新疆土屋-延东铜矿田地质特征.pdf

第 4 2 卷第 6 期 2 0 0 6年 1 1月 地 质 与 勘 探 GE0 L OGY AND P R0S P E CT 1 NG Vo 1 ． 4 2 No ． 6 No v e mb e r ， 2 0 0 6 新疆土屋一延东铜矿 田地质特征 李智明 。 ， 赵仁夫 ， 霍瑞平 ， 王庆明 4 1 ． 长安大学， 西安7 1 0 0 5 4 ； 2 ． 西安地质矿产研究所， 西安7 1 0 0 5 4； 3 ． 甘肃省天水市科协， 天水7 4 1 0 0 0 ； 4 ． 新疆地质调查院， 鸟鲁木齐8 3 0 0 0 0 [ 摘要] 哈密市土屋铜矿床是新疆东天山地区发现的大型斑岩型铜矿床， 该矿床产于石炭纪闪长 玢岩和斜长花岗斑岩中， 位于大草滩断裂和康古尔塔格断裂之间的下石炭统企鹅山群 的火山熔岩与碎 屑岩、 火山碎屑岩的接触带上。近矿围岩蚀 变主要为强硅化带、 黑云母带、 石英一绢云母 带、 绢云母一青 磐岩化带和青磐岩化带。 主要成矿过程发生在 1 2 0 o C～ 3 5 0 o C 之间， 矿石 S o ． 2 ％ 0 ～ 8 ． 0 ％ 0 。 硫来 自 地 球深部。文章较为详细地分析研究了土屋铜矿床地质特征。 对于确定矿床类型、 成因及成矿预测有一定的 借鉴 意义。 [ 关键词】 新疆土屋铜矿田地质特征 [ 中图分类号】 P 6 1 8 ． 4 1 [ 文献标识码] A[ 文章编号] 0 4 9 5 5 3 3 1 2 0 0 6 0 6 0 0 0 1 0 4 1 成矿地质背景 ， 2 矿区地质特征 新疆土屋一延东铜矿田处于塔里木板块与准噶 尔板块碰撞对接缝合带的北侧， 即准噶尔板块最南 缘的大南湖晚古生代岛弧带中段_ 1 ] ， 分布于大草滩 断裂 北部 与康古尔塔格断裂 南部 之间， 延东铜 矿床向南距康古尔塔格深大断裂仅 1 3 k m， 土屋东 铜矿床向北2～ 3 k m为大草滩断裂。康古尔塔格断 裂以北出露地层主要为侏罗系西山窑组、 石炭系企 鹅山群和泥盆系大南湖组； 康古尔塔格断裂以南出 露地层主要为石炭系干墩岩组和梧桐窝子岩组， 为 一 套富含蛇绿岩的深海复理石建造， 后期叠加强烈 的韧性剪切变形 J 。该区岩浆活动强烈， 岩石类型 齐全， 从正常系列的基性到酸性岩均有出露， 主要以 华力西期的斜长花岗岩一花岗闪长岩一二长花岗岩 系列和斜长花岗斑岩、 闪长玢岩为主， 多呈岩株、 岩 枝或岩脉状产出， 其中斜长花岗斑岩和闪长玢岩为 主要的容矿岩石。沿康古尔塔格和大草滩 2 条深大 断裂两侧， 次级构造断裂构造非常发育， 主要为走向 北东东、 倾向北北西的压扭性断裂， 为该区的主要控 岩和导矿构造。土屋铜矿田内包括有土屋、 土屋东 和延东3 个大型铜矿床 图 1 。 区内与铜矿 化 体相关 的地层主要为下石炭 统企鹅山群， 可分3个岩性组 第一岩性组由陆内碎 屑岩、 沉凝灰岩、 砂砾岩组成 ； 第二岩性组为灰绿一 紫红色拉斑玄武岩、 杏仁状橄榄玄武岩、 安山岩、 玄 武安山岩， 夹少量火山角砾岩、 复成分砾岩和砂岩， 其中的火山岩系列以钙碱性为主 ， 碱性和拉斑系列 次之； 第三岩性组为灰一灰绿色砂岩、 中酸性火山角 砾岩、 玄武岩及少量凝灰岩 、 安山岩、 英安岩。含矿 斜长花岗斑岩和闪长玢岩侵位于第二、 三岩性组的 分界面上， 矿体的主要围岩是第三岩性组 图 2 。 地层总体走 向为北东东向、 向南倾斜， 倾角 4 3 。 ～ 6 3 。 ， 普遍发育构造片理化， 矿体及近矿围岩发育有 孔雀石化。 矿区构造线方向为E W 向， 复式背斜构造， 呈宽 缓状似箱型。区内断裂构造较为发育， 走向为北东 东向、 倾向为北北西向的压扭向断裂， 是中酸性浅成 岩体的主要通道。 矿区内侵入岩以闪长纷岩和斜长花岗斑岩为 主， 其次有花岗闪长岩、 石英闪长岩、 二长花岗岩、 正 长花岗岩等， 闪长岩脉、 石英闪长岩脉、 石英脉分布 广泛。