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摘要 :经过对银帮山地区铜矿和金矿矿产资料的分 析,得出了以下关于韧性剪切金矿带和受火山活动制约的 早石炭世阿奇山组铜矿的成矿特点与规律。随着火山活动 不同阶段的出现,会形成不同类型的铜矿,比如火山喷发 沉积型(景峡),火山沉积型(银西山),火山热水沉积型(银 帮山),次火山岩型(寨北山),角岩型(寨南沟) 以及早石 炭世雅满苏组火山沉积— 改造型铅锌矿(白干湖)。这些已 发现的矿产只是银帮山区域矿产的一小部分,暗示着潜在 丰富铜矿和金矿蕴藏。考虑到以往地质工作的相对不足, 说明该区域铜矿和金矿具有广阔的找矿前景和开发潜力。
关键词:山岩型铜矿,韧性剪切带型金矿,银帮山地,新疆
银帮山地区位于新疆哈密市东南方 150km处,是东疆戈壁东部边缘的低山丘陵地带。其大地构造属于觉洛塔格 晚古生代裂陷槽南侧的次级构造单元—雅满苏—沙泉子 裂陷槽。这个裂陷槽的火山构造可以大致划分为南隆(火 山穹窿带) 和北洼(火山凹陷带) 两个次级火山构造。银帮 山地区是北部火山凹陷中的四个火山凹(断)陷盆地之一 (从西向东排列依次是 371 火山凹陷盆地、景峡—铜鱼梁 火山凹陷盆地、白干湖火山凹陷盆地和银帮山火山凹陷盆 地)。通过综合分析和研究银帮山地区铜矿和金矿的区域 性地质和矿产资料,并结合近年来对铜矿和金矿的地质勘 查经验,我们进一步探讨了它们的成矿特点和规律,并建 立了成矿模型,拓宽了找矿思路,为更好地实施成矿预测 提供了基础。
1 代表性矿床(点)简介
1.1 寨北山次火山岩型铜矿
寨北山铜矿位于银帮山铜多金属矿以东五千米处,位 于双井子乡(白山泉铁矿) 以西 35km处。与银帮山铜多金 属矿同处在雅满苏铁铜铅锌金成矿带的东段。
1.1.1 地层
地层总体走向为北东东向,倾角23°~ 65°, 北缓 南陡。寨北山的沉积岩由凝灰质砂岩过渡到正常沉积的砂 岩、砂质灰岩,其中夹有英安质凝灰岩。主要出露地层为 下石炭统阿奇山组第一岩性段(C1a1),主要岩性为灰色 - 灰绿色英安斑岩、霏细斑岩、英安质凝灰岩、凝灰质砂岩 夹褐黄色硅质灰岩、砂质灰岩。
1.1.2 构造
矿区总体显示为一走向北东、向南西倾斜、具中等倾 角、东宽西窄的火山穹窿构造,它以安山玢岩为核心两侧 被凝灰岩包围,在较宽地段呈现格状、菱格状断裂,乃为 矿体的赋存部位。通过钻孔得知矿体呈脉状向深部延深大 于 500m。
1.1.3 侵入岩
含矿岩体主要有安山玢岩体(次火山岩),位于该区 域的中部,走向北东 30°~ 40°, 其产状向南倾,倾角 40°~ 60°。花岗岩体分布于调查区的东南侧,其出露面 积较大, 产状向北缓倾, 岩体与石英角斑质凝灰岩的接触部 位见有孔雀石化及铅锌矿化。岩脉以闪长岩脉、辉绿岩脉为 主,还有少量霏细斑岩脉、流纹斑岩脉、安山玢岩脉等。
1.1.4 矿(化)体分布特征
铜矿体主要赋存于下石炭统阿奇山组第一岩性段的 安山玢岩体中。矿体南倾,矿化带走向北东 35°~ 50°, 倾向南东,倾角 42°~ 75°, 矿化带长 400 余米、宽 100m ~ 200m。地表铜矿化明显,充填于多组构造裂隙 中,金属矿物主要有孔雀石、黄铜矿、镜铁矿等。北东向 矿化体走向在 35°~ 50°, 倾向南东,倾角42°~ 75° ; 北西向矿化体走向 300°~ 320°, 倾向南西,倾角 35°~ 55° ; 南北向矿化体倾向向东,倾角近直立。构成 棋盘格状、网脉状矿化体群,表明矿化是受深部岩体向上 侵入时,产生构造裂隙应力变换系统。综上所述,寨北山 矿化地表与深部矿体是一致的,显示了应属次火山岩体顶 端高位格状裂隙系统控矿之特点次火山岩型斑岩铜矿床。
