和尔赛斑岩型铜矿床地质特征及找矿标志

和尔赛斑岩型铜矿床地质特征及找矿标志 和尔赛斑岩型铜矿床地质特征及找矿标志 第28卷第3期 V_o】.28No.3 新疆地质 XINJIANGGEOLOGY 2010年9月 Sep.2010 文章编号l1000-8845(2010)03-254—06中图分类号:P618.41文献标识码:A 和尔赛斑岩型铜矿床地质特征及找矿标志 程松林,-,王世新.,冯京,谭克彬,贾红旭,陈强 (1.中国地质大学(北京),北京100083;2.新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队,新疆 哈密839000;3.新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第一地质大队,新疆昌吉831100; 4.新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局,新疆乌鲁木齐830000) 摘要:和尔赛铜矿位于环准噶尔斑岩铜矿带东北部.据和尔赛铜矿地质特征,岩石地球化学特征,矿体及矿石特征, 认为该矿是岛弧环境的埃达克岩侵位形成,受断裂构造控制,为与超浅成一浅成侵入岩密切相关的斑岩型铜矿床,表明 和尔赛铜矿具较大成矿及找矿前景. 关键词:和尔赛;斑岩型铜矿;地质特征;找矿标志 和尔赛铜矿床位于新疆伊吾县淖毛湖镇境内,处 于环准噶尔斑岩铜矿带东北部琼河坝斑岩型铜矿亚 带,是中亚巨型成矿带的重要组成部分lI,2].在琼河坝 斑岩型铜矿亚带内.晚古生代火山岩分布广泛,侵入 岩发育,构造形迹复杂,发现多处铜,铁,金等矿床(点). 近年在该区发现了蒙西斑岩铜矿,和尔赛斑岩铜矿, 琼河坝斑岩铜矿,铜花岭斑岩铜矿,桑南斑岩铜矿, 及在该成矿带东部蒙古国发现特大型查干.苏布尔斑 岩铜矿床,显示出该区铜矿的巨大潜力.在前人工作 基础上,笔者对矿区侵入岩序列,容矿围岩及构造, 矿体特征进行总结,和尔赛铜矿成矿环境,物质 来源及演化特征,建立找矿标志,为矿区寻找隐伏矿 床(体)提供理论依据. 1区域成矿环境 和尔赛铜矿大地构造位置处于准噶尔微板块, 三塘湖晚古生代复合岛弧带东部(图1).成矿带划分 属谢米斯台一库兰卡兹干铜,镍,金,铁,稀有金属 圈t豳圈-圈s圈l_s-,园t. 困-t?-园?s-回?s- 图l和尔赛铜矿床地质略图 Fig.1GeologicalSketchofHe~aicopperdeposit 1.第四系冲积物;2.第四系洪积物;3.中侏罗统头屯河组砂岩,砂砾岩;4.下泥盆统托让格库都克组下段沉凝灰岩,凝灰质砂岩夹灰岩;5.英云闪长岩斑 状英云闪长岩;7.英云闪长斑岩;8.花岗闪长斑岩;9.英云闪长斑岩质隐爆角砾岩;10.辉绿岩脉;l1.铜矿化体及其编号;12.硅化;13.黄铁矿-绢云母化; l4.地质界线及不整合接触地质界线;15.蚀变带界限;16_性质不明断层及推测断层;17.平推断层;18.地层产状;19.勘探线及编号 项目资助:新疆维吾尔自治区地质勘查中央专项资金项(ZYZXKC2008—4)项目资助 收稿B~]:2010-04—2l;修订EIJ~I:2010-07.28;作者E—mail:csl-hmld@163.corn 第一作者简介:程松林(1967一),男,江西婺源人,中国地质大学(北京)在读博士生,从事地质矿产勘查,科研和技术管理工作 第28卷第3期程松林等:和尔赛斑岩型铜矿床地质特征及找矿标志255 成矿带(III)琼河坝铁铜金成矿亚带0v).该区由早古生 代岛弧型火山岩及上覆晚古生代火山岩等组成,以晚 古生代火山岩为主体j.早古生代中晚期,古亚洲洋向 北侧西伯利亚板块及南部准噶尔板块俯冲,在准噶尔 板块北缘形成琼河坝岩浆岛弧与卡拉麦里一唐巴勒弧 后洋盆,形成了以荒草坡群为代表的强烈变形,变质 程度达绿片岩相,产状陡直的黑云母角闪片岩,绿 泥片岩,大理岩.