乌鲁木齐市黑沟一带铜矿地质特征及成因分析

阿不力孜·孜牙吾东

(新疆维吾尔自治区有色地质勘查局701队昌吉831100)

乌鲁木齐市黑沟一带铜矿地质特征及成因分析

阿不力孜·孜牙吾东

(新疆维吾尔自治区有色地质勘查局701队昌吉831100)

黑沟一带矿区大地构造造位于博格多复式背斜的南翼，柴窝铺断陷的北侧，属此一次“S”型构造的内弦地段，该区褶皱构造较发育，断裂构造发育，岩浆岩以浅成基性侵入岩为主。矿区位于博格达铜、铁、锰、硼成矿带亚带达坂城铜矿带。

铜矿床地质特征成因分析

1 区域地质概况

矿区位于北天山优地槽褶皱区、黑沟—坚霍腊褶皱带南部，岩石类型比较简单。出露地层为中石炭统祁家沟组下亚组（C2qa）和上亚组（C2qb），在沟谷、山脚地带为第四系冲积、洪积的砾石和砂土。黑沟铜矿床赋存于中石炭统祁家沟组下亚组（C2qa）第四岩性段（C2qa-4），第五岩性段（C2qa-5）岩性为灰色砾岩、灰黄色和砾岩、硬砂岩、粗砂岩、夹薄层粉砂岩，其外段中顺层侵入的辉绿岩特别发育，且厚度比较大。含矿岩石为砂岩，粉砂岩,见图1。

图1 新疆乌鲁木齐市凤凰泉一点区域地质图

矿区构造上属于博格多复式背斜的南翼，柴窝铺断陷的北侧，属此一次“S”型构造的内弦地段。凤凰泉构造带，位于工作区东北角，包括凤凰泉地段及阿克苏沟的西侧。该构造带中一条较大的断裂通过凤凰泉，呈北西-南东走向，北西端倾向北东，南东端倾向南西，倾角40°～50°，为一麻花状压扭性断裂。在断裂的上下盘分布着呈“入”字型的分支断裂，而铜矿化则赋存在分支断裂中。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区出露的地层为中石炭统祁家沟组下亚组（C2qa）和上亚组（C2qb）的地层和第四系冲积、洪积的砾石和砂土，主要岩性为中细粒砂岩、粉砂岩、岩屑凝灰岩、细粒砂岩、砂砾岩、辉绿岩等。

2.2 构造

2.2.1 褶皱构造

矿区北中部及北东部地段褶皱构造、岩石层理较为发育，对岩石造成挤压、扭曲作用，多见揉皱现象。

2.2.2 断裂构造

矿区位于凤凰泉构造带上，构造较为发育，是主要的成矿条件之一；其中有正断层F1、逆断层F2；平移断层F4、F5、F7、F9、F10；性质不明断层F3、F6、F8。该区铜矿产与构造有密切的关系，铜矿体赋存在F1、F2、F3等三条断层之间的岩石中。

F1位于矿区中部，与L1号矿带成矿密切相关，正断层；

F2位于矿区中部，与L2号矿带成矿密切相关，逆断层；

F3与L3、L4号矿带形成有着直接关系，性质不明断层，断层延伸较远，构造处岩石局部破碎，可见断层泥、断层痕；

F4位于工区西北部的右行平移断层，走向20°，断层延伸约200m，地表明显可见辉绿岩脉被其错断，断距约70m；

F5位于工区西北部的右行平移断层，产状与F4断层基本一致，走向23°，断层延伸约140m，地表明显可见两条辉绿岩脉被其错断，断距约20m；

F6位于工区7号勘探线处，性质不明断层，走向25°，断层延伸约100m，地表明显可见辉绿岩脉被其错断，形成高约15m的陡崖；

F7位于工区中部的左行平移断层，走向45°～65°，断层延伸约300m，地表明显可见多条辉绿岩脉被其错断，断距约7m；

F8位于工区中南部的性质不明断层，走向10°～43°，断层延伸约1000m，未见岩层有明显错移；

F9位于工区中南部的左行平移断层，走向10°～43°，断层延伸约180m，地表明显可见辉绿岩脉被其错断，断距约10m；

F10位于工区东部的右行平移断层，与L5号矿化带成矿密切相关，走向由北至南为40°～65°～30°，断层延伸非常远，地表明显可见地层及辉绿岩脉被其错断，断距约30m，见图2。

图2 黑沟铜矿矿床地质略图

2.3 岩浆岩

矿区内浅成基性侵入岩活动普遍，发育良好，规模大小不一。规模较大的宽约200m，延长几百米到数公里，为顺层侵入的岩床状侵入体；规模较小的宽约几米到数十米，延长数十米到几百米，为岩脉状斜交层理的侵入体。其次出露小面积的中性的钙碱性喷出岩，辉绿岩（βμ），侵入体与矿化有着较为直接联系，区内所见铜矿点都在侵入岩与底层接触带和断裂带上，含矿岩石一般为砂岩。在辉绿岩与地层接触上盘地段局部形成蚀变破碎带，经取样化验分析蚀变破碎带具铜铅锌矿化，推测辉绿岩与成矿关系较为密切，为成矿提供热源。