1.2 银帮山火山热水沉积型铜金矿
银帮山铜金矿区位于哈密市双井子乡(白山泉铁矿) 以西40km处。居于银帮山盆地近中心部位, 具区域性的银 帮山—水峡子韧性剪切带从矿区的南侧通过。
1.2.1 地层
银帮山主要出露地层为石炭系下统阿奇山组(C1a),是 一套以酸性火山岩为主, 夹喷流岩、碳酸盐岩的海相火山岩 系,区域上可分四个岩性段,在本区全部出露,主要岩石有 石英角斑质凝灰岩、石英角斑质含角砾凝灰岩、石英角斑质 火山角砾岩、石英角斑岩、喷流沉积岩(硅质岩、大理岩)。
1.2.2 构造
银帮山—水峡子断层通过槽探揭露为向南倾,倾向135°~ 165°, 倾角为41°~ 70°。以该断层为界构成南 北两个不同的地质、地球化学、地球物理场,北部以富含 黄铁矿高钾酸性火山岩、沉积岩为主,地球化学场的元素 为Au-As-Sb-Mo-Cu-Pb-Zn-W-Ag为主, 金异常范围大, 而 铜异常范围小 ;激电异常强度大(3% ~ 8%),分布范围 广(近 3km2),激电异常与磁异常偏离。磁异常多显示出与 中基性岩体有关 ;南部火山岩有中基性、酸性火山岩,成 分较复杂, 少硫化物。
1.2.3 侵入岩
矿区内岩浆岩发育,以岩体、岩株、岩脉状产出主要 分布于工作区的东侧和南侧,较大的岩体为花岗岩和闪长 岩体。花岗闪长岩呈小岩株状分布于银帮山铁矿点的东 部 ;岩脉以闪长岩脉和花岗斑岩脉为主。根据物探重、磁 的测量成果,推测北部广大第四系掩盖区 70% 的面积被花 岗岩、闪长岩体占据。
1.2.4 矿化特征
地表矿石主要以铜的氧化矿物为主,局部见星点状黄 铜矿,主要金属矿物为孔雀石、褐铁矿、黄钾铁矾、黄铁 矿、黄铜矿等,孔雀石呈被膜状、星点状 ;褐铁矿为黄铁 矿氧化产物,多为蜂窝状、皮壳状 ;黄钾铁矾为黄铁矿氧 化产物,多为粉末状 ;黄铁矿多为星点状分布。矿石具有 他形粒状结构,脉状、星点状构造。深部矿石主要为铜的 硫化物,主要金属矿物为黄铁矿、黄铜矿、局部在黄铜矿 的边部有少量斑铜矿。
2 地质构造划分
银帮山地区的地质构造应被归类为“火山断陷盆地”。 它位于苦水韧性剪切带和沙泉子深大断裂之间,是一个由 断陷形成的火山盆地。该地区可以被从北向南分为以下几 个次级构造单元。
①野马山(苦水断裂东段) 韧性剪切带。这个剪切带 的走向为北东东,倾向为向北陡倾。断裂带的宽度超过 1 公里,属于由北向南的逆冲式推覆性断裂。该断裂带的上 盘是下石炭统干墩组,岩石类型包括砂岩、板岩、千枚岩、 粉砂岩和碳质岩。下盘推测为下石炭统雅满苏组褐红色火 山沉积碎屑岩。在断裂及其影响带上,可以特别识别出石 英脉、各种中基性岩脉、花岗岩体和岩脉作为特殊的岩性 标志。
②银帮山次级火山断陷盆地。它位于野马山和银帮 山—水峡子两个韧性剪切带之间,是银帮山地区构造的核 心。在此地区发育着阿奇山组的第三和第四岩性段,主要 由海相火山沉积 - 热水沉积岩组成,而雅满苏组的褐红色 砂岩和粉砂岩则构成了盆地的核心地层。
③银帮山—水峡子韧性剪切带。它实际上是沙泉子深 大断裂北侧的一个次级断裂分支,也是刘家泉—水峡子韧 性剪切带的东段。它的存在具有分割次级构造单元和形成 矿床的特点。该断裂带的走向近东西, 倾向南, 倾角陡, 将 银帮山地区分为两部分。南侧火山穹窿带上发育着阿奇山 组的第一和第二岩性段,其中产出以火山机构为控矿特点 的次火山岩型、角岩型和脉型铜矿。
