新疆伊吾县桑东一带金铜矿成矿地质特征浅析

新疆伊吾县桑东一带金铜矿成矿地质特征浅析

王兴龙

新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第一地质大队，新疆鄯善县 838204

摘要：文章通过对新疆伊吾县桑东一带地质特征、物化探特征进行系统研究，基本确定了该地区的成矿地质背景，在此基础上通过典型矿床进行分析。认为该地区铜矿多为斑岩型。希望论点可以为该地区寻找此类型铜矿提供指导。

关键词：金铜矿，地质特征，伊吾县

1区域地质背景及成矿条件

研究区划属北疆-兴安岭大区（Ⅰ）北疆地层区（Ⅰ1）北准噶尔地区分区（Ⅰ12）萨吾尔地层小区（Ⅰ12-2）。

区域上出露地层以古生界为主，其次为中新生界，由老到新为：中-上奥陶统荒草坡群，下泥盆统托让格库都克组，中泥盆统北塔山组，下石炭统黑山头组、那林卡拉组，上石炭统巴塔玛依内山组，上二叠统红雁池组，中侏罗统西山窑组，新近系葡萄沟组、乌苏群、新疆群及全新统。

研究区内岩浆活动较频繁，以中晚志留世、晚石炭世岩浆活动最为强烈，从基性到酸性岩均有，大多数为浅成侵入岩，南部为花岗岩岩基。中泥盆世和晚二叠世侵入岩零星发育。其中中晚志留世、晚石炭世岩浆活动与区内成矿关系密切。研究区内脉岩不发育，其分布多受断裂构造及岩体控制，空间上与同期侵入岩关系密切，岩性以中基性为主，部分为中酸性。脉岩走向以北东向为主，次为北西向，近东西向少见。脉岩类型主要有闪长岩脉、闪长玢岩脉、辉绿岩脉、石英脉、花岗斑岩脉，脉体规模一般均较小，但在大岩基中的专属性基性岩脉个别规模较大，长可达2～3km。石英脉在蒙西铜矿一带较发育，以细脉、细网脉为主，走向以近南北向为主，近东西向次之，局部石英脉具铜矿化、铁锰矿化，这是地表寻找铜矿的主要标志之一。

依据董莲慧等（2008年）在总结新疆大地构造单元划分及其特征时，将研究区大地构造位置属天山兴蒙造山系（Ⅰ级）准噶尔弧盆系(Ⅱ级)唐古巴勒-卡拉麦里古生代复合沟弧带（Ⅲ级）三塘湖晚古生代弧间盆地（Ⅳ级）。

2区域地球物理特征

研究区周边已完成1:5万区域地质矿产、物化探调查工作，本次区域地球物理特征采用2013年新疆地矿局物化探大队《新疆伊吾县琼西地区1:5万综合物探普查成果报告》资料进行描述。

2.1区域重力特征

1:5万区域布格重力场显示，布格重力场是由多个面积较大、幅值较大的重力高和重力低带状异常相间分布构成，布格重力异常幅值在-192～-173×10-5m/s2之间。根据重力场特征，将该区从北到南划分为蒙西重力高值区、琼河坝-桑南重力低值区、尖山重力高值区、尖山南重力低值区4个区。

蒙西重力高值区为区域性的布格重力异常高值区，呈椭圆形面状分布，向东向北均未封闭，布格重力值在-180～-173×10-5m/s2之间。地表大多为奥陶系荒草坡群、石炭系黑山头组地层覆盖，后期侵入岩以志留世斜长花岗斑岩为主，物性显示密度相对较高，该重力高异常主要反映了奥陶系、石炭系古老变质地层。

琼河坝-桑南重力低值区呈“条带状”近东西向展布，南北两侧为重力梯级带，低值中心位于西侧，向西未封闭，布格重力值在-189～-181×10-5m/s2之间。地表出露为石炭纪二长花岗岩、花岗闪长岩、志留纪石英闪长岩等中酸性岩体。中部重力低和东西两侧梯级带反映了南北两侧断裂构造带的分布，为后期岩体的侵入提供了通道，也给矿物的富集创造了有利条件。桑南铜矿与琼河坝铜矿分别处在该区重力低的南、北梯级带中。

