新疆阿克陶縣卡拉庫里銅礦床地質特征及成因分析

張霄（新疆有色地質工程公司 烏魯木齊 830000）

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新疆阿克陶縣卡拉庫里銅礦床地質特征及成因分析

張霄
（新疆有色地質工程公司 烏魯木齊 830000）

摘要礦床位于西昆侖腹地，素有“冰山之父”之稱的慕士塔格峰西南腳下。大地構造地處華南板塊（Ⅳ）的二級單元羌塘微板塊（Ⅳ2）中的阿克欽古生代陸緣盆地（Ⅳ22）三級構造單元。通過對卡礦礦床成礦背景、礦床特征及礦石特征分析研究，認為礦床成因為層控碳酸鹽型。

關鍵詞西昆侖卡拉庫里銅礦層控碳酸鹽

卡拉庫里銅礦床（以下簡稱卡礦）位于西昆侖腹地，素有“冰山之父”之稱的慕士塔格峰西南腳下。行政區劃分隸屬阿克陶縣布倫口鄉管轄。大地構造地處華南板塊（Ⅳ）的二級單元羌塘微板塊（Ⅳ2）中的阿克欽古生代陸緣盆地（Ⅳ22）三級構造單元。位于西昆侖成礦帶南帶木吉-布倫口鐵（銅）、銅、金礦化為主的多金屬成礦亞帶。1959年新疆有色冶金局702地質隊發現該礦床，1959～1962年勘查評價。對卡礦銅礦床成因，認為該礦床為中溫熱液碳酸巖脈型銅礦床。1998～1999年，新疆地質局第二地質大隊承擔《新疆阿克陶縣卡拉庫里銅（金）礦地質普查及外圍找礦》的自治區礦產資源補償費項目。施工有坑探，獲得一定資源儲量。該隊工作后認為該礦床為矽卡巖型礦床。2006年，新疆地質局第二地質大隊在充分收集前人地質普查成果基礎上，開展補充勘查工作。于2007年3月新疆地礦局第二地質大隊提交了《新疆阿克陶縣卡拉庫里銅礦普查報告》。探獲一定量推斷的內蘊經濟資源量。2013～2014年，新疆有色地質工程公司控股卡礦公司所持采礦權，并對該礦開展基建探礦工作。筆者有幸參與此項目的野外地質工作及室內資料收集整理研究。并對卡礦的地質背景、礦床特征進行分析研究工作，取得一些成果和認識，現撰文討論其礦床的成因，為該礦進一步地質找礦提供參考。

1　區域成礦地質背景

1.1地質背景

礦區位于西昆侖造山帶西端，大地構造地處華南板塊（Ⅳ）的二級單元羌塘微板塊（Ⅳ2）中的阿克欽古生代陸緣盆地三級（Ⅳ22）構造單元。出露地層有元古界（Pt）：下元古界布倫闊勒群（PtB）為一套經中深變質巖系，主要巖性為含石榴黑云石英片巖、黑云斜長片麻巖。與賦礦地層奧陶-志留系（O-S）呈斷層接觸。奧陶-志留系為一套經受綠片巖相變質作用的碎屑巖、碳酸鹽，見圖1。

圖1　區域地質構造簡圖

區域大斷裂為康西瓦超巖石圈斷裂，是西昆侖規模最大的主干斷裂，位于礦區東南側，斷裂面北傾，傾角70°～80°，具扭性，逆沖性質。該斷裂在元古界-新生界均有活動。控制帶內的礦產分布及礦化類型。次級斷裂構造主要是近北西向的霍什別克斷裂，該斷裂為奧陶-志留系與下元古界布倫闊勒群的分界斷裂。斷層面總體向北陡傾（35°∠85°）。

區域侵入巖體主要為求庫臺斜長花崗巖體，呈300°方向延伸。出露面積480 km2，巖體順層或穿層侵入奧陶-志留系地層中。巖體內接觸到具明顯的冷凝邊，外接觸帶常見角巖化、絹云母化及硅化等多種蝕變。伴隨著巖漿活動，區內也發育有中酸性巖脈，一般規模不大，主要有石英閃長巖、斜長花崗偉晶巖脈等。但數量少，對礦床影響不大。