④寨北山 -803 火山穹窿带。它位于银帮山—水峡子东 段韧性剪切带的南侧,广泛发育着阿奇山组的第一和第二 岩性段。中基性熔岩、次火山岩和凝灰岩是该地带的主要 地层。在这个区域内,可以发现许多火山机构发育的次火 山岩(如安山玢岩、英安斑岩和流纹斑岩),还发现了线形 断裂构造、环形构造和放射状构造。
⑤寨南沟—白金沟山的海西中晚期花岗岩—闪长岩 带。它们似乎是以火山穹窿为侵入的地质构造空间,并显 示出多期次侵入的特点。这些岩体以岩株和岩钟的形式出 现在火山穹窿带上,相对集中在包括寨北山北部、白金沟 山东部和红柳井南西部的区域内。
⑥白山泉早石炭世上叠盆地。它位于沙泉子断裂南侧 的白山泉地段,在中天山变质岩带和中元古代星星峡群的 上方。在这里,早石炭世的火山盆地岩石被上覆着,主要 是火山碎屑岩和气液热水沉积岩。在白山泉地段,产出了 气-成热水沉积的白山泉赤铁矿。
3 矿产与成矿
3.1 金矿
截至目前了解金矿产于韧性剪切带中,以石英脉、构 造蚀变带、破碎中性脉岩为含金载体。论述区有三条韧性 剪切带(断裂),同时构成三条韧性剪切带型金矿带,即野 马山韧性剪切带金矿—野马山小型金矿及众多含金矿化 体 ;银帮山 -水峡子韧性剪切带金矿—水峡子小型金矿及 众多含金矿化体 ;泉东山 -岳飞井韧性剪切带金矿—泉东 山、岳飞井小型金矿。
3.1.1 韧性剪切带金矿的“共性”特征
①依赋于韧性剪切带,尤其是高应变带更易于成矿, 在主断裂带上金矿具有走向分布的等距性,在多组断裂构 造交汇区大多可使金矿体定位。②依赋于中酸碱性岩浆 岩、脉岩,在岩体内外构造接触带、脉岩上下盘、破碎带、 片理化带,尤其是硅化、黄铁矿化蚀变带利于成矿。③东 疆韧性剪切带型金矿,特别是具有工业价值的金矿,以石 英脉型、构造蚀变岩型为主,截至目前还未发现成因与糜 棱岩、千糜岩直接有关金矿。④金矿体一般而论,地表形 体小延伸短,厚度不大,金品位不高,但向深部大多金矿都有增厚变长的趋势,较多金矿体倾向延伸大于走向延 伸,有时达数倍。⑤围岩蚀变是发现和评估金矿成矿的重 要因素,该型金矿的硅化、黄铁矿化是金矿存在的有利标 记。⑥相同相似的地球化学场, 以Au-Ag-As-Sb-Hg-Cu-Pb- Zn-W-Mo-Cr-Ni-Co 等为主的元素组合, 在具有工业前景 的矿区元素多具有分带性, 表现为As-Sb-Ag-Hg——Au- Cu-Pb-Zn——Mo-W等元素自地表向地下过渡分带,大多 本类型金矿地表多以As-Sb-Hg-Ag元素组合为主,显示金 矿的头晕性质,间接说明该区域大多金矿埋深较大,故要 加强深部地质勘查方能突破工业远景。⑦相同相似的地球 物理场,一般情况下金矿多处于中高极化,中高阻,低磁 物理环境。磁电异常表现出两种配置状态,即磁电同现和 磁电侧现, 显示磁性体与导电体的重叠和相伴。
3.1.2 金矿的“异性”特征
三条韧性剪切带分别处于不同的构造单元、不同的时 代和围岩条件 :野马山韧性剪切带属苦水断裂的一段,成 矿围岩为下石炭统干墩组千枚岩, 板岩, 砂岩, 粉砂岩。银 帮山—水峡子韧性剪切带属刘家泉—水峡子断裂东段,成 矿围岩以阿奇山组中基性火山沉积岩、熔岩、中酸性凝灰 岩为主。泉东山—岳飞井韧性剪切带属沙泉子深大断裂上 盘的次级平行断裂——刘家泉断裂东段,成矿围岩为华力 西中期花岗岩和中元古代星星峡群变质岩(片岩、片麻岩、 碳酸盐岩)。
3.2 铜矿