尖山重力高值区呈“舌状”近东西向展布，东宽西窄，南北两侧为重力梯级带，高值中心位于东侧，向东未封闭，布格重力值在-185～-177×10-5m/s2之间。地表主要以奥陶系荒草坡群地层和志留纪石英闪长岩为主，南侧梯度带反映了南侧断裂构造带的分布。

尖山南重力低值区呈椭圆状近东西向展布，高值中心位于南部，向南未封闭，布格重力值在-192～-185×10-5m/s2之间。地表出露志留纪石英闪长岩、斜长花岗岩和二长花岗岩。该重力低与地表出露的花岗闪长岩密切相关，深部很可能为一巨大的中酸性岩基。

2.2区域磁场特征

1:5万地磁异常图显示，区域磁场总体上大面积出现椭圆状、带状中高磁异常，且相对集中分布；低磁场则呈现出近东西向平缓展布的形态特征。

本区磁场由多个不同走向的长条状局部磁异常构成，按照异常的主体走向大致可以分为近东西、近南北以及北东和北西向，异常长度一般在500～2000m之间，宽度不一。其中北西走向的磁异常强度较大，幅值在1500nT左右；北东、南北走向的磁异常强度次之，幅值在1000nT左右；东西走向的磁异常强度最弱，一般在500～800nT之间。本区具有椭圆状或串珠状异常断续、大面积集中分布特点且规模小、磁场梯度大的磁场特征，局部有幅值较大的正负伴生磁异常，反映了浅埋深磁性体的特征，磁性体出露地表或浅覆盖，推断这些磁异常应该都是志留纪、石炭纪中性岩类引起。

本区磁异常的分布与志留纪岩浆的多期次侵入有密切的关系：早期次侵入的岩浆主要以中酸性的闪长岩类为主，形成一系列方向不同的磁异常；后期侵入的岩浆主要以酸性的花岗岩为主，形成面状的低负磁场区。

研究区总体位于中部正磁异常区夹中部条带状低磁区内，磁场走向从东向西由近东西向。区内地磁异常总体呈南北两侧高磁、中间低磁的分布特征。南北两侧高磁场区以面积较大、幅值较强的正磁为主，磁场强度一般为0～1200nT，走向均为从西向东由南北向逐渐变为近东西向，与该区中性岩体分布相关。中部条带状低磁区呈宽带状，走向与高磁区走向一致，该磁场强度一般为-500～0nT，主要与该区奥陶系荒草坡群地层相关。

综合分析，本区在构造上属晚古生代岛弧带，属琼河坝Cu-Mo-Fe-Au成矿带。蒙西、桑东重力异常梯度带是琼河坝地区重要的铜矿分布带，奥陶系陆源碎屑沉积岩和志留纪中期转入汇聚，有加里东晚期花岗岩侵入、中基性-中酸性火山活动和绿片岩相变质，形成早古生代晚期岛弧带在物探异常上则显示为高磁异常环绕的剩余重力高异常。在志留纪、石炭纪中酸性侵入岩与奥陶系泥盆系地层接触带上形成硫化物富集带，产生了高极化异常。已知的铁、铜、金矿化主要分布于重力梯度带上局部高磁异常附近的中高极化区内。目前研究区内已知中基性岩体与奥陶系地层接触带均位于该物探综合异常中，这预示着区内具有寻找斑岩型或热液型铜矿的找矿潜力。

3区域地球化学特征

3.1元素区域分布特征

依据《新疆伊吾县琼河坝一带战略性矿产远景调查报告》成果（表2-3），利用琼河坝一带各元素背景值（C0）、东天山区域背景值(RC0)分别求得各元素浓集系数（K1）和（K2）。

1、相对于琼河坝一带背景(C0)而言，As、Sb、Cr、Ni、Mo、Pb、Au、Bi浓集系数(K1)≥1.2，处于富集状态，其它元素K1值在1.0～1.2之间，与琼河坝一带背景(C0)处于相对偏高分布状态。根据K1值大小可以排序琼河坝一带各元素的富集变化序列为：Mo、Au、Cr、As、Bi、Ni、Sb、Pb、Cu、Zn、Ag、Fe、W、Co、Sn。

