新疆尼勒克县圆头山铜矿地质特征浅析

邓珊（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局703队　伊宁　835000）



新疆尼勒克县圆头山铜矿地质特征浅析

邓珊
（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局703队伊宁835000）

摘要圆头山铜矿大地构造位于哈萨克斯坦板块之伊犁亚板块阿吾拉勒晚古生代裂谷内，属于西天山阿吾拉勒铜多金属成矿亚带。铜矿体产于黑云母斜长花岗斑岩体内，矿体产状、分布受构造控制，围岩为上二叠统晓山萨依组凝灰质砂砾岩、砂岩。综合分析圆头山铜矿体成因类型为构造控制的热液型脉状铜矿床。

关键词圆头山铜矿黑云母斜长花岗斑岩阿吾拉勒铜多金属成矿亚带脉状热液型铜矿床

DOI∶10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.01.015

1　区域地质背景

区内出露地层主要为中上元古界温泉群、上古生界的石炭统及二叠系，新生界第三系、第四系。

从构造单元划分上，阿吾拉勒山属巩乃斯复向斜的次一级构造，北邻喀什河断陷，南接巩乃斯谷地，西部于伊犁断陷盆地之中。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。

本区地处阿吾拉勒山中-西部，是侵入岩分布较为集中的地区之一。主要分布在阿吾拉勒南坡山前、群吉-乌郎达坂、莫斯早特-圆头山等地。多呈岩枝、小岩株、岩床、岩颈产出。以酸性岩类为主，中性岩次之。以华力西晚期侵入岩为主，华力西中期为次。侵入岩在结构上多显浅成及超浅成相。

区内铜矿化面广、点多，密布各类铜矿床（点）数十处，目前已知规模较大的是群吉铜矿床、穷布拉克铜矿床（已控制储量小型，具中-大型远景）、莫斯早特铜矿床、黑山头铜矿床等。它们都严格受限于二叠纪火山岩-次火山岩的分布。

就区域成矿特点而论，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。该区域上有三个含矿层位：

⑴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；

⑵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；

⑶上二叠统陆相火山岩：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。

2　矿区地质特征

圆头山铜矿区以圆头山岩浆穹隆为中心，其核心部位出露为黑云母斜长花岗斑岩体，呈岩盖状，长轴展布方向北东-南西向，出露长约725 m，宽约340 m，围岩为上二叠统晓山萨依组凝灰质砂砾岩、砂岩，成层状、互层状产出，砂砾岩的粒度下粗上细，具有明显的沉积韵律。

岩体与围岩为侵入关系，在岩体长轴方向两端分别侵入于上二叠统晓山萨依组下亚组薄层状深灰色细砾岩和薄层状紫红色凝灰质砂岩之间，岩体中部与围岩接触面总体外倾，倾角变化在45°～70°之间，接触界线凹凸不平，局部地段呈港湾状。围岩的产状微微向四周倾伏，构成一个围倾穹隆构造。受该岩浆穹隆构造影响地层产状发生变化的面积约1 km2。

2.1地层

矿区地层主要由上二叠统晓山萨依组、克孜勒巴斯陶组、塔姆其萨依组及第四系等组成。

上二叠统晓山萨依组（P2x）分为上、下两个亚组。上、下亚组为整合接触关系，与上覆克孜勒巴斯陶组地层呈角度不整合接触关系。

⑴晓山萨依组下亚组（P2xa）岩性主要有：紫红色砂岩、安山岩、砾岩等，可分为四个岩性段。其中以砾岩为主，占矿区面积30%左右，呈环形分布于黑云母斜长花岗斑岩体四周，其他分布出露面积均较小。

