新疆木壘縣博斯塘東砂巖型銅礦床特征及其成因分析

殷長江

（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）

1 成礦地質背景

調查區大地構造位于博格達晚古生代弧后裂陷盆地，成礦區帶位于準噶南緣（復合島弧帶）Cu－Mo－Au－W－Fe－Cr－Mn－RM－硼－沸石－石墨－玉石－磷－鹽類－滑石成礦帶（Ⅱ－4）博格達（弧后裂陷盆地）Cu－Zn－硼－油頁巖－磷成礦帶（Ⅱ－4－②）。調查區早石炭世處于拉張環境，以基性巖漿活動為主，形成本區南部廣泛分布的下石炭統七角井組玄武巖；晚石炭世本區地殼逐漸抬升，形成較為動蕩的淺海相沉積環境，表現為上石炭統柳樹溝組砂巖層在本區中部有一定的延伸；晚石炭世本區北部中央地塊開始活動，以中－酸性巖漿活動為主，火山機構發育，形成上石炭統巴塔瑪依內山組中－酸性巖火山巖及晚石炭世酸性巖體；區域上主要有海相火山熱液型銅礦(西地銅礦)、層控型砂巖銅礦（博斯塘銅礦）等。

2 礦床地質特征

博斯塘東銅礦區出露地層主要為上石炭統柳樹溝組一段凝灰巖、凝灰質砂巖夾粉砂巖,可見晚石炭世輝綠巖體出露，地層走向近東西向。兩翼為上石炭統柳樹溝組一段，南翼出露面積較少。

（1）礦體特征

博斯塘東銅礦共見1 個銅礦體。礦體控制長度700m，礦體厚度為1.9－2.2m。礦體傾向54－57°，傾角71－85°。賦礦巖石為黃鐵礦化、褐鐵礦化、硅化砂巖。銅品位2.32%－2.56%。

（2）礦石特征

礦石的結構以微粒狀結構為主，固溶體分解、交代結構次之；礦石的構造主要有稀疏浸染狀、斑點狀、細脈浸染狀。礦石主要金屬礦物有孔雀石。其次為微量銅藍、黝銅礦等，脈石礦物為長石、石英、方解石、絹云母等。

（3）圍巖蝕變

礦區圍巖蝕變發育，在礦體的上、下盤(以下盤為主)存在著較強的圍巖蝕變，主要蝕變類型有硅化、黃鐵礦化、碳酸鹽化，另外在地表氧化帶還存在褐鐵礦化、孔雀石化等。

3 礦床物化探特征

根據本次1∶5萬水系沉積物測量成果，礦區與博斯塘銅礦均位于HS－6 號綜合異常內，以Cu、Ag 異常為主，兼有As、Sb、Hg、Cd、Zn、Pb、W、Mo、B、Bi異常等，其中Cu、Ag、Pb、Zn、Cd套合較好，呈同心圓狀，次為低溫元素Hg、As、Sb 元素也有一定的分帶性。高溫元素W、Bi、Mo 在該綜合異常中雖有一定顯示，但異常規模、強度不大。以上，反映出異常所在區域經歷了從低溫到高溫的不同類型的成礦活動，具有很好的成礦條件。

為了解本區含礦性及含礦層位，部署了兩條地化剖面及相應的激電磁法剖面，根據地化剖面測量成果，Cu、Ag、Pb、Zn、Mo 等元素明顯在本區富集，且相關性較好。異常寬度150－250 米，地表對應為凝灰巖、含礫凝灰巖及銅礦體。其中Cu 峰值為814ppm，Ag峰值為49.5ppm，Pb峰值為117ppm，Zn峰值為91.2ppm，Mo 峰值為24.6ppm，且各峰值都分布在銅礦體及其附近。

根據物探剖面的測量成果，HS－6－1 剖面340－400點段，為低磁、低阻高極化特征，△T值在－10－10nT范圍跳動，視電阻率值在0－500Ω·m范圍跳動，視極化率值最大為3.83%，對應地表銅礦體，推斷該段異常由地表銅礦體引起。

