n g g a rp l a t ea n dS i b e r i a np l a t e ，h a v es i m i l a rm i n e r a l i z a t i o nc h a r a c t e r i s t i c s ．M i n e r a l i z a t i o ni 8f o u n di n t h ew h o l er o c k sa n dp y r i t ea n dc h a l c o p y r i t ea r et h em a i nm e t a l l i cm i n e r a l s ．T h es p a t i a la h e r a t i o nz o n e sf r o mt h eo r e b o d yt ot h eo u t e rs i d ea r eK f e l d s p a ra l t e r a t i o nz o n e ，b i o t i t ea l t e r a t i o nz o n e ，s e r i c i t o l i t ea h e r a t i o nz o n ea n dD r o p y l i t e a l t e r a t i o nz o n ea n dt h e yc a nb ed i s t i n g u i s h e d c l e a r l y ．T h er e s u l t sf r o mt h eH ， O ， Si s o t o p es h o wt h a tt h e o r e f o r m i n g f l u i d sa r em a g m a t i cw a t e rm i x e dw i t hm e t e o r i cw a t e r ，a n dt h eo r ef o r m i n gm a t e r i a l sa r eo r i g i n a t e df r o m t h em a n t l e ．T h et w oo r e b e a r i n gr o c k b o d i e sa r ef o r m e di nt h eM i d d l eD e v o n i a n 3 8I ．6 4 - 2 ．5M a a n dE a r l v P e r m i a n 2 6 5 ．6 3 ．7M a ．A n dt h e r e f o r ep o r p h y r yc o p p e rd e p o s i t si nt h eH a l a s ud i s t r i c ta 鼻ef o 瑚e dn o to n l vi n t h ei s l a n da r cb a c k g r o u n d 。b u ta l s oi nt h ee x t e n s i o n a le n v i r o n m e n ta f t e rC O l l i s i o n ． K e y w o r d s m i n i n gg e o l o g y ；p o r p h y r yc o p p e rd e p o s i t ；Y u l e k e n h a l a s u ；a l t e r a t i o n z o n i n g ；m e t a l l o g e n i c e n v i r o n m e n t 万方数据