基于地质物化探特征的找矿前景分析——以新疆克孜勒巴斯陶铜矿为例

杨 建，程培生，王 伟，许志宏

（安徽省勘查技术院，合肥 230031）

新疆西准噶尔处于哈萨克斯坦—准噶尔板块、北准噶尔弧盆带，是哈萨克斯坦滨巴尔喀什湖斑岩铜矿成矿带的东延部分，是新疆重要的铜、金、铬、锡矿成矿带之一。托里县克孜勒巴斯陶铜矿区位于西准噶尔地区，处于西准噶尔斑岩成矿带中，大地构造位置位于哈萨克斯坦—准噶尔板块、准噶尔微板块、唐巴勒—卡拉麦里古生代复合沟弧带内。

笔者在铜矿区进行了两年多的普查工作，取得了大量的资料，通过对矿区地质、地球物理、地球化学特征的分析，认为铜矿化与断裂破碎带、石英闪长岩及隐伏的中酸性岩体关系密切，具有找热液型、斑岩型铜矿的良好找矿前景。

1 区域地质概况

1.1 地质特征

1.1.1 地层

该区隶属北疆—兴安地层大区、北疆地层区、北准噶尔地层分区、玛依勒山地层小区，区域上主要出露志留系、泥盆系、石炭系、二叠系和第四系。矿区出露泥盆系、二叠系、第四系地层，以泥盆系最为发育，地层由新到老分别有第四系（Q4）、二叠系下统卡拉岗组（P1k1）和泥盆系中统库鲁木迪组（D2k），两者呈断层接触，如图1所示。二叠系下统卡拉岗组为一套中性、酸性火山岩夹正常沉积碎屑岩组合的火山岩建造。该组为陆相火山喷发产物，形成于陆内裂陷盆地环境，主要沉积相为河流—火山喷发相。泥盆系中统库鲁木迪组为一套海相中性、中酸性火山碎屑岩夹少量中、基性熔岩、陆源碎屑岩、硅质岩和生物碎屑灰岩，岩石成层性好，层理以中薄层为主，少量厚层。

1.1.2 岩浆岩

区域上岩浆岩较发育，出露有泥盆纪花岗闪长岩、石英闪长岩、石炭纪闪长岩、二叠纪钾长花岗岩、石英二长岩。

图1 区域地质图

矿区的侵入岩主要是石英闪长岩、花岗闪长岩、辉石闪长岩以及脉岩类的石英正长岩。

1.1.3 构造

矿区大地构造位置位于哈萨克斯坦－准噶尔板块、准噶尔微板块、唐巴勒—卡拉麦里古生代复合沟弧带内。区内构造较复杂，褶皱、断裂发育。F1断层位于矿区北西部，呈北东－南西向贯穿整个矿区，是矿区的地层分界，断层北西侧地层为二叠系下统卡拉岗组下段（P1k11），南东测为泥盆系中统库鲁木迪组上段（D2k3）。F2断层呈北东－南西向斜贯矿区，发育于泥盆系中统库鲁木迪组（D2k）地层内。

1.1.4 区域矿产特征

区域上断裂发育，岩浆活动强烈，成矿作用复杂。已发现的矿床主要有：矿区东北部的萨尔托海铬铁矿、哈图金矿，东南部的包古图斑岩型铜矿，南部邻区的唐巴勒铬铁矿，西邻区的石屋斑岩铜矿，西侧哈萨克斯坦境内著名的阿克斗卡大型斑岩铜矿等。成矿地质条件比较优越。

1.2 地球物理特征

1.2.1 磁性特征

矿区磁异常总体呈西高东低的态势，磁场值变动幅度很大，等值线十分密集，呈北东向展布，异常形态呈点状、带状、环状、指状，且正负磁异常条带相伴出现，为基性或超基性岩引起。

1.2.2 电性特征

矿区内无激电异常地段主要岩性的小对称四极法测量显示，石英闪长岩为高阻低极化，石英正长岩、安山岩为中等电阻率低极化，安山玢岩为低阻低极化，富铜金属硫化物矿化体为高—中高阻高极化。

