西昆仑昆盖山萨洛依西铜矿地质、地球物理特征及找矿方向

占深，宋梦莹，高鹏，侯明利

(1.新疆维吾尔自治区地质矿产研究所，新疆 乌鲁木齐 830000；2.新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局物化探大队，新疆 昌吉 831100)

萨洛依西铜矿位于西昆仑山脉西段的昆盖山北坡大勒大沟一带。该矿床发现较早，新疆地矿局第二区调大队、贾群子、孙海田等单位和学者先后对该矿床进行了调研，均认为矿床是在石炭系双峰式火山岩系内产出的火山岩型块状硫化物矿床[1，2]。由于矿区地形切割大，自然条件较恶劣，开展工作难度较大，前人仅通过有限的槽探、硐探工程控制了地表以及浅部矿体，查明矿床规模为小型，但床深部及边部仍具较大找矿潜力，多年以来始终未能取得突破。本文在前人研究的基础上，通过激发极化法、可控源音频大地电磁测深(CSAMT)的地球物理方法结合矿区地质特征，对比同类典型矿床的地球物理勘查成果，进行综合分析研究，为该区今后找矿提供新的思路和线索，尤其在深边部找矿方面，提供新的找矿方向。

图1 昆盖山北坡块状硫化物矿床分布区域地质简图Fig.1 The geological map of distribution area of massive sulfide deposits in the north slope of kungai mountain

1 区域地质背景

萨洛依西铜矿位于昆盖山主脊北侧的奥依塔克-恰尔隆晚古生代陆缘裂谷(图1)，该裂谷带北以乌孜别里山口超岩石圈断裂及乌依塔克断裂为界与喀什-叶城坳陷相连，南以布仑口岩石圈断裂为界，与西昆仑中间地块西段(布仑口-公格尔隆起)相邻[3,4]。该带是在前寒武纪塔里木地块基础上，于晚古生代地壳裂解扩张形成的大陆边缘裂谷盆地[5]。区内出露地层主要有长城系推覆体、泥盆系杂色碎屑岩建造、石炭系双峰式火山岩系及下部浅海相陆源碎屑岩和碳酸盐岩建造、侏罗系陆相含煤碎屑岩建造、古近—新近系至全新统。区域内构造活动强烈，NW、NWW向断裂、褶皱发育，是本区的主体构造，地层受断裂构造及逆冲推覆的影响普遍发生了较强烈的褶曲。区域上岩浆活动强烈，侵入岩主要以海西期中酸性花岗岩为主，岩体规模大小悬殊，呈岩基、岩株、岩墙产出；火山岩主要以石炭系双峰式火山岩系为主，主要分布于玛尔坎土-奥依塔克一带，该火山岩系是昆盖山海相火山岩块状硫化物铜多金属矿的赋矿层位，目前已发现十多处铜矿床及矿(化)点，萨洛依西铜矿床是典型代表之一。

2 矿床地质特征

2.1 矿区特征

矿区出露地层较简单(图2)，主要为下石炭统乌鲁阿特组和小面积第四系全新统残坡积物。乌鲁阿特组总体倾向北，倾角50°～75°，由基性火山岩、热水沉积岩、火山碎屑岩及少量海相结晶灰岩组成，基性火山岩总体遭受了低绿片岩相的变质作用。主要岩石类型有细碧岩、石英拉斑玄武岩、凝灰岩、硅质岩、碧玉岩、燧石岩、石英角斑岩等，为一套细碧角斑岩建造❶中国冶金地质勘查工程总局新疆地质勘查院.新疆西昆仑北段以铜为主的矿产资源评价报告，2005.。细碧岩及拉斑玄武质凝灰岩为主要含矿岩石。

图2 萨洛依西矿区地质图Fig.2 The Geological map of mining area in the west of Saluoyi

矿区位于且木干背斜北(东)翼上，呈单斜构造，地层倾角30°～60°，区内断裂和褶皱构造不发育，仅在西部见一些小的张性断裂，呈NW走向，对矿体产生破坏作用。

矿区岩浆作用强烈，大面积出露岩浆岩，以火山岩为主，还有少量零星出露的侵入岩。

火山岩以细碧岩、石英拉斑玄武岩、拉斑玄武质凝灰岩等基性火山岩为主，缺少中性火山岩，具“双峰式”喷发特点。侵入岩主要岩性为深成侵入花岗岩和浅成侵入花岗斑岩，呈不规则小岩株状分布，岩体与成矿没有直接的成因联系。

2.2 矿体特征

萨洛依西铜矿区内目前已圈出5条蚀变带(编号：Lm1、Lm2、Lm3、Lm4、Lm5)，3个铜矿体(编号：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)(图2)。