1.2成礦地質背景

卡礦地處西昆侖成礦帶木吉-布倫口鐵（銅）、銅、金礦化為主的多金屬成礦亞帶，位于昆蓋山南坡，東西長百余公里，南北寬20 km。礦帶內銅（金）礦床及銅礦化（點）較多，大多分布于布倫口地區，為海相沉積鐵碳酸鹽巖容礦的銅（金）礦。礦床明顯受地層層位、巖性及構造控制。該帶銅礦床主要呈兩種形式產出：第一種呈似層狀、透鏡狀，主要礦石礦物為黃銅礦、黃鐵礦，其與含石英的鐵大理巖互層構成明顯條紋、條帶狀構造，顯示較好的原始沉積特點。局部地段碳酸鹽礦物與硫化物明顯重結晶，形成斑雜狀構造。典型的代表礦床卡拉瑪銅礦；第二種呈礦體主要呈扁透鏡狀、扁豆狀、似脈狀，明顯受后期擠壓構造控制，但是礦體組成與前者一致，并且礦體本身保留很好條紋、條帶構造，這些礦床明顯受后期擠壓構造作用下，使原生沉積礦體變形，并重新定位。典型的代表礦床東大溝銅礦和沙子溝銅礦。

2　礦區地質特征

2.1地層

礦區內出露地層主要有元古界、古生界奧陶-志留系，在溝谷、山坡分布有新生第四系（Q4）松散堆積物。現將礦區地層由老至新敘述如下：

⑴元古界（Pt）:分布于礦區南西部，呈北西向分布，地層北東傾向，傾角在40°左右，普遍為中深變質的糜棱巖，由北向南，混合巖化作用變弱。根據巖性和蝕變礦物的不同，礦區內將元古界地層劃分為蝕變長英質糜棱巖（Pt3）、灰綠色糜棱巖（Pt2）、蝕變灰綠色糜棱巖（Pt1）及三個不同的糜棱巖帶。

⑵古生界奧陶-志留系（O-S）：灰白色絹云石英千枚巖、變砂巖、灰白色大理巖、炭質絹云千枚巖。

⑶第四系松散堆積物（Q4）：分布于礦區北部山前平緩地帶及部分溝谷中。

圖2　卡拉庫里銅礦礦區地質圖

2.2構造

地處NW-SE走向康西瓦和空喀山口深大斷裂之間，該兩組深大斷裂在本區構造發展史上，表現為多期活動。控制著構造單元塊體的發展和它們內部次一級斷層和褶皺構造的形態、規模和組合。礦區褶皺簡單，地層單斜產出，總體傾向北東，傾角60°左右。受區域構造影響區內次一級構造斷裂發育，局部斷層褶皺倒轉，其中控制礦體展布、礦化強度及礦化類型的之一F6逆掩推覆斷層，該斷層傾向南西，傾角60°～70°，向西南方向有分叉，發育于大理巖與千枚巖接觸面。地表宏觀上特征明顯，斷層上盤透鏡狀蝕變大理巖超覆于千枚巖之上。在斷層中明顯形成構造破碎帶，上下盤巖石破碎，下盤千枚巖褶曲發育。上盤靠近碳酸鹽巖一側巖石破碎、蝕變強烈，主要為矽卡巖化、硅化、白云巖化及綠泥石化。蝕變大理巖中明顯伴隨銅礦化。

2.3巖漿巖

礦區內巖漿巖出露2處小巖體，巖石類型分別為綠簾石斜黝簾石蝕變巖和超基性巖。

⑴斜黝簾石（Z6）：分布在糜棱巖中，與圍巖界線不明顯，原巖可能為閃長巖，巖石特征為灰綠色，粒狀變晶結構，塊狀構造，角閃石40%，斜黝簾石50%左右，鈦磁鐵礦3%左右，其可能與糜棱巖為同一原巖，斜黝簾石巖可能為糜棱巖中殘留閃長巖強烈蝕變而成。

⑵超基性巖（∑4，滑石綠泥石蝕變巖）:侵入礦區北東部奧陶-志留系中，呈黑綠色，蝕變強烈，片狀構造，綠泥石40%～50%、滑石35%～40%、白云石0～20%，受后期構造疊加作用明顯。

2.4蝕變大理巖特征

礦區中部構造帶南側地表圈出兩個蝕變大理巖帶，編號分別為Mb1、Mb2。以Mb2含礦規模最大。

一號大理巖帶（Mb1）:呈一透鏡體分布在（O-S）地層中。傾向南西，傾南70°～80°。頂板為灰黑色炭質絹云千枚巖，底板為灰綠色綠泥石英千枚巖。長約500 m，最厚13 m，向南東尖滅，北西端被第四系掩蓋。

