新疆且末縣洋布拉克一帶VMS型銅鋅礦成礦控制條件和時(shí)空演化規(guī)律淺析

孫曉亮

（山東省第八地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 日照 276800）

1 位置與交通

新疆且末縣洋布拉克一帶VMS型銅鋅礦位于蘇塘鎮(zhèn)南100公里處，行政區(qū)劃隸屬于且末縣與民豐縣管轄。該區(qū)域距且末縣城300公里，G315公路可通至該區(qū)域北部，區(qū)內(nèi)交通條件極差，僅有順河床、脊坡分布的天然羊腸小道。

2 區(qū)域地質(zhì)概況

調(diào)查區(qū)屬秦祁昆地層大區(qū)（Ⅲ）昆侖地層分區(qū)（Ⅲ3），由北向南又可分為昆北（Ⅲ31）、昆中（Ⅲ32）、昆南（Ⅲ33）三個(gè)地層小區(qū)。

（1）地層。昆北地層小區(qū)內(nèi)出露地層由老到新依次為下奧陶統(tǒng)上其汗組（O1s）、中侏羅統(tǒng)塔爾尕組（J2t）、上侏羅統(tǒng)采石嶺組（J3c），第四系沖洪積物等。昆中地層小區(qū)出露地層由老到新依次為下石炭統(tǒng)托庫(kù)孜達(dá)坂組（C1tk）、上石炭統(tǒng)哈拉米蘭河組（C2h）及第四系沖洪積物等。昆南地層小區(qū)出露地層由老到新依次為下石炭統(tǒng)托庫(kù)孜達(dá)坂組（C1tk）、古新統(tǒng)喀什組（E1k）、第四系沖洪積物及現(xiàn)代冰川等。

①下奧陶統(tǒng)上其汗組（O1s）。分布于調(diào)查區(qū)西北部，呈構(gòu)造巖塊沿東西向展布，向北延出調(diào)查區(qū)外，東西被第四系覆蓋。遙感影像特征顯示為深灰-灰白色，色調(diào)均勻，影像中水系呈不規(guī)則樹(shù)枝狀，山勢(shì)陡峭，呈正地形地貌。為一套濱淺海相陸源碎屑巖、火山碎屑巖-碳酸鹽巖夾中基性火山巖建造，早期火山作用強(qiáng)烈，發(fā)育中基性火山巖及粗粒火山碎屑巖，晚期以細(xì)粒陸源碎屑巖為主。可劃分為兩個(gè)巖性段。②下石炭統(tǒng)托庫(kù)孜達(dá)坂組（C1tk）。托庫(kù)孜達(dá)坂組屬構(gòu)造混雜堆積，巖性為一套深海相碎屑巖夾碳酸鹽巖建造，含放射蟲(chóng)硅質(zhì)巖和外來(lái)系統(tǒng)中基性火山巖。碎屑巖巖性為灰褐色、灰綠色、灰黑色粗-細(xì)粒巖屑石英砂巖、粗-泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)細(xì)砂巖、變質(zhì)中-細(xì)粒巖屑砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、變質(zhì)粉砂巖，灰?guī)r為泥晶灰?guī)r、砂質(zhì)灰?guī)r。③上石炭統(tǒng)哈拉米蘭河組（C2h）。為一套淺海陸棚相沉積建造組合，下段為深灰色塊狀亮晶砂屑灰?guī)r、含礫粉晶灰?guī)r、中厚層狀生物碎屑灰?guī)r、厚層狀礫屑粉晶灰?guī)r夾含鈣細(xì)粒巖屑砂巖；上段為深灰色塊狀細(xì)晶灰?guī)r、淺灰色薄層狀長(zhǎng)石巖屑砂巖夾淺灰色厚層狀石英砂巖。④中侏羅統(tǒng)塔爾尕組（J2t）。為一套陸相雜砂巖建造，下部為灰色礫巖、含礫粗砂巖互層，上部為灰色粗砂巖、含礫巖屑砂巖及深灰色礫巖。⑤上侏羅統(tǒng)采石嶺組（J3c）。為一套洪流、湖積相碎屑巖建造，巖性以紫紅色含鐵泥質(zhì)巖屑砂巖、粉砂巖、礫巖為主。⑥古新統(tǒng)喀什組（E1k）。主要為紫紅色中厚層礫巖，含礫粗砂巖，細(xì)-粉粒巖屑砂巖夾泥質(zhì)粉砂巖，鈣質(zhì)粉砂巖，粘土巖和石膏。

（2）巖漿巖。該區(qū)域發(fā)育的侵入巖主要為發(fā)育加里東-華力西期中-酸性侵入巖，以中志留世侵入巖和晚二疊世侵入巖為主，巖性主要為閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖和二長(zhǎng)花崗巖。

