新疆天山群吉薩依銅多金屬礦床地質(zhì)特征及成因

新疆天水塘山是中國(guó)重要的銅礦帶之一。分布著許多銅礦床，組吉薩是其中最重要的銅礦帶之一。1956~1957年,新疆有色地質(zhì)勘查局703隊(duì)在阿吾拉勒山中段南坡進(jìn)行了1∶5萬(wàn)地質(zhì)普查工作時(shí)發(fā)現(xiàn)群吉薩依銅礦,礦區(qū)位于尼勒克縣城南西,直線距離約11km。1礦物控礦帶及含礦層位控礦工作區(qū)位于哈薩克斯坦板塊,伊犁亞板塊阿吾拉勒晚古生代裂谷內(nèi),屬于西天山成礦帶的阿吾拉勒銅多金屬成礦亞帶。該成礦亞帶為早古生代褶皺基底上發(fā)展起來(lái)的石炭-二疊紀(jì)火山-沉積盆地,以產(chǎn)重晶石-銅多金屬礦為主,是西天山著名的銅多金屬礦化集中區(qū),見(jiàn)圖1。區(qū)內(nèi)出露的主要為中上元古界溫泉群、上古生界的中、上石炭統(tǒng)及二疊系,新生界第三系、第四系。區(qū)內(nèi)褶皺斷裂錯(cuò)綜復(fù)雜,中心式、裂隙式火山機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的各種構(gòu)造表現(xiàn)明顯。群吉復(fù)向斜:由上二疊統(tǒng)曉山薩依組和塔姆其薩依組組成,為一NEE向短軸向斜,長(zhǎng)軸32km,寬12km,軸面向南東東陡傾,其東段南部發(fā)育有園頭山穹隆,北邊緣發(fā)育有莫斯早特穹隆。園頭山穹隆:核部為黑云母花崗斑巖,呈橢圓形,長(zhǎng)軸方向?yàn)楸睎|向,四周圍繞曉山薩依組礫巖、砂礫巖。莫斯早特穹隆:核部地層為塔爾得套組,翼部為曉山薩依組,面積約8km2,中心部位有形狀不規(guī)則的花崗閃長(zhǎng)斑巖體。阿吾拉勒山石炭-二疊紀(jì)裂谷帶呈東西向展布,被南緣鞏乃斯中-新生代盆地和北緣喀什河中-新生代盆地所夾持。在裂谷帶內(nèi),石炭-二疊紀(jì)地層、構(gòu)造-巖漿巖帶的走向呈東西向展布,明顯受東西向基底構(gòu)造的控制。阿吾拉勒山西段銅礦帶一般受制于古火山機(jī)構(gòu)、噴發(fā)旋回,體現(xiàn)出火山建造控礦和層位控礦特征。該區(qū)域上有3個(gè)含礦層位:上石炭統(tǒng)-下二疊統(tǒng)由火山巖、火山熔巖向火山碎屑巖轉(zhuǎn)換,即由海陸交互相環(huán)境向陸相沉積環(huán)境轉(zhuǎn)變而沉積的一組銅礦,如克孜克藏-克斯布拉克、黑山頭-木斯等銅礦;下二疊統(tǒng)烏郎群-塔爾得套組巖性由中酸性火山巖向基性火山巖轉(zhuǎn)變,主要是群吉、托斯巴、克牙克特銅礦,形成火山沉積型-次火山巖型礦床;上二疊統(tǒng)陸相火山巖內(nèi)由角礫巖、集塊巖構(gòu)成的克孜勒巴斯陶組向以流紋巖、玄武玢巖組成的塔姆其薩依組轉(zhuǎn)換時(shí),產(chǎn)有窮布拉克銅礦。區(qū)域侵入巖有華力西早期花崗閃長(zhǎng)巖,華力西中期二長(zhǎng)花崗巖,區(qū)內(nèi)鐵礦、多金屬礦及Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Au、Ag等化探異常的形成與華力西早、中期侵入巖有密切聯(lián)系。2礦區(qū)地質(zhì)特征2.1下二疊統(tǒng)界面區(qū)內(nèi)地層主要出露有下二疊統(tǒng)烏郎組(P1w)、塔爾得套組(P1t)、上二疊統(tǒng)曉山薩依組(P2x)。