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摘要 ：木垒县西地铜矿区位于哈萨克斯坦—准噶尔 板块(Ⅰ级) 准噶尔微板块(Ⅱ级) 博格达晚古生代裂陷槽 (Ⅲ) 的东部。该区域的地层主要为石炭系上统地层和沟谷 中的第四系。研究表明，该矿床是中低温热液成因的铜矿 床，地质构造复杂，经历了频繁的岩浆侵入作用。矿区内 发育有华力西中期的辉绿岩和花岗岩。
关键词 ：西地铜矿,地质特征,成因探讨,成矿规律
1 区域地质特征
1.1 地层
研究范围内的地层主要包括石炭系上统地层和沟谷 中的第四系。其中包括上石炭统缪林托凯陶山组第三亚 组(C2mc)，该亚组仅在矿区的西北角分布，岩性主要为肉 红色、紫红色的流纹岩、石英斑岩和霏细岩，局部地段转 变为酸性火山角砾岩。上石炭统沙雷塞尔克组第二亚组 (C2sb)广泛分布于区域的西南角，岩性为紫红色、紫色的 杏仁状安山玢岩，夹英安质凝灰熔岩。上石炭统沙雷塞尔 克组第三亚组(C2sc)呈北西向长条状分布于区域的西南 部，与下部的沙雷塞尔克组第二亚组接触，与上部的杨布 拉克组整合接触，岩性为深绿色英安斑岩和紫灰色、灰绿 色安山岩夹层。上石炭统杨布拉克组(C2y)广泛分布于矿 区范围内。
1.2 构造
西地铜矿位于博格达晚古生代裂陷槽中，该裂陷槽发 育有区域性的大断裂构造和复背斜构造，这些构造控制着 成矿带的空间分布。区域性断裂的次级断裂则具体控制着 内生矿产的产出部位以及矿体的形态和产状。西地铜矿区 的铜矿体主要位于地东向斜的次一级背斜构造的北东翼 的断裂破碎带中。
1.3 侵入岩
该区域的侵入岩主要为辉绿岩，少量为花岗岩。辉绿 岩形成于华力西中期的第二次侵入事件(βμ42b)，是主要控矿因素之一。辉绿岩主要集中分布于区域中部，呈岩席状 顺层侵入，此外还有一些脉状辉绿岩分布。铜矿主要分布 在断裂带通过的辉绿岩体附近。斑状斜长花岗岩形成于华 力西中期的第二次侵入事件(βμ42b)，仅少量分布在区域的 西北边缘，为小规模产出，与矿区内的成矿关系不大。钾 质花岗岩形成于华力西中期的第三次侵入事件(4γ2c)，仅 分布在区域的西北角，沿着上石炭统缪林托凯陶山组第二 亚组和杨布拉克组的接触界面侵入，呈长条状产出，在侵 入接触带上有轻微蚀变， 但无矿化现象。
1.4 变质作用
(1)区域变质作用。区域变质主要发生在下石炭统和 上石炭统地层中。主要变质岩为片麻岩、片理化砂岩、长 英质砂岩、变质凝灰质砂岩等。原岩结构基本保留，总体 为低绿片麻岩相变质类型。
(2)热接触变质作用。多发育在侵入岩的内外接触带， 特别是外接触带围岩变质更为明显。辉绿岩与火山碎屑岩 的接触发育有角岩化， 常见有钠长石石英角岩。
(3)动力变质作用。多沿断裂发育，沿断裂破碎带形 成断裂角砾岩和斑理岩，并伴有绿泥石化、钠长石—绿泥 石化。此类断裂蚀变带常有铜矿(化)体出现。
2 矿区地质特征
2.1 地层