二號蝕變大理巖帶（Mb2）:呈條帶狀分布在（OS）地層中。上下盤圍巖與一號相同，傾向南西，傾角60°～80°。長約1.2 km，最寬60 m。兩條蝕變大理巖帶沿傾向明顯兩側蝕變強，中部弱。沿走向蝕變增強，蝕變大理巖變薄，蝕變主要為矽卡巖化、硅化、白云巖化及綠泥石化。

2.5賦礦圍巖類型及特征

賦礦巖石主要為矽卡巖，少量方解石大理巖。矽卡巖多數為石榴石矽卡巖，次有少量綠簾石矽卡巖，兩類巖石中都伴有銅礦化，成礦與矽卡巖化有關。方解石大理巖中有少量的金屬礦物黃銅礦及黃鐵礦等。黃銅礦呈星點浸染狀分布在透明礦物粒間，少量黃鐵礦與其伴生。

3　礦床地質特征

礦床賦存于古生界奧陶-志留系（O-S）地層中。原巖均為受綠片巖相變質作用海相沉積泥巖、細砂巖及大理巖。礦床礦體容礦巖石為蝕變大理巖，產于構造破碎帶強蝕變大理巖一側，具有一定含礦層位。在Ⅰ、Ⅱ號蝕變大理巖帶中共圈出4個工業礦體，編號為Ⅰ、Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3。礦體呈似層狀、透鏡狀、扁豆狀。礦體控制最長達842 m，最短50 m，厚一般0.66～3.34 m，最大厚度9.72 m，平均厚2.40 m。最大控制斜深100 m。銅含量一般0.2%～1.69%，最高達3.89%，平均品位0.768%。伴生有益組分，金一般0.1～0.81 g/t，最高可達1.17 g/t，金平均含量0.40 g/ t。銀一般1～24.28 g/t，最高可達29.17 g/t，銀平均含量9.67 g/t。綜合地表槽探工程和深部硐探工程揭露和控制礦體情況來看，礦體向深部厚度和銅品位變化不大。伴生金、銀含量也有所增加。

3.1礦體特征

⑴Ⅰ號礦體：位于Ⅰ號蝕變大理巖帶中，礦體地表形態呈較規則的條帶狀，礦體傾向南西，傾角41°～64°。礦體長392 m，真厚度0.68～2.85 m，平均真厚度1.71 m，Cu品位（0.36～1.64）×10-6，平均品位0.73×10-2。

⑵Ⅱ-1號礦體：位于Ⅱ號矽卡巖帶中，礦體地表形態呈脈狀，礦體傾向南南西，傾角66°。礦體長50 m，真厚度0.66 m，Cu品位0.43×10-2。

⑶Ⅱ-2號礦體：位于Ⅱ號矽卡巖帶中部，為礦區主要礦體之一，地表形態呈條帶狀，礦體傾向南南西，傾角44°～88°。礦體長842 m，真厚度0.98～9.72 m，平均真厚度3.07 m，Cu品位0.2%～1.69%，平均品位0.67×10-2。從深部硐探工程揭露和控制礦體情況來看，礦體沿走向形態有分支復合，尖滅再現。礦體向深部厚度及品位變化規律不明顯。

