新疆尼勒克縣哈勒尕提夕卡巖型銅鐵礦礦體特征及礦床成因

李 磊

（新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第六地質大隊 哈密 839000）

西天山是新疆重要的金、銅、鉛鋅礦成礦帶，陸續發現了阿希金礦、大山口金礦、薩日達拉金礦、喇嘛蘇銅礦、菁布拉克銅鎳礦、群吉薩依銅礦、萊歷斯高爾鉬銅礦、查崗諾爾鐵銅礦、欠哈布代克鉛鋅礦、吐拉蘇鉛鋅礦等不同成因類型礦床，吸引了眾多專家學者的關注，并對西天山成礦模式進行了總結分析，為地質工作者在該區域開展找礦勘查工作提供了大量的理論依據。本次筆者就是在借鑒前人找礦理論成果和實踐經驗基礎上，初步總結和提煉了哈勒尕提銅鐵礦礦體特征和礦床成因，進一步總結該區找礦標志。

1 區域地質特征

本區處于哈薩克斯坦板塊之伊犁微型板塊的三級構造單元的博羅科努早古生代島弧-弧后帶中。博羅科努島弧的特點具有雙重疊復性質，在區域上它既有元古代構造層硅鎂質巖、碳酸鹽巖及火山巖（782Ma）等，又有古生代構造層。早古生代以碎屑巖-碳酸鹽巖建造為主，次為火山復理石建造。晚古生代亦以碎屑巖-碳酸鹽巖和火山碎屑巖建造組成。博羅科努島弧在加里東晚期已經隆起形成，在后來板塊運動中再次張開噴發沉積了大哈拉軍山組一套酸性火山巖。

圖1 哈勒尕提銅鐵礦礦區地質略圖

區內出露奧陶、志留、泥盆、石炭、二疊系和新生 代地層，屬天山-興安嶺地層區博羅霍洛山小區。區內褶皺及斷裂構造較強烈，位于博羅科努島弧帶內，多形成于華力西期。區域上巖漿巖極為發育，巖漿巖演化在時間與空間和分布特征方面均與板塊的張、合作用有著密切的關系。巖漿活動始于華力西早期，結束于華力西末期。各期次的巖漿巖演化過程中形成了自己獨有的持征。

西天山地區金銅等多金屬礦產的成礦作用主要集中于華力西期，其區域成礦是以華力西期構造―巖漿活動為基礎，主要表現為：

其一，巖漿活動的產物（如侵入巖、海相火山巖、陸相火山巖等富含金銅多金屬的含礦地質體），在淺成低溫熱液作用、韌性剪切作用、火山噴氣-熱水作用下，成為重要的提供礦質的含礦建造；

其二，巖漿活動不僅提供了溶液和熱量，而且也提供了部分成礦物質。在此基礎上，形成了一系列的陸相火山熱液型、變質熱液型金礦、巖漿熔離型銅鎳礦、斑巖型銅（鉬）礦、矽卡巖型銅（鉬、鉛鋅）礦及火山巖型銅（鐵及多金屬）礦等，成為新疆重要的有色金屬選冶基地。

2 礦床地質特征

區內出露的地層為上奧陶統石灰巖，上志留統細砂巖及二疊系粗碎屑巖。其中上奧陶統呼獨克達坂組（O3h）呈北西―南東方向斷續分布。受斷層切割和侵入體的影響，出露不全。主要為一套海相不純碳酸鹽巖，出露厚度128.7m。總體上地層產狀：傾向172°～223°，傾角59°～81°。多以殘留體形式“漂浮”于巖體中，其與二長花崗巖等巖體的接觸帶上，常形成似層狀、透鏡狀的矽卡巖、矽卡巖鐵礦、矽卡巖銅礦、矽卡巖鐵銅礦及矽卡巖鉛鋅礦體等，是該礦區的主要成礦圍巖。

礦區范圍內褶皺、斷層構造不發育。呈近南北向展布，均為物探磁異常推斷斷層，磁異常等值線由西往東在斷層處突然發生方向改變，反映地層（大理巖）因斷層破壞，使大理巖磁異常不均勻。

