新疆巴哈乌拉铜多金属矿地质特征及成矿模式探讨

梁增辉

摘 要：巴哈乌拉铜多金属矿位于准尔盆地边缘洪古勒楞等超基性岩体附近矿化带。该文基于较为详细的野外工作，分析研究区地球化学特征，通过物探解译等手段对其成矿模式进行探讨。

关键词：巴哈乌拉 地质特征 成矿模式 成因

中图分类号：P618 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（b）-0068-02

新疆巴哈乌拉铜多金属矿位于和布克赛尔蒙古自治县，地质部航空物探大队901队，在准噶尔盆地边缘区域进行了航空磁测，发现了洪古勒楞等超基性岩体，在这些超基性岩体附近，发育有铁矿、铜矿和金矿点，巴哈乌拉铜多金属矿即为其中一个[1]。矿区位于地质化探异常综合区的金异常与基性元素异常交汇部位，是金、铜、超基性元素成矿有利的部位。

1 区域地质背景

矿床位于准噶尔优地槽褶皱带西部，谢米斯台弧形褶皱带南西缘，其北部为和布克赛尔凹陷，南部为和什托洛盖凹陷。区域出露地层为沉积岩系、火山岩系和第四系，以火山岩系为主，局部发育浅海相沉积岩系。区域上洪古勒楞—阿尔曼太晚古生代沟弧带发育中奥陶世蛇绿岩和火山复理石建造。上奥陶统—下志留统不整合其上，为碎屑岩—火山岩建造，中志留统—下石炭统均属滨海相陆源碎屑—中酸性火山岩建造或陆相磨拉石建造，并被二叠统陆相火山岩—复陆屑建造所不整合，早古生代汇聚后，该区动荡不定，造成了该带复杂的地质构造环境，侵入活动见少量华力西中期花岗岩类[2]。该带褶皱加里东期表现为紧闭型褶皱，华力西期为舒缓型褶皱。

2 矿区地质简介

2.1 矿区地质

矿区地层主要为一套火山沉积岩层。该次工作时，发现叠层石和大量泥盆系动植物化石，矿区地层从老到新地层有前寒武纪、中奥陶统—志留纪、泥盆纪、石炭纪和第四纪地层。矿区断裂构造有东西向、北西向和北东向三种。其形成顺序从早到晚为东西向断裂、北西向断裂和北东向断裂，发育规模由大到小为东西向断裂、北东向断裂和北西向北西向断裂。其中东西向断裂带金、铜元素普遍异常，局部硅化带附近达到工业边界品位，为勘查区详查的重要成矿破碎带。矿区内规模性褶皱被多组断裂切错动，形成残破褶皱迹象，局部保留各种类型褶皱转折端，显示勘查区发育紧闭型和宽缓疏缓型两类不同构造层褶皱特点。在强烈断裂边缘也发生牵引褶皱现象。矿区岩浆岩比较发育，从超基性到酸性，甚至偏碱性的岩石均有出露。其中以侵入岩为主，喷发岩次之。喷出岩在各时代地层中均有不同程度的出露，尤其是上泥盆统和中石炭统中最为发育。

2.2 变质作用与蚀变

矿区内发育的地层区域变质程度都较浅，正常沉积岩和脉岩等都保留原生矿物和岩石构造，仅有一定程度的绢云母化发育。变质作用主要是超基性—基性侵入岩体的自变质及接触热变质，蛇纹岩的绿泥石化和蛇纹石化强烈发育在接触带附近及岩体边缘顶部，残留的接触变质带边缘发育重结晶现象[3]。蚀变作用主要发育在东西向断裂带上，碳酸盐化、绿泥石化、绿帘石化及硅化，白云岩、白云质大理岩地表风化蚀变褐铁矿化强烈，局部硅化地段发育孔雀石蓝铜矿化等金铜矿化。

3 地球化学特征

通过矿区东西向构造带中探槽剖面采样分析，超基性—基性超镁铁质岩具有铜金异常值，验证了区域上金铜异常的存在。因此，选择有代表性的部位进行岩石化学全分析、光谱半定量全分析和稀土元素分析，其中在东西向断裂带北带上选择变质橄榄岩组合样品与北西向断裂带内的堆积岩样品组合进行对比研究分析，作为勘查区内该套超镁铁质岩石的成因、推测矿源深度等的判断依据。

3.1 化学全分析特征

化学全分析结果表明，变质橄榄岩SiO2含量33.62%，镁铁比值m/f为11.64，为富镁质超基性岩；堆积岩SiO2含量49.92%，镁铁比值m/f为2.01，为富铁质基性岩或铁质基性岩。堆积岩里特曼指数分别平均为1.19，为钙碱性系列。具有岩浆分离结晶程度高的特征。

3.2 光谱半定量全分析特征

光谱半定量全分析结果显示：变质橄榄岩和堆积岩的Ni、Cr和V、Ti差异较大，达到一个数量级，表明两组岩性稀有有色元素具有分异型富集的特点，其中Ni、Cr在变质橄榄岩中富集，已经达到金铜矿伴生有益组分含量工业指标。而V、Ti在堆积岩中富集。

3.3 稀土元素分析特征

稀土元素分析结果表明：变质橄榄岩和堆积岩之间稀土总量ΣREE没有较明显的变化趋势，显示两组样品岩石为同源性。两者轻重稀土元素比值（ΣCe/ΣY）相比，变质橄榄岩较堆积岩则富集轻稀土更明显。从变质橄榄岩和堆积岩的铕（Eu）异常度δEu特征看，均为铕（Eu）的负异常，但是变质橄榄岩负异常明显，而堆积岩负异常不大，说明变质橄榄岩岩浆经过了分离结晶作用，而堆积岩在岩浆分离结晶过程中并没有地壳物质的混染加入。变质橄榄岩和堆积岩的铕（Eu）异常度Eu/Sm特征显示均为正异常，但变质橄榄岩正异常不明显，而堆积岩正异常明显，说明变质橄榄岩岩浆演化分异程度不高，而堆积岩在岩浆演化过程中有一定的分异。