⑵上二叠统晓山萨依组上亚组（P2xb）岩性主要有：粗粒砂岩、砂砾岩、泥质粉砂岩、钙质粉砂岩等组成，依据其岩性组合可分为3个岩性段。

①第一岩性段主要岩性为中粒砂岩夹薄层细砾岩（P2xb-1），厚299 m；

②第二岩性段主要岩性为夹薄层石膏的泥（钙）质粉砂岩（P2xb-2），厚562 m；

③第三岩性段主要岩性为粗粒岩屑砂岩夹砂砾岩（P2xb-3），厚大于323 m。

上二叠统克孜勒巴斯陶组（P2k）主要分布于矿区北西部，与上覆塔姆其萨依组地层呈角度不整合接触关系。岩性较为单一，主要为次火山岩相安山岩，厚度大于694 m。

上二叠统塔姆其萨依组（P2t）仅出露其下亚组地层，主要岩性为砾岩，其成分比较单一，砾石主要成分为安山岩（成分与克孜勒巴斯陶组安山岩相同）磨圆度中等，少量磨圆度较高，呈卵圆形，砾径大小不一，分选性极差，胶结物主要为岩石碎屑及泥化类蚀变物。岩石层理不发育，宏观上依稀可辩，厚度为405 m。

第四系风成黄土、残坡积物主要分布于测区北东部、南西部，约占测区面积之30%。和北西向尼勒克-吾吐萨依大断裂两大构造体系。

2.2构造

矿区构造较为简明，以圆头山岩浆穹隆构造为主体。断裂构造不发育，仅在岩体的中部及南端发育两条断裂构造。

穹隆构造：圆头山岩浆穹隆构造位于矿区中心，核部为黑云母斜长花岗斑岩体，呈岩盖状，椭圆形，长轴方向为北东向，长度大于750 m（北东端为第四系覆盖），宽度为340 m，据地球化学成果黑云母斜长花岗斑岩体中铜、银及铅元素丰度值明显高出相应克拉克值，Cu高于克拉克值23倍、Ag高于克拉克值18倍、Pb高于克拉克值10倍，而围岩的元素丰度值相对克拉克值则没有明显的异常。这表明黑云母斜长花岗斑岩是圆头山铜矿的成矿母岩，为成矿提供物质来源。四周围岩为绕晓山萨依组砂岩、砂砾岩，其顶部仍残留少量晓山萨依组砂岩，岩层产状向四周倾伏。受该岩浆穹隆构造影响，接触面总体外倾，产状发生变化的面积约1 km2，倾角变化在45°～70°之间，接触界线凹凸不平，局部地段呈港湾状。

断裂构造：在矿区中心的黑云母斜长花岗斑岩体中部发育断层F1、F3，在岩体南端发育断层F2，均为张性正断层，可能是岩浆后期活动造成岩体中部抬升所造成的。3条断层均发育于岩体之中，向两端没有延伸出岩体。

2.3侵入岩

矿区侵入岩均为华力西晚期产物，以圆头山穹隆出露的黑云母斜长花岗斑岩为主，其次有1条北北西向展布的辉绿玢岩岩脉，规模较小，与成矿关系不大。

黑云母斜长花岗斑岩分布于矿区中心，呈岩盖状，椭圆形，长轴方向为北东向，长度大于750 m，宽度为340 m，岩石呈肉红色、黄褐色，斑状结构，块状构造。斑晶有黑云母和钠长石组成。基质为脱玻化霏细结构，主要由长石及石英组成。黑云母年龄255.04百万年（表1），属华力西晚期侵入。

表1　阿吾拉勒山西段侵入岩钾—氩同位素年龄测定结果

2.4变质作用及围岩蚀变

矿区内变质作用及围岩蚀变均较弱，岩体内部蚀变有硅化、泥化、碳酸盐化、绿泥石化、绿帘石化、褐铁矿化以及黄钾铁矾等。岩体中部沿断裂破碎带硅化稍强，并伴有水白云母化、重晶石化等。

围岩蚀变较弱，表现为弱的褪色现象，在接触带处有混染现象产生。

2.5地球物理特征

通过在矿化较为集中地段部署的高密度电阻率测深测量，高密度电法测量结果对应铜矿体部位没有明显低电阻异常，高电阻率和低电阻率异常成竖条状分布，分析认为是和地表电阻率的不均匀性有关系。

