新疆尼勒克县包尔斯铜矿区成矿规律浅析

相涛

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局地球物理探矿队 乌鲁木齐830011）

1 区域地质特征

工作区位于哈萨克斯坦板块伊什基里克-阿吾拉勒晚古生代弧后盆地。该区属横贯地块的石炭–二叠纪裂谷，裂谷西起哈萨克斯坦卡普恰普盖水库，经中国伊什基里克至阿吾拉勒山一带。该裂谷带为早古生代褶皱基底上发展起来的石炭–二叠纪上二叠火山–沉积盆地，以产金、铜、铁、钼、铅锌多金属矿为主，是西天山地区重要的多金属成矿带

区域主要出露地层为上石炭统东图河组津（C2d），下二叠统乌郎组（P1w）、上二叠统晓山萨依组（P2x）、哈米斯特组（P2h）、铁木里克组（P2t），下-中侏罗统喀什河组中亚组（J1+2kb），白垩系巴斯尔干组（Kb），第三系和第四系。

区域构造复杂，以东西向构造带(体系)和北西向构造带（体系）为主，北东向构造带（体系）次之（图1）。它们对区域主要构造形态、建造、岩浆活动、成矿作用均有明显的控制作用。

图1 构造略图

侵入岩主要沿阿吾拉勒基底断裂分布，组成东西向延伸的岩浆岩带。以酸性侵入岩为主，中性岩次之，组成岩基、岩床、岩脉等。侵入时代主要为华力西中晚期。

2 矿区地质特征

2.1 地层

工作区出露地层是天山地层区的一部分，区内出露地层主要有石炭系、二叠系和少量第四系，以二叠系分布最广泛，以F1断裂为界，北为二叠系，南为石炭系。工区以下二叠统乌朗组下亚组（P1wa）地层为主，位于矿区的中北部，该亚组地层基性、中性、酸性火山岩出露齐全，为一套从基性到酸性的火山岩、火山沉积岩建造。岩性组合为：玄武岩、玄武安山岩、安山岩、安山质火山角砾岩、酸性的凝灰熔岩、酸性的火山角砾岩、流纹岩、英安岩、凝灰岩、凝灰质砂岩等。

2.2 构造

工作区内构造活动强烈，褶皱、断层均有发育。

⑴褶皱构造主要由矿区中北部的下二叠统乌郎组下亚组（P1wa）地层构成。具体为南部地层北倾50°～80°，北部地层南倾50°～80°，总体构成一个轴向近东西向展布，长4km的向斜构造；向斜两翼出露地层的主体层次能对应上，但具体岩层并不能完全相对应，相对而言，向斜的南翼地层出露比较齐全。向斜核部岩层为玄武岩。该向斜构造在测区中、西部表现清晰，在由西向东延伸的过程中，因局部地层（酸性岩）缺失及岩层产状变化，使向斜构造成为一边南倾的单斜构造，且向斜核部岩层由玄武岩（西部）在延伸中突变为凝灰岩（东部）。

⑵断裂构造根据空间展布分为：东西向、南北向、北北东向、北西西向；主要以与区域性构造线同向的近东西向断裂为主，南北向、北东东向、北西西向断裂是由东西向压扭性主体构造所派生的次级构造。

2.3 岩浆活动

工作区出露岩体主要为华力西中期第一侵入次中酸性岩体花岗闪长岩（γδ42a），分布于拜德西乔克断裂（F1）以南，主要为华力西中期的中酸性侵入岩为主。拜德西乔克断裂（F1）贯入，以岩株形式出现，侵位于上石炭统东图津河组。

2.4 地球物理特征

在该区实施了1∶1万高精度磁法测量工作，经过对高精度磁测平面等值线图分析全区磁异常分布特征：从磁异常的平面分布特征上可以看出：测区由西北向东南，磁场值表现为负-正-负的态势，高磁力异常分布在测区中部，整体呈近似东西走向。

