新疆謝米斯臺(tái)地區(qū)斑巖型銅礦化的發(fā)現(xiàn)及其意義

王居里, 王建其, 胡 洋, 涂一安, 王 敏, 令偉偉

大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系, 陜西西安 710069

新疆謝米斯臺(tái)地區(qū)斑巖型銅礦化的發(fā)現(xiàn)及其意義

王居里, 王建其, 胡 洋, 涂一安, 王 敏, 令偉偉

大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系, 陜西西安 710069

繼在新疆謝米斯臺(tái)地區(qū)玄武巖中發(fā)現(xiàn)自然銅礦化后, 在謝米斯臺(tái)地區(qū)中-酸性次火山巖中發(fā)現(xiàn)具有一定規(guī)模的斑巖型銅礦化。原生硫化物主要為黃銅礦、黃鐵礦和斑銅礦。斑巖型銅礦化主要發(fā)育于蝕變的英安斑巖、流紋斑巖和安山玢巖中, 礦化巖石中發(fā)育強(qiáng)烈的綠簾石化、綠泥石化、碳酸鹽化、硅化, 局部發(fā)育泥化。區(qū)內(nèi)斑巖型銅礦化的發(fā)現(xiàn), 表明新疆謝米斯臺(tái)地區(qū)存在兩種類(lèi)型銅礦化, 有望取得銅礦找礦新突破。礦化次火山巖及其下部的淺成侵入體可能是區(qū)內(nèi)斑巖型銅礦床找礦評(píng)價(jià)的重要目標(biāo)。

斑巖型銅礦化; 謝米斯臺(tái); 新疆

西準(zhǔn)噶爾地區(qū)是新疆北部近年來(lái)斑巖型礦床找礦的重點(diǎn)地區(qū)之一, 近年來(lái)西準(zhǔn)噶爾包古圖地區(qū)斑巖型銅礦找礦取得重大突破(張銳等, 2006,2010)。前人研究認(rèn)為, 包谷圖銅礦與晚古生代中期淺成-超淺成花崗閃長(zhǎng)斑巖密切相關(guān), 屬典型的斑巖型銅礦, 也是哈薩克斯坦巴爾喀什斑巖型銅礦帶東延至中國(guó)境內(nèi)的例證(張銳等, 2006)。相較而言,位于西準(zhǔn)噶爾北緣的謝米斯臺(tái)地區(qū)近年來(lái)斑巖型銅礦找礦工作進(jìn)展不大。申萍等(2010)在新疆西準(zhǔn)噶爾地區(qū)發(fā)現(xiàn)謝米斯臺(tái)銅礦(后稱(chēng)莫阿特銅礦), 主要是發(fā)育于中酸性火山巖中的強(qiáng)烈孔雀石化, 原生金屬礦物很少, 主要為黃銅礦、黃鐵礦和閃鋅礦。此后在莫阿特地區(qū)開(kāi)展了進(jìn)一步的勘查評(píng)價(jià), 但尚未取得明顯突破。筆者在承擔(dān)“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目過(guò)程中, 繼首次在新疆和豐縣謝米斯臺(tái)地區(qū)玄武巖中發(fā)現(xiàn)具有一定規(guī)模的自然銅礦化(王居里等, 2013)后, 在地質(zhì)測(cè)量、化探(原生暈)測(cè)量及遙感構(gòu)造解譯等綜合研究的基礎(chǔ)上, 2013年度野外工作中又在謝米斯臺(tái)地區(qū)中-酸性次火山巖中發(fā)現(xiàn)具有一定規(guī)模的斑巖型銅礦化。該發(fā)現(xiàn)為謝米斯臺(tái)地區(qū)進(jìn)一步開(kāi)展斑巖型銅礦找礦評(píng)價(jià)提供了重要線(xiàn)索。本文初步報(bào)道所發(fā)現(xiàn)的斑巖型銅礦化的特征、探討謝米斯臺(tái)地區(qū)銅礦找礦前景。