（3）構(gòu)造。區(qū)域上該構(gòu)造單元主體屬南昆侖增生雜巖帶，地層多為斷塊、巖片產(chǎn)出，構(gòu)造變形強(qiáng)烈，褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育。

（4）地球物理特征。①區(qū)域布格重力異常。該區(qū)域位于布格重力異常梯度帶上，昆侖山為重力梯度陡變帶,從塔里木盆地的-300×10-5m/s2到昆侖山主脊急劇變?yōu)?450×10-5m/s2。②區(qū)域航磁異常特征。該區(qū)域航磁一般為50nT～100nT，北部區(qū)域?yàn)檎咧诞惓＃惓O大值為451.86nT，異常呈北東向，而本次調(diào)查區(qū)大面積位于較平穩(wěn)的磁場(chǎng)中。

（5）地球化學(xué)特征。1：20萬(wàn)背景值高于地殼克拉克值的有5種元素，依次為Pb、As、Sb、Sn，說(shuō)明這5種元素相對(duì)地殼平均值富集，甚至As、Sb元素高于地殼平均值5～7倍。高于東昆侖1：50萬(wàn)背景值的元素有6種，依次為：Ni、Cu、Zn、Co、Pb、Sb。說(shuō)明這6種元素在區(qū)內(nèi)相對(duì)富集。其他8種元素相對(duì)貧化。

3 VMS型銅鋅礦床地質(zhì)特征

（1）礦床特征。礦床賦存于下石炭統(tǒng)托庫(kù)孜達(dá)坂組的一套由碎屑巖、碳酸鹽巖、火山碎屑巖組成的濱淺海相沉積建造,可分為上、中、下三套巖性段。下部為一套濱淺海相火山碎屑巖、細(xì)碎屑巖及碳酸鹽巖建造,主要巖性為:凝灰?guī)r、粉砂巖和灰?guī)r。中部為一套淺海相雙峰式火山巖及碳酸鹽巖建造,巖性以安山質(zhì)凝灰?guī)r、基性凝灰?guī)r、灰?guī)r為主,上部的含金屬硫化物基性凝灰?guī)r為含礦層,呈層狀、似層狀、透鏡狀?yuàn)A于灰?guī)r中。上部為一套濱淺海相的火山碎屑巖、碎屑巖及碳酸巖建造,主要巖性為凝灰質(zhì)砂巖、砂巖、粉砂巖及灰?guī)r。含礦層位為中部的灰綠色糜棱巖化、透閃石化含銅、鋅金屬硫化物基性凝灰?guī)r,該層基本全為銅鋅礦（化）體。

（2）礦體特征。礦體分布受地層控制特征明顯,主要產(chǎn)于灰綠色糜棱巖化、透閃石化基性凝灰?guī)r中,一般呈平行層狀、似層狀、透鏡狀?yuàn)A于灰?guī)r中及灰?guī)r與含炭粉砂巖接觸處，其特征如下：

圖1 KT1蝕變帶

圖2 KT3礦化體

①KT01蝕變帶特征。總體走向?yàn)?0°，蝕變帶寬度為10m～30m左右，該蝕變帶受斷裂影響，蝕變帶內(nèi)巖石較破碎，裂隙較密集發(fā)育，沿?cái)嗔选⒘严睹婵梢?jiàn)褐鐵礦化較發(fā)育，呈紅褐色-黃褐色。該蝕變帶主要礦化蝕變類型為黃鐵礦化和褐鐵礦化礦化程度較強(qiáng)，銅含量最高為0.008×10-2，鋅含量最高為0.016×10-2。②KT03礦化蝕變帶特征。總體呈北北東-北東向呈弧形延伸，總體走向?yàn)?2°，延伸長(zhǎng)度為2000m，該蝕變帶東西兩端較寬，寬度為20m～25m左右，中間露頭較差，寬度較窄，約15m左右。受斷裂影響，該蝕變帶內(nèi)巖石較破碎，巖石礦化蝕變較強(qiáng)，主要礦化為孔雀石化、藍(lán)銅礦化、黃鐵礦化、黃鉀鐵礬化和褐鐵礦化，Cu品位為0.278%。③KT07蝕變帶特征。呈北東走向，總體走向?yàn)?6°，總體呈北傾，寬度為15m～20m。主要見(jiàn)孔雀石化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、黃鉀鐵礬化、碳酸鹽化和硅化，鋅含量最高為0.059×10-2，銅含量最高為0.007×10-2。④KT08蝕變帶特征。該蝕變帶總體走向?yàn)?0°，出露長(zhǎng)度為690m，呈東寬西窄狀展布，東段最寬處為60m左右，西段寬度為20m～30m左右。巖石內(nèi)見(jiàn)少量黃鐵礦化，巖石較破碎，沿巖石裂隙面見(jiàn)褐鐵礦化，黃鉀鐵礬化和碳酸鹽化。銅含量為0.01×10-2，鋅含量為0.008×10-2。