⑷Ⅱ-3號礦體:位于Ⅱ-2號礦體北東側，礦體地表形態呈脈狀，礦體傾向南南西，傾角68°。礦體長50 m，真厚度0.86 m，Cu品位0.85×10-2。

3.2礦石物質組成

3.2.1礦物成分及特征

礦石中金屬礦物主要為黃銅礦、黃鐵礦；其次是閃鋅礦、褐鐵礦、孔雀石；脈石礦物主要有石榴石、石英、方解石、綠簾石、絹云母。

黃銅礦：礦石中含量最多的有用礦物之一，呈粒狀、不規則團粒狀、條帶狀、團塊狀等產出。粒徑在0.03～0.25 mm之間。

黃鐵礦：在礦石中含量變化大，一般常與黃銅礦等礦物共生在一起。多呈自形-半自形粒狀分布，粒徑（0.01～0.6 mm）。晶體中有時見黃銅礦包裹體。

閃鋅礦：在礦石中含量低，主要呈它形粒狀分布在脈石礦物粒間或沿裂隙充填。另見與黃銅礦、黃鐵礦連生或分布在黃鐵礦粒間。

褐鐵礦：細-粗粒（粒徑0.1～2.0 mm），它形粒狀或薄膜狀，部分保留黃鐵礦假象，為黃鐵礦氧化產物。

孔雀石：為原生銅礦物的氧化產物，呈薄膜狀分布于礦石裂隙面上。

3.2.2伴生組分元素特征

為了解礦石中伴生組分元素含量，對達到工業品位以上的原礦樣品按工程及礦石類型的不同進行了組合樣多元素分析，見表1。

礦區銅礦石為主要目的元素，金、銀、鋅、鉬為伴生有益元素，達到了可綜合評價的水平。

表1　原礦化學多元素分析　%

3.2.3礦石結構構造

⑴礦石結構。①自形-它形粒狀結構：黃銅礦、黃鐵礦等呈細粒狀或粒狀集合體（少量）形式分布在礦石中；②交代結構：黃銅礦、黃鐵礦被氧化形成褐鐵礦、孔雀石，褐鐵礦部分保留有黃鐵礦的假象或在褐鐵礦中保留有部分黃鐵礦殘晶。

⑵礦石構造。①塊狀構造：金屬礦物和脈石礦物均勻分布；②星點狀、浸染狀構造：金屬礦物呈星點狀、浸染狀分布在脈石礦物中，自然金呈星點狀分布在褐鐵礦、赤鐵礦周圍；③斑雜狀構造：黃銅礦沿裂隙集中呈團粒狀，與浸染狀黃銅礦共生在一起，分布不均勻；④細脈狀構造：礦石中黃銅礦、黃鐵礦及閃鋅礦彼此連生一起沿裂隙呈細脈狀或條帶狀產出。

3.3礦石類型

按礦石的礦物成分、結構、構造劃分礦石的自然類型如下：

礦石中黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦等金屬硫化物占礦石礦物的92%～97%以上，褐鐵礦、孔雀石等次生氧化礦物主要呈薄膜狀分布于礦石裂隙面上，在礦石中含量約3%～8%。因此，礦石自然類型屬硫化礦石。按礦石的結構構造劃分有浸染狀、脈狀和塊狀礦石，本礦區以浸染狀礦石為主。

4　礦床成因

本礦床發現以來，調查者對其成因說法不一：最早認為碳酸巖脈型，后來認為矽卡巖型，又有人主張復雜層控型。筆者認為，礦床賦礦巖系為原巖海相沉積（炭質）細碎屑巖、碳酸鹽巖建造。礦體直接容礦巖石為蝕變大理巖，產于特點層位。在層狀大理巖中礦體呈似層狀、透鏡狀，長軸方向平行于巖體走向，產狀亦與巖體保持一致，大理巖與礦化構成明顯條紋、條帶狀構造，顯示較好的原始沉積特點。化學分析結果表明，大理巖中的銅元素含量，遠高于圍巖千枚巖。說明大理巖是銅元素初始礦源層。大理巖層的形態明顯受構造的改變產生塑性變形，明顯在構造帶上盤厚大蝕變大理巖一側，產出厚大的透鏡狀礦體，礦體厚度和礦石品位就增厚、增高。巖體蝕變增強。礦石礦物分布為團塊狀、細網脈狀，表明斷裂構造后期熱液上移，使大理巖中的成礦元素發生活化、遷移或攜帶大量成礦物質，在有利成礦空間富集成礦。且成礦與矽卡巖化及構造關系密切。通過收集分析前人礦區所在區域成礦地質背景、礦床地質特征，結合本次基建探礦工作成果資料，以及對布倫口附近卡拉瑪銅礦、東大溝及沙子溝銅礦實地調查、對比研究。認為礦床地處布倫口鐵、銅（金）、金多金屬成礦帶，礦床形成時都具有相同地質背景，產出都具有相似性。礦床受兩期成礦作用影響明顯，早起熱水噴流沉積后，后期構造熱液疊加，形成黃銅礦、黃鐵礦呈團塊狀、細網脈狀。綜合上述，初步認為礦床成因為層控蝕變碳酸鹽型礦床。

5　結束語

綜合上述，卡礦礦床目前控制的規模為小型。此礦床及附近礦化點地質研究和勘查工作程度也并不是很高，從地質-成礦條件看，本類型成礦潛力很大，有待于勘查工作的深入研究。

參考文獻

［1］周建海，王進.新疆阿克陶縣卡拉庫里銅礦普查報告.新疆地礦局第二地質大隊.2007.

［2］張霄，豆孝振.新疆阿克陶縣卡拉庫里銅礦基建探礦總結報告.新疆有色地質工程公司.2013.

［3］張莉.新疆阿克陶縣卡拉庫里銅礦可選性試驗報告.新疆礦產試驗研究所.2014.

收稿：2016-03-08

DOI:10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.03.014