新疆尼勒克縣包爾斯銅礦區成礦規律淺析

相濤

（新疆維吾爾自治區有色地質勘查局地球物理探礦隊 烏魯木齊830011）

1 區域地質特征

工作區位于哈薩克斯坦板塊伊什基里克-阿吾拉勒晚古生代弧后盆地。該區屬橫貫地塊的石炭–二疊紀裂谷，裂谷西起哈薩克斯坦卡普恰普蓋水庫，經中國伊什基里克至阿吾拉勒山一帶。該裂谷帶為早古生代褶皺基底上發展起來的石炭–二疊紀上二疊火山–沉積盆地，以產金、銅、鐵、鉬、鉛鋅多金屬礦為主，是西天山地區重要的多金屬成礦帶

區域主要出露地層為上石炭統東圖河組津（C2d），下二疊統烏郎組（P1w）、上二疊統曉山薩依組（P2x）、哈米斯特組（P2h）、鐵木里克組（P2t），下-中侏羅統喀什河組中亞組（J1+2kb），白堊系巴斯爾干組（Kb），第三系和第四系。

區域構造復雜，以東西向構造帶(體系)和北西向構造帶（體系）為主，北東向構造帶（體系）次之（圖1）。它們對區域主要構造形態、建造、巖漿活動、成礦作用均有明顯的控制作用。

圖1 構造略圖

侵入巖主要沿阿吾拉勒基底斷裂分布，組成東西向延伸的巖漿巖帶。以酸性侵入巖為主，中性巖次之，組成巖基、巖床、巖脈等。侵入時代主要為華力西中晚期。

2 礦區地質特征

2.1 地層

工作區出露地層是天山地層區的一部分，區內出露地層主要有石炭系、二疊系和少量第四系，以二疊系分布最廣泛，以F1斷裂為界，北為二疊系，南為石炭系。工區以下二疊統烏朗組下亞組（P1wa）地層為主，位于礦區的中北部，該亞組地層基性、中性、酸性火山巖出露齊全，為一套從基性到酸性的火山巖、火山沉積巖建造。巖性組合為：玄武巖、玄武安山巖、安山巖、安山質火山角礫巖、酸性的凝灰熔巖、酸性的火山角礫巖、流紋巖、英安巖、凝灰巖、凝灰質砂巖等。

2.2 構造

工作區內構造活動強烈，褶皺、斷層均有發育。

⑴褶皺構造主要由礦區中北部的下二疊統烏郎組下亞組（P1wa）地層構成。具體為南部地層北傾50°～80°，北部地層南傾50°～80°，總體構成一個軸向近東西向展布，長4km的向斜構造；向斜兩翼出露地層的主體層次能對應上，但具體巖層并不能完全相對應，相對而言，向斜的南翼地層出露比較齊全。向斜核部巖層為玄武巖。該向斜構造在測區中、西部表現清晰，在由西向東延伸的過程中，因局部地層（酸性巖）缺失及巖層產狀變化，使向斜構造成為一邊南傾的單斜構造，且向斜核部巖層由玄武巖（西部）在延伸中突變為凝灰巖（東部）。

⑵斷裂構造根據空間展布分為：東西向、南北向、北北東向、北西西向；主要以與區域性構造線同向的近東西向斷裂為主，南北向、北東東向、北西西向斷裂是由東西向壓扭性主體構造所派生的次級構造。

2.3 巖漿活動

工作區出露巖體主要為華力西中期第一侵入次中酸性巖體花崗閃長巖（γδ42a），分布于拜德西喬克斷裂（F1）以南，主要為華力西中期的中酸性侵入巖為主。拜德西喬克斷裂（F1）貫入，以巖株形式出現，侵位于上石炭統東圖津河組。

2.4 地球物理特征

在該區實施了1∶1萬高精度磁法測量工作，經過對高精度磁測平面等值線圖分析全區磁異常分布特征：從磁異常的平面分布特征上可以看出：測區由西北向東南，磁場值表現為負-正-負的態勢，高磁力異常分布在測區中部，整體呈近似東西走向。