土屋铜矿田内重要的控矿地质体主要有闪长 【 收稿 日 期】 2 0 0 5 1 1 2 2 - [ 修订日期] 2 0 0 6- 0 3 0 1 ． [ 责任编辑】 曲丽莉。 【 基金项目】 中国地质大调查项 目 编号 2 0 0 2 3 0 0 0 0 0 0 2 资助。 【 第一作者简介] 李智明 1 9 6 3年一 ， 男。 1 9 8 4年毕业于原中南矿冶学院。 获硕士学位， 在读博士生， 教授级高工。 现主要从事区域成矿学 研究工作。 维普资讯 地质与勘探 2 0 0 6伍 图 1 新疆哈密市土屋一延东一带区域地质图 新疆地质调查院， 2 0 0 3 1 第四系； 2 一侏罗系西山窑组； 3 一石炭系干墩组； 4 一石炭系梧桐窝子组； 5 下 炭统企鹅I [ I 群； 6 泥盆系大南湖组； 7 一石炭纪花岗闪 长岩； 8 一石炭纪斜长花岗岩； 9 一石炭纪二长花岗岩； 1 O 一泥盆纪二长花岗岩； 1 1 一二叠纪二长花岗岩； 1 2 一断裂； 1 3 一铜矿床 图2 土屋铜矿区地质略图 新疆地质调查院， 2 0 0 3 1 一侏罗系砂砾岩； 2 一石炭系砂岩； 3 一玄武岩； 4 一闪长玢岩； 5 一斜长花岗岩； 6 一铜矿体 0 ． 7 ％ ； 7 一铜矿化体1 ； 稀土元素具有轻稀士富集重稀土亏损的配分模式， I a ／ Y 为8 ． 2 41 0 ， 0 5 ， 6 E u为负异常，’E u ／ S m为 0 ． 3 0 0 ． 3 3 ， 属于l 型花岗岩系列 j 。 土屋铜矿田与成矿有关的斑岩岩石类型， 过去 有两种 。第一种意见认为含矿岩石以斜长花岗斑岩 为主 J ， 所谓“ 闪长玢岩” 主要为火山岩； 第二种观 点认为含矿岩石主要是斜长花岗斑岩， 原划出的大 面积“ 闪长玢岩” ， 经鉴定多为玄武岩类火山岩， 只 有少量闪长玢岩， 因此， 成矿母岩是斜长花岗斑岩， 而含矿岩石是斜长花岗斑岩、 闪长玢岩及其围岩玄 武岩、 安山质玄武岩及其凝灰岩， 早期文献提到的中 酸性喷出岩“ 安山岩类” 岩石基本不存在。任 2 秉琛等通过野外观察和室内岩石化学分析等研究， 认为斑岩岩石类型为闪长玢岩和斜长花岗斑岩， 斑 岩体在矿化带巾几乎全部矿化， 闪长玢岩确系客观 存在的斑岩体， 只是由于颜色、 粒径与火山沉积岩相 近等特征， 在野外观察的尺度不同而容易混淆。根 据野外实际工作及综合研究， 土屋一延东斑岩铜矿 含矿岩石为闪长玢岩和斜长花岗斑岩 。 3 矿床地质特征 3 ． 1 土屋铜矿床 土屋铜矿体总体呈近东西向展布， 地表出露的 铜矿体长 1 4 4 5 m， 平均品位 0 ． 2 ％， 平均宽 6 1 ． 2 4 m 图3 ， 其中品位大于 0 ． 5 ％的较富矿体有I 一①、 I 一 ②， 深部圈定一个盲矿体Ⅱ 号矿体。I 一①号矿体 地表断续出露 7 5 1 m， 平均厚 7 ． 7 0 m， 钻孔中平均厚 2 0 ． 9 0 m， 平均品位0 ． 5 3 ％； I 一 ②号矿体地表出露长 1 3 0 0 m， 平均厚 2 O ． 3 3 m， 钻孔中平均厚 1 0 2 ． 9 4 m， 平 均品位0 ． 6 6 ％； I I 号盲矿体分布在 0 、 7 、 1 5线的主矿 维普资讯 第6 期 李智明等 新疆土屋一延东铜矿田地质特征 体下部 ， 埋深在地表 1 0 0 6 0 0 m以下， 矿体平均厚 2 7 ． 1 7 m， 平均品位 0 ． 5 2 ％。 3 ． 2 土屋东铜矿床 分布于土屋铜矿床东部， 与土屋铜矿体相互平 行， 且首尾相接。地表以 0 ． 2 ％为边界圈定铜矿体 长 1 4 1 7 m， 平均厚 3 7 ． 8 8 m。其 中块段 品位大 于 0 ． 5 ％铜矿体有 I一 ①、 I一 ② ， I一 ①号矿体为隐 伏矿体， 仅在4 0 线钻孔中见到， 厚6 ． 5 0 m； I一 ②号 矿体地表出露长 4 6 5 m， 平均厚 1 0 ． 