HS－6－2：該剖面△T 曲線、視電阻率曲線、視極化率曲線均較平直，曲線波動范圍較小，曲線未出現明顯異常。

綜上所述，博斯塘東銅礦地球化學特征、地球物理特征和成礦地質條件均顯示，具有一定的找礦潛力。

4 礦床成因分析

晚石炭世早期，博格達地區重新進入擴張機制，晚石炭世晚期，裂陷盆地轉入聚合階段，發生于晚石炭世末期的華力西構造運動使包括本區在內的博格達弧后裂陷盆地褶皺回返而陸殼化，在陸殼化的過程中為形成以陸源碎屑為主的淺海相砂巖型銅礦創造了條件。上石炭統對柳樹溝組是以陸源碎屑為主的淺海相沉積巖，前人已發現的博斯塘銅礦和本次新發現博斯塘東銅礦均位于上石炭統柳樹溝組砂巖中，為淺海相砂巖型銅礦，并對其成因進行了研究，建立了成礦模式，本區淺海相砂巖型銅礦成因分析如下：

（1）成礦物質來源：本區下石炭統七角井組主要由玄武巖和基—中基的火山碎屑巖組成，根據下石炭統七角井組地球化學特征表明，Ni、Co 元素富集，Cu、Zn、Sn、Cd 等元素處于相對均勻分布狀態，同時下石炭統七角井組在區域上和本區分布有較多的銅礦床、銅礦點和銅礦化點，因此下石炭統七角井組，為本區的淺海相砂巖型銅礦提供了最初始的成礦物質來源。

（2）成礦元素的風化與搬運作用：銅元素在基性巖中主要以類質同象分布于黃鐵礦、黃銅礦和基性巖其它富含鐵鎂質的礦物中，銅元素要從基性巖中風化出來，在風化的過程中，除化學方式外，微生物在風化中也扮演了重要的角色，如微生物參與的黃鐵礦的風化方式:

通過微生物的參與，同樣銅元素也被風化，以CuSO4，Cu(OH)2，CuCO3，CuCl2等溶于水中被河流搬運，同時部分銅元素也與有機質結合形成有機絡合物而被河流搬運，在銅元素以可溶態被河流搬運的過程中，遇見砂礫和黏土成分時，一部分銅也被砂礫和黏土吸附，以懸浮態被河流一起搬運，同時河流中的有機物也能吸附部分銅元素而搬運。

（3）銅元素的沉淀作用：在河流進入淺海之前的三角洲中，由于水動力條件的減弱，相對進入一個較穩定的沉積環境，吸附含銅砂礫和黏土開始沉淀，同時隨著水體中PH值和氧化－還原條件的變化，水溶液中的銅開始沉淀，CuCO3形成孔雀石，Fe元素一部分形成褐鐵礦，與砂質沉積物一起沉淀，其中部分Cu、Fe元素從水中氧化條件進入水下還原條件，在還原微生物的作用下，Cu、Fe 元素銅元從可溶態再轉化為固態的黃銅礦和黃鐵礦，在一定條件下，從地表水中沉淀一些銅元素，隨著水位條件的變化，和沉積物的加厚，使得含銅沉積物中含銅量進一步富集，進一步向淺海提供含銅的陸源碎屑物，在淺海的氧化環境下形成含孔雀石、銅藍和褐鐵礦等氧化礦物的紫色砂質沉積物，在此過程中微生物對Cu元素有一定的富集作用，因此也形成與沉積環境相一致的條帶狀，層紋，斑點狀銅礦石，總體含礦沉積物處于淺海氧化環境。

（4）成巖與成礦作用：沉積物進一步壓實而成巖，有利于成礦，成礦流體來源于地層中的熱鹵水、建造水、孔隙水、上升水，而且成礦流體在成礦地質體中運移、沉淀，主要由具還原性的流體與早期已形成的紫色氧化環境下形成的含礦地質體進行交代作用，形成淺色到紫色的分帶性，銅礦體、礦化體就位于其中的過渡帶，總體位于淺色帶中，形成部分浸染狀結構的銅礦石。

（5）后期改造作用:由于后期構造作用和巖漿作用對淺海相砂巖型銅礦有一定的改造和加富作用，因此形成一些與熱液活動有關的硅化，碳酸鹽化和脈狀礦石。