(北京礦產地質研究院有限責任公司,北京 100020)
礦床位于西伯利亞板塊和哈薩克斯坦-準葛爾板塊的結合部位,靠近準噶爾一側,區域上屬于東準噶爾造山帶加波薩爾島弧帶即北西向構造~巖漿巖成礦帶。弧后盆地火山沉積巖系以富蘊縣城以南出露的泥盆系和石炭系為代表,其原巖都是中酸性火山巖及同成分的火山碎屑巖。區域構造、巖漿活動強烈,成礦地質條件優越,礦產豐富(圖1)。區域近東西向構造的次一級構造控制希勒庫都克雜巖體生成,礦區內侵入巖較發育,主要為海西期中晚期侵入產物,為中性~酸性侵入體[1]。區域物探高磁、激電異常、化探異常主要分布于斑巖體及接觸帶,即斑巖體接觸帶是硫化物礦化富集地帶,有利于成礦。
希勒庫都克銅鉬礦處于希勒庫都克香蕉型花崗巖與其南側的花崗巖之間,礦區周邊分布有大量銅、金礦(化)點,如圖2。
出露的地層主要為中泥盆統北塔山組(D2b)和下石炭統姜巴斯套組(C1j),前者為一套海陸交互相中性火山噴發—陸源碎屑沉積,其巖性主要為安山巖、英安巖、(晶屑巖屑)凝灰巖、凝灰質砂巖夾凝灰質粉砂巖,后者為一套濱海-淺海相火山碎屑巖、陸源碎屑巖沉積淺變質巖系,其巖性主要為英安質凝灰巖、凝灰質砂巖、粉砂巖等,局部夾灰巖。地層整體走向為330°~350°,北東~東傾,傾角較緩,一般在30°~45°。

圖1 區域構造地質圖((據王福同等,修繪)
區域褶皺主要為東準噶爾褶皺帶,即北西~南東向華力西復背斜。詳查區位于復背斜沙爾布拉克向斜南翼。區內褶皺構造不發育,由于侵入體上侵作用,在0線剖面地層產狀有點變化,但總體看其地層為一單斜層。

圖2 新疆富蘊縣希勒庫都克礦區地質圖
礦區內斷裂構造較為發育,主要有近東西向、北東向、北北西~近南北向三組裂斷構造。根據其相互穿插關系以及與成礦關系,所反映的構造活動期次為:早期為近東西向斷裂構造,其次為北東向斷裂構造,晚期為北北西~近南北向裂斷構造各組斷裂均有二期(以上)構造活動。其中北北西~近南北向斷裂構造在礦區內較發育,走向320°~340°北東~東傾,傾角較陡,在60°~80°左右,多為隱伏斷裂構造[2]。根據資料,該斷裂構造向南東方向側伏。其斷裂性質為張性,地表所見該組構造均被花崗斑巖脈所侵占。該構造與銅鉬礦化關系密切,銅鉬礦體均賦存于該斷裂構造中,且北北西向與近南北向構造交匯處控制厚大鉬礦體,與區域上成礦規律基本一致。
礦區內侵入巖較發育,侵入期次依據分布特征及穿插關系,由老到新為閃長巖→閃長玢巖→花崗閃長巖→花崗閃長斑巖→似斑狀黑云母二長花崗巖→花崗斑巖。
其中花崗斑巖巖脈與成礦關系最為密切,主要呈脈狀分布于礦區內,地表出露最寬達50m(鉆孔內最厚達80m),走向320°~340°,傾角30°~45°,風化面多呈灰褐色,新鮮面灰白色,斑晶主要為石英及少量斜長石,基質常呈隱晶質,蝕變普遍可見網脈狀硅化、鉀化、絹云母化。巖脈與(生物碎屑)灰巖接觸部位普遍可見矽卡巖化。
礦區內其變質作用主要為二種,其一為接觸交代變質作用,其二為接觸熱變質作用,前者其產物為矽卡巖化(矽卡巖),后者其產物為角巖化(角巖)。
矽卡巖在詳查區地表未見出露,鉆孔中較為常見,其厚度最厚可達50m以上,詳查區西南約250m見大面積矽卡巖化灰巖(矽卡巖)出露,其原巖為生物碎屑灰巖,矽卡巖硫化物發育,主要為黃鐵礦、磁黃鐵礦,偶見磁鐵礦細脈及星點狀孔雀石、黃銅礦、輝鉬礦,礦區西南出露的矽卡巖通過槽探工程取樣分析,富集處銅含量可達1.4%,厚度9.4m,角巖化(角巖)主要分布在侵入巖接觸帶及近礦圍巖中。銅鉬礦化大都賦存花崗斑巖與角巖化(角巖)巖石接觸帶及角巖化(角巖)巖石層間破碎帶中以及煙灰色石英細脈中[3]。
礦區內蝕變普遍,帶狀分布雖不明顯,但具有一定的規律,通過實測剖面得出由外至內,主要蝕變類型為外帶綠簾石化、綠泥石化,中帶角巖化、陽起石化,內帶鉀長石化、硅化、黃鐵礦化。其次還見有高嶺土化、絹云母化等,局部破碎帶還見有糜棱巖化。
異常主要分布在礦區南部和中部。在異常蝕變區內,侵入巖與角巖化凝灰質砂巖、角巖化粉砂巖接觸帶處以及晚期的石英斑巖中存在銅鉬礦化蝕變,銅鉬礦化蝕變對應的激電異常的極化率最大值達8.5%,極化率大于5%的異常范圍:1300×1000m。