2.5 地球化学特征

2013年对Au、Ag、As、Sb、Bi、Cu、Pb、Zn、Mo、W、Mn、Sn、Te等13种元素939件样品进行了R型聚类分析和因子分析，结果如下：

2.5.1 聚类分析

⑴ 对Au、Ag、As、Sb、Bi、Cu、Pb、Zn、Mo、W、Mn、Sn、Fe等13种元素939件样品进行R型聚类分析（图2）。可以看出，在相关系数0.35的基础上，可以分为5组：Zn、Mn、Fe、Ag、Cu组，Pb组，As、Sb 、Bi、W 、Sn组，Au组，Mo组。

图2 包尔斯铜矿区R型聚类分析

⑵ Zn、Mn、Fe、Ag 、Cu组在相关系数0.594的基础上又可以分为2组，Zn、Mn、Fe组和Ag、Cu组，说明区内的Zn、Mn、Fe矿化紧密共生，对应的实地为强褐铁矿化的凝灰质砂岩、凝灰岩；Ag和Cu矿化紧密共生，这与包尔斯铜矿区铜、银矿化体产在强褐铁矿化凝灰质砂岩、凝灰岩中完全吻合。

⑶ As、Sb 、Bi、W 、Sn组在相关系数的0.544基础上又可以分为3组：As、Sb组，Bi、W组和Sn组，说明区内As、Sb元素紧密共生，Bi、W元素紧密共生，Sn组相对较孤立。

总体上区内相关性较高的元素为Ag、Cu。

2.5.2 因子分析

通过表1可看出，表中的3个主要因子含有57.626%的信息量，基本上能够代表区内元素含量的变化因素，其中因子1含有2.696%的信息量，为区内的主要因素，表明了矿区寻找主成矿元素的指示元素组合，因子3代表了Cu等元素的成矿因子。

各因子主要成分如下：

1为W、Bi、Sb、Sn、As因子；2为Sb、Mn、Fe、As、Zn、Au因子；3为Zn、Ag、Cu、Pb因子。

3 矿体特征分述

通过2013年的地质勘查工作，在包尔斯铜矿区北部圈出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号铜矿化体，南部新圈出Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ号铜矿（化）体铜矿化体。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅶ、Ⅷ号铜矿化体规模小，品味低，因此下面只做Ⅰ号、Ⅴ号和Ⅵ号铜矿体。

Ⅰ号、Ⅴ号和Ⅵ号铜矿体特征见表2，具体将矿区内各矿体的特征详述如下：

表1 全区元素因子分析表

表2 2012年包尔斯铜矿体特征一览表

（1）号铜矿体：Ⅰ号铜矿体，主体位于灰黑色玄武岩中，矿体明显受岩性（玄武岩）、构造（北西西向）的复合控制。矿体控制长200m，水平宽4.5～22.5 m，最高品位7.63%，最低品位2.25%，平均品位Cu 2.25×10-2，矿体地表为团块状孔雀石化矿化，围岩蚀变以褐铁矿化、绿帘石化为主。矿体总体走向95°～110°，北倾，倾角40°～55°。

（2）Ⅴ号铜矿化体：Ⅴ号铜矿化体位于矿区南西部，矿体赋存于凝灰质砂岩中，明显受岩性（凝灰质砂岩）、构造（东西向）的复合控制。矿体控制长700 m，水平宽0.5～10m，最高品位1.3%，最低品位0.22%，平均品位Cu0.76×10-2，矿体地表为连续的孔雀石矿化体，总体呈东西向（95°）展布，北倾，倾角45°～67°。

（3）Ⅵ号铜矿化体：Ⅵ号铜矿化体位于Ⅴ号矿体北东东方向，矿体赋存于凝灰质砂岩中，明显受岩性（凝灰质砂岩）、构造（东西向）的复合控制。矿体控制长130m，宽1～2m，平均品位Cu0.62×10-2，矿体地表为断续分布的孔雀石矿化体，总体呈东西向（95°）展布，北倾，倾角65°。

4 找矿标志

4.1 构造环境

矿区内两种类型的铜矿体都受断裂构造的控制，特别是本区最具找矿潜力的北矿带陆相火山热液型铜矿体表现最为明显，北西西向、东西向的次级断裂是北矿带铜矿体的赋矿空间。

4.2 含矿建造

下二叠统乌朗组下亚组（P1wa）地层底部的凝灰质砂岩—火山沉积岩建造，是火山沉积岩型铜矿有利赋矿部位；乌朗组下亚组（P1wa）地层中上部的玄武安山岩-中基性火山岩建造，是陆相火山热液型铜矿的有利富集部位。