2.4 变质作用

矿区内变质作用较弱，程度较低，各岩石基本保持原岩的形态和组分，矿区内可以看到热接触变质作用引起的绿泥石化、硅化、碳酸盐化等蚀变。

2.5 围岩蚀变

矿区东北部构造带中矿区内可见绿泥石化、硅化、碳酸盐化等蚀变。在构造带上下盘砂岩、粉砂岩中可见黄铁矿化、褐铁矿化、孔雀石化等蚀变。这些蚀变构成了大小不一的构造蚀变带,成为宏观的找矿标志。

3 矿体特征

根据空间分布特征，矿区内的矿脉群可划分为7条矿带，分别编号为L1～L7，每条矿带包括数个矿体。7条矿带均分布在矿区范围的东北角。矿体直接围岩是灰-灰绿色中细粒砂岩（ds），间接围岩是灰绿色辉绿岩（βμ）。矿体呈层状、脉状，有些矿体出现分支，尖灭再现现象。除L2、L6号矿带是根据矿体特征的差异将其划分成两条带，其它各矿带均由辉绿岩脉两两分割，同样这也是划分矿带的主要依据之一。主要矿体特征如下：

L1号矿体：地表长度1397m，厚度0.36～13.86m，平均厚度4.22m，倾向40°，倾角65°～88°，主要矿化：地表有孔雀石化、黄铜矿化，水锌矿化等，呈浸染状、细脉状、薄膜状、团块状分布在岩石裂隙和表面中，深部在岩石裂隙中细脉状黄铜矿、闪锌矿为主。Cu平均品位0.72%，Zn平均品0.71%。

L2号矿体：地表长度1850m，厚度0.52～20.69m，平均厚度5.45m，倾向40°，倾角63°～89°。主要矿化：地表主要有孔雀石化、黄铜矿等，呈浸染状、薄膜状、团块状分布在岩石裂隙和表面中，深部在岩石裂隙中细脉状黄铜矿、闪锌矿为主。Cu平均品位0.54%～0.51%，Zn平均品0.47～0.87%，见表1。

表1 黑沟一带铜矿矿体特征

4 矿石质量

金属矿物：黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、孔雀矿、褐铁矿、铜蓝、褐铁矿等。

脉石矿物：石英、绿泥石、长石。

（1）金属矿物

黄铁矿（FeS2）:淡黄色，金属光泽，呈自形-半自形粒状，少量呈他形粒状，一般为0.3～0.5mm，最大可见1.6mm，多裂纹，分布不均匀，呈浸染状星散分布。与铜关系密切。

黄铜矿（CuFeS2）：铜黄色，呈它形粒状，一般为0.05～1.2mm，最大可见8.0mm,呈细脉（宽0.15～1.3 mm,最宽可见2.5mm）沿裂隙分布，浸染状分布较少。

闪锌矿（ZnS）：灰黑-黑色，金属光泽，呈块状、板状，一般0.1～1mm，最大可见10mm，呈细脉状和层状。

（2）脉石矿物

石英：常呈半自形、他形，粒状结构，块状及脉状构造。由于受力作用，晶体呈波状消光。

绿泥石：显微鳞片状，交代杂基及岩屑分布。

长石：多为中、更长石，不具双晶，泥化较轻，钾长石少量。

5 矿床成因分析

总体来看，该矿床矿体具如下主要特征：

（1）矿体受断层控制明显，均产于构造带的次一级断裂两侧，矿石具强弱程度不同的孔雀石化蚀变，孔雀石呈薄膜状、斑点状，矿体中，局部可见小石英团块或细小的石英脉分布。

（2）从各矿体矿化情况来看，矿床有上铜下铜锌分带特征。

（3）砂岩中黄铜矿一部分呈浸染状分布于砂粒间，一部分呈平行的脉状分布，脉内与黄铜矿镶嵌共生了较多闪锌矿。一些闪锌矿成网状微脉充填裂隙，闪锌矿微脉也被晚期微粒黄铜矿脉包绕，密切共生。早期黄铜矿脉内见黄铁矿，闪锌矿脉内裂隙充填少量黄铁矿。

从以上矿体特征和与区域内同类矿床的对比，以及近年区域内的找矿研究成果[1]，认为本矿床成因为：容矿岩系为砂岩、粉砂岩、砾岩建造，沉积时已有初步铜聚集，并有丰富硫源，与沉积同时或稍后的火山作用导致岩浆来源的热液流体作用，形成部分脉状铜、锌矿体，使原来的矿层成矿元素加富。总体上看，本矿床的主要层状、似层状矿体基本为沉积成因，再加上热液改造作用，认为该矿床为沉积-热液叠加改造型铜多金属矿床。

6 结论

经过矿区的普查工作已查明了该矿床明显受NW向构造控制，矿体具有上铜下锌的分带特征，并至少经历了3次成岩成矿作用，即沉积-成岩期，混合热液-叠加改造期和成矿后改造期，和前人的认识明显不同。根据本矿床的地质特征和控矿因素，本次工作认为该矿床为沉积-热液叠加改造型铜多金属矿床。但是由于矿床为新探明矿床，还需要详细的矿床学工作进一步论证。

[1]刘德权，唐延龄，周汝洪.中国新疆铜矿床和镍矿床[M].北京，地质出版社，2005.

[2]陈毓川，刘德权，唐延龄，王登红，董连辉，徐新，王晓地，中国天山矿床及成矿体系(上册)[M].北京：地质出版社，2008.

收稿：2015-03-25

10.16206∕j.cnki.65-1136∕tg.2015.05.009