Ⅰ号蚀变带呈透镜状展布。地表出露长295 m，宽35～85 m，走向近EW，倾向N，倾角75°，蚀变带中赋存有1个矿体；Ⅱ号蚀变带呈脉状及透镜体状分布，局部有膨大缩小分枝复合现象，地表出露长度600 m，宽10～90 m，走向255°～270°，倾向N-NW，倾角53°～61°。蚀变带中赋存2个矿体：Ⅲ号蚀变带呈不规则状分布，局部有膨大缩小现象，地表出露长度650 m，宽10～230 m，走向近EW，倾角54°；Ⅳ号蚀变带呈透镜状、枝叉状分布，局部具分枝复合现象，地表出露长650 m，宽10～240 m，走向近EW，倾向SW，倾角56°；Ⅴ号蚀变带分布于矿区中部，呈透镜体产于细碧岩与石英角斑岩间，地表出露长260 m，宽20～80 m，走向近EW，倾向N，倾角53°。

蚀变带在地表呈黄褐色或红褐色。主要发育黄铁矿化、绿泥石化、硅化及孔雀石化，局部可见铜蓝及方铅矿化，近地表褐铁矿化发育。黄铁矿一般呈浸染状、团块状及星点状分布，分布不均匀，矿化较强地段可见块状黄铁矿。

I号含铜黄铁矿体呈似层状展布于Lm1号蚀变带中，控制矿体长225 m，控制矿体斜深分别为62 m和55 m，矿体平均真厚度3.04 m，倾向350°～360°，倾角60°～65°，矿体铜平均品位0.88%，硫平均品位15.22%。矿体下盘为细碧岩，上盘为弱绿泥石化基性凝灰岩。矿石构造主要为细脉浸染状，部分呈浸染状。主要矿石类型为团块状矿石和细脉浸染状矿石，矿石矿物主要为黄铁矿和黄铜矿，部分以黄铜矿为主。

Ⅱ号含铜黄铁矿体呈似层状展布于Lm2号蚀变带中，控制矿体长375.5 m，控制矿体斜深分别为32 m和38 m，矿体平均真厚度2.42 m，倾向350°～360°，倾角60°～66°，矿体铜平均品位0.89%。矿体下盘为细碧岩，上盘为弱绿泥石化基性凝灰岩。主要矿石类型为团块状矿石和细脉浸染状矿石，由细脉状、浸染状和网脉状矿化组成，矿石矿物主要为黄铁矿和黄铜矿，部分以黄铜矿为主。

Ⅲ号含铜黄铁矿体呈似层状展布于Lm2号蚀变带中，控制矿体长425.5 m，控制矿体斜深为58 m，矿体平均真厚度2.84 m，倾向340°～360°，倾角60°～68°，矿体铜平均品位1.04%。矿体下盘为硅化、绿泥石化细碧岩，上盘为拉斑玄武质凝灰岩。主要矿石类型为块状、条带状矿石，多呈块状、条带状构造，部分呈稠密浸染状构造，矿石矿物以黄铁矿为主，少量黄铜矿、闪锌矿。

总体看，矿体的上下盘均有明显分带，由下至上依次为：下盘围岩细碧岩→网脉状、条带状黄铁矿矿石→块状、条带状含铜黄铁矿矿石→块状黄铁矿矿石→浸染状黄铁矿化碧玉岩→上盘围岩拉斑玄武质凝灰岩。该分带性明显呈海底块状硫化物沉积特点(图3)。

2.3 矿石组构及类型

矿石矿物组合 金属矿物主要为黄铁矿、少量黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、磁铁矿和镜铁矿；脉石矿物为绿泥石、石英、绢云母、钠长石及少量方解石。次生矿物有褐铁矿、黄钾铁钒、自然硫及孔雀石、兰铜矿等。

矿石结构 主要为他形粒状结构、半自形粒状结构，其次为充填交代结构、共生结构、熔蚀结构、固溶体分离结构、残余结构及碎裂结构。

图3 4号勘探线剖面图Fig.3 The prospecting line profile map of line-4

矿石构造 主要有细脉浸染状构造、团块状构造，条带状构造，局部可见脉状构造。氧化矿石具蜂窝状构造。

矿石类型 以原生硫化物矿石为主，少部分暴露于地表经氧化作用形成氧化矿石。原生硫化物矿石按矿石构造，可分为块状、条带状矿石、团块状矿石和细脉浸染状矿石3类。块状、条带状矿石金属硫化物含量为60%～85%，以黄铁矿为主，含少量黄铜矿。团块状矿石在矿区最常见，硫化物含量为20%～70%，主要为黄铁矿-黄铜矿的金属矿物组合，局部黄铜矿含量高。细脉浸染状矿石金属硫化物含量为10%～40%，主要为黄铁矿和黄铜矿，有时以黄铜矿为主。

2.4 围岩蚀变

矿区围岩蚀变发育，在矿体的上、下盘(以下盘为主)发育较强的黄铁矿化、碳酸盐化、硅化、绿帘石化、绿泥石化，在地表氧化带还存在褐铁矿化、黄钾铁矾化、孔雀石化、蓝铜矿化等。

热液蚀变主要与团块状矿化及细脉浸染状矿化伴生，其中碳酸盐化和硅化与硫化物矿化关系最密切，绿泥石化和绿帘石化亦广泛地与硫化物矿化伴生，多位于硫化物矿化的外围，构成明显的热液补给系统及晚期火山热液活动的产物[6]。