随着进一步俯冲运动,顶志留一早泥 盆世本区呈局部拉张,侵入一系列混源中酸性钙碱性 侵入体,年龄为422-404.9Ma,是斑岩型铜矿重要含 矿岩体,蒙西铜矿,铜花岭铜矿,和尔赛铜矿等均产 于该系列岩体中IlJ.晚古生代早期,古亚洲洋继续向 南北俯冲,石炭一二叠纪古亚洲洋闭合,形成泥盆一 石炭系火山岩建造,其中下泥盆统发育滨海一浅海相 基性.中性火山碎屑岩和正常碎屑岩:中泥盆统广泛 发育滨海.浅海相中酸性,中基性火山岩及碎屑岩,蒙 西.和尔赛一带成为火山岩型铜,铁,金等主要含矿 层位;上泥盆统为中酸性火山岩及碎屑岩:石炭系下 部为滨海一浅海相碎屑岩,中酸性火山岩及碎屑岩,上 部过渡为海陆交互相,陆相中酸性火山岩及碎屑岩; 二叠纪早期发育陆相双峰式火山岩建造,晚期发育陆 相红色磨拉石建造.随着地壳进一步抬升,侏罗纪在 局部山间盆地沉积了一套湖相,河湖相含煤正常陆 源碎屑岩沉积岩o.在古亚洲洋向北侧西伯利亚板块 及南部准噶尔板块俯冲过程中,在和尔赛一带形成 NWW向构造线,形成了复杂断裂和褶皱构造.其中断 裂构造以Nww向为主,是本区主导断裂,控制了岩体 总体走向,NE,NNW向次之,控制区内斑岩体及铜多 金属矿化体展布,含矿斑岩体常沿NE,NNW向次级 断裂与NWW向区域性断裂交汇带附近侵位,沿NE, NNW向次级断裂展布. 2矿床地质特征 2.1地层 仅矿区西部出露下泥盆统托让格库都克组凝灰 质砂岩夹灰岩及中侏罗统头屯河组砾岩,砂砾岩,均 不整合覆盖于和尔赛岩体上(图1)o. 2.2侵入岩 矿区大面积出露中酸性侵入岩,主要侵入岩演化 序列从早到晚依次为:英云闪长岩,斑状英云闪长岩 ,英云闪长岩年龄 一英云闪长斑岩及隐爆岩脉.其中 .新疆地矿局第六地质大队.新疆伊吾县和尔赛一带1:5万区域地质矿 产调查.2OlO o新疆地矿局第六地质大队.新疆伊吾县和尔赛铜矿普查报告.2OlO (411.1m4.8)Ma(锆石u—Pb法,徐兴旺,2007),英云闪长 斑岩年龄(404.9-4-4.7)Ma(锆石U—Pb法,徐兴旺,2007). 岩体形成时代为早泥盆世早期.英云闪长岩呈岩基 产出,灰白色,局部浅肉红色,花岗结构,似斑状结构. 该岩相矿化及蚀变较弱,与斑岩体接触带处断裂带 十分发育.斑状英云闪长岩分布在矿区中部呈NS向 不脉状分布,出露面积不足0.7kill2,浅肉红色,似 斑状结构,地表局部见少量薄膜状孔雀石化.英云闪 长斑岩在区内呈NS向不规则脉状分布,出露面积不 足0.1kin2,宽约10,25m,最长约400m,灰色搠状结 构.岩体内部及与英云闪长岩接触带常见浸染状及细 脉浸染状孔雀石化或矿体,在其周围常形成不规则的 铜矿化英云闪长斑岩质隐爆角砾岩,3号勘探线英云 闪长斑岩顶部与英云闪长岩接触带发现厚大矿体(图 2).花岗闪长斑岩主要产于矿区中北部,呈NS向不规 ,斑状一似斑状结构.该岩相内普遍发育镜 则状,肉红色 铁矿化,硅化,局部见弱孔雀石化,辉钼矿化,与英云 闪长(斑)岩接触带上孔雀石化极为发育,呈细脉状,网 脉状,斑块状. 2.3构造 矿区发育有3条断裂,F2断层为NE向屑左行平 推断层,F1,F3断层在平面上表现为NEE向.沿断裂带 碎裂岩化,硅化,高岭土化发育,在F1,F2相交的锐 角区各类矿化蚀变发育,是I号主矿带产出位置,为主 要的控矿构造. 2.4围岩蚀变与分带 矿区矿化蚀变类型多样,蚀变分带较明显.该蚀 变在时间上有一定顺序,空间上具分带性和叠加特点, 由内向外主要有硅化带,黄铁.绢云母化带f图1). 硅化带位于F与F2交汇处西部,对应岩性为英 云闪长岩,英云闪长斑岩.以发育石英细脉,钾长石 脉为特征.此外,局部还发育碎裂岩化,高岭土化,黄 铁绢云母化. 黄铁.绢云母化带位于硅化带西北侧,主要岩 性为英云闪长岩,英云闪长斑岩及隐爆角砾岩.