哈勒尕提鐵銅礦區巖漿侵入活動較為強烈，巖體出露面積幾乎占據礦區面積四分之三以上。巖體的侵入作用，以中酸性的侵入體為主。礦區內主巖體為二長花崗巖巖株，其次為花崗閃長巖巖株，屬大瓦不拉克巖體的一部分。二長花崗巖與花崗閃長巖為過渡關系，即二長花崗巖由礦區東部向西逐漸變為花崗閃長巖，二長花崗巖與鉀長花崗巖為侵入接觸關系，即后期巖漿活動生成的鉀長花崗巖沿著一定通道侵入二長花崗巖，并且超覆其上。

區內變質作用主要是接觸變質作用，其次是熱接觸變質作用，由接觸交代變質作用形成的各類矽卡巖，系巖漿期后氣液活動的產物。此類巖石在碳酸鹽類巖石與巖體或與礦體的接觸部位（部分在巖體內）均有分布。矽卡巖帶是鐵銅礦帶或鉛鋅礦帶，厚度約大于礦體厚度，其分布主要受奧陶系上統灰巖層控制。矽卡巖帶在地表常呈條帶狀，或環形條帶狀斷續分布，剖面上常呈條帶狀、似層狀、“U”型。以主矽卡巖帶（Ⅳ號礦體）為例，其厚度一般為2～17 m，最大厚度43m。

3 礦體特征

區內大面積出露華力西中期第二侵入次二長花崗巖及上奧陶統呼獨克達坂組灰白色大理巖，沿大理巖接觸帶分布4個矽卡巖型（鐵）銅礦體，其中Ⅳ號鐵銅礦為礦區主礦體，占礦區總資源量的80%左右，礦石總量1001.56萬噸，銅金屬量11.7989萬噸，平均品位Cu1.21%、TFe26.23%、mFe13.47%。大理巖多呈孤島狀殘留體出露，總體上沿北西西向分布，礦石主要是矽卡巖鐵銅礦石。

Ⅳ鐵銅礦體位于大理巖殘留體接觸帶上，東起13線，西至103線，走向長2260m，環繞大理巖殘留體呈環帶狀分布。礦體垂直高差達745m以上。礦體總體上分兩塊，13-49線，礦體走向長900m；61-103線，礦體走向斷續長960m。礦體厚0.26～38.08 m，平均厚5.26m。單個樣銅品位在0.20%～19.21%之間，單工程最低品位Cu0.20%，最高Cu7.72%，平均品位Cu1.16%。單工程最低品位TFe20.09%，最高TFe63.26%，平均品位TFe25.53%。礦體總體走向，由西向東大致沿138°～120°～141°～120°～78°方向延伸。傾向：北緣礦體NE（25°～61°）或SSW（169°～232°）；南緣礦體NNE（8°～45°）。傾角：北緣礦體（62°～88°），南緣礦體（60°～87°）。

礦石具他形、半自形粒狀變晶結構和交代殘余結構，塊狀、浸染狀、微細網脈狀、斑點狀、星點狀及團塊狀構造。

金屬礦物主要有磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦、銅藍、孔雀石、自然銅、閃鋅礦、輝銀礦、自然金等；脈石礦物為石榴石、透輝石、方解石、綠簾石、石英、蛇紋石、綠泥石、透閃石。