2.6地球化学特征

1981年，有色703队于圆头山铜矿区进行了1/ 2 000原、次生晕化探测量，在圆头山岩体及周边0.56 km2范围内，以铜75×10-6为异常下限，其异常的分布范围占测区总面积的50%以上，其中原生晕样品铜的含量值较高，一般在（100～1 000）×10-6之间，最大值可达2 000×10-6，次生晕样品铜的含量值稍低（图2）。从异常的分布特点看，圆头山岩体具有全岩矿化、岩体外接触带也同时具有矿化的特点。

第一浓集中心位于Ⅰ、Ⅱ号矿体及其向南东至岩体外接触带，其中Cu异常值达1 000×10-6，最高大于2 000×10-6；Ag异常高值大于5 000×10-9；此外包括两个Pb丰度值为200×10-6、500×10-6的异常。

图1　圆头山铜矿激电异常成果图

第二浓集中心位于Ⅲ号矿体和Ⅳ号矿化体之间，其中Cu异常值最高大于2 500×10-6；Ag异常高值大于5 000×10-9；Pb丰度值为200×10-6的异常。

铜异常（＞100×10-6）的分布范围与该岩体的出露范围大致相当，异常中心与地表矿体位置吻合，为明显的矿致异常。

图2　圆头山铜矿地质化探简图

光谱分析结果反映出在黑云母斜长花岗斑岩体中铜、银及铅元素丰度值明显高出相应克拉克值，Cu高于克拉克值23倍、Ag高于克拉克值18倍、Pb高于克拉克值10倍，而围岩的元素丰度值相对克拉克值则没有明显的异常。这也表明黑云母斜长花岗斑岩是圆头山铜矿的成矿母岩，为成矿提供物质来源。

表2　圆头山铜矿各类岩石主要微量元素含量　10-6

3　矿体地质

3.1矿体特征

圆头山铜矿主要产于圆头山构造岩浆穹隆中部的黑云母斜长花岗斑岩体内，矿化以黑云母斜长花岗斑岩岩体中部断裂碎裂带中铜矿化强度大，经地表工程控制、取样分析化验，初步圈定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号3个矿体，各矿体都与重晶石网脉关系密切。

Ⅰ号矿体是矿区规模最大、控制程度相对高的矿体，分为3个矿体（编号分别为Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3号矿体），其中Ⅰ-1号矿体地表呈透镜状，矿体沿走向具波状弯曲及分支复合现象，但总体受岩体内北西向断裂破碎带构造控制，总体走向北西向（295°～320°），倾角较陡，一般为75°～80°。矿体长190 m，宽2～16 m不等，平均宽度7.54 m，东部宽大，西部较窄，最高品位6.59×10-2，平均品位1.31×10-2，矿化以孔雀石化为主，呈胶状、纤维状集合体充填裂隙及浸染状分布，表面见有微量辉铜矿、铜蓝、赤铜矿及菱铁矿等，属同一次生氧化带形成。此外，辉铜矿呈星点状分布于岩石中，矿体中重晶石网脉十分发育。

Ⅱ号矿体产于黑云母斜长花岗斑岩体中，呈长条透镜状，地表长152 m，宽0.8～2 m不等，东部较宽，西部较窄，最高品位1.75×10-2，平均品位1.40×10-2。矿体大致走向为320°，地表矿体以孔雀石化为主，呈星点状、浸染状分布于岩石中，矿体与围岩界线不清，深部通过钻孔施工验证矿体向深部延伸，矿体铜矿物主要为孔雀石、铜蓝。局部辉铜矿较富呈浸染状分布且分布均匀。

Ⅲ号矿体产于黑云母斜长花岗斑岩体北西部与围岩（细砾岩）的接触部位，受自岩体中延伸出的一北西向小断层控制，矿体长60 m，宽0.8 m，平均品位1.05×10-2，总体走向为320°，近直立，具波状弯曲。矿化以孔雀石化为主，与重晶石伴生。在Ⅲ号矿体施工了钻探工程，见到了宽1 m的孔雀石矿化，经取样分析未达到矿化体品位。