1.3 地球化学特征

1∶5 万水系沉积物测量显示，本区为Cu、Zn、Au、Ag、As、Sb、Cr等元素的高背景区。中泥盆统巴尔鲁克组、库鲁木迪组中酸性火山熔岩和火山碎屑岩、下石炭统希贝库拉斯组（C1xb）、中泥盆统库鲁木迪组（D2k）Cu含量相对偏高，其它地层含量偏低；中泥盆统库鲁木迪组（D2k）火山碎屑岩Zn相对较为富集；中泥盆统巴尔鲁克组（D2b）碎屑岩夹碳酸岩、下石炭统姜巴斯套组（C1j）、下二叠统卡拉岗组中基性火山岩As、Sb富集；中泥盆统巴尔鲁克组、库鲁木迪组中酸性火山熔岩和火山碎屑岩、下石炭统姜巴斯套组（C1j）中基性火山岩、中－ 顶志留统玛依勒山群（S2－4m）中W 富集；中泥盆统巴尔鲁克组中Mo富集。

中－顶志留统玛依勒山群（S2－4m）、下二叠统哈尔加乌组（P1h）碎屑岩夹碳酸岩及泥盆纪超铁镁质岩铁族元素（Cr、Co、Ni）富集，泥盆纪花岗闪长岩，石炭纪二长花岗岩体贫化。

矿区内Au、Ag、As、Sb元素的高背景带均沿断裂构造分布，起伏变化不大。Au元素的富集区主要沿北西向和北东向断裂带呈条带状展布，在中泥盆统库鲁木迪组（D2k）火山碎屑岩相对富集，在石英二长岩（ηοP）中较富集，富集作用与断裂构造关系密切。

矿区内主要分布有HS－9综合异常，如图2所示，单元素异常主要有Cu－19、Au－12异常，综合异常价值评价为甲2，异常以Cu、Au、Cr为主，伴有Zn、Ag、Sb、Co，异常规模大，分带不明显，元素重合一般。

图2 HS－9综合异常剖析图

通过HS－9综合异常区的地质、化探剖面，如图3所示，矿化地段Cu、Mo、Zn、Au、Ag、Sb 有明显的异常显示，Cu 最高 达0.16%，为矿化的指示。

图3 HS－9异常区PH1地化剖面图

2 矿床地质特征

2.1 矿体空间分布特征

矿区自西而东分布有3条含矿蚀变带，长约3 000m。全区共圈定矿体9条，其中铜矿体8条，金矿体1条，如图4、图5所示。

矿化蚀变带总体走向80°～90°，个别蚀变带呈NNE向，石英闪长岩决定了矿（化）体的分布，具有小岩体控矿的特征。

矿化主要产于石英闪长岩及其与围岩的接触带。近地表的铜矿主要为孔雀石化，产于灰褐色绿泥石化、绿帘石化石英闪长岩中。矿区东部两条断裂交汇处的石英闪长岩矿化强烈，具有全岩矿化特征。产于灰绿色绿泥石化、绿帘石化安山岩及安山质角砾凝灰岩围岩中的铜矿化多数为孔雀石化，少量为黄铜矿化，局部伴生金。矿化呈稀疏浸染状－细脉状。铜、金矿（化）体均产于中酸性小岩体内或其内外接触带附近，受中酸性小岩体控制作用明显。主要的蚀变是钾长石化、绿泥石化、绿帘石化、硅化及褐铁矿化。