根據共生關系、結晶程度的穿插關系及礦物的形成條件分析，礦物的結晶順序從早到晚可分為兩期6個階段，其中熱液成礦作用是鐵銅的主要成礦期（表1）。

圖2 Ⅳ鐵銅礦體聯合剖面圖

圖3 反射光、單偏光鏡下礦石照片

表1 礦物生成順序表

續表1礦物生成順序表

⑴巖漿期主要為造巖礦物斜長石、鉀長石、石英、黑云母等的形成。

⑵矽卡巖階段：早期主要為石榴石、透輝石及硅灰石的形成，晚期主要形成陽起石、透閃石、綠簾石等含水硅酸鹽。末期有少量磁鐵礦及黃鐵礦開始晶出浸染于矽卡巖中。

⑶氧化物階段：隨著溫度的降低，鐵的活潑性削弱，在矽卡巖階段之后，緊接著進入磁鐵礦階段，堆積出大量的磁鐵礦，是本礦床的主要成礦期。

⑷硫化物階段：首先形成黃鐵礦，繼而是輝鉬礦、黃銅礦、斑銅礦、閃鋅礦的析出。晚期硫化物階段有閃鋅礦、方鉛礦析出。本階段是銅礦床的主要成礦期。

⑸碳酸鹽階段：主要形成方解石、石英脈，有少量晚期黃銅礦沿石英、方解石脈分布。

⑹表生期主要以氧化及水解作用為主，在地表淺部形成少量的赤鐵礦、褐鐵礦、孔雀石。

4 礦床成因

4.1 形成深度及溫度條件

礦床產于中深成侵入巖與碳酸鹽的接觸帶中，接觸帶矽卡巖發育，另外閃鋅礦的出現，說明礦化發生于巖漿演化晚期（中-低）階段。因此，礦床為典型的晚期矽卡巖型鐵銅礦。

4.2 成因

矽卡巖型礦的成礦階段和成礦時代：本區矽卡巖型鐵銅礦的形成屬順向作用過程，也就是說，礦液由接觸帶趨向遠離接觸帶，礦物晶出由高溫到低溫有一定順序，除后期硫化金屬礦物有穿插早期形成的磁鐵礦外，其他金屬礦物間很少有相互穿插現象，表明是比較單一的一次順向連續沉淀性質，但包含有小的、短暫的逆向性變化。

本區矽卡巖型鐵銅礦的形成過程大致如下：在二長花崗巖漿侵入后，隨著溫度、壓力的下降，巖漿對圍巖的擠壓，同化作用降低，部分首先成巖。隨之而來的是矽卡巖化階段，巖漿期后溶液（氣水溶液）與圍巖發生作用。由于其溫度高且富含揮發份，使熱穩定性差的灰巖分解，發生變化，在雙交代作用下，產生物質交接，物質重新組合，形成新條件下的穩定礦物集合體即矽卡巖。隨著溫度的降低，鐵的活潑性削弱，在矽卡巖階段之后，緊接著進入磁鐵礦階段，堆積出大量的磁鐵礦（中、晚世代）。稍后，在鐵質顯著減少，氧份相對增高的條件下，使部分磁鐵礦被氧化而形成假像赤鐵礦。隨著溫度壓力的繼續下降，溶液中硫化氫的溶解度不斷上升，因此自由硫也逐漸加，最終溶液由氧過飽和轉入硫過飽和，按照金屬硫化物生成溫度高低，首先形成黃鐵礦，繼而是輝鉬礦、黃銅礦、斑銅礦、閃鋅礦的析出。黃鐵礦多在距矽卡巖不遠的巖體中析出，輝鉬礦在巖體和矽卡巖接觸帶部位均有析出，黃銅礦充填交代早期的矽卡巖與磁鐵礦，形成富的鐵銅礦體，閃鋅礦多產于矽卡巖與大理巖接觸面的一側。溫度壓力進一步降低，殘存的物質形成含水碳酸鹽礦物穿插早期形成的巖石。在礦床形成之后，由于地質構造和風化侵蝕作用，使以往形成的鐵銅礦體出露地表，在表生作用下發生氧化，形成次生礦物藍銅礦，輝銅礦、孔雀石、赤鐵礦等。由于地形地質條件不利，使得礦床氧化帶不發育。

5 結論

⑴本礦床的形成與巖漿巖、構造及圍巖巖性等有密切的關系，是上述諸因素相互配合共同作用的結果。巖漿巖因素：礦體均賦存二長花崗巖（花崗閃長巖）與碳酸鹽巖層（大理巖）接觸帶上。巖漿后期熱液是成礦主要物質來源。構造因素：接觸帶部位（矽卡巖）是礦體主要賦存部位。地層因素：礦體均產于上奧陶統呼獨克達坂組灰巖（大理巖）與巖體接觸帶部位，靠灰巖（大理巖地層層位的一側。

⑵礦區周邊出露志留系砂板巖，巖石中發育大量的石英、絹云母（伊利石）細脈，從2～3mm至1cm寬不等，絹云母細脈含有極少量的黃鐵礦，脈體周圍出現蝕變暈，顯示出斑巖型網脈狀礦化特征。因此該區具有一定的斑巖型礦床找礦潛力，是下一步找礦的方向。