以发 育黄铁矿化,绢云母化为特征,局部发育钾化,红色 高岭土化等. 3地球物理与地球化学特征 3.1地球物理异常特征 对矿区内重要蚀变带开展了1:1万激电,磁法 测量及少量TEM,CSAMT剖面测量.磁异常不明显, 区内大范围为一50nT的弱负磁场区;激电成果显示P 256新疆地质2010 值约250Q.m,t/s值为1.5%,矿化强烈位置叩s值达 2.5%.以qs=1.5%为下限,在矿区划出两条异常带.1 号异常带位于矿区中南部Fl与F:交汇处,异常呈近 NE向不规则带状,长750rn,宽60,200m,矿区最主 要的I号,II号矿带产于该异常中:2号异常带位于 测区中北部花岗闪长斑岩与英云闪长斑岩接触带, 异常长600m,宽160m,平面形态为扁椭圆形,走向近 EW向,s(=2%.据TEM,CSAMT剖面测量成 果,TEM剖面异常中心常对应于较强的绿泥石化,而 矿化地段对应DBz/Dt=0.8-1.3的磁通量变化率梯级 带,CSAMT测深卡尼亚电阻率表现为小于120Om低 阻异常. 3.2地球化学特征 据矿区l:l万岩屑面积测量成果显示,区内 Au,Cu,Mo,As,Ag,Sb,Bi,Cu,Mo等元素明显富集,其中 Cu,Ag,Au,Bi,Mo富集系数大于6(Cu富集系数达 52.96),变化系数均大于1.5,说明Cu,Ag,Au,Bi,Mo在 区内富集.此外,异常从中心向外具较明显的水平浓 度分带,由内向外为W,Mo—Cu—Bi,Sb,Ag—Au—As. 4矿体地质特征 4.1矿体特征 和尔赛铜矿含矿原岩及围岩为英云闪长岩,英 云闪长斑岩及花岗闪长斑岩,矿(化)体与围岩间为渐 变过渡关系.矿(化)体受斑岩体及断层构造控制,处于 断层带或斑岩体与英云闪长岩的接触带处(图l1.全 区共圈定出3个矿化体,以CuI,CuII规模最大.CuI 矿化体位于Fl,F2相交的锐角区,走向40.,地表宽约 50-180m,长680m.CuI矿化体圈定14个铜矿体,矿 体走向长60-374m,倾向延伸80,386m,视厚 1.5~44.7m,Cu平均品位0.2%,0.55%,伴生钼 0.01%,0.05%.矿体与斑岩体展布特征一致涪4面上整 体呈倒"V"字型(图2).CuII矿化体位于英云闪长斑 岩,爆破角砾岩与英云闪长岩接触带附近,矿化体南 部走向45.,向北变为近NS向.在CuII矿化体中圈定 28个铜矿体,矿体规模较小,走向长100,200m,视厚 1.50,13.9m,Cu平均品位0.203%一0.66%,仅个别矿体 伴生Mo,含量0.01%_-L. 4.2矿石结构构造 矿石结构主要为自形一他形粒状结构,包含结构, 叶片状结构,共生边结构,交代残余结构,斑状结 构,鳞片结构等.矿石构造有脉状构造,微细脉状构 造,稀疏浸染状构造,稀疏细脉浸染状构造,斑点 2竺lJ啪 囡:ls圈4囡s囡 图2和尔赛铜矿3号勘探线剖面示意图 Fig.2No.3prof'deofHersaicopperdeposit 1.英云闪长岩;2.英云闪长斑岩;3.铜矿化体;4.铜矿体; 5.地质界线及断层;6.钻孔 浸染状构造及斑块状构造等. 4.3矿石类型及矿物组合 矿石自然类型较简单,按矿石结构构造大致分为 稀疏浸染型,细脉浸染型和细脉型3种.其中,稀疏浸 染型矿物组合为黄铜矿,少数为黝铜矿,斑铜矿,细脉 浸染型为黄铜矿,细脉型矿物组合为黄铁矿,黄铜矿 和辉钼矿. 5岩石化学特征 和尔赛铜矿床主要侵入岩常量元素,稀土,微 量元素分析成果见表1.侵入岩SiO2含量63%~72%, Al2O3含量13.13%,16.25%,里特曼指数为0.59,1.20, 均为钙性,为Al2O3过饱和.SiO2过饱和型花岗岩.和 尔赛铜矿区各类岩性稀土总量为25.02×10,一 43.04~10-6 7 平均32.95~10-6稀土总量较低(表1).据稀 土分布图解,和尔赛岩体属富轻稀土类花岗岩.据稀 土.