4 成礦控制條件分析

（1）地層含礦性。區(qū)內(nèi)以深海盆地相托庫(kù)孜達(dá)坂組為代表的巖石組合，同時(shí)伴隨有海底火山活動(dòng)，火山噴發(fā)形成的含礦物質(zhì)在低洼地段沉積，造就了地層地球化學(xué)特征均表現(xiàn)為Cu、Zn、Mo、Au、Sb、Ag元素背景值較高，據(jù)此認(rèn)為石炭紀(jì)火山巖地層為Cu、Zn、Au、Sb、Ag元素的礦源層，為Cu、Zn、Au、Sb等礦產(chǎn)的形成可能提供了物質(zhì)來(lái)源。

（2）巖漿巖與成礦的關(guān)系。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，華力西晚期來(lái)自幔源巖漿活動(dòng)沿?cái)嗔亚秩耄偈篃嵋合到y(tǒng)垂直對(duì)流。

（3）火山巖與成礦的關(guān)系。海底火山噴發(fā)過(guò)程中，火山活動(dòng)產(chǎn)生的成礦物質(zhì)沿火山錐斜坡經(jīng)海水的搬運(yùn)作用沉積于洼地中形成金屬硫化物礦層同時(shí)由于洼地內(nèi)距火山口遠(yuǎn)近距離的不同、地形條件的差異及水動(dòng)力條件的不同,造成成礦物質(zhì)在橫向亦有規(guī)律變化，其它金屬元素在縱向及橫向上含量也有明顯的規(guī)律變化。

（4）構(gòu)造與成礦的關(guān)系。區(qū)域性斷裂既控制了地質(zhì)單元的分布與展布，亦決定了金、銅、鋅等礦產(chǎn)的空間分布。

5 時(shí)空演化規(guī)律

根據(jù)礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物組分及各種礦物之間的相互關(guān)系，洋布拉克一帶與海相火山巖有關(guān)的VMS型銅鋅礦時(shí)空演化從早到晚劃分為以下幾個(gè)階段：

圖3 VMS型銅鋅礦成礦模式

（1）晚古生代淺海盆地的形成階段。晚古生代，由于海西構(gòu)造動(dòng)動(dòng)的影響，喀拉米蘭弧溝系強(qiáng)烈褶皺上升閉合，在洋布拉克一帶形成淺海盆地，同時(shí)伴隨有火山活動(dòng)。

（2）石炭紀(jì)火山活動(dòng)及成巖成礦階段。早石炭世，洋布拉克一帶淺海盆地內(nèi)海底火山活動(dòng)形成的基性凝灰物質(zhì)和伴隨火山熱液活動(dòng)產(chǎn)生的成礦物質(zhì)共同堆積于火山機(jī)構(gòu)的邊部洼地，在凝灰?guī)r層形成的同時(shí)，各種成礦物質(zhì)亦結(jié)晶形成各類金屬硫化礦物，并賦存于基性凝灰?guī)r巖層中。火山機(jī)構(gòu)的邊部洼地為成礦物質(zhì)的沉積提供了適宜的場(chǎng)所，而相對(duì)封閉的淺海環(huán)境與一定的海水壓力避免了成礦物質(zhì)的散失。在火山活動(dòng)的間隙期有利于灰?guī)r沉積，造成在托庫(kù)孜達(dá)坂組的地層中發(fā)育有灰?guī)r夾層。

（3）后期改造階段。主要表現(xiàn)在動(dòng)力變質(zhì)作用對(duì)礦床的改造作用，表現(xiàn)為礦石受動(dòng)力變質(zhì)作用影響。礦石中后期硅質(zhì)細(xì)脈中含金屬硫化物較少，碎裂礦物裂隙中基本無(wú)后期金屬細(xì)脈充填，成礦物質(zhì)無(wú)后期熱液加富現(xiàn)象，由此可見(jiàn)后期改造作用對(duì)礦床基本無(wú)加富作用，礦床成礦物質(zhì)主要來(lái)自礦床形成時(shí)的火山活動(dòng)，礦床后期疊加成礦作用不明顯。

（4）近期表生作用階段。硫化銅鋅礦體出露地表，在自然條件下氧化，形成褐鐵礦、孔雀石、藍(lán)銅礦、黃鉀鐵礬等礦物組合。

歸納上述，可以看出在整個(gè)銅鋅礦床形成演化過(guò)程中，礦石礦物和脈石礦物主要形成于早期火山活動(dòng)階段，該階段是最主要的成礦階段；后期改造階段主要表現(xiàn)為對(duì)脈石礦物及已形成金屬礦物的動(dòng)力變質(zhì)改造作用，對(duì)礦石并無(wú)明顯富集作用；各類金屬氧化物主要形成于表生階段。