4.3 地球化学标志

不同元素组合，形成不同的矿床类型组合。南矿带对应的异常元素组合为Cu-Pb-Zn-Mo，北矿带对应的异常元素组合为Cu-Pb-Ag-Zn-Mo，以前缘晕元素不甚发育为特征。

4.4 矿化标志

矿区内各铜矿体的地表矿化标志是成带展布的孔雀石矿化，但Ⅵ号铜矿体地表只见有零星的孔雀石矿化，大部分的孔雀石矿化隐藏于基岩内部的节理中。因此在一定的岩层中，零星的孔雀石矿化不容忽视。

4.5 围岩蚀变标志

火山沉积岩型铜矿的围岩蚀变以硅化、褐铁矿化组合为特征，两者均与矿化密切相关；火山热液型铜矿体的围岩蚀变为绿帘石化、碳酸盐化、褐铁矿化、绿泥石化蚀变组合，与矿化关系密切的蚀变为绿帘石化和褐铁矿化。

5 矿床成因

（1）在早二叠世-晚二叠世早期，随着大地构造运动演化，阿吾拉勒地区形成裂谷环境，源于深部的中基性岩浆，沿断裂带发生裂隙式喷溢，后转变为在几组断裂交汇部位的中心式喷发，于早二叠世晚期达到高潮，形成巨厚中基性-酸性陆相火山岩建造，显示“双峰式”火山岩特征。岩浆通常沿有利地质构造部位（F1）上升，随着岩浆分异演化，矿质逐渐富集于晚期熔体中，在一定地质条件和物理化学条件下，这些富含成矿物质的含矿热液在运移过程中与围岩发生物质成分的直接交换；同时，由于岩浆通道是高温、低压环境，是地下水、地表水的汇聚部位，地下水、地表水由于受热加速上升，而远处低温的地下水、地表水又不断回流，这样就形成一个不断往复的循环系统，不断循环的含矿流体对所经过的围岩（矿源层）进行充分交代，使含矿热液中的有用组分的不断聚集。

(2)火山热液来源于火山岩浆源。火山喷发和热液的析出常具周期性、多旋回进行，火山岩浆分异作用明显，则有利于含矿溶液的析出，这些含矿热液在空间上一定部位，时间上位于火山作用最强烈的较晚阶段，形成火山热液铜矿，如Ⅰ号铜矿床。

(3)玄武安山岩中Cu的丰度较高，富含Cu的中基性岩浆冷却以后，铜与硅酸盐相分离，在少硫的还原条件下，于玄武安山岩或辉绿-闪长岩中Cu富集为浸染状自然铜矿床，如木斯铜矿。

(4)早二叠世后，火山喷发减弱，晚期火山作用发生侵位，在浅成、超浅成条件下形成次火山岩体侵入，含矿溶液在低温条件下往往富集于次火山岩顶部或边部，形成次火山热液型铜矿，部分铜矿在次火山岩中呈全岩矿化，如群吉萨依铜矿。

(5)在侵入岩岩体周围发育一系列构造裂隙，由于成矿温度下降迅速，含矿溶液在低温减压条件下快速沉淀，成矿方式以充填作用为主，围岩蚀变不强，形成中低温热液充填脉状富铜矿石，如克孜克藏南铜矿。

(6)在晚二叠世晚期，火山喷发作用减弱或停止，风化作用增强，来源于古陆或古隆起的各种铜矿化或含铜岩石被迁移到山间沉积盆地，由于物理化学条件的改变，在砂砾岩中形成铜的初始富集层，间歇性的火山作用和次火山岩侵入分馏出低温热水溶液，叠加改造使铜矿层进一步富集，形成砂砾岩型铜矿。

[1]、矿产资源工业要求手册.地质出版社.2010.

[2]、成矿类型成矿环境与时空分布特点.地质学报.1986.