球粒陨石标准化模式图解可知,Eu在一定程度富 集,8Eu1.15-1.94,平均1.66,岩浆分异较差,结合稀土 总量特征,说明和尔赛岩体为同一次热事件早期形成 (图3).稀土分布曲线斜率(La/Yb)~值为2.81,8.55,平 均5.47,比值小于20,形成环境与岛弧相似,结合前述 Si02.A1203特征,说明其源岩为地壳成熟度较低的下 地壳岩石或起源于大洋俯冲板片的低钾,高钠,高铝 物质.Rb/Sr~0.02,0.22,介于地幔平均值(0.025)与陆 壳平均值(0.44)间,具混源特征.据花岗岩.洋脊花岗 岩准化模式图解,与火山弧花岗岩分布特征一致,样 品投点在Rb.Yb+Ta图解中均落入火山弧花岗岩 第28卷第3期程松林等:和尔赛斑岩型铜矿床地质特征及找矿标志 一卜.... 昌 荨 葛露蓦 辱昌 o.卜 竺=呈 鼋要莩蚕Lnt' ' q一二 寸 昌 建巷害巷巷00000 257 _【)<=番懈_軎器.+楼一)<=斟1骞甜.._0c1..口如_軎峨辖酆斑如骥餐)(fi=『删妖凶皿长啦好繇皿雎妻},翅 一._【.0.卜.0?.0_【.0卜.0.0一.一_【.0?.0寸.0.00.n?.0寸.n.n000一n.n.一.n—_【.0? 一.寸._【卜n.0nn.一.0卜.0一.0.0.0.0一.0.0.0?.0n.寸.一..寸卜一0卜0.n._【?.一一.0卜 卜.?_【.?n?._10.0_【.0.0.0.一.0一._【卜.0._I寸..一.—.?n寸寸n_【0._In.寸寸.一0一.0 N(—,B一;山叫;广Ig0}{0IJ口0j瑚宕?口z.u【上.们I1-旨性 n..?.寸?.,0.0_【.0.一.0.一.n?._【.一.0.0.n.n一一.0_【卜_【.0? ??n.0卜.寸?_【?.n寸.一...._【.一...?.寸.n卜.一?.._【.0卜...卜卜.n_【一.0卜.?_【_【,0卜 ?一一n.0卜.n?寸?.一.一...一.一..一.....n?.n._【.0.0n寸.—.00.0卜.一.0 ?...寸卜n卜n._【卜._【0.0卜._【.一一.0.0.n.nn.一.0一._【.n..一n.0.卜?.0 卜0_【n.0.n0?.n.n_I...0._【0.I【_【...0卜.n0.n卜.一一.00.N.n.—n.00.卜..寸 ??.0卜.nn卜卜.?_【.....0?....寸.0n.n.寸?.N一.00..n寸.一寸.0..0n n寸...?n一?n寸..一寸.00.00.0n....0寸.0卜.寸寸.一0._【0.0?.0一.寸一.n一一.0.寸卜.. —...寸0一一n.0.0一.0一.0.0..0.0?.寸.0.一0.0.0.一n.n一一.0.卜一0_【 LLZ四??_軎?*杂*如睾000z0对00苫0皇兰0.0r0《00ls婪恤 )Iu0.1A-?Il皇III-BsJalIJ0?IsAI爵II胁?昌Ia0一昌,阉,oJu矗一0Iq鼻 懈?眯好塔震塔懈删挺,=f=簿,删靶骼 258新疆地质 中(图4).所分析的8个样品中,3-6号样品富sr (Sr>400x10-6),贫Y(Y<16x10一),且HREE<38x10,, 具埃达克岩特征. 2 × ', 蛊 CePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu 图3和尔赛铜矿稀土/球粒陨石标准化模式图解 Fig.3Chondrite-normalizedREEpartition intheHersaicopperdeposit (afterCoryell,1963) lO10o Ybra/×l0_o 图4和尔赛岩体构造环境判别图解 Fig.4Teet0niecireumstancediscriminatio" diagramsofHersaiintrusive (afterPearee,1984) ORG_一洋脊花岗岩.WPG.