新疆木垒县博斯塘东砂岩型铜矿床特征及其成因分析.pdf

2021年第1期新 疆 有 色 金 属 新疆木垒县博斯塘东砂岩型铜矿床特征及其成因分析 殷长江 （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） 摘要晚石炭世早期， 博格达地区重新进入扩张机制， 晚石炭世晚期， 裂陷盆地转入聚合阶段， 发生于晚石炭世末期的华力西构造 运动使包括本区在内的博格达弧后裂陷盆地褶皱回返而陆壳化， 在陆壳化的过程中为形成以陆源碎屑为主的浅海相砂岩型铜矿创造了条件， 本文从成矿地质背景、 矿床地质特征、 物化探特征等进行了综合分析， 阐明了矿床成因， 对在本区开展砂岩型铜矿工作有一定的指导意义。 关键词博斯塘东砂岩型铜矿床成因分析 1 成矿地质背景 调查区大地构造位于博格达晚古生代弧后裂陷 盆地，成矿区带位于准噶南缘 （复合岛弧带） Cu－ Mo－Au－W－Fe－Cr－Mn－RM－硼－沸石－石 墨－玉石－磷－盐类－滑石成矿带 （Ⅱ－4） 博格达 （弧后裂陷盆地） Cu－Zn－硼－油页岩－磷成矿带 （Ⅱ－4－②） 。调查区早石炭世处于拉张环境， 以基 性岩浆活动为主， 形成本区南部广泛分布的下石炭 统七角井组玄武岩； 晚石炭世本区地壳逐渐抬升， 形 成较为动荡的浅海相沉积环境， 表现为上石炭统柳 树沟组砂岩层在本区中部有一定的延伸； 晚石炭世 本区北部中央地块开始活动， 以中－酸性岩浆活动 为主， 火山机构发育， 形成上石炭统巴塔玛依内山组 中－酸性岩火山岩及晚石炭世酸性岩体； 区域上主 要有海相火山热液型铜矿西地铜矿、 层控型砂岩铜 矿 （博斯塘铜矿） 等。 2 矿床地质特征 博斯塘东铜矿区出露地层主要为上石炭统柳树 沟组一段凝灰岩、 凝灰质砂岩夹粉砂岩,可见晚石炭 世辉绿岩体出露， 地层走向近东西向。两翼为上石 炭统柳树沟组一段， 南翼出露面积较少。 （1） 矿体特征 博斯塘东铜矿共见1个铜矿体。矿体控制长度 700m， 矿体厚度为1.9－2.2m。矿体倾向54－57， 倾 角71－85。赋矿岩石为黄铁矿化、 褐铁矿化、 硅化 砂岩。铜品位2.32－2.56。 （2） 矿石特征 矿石的结构以微粒状结构为主， 固溶体分解、 交 代结构次之； 矿石的构造主要有稀疏浸染状、 斑点 状、 细脉浸染状。矿石主要金属矿物有孔雀石。其 次为微量铜蓝、 黝铜矿等， 脉石矿物为长石、 石英、 方 解石、 绢云母等。 （3） 围岩蚀变 矿区围岩蚀变发育， 在矿体的上、 下盘以下盘为 主存在着较强的围岩蚀变， 主要蚀变类型有硅化、 黄 铁矿化、 碳酸盐化， 另外在地表氧化带还存在褐铁矿 化、 孔雀石化等。 3 矿床物化探特征 根据本次1 ∶ 5万水系沉积物测量成果， 矿区与博 斯塘铜矿均位于HS－6号综合异常内， 以Cu、 Ag异 常为主， 兼有As、 Sb、 Hg、 Cd、 Zn、 Pb、 W、 Mo、 B、 Bi异常 等， 其中Cu、 Ag、 Pb、 Zn、 Cd套合较好， 呈同心圆状， 次 为低温元素Hg、 As、 Sb元素也有一定的分带性。高 温元素W、 Bi、 Mo在该综合异常中虽有一定显示， 但 异常规模、 强度不大。以上， 反映出异常所在区域经 历了从低温到高温的不同类型的成矿活动， 具有很 好的成矿条件。 为了解本区含矿性及含矿层位， 部署了两条地 化剖面及相应的激电磁法剖面， 根据地化剖面测量 成果， Cu、 Ag、 Pb、 Zn、 Mo等元素明显在本区富集， 且 相关性较好。异常宽度150－250米， 地表对应为凝 灰岩、 含砾凝灰岩及铜矿体。其中 Cu 峰值为 814ppm， Ag峰值为49.5ppm， Pb峰值为117ppm， Zn峰 值为91.2ppm， Mo峰值为24.6ppm， 且各峰值都分布 在铜矿体及其附近。 根据物探剖面的测量成果， HS－6－1 剖面 340－400点段， 为低磁、 低阻高极化特征， △T值在－ 10－10nT范围跳动， 视电阻率值在0－500Ωm范围 跳动， 视极化率值最大为3.83， 对应地表铜矿体， 推 断该段异常由地表铜矿体引起。 