2、相对于整个东天山地区区域背景(RC0)而言，As、Mo、Au、Cu、Zn的区域浓集系数K2≥1.2，说明这五种元素与东天山比处于明显富集状态；Sb、Sn、W、Pb、Cr、Ni的区域浓集系数K2＜0.7，说明这六种元素与东天山相比其处于迁出状态；其它几种元素处于正常分布状态外(K2值在0.8～1.2之间)。根据K1值大小可以排序琼河坝一带各元素的富集变化序列为：Cu、Au、As、Mo、Zn、Fe、Bi、Co、Ag、Cr、Ni、W、Sn、Pb、Sb。

K1、K2序列基本反映了琼河坝一带的地质背景和蚀变矿化特征，其中，Fe、Cu、W、Au、Mo、Sn等元素组合，与琼河坝一带已知铁、铜、金、钼及锌矿化基本一致，反映了琼河坝一带主要矿化特征。

3.2主要化探异常特征

根据1:5万化探化探工作成果，区域内分布有综合化探异常29处，研究区涉及综合化探异常4处，异常特征如下：

HS-2乙2综合化探异常：位于研究区西北部，该综合化探异常仅东部部分分布于研究区内。该化探异常以Cu元素为主，伴有W、Au、Ag、As、Bi、Pb元素异常。其中Cu元素异常具一个浓集中心，异常呈长轴状，走向北东-南西，具一定浓集分带中心，异常规模较大，Cu元素极大值为394.79μg/g，与Au元素异常套合较好，伴有Ag、Pb、W元素异常，但其余元素异常值不高，异常强度不大。

该综合异常以铜元素为主，面积较小，单元素异常强度较弱，但浓集中心明显。异常主要受乌须劳克塔格超单元第一单元控制，有一定的矿致异常特征。根据区内成矿地质背景，是寻找火山热液型金铜矿有利地段。

HS-8乙2综合化探异常：位于研究区西北部，该异常以Mo元素为主，伴随有As、Bi、W、Cu、Sn、Cr、Zn元素异常。根据Mo元素异常将该综合异常分为三个浓集中心（图3-26），其中：西部浓集区，有一定浓集分带中心，规模不大，Mo的极大值为41.16μg/g，伴有As、W等异常；北部浓集区，规模较大，有一定浓集中心，Mo的极大值为63.92μg/g，伴有As、Bi、W、Cu等异常；中南部浓集区，规模大，分带好，Mo的极大值为42.75μg/g，伴有As、Bi、W、Cu、Cr、Zn等异常。

该综合异常以钼元素为主，面积不大，但强度高，浓集中心明显。异常主要受荒草坡群浅变质火山岩与中晚志留世侵入体接触带控制，有一定的矿致异常特征。根据区内成矿地质背景，是寻找火山热液型、斑岩型铜钼矿有利地段。

4区域成矿规律及典型矿床分析

4.1区域成矿单元划分及特征

研究区处于准噶尔成矿省（Ⅱ-2）唐巴勒-卡拉麦里Cr-Cu-Au-Sn-W-Mo-Hg-Fe-U-Be-硫铁-石墨-石棉-水晶-明矾石-煤-石油-天然气-油页岩-膨润土-玛瑙成矿带（Ⅲ-4）之琼河坝(岛弧带)Cu-Mo-Fe-Au-硫铁-明矾石-煤-玛瑙矿带(区)（Ⅳ-4-⑦），位于琼河坝铜Ⅴ级成矿远景区内。

4.2成矿规律

研究区构造单元划属准噶尔微板块(Ⅱ级)谢米斯台-库兰卡兹干古生代复合岛弧带（Ⅲ级），成矿单元划属唐巴勒-卡拉麦里(复合沟弧带)成矿带琼河坝V级成矿远景区。

4.3典型矿床-蒙西斑岩型铜矿床

琼河坝成矿亚带内矿床类型多样，主要为海相火山岩型铁矿：宝山铁矿；斑岩型铜矿:蒙西铜矿、和尔赛铜矿；矽卡岩型铜铁矿：绿石沟铜矿、拉伊克勒克铁铜矿；构造蚀变岩型金矿：北山金矿、绿源金矿等。