4 物探成果认识

该次工作主要为推断勘查区内东西向断裂带北带的超基性岩蛇绿岩向下延伸情况和含矿可能性，重点在该带上开展了较为详细的电法勘探和磁法勘探两种物探方法。

根据矿区实际的地质条件、地形，共开展了五条电阻率垂向测深剖面。就电测形成电阻率断面图。综合5个电阻率断面图，均可以推断出有高阻超基性岩体赋存，产状陡立，多数位置呈近直立状；岩体两侧位置多呈低阻状态，可能为低阻围岩或破碎岩体，为相对成矿有利位置。

该次勘查区物探工作共采用磁测、对称四极电测深、对称四极剖面法三种方法，探测结果相互补充、相互印证。综合分析，勘查区东西向断裂带为条高阻、高磁性岩体，产状较陡立，部分地段近直立，旁侧伴生的破碎带岩体或低阻围岩，深部延伸200m左右，为成矿有利地段。endprint

5 成矿模式探讨

矿区成矿模式主要从矿化带及控矿因素—矿源层、构造带、导矿热液为论证点，探讨矿化体中深部规模可能性，反演其成矿模式。

5.1 矿源

区域上蛇绿岩套是大洋中脊中溢出的超基性镁铁质岩石组合，勘查区内超基性—基性超镁铁质岩石为深源区侵入的岩体，其与区域上蛇绿岩套可能为同一期次不同表现的岩浆活动，与区域上蛇绿岩套具有相近的矿源物质，除含有丰富的铁、镁等元素外，还普遍含有铬、铜、金、镍等有色金属元素。地球化学场中铜的高背景或高值区是30×10-6，金的高背景或高值区是2.4×10-9。通过取样化验，矿区Cu平均含量为8.588×10-5，是地球化学场中铜的高背景或高值区的2.86倍，Au平均含量为8.03×10-8，是金的高背景或高值区的3.345倍，都明显高于区域高值。因此，推测蛇纹岩为金、铜元素的矿源之一。如果其分异和后期热液改造迁移，可以形成明显的金、铜元素成矿来源。

5.2 控矿构造

研究区内东西向断裂带，为区域性大断裂，区域上具有控制超基性蛇绿岩的东西向展布、多期次差异活动形成沟谷地貌的特点。因此推测，勘查区内的东西向断裂带是主要的容矿构造。但对比南北两个断裂带，北断裂带以强烈压扭性为主，其北侧为主断裂带的主断面，并形成以北东—北北东向压扭性分支，而南断裂带较宽，内部完整性较好，形成相对稳定断块，在以不同方向扭动下形成北西西向扭裂充填脉体特征。所以，东西向断裂带从北带向南带应力集中程度减弱，最为集中的部位为北带北侧边缘。因此北部断裂带是勘查区成矿的有利部位，即主要的容矿构造。

5.3 矿床成因分析

勘查区北侧东西向断裂为主要的容矿构造，其间充填的超基性岩体为主要矿源，中酸性岩浆岩脉和勘查区主要成矿构造线。结合勘查区地层、构造和岩浆岩展布情况，其北部为第四系覆盖的志留系地层，主要岩性为砂岩—砂砾岩的碎屑岩，含水性和渗透性相对较好，构造较为强烈，变形褶皱构造强烈，伴生的裂隙发育，有利于天水及盆地水汇入岩浆热液和构造热液，形成较好的成矿有利条件。

5.4 成矿模式探讨

在以上工作和分析的基础上，形成了该区的成矿模式：与区域上蛇绿岩套同源的大洋中脊溢出超基性镁铁质岩石组合，形成了勘查区内超基性—基性深源侵入超镁铁质岩石—超基性蛇纹岩，超基性蛇纹岩具有碳酸岩特征，反应其自身的分异热液活动性；热液除含有丰富的铁、镁等元素外，还普遍含有铬、铜、金、镍等有色金属元素。岩浆岩脉体顺构造侵入，必然伴随岩浆热液的活动；天水及盆地富含的水溶液，通过含水性和渗透性较好的砂岩—砂砾岩的碎屑岩地层，以及构造较为强烈的变形褶皱构造，与构造热液和岩浆热液汇集，在地质构造时期成为长期的热液来源。

超基性蛇纹岩体具有碳酸盐化特征，热液在通过富含铜、金、镍超基性岩体的构造裂隙时，由于具有较强的萃取能力，形成富含金铜的热液，侵入到北部东西向断裂，顺断裂构造带结构面下盘向上运移。上覆碳酸盐地层，在超基性岩萃取热液中富含大量镁（Mg），其与碳酸盐中CO2反应，形成白云岩化，从而导致富含铜金热液性质发生变化，形成化学障，产生富含铜金热液富集，在构造活动中，局部压扭性断裂带在压扭性活动时形成空间富集而储矿，形成顺压扭性断裂带下盘富集的铜金矿化体。以成矿模式图示意，如图1。

参考文献

[1] 新疆维吾尔自治区地质矿产局地质出版社.新疆维吾尔自治区区域地质志[M].新疆：地质出版社，1982.

[2] 王敏，范香莲，张新康.新疆和布可塞尔县洪古勒楞铜矿床地质特征及找矿标志[J].新疆有色金属，2012（2）：35-40.

[3] 吴波，何国琦，吴泰然，等.新疆布尔根蛇绿混杂岩的发现及其大地构造意义[J].中国地质，2006（3）：477-486.endprint