新疆巴哈烏拉銅多金屬礦地質特征及成礦模式探討

梁增輝

摘 要：巴哈烏拉銅多金屬礦位于準爾盆地邊緣洪古勒楞等超基性巖體附近礦化帶。該文基于較為詳細的野外工作，分析研究區地球化學特征，通過物探解譯等手段對其成礦模式進行探討。

關鍵詞：巴哈烏拉 地質特征 成礦模式 成因

中圖分類號：P618 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（b）-0068-02

新疆巴哈烏拉銅多金屬礦位于和布克賽爾蒙古自治縣，地質部航空物探大隊901隊，在準噶爾盆地邊緣區域進行了航空磁測，發現了洪古勒楞等超基性巖體，在這些超基性巖體附近，發育有鐵礦、銅礦和金礦點，巴哈烏拉銅多金屬礦即為其中一個[1]。礦區位于地質化探異常綜合區的金異常與基性元素異常交匯部位，是金、銅、超基性元素成礦有利的部位。

1 區域地質背景

礦床位于準噶爾優地槽褶皺帶西部，謝米斯臺弧形褶皺帶南西緣，其北部為和布克賽爾凹陷，南部為和什托洛蓋凹陷。區域出露地層為沉積巖系、火山巖系和第四系，以火山巖系為主，局部發育淺海相沉積巖系。區域上洪古勒楞—阿爾曼太晚古生代溝弧帶發育中奧陶世蛇綠巖和火山復理石建造。上奧陶統—下志留統不整合其上，為碎屑巖—火山巖建造，中志留統—下石炭統均屬濱海相陸源碎屑—中酸性火山巖建造或陸相磨拉石建造，并被二疊統陸相火山巖—復陸屑建造所不整合，早古生代匯聚后，該區動蕩不定，造成了該帶復雜的地質構造環境，侵入活動見少量華力西中期花崗巖類[2]。該帶褶皺加里東期表現為緊閉型褶皺，華力西期為舒緩型褶皺。

2 礦區地質簡介

2.1 礦區地質

礦區地層主要為一套火山沉積巖層。該次工作時，發現疊層石和大量泥盆系動植物化石，礦區地層從老到新地層有前寒武紀、中奧陶統—志留紀、泥盆紀、石炭紀和第四紀地層。礦區斷裂構造有東西向、北西向和北東向三種。其形成順序從早到晚為東西向斷裂、北西向斷裂和北東向斷裂，發育規模由大到小為東西向斷裂、北東向斷裂和北西向北西向斷裂。其中東西向斷裂帶金、銅元素普遍異常，局部硅化帶附近達到工業邊界品位，為勘查區詳查的重要成礦破碎帶。礦區內規模性褶皺被多組斷裂切錯動，形成殘破褶皺跡象，局部保留各種類型褶皺轉折端，顯示勘查區發育緊閉型和寬緩疏緩型兩類不同構造層褶皺特點。在強烈斷裂邊緣也發生牽引褶皺現象。礦區巖漿巖比較發育，從超基性到酸性，甚至偏堿性的巖石均有出露。其中以侵入巖為主，噴發巖次之。噴出巖在各時代地層中均有不同程度的出露，尤其是上泥盆統和中石炭統中最為發育。

2.2 變質作用與蝕變

礦區內發育的地層區域變質程度都較淺，正常沉積巖和脈巖等都保留原生礦物和巖石構造，僅有一定程度的絹云母化發育。變質作用主要是超基性—基性侵入巖體的自變質及接觸熱變質，蛇紋巖的綠泥石化和蛇紋石化強烈發育在接觸帶附近及巖體邊緣頂部，殘留的接觸變質帶邊緣發育重結晶現象[3]。蝕變作用主要發育在東西向斷裂帶上，碳酸鹽化、綠泥石化、綠簾石化及硅化，白云巖、白云質大理巖地表風化蝕變褐鐵礦化強烈，局部硅化地段發育孔雀石藍銅礦化等金銅礦化。