2.5 地球化學特征

2013年對Au、Ag、As、Sb、Bi、Cu、Pb、Zn、Mo、W、Mn、Sn、Te等13種元素939件樣品進行了R型聚類分析和因子分析，結果如下：

2.5.1 聚類分析

⑴ 對Au、Ag、As、Sb、Bi、Cu、Pb、Zn、Mo、W、Mn、Sn、Fe等13種元素939件樣品進行R型聚類分析（圖2）。可以看出，在相關系數0.35的基礎上，可以分為5組：Zn、Mn、Fe、Ag、Cu組，Pb組，As、Sb 、Bi、W 、Sn組，Au組，Mo組。

圖2 包爾斯銅礦區R型聚類分析

⑵ Zn、Mn、Fe、Ag 、Cu組在相關系數0.594的基礎上又可以分為2組，Zn、Mn、Fe組和Ag、Cu組，說明區內的Zn、Mn、Fe礦化緊密共生，對應的實地為強褐鐵礦化的凝灰質砂巖、凝灰巖；Ag和Cu礦化緊密共生，這與包爾斯銅礦區銅、銀礦化體產在強褐鐵礦化凝灰質砂巖、凝灰巖中完全吻合。

⑶ As、Sb 、Bi、W 、Sn組在相關系數的0.544基礎上又可以分為3組：As、Sb組，Bi、W組和Sn組，說明區內As、Sb元素緊密共生，Bi、W元素緊密共生，Sn組相對較孤立。

總體上區內相關性較高的元素為Ag、Cu。

2.5.2 因子分析

通過表1可看出，表中的3個主要因子含有57.626%的信息量，基本上能夠代表區內元素含量的變化因素，其中因子1含有2.696%的信息量，為區內的主要因素，表明了礦區尋找主成礦元素的指示元素組合，因子3代表了Cu等元素的成礦因子。

各因子主要成分如下：

1為W、Bi、Sb、Sn、As因子；2為Sb、Mn、Fe、As、Zn、Au因子；3為Zn、Ag、Cu、Pb因子。

3 礦體特征分述

通過2013年的地質勘查工作，在包爾斯銅礦區北部圈出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號銅礦化體，南部新圈出Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ號銅礦（化）體銅礦化體。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅶ、Ⅷ號銅礦化體規模小，品味低，因此下面只做Ⅰ號、Ⅴ號和Ⅵ號銅礦體。

Ⅰ號、Ⅴ號和Ⅵ號銅礦體特征見表2，具體將礦區內各礦體的特征詳述如下：

表1 全區元素因子分析表

表2 2012年包爾斯銅礦體特征一覽表

（1）號銅礦體：Ⅰ號銅礦體，主體位于灰黑色玄武巖中，礦體明顯受巖性（玄武巖）、構造（北西西向）的復合控制。礦體控制長200m，水平寬4.5～22.5 m，最高品位7.63%，最低品位2.25%，平均品位Cu 2.25×10-2，礦體地表為團塊狀孔雀石化礦化，圍巖蝕變以褐鐵礦化、綠簾石化為主。礦體總體走向95°～110°，北傾，傾角40°～55°。

（2）Ⅴ號銅礦化體：Ⅴ號銅礦化體位于礦區南西部，礦體賦存于凝灰質砂巖中，明顯受巖性（凝灰質砂巖）、構造（東西向）的復合控制。礦體控制長700 m，水平寬0.5～10m，最高品位1.3%，最低品位0.22%，平均品位Cu0.76×10-2，礦體地表為連續的孔雀石礦化體，總體呈東西向（95°）展布，北傾，傾角45°～67°。

（3）Ⅵ號銅礦化體：Ⅵ號銅礦化體位于Ⅴ號礦體北東東方向，礦體賦存于凝灰質砂巖中，明顯受巖性（凝灰質砂巖）、構造（東西向）的復合控制。礦體控制長130m，寬1～2m，平均品位Cu0.62×10-2，礦體地表為斷續分布的孔雀石礦化體，總體呈東西向（95°）展布，北傾，傾角65°。

4 找礦標志

4.1 構造環境

礦區內兩種類型的銅礦體都受斷裂構造的控制，特別是本區最具找礦潛力的北礦帶陸相火山熱液型銅礦體表現最為明顯，北西西向、東西向的次級斷裂是北礦帶銅礦體的賦礦空間。

4.2 含礦建造

下二疊統烏朗組下亞組（P1wa）地層底部的凝灰質砂巖—火山沉積巖建造，是火山沉積巖型銅礦有利賦礦部位；烏朗組下亞組（P1wa）地層中上部的玄武安山巖-中基性火山巖建造，是陸相火山熱液型銅礦的有利富集部位。