礦區(qū)除南部有少許第四系覆蓋,基巖出露較好,約占80%以上,主要為下二疊統(tǒng)烏郎組(P1w)、塔爾得套組(P1t)地層,中北部分布有少量上二疊統(tǒng)曉山薩依組(P2x)地層。下二疊統(tǒng)烏郎組(P1w)在礦區(qū)僅出露第二巖性段(P1w2)巖性主要為安山巖和第四巖性段(P1w4)的主要巖性為粉砂巖、砂巖及安山玄武玢巖等,是一套偏中性基性火山巖與砂(礫)巖韻律式交互沉積組成的火山巖建造,其中多處發(fā)育有銅礦化和較強(qiáng)的青盤(pán)巖化,為主要的容礦地層。下二疊統(tǒng)塔爾得套組(P1t)第一巖性段(P1t1):主要巖性為砂礫巖夾玄武巖,出露在礦區(qū)南東部,在礦區(qū)西北部有少量出露第二巖性段(P1t2):主要巖性為砂巖、凝灰熔巖、流紋斑巖。上二疊統(tǒng)曉山組(P2x)礦區(qū)內(nèi)出露第一至第四巖性段,分布于礦區(qū)中北部,北西向斷裂F1的北東側(cè),出露范圍不大,與成礦關(guān)系不大。巖性為單一的砂礫巖、砂巖,分選性良好,沉積韻律明顯。從底部較粗的砂礫巖逐漸過(guò)渡到砂巖,磨圓周度良好,礫石呈渾圓狀-滾圓狀。2.2西微生物撒開(kāi)破碎帶圖2區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造不發(fā)育,僅為托斯巴背斜,斷裂構(gòu)造極為發(fā)育。北以F1號(hào)斷裂為界,南以F5斷裂為界,構(gòu)成一個(gè)長(zhǎng)約4.5km,寬約1.5km,向西微微撒開(kāi)的破碎帶。在此破碎帶之中,主要以北西西向斷裂最為發(fā)育,它們控制著侵入巖、次火山巖的分布和發(fā)育,是重要的控巖構(gòu)造,同時(shí)也是控礦構(gòu)造,該破碎帶中,巖層產(chǎn)狀極不穩(wěn)定。巖石普遍破碎,為礦液提供了理想的通道和賦存場(chǎng)所。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造極為發(fā)育,以北西西向斷裂為主,規(guī)模較大,斷裂延伸較長(zhǎng),多為張扭性,具多次活動(dòng)特征,是區(qū)內(nèi)主要的控巖控礦構(gòu)造。2.3華力西晚期內(nèi)生熱巖的形成階段區(qū)內(nèi)巖漿巖出露面積約占基巖出露面積的60%,極為發(fā)育,包括火山巖、次火山巖、侵入巖,其中尤以酸性-基性火山巖最為發(fā)育。測(cè)區(qū)內(nèi)侵入巖并不十分發(fā)育,皆為華力西晚期的產(chǎn)物,規(guī)模不大,多呈小巖株、巖脈產(chǎn)出,基性、中性、酸性均有分布。根據(jù)其切穿的地層時(shí)代,相互關(guān)系和區(qū)域上巖體的巖性對(duì)比等情況,大致可以確定其均為華力西晚期第三個(gè)侵入次的產(chǎn)物。礦區(qū)侵入巖的形成是在火山噴發(fā)結(jié)束后,未經(jīng)過(guò)塌陷的情況下,后期粘度高的巖漿沿原噴發(fā)中心上侵或地殼局部隆起等次火山作用與構(gòu)造作用復(fù)合形成的正向火山機(jī)構(gòu)。本區(qū)基性巖脈普遍蝕變較弱或未經(jīng)蝕變,一般分布于礦區(qū)外圍和區(qū)域性大斷裂附近,為成礦后侵入,對(duì)成礦作用影響不大。3礦體的地質(zhì)特征3.1礦體的地震地質(zhì)特征群吉薩依銅礦段初步查明具工業(yè)價(jià)值的銅礦體主要有5條,本文只針對(duì)性論述。Ⅱ號(hào)礦體處于群吉薩依礦段的西南部,也即處于Ⅰ-1礦脈西端以南-西南一帶,該礦體北端與Ⅰ-1礦脈西端首尾相連。