新疆哈密市寶域一帶銅礦成礦分期及成礦階段分析

王瑋琪 謝登科

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第六地質(zhì)大隊(duì) 哈密 839000）

1 礦區(qū)地質(zhì)

1.1 大地構(gòu)造位置

區(qū)域上位于東天山山脈的南部，大地構(gòu)造位置位于哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊（Ⅱ）、準(zhǔn)噶爾微板塊（Ⅱ1），以康古爾斷裂為界，劃分為兩個(gè)Ⅲ級(jí)構(gòu)造帶，康古爾斷裂以北為大南湖晚古生代島弧帶（Ⅱ110），康古爾斷裂以南為覺(jué)羅塔格晚古生代溝弧帶（Ⅱ111），寶域銅礦位于大南湖晚古生代島弧帶（Ⅱ110）（董連慧，2010）。

1.2 區(qū)域構(gòu)造

礦區(qū)位于覺(jué)羅塔格石炭紀(jì)弧間盆地，分布在康古爾深大斷裂以南至黃山、干墩、苦水一帶，本區(qū)屬該復(fù)背斜倒轉(zhuǎn)北翼邊緣。由干墩組、梧桐窩子巖組組成。地層倒轉(zhuǎn)向南，變形強(qiáng)烈，片理化發(fā)育，強(qiáng)糜接巖化，長(zhǎng)距離推覆運(yùn)動(dòng)。次級(jí)褶皺和斷裂極為發(fā)育，褶皺以緊密線狀褶皺為主。劍鞘狀褶皺發(fā)育。斷裂以北東東向擠壓逆斷裂為主，其次為北東向和北西向的壓扭性平推斷層。復(fù)背斜侵入巖大片出露，有超基性-基性巖、中性巖、酸性巖和偏堿性巖。海相細(xì)碧-角斑巖系廣泛分布，形成了火山-侵入雜巖系列，為島弧型鈣性系列。

2 礦體特征

寶域銅礦床共圈定出大小礦體13個(gè)，其中1號(hào)、8 號(hào)和10 號(hào)礦體為主礦體，其金屬資源量占礦區(qū)總金屬資源量的31.28%、14.48%、39.94%，合計(jì)占85.69%，其余均為小礦體，其金屬資源量占礦區(qū)總金屬資源量的14.31%。

（1）礦體全部產(chǎn)于三岔口復(fù)式巖體北側(cè)邊緣相帶石英閃長(zhǎng)（玢）巖中，形態(tài)多呈“透鏡體”及板狀。呈南東東向延伸，與巖體及區(qū)域構(gòu)造線的延伸基本一致。礦體傾向190°左右，傾角45°～65°。礦體規(guī)模大小變化比較懸殊，長(zhǎng)156～935 米，厚0.72～8.58 米。銅品位0.21～1.20%，礦床平均品位0.36%。主要礦體形態(tài)較簡(jiǎn)單，以似層狀為主，個(gè)別為透鏡狀。小礦體形態(tài)簡(jiǎn)單，多為透鏡狀、脈狀。

（2）礦體中1號(hào)、8號(hào)和10號(hào)礦體為主礦體，礦體走向南東東向，傾向南，傾角44.4°-51°，延伸310-370 米，埋深210-265 米。其余小礦體走向南東東向，傾向南，傾角45°-63°，延伸80-404 米，埋深64-343米。

（3）礦床以硫化銅低品位礦石為主，低品位礦石金屬資源量占礦區(qū)總金屬資源量的66.44%，平均品位0.29%；工業(yè)礦石主要集中于7號(hào)、10號(hào)礦體中，其金屬資源量占礦區(qū)總金屬資源量的33.56%，平均品位0.63%。

3 成礦分期及成礦階段

寶域銅礦床的成礦期次，按其共生礦物、蝕變特征及流體包裹體測(cè)溫資料大致分為三個(gè)成礦期，即巖漿晚期殘余氣液成礦期、巖漿后期熱液成礦期及表生成礦期。以巖漿后期熱液期為主要成礦階段。

3.1 巖漿晚期殘余氣液成礦期

在石英閃長(zhǎng)巖體成巖的晚期，從巖漿中分離出來(lái)的高溫?zé)崃黧w，從包體測(cè)溫結(jié)果及共生礦物黃銅礦、磁黃鐵礦及磁鐵礦的出現(xiàn)，推測(cè)其溫度為400-550℃，此時(shí)的熱液流體處于臨界或超臨界狀態(tài)，富含H2O、HCl、SO2、P2O5和稀土元素、堿金屬元素及金屬組分Fe、Cu和Mo等。熱流體沿巖體邊部在上升運(yùn)移過(guò)程中，對(duì)周?chē)鷰r石具有較強(qiáng)的萃取作用，使熱液體中的Cu、Mo 等組分含量進(jìn)一步提高，隨著溫度的降低，熱液體對(duì)圍巖交代的同時(shí)，所攜帶的金屬礦物亦發(fā)生沉淀，形成部分銅、鉬的稀疏礦化，同時(shí)形成稀土元素富集。本期以浸染狀礦化為主，伴生蝕變?yōu)楹谠颇富⑩c長(zhǎng)石化及微量電氣石化和鉀長(zhǎng)石化。

