新疆天山群吉萨依铜多金属矿床地质特征及成因

新疆天山群吉萨依铜多金属矿床地质特征及成因

新疆天水塘山是中国重要的铜矿带之一。分布着许多铜矿床，组吉萨是其中最重要的铜矿带之一。1956~1957年,新疆有色地质勘查局703队在阿吾拉勒山中段南坡进行了1∶5万地质普查工作时发现群吉萨依铜矿,矿区位于尼勒克县城南西,直线距离约11km。1矿物控矿带及含矿层位控矿工作区位于哈萨克斯坦板块,伊犁亚板块阿吾拉勒晚古生代裂谷内,属于西天山成矿带的阿吾拉勒铜多金属成矿亚带。该成矿亚带为早古生代褶皱基底上发展起来的石炭-二叠纪火山-沉积盆地,以产重晶石-铜多金属矿为主,是西天山著名的铜多金属矿化集中区,见图1。区内出露的主要为中上元古界温泉群、上古生界的中、上石炭统及二叠系,新生界第三系、第四系。区内褶皱断裂错综复杂,中心式、裂隙式火山机构产生的各种构造表现明显。群吉复向斜:由上二叠统晓山萨依组和塔姆其萨依组组成,为一NEE向短轴向斜,长轴32km,宽12km,轴面向南东东陡倾,其东段南部发育有园头山穹隆,北边缘发育有莫斯早特穹隆。园头山穹隆:核部为黑云母花岗斑岩,呈椭圆形,长轴方向为北东向,四周围绕晓山萨依组砾岩、砂砾岩。莫斯早特穹隆:核部地层为塔尔得套组,翼部为晓山萨依组,面积约8km2,中心部位有形状不规则的花岗闪长斑岩体。阿吾拉勒山石炭-二叠纪裂谷带呈东西向展布,被南缘巩乃斯中-新生代盆地和北缘喀什河中-新生代盆地所夹持。在裂谷带内,石炭-二叠纪地层、构造-岩浆岩带的走向呈东西向展布,明显受东西向基底构造的控制。阿吾拉勒山西段铜矿带一般受制于古火山机构、喷发旋回,体现出火山建造控矿和层位控矿特征。该区域上有3个含矿层位:上石炭统-下二叠统由火山岩、火山熔岩向火山碎屑岩转换,即由海陆交互相环境向陆相沉积环境转变而沉积的一组铜矿,如克孜克藏-克斯布拉克、黑山头-木斯等铜矿;下二叠统乌郎群-塔尔得套组岩性由中酸性火山岩向基性火山岩转变,主要是群吉、托斯巴、克牙克特铜矿,形成火山沉积型-次火山岩型矿床;上二叠统陆相火山岩内由角砾岩、集块岩构成的克孜勒巴斯陶组向以流纹岩、玄武玢岩组成的塔姆其萨依组转换时,产有穷布拉克铜矿。区域侵入岩有华力西早期花岗闪长岩,华力西中期二长花岗岩,区内铁矿、多金属矿及Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Au、Ag等化探异常的形成与华力西早、中期侵入岩有密切联系。2矿区地质特征2.1下二叠统界面区内地层主要出露有下二叠统乌郎组(P1w)、塔尔得套组(P1t)、上二叠统晓山萨依组(P2x)。矿区除南部有少许第四系覆盖,基岩出露较好,约占80%以上,主要为下二叠统乌郎组(P1w)、塔尔得套组(P1t)地层,中北部分布有少量上二叠统晓山萨依组(P2x)地层。下二叠统乌郎组(P1w)在矿区仅出露第二岩性段(P1w2)岩性主要为安山岩和第四岩性段(P1w4)的主要岩性为粉砂岩、砂岩及安山玄武玢岩等,是一套偏中性基性火山岩与砂(砾)岩韵律式交互沉积组成的火山岩建造,其中多处发育有铜矿化和较强的青盘岩化,为主要的容矿地层。下二叠统塔尔得套组(P1t)第一岩性段(P1t1):主要岩性为砂砾岩夹玄武岩,出露在矿区南东部,在矿区西北部有少量出露第二岩性段(P1t2):主要岩性为砂岩、凝灰熔岩、流纹斑岩。上二叠统晓山组(P2x)矿区内出露第一至第四岩性段,分布于矿区中北部,北西向断裂F1的北东侧,出露范围不大,与成矿关系不大。岩性为单一的砂砾岩、砂岩,分选性良好,沉积韵律明显。从底部较粗的砂砾岩逐渐过渡到砂岩,磨圆周度良好,砾石呈浑圆状-滚圆状。2.2西微生物撒开破碎带图2区内褶皱构造不发育,仅为托斯巴背斜,断裂构造极为发育。北以F1号断裂为界,南以F5断裂为界,构成一个长约4.5km,宽约1.5km,向西微微撒开的破碎带。