图4 矿体分布平面图

2.2 矿物成份和化学成份

金属矿物主为孔雀石、褐铁矿、黄铜矿、黄铁矿、微量磁黄铁矿，脉石矿物主要有中长石、钾长石、角闪石及石英，次生蚀变矿物主要有方解石、绿泥石、绿帘石、磷灰石、榍石等。

矿体有益组分为Cu、Au、Mo等。铜矿体多伴生金，含量大多在0.1g／t左右。

2.3 矿石的结构、构造及矿石类型

结构：氧化矿石呈浸染状结构，原生矿石呈粒状结构。

构造：地表氧化矿石呈土状，原生矿呈细脉状。

矿石类型：表生矿为氧化矿。原生矿自然类型为细脉浸染黄铜矿矿石，工业类型为热液型脉状铜矿。

图5 9勘探线地质剖面图

2.4 围岩蚀变特征

2.4.1 岩石蚀变类型及主要特征

矿区内大多数岩石都具有硅化、绿泥石化、绿帘石化和碳酸盐化蚀变；而钾化、褐铁矿化、黄铁矿化、孔雀石化主要发育于石英闪长岩内，其次分布于安山质角砾凝灰岩和安山岩内。

黄铁矿与铜矿化关系密切，黄铁矿发育地段一般有铜矿化（孔雀石）。

2.4.2 岩石与铜矿化的关系

孔雀石化发育于石英闪长岩内，是地表氧化铜矿体（孔雀石化铜矿体）的主要含矿地质体。安山质角砾凝灰岩具有孔雀石化，局部地段形成孔雀石化铜矿体。其他岩性未见孔雀石化。

2.4.3 物化探异常与矿化蚀变关系

孔雀石化、褐铁矿化、钾化、硅化、碳酸盐化等矿化蚀变地段有明显的Cu、Mo、Zn、Au、Ag、Sb等元素异常；石英闪长岩、辉石闪长岩、花岗闪长岩发育地段具高磁异常，岩体与围岩的接触带为磁异常梯级带；孔雀石化、褐铁矿化、硅化发育地段具高阻高极化异常特征。

3 控矿因素及矿床成因类型

3.1 控矿因素

3.1.1 矿产与地层的关系

矿区主要地层为泥盆系，为一套含镁的钙质沉积火山—沉积建造，受区域构造活动影响韧性剪切作用明显。铜矿化主要产于泥盆系地层中。

3.1.2 矿产与构造的关系

矿区分布着两条NE、NEE 向的断裂，由此形成的NE向楔形矿化带控制着区内的主要矿体、矿化蚀变带，说明该断裂具控岩、控矿作用。NE、NEE 向断裂及其次生的断裂破碎带、片理、节理是矿液的运移通道，区内绝大多数铜矿脉均产于其中。

3.1.3 矿产与侵入岩的关系

矿区出露的侵入岩十分复杂，主要有石英闪长岩、辉石闪长岩、花岗闪长岩、石英二长岩、闪长玢岩等，具有多期次的复合杂岩体特征。小岩体及伴生的热液活动控制着矿体、矿化蚀变带的分布。

3.2 成矿地质条件分析

3.2.1 地质条件

矿区位于西准噶尔造山带，板块构造属哈萨克斯坦－准噶尔板块、准噶尔微板块的唐巴勒－卡拉麦里晚古生代复合沟弧带中，经历了古生代整个造山过程，构造活动和火山活动强烈，并有较好的Cr、Ni、Au等元素地球化学异常，成矿地质条件较好。

区域上岩浆岩较发育，火山活动强烈。钙碱系列岛弧型中酸性火山岩是铜矿的成矿、控矿要素。

3.2.2 地球化学条件

该区为铜等元素的高含量区。铜异常规模大、强度较高、组分较全，异常形态较完整，并有明显的浓集中心，具有铜矿化的异常特征。

3.3 成因类型

3.3.1 矿石结构

原生黄铜矿矿石以浸染状、细脉状为主，赋存于石英闪长岩、辉石闪长岩、花岗闪长岩中。

3.3.2 矿体的赋存载体

铜矿体主要产于绿泥石化、绿帘石化石英闪长岩体内，且全岩矿化，其次产于中酸性小岩体的内外接触带附近。

3.3.3 蚀变及分带特征

矿体及附近的蚀变主要有钾长石化、绢云母化、绿泥石化、绿帘石化、硅化、碳酸盐化，具有斑岩型铜矿的钾化带（黑云母－钾长石带）、绢英带（绢云母－石英带）、泥化带分带特征。