DOI10.16206/ki.65-1136/tg.2021.01.029 76 2021年第1期新 疆 有 色 金 属 HS－6－2 该剖面△T曲线、 视电阻率曲线、 视 极化率曲线均较平直， 曲线波动范围较小， 曲线未出 现明显异常。 综上所述， 博斯塘东铜矿地球化学特征、 地球 物理特征和成矿地质条件均显示， 具有一定的找矿 潜力。 4 矿床成因分析 晚石炭世早期， 博格达地区重新进入扩张机制， 晚石炭世晚期， 裂陷盆地转入聚合阶段， 发生于晚石 炭世末期的华力西构造运动使包括本区在内的博格 达弧后裂陷盆地褶皱回返而陆壳化， 在陆壳化的过 程中为形成以陆源碎屑为主的浅海相砂岩型铜矿创 造了条件。上石炭统对柳树沟组是以陆源碎屑为主 的浅海相沉积岩， 前人已发现的博斯塘铜矿和本次 新发现博斯塘东铜矿均位于上石炭统柳树沟组砂岩 中， 为浅海相砂岩型铜矿， 并对其成因进行了研究， 建立了成矿模式， 本区浅海相砂岩型铜矿成因分析 如下 （1） 成矿物质来源 本区下石炭统七角井组主要 由玄武岩和基中基的火山碎屑岩组成， 根据下石 炭统七角井组地球化学特征表明， Ni、 Co元素富集， Cu、 Zn、 Sn、 Cd等元素处于相对均匀分布状态， 同时 下石炭统七角井组在区域上和本区分布有较多的铜 矿床、 铜矿点和铜矿化点， 因此下石炭统七角井组， 为本区的浅海相砂岩型铜矿提供了最初始的成矿物 质来源。 （2） 成矿元素的风化与搬运作用 铜元素在基性 岩中主要以类质同象分布于黄铁矿、 黄铜矿和基性 岩其它富含铁镁质的矿物中， 铜元素要从基性岩中 风化出来， 在风化的过程中， 除化学方式外， 微生物 在风化中也扮演了重要的角色， 如微生物参与的黄 铁矿的风化方式 2FeS27O22H2O 4SO42－4H2Fe2（微生 物作用下） 4Fe24H O24Fe32H2O （微生物作用下） 通过微生物的参与， 同样铜元素也被风化， 以 CuSO4， CuOH2， CuCO3， CuCl2等溶于水中被河流搬 运， 同时部分铜元素也与有机质结合形成有机络合 物而被河流搬运， 在铜元素以可溶态被河流搬运的 过程中， 遇见砂砾和黏土成分时， 一部分铜也被砂砾 和黏土吸附， 以悬浮态被河流一起搬运， 同时河流中 的有机物也能吸附部分铜元素而搬运。 （3） 铜元素的沉淀作用 在河流进入浅海之前的 三角洲中， 由于水动力条件的减弱， 相对进入一个较 稳定的沉积环境， 吸附含铜砂砾和黏土开始沉淀， 同 时随着水体中PH值和氧化－还原条件的变化， 水溶 液中的铜开始沉淀， CuCO3形成孔雀石， Fe元素一部 分形成褐铁矿， 与砂质沉积物一起沉淀， 其中部分 Cu、 Fe元素从水中氧化条件进入水下还原条件， 在还 原微生物的作用下， Cu、 Fe元素铜元从可溶态再转 化为固态的黄铜矿和黄铁矿， 在一定条件下， 从地表 水中沉淀一些铜元素， 随着水位条件的变化， 和沉积 物的加厚， 使得含铜沉积物中含铜量进一步富集， 进 一步向浅海提供含铜的陆源碎屑物， 在浅海的氧化 环境下形成含孔雀石、 铜蓝和褐铁矿等氧化矿物的 紫色砂质沉积物， 在此过程中微生物对Cu元素有一 定的富集作用， 因此也形成与沉积环境相一致的条 带状， 层纹， 斑点状铜矿石， 总体含矿沉积物处于浅 海氧化环境。 （4） 成岩与成矿作用 沉积物进一步压实而成 岩， 有利于成矿， 成矿流体来源于地层中的热卤水、 建造水、 孔隙水、 上升水， 而且成矿流体在成矿地质 体中运移、 沉淀， 主要由具还原性的流体与早期已形 成的紫色氧化环境下形成的含矿地质体进行交代作 用， 形成浅色到紫色的分带性， 铜矿体、 矿化体就位 于其中的过渡带， 总体位于浅色带中， 形成部分浸染 状结构的铜矿石。 （5） 后期改造作用由于后期构造作用和岩浆作 用对浅海相砂岩型铜矿有一定的改造和加富作用， 因此形成一些与热液活动有关的硅化， 碳酸盐化和 脉状矿石。 参考文献 [1]新疆木垒县三角泉子一带1 ∶ 5万区域矿产调查报告. 新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队， 2019 收稿 2021-02-03 77