7 6 m， 平均 品位 0 ． 5 2 ％， 伴生银品位 2 ． 8 0 ％。 3 ． 3 延东铜矿床 位于土屋铜矿西约6 k m， 地表无氧化矿体出露。 地表以0 ． 2 ％为边界圈定铜矿体长9 0 0 m， 最大厚度 3 7 ． 8 8 m。延东铜矿以钻孔控制为主， 其中块段品位 大于0 ． 5 ％的有 I 、 Ⅱ号 2 个品位较高铜矿体， I 号 矿体 断续 长 1 3 0 0 m， 平均 厚 2 9 ． 6 8 m， 平 均 品 位 0 ． 5 4 ％； Ⅱ号矿体断续长 3 3 0 0 m， 平均厚 1 3 ． 9 0 m， 平 均品 位 0 ． 5 1 ％， 伴 生 银 平 均 品 位 3 ． 2 2 ％， 钼 0 ． 0 1 8 ％ 。 土屋、 土屋东、 延东铜矿床矿体地表形态呈透镜 状一眼球状近东西向展布， 剖面形态呈南缓北陡的 倒“ 楔” 形 图3 。矿体产状南倾， 顶板倾角 6 0 。 一 7 0 。 ， 底板倾角6 5 。 ～ 8 5 。 ， 向东有侧伏趋势。 3 ． 4 矿石特征 矿石主要为原生矿石， 金属矿物以黄铜矿、 黄铁 矿为主， 偶见少量斑铜矿 、 铜蓝和辉钼矿。黄铁矿主 要发育在矿体顶底板， 与铜矿物呈负相关关系， 在主 矿体中基本无黄铁矿存在。脉石矿物主要为石英、 绢云母 、 绿泥石和黑云母。矿石结构属中一细粒半 自形至他形粒状结构。矿石类型主要为浸染状和细 脉浸染状两种铜矿石， 为较典型的斑岩成因特征。 3 ． 5 矿体围岩蚀变特征 矿床围岩蚀变发育， 类型齐全， 蚀变分带明显， 表现为面型青磐岩化和近矿热液蚀变， 矿体及顶板 蚀变强度 晕宽 大于底板， 主要包括青磐岩化 、 绢 云母化 、 硅化和黑云母化。 自中心 向两侧 出现 比较 明显的“ 中心式” 对称面型蚀变分带， 可依次划分强 硅化带、 黑云母化带、 石英一绢云母带 、 泥化带 、 青磐 岩化带。 上述蚀变中， 硅 化、 绢云母 化 、 绿泥石化和黑云 母化与铜矿化关系密切， 青磐岩化是成矿的前提， 对 铜的活化 、 迁移起着重要作用。黑 云母化和硅化蚀 变强烈叠加处铜明显富集。 图 3 土屋铜矿区7勘探线剖面图 l 一砂岩； 2 一闪 玢岩； 3 一铜矿体； 4 一铜矿化体； 5 一钻孔位置 及编号 3 ． 6 成矿物理化学条件 成矿温度 1 2 0 o C一3 5 0 o Cl 4 J 。 盐度 N a C I e p 9 ％ 一1 2 ％。 流体性质 6 D一 6 9 ‰ ～一 4 4 ‰， 6 0 0 ． 2 7 ‰ ～ 7 ． 9 3 ％ 0 ， 以岩浆流体为主， 混有大气降水和变质 7 J 。 硫 源 矿石的 6 S0 ． 2 ‰ ～8 ． O ‰ ， 硫来 自地球 深部。 3 ． 7 矿床成 因类型和矿床规模 根据土屋铜矿床野外和室内观察研究发现， 主 要容矿岩石为闪长玢岩和斜长花岗斑岩， 属早石炭 世晚期或晚石炭世早 期的浅成侵人体 ， 它们 是成矿 3 维普资讯 地质与勘探 2 0 0 6正 的直接母岩， 岩体全岩矿化特征明显。矿石矿物成 分简单， 金属矿物以黄铜矿、 黄铁矿为主， 偶见少量 斑铜矿、 铜蓝和辉钼矿； 脉石矿物主要为石英、 绢云 母、 绿泥石和黑云母。矿石类型主要为细脉浸染状 和细脉状矿石， 矿体铜矿化均匀， 整个矿床品位低， 铜矿体平均品位 0 ． 5 0 ％左右， 规模大， 矿化蚀变带 东西长约3 0 0 m， 南北宽 2 5 0 5 3 0 m， 目前已估算出 铜资源量4 6 5 万 t ， 达大型矿床规模。具有与国内外 斑岩型铜矿床类似的蚀变组合和“ 中心式” 对称面 型分带特征 I 9 J 。由此可推断新疆士屋一延东铜矿 田的矿床成因类型应为斑岩型。早石炭世晚期或晚 石炭世早期应为矿田的主要成矿期。 4 结论 1 康古尔塔格和大草滩 2条深大断裂控制着 新疆土屋一延东地区铜矿床的分布； 发育在其两侧 的走向北东东、 倾向北北西次级断裂构造为该区的 主要控岩和导矿构造。 