1 礦化區(qū)地質(zhì)概況

礦化發(fā)育于謝米斯臺(tái)中東部布拉特一帶(圖1)。區(qū)內(nèi)出露的地層主要為前人所劃的中泥盆統(tǒng)呼吉爾斯特組, 為一套基性-中性-酸性火山巖、火山碎屑巖組合。這些火山巖和火山碎屑巖常被華力西中期中-酸性侵入體侵入(新疆地礦局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì),1980, 1986)。研究區(qū)南側(cè)出露少量下石炭統(tǒng)和布克河組鈣質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r等。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以脆性斷裂為主, 主要呈近東西向展布, 其次為北西向和北東向。其中近東西向斷裂規(guī)模最大, 以謝米斯臺(tái)南坡斷裂和謝米斯臺(tái)北坡斷裂為代表, 控制著區(qū)內(nèi)地層的展布方向。在謝米斯臺(tái)南坡斷裂和謝米斯臺(tái)北坡斷裂之間有古火山機(jī)構(gòu)分布。區(qū)內(nèi)侵入巖主要為石英閃長(zhǎng)(玢)巖、花崗閃長(zhǎng)(斑)巖、二長(zhǎng)花崗巖、(斑狀)堿長(zhǎng)花崗巖、花崗斑巖等, 深成、淺成相均有, 深成相呈巖基產(chǎn)出, 淺成相多呈小的巖株、巖脈狀產(chǎn)出。本次工作表明, 前人所劃的區(qū)內(nèi)中性-酸性火山巖中有部分是相應(yīng)成分的次火山巖,本次發(fā)現(xiàn)的斑巖型銅礦化即發(fā)育于中-酸性次火山巖中。

2 礦化特征

圖1 謝米斯臺(tái)布拉特銅礦化區(qū)地質(zhì)略圖(據(jù)新疆1:20萬(wàn)和布克賽爾幅和烏爾禾幅地質(zhì)圖修編)Fig. 1 Geological sketch map of the Bulate copper mineralization area in Xiemisitai (modified after 1:200000 Geological Map of Hebukesaier Sheet and Wuerhe Sheet)

2013年度野外工作中在謝米斯臺(tái)中東部布拉特地區(qū)發(fā)現(xiàn)的含礦斑巖, 主要是含礦英安斑巖和含礦流紋斑巖, 部分為含礦安山玢巖, 皆屬于次火山巖。含礦英安斑巖呈灰色、棕灰色、褐棕色等, 塊狀構(gòu)造, 斑狀結(jié)構(gòu), 斑晶主要為斜長(zhǎng)石、石英, 粒度0.5～2.5 mm, 基質(zhì)為致密狀隱晶質(zhì)。含礦流紋斑巖主要呈棕灰色、淺灰色, 塊狀構(gòu)造, 斑狀結(jié)構(gòu), 斑晶主要為石英、堿性長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石, 粒度 0.5～2 mm,基質(zhì)為致密狀隱晶質(zhì), 局部見(jiàn)球粒結(jié)構(gòu)。含礦安山玢巖呈棕灰色、灰綠色、褐棕色, 塊狀構(gòu)造, 斑狀結(jié)構(gòu), 斑晶主要為斜長(zhǎng)石、黑云母和角閃石, 少量石英, 粒度0.5～3 mm, 基質(zhì)為安山結(jié)構(gòu)。礦化次火山巖均出露于前人所劃的中泥盆統(tǒng)呼吉爾斯特組火山巖中, 巖石蝕變強(qiáng)烈, 主要發(fā)育綠簾石化、綠泥石化、碳酸鹽化、硅化, 局部見(jiàn)較明顯的泥化。