圖3 希勒庫都克銅鉬礦區激電視電阻率平面圖(1:10000)

圖4 希勒庫都克銅鉬礦區激電視極化率平面圖(1:10000)
由(圖3、圖4)可以看出,南區異常呈低阻高極化的特征。異常主要分布在角巖化凝灰質砂巖、角巖化粉砂巖地層中,地表可見多條花崗巖、花崗閃長巖、石英斑巖、閃長玢巖巖脈穿插,蝕變強烈,有褐鐵礦化、黃鐵礦化、磁鐵礦化、硅化等,經推斷,激電異常由巖體與砂巖接觸帶部位硫化礦物引起[4]。通過0線~4線的鉆孔驗證,在埋深250m左右的閃長巖、石英斑巖與角巖化凝灰質砂巖的接觸帶上,發現層狀、似層狀輝鉬礦體。
通過對礦區3個元素Cu、Mo、Au樣品統計結果,確定了礦區成礦元素背景值(圖5):Cu元素背景值為30×10-6,異常下限值為130×10-6;Mo元素背景值為1.52×10-6,異常下限值為5.0×10-6;Au元素背景值為1.2×10-9,異常下限值為3×10-9。異常特征如下:為一組合規模較大且不規則的異常,分布于黑云母角閃長花崗巖中北部較寬,南部較窄,異常長軸方向長1800余米,寬700m到900m不等,呈北北西向展布,在大異常中,分布著眾多小異常,異常形態呈脈狀,其展布方向與大異常長軸方向一致,其Cu異常濃集中心最高值可達1480×10-6以上。Mo異常濃集中心最高值可達32×10-6以上。

圖5 希勒庫都克礦區南測區巖石地球化學異常圖
經鉆探控制圈定的鉬礦體達20條之多,此外還發現6條銅礦體,主要分布在礦區的南部。鉬礦體分布在0線~12線之間,品位在0.03×10-2~0.17×10-2,平均品位為0.093×10-2,穿礦厚度變化范圍為2m~71m,控制延長400m,控制延深160m~480m。銅礦體主要分布在0線和4線,品位在0.32×10-2~1.35×10-2,穿礦厚度為3.90m~6.31m,銅礦體均為單工程見礦。
礦體傾向為南西220°,傾角多為70°~80°之間,局部地段為63°。主要形態為層狀、似層狀,此外還有透鏡狀、扁豆狀。沿走向尖滅再現,沿傾向膨脹收縮、分枝復合(圖6)。

圖6 希勒庫都克銅鉬礦床4線剖面圖
銅鉬礦體主要賦存于花崗斑巖、花崗閃長巖內及接觸帶角巖化巖石裂隙中,受構造控制明顯,尤其在接觸帶附近圍巖中,可見輝鉬礦細脈嚴格受剪切裂隙控制;其次是賦存于矽卡巖中。礦體埋深普遍在20m~80m以下,多為隱伏銅鉬礦體。地表零星可見花崗斑巖露頭,多呈碎塊狀散落于地表,主要出露于0勘探線附近,可見星點狀輝鉬礦賦存于煙灰色石英細脈中,煙灰色石英細(網)脈數量越多,鉬礦品味也相對越高(圖7)。