矿区内广泛分布上石炭统杨布拉克组(C2y)，岩性主 要有深灰色、灰绿色凝灰质砂岩、细砂岩、砂岩不均匀互 层，以及少量炭质砂岩、泥质岩等。各类砂岩成分无多大 差异， 碎屑物有石英(10% ～ 35%)、长石(5% ～ 25%)、 安山岩屑(2% ～ 15%)，还有少量云母、黄铁矿、褐铁矿、 方解石等组成 ;硅质、泥质结合物中还有较多的绿泥石 (5% ～ 25%)。碎屑结构呈块状片状构造。碎屑磨圆度较 差，小范围内还有明显的沉积分选韵律。根据岩性和粒度 的变化特点，自下而上分为七层。第一层 C2yl 黄绿色片状凝灰质砂岩 ;第二层 C2y2 下部为黄绿色凝灰质中粒砂岩夹 凝灰质砂岩 ;上部为灰黑色凝灰质砂岩夹黄绿色凝灰质细 砂岩 ;第三层 C2y3 下部为银灰色凝灰质中粒砂岩，上部为 黄绿色凝灰质细砂岩夹凝灰质砂岩 ;第四层 C2y4 下部为黄 绿色凝灰质中粒砂岩，上部为灰色硅化凝灰质砂岩 ;第五 层C2y5 深灰色硅化凝灰质中粒砂岩夹灰色凝灰质细砂岩 ; 第六层 C2y7 黄绿色灰绿色凝灰色中粒砂岩细砂岩及少量凝 灰质细砂岩。第七层 C2y7 分两个亚层 ：分别为 C2y7-1 黑色炭 质凝灰质砂岩与细砂岩互层。C2y7-2 黑色炭质凝灰质砂岩。 第八层 C2y8 底部为黄绿色凝灰质中粒砂岩，顶部为灰色钙 化凝灰质砂岩。
2.2 构造
2.2.1 褶皱构造
矿区为一背斜构造，背斜核部出露地层为上石炭 统杨布拉克组第四层(C2y4)，两翼出露地层为上石炭统 杨布拉克组第五层(C2y5)至第八层(C2y8)，背斜轴向为 325°~ 335°, 轴面倾向北东，倾角 78°~ 80°, 背斜北 东翼倾角 70°~ 82°, 南西翼倾角 60°~ 84°, 背斜的 转折端位于矿区的北西部，核部为一压扭性断层，北东由 于辉绿岩的大面积侵入，使得两翼地层出露不对称。背斜 构造为矿区成矿热液的运移提供了良好的通道，对空间展 布起着一定的控制作用，西地铜矿各矿体集中产于该背斜 的北东翼地层与辉绿岩的接触带。
2.2.2 断裂构造
矿区内的断裂构造相对发育，地表上共发现了 6条主 要断裂。其中，F2、F4 断裂对矿区的控矿起着重要作用， 它们为成矿热液的运移和矿物富集提供了良好的空间。下 面将分述各个断裂构造的特征。
F1 断层。该断裂中段一小部分穿过了矿区的南部，与 矿床的最近距离为250m， 两端延伸到了区外远离矿区。
断裂面呈微向南凸出的直线状，长约2000 多米，北 西段有波状弯曲，走向为 280°~ 300°, 总体走向为 290°, 与矿脉的走向夹角为40°。断裂倾向北东，倾角为 80°~ 82°, 是一条高角度的压扭性断裂。断裂带的破碎 蚀变带宽度为 1m ～ 5.5m，断裂带内出现了压扁角砾岩、 糜棱岩、断裂泥等，强烈的褐铁矿化、硅化、绿泥石化、高 岭土化、滑石化、碳酸盐化现象也十分明显。原先的岩石 完全蚀变为滑石、绿泥石岩和滑石白云岩，但在断裂带上 并未发现铜矿化。因此， 该断裂与成矿无直接关系。