蒙西斑岩型铜矿床位于研究区外东北角，研究区出露地层主要为中-上奥陶统荒草坡群地层，岩性以凝灰岩、凝灰质砂岩为主，大多具黄绢岩化、黄铁矿化，局部角岩化。地层倾向北，倾角60～75°。研究区北面出露下石炭统黑山头组第一岩性段。主要岩性为灰绿色中-粗粒凝灰质岩屑砂岩。

研究区内侵入岩发育，侵入时代为华力西中期，岩性为斜长花岗斑岩，由6个大致平行而形态不规则的岩枝组成，总体呈北西向，长约1.85km，宽约300m，总面积约0.5km2。单岩枝长500～1500m，宽40～60m，走向130～310°，倾向40°，倾角60～85°。

矿体由内向外可划分3个蚀变带：内带为钾化带，主要为钾长石化、云英岩化，以发育钾长石脉为特征，含少量黑云母；中带为黄绢岩化带，发育绢英岩化、绿泥石化、硅化。常叠加在钾化带之上，钾化与绢英岩化叠加部位为主要矿化地段；外带为青磐岩化带，主要有绿泥石化、绿帘石化、碳酸岩化。

研究区综合物探特征显示，以斑岩体为界，以南对应高阻、高磁，中极化、低重力；以北对应高极化、高重、低阻、低磁；岩体以东对应高极化、高重、高磁、高中阻梯度带，斑岩体对应“四低”即低极化、低重、低阻、低磁，与硅钾化带基本吻合。

研究区位于1:20万化探H-32综合异常内，该异常面积35km2，异常元素组合为Cu、Mo、Co、Ni、Au、Zn、Mn、Ti、Sb等，异常形态为椭圆形，经查证该异常属矿致异常，是寻找斑岩型铜钼矿的有利部位。

根据研究区地化剖面成果，基岩区异常元素组合为Cu、Mn、Co、Ni、Mo、Zn，极大值分别为5773μg/g、20280μg/g、257μg/g、57.9μg/g、45μg/g、162μg/g。在覆盖区下褐铁矿化蚀变破碎凝灰岩带中形成Cu、Mo、Co、Ni、W、Au、Ag、Zn等元素组合的综合异常段，其中Ag、Cu、Mo对应最好。Cu极大值为1792×10-6、Mo极大值为191.5μg/g、Ag极大值为3800ng/g。研究区由西向东Mo含量有增高趋势。

从钻孔验证结果看矿体位于“两高、两过渡带”异常部位，即高极化、高重、高低阻及高低磁梯度带上。蒙西铜矿是根据物化探异常和钻探圈出的规模较大的隐伏矿床。该矿床产于中-上奥陶统荒草坡群一套凝灰岩中。根据物探极化率异常分布特征和钻探验证成果，铜矿（化）体长约3000m，宽大于1300m。

图1  蒙西铜矿联合剖面图

通过9条勘查线剖面上的31个钻孔控制，以0、12及15勘查线为主剖面，依据剖面上矿化强弱界线及0剖面地层层序组合，共圈定三个铜矿体群，编号分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。在3个矿体群中又根据单工程品位变化圈出多个矿体，累计圈定矿体数达31个。

矿石中金属矿物以黄铁矿为主，次为黄铜矿、磁铁矿、辉钼矿。次生矿物有孔雀石、褐铁矿、兰铜矿、水锰矿。脉石矿物为长石、石英、方解石、绢云母、绿泥石、白云母、黑云母。

矿石类型为蚀变斑岩和黄绢岩化凝灰岩。矿石结构为半自形-他形粒状结构，矿石构造为浸染状和细脉浸染状。

从研究区地质特征、地球化学特征、构造特征、热液蚀变特征及成矿物质来源分析认为蒙西铜矿成因类型为斑岩型矿床。通过矿床成因综合研究分析，对蒙西铜矿床的成矿模式进行了初步的总结。

参考文献

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作者简介：王兴龙，男（1986.12-）汉族，河南省柘城县人，大学本科，工程师，主要从事地质矿产勘查，矿业权管理。

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