3.2矿物成分

矿石中金属矿物有以孔雀石为主，辉铜矿、褐铁矿次之，微量赤铜矿、铜蓝、黄铁矿、黝铜矿、自然铜、黄铜矿等。辉铜矿为细粒的表生辉铜矿与孔雀石、聚集共生。脉石矿物主要有重晶石、绿高岭石、石英、方解石、硅灰石、高岭石、菱铁矿等。

圆头山铜矿矿石组分较单一，主要为铜矿物，近地表仅见孔雀石、黄铜矿和铜蓝，在钻孔中可见硫化物、黄铁矿、菱铁矿及辉铜矿呈浸染状，星点状，细脉状分布。

通过基本分析、组合样品分析以及光谱分析结果，矿石中有用元素除Cu以外，伴生Ag幅值（0.66～173）×10-6，平均品位22.58×10-6，可作为有用元素进行综合利用，铜和银的品位变化呈正相关关系，伴生Pb、Zn、Au等元素品位低，没有综合利用的价值。此外，矿石中有害元素As、Mg、Bi、Pb、Zn等含量在允许范围之内，对矿床的开发及矿石选冶不会产生负面影响。其中As光谱分析均值18.48×10-6、Mg光谱分析均值0.01×10-2、Bi光谱分析均值0.27×10-6、Pb组合样分析平均品位0.027×10-2、Zn组合样分析平均品位0.01×10-2。详细数据见表3。

表3　圆头山铜矿元素分析结果统计表

3.3矿床成因

初步认为圆头山铜矿的矿物质主要来源于黑云母斜长花岗斑岩岩体，成矿溶液有与岩浆作用有关的岩浆热液以及黑云母斜长花岗斑岩体内的构造热液和地下水，圆头山铜矿为构造控矿，矿体产状受构造控制，铜矿化主要发育在导矿构造的次级裂隙中，矿化以细脉状、纤维状、浸染状为主。

圆头山铜矿的形成大致经历了成矿母岩黑云母斜长花岗斑岩的形成—构造热液活动充填交代形成早期铜矿—大气水淋滤、蒸发作用使得铜矿物氧化迁移并富集形成现在的圆头山铜矿。

在华力西晚期，花岗岩浆沿断裂通道侵入，形成圆头山花岗斑岩穹窿，围岩为上二叠统晓山萨依组的一套火山碎屑沉积岩。以往化探资料显示花岗斑岩岩体的铜背景值较高，一般在（100～1 000）×10-6之间，最大值可达2 000×10-6，这就为圆头山铜矿的形成奠定了基础。随着岩体内一系列导矿

构造（F1、F3）带来的压力、温度以及溶液使得花岗斑岩体内的铜元素在有利的环境下迁移，并随着大量硫化物富集，圆头山铜矿初具规模。后期圆头山花岗斑岩穹窿随地壳运动上升，初步富集的圆头山铜矿经大气水淋滤、蒸发作用，氧化迁移并富集形成现在的圆头山铜矿。

综上所述，圆头山铜矿属于构造控制的热液型脉状铜矿床。

3.4控矿因素

构造控矿∶通过本次圆头山铜矿床工作，我们认为矿体主要特征有：其一，矿体主要赋存在断层及破碎带内中，矿体的形态、产状取决于断层及裂隙的形态、产状，一般呈脉状；其二，矿石构造具浸染状构造、细脉状构造，总体上是以充填和交代方式产在构造带上。

总之，铜矿体与构造关系密切，矿体的分布、形态、规模、产出地质条件严格受构造控制。

3.5找矿标志

⑴孔雀石矿化是地表最为直接和明显的找矿标志。

⑵构造发育地带常发育重晶石脉，并伴随铜矿化，重晶石脉是寻找铜矿化带赋存部位的重要标志。

⑶从阿吾拉勒铜矿带许多铜矿的控矿因素及矿体赋存部位来看，北西向断裂、破碎带是重要的控矿、容矿构造。

⑷区内火山岩分布十分广泛，火山机构是本区寻找大-中型铜矿、斑岩型铜矿最有利条件。

收稿：2015-10-12