F2 断层。作为 F1 断裂的分支断裂，其走向与 F1 断裂夹角约为40°, 总体走向为 325°, 倾向北东，倾角为 61°~ 81°, 是一条倾向的压扭性断裂。断裂带的宽度为 1.10m ～ 4.00m，其中出现了糜棱岩褐铁矿化、绿泥石化、 高岭土化、碳酸盐化现象，局部还有硅化、绿泥石化和孔 雀石化。矿区内几乎所有的矿体均存在于这条断裂带的破 碎蚀变带中。
F3 断层。这是一条北东向的平移断裂，结构面平直， 破碎带宽度并不大。糜棱岩化较强的破裂面东盘南移。这 条断裂的形成对矿体和地层的连续性造成了破坏，是成 矿后期形成的。
F4 断层。位于矿区背斜的东翼， 总体走向为 330°, 倾 向北东，倾角为 80°~ 86°, 是一条高角度的压扭性断裂。 破碎带宽度为0.55m ～ 9m，中间部分较宽，两端较窄。断 裂带内的岩石出现了强烈的挤压破碎和高岭土化、碳酸盐 化现象，同时也发育有劈理、片理和石英脉。这条断裂与 成矿无直接关系。在TC15探槽附近的中段， 可以看到滑石 绿泥石岩为主，次为构造角砾岩、压扁岩、断裂泥和浅黄 色的高岭土化粉细砂岩。断裂两侧还可见到派生的小裂隙 和受拖拽特征的岩层。破碎带内发生了强烈的褐铁矿化、 绿泥石化、高岭土化、碳酸盐化， 局部还有硅化、滑石化和 孔雀石化， 但未发现矿化的存在。
F5 断层。位于矿区背斜的东翼，是F1 断裂的分支断 裂，被F1 平移断裂截断向北东错动。该断裂大部分被第 四纪残坡积物覆盖。总体走向为 332°, 倾向南西，倾角为 61°~ 70°。这是一条倾向的压扭性断裂，破碎带宽度为 1.10m ～ 2.0m，内部特别发育了硅化和绿泥石化脉，但未 发现矿化的存在。
F6 断层。位于矿区背斜轴部位，延伸到了矿区外部。 在平面上呈舒缓波状，总体走向为287°, 倾向北东，倾角 为 70°~ 80°。断裂带内的岩石受到了强烈的挤压破碎 和高岭土化、碳酸盐化的影响，同时还发育有劈理、片理 和石英脉。这是一条压扭性断裂。
2.3 岩浆活动
矿区内没有深成侵入岩露出，但华里西中期浅成侵入 的辉绿岩广泛分布在矿区的北东部和北西部，约占矿区总 面积的 50%。
辉绿岩岩体的产状与地层基本一致，随地层的褶曲而 弯曲，部分与横向交错，总体走向是北北西，倾角上陡下 缓，约为 70° ~80°。岩体分异程度较好，从中部向边缘 可以清楚地看到由粗粒到细粒的变化规律，即中部为粗粒， 向两侧渐变为中粒， 边缘则是细粒、微晶。与接触带的 中粒砂岩发生了角岩化，接触带沿线分布有不连续的钠长 石石英角岩。
2.4 变质作用
矿区内变质作用较为弱化，变质作用的类型有区域变 质作用、热接触变质作用和动力变质作用。
区域变质作用主要发生在上石炭统杨布拉克组地层 内，主要变质岩石为片理化砂岩、片理化、千枚岩化粉砂 岩，原岩结构和矿物成分基本保留，其特点是泥质成分发 生明显变质，碎屑质发生轻微变质，总体为低绿片岩相的 变质类型。
热接触变质作用发生在华里西中期浅成侵入的辉绿岩 的外接触带围岩中，接触带沿线有不连续分布的钠长石石 英角岩， 矿物成分以石英和钠长石为主， 含有少量绿泥石， 从结构上可以清楚辨认出原岩是中粒砂岩、细砂岩。