3 地球化學特征

通過礦區東西向構造帶中探槽剖面采樣分析，超基性—基性超鎂鐵質巖具有銅金異常值，驗證了區域上金銅異常的存在。因此，選擇有代表性的部位進行巖石化學全分析、光譜半定量全分析和稀土元素分析，其中在東西向斷裂帶北帶上選擇變質橄欖巖組合樣品與北西向斷裂帶內的堆積巖樣品組合進行對比研究分析，作為勘查區內該套超鎂鐵質巖石的成因、推測礦源深度等的判斷依據。

3.1 化學全分析特征

化學全分析結果表明，變質橄欖巖SiO2含量33.62%，鎂鐵比值m/f為11.64，為富鎂質超基性巖；堆積巖SiO2含量49.92%，鎂鐵比值m/f為2.01，為富鐵質基性巖或鐵質基性巖。堆積巖里特曼指數分別平均為1.19，為鈣堿性系列。具有巖漿分離結晶程度高的特征。

3.2 光譜半定量全分析特征

光譜半定量全分析結果顯示：變質橄欖巖和堆積巖的Ni、Cr和V、Ti差異較大，達到一個數量級，表明兩組巖性稀有有色元素具有分異型富集的特點，其中Ni、Cr在變質橄欖巖中富集，已經達到金銅礦伴生有益組分含量工業指標。而V、Ti在堆積巖中富集。

3.3 稀土元素分析特征

稀土元素分析結果表明：變質橄欖巖和堆積巖之間稀土總量ΣREE沒有較明顯的變化趨勢，顯示兩組樣品巖石為同源性。兩者輕重稀土元素比值（ΣCe/ΣY）相比，變質橄欖巖較堆積巖則富集輕稀土更明顯。從變質橄欖巖和堆積巖的銪（Eu）異常度δEu特征看，均為銪（Eu）的負異常，但是變質橄欖巖負異常明顯，而堆積巖負異常不大，說明變質橄欖巖巖漿經過了分離結晶作用，而堆積巖在巖漿分離結晶過程中并沒有地殼物質的混染加入。變質橄欖巖和堆積巖的銪（Eu）異常度Eu/Sm特征顯示均為正異常，但變質橄欖巖正異常不明顯，而堆積巖正異常明顯，說明變質橄欖巖巖漿演化分異程度不高，而堆積巖在巖漿演化過程中有一定的分異。

4 物探成果認識

該次工作主要為推斷勘查區內東西向斷裂帶北帶的超基性巖蛇綠巖向下延伸情況和含礦可能性，重點在該帶上開展了較為詳細的電法勘探和磁法勘探兩種物探方法。

根據礦區實際的地質條件、地形，共開展了五條電阻率垂向測深剖面。就電測形成電阻率斷面圖。綜合5個電阻率斷面圖，均可以推斷出有高阻超基性巖體賦存，產狀陡立，多數位置呈近直立狀；巖體兩側位置多呈低阻狀態，可能為低阻圍巖或破碎巖體，為相對成礦有利位置。

該次勘查區物探工作共采用磁測、對稱四極電測深、對稱四極剖面法三種方法，探測結果相互補充、相互印證。綜合分析，勘查區東西向斷裂帶為條高阻、高磁性巖體，產狀較陡立，部分地段近直立，旁側伴生的破碎帶巖體或低阻圍巖，深部延伸200m左右，為成礦有利地段。endprint

5 成礦模式探討

礦區成礦模式主要從礦化帶及控礦因素—礦源層、構造帶、導礦熱液為論證點，探討礦化體中深部規模可能性，反演其成礦模式。

5.1 礦源

區域上蛇綠巖套是大洋中脊中溢出的超基性鎂鐵質巖石組合，勘查區內超基性—基性超鎂鐵質巖石為深源區侵入的巖體，其與區域上蛇綠巖套可能為同一期次不同表現的巖漿活動，與區域上蛇綠巖套具有相近的礦源物質，除含有豐富的鐵、鎂等元素外，還普遍含有鉻、銅、金、鎳等有色金屬元素。地球化學場中銅的高背景或高值區是30×10-6，金的高背景或高值區是2.4×10-9。通過取樣化驗，礦區Cu平均含量為8.588×10-5，是地球化學場中銅的高背景或高值區的2.86倍，Au平均含量為8.03×10-8，是金的高背景或高值區的3.345倍，都明顯高于區域高值。因此，推測蛇紋巖為金、銅元素的礦源之一。如果其分異和后期熱液改造遷移，可以形成明顯的金、銅元素成礦來源。