4.3 地球化學標志

不同元素組合，形成不同的礦床類型組合。南礦帶對應的異常元素組合為Cu-Pb-Zn-Mo，北礦帶對應的異常元素組合為Cu-Pb-Ag-Zn-Mo，以前緣暈元素不甚發育為特征。

4.4 礦化標志

礦區內各銅礦體的地表礦化標志是成帶展布的孔雀石礦化，但Ⅵ號銅礦體地表只見有零星的孔雀石礦化，大部分的孔雀石礦化隱藏于基巖內部的節理中。因此在一定的巖層中，零星的孔雀石礦化不容忽視。

4.5 圍巖蝕變標志

火山沉積巖型銅礦的圍巖蝕變以硅化、褐鐵礦化組合為特征，兩者均與礦化密切相關；火山熱液型銅礦體的圍巖蝕變為綠簾石化、碳酸鹽化、褐鐵礦化、綠泥石化蝕變組合，與礦化關系密切的蝕變為綠簾石化和褐鐵礦化。

5 礦床成因

（1）在早二疊世-晚二疊世早期，隨著大地構造運動演化，阿吾拉勒地區形成裂谷環境，源于深部的中基性巖漿，沿斷裂帶發生裂隙式噴溢，后轉變為在幾組斷裂交匯部位的中心式噴發，于早二疊世晚期達到高潮，形成巨厚中基性-酸性陸相火山巖建造，顯示“雙峰式”火山巖特征。巖漿通常沿有利地質構造部位（F1）上升，隨著巖漿分異演化，礦質逐漸富集于晚期熔體中，在一定地質條件和物理化學條件下，這些富含成礦物質的含礦熱液在運移過程中與圍巖發生物質成分的直接交換；同時，由于巖漿通道是高溫、低壓環境，是地下水、地表水的匯聚部位，地下水、地表水由于受熱加速上升，而遠處低溫的地下水、地表水又不斷回流，這樣就形成一個不斷往復的循環系統，不斷循環的含礦流體對所經過的圍巖（礦源層）進行充分交代，使含礦熱液中的有用組分的不斷聚集。

(2)火山熱液來源于火山巖漿源。火山噴發和熱液的析出常具周期性、多旋回進行，火山巖漿分異作用明顯，則有利于含礦溶液的析出，這些含礦熱液在空間上一定部位，時間上位于火山作用最強烈的較晚階段，形成火山熱液銅礦，如Ⅰ號銅礦床。

(3)玄武安山巖中Cu的豐度較高，富含Cu的中基性巖漿冷卻以后，銅與硅酸鹽相分離，在少硫的還原條件下，于玄武安山巖或輝綠-閃長巖中Cu富集為浸染狀自然銅礦床，如木斯銅礦。

(4)早二疊世后，火山噴發減弱，晚期火山作用發生侵位，在淺成、超淺成條件下形成次火山巖體侵入，含礦溶液在低溫條件下往往富集于次火山巖頂部或邊部，形成次火山熱液型銅礦，部分銅礦在次火山巖中呈全巖礦化，如群吉薩依銅礦。

(5)在侵入巖巖體周圍發育一系列構造裂隙，由于成礦溫度下降迅速，含礦溶液在低溫減壓條件下快速沉淀，成礦方式以充填作用為主，圍巖蝕變不強，形成中低溫熱液充填脈狀富銅礦石，如克孜克藏南銅礦。

(6)在晚二疊世晚期，火山噴發作用減弱或停止，風化作用增強，來源于古陸或古隆起的各種銅礦化或含銅巖石被遷移到山間沉積盆地，由于物理化學條件的改變，在砂礫巖中形成銅的初始富集層，間歇性的火山作用和次火山巖侵入分餾出低溫熱水溶液，疊加改造使銅礦層進一步富集，形成砂礫巖型銅礦。

[1]、礦產資源工業要求手冊.地質出版社.2010.

[2]、成礦類型成礦環境與時空分布特點.地質學報.1986.