阿奇山组与雅满苏组反映了下石炭世火山演化的具 体过程和火山旋回的更替序次以及与成矿的关系。主要地 层与含矿层序由老到新依次为。第一岩性段,灰绿色英安 质晶屑凝灰岩,深灰色安山岩、安山玢岩,霏细斑岩夹凝 灰质砂岩及薄层亮晶灰岩。寨北山次火山岩型(安山玢岩) 铜矿、803 铜矿产于其中。第二岩性段,浅灰黑—灰褐色 玄武岩,灰色辉石安山岩,灰绿—浅紫红色安山岩、英安 岩,安山质凝灰岩,火山角砾岩,流纹质熔岩夹少量凝灰 质砂岩、灰岩透镜体。景峡铜矿(区外)定位在玄武岩与凝 灰岩过渡层中。第三岩性段,灰绿色凝灰质砂岩,凝灰质 岩屑砂岩,砂砾岩,硅质粉砂岩,硅质岩,碳酸盐岩,重晶 石岩及少量安山质火山角砾岩,含砾晶屑凝灰岩,属本区 火山沉积—火山热水沉积含矿层位。如银西山火山沉积型 铜矿,银帮山火山热水沉积铜锌金多金属矿点。第四岩性 段 :灰绿色中基性晶屑玻屑凝灰岩,安山岩,玄武岩,流 纹岩, 霏细斑岩夹凝灰质砂岩、含砾砂岩及灰岩。
4 银帮山地区蕴矿前景
通过对区域矿产的简要描述,可以看出铜矿和金矿是该地区最有前景的两种矿种。铜矿属于火山成矿系统,形 成于早石炭世的火山活动阶段。根据不同的火山旋回、岩 石构造、火山构造以及火山岩中的元素聚集和地球化学特 征,在早石炭世的火山岩中形成了与之相匹配的铜矿成矿 类型。根据火山活动阶段,本地区的铜矿成矿可分为以下 几个阶段。
①火山喷发沉积阶段。景峡火山喷发沉积型铜矿(区 外),主要产于阿奇山组第二岩性段玄武岩与凝灰岩的过渡 层位中,矿体集中在走向东西的箱状构造的两翼,矿石矿 物以黄铜矿、黄铁矿为主, 除先期同生沉积铜矿层外, 在箱 状构造南翼也有北东东向后期石英、黄铜矿、辉铜矿脉。
②火山沉积阶段。银西山铜矿可作为该阶段铜矿成矿 的代表, 主要产于阿奇山组第三岩性段火山角砾岩中, 矿化 层稳定延伸超过 1000m,宽度3m ~ 10m,矿石矿物为辉铜 矿、镜铁矿, 以星点状、细网脉状充填在角砾岩胶结物中。
③火山热水沉积阶段。银帮山铜锌金多金属矿。
④火山侵出阶段。寨北山次火山岩(安山玢岩)型铜矿。
⑤火山侵入阶段。寨南沟金铅锌矿。
金矿的成矿受到韧性剪切带的控制,属于构造成矿系 统。具体而言,需要在野马山、银帮山 -水峡子和泉东山 - 岳飞井三个韧性剪切带上进行找矿, 再详加考究。
①野马山金矿位于野马山韧性剪切带上,这个韧性剪 切带是新疆最重要的康古尔—苦水韧性剪切带的东段-苦 水断裂。该断裂已经在西段发现了翠岭小型金矿、苦水小 型金矿和野马泉西中型金矿。除了北东向的储矿断裂,近 东西断裂也表现出良好的含矿性, 勾画出三个金化探异常。
②银帮山—水峡子韧性剪切带上的水峡子小型金矿已 经开发多年,在 100m深处发现了多条金矿脉,个体较大, 品位丰富, 且深部优于地表。
③泉东山—岳飞井韧性剪切带上的金矿以石英脉和构 造蚀变岩为含矿载体,通过开采揭示出两种含金地质体同 出一带,相互过渡且替代与消长明显。
综上所述,根据本文的地质矿产情况,并结合区域成 矿特点和规律,对铜金矿的成矿前景进行了预测。在铜矿 方面,重点应放在火山沉积—次火山岩阶段铜矿的找矿与 评价上。具体来说,在银帮山火山断陷盆地中,应关注与 火山热水沉积有关的“块状硫化物”铜锌金多金属矿和寨 北山 -803 火山穹窿带上与火山构造有关的次火山岩型铜 矿的工业开采和远景发展。
(作者单位 :中化地质矿山总局新疆地质调查院)
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