板内花岗岩:?,G_,火山弧花 岗岩:COLG——同碰撞花岗岩 综上所述,推断和尔赛铜矿岩体是早泥盆世早期, 富含Cu,Mo,Aug等元素的洋壳板片或下地壳物质 重熔形成钙碱性岩浆,沿构造裂隙多期次侵位形成了 和尔赛铜矿埃达克复式岩体. 6矿床成因及找矿标志 6.1矿床成因 矿床产于较大规模英云闪长岩岩基中断裂构造 交汇部位,花岗闪长斑岩,英云闪长斑岩与英云闪 长岩接触带,英云闪长斑岩及爆破角砾岩中,矿体受 断裂及斑岩体侵位,岩浆晚期热液矿化蚀变控制. 其成因为断裂构造控制的,与斑岩体密切相关的斑 岩型铜矿床.主要依据:?成矿岩体形成于火山岛弧 环境,岩石多具埃达克岩特征.?1:1万地球化学特 征显示具较好水平浓度分带,由内向外为:W,MoCu. Bi,Sb,Ag—Au—As,与典型斑岩型铜矿浓度分带相 似.?和尔赛铜矿具典型斑岩铜矿相似蚀变分带,矿 (化)体主要产于硅化带及黄铁绢云母化带中.?矿区 矿化面积较广(全岩矿化),总体可分为3类:一类是与 花岗闪长斑岩及英云闪长斑岩有关的斑岩型铜,钼 矿化,矿化体主要呈浸染状状,斑块状:第二类是矿区 南部与构造及英云闪长岩有关的铜,钼矿,矿化体主 要呈细脉浸染状;第三类是与英云闪长斑岩质隐爆 角砾岩有关的斑岩铜矿,矿化体主要呈细脉浸染状 状,斑块状. 6.2找矿标志 岩相标志矿体产于英云闪长(斑)岩及隐爆角 砾岩,花岗闪长斑岩等多种岩相内. 蚀变标志硅化,黄铁绢云母化等蚀变与成矿 作用有密切关系J. 矿化标志地表具明显的孔雀石化,辉钼矿化, 褐铁矿化,磁铁矿化,镜铁矿化,黄钾铁矾化等矿 化现象,是直接的矿化找矿标志. 化探异常标志Cu,Mo,Au,Ag,Bi呈强富集,Cu, Mo相关性很好,相关系数大于0.8,是直接找矿元素和 指示元素. 物探异常标志?矿(化)体具弱的激电异常,视 激化率值为1.8%,2.5%,不显示磁异常;?矿化体 TEM异常磁通量变化率位于0.8,1.3梯级带上,对应 CSAMT异常卡尼亚电阻率呈低阻异常,均在小于120 Qm的低阻异常内I. 7结论 顶志留一早泥盆世和尔赛一带为火山岛弧环 , 境,在古亚洲洋向准噶尔板块俯冲过程中,富含铜铝,金,银等元素的洋壳板片或下地壳物质发生重 熔,沿构造有利位置侵位,形成和尔赛等岩体,在后 第28卷第3期程松林等:和尔赛斑岩型铜矿床地质特征及找矿标志259 期构造改造及热液叠加作用下形成和尔赛斑岩型 铜矿床.其位于环准噶尔斑岩铜矿带东北部,区域成 矿条件优越,地表矿化蚀变强烈,矿体数量多,物化 探异常及岩相,矿化蚀变标志明显,深部验证见矿 情况较好,进一步寻找细脉浸染状的斑岩型铜矿体[3] 潜力较大. 致谢:本项目野外工作得到新疆地矿局第六地质大队同 仁的大力支持,同时也得到了新疆地质勘查中央专项资金项 目管理办公室专家的关心和指导.在此表示衷心感谢! 参考文献 董连慧,徐兴旺,屈迅,等.初论环准噶尔斑岩铜矿带的地质构造背景 与形成机SU[J].岩石,2009.25(4):713—737. 吴淦国,董连慧,薛春纪,等.新疆北部主要斑岩铜矿带[M].北京:地质 出版社,2008. 屈讯,徐兴旺,梁广林,等.蒙西斑岩型铜钼矿地质地球化学特征及其 对东准噶尔琼河坝岩浆岛弧构造属性的制约[J1.岩石, 2009,25(4):765—776. 邓晋福,罗照华,苏尚国,等岩石成因,构造环境与成矿作用[M].北京: 地质出版社,2004.. 赖月荣,罗斌,刘雪刚,等.新疆包古图斑岩铜金矿综合物探评价 与找矿方向[J]新疆地质,2009.27(3):245.250. 申萍,沈远超,刘铁彬,等.新疆包古图斑岩铜钼矿床容矿岩石及蚀变 特征『J].岩石,2009.25(4):777.792. 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