动力变质作用主要表现为沿断裂带发育，主要有断层 角砾岩和糜棱岩。
2.5 围岩蚀变及蚀变岩
2.5.1 围岩蚀变类型
矿区中围岩蚀变发育，在矿体内及上、下盘(以下盘 为主)存在较强的围岩蚀变，主要蚀变类型包括绿泥石化、 硅化、滑石化、黄铁矿化、褐铁矿化、碳酸盐化、孔雀石化 等。绿泥石化分为两种类型。第一类绿泥石化，绿泥石呈 黄绿色或浅黄—浅黄绿色，呈鳞片状或纤维状，基本上不 侵袭砂屑，在矿区及其外围广泛分布，属于区域变质的结 果 ;第二类绿泥石化，绿泥石为浅绿色或接近无色，呈团 粒状或粒状，颜色单一均匀，不仅交代胶结物，还交代砂 屑，成分上富含镁而低含铁，是绿泥石化的最终产物，是 典型热液交代的结果，与成矿有密切关系。硅化分为强度 硅化和轻度硅化两种类型。黄铁矿化是矿体及附近围岩中 常见的热液蚀变，主要发生在矿体的顶板和底板围岩中， 常与硅化和绿泥石化共同出现，黄铁矿多呈半自形或块 状，少量为晶状，通常以细脉浸染状或星点浸染状分布， 是本矿区重要的找矿标志之一。
碳酸盐化广泛分布于矿区中所有岩石中，在辉绿岩中 呈微晶或集合体分布在长石的裂隙和晶体面上，整个长石 被方解石交代。在围岩中表现为先交代胶结物，然后交代 砂屑。
2.5.2 热液蚀变岩
当绿泥石、绢云母蚀变特别强烈的地方，往往形成绿 泥石蚀变岩或绿泥石绢云母蚀变岩。这些蚀变与铜、锌矿 化密切相关。
含铜绿泥石蚀变岩。呈深灰色，鳞片状结构，块状或 定向构造，矿物组成非常简单，主要为绿泥石。绿泥石呈 鳞片状—片状集合体。粒径很细，0.01mm ～ 0.06mm±。 金属矿物分布在其集合体中。
含铜角砾状碳酸岩。灰白色，呈角砾状结构，块状或 层状构造，矿物组成较简单，主要为方解石，金属矿物为 黄铜矿。浸染状分布。
绿泥石绢云母蚀变岩。岩石呈深灰绿色，结构细，矿 物组成很简单， 主要由绿泥石和绢云母两种矿物构成。
3 矿体特征
3.1 矿体产出部位
矿区内出现的铜矿体均赋存于压扭性断裂破碎蚀变带 及其附近， 赋矿地层为上石炭统杨布拉克组(C2y)，滑石绿 泥石化、绿泥石化的细砂岩、粉砂岩中。
3.2 成矿期、成矿阶段、矿物共生组合
3.2.1 成矿期
根据对矿石组构、成因、矿物共生关系和产出特征的 研究，在矿区可划分为两个主要成矿期，即热液成矿期和 表生期。热液成矿期为本矿重要的矿化期，表生期是原生 铜矿在表生条件下，经风化淋滤作用影响，氧化蚀变为氧 化铜矿石为其特征， 氧化矿石主要为孔雀石、褐铁矿。
3.2.2 成矿阶段、矿物共生组合
早期阶段。为初始铜矿化阶段，矿物组合为热液磁黄 铁矿 +黄铜矿 + 闪锌矿， 有少量的绿泥石、石英和方解石。
中期阶段。本阶段是铜、锌成矿的主要成矿阶段，以 铜—多金属硫化物为主，形成黄铜矿—黄铁矿—闪锌矿— 方铅矿—砷黝铜矿组合为特征，特征元素为 Cu、Zn，非金 属矿物有绿帘石、绿泥石、石英和方解石等为铜的主要成 矿阶段， 以铜—多金属硫化物为主。