礦體北段走向?yàn)楸蔽魑?近南北向,南段逐漸向南西方向偏轉(zhuǎn),礦體總體呈向東或南東凸出的弧形。礦體形態(tài)不規(guī)則,向北和向西的兩個(gè)端點(diǎn)礦體陡傾?？傮w而言,礦體產(chǎn)狀、厚度變化均較大。通過(guò)以往地質(zhì)工作,已控制礦體的地表長(zhǎng)度為350m,地表寬度2~18m,平均厚度8.38m。厚度變化系數(shù)為53.78%,厚度變化較大。單工程Cu平均品位在(0.44~1.93)×10-2之間,礦體平均品位0.73×10-2,品位變化系數(shù)為49.96%,品位變化較大。在該礦體北端與Ⅰ-1號(hào)礦脈交匯處,含礦巖石為安山質(zhì)角礫熔巖。南段含礦巖石為塔爾得套組砂巖。因此,推斷銅礦化為受隱爆角礫巖筒所控制,目前只有其頂部被局部剝蝕出露于地表,而南段產(chǎn)于砂巖中的礦體是沿角礫巖筒頂部裂隙貫入形成的。安山質(zhì)隱爆角礫巖,角礫與膠結(jié)熔巖成分一致,可見(jiàn)氣孔構(gòu)造,針狀斜長(zhǎng)石的交織結(jié)構(gòu)。在角礫巖筒中心,可見(jiàn)卵圓形的角礫,而在邊緣部位角礫棱角清楚,并在圍巖中,可見(jiàn)震碎角礫巖,是群吉項(xiàng)目組2006年工作的新發(fā)現(xiàn),地表出露于Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦體的交匯部位,呈不規(guī)則帶狀,長(zhǎng)120m,上部蓋層是烏郎組第四巖性段第四層的安山玄武玢巖和塔爾得套組第一巖性段砂巖,推測(cè)下部為一角礫巖筒。該隱爆角礫巖全巖含礦,Ⅱ號(hào)礦體主要產(chǎn)于其中。3.2號(hào)礦體成礦作用群吉薩依銅礦Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦體礦石組分較單一,主要為銅礦物,近地表僅見(jiàn)孔雀石,在鉆孔巖心中可見(jiàn)硫化物、鈦鐵礦、磁鐵礦及赤鐵礦呈浸染狀、星點(diǎn)狀、細(xì)脈狀分布。Ⅲ號(hào)礦體與上述不同,由赤鐵礦、鏡鐵礦、磁鐵礦及銅的硫化物組成,偶見(jiàn)自然銅、輝銅礦,在上下盤(pán)圍巖中鐵礦物減少,銅品位亦隨之降低。硫化物類型是本礦床主要工業(yè)類型,產(chǎn)于I、II、Ⅳ號(hào)礦體中,礦石中有用礦物的共生組合有黃銅礦、斑銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦等,偶見(jiàn)有輝銅礦,脈石有綠泥石、綠簾石、方解石等,為細(xì)脈狀、浸染狀礦石。4安山質(zhì)隱爆角礫巖筒和干在系統(tǒng)整理、分析以往多年地質(zhì)工作成果的基礎(chǔ)上,通過(guò)2007年、2008年的工作,我們認(rèn)為群吉薩依銅礦床主要受閃長(zhǎng)玢巖-安山質(zhì)隱爆角礫巖雜巖體控制,目前在閃長(zhǎng)玢巖脈中已發(fā)現(xiàn)的Ⅰ號(hào)銅礦體,由于受巖脈延長(zhǎng)及延深的限制,其規(guī)模不大。而在閃長(zhǎng)玢巖脈西端的安山質(zhì)隱爆角礫巖筒,才是礦化主體和今后的找礦方向。其主要依據(jù)如下:⑴閃長(zhǎng)玢巖脈受隱爆角礫巖筒火山機(jī)構(gòu)控制,閃長(zhǎng)玢巖脈沿火山機(jī)構(gòu)附近的放射狀斷裂或?qū)娱g破碎帶貫入形成,因而其延長(zhǎng)及延深均十分有限。⑵安山質(zhì)隱爆角礫巖的角礫成份與膠結(jié)熔巖成份