5.2 控礦構造

研究區內東西向斷裂帶，為區域性大斷裂，區域上具有控制超基性蛇綠巖的東西向展布、多期次差異活動形成溝谷地貌的特點。因此推測，勘查區內的東西向斷裂帶是主要的容礦構造。但對比南北兩個斷裂帶，北斷裂帶以強烈壓扭性為主，其北側為主斷裂帶的主斷面，并形成以北東—北北東向壓扭性分支，而南斷裂帶較寬，內部完整性較好，形成相對穩定斷塊，在以不同方向扭動下形成北西西向扭裂充填脈體特征。所以，東西向斷裂帶從北帶向南帶應力集中程度減弱，最為集中的部位為北帶北側邊緣。因此北部斷裂帶是勘查區成礦的有利部位，即主要的容礦構造。

5.3 礦床成因分析

勘查區北側東西向斷裂為主要的容礦構造，其間充填的超基性巖體為主要礦源，中酸性巖漿巖脈和勘查區主要成礦構造線。結合勘查區地層、構造和巖漿巖展布情況，其北部為第四系覆蓋的志留系地層，主要巖性為砂巖—砂礫巖的碎屑巖，含水性和滲透性相對較好，構造較為強烈，變形褶皺構造強烈，伴生的裂隙發育，有利于天水及盆地水匯入巖漿熱液和構造熱液，形成較好的成礦有利條件。

5.4 成礦模式探討

在以上工作和分析的基礎上，形成了該區的成礦模式：與區域上蛇綠巖套同源的大洋中脊溢出超基性鎂鐵質巖石組合，形成了勘查區內超基性—基性深源侵入超鎂鐵質巖石—超基性蛇紋巖，超基性蛇紋巖具有碳酸巖特征，反應其自身的分異熱液活動性；熱液除含有豐富的鐵、鎂等元素外，還普遍含有鉻、銅、金、鎳等有色金屬元素。巖漿巖脈體順構造侵入，必然伴隨巖漿熱液的活動；天水及盆地富含的水溶液，通過含水性和滲透性較好的砂巖—砂礫巖的碎屑巖地層，以及構造較為強烈的變形褶皺構造，與構造熱液和巖漿熱液匯集，在地質構造時期成為長期的熱液來源。

超基性蛇紋巖體具有碳酸鹽化特征，熱液在通過富含銅、金、鎳超基性巖體的構造裂隙時，由于具有較強的萃取能力，形成富含金銅的熱液，侵入到北部東西向斷裂，順斷裂構造帶結構面下盤向上運移。上覆碳酸鹽地層，在超基性巖萃取熱液中富含大量鎂（Mg），其與碳酸鹽中CO2反應，形成白云巖化，從而導致富含銅金熱液性質發生變化，形成化學障，產生富含銅金熱液富集，在構造活動中，局部壓扭性斷裂帶在壓扭性活動時形成空間富集而儲礦，形成順壓扭性斷裂帶下盤富集的銅金礦化體。以成礦模式圖示意，如圖1。

參考文獻

[1] 新疆維吾爾自治區地質礦產局地質出版社.新疆維吾爾自治區區域地質志[M].新疆：地質出版社，1982.

[2] 王敏，范香蓮，張新康.新疆和布可塞爾縣洪古勒楞銅礦床地質特征及找礦標志[J].新疆有色金屬，2012（2）：35-40.

[3] 吳波，何國琦，吳泰然，等.新疆布爾根蛇綠混雜巖的發現及其大地構造意義[J].中國地質，2006（3）：477-486.endprint