新發(fā)現(xiàn)的礦化次火山巖分布在約 2.5 km2范圍內(nèi), 在此范圍內(nèi)共發(fā)現(xiàn)具有一定規(guī)模的銅礦(化)點(diǎn)25處。在規(guī)模較大、連續(xù)性好的礦化處進(jìn)行了1:200礦(化)體剖面測(cè)量, 共實(shí)測(cè)礦(化)體剖面 5條, 總斜距182 m, 礦化出露最寬處斜距達(dá)65 m(32個(gè)樣品控制; 圖2)。在每條剖面線(xiàn)上按照2 m間距(個(gè)別樣品長(zhǎng)度超過(guò)2 m)用連續(xù)揀塊法采集化驗(yàn)樣品, 每件樣品重約2 kg, 共采集銅化驗(yàn)樣品99件。經(jīng)國(guó)土資源部西安礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心分析化驗(yàn), 結(jié)果表明, Cu品位＞0.1%的樣品81件, ＞0.3%的樣品44件, ＞1%的樣品20件, ＞2%的樣品8件, ＞3%的樣品4件, 最高品位為3.44%。5條采樣線(xiàn)上平均品位分別為 0.22%(12件樣品)、0.28%(11件樣品)、0.42%(32件樣品)、0.76%(6件樣品)和1.87%(8件樣品)。

含礦次火山巖露頭上以明顯的綠簾石化和強(qiáng)烈孔雀石化為標(biāo)志, 礦化范圍較大、連續(xù)性較好。原生銅礦物主要是黃銅礦、斑銅礦, 少量黝銅礦,呈細(xì)-中粒半自形-他形粒狀浸染狀或細(xì)脈浸染狀分布(圖3a, b, c)。地表礦化中次生變化強(qiáng)烈, 次生礦物主要為黑銅礦、孔雀石(圖3b, c, d), 少量藍(lán)銅礦、輝銅礦等。次生富集使部分地表樣品的品位明顯變高。礦石為細(xì)脈浸染狀構(gòu)造, 浸染狀構(gòu)造, 半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu), 交代結(jié)構(gòu)。礦化英安斑巖中見(jiàn)原生礦物黃銅礦被黑色粉塵狀黑銅礦包圍, 再外圈為孔雀石, 構(gòu)成圈層狀構(gòu)造。初步研究表明, 次火山巖及其中的礦化明顯受到區(qū)域構(gòu)造、巖性及其蝕變控制。區(qū)內(nèi)北東向斷裂與近東西向斷裂交匯部位控制著礦化次火山巖的分布, 中-酸性次火山巖中強(qiáng)烈綠簾石化、綠泥石化、碳酸鹽化、硅化與銅礦化關(guān)系密切。

3 發(fā)現(xiàn)意義

圖2 謝米斯臺(tái)布拉特銅礦化區(qū)303線(xiàn)剖面圖Fig. 2 Geological section along No. 303 exploration line in the Bulate copper mineralization area, Xiemisitai, Xinjiang

圖3 謝米斯臺(tái)布拉特銅礦化區(qū)地表礦石Fig. 3 Copper ore from the Bulate copper mineralization area, Xiemisitai, Xinjiang

本次礦化次火山巖體的發(fā)現(xiàn)表明謝米斯臺(tái)地區(qū)確實(shí)發(fā)育兩種類(lèi)型原生銅礦化——斑巖型銅礦化和火山巖型自然銅礦化(王居里等, 2013)。兩種類(lèi)型原生銅礦化的發(fā)現(xiàn), 對(duì)于謝米斯臺(tái)地區(qū)地質(zhì)演化、成礦特征和成礦規(guī)律研究以及找礦評(píng)價(jià)具有重要的理論意義和實(shí)際價(jià)值。