晚期阶段。热液作用继续深入， 更多的黄铁矿被熔解， 矿物组合为黄铜矿—闪锌矿—方铅矿—方解石—石英— 绿泥石—滑石。滑石化交代以上各阶段生成之金属和非金 属矿物， 对矿石有轻微的改造作用。
3.3 矿石类型
3.3.1 矿体氧化带、原生带的空间分布及其特征
西地铜矿床除Ⅰ号矿体以外，均为盲矿体，埋深在 50m 以下，所以除Ⅰ号矿体以外不存在氧化带。地表所见 少数褐铁矿、孔雀石，是Ⅰ号矿体和地表一些铜矿化体或 含铜岩石受氧化形成的产物，数量极为有限，未形成氧化 带的铜矿体。
3.3.2 矿石类型
(1)矿石自然类型。矿床原生矿石类型根据原生硫化 物矿石组合可以分为两种主要类型 ：黄铁矿—黄铜矿矿 石、闪锌矿—黄铁矿—黄铜矿矿石。
根据矿石构造，矿石亦可以分成三种主要类型。稀疏 浸染状矿石、团块状矿石和网脉状矿石。稀疏浸染状矿石 是矿区内较为常见的矿石类型。
(2)矿石工业类型。矿石工业类型可归属为铜锌硫化 物型矿石。
3.4 矿体围岩
矿体围岩特征。矿体顶、底板围岩均为砂岩、粉砂岩 的构造蚀变带，岩石经受强烈的绿泥石化、滑石化。矿体 与围岩二者界线呈明显关系，矿体本身及其顶底板岩石， 均强烈的绿泥石化、滑石化。石英呈细脉贯入于矿石(或 围岩)节理裂隙中， 在石英脉周围及本身常见有矿化现象; 碳酸盐化形成脉状方解石充填于矿化带中。
4 矿床成因类型
根据矿床特征等综合分析，西地铜矿矿床成因类型属 中低温热液型铜矿床。
5 成矿规律
西地铜矿赋矿地层为上石炭统杨布拉克组，在成矿作 用中岩性因素也起一定的作用，上石炭统杨布拉克组含铜 高于克拉克值 6倍～ 30 倍，矿带或矿体上高于克拉克值120倍 ;锌在矿区高于克拉克值 8倍～ 10倍，矿带上高于 克拉克值 78倍。
矿区内岩浆活动较为强烈，岩性为基性的浅成侵入岩 的辉绿岩，前人在 CK6 钻孔中见到辉绿岩之派生脉岩— 辉绿玢岩含黄铁矿，同时在辉绿岩中，通过光谱分析也分 析微量的铜、锌元素，据此可以认为，矿与辉绿岩有成因 关系。
西地铜矿控矿的主导因素是断层蚀变带和成矿流体， 成矿具有多元性特征。在辉绿岩岩浆晚期或期后，硫化金 属矿物相对地集中，随着富含铁镁质热液，沿着断裂带贯 入围岩后，金属硫化矿物沉淀富集成矿，同时热液与围岩 起了化学反应，形成片状绿泥石岩，后来带有铜锌等矿物 为主的、且富含镁的热液，又一次对围岩作用，形成滑石 绿泥石岩，矿体进一步加富，滑石化作用强烈的矿体(如 Ⅰ号铜矿体) 铜局部可达 6.04%，锌 5.78%。随后还有硅化、 碳酸盐化的热液活动， 使矿体局部加富。
6 找矿标志
直接找矿标志 ：①地表褐色、褐红色褐铁矿化、孔雀 石化断裂破碎蚀变带。②地表孔雀石化、滑石白云岩。间接找矿标志 ：绿泥石化、滑石化、硅化、黄铁矿化 蚀变。
7 结语
上文中结合实践对西地铜矿地质特征进行系统分析和 总结，并研究了该矿矿床成因类型与成矿规律，希望通过 本文研究能为区内同类型铜矿的找矿工作提供一些借鉴 与参考， 寻求更大的找矿突破。
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