3.3.4 矿体围岩特征

矿区的围岩主要是硅铝质岩，为中－酸性侵入岩、火山碎屑岩。

3.3.5 矿体控矿地质因素

矿体控矿地质因素是断裂—岩浆作用。矿区断裂构造较为发育，大型断裂主要为F1、F2，走向北东、北北东向，本矿区已发现的矿体均处于F1、F2所夹持的楔形条带中，且两条带中出露复杂的小岩体。说明铜矿是在张性构造环境下，成矿岩浆沿断裂通道上升形成的。

4 找矿前景分析

4.1 找矿标志

4.1.1 直接找矿标志

近矿指示标志：孔雀石化、钾长石化、褐铁矿化、强硅化和硬石膏化等，原生黄铜矿化多在石英闪长岩体内或地表以下。

中远找矿标志有：广泛的绢云母化、绿泥石化、绿帘石化和碳酸盐化等蚀变。

4.1.2 间接找矿标志

地球化学异常标志：在矿化带上多形成明显的Cu、Au、Cr、Sb、Zn等元素异常。

激电异常标志：激电异常对浸染状、细脉状的含铜黄铁矿矿体有着明显的反映，具中高阻高极化的激电异常特征。

磁异常标志：高磁异常为本区中基性岩体的反映，据高磁异常可以圈定含矿岩体；磁异常梯级带则是岩体与围岩接触带的反映。

4.2 找矿前景

本区孔雀石化、褐铁矿化与破碎带、裂隙发育程度关系密切。自地表向下，由氧化逐渐向原生带过渡，表现为孔雀石化、褐铁矿化带逐渐过渡到氧化矿物与原生的黄铁矿化、黄铜矿化并存。原生矿物主要呈浸染状，局部为细脉状，沿节理裂隙面较为发育。褐铁矿化、孔雀石化带沿裂隙呈漏斗状向下延深可达50m 以上。

本区发育的HS－9综合异常面积达95 km2，目前发现的3条矿化蚀变带、9条矿体仅分布于异常区西部约10km2范围内，其东部异常中心地带仍有较大的找矿潜力。

地表矿化蚀变带、铜矿化体与激电测量Ⅰ号、Ⅱ号异常吻合较好，其中Ⅰ号异常对应于西部岩体（即Ⅰ号矿化体），Ⅱ号异常对应于Ⅱ号矿化体。Ⅲ号异常较Ⅰ号、Ⅱ号异常具更大的规模和强度，推测为与石英闪长岩及隐伏的中酸性岩体中含有磁铁矿物、硫化物矿物有关的异常，具有较好的找矿前景。

激电测深剖面显示，在地表以下均存在中高阻高极化异常体，推断与矿化体关系密切。从钻孔验证成果看，中高阻高极化异常与铜矿化体对应良好。

磁异常与石英闪长岩、花岗闪长岩、辉石闪长岩等小岩体的关系密切，矿体主要分布于小岩体中及岩体与泥盆系安山岩的接触带上。矿区的外围存在大量的磁异常，这些磁异常是否是隐伏的中基性小岩体引起，小岩体中是否存在矿化，是进一步找矿评价的方向。

综上所述，本矿具有找热液型脉状、斑岩型铜矿的良好前景。

［1］周守沄，乌统旦.新疆及其周边国家地质构造的基本特征与对比［D］，新疆第三届天山地质讨论会论文集，1995.

［2］涂光炽.新疆北部固体地质科学新进展［M］，北京：地质出版社，1993.

［3］张锐，许发军.西准包古图呼的合铜矿地质特征、成因及成矿规律研究［J］.新疆地质，2010，（4）：385－392.

［4］杨忠宝.新疆托里县包古图斑岩铜矿地质及化探异常特征［J］.新疆有色地质，2008，（3）：14－16.

［5］王有标，赵殿甲.中国新疆金矿床［M］.北京：地质出版社，2006.

［6］程春华，张芳荣，余泉，等.西天山乌孙山地区大哈拉军山组火山岩形成的构造背景［J］.东华理工大学学报，2010，（1）：22－28.

［7］成勇，张悦.新疆西准包古图地区铜金矿成矿规律浅析［J］.地质与勘探，2006，（4）：11－15.