謝米斯臺(tái)位于東哈薩克斯坦—準(zhǔn)噶爾成礦省中的成吉斯—塔爾巴哈臺(tái)—阿爾曼太—麥欽烏拉早古生代Cu、Au、W、Mo、多金屬成礦帶(楊富全等,2010)內(nèi)。已有工作成果表明, 謝米斯臺(tái)地區(qū)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈, 火山巖和侵入巖分布廣泛, 巖石類(lèi)型復(fù)雜,斷裂構(gòu)造發(fā)育(新疆地礦局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì), 1980,1986); 化探(原生暈)結(jié)果顯示區(qū)內(nèi)火山巖和侵入巖銅背景值高(王居里等, 2013)、異常明顯; 巖相學(xué)及巖石地球化學(xué)研究表明, 區(qū)內(nèi)火山巖主要為玄武巖-安山巖-英安巖-流紋巖-高硅流紋巖組合, 且酸性火山巖所占比例較高, 總體顯示陸緣弧火山巖的巖石組合特征; 區(qū)內(nèi)巖石蝕變(類(lèi)似青磐巖化)強(qiáng)烈,并且在蝕變的英安斑巖、流紋斑巖和安山玢巖中發(fā)育較強(qiáng)烈的銅礦化。因此, 推測(cè)謝米斯臺(tái)地區(qū)具備有利的斑巖型銅礦成礦構(gòu)造環(huán)境和成礦地質(zhì)條件。

區(qū)內(nèi)含礦次火山巖地表原生黃銅礦、斑銅礦和黝銅礦的發(fā)現(xiàn)及其次生富集, 預(yù)示其深部的淺成侵入體中應(yīng)該具有較為強(qiáng)烈的原生銅礦化。從礦化次火山巖中發(fā)育的蝕變類(lèi)型及其組合看, 可能相當(dāng)于或類(lèi)似于典型斑巖型銅礦化的上部(或外圍)蝕變分帶(青磐巖化帶/硅化和泥化帶), 推測(cè)其下部可能發(fā)育絹英巖化和黃鐵絹英巖化帶(千枚巖化帶)、鉀長(zhǎng)石化和黑云母化帶(鉀化帶)等。當(dāng)然這種推測(cè)尚需進(jìn)一步工作證實(shí)。

根據(jù)已有工作, 筆者認(rèn)為謝米斯臺(tái)中東部地區(qū)應(yīng)該具有良好的銅礦床找礦前景。強(qiáng)烈蝕變的基性火山巖分布區(qū)是尋找火山巖型自然銅礦化的有利地段; 蝕變的中-酸性次火山巖分布區(qū)是尋找斑巖型銅礦化的有利地段, 礦化次火山巖及其下部的淺成侵入體是區(qū)內(nèi)斑巖型銅礦找礦評(píng)價(jià)的重要目標(biāo)。后續(xù)工作尚在進(jìn)行之中。

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The Discovery of Porphyry Copper Mineralization in Xiemisitai Area of Xinjiang and Its Significance

WANG Ju-li, WANG Jian-qi, HU Yang, TU Yi-an, WANG Min, LING Wei-wei
State Key Laboratory of Continental Dynamics, Department of Geology, Northwest University, Xi’an, Shaanxi710069

The porphyry copper mineralization with a certain scale was found in intermediate-acidic subvolcanic rocks after the discovery of native copper mineralization in basalts of Xiemisitai area, Xinjiang. The primary sulfides are mainly chalcopyrite, pyrite and bornite. The porphyry copper mineralization occurs mainly in the altered rhyolitic porphyry, dacitic porphyry and andesitic porphyrite, and intense epidotization, chloritization, carbonation and silicification and weak argillation occur in the mineralized rocks. This discovery shows that there are two types of copper mineralization in Xiemisitai area, and it is expected that new breakthrough can be made in further copper prospecting. The mineralized subvolcanic rocks and the hypabyssal intrusive bodies beneath the subvolcanic rocks may be the important targets for the further porphyry copper prospecting in Xiemisitai area.

porphyry copper mineralization; Xiemisitai; Xinjiang

P618.41; P622

A

10.3975/cagsb.2014.03.16

本文由國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào): 2011BAB06B01-03)資助。

2014-03-19; 改回日期: 2014-04-04。責(zé)任編輯: 閆立娟。

王居里, 男, 1958年生。教授。主要從事礦床學(xué)、巖石學(xué)研究。通訊地址: 710069, 陜西省西安市太白北路229號(hào)。E-mail: jlwang@nwu.edu.cn。