在此破碎带之中,主要以北西西向断裂最为发育,它们控制着侵入岩、次火山岩的分布和发育,是重要的控岩构造,同时也是控矿构造,该破碎带中,岩层产状极不稳定。岩石普遍破碎,为矿液提供了理想的通道和赋存场所。区内断裂构造极为发育,以北西西向断裂为主,规模较大,断裂延伸较长,多为张扭性,具多次活动特征,是区内主要的控岩控矿构造。2.3华力西晚期内生热岩的形成阶段区内岩浆岩出露面积约占基岩出露面积的60%,极为发育,包括火山岩、次火山岩、侵入岩,其中尤以酸性-基性火山岩最为发育。测区内侵入岩并不十分发育,皆为华力西晚期的产物,规模不大,多呈小岩株、岩脉产出,基性、中性、酸性均有分布。根据其切穿的地层时代,相互关系和区域上岩体的岩性对比等情况,大致可以确定其均为华力西晚期第三个侵入次的产物。矿区侵入岩的形成是在火山喷发结束后,未经过塌陷的情况下,后期粘度高的岩浆沿原喷发中心上侵或地壳局部隆起等次火山作用与构造作用复合形成的正向火山机构。本区基性岩脉普遍蚀变较弱或未经蚀变,一般分布于矿区外围和区域性大断裂附近,为成矿后侵入,对成矿作用影响不大。3矿体的地质特征3.1矿体的地震地质特征群吉萨依铜矿段初步查明具工业价值的铜矿体主要有5条,本文只针对性论述。Ⅱ号矿体处于群吉萨依矿段的西南部,也即处于Ⅰ-1矿脉西端以南-西南一带,该矿体北端与Ⅰ-1矿脉西端首尾相连。矿体北段走向为北西西-近南北向,南段逐渐向南西方向偏转,矿体总体呈向东或南东凸出的弧形。矿体形态不规则,向北和向西的两个端点矿体陡倾。总体而言,矿体产状、厚度变化均较大。通过以往地质工作,已控制矿体的地表长度为350m,地表宽度2~18m,平均厚度8.38m。厚度变化系数为53.78%,厚度变化较大。单工程Cu平均品位在(0.44~1.93)×10-2之间,矿体平均品位0.73×10-2,品位变化系数为49.96%,品位变化较大。在该矿体北端与Ⅰ-1号矿脉交汇处,含矿岩石为安山质角砾熔岩。南段含矿岩石为塔尔得套组砂岩。因此,推断铜矿化为受隐爆角砾岩筒所控制,目前只有其顶部被局部剥蚀出露于地表,而南段产于砂岩中的矿体是沿角砾岩筒顶部裂隙贯入形成的。安山质隐爆角砾岩,角砾与胶结熔岩成分一致,可见气孔构造,针状斜长石的交织结构。在角砾岩筒中心,可见卵圆形的角砾,而在边缘部位角砾棱角清楚,并在围岩中,可见震碎角砾岩,是群吉项目组2006年工作的新发现,地表出露于Ⅰ、Ⅱ号矿体的交汇部位,呈不规则带状,长120m,上部盖层是乌郎组第四岩性段第四层的安山玄武玢岩和塔尔得套组第一岩性段砂岩,推测下部为一角砾岩筒。该隐爆角砾岩全岩含矿,Ⅱ号矿体主要产于其中。3.2号矿体成矿作用群吉萨依铜矿Ⅰ、Ⅱ号矿体矿石组分较单一,主要为铜矿物,近地表仅见孔雀石,在钻孔岩心中可见硫化物、钛铁矿、磁铁矿及赤铁矿呈浸染状、星点状、细脉状分布。Ⅲ号矿体与上述不同,由赤铁矿、镜铁矿、磁铁矿及铜的硫化物组成,偶见自然铜、辉铜矿,在上下盘围岩中铁矿物减少,铜品位亦随之降低。硫化物类型是本矿床主要工业类型,产于I、II、Ⅳ号矿体中,矿石中有用矿物的共生组合有黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿、磁铁矿等,偶见有辉铜矿,脉石有绿泥石、绿帘石、方解石等,为细脉状、浸染状矿石。4安山质隐爆角砾岩筒和干在系统整理、分析以往多年地质工作成果的基础上,通过2007年、2008年的工作,我们认为群吉萨依铜矿床主要受闪长玢岩-安山质隐爆角砾岩杂岩体控制,目前在闪长玢岩脉中已发现的Ⅰ号铜矿体,由于受岩脉延长及延深的限制,其规模不大。而在闪长玢岩脉西端的安山质隐爆角砾岩筒,才是矿化主体和今后的找矿方向。其主要依据如下:⑴闪长玢岩脉受隐爆角砾岩筒火山机构控制,闪长玢岩脉沿火山机构附近的放射状断裂或层间破碎带贯入形成,因而其延长及延深均十分有限。⑵安山质隐爆角砾岩的角砾成份与胶结熔岩成份