2 华力西期的斜长花岗斑岩和闪长玢岩为主 要的容矿岩石， 含矿斜长花岗斑岩和闪长玢岩侵位 于下石炭统企鹅山群第二、 三岩性组的分界面上， 可 作为该地区重要的找矿标志。 3 铜矿床成矿时间为早石炭世晚期或晚石炭 世早期。 ． 4 士屋铜矿田的主要成因类型为斑岩型。 [ 参考文献] [ I ] 陈哲夫。 周守云。 乌统旦． 中亚大型金属矿床特征与成矿环境 [ M] ． 新疆 新疆科技卫生出版社， 1 9 9 9 ． [ 2 ] 王福同。 冯京， 胡建卫， 等． 新疆土屋大型斑岩铜矿床特征及 发现意义[ J ] ． 中国地质， 2 0 0 1 ， 2 8 1 3 6 3 9 ． [ 3 ] 丰成友， 姬金生 ， 薛春纪， 等． 东天山西滩浅成低温热液金矿床 地质特征及成因分析[ J ] ． 新疆地质， 1 9 9 9 ， 1 7 1 1 7 ． [ 4 ] 芮宗瑶， 王龙生， 王义天， 等． 东天山土屋和延东斑岩铜矿床时 代讨论[ J ] ． 矿床地质， 2 0 0 2 ， 2 1 1 1 6 2 1 ． [ 5 ] 刘德权， 陈毓川， 王登红， 等． 土屋一延东铜钼矿田与成矿有关 问题的讨论[ J ] ． 矿床地质， 2 0 0 3 ， 2 2 4 3 3 4 3 4 4 ． [ 6 ] 陈文明， 曲晓明． 论东天山土屋一延东 斑岩 铜矿的容矿岩 [ J ] ． 矿床地质， 2 0 0 2 。 2 1 4 3 3 1 - 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p h y r i e s a n d p l a g i o d a s e g r ani t e p o r p h y r y ． T h e d e pos i t l i e s i n c o n t a c t i n g z o n e s a m o n g h t e c a r b o n if e r o u s Q i b s h a n g r o u p l a v a 。 e l a s t i c r o c k s a n d v o l c ani c e l a s ti c r o c k s b e t we e n Daca o t a n and Ka n g S u g e f a u l t s ．Wa l l r o c k a l te r a ti o n s n I A “ 0 1 “3 B r e ma i n l y s i l i c i fi c a t i o n b e l t ，b i o t i ti c b e l t ，q u a r t zs e r i c i t e b e l t ， s e r i c i m p r o p y l i t i z a ti o n b e l t and p r o p y li ti z a ti o n bel t ．O r e m i n e r a l i z a t i o n o c c u r r e d a t t e m p e r a t u r e o f 1 2 0 ℃ 一 3 5 0 ℃ w i t h e s o f 0 ． 2 ％ 口 一 8 ． O ‰．B a s e d 0 I l g e o l o g y c h a r a c mm o f T u wuYa n d o n g c o p p e r d e p o s i t ，t h e d e p o s i t t y p e i s d n ed ． K e y wo r d s X i n g j i ang ， T u w u ，c o p p e r o r e ， g e o l o g y c h ara c t e r 4 维普资讯