圖7 含銅鉬矽卡巖及含銅鉬鉀化花崗斑巖巖心照片
860中段控制礦體長260m,礦體平均厚9.32m,800中段主要控制8線、4線、0線見礦位置。800m中段到860中段間隔高60m。從兩個中段可以看出明顯構造控礦的特征(圖8),斷裂走向為310°,南西傾,傾角80°,與礦體的產狀基本一致。主斷裂為壓扭性逆斷層,寬0.5m~2m,長度目前還未完全控制。斷層中糜棱巖化、硅化、絹云母化、高嶺土化、輝鉬礦化發育。
金屬礦物主要以輝鉬礦為主,輝鉬礦礦石結構為自形、半自形片狀結構,構造為細脈狀、稀疏浸染狀、網脈狀、斑點狀。礦體主要分布在酸性巖脈中或其與地層的接觸部位。少數分布在地層中的變質凝灰質砂巖、變質粉砂巖中。其他的金屬礦物還有黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦等,近礦圍巖有矽卡巖化、絹云母化、硅化、鉀化、綠簾石化、綠泥石化、陽起石化、螢石化等。

圖8 坑道中產于斷裂面和次生剪節理縫隙中的輝鉬礦
銅鉬礦體在空間分布上明顯受花崗斑巖及接觸帶控制,主要賦存于斑巖中、上、下盤接觸帶及接觸帶層間破碎帶。礦化具有明顯的水平分帶和垂直分帶現象[5,6]。
總結礦床地質、地球物理、地球化學及礦體特征,結合前人對該礦床成巖、成礦年代學、地球化學及流體包裹體方面的研究成果,認為本礦床成因應屬斑巖-矽卡巖型銅鉬礦床,并可能有后期熱液成礦作用的疊加。
根據銅鉬礦化成因、礦體賦存空間、蝕變與礦化的關系,本區礦化富集規律為:
(1)銅鉬礦化明顯受花崗斑巖及花崗斑巖接觸帶控制,即花崗斑巖中及上、下盤接觸帶是銅鉬礦化富集有利部位。
(2)北北西-近南北向隱伏斷裂構造是銅鉬礦體賦存有利空間,北北西向隱伏斷裂構造與近南北向隱伏斷裂構造交匯處控制厚大礦體。
(3)銅鉬礦體具有一定埋深,受一定標高控制,地表雖有出露礦化體,但含量較低,富厚礦體均賦存在700m~400m標高。
(4)銅鉬礦化富集程度主要與硅化關系最為密切,其次為鉀化;即煙灰色石英細網脈越發育礦化越好。
5.3.1 侵入巖標志
礦床發育于石炭紀花崗斑巖、花崗閃長巖脈與地層的內外接觸帶,侵入接觸帶是尋找礦床、礦(化)點的重要地段。
5.3.2 構造標志
北北西-近南北向隱伏斷裂構造,尤其是北北西向隱伏斷裂構造與近南北向隱伏斷裂構造交匯處,是本區尋找銅鉬厚大礦體一個重要的找礦標志。
5.3.3 蝕變標志
角巖化、鉀化、硅化、矽卡巖化是重要的地質找礦標志,本區蝕變分帶雖不明顯,但具有一定的規律,即外帶為綠簾石化,中帶為角巖化,內帶為硅化、鉀長石化。其次是矽卡巖化也是尋找工業礦體的近礦蝕變標志,孔雀石化、黃銅礦化、輝鉬礦化是地表直接找礦標志。
5.3.4 地層標志
中泥盆統北塔山組第二亞組地層,矽卡巖化灰巖(矽卡巖)、變質砂巖(角巖)、角巖化粉砂巖接觸帶,是本區尋找銅鉬礦化一個找礦標志。
5.3.5 地球化學標志
銅鉬異常濃集中心值較高地段。
5.3.6 地球物理標志
綜合希勒庫都克礦區的地質、物探異常特征,該區找鉬礦物探的模型為中阻-極化率高-低緩磁異常;找銅、金礦物探的模型為低阻-極化率相對高-中(或弱強)磁異常。
通過上述分析,建立希勒庫都克地區斑巖-矽卡巖型(銅)鉬礦找礦模型(表1)。

表1 新疆富蘊縣希勒庫都克地區斑巖-矽卡巖型(銅)鉬礦找礦模型