需要說(shuō)明的是，含礦石英閃長(zhǎng)巖體化學(xué)成分表明，巖石極度貧K2O而相對(duì)富Na2O，且鍶同位素的初始比值（Sr87/Sr86=0.704808±0.0051）與相鄰黃山基性、超基性相似，反映出它們可能為同源巖漿，形成深度大，屬幔源物質(zhì)經(jīng)過(guò)深部分異的產(chǎn)物，H2O 相對(duì)貧乏。故殘余巖漿中能富集的熱液也相對(duì)貧乏，由于熱液體量少，所以在運(yùn)移過(guò)程中所萃取的有用組分也就少，加之巖體規(guī)模較大，故造成相對(duì)分散，這些因素都對(duì)成礦物質(zhì)的大量富集不利。

由于熱流體系內(nèi)貧K2O，所形成的鉀硅酸鹽礦物亦少，故本區(qū)很少見(jiàn)到鉀長(zhǎng)石，僅在局部地段見(jiàn)云霧狀鉀長(zhǎng)石交代斜長(zhǎng)石的現(xiàn)象。相對(duì)較多的是黑云母化。由于熱流體總量少，所以黑云母化分布局限，只在熱流體活動(dòng)的斷裂破碎帶附近呈狹長(zhǎng)帶狀分布。

本期形成的銅（鉬）礦化特點(diǎn)之一是，絕大多數(shù)為稀疏浸染狀，偶見(jiàn)細(xì)脈浸染狀，多數(shù)不夠工業(yè)品位，且又很分散，常與黑云母化共生，金屬礦物為磁黃鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、輝鉬礦、磁鐵礦和鈦鐵礦等；另一特點(diǎn)是稀土元素相對(duì)富集，礦體中稀土元素總量遠(yuǎn)較非礦化巖石高，高倍鏡下，可見(jiàn)微粒狀獨(dú)居石或富含稀土元素的磷灰石。

3.2 巖漿期后熱液成礦期

隨著巖漿的逐漸冷凝固結(jié)，巖漿中的水越來(lái)越多，同時(shí)天水也開(kāi)始進(jìn)入巖漿巖體內(nèi)，天水的增加，使溫度下降，從流體包裹體內(nèi)主要為NaCl、CaCl2及一些富鈣的蝕變，推測(cè)此時(shí)的熱流體中可能是富H2O、Na、Ca及HCl、H2S的硅過(guò)飽和體系，由于天水的加入，熱流體總量較巖漿殘余熱液期的熱流體增多，便造成區(qū)內(nèi)大面積的綠泥石、綠簾石、絹云母化及礦區(qū)絹英巖化。結(jié)合不同成因石英中流體包裹體均一溫度及蝕變類(lèi)型估計(jì)，此時(shí)的熱流體的溫度可能為150～350℃，其中以150～240℃為主。

這種富鈉、鈣的硅過(guò)飽和熱流體，在運(yùn)移過(guò)程中捕獲了巖體中部分銅、鐵等金屬離子，同時(shí)由于此時(shí)的溫度更適合SO2中性分子轉(zhuǎn)化為H2S，H2S進(jìn)一步電離，電離出的硫離子與銅、鐵等結(jié)合成黃鐵礦或黃銅礦，沉淀在有利構(gòu)造部位，形成礦化體。由于溫度降低，流體萃取巖石中有用元素的能力降低，所捕獲的金屬離子的總量有限，加之巖體規(guī)模較大，分散性強(qiáng)，難以形成較大的工業(yè)礦體。疊加在早期礦化之上，則礦化明顯變富。隨著溫度的進(jìn)一步降低，熱流體中硅、鈣、鐵等組分先后結(jié)晶成石英或綠簾石，同時(shí)伴有黃鐵礦、黃銅礦的沉淀，形成石英、綠簾石金屬硫化物脈。此后流體中硅、鈣及銅等由于溫度降低，能量減少，所以常呈脈狀充填在節(jié)理和微裂隙中形成純金屬硫化物脈和石英、碳酸鹽硫化物脈。最后形成石英、玉髓硫化物脈，細(xì)小的輝鉬礦與黃鐵礦和玉髓共生，并有少量銀的碲化物沉淀。最后階段代表了低溫?zé)嵋撼傻V階段，結(jié)合流體包裹體測(cè)溫，推測(cè)熱流體的溫度約為70～150℃，本期形成的脈狀礦化的疊加，常使礦體明顯變富。

綜上所述，巖漿期后熱液成礦期有三個(gè)成礦階段：①石英綠簾石金屬硫化物階段，主要相當(dāng)于中溫?zé)嵋弘A段，礦石類(lèi)型以細(xì)脈浸染狀型為主。②石英碳酸鹽硫化物和純硫化物階段，溫度介于中-低溫?zé)嵋弘A段，礦石類(lèi)型以細(xì)脈充填型為主。③石英玉髓硫化物及少量的銀的碲化物階段，屬低溫?zé)嵋弘A段，礦石類(lèi)型為脈狀充填型。這三個(gè)成礦階段為寶域銅礦床中銅的最主要成礦階段。

3.3 表生成礦期

寶域銅礦床的表生成礦作用極不發(fā)育，這與該區(qū)所處的干旱少雨的半荒漠地理環(huán)境有關(guān)。所以表生作用微弱，氧化帶厚度約13米左右，黃鐵礦大多數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)楹骤F礦，銅的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)榭兹甘?，而無(wú)次生富集現(xiàn)象，故表生成礦作用在本區(qū)無(wú)實(shí)際意義。