2.5 找矿标志

黄铁矿次生变化为褐铁矿在地表形成“铁帽”是找矿的直接标志；②孔雀石化、蓝铜矿化发育是寻找矿体的直接标志；③硅化、碳酸盐化、黄铁矿化和黄钾铁矾化发育是成矿的主要标志。

3 地球物理特征

3.1 矿区岩矿石物性特征

该区物性统计资料表明(表1)，矿区细碧岩根据岩性的变化，其电性参数变化较大，但在区内主要呈中高阻-高阻异常；花岗岩呈高阻、低极化特征；石英斑岩呈高阻、低极化异常；褐铁矿化细碧岩主要呈低阻、高极化异常特征，电性特征受褐铁矿化程度不同而异。可见本区的矿化蚀变带与围岩之间应有较明显的电性差异，采用激发极化法探寻矿脉连续性及规模具有较好的地球物理条件。

表1 萨洛依西矿区岩矿石物性参数Table 1 Physical property parameters of rocks and minerals in the west of Saluoyi deposite

3.2 矿区极化场及异常

矿区激电中梯测量成果显示(线距100 m、点距20 m，面积1.44 km2)❶内蒙古煤田地质局153勘探队.新疆乌恰县萨洛依西铜矿详查报告，2008.，矿区内岩石视极化率ηs背景值较高，在2.5%左右，按ηs=4.4%等值线圈出3处高极化率异常，编号分别为I-1、Ⅱ-1、Ⅱ-2。矿区视极化率异常较集中，主要分布于矿区北部(I-1)和矿区西南部(Ⅱ-1、Ⅱ-2)，其中以北区异常规模最大、强度最高，极化率峰值为13.13%。与矿区视电阻率异常相吻合，显示为低阻特性(图4，5)。

I-1号激电异常 位于矿区北部，异常分布与地表出露的Lm1和Lm2号褐铁矿化蚀变带基本吻合。异常走向近EW，长约600 m，宽约80～260 m，面积约0.087 km2，异常峰值为13.13%。由图6可见，视极化率ηs异常梯度较陡，北侧较南侧稍缓，与视极化率ηs异常相对应的视电阻率ρs值基本为低阻反映，推断I-1号低阻高极化异常为向北倾斜的黄铁矿(化)体引起。

图4 矿区视电阻率等值线图Fig.4 The apparent resistivity contour map of mine

图5 矿区视极化率等值线图Fig.5 The apparent polarization contour map of mine

Ⅱ-1号激电异常 位于矿区西南部，异常分布与地表出露的Lm4号褐铁矿化蚀变带基本吻合。异常走向近NW，长约360 m，宽约50～220 m，面积约0.043 km2，异常峰值为9.76%。与视极化率ηs异常相对应的视电阻率ρs值基本为低阻反映，推断Ⅱ-1号低阻高极化异常为黄铁矿(化)体引起。

Ⅱ-2号激电异常 位于矿区西南部，异常分布与地表出露的Lm3号褐铁矿化蚀变带基本吻合，异常向西未封闭，异常中心刚好位于边界处，向西具有较好的找矿前景。异常走向近NW，长约130 m，宽约70 m，面积约0.008 km2，异常峰值为8.69%。与视极化率ηs异常相对应的视电阻率ρs值基本为低阻反映，推断Ⅱ-2号低阻高极化异常为黄铁矿(化)体引起。此外，在矿区内还发现几处孤立的具低阻高极化特征的局部小异常，根据区内围岩与矿(化)体之间的物性差异判断，应为黄铁矿(化)引起。

3.3 矿区CSAMT测深剖面及异常

由图6可知，萨洛依西工区电阻率形态相对简单，深部存在大规模完整高阻异常，异常形态跟剖面位置的不同有所改变，但整体呈大规模团状，异常向深部有一定延伸，推测为深部细碧岩的电性反映。低阻异常在该区主要呈条带状，形态变化多样，电阻率范围在1～1 000 Ω·m，据其形态差异可划分为2种低阻异常，具体特征如下：

(1)近直立产出向深部有一定延伸的低阻异常。该异常在14线和16线有明显显示(14线900点、1420点附近，16线1620点附近)，14线的2处异常在地表出露分别为Lm4和Lm3号蚀变带，其中Ⅲ号矿体位于1420点异常处；16线异常在地表出露为Lm5号蚀变带。对应异常极化率均为高极化率特征。该异常可能为矿化蚀变的电性反映，且具一定规模，但也不排除为断裂破碎带的电性反映。

(2)囊状、半月状近地表及中浅部低阻异常。该异常在4条测线均有一定数量的显示，地表低阻异常主要为第四系残坡积的电性反映，浅地表、中浅部有一定规模的低阻异常，可能为矿化蚀变的电性反映，但也不排除为局部小断裂的电性反映。

3.4 典型剖面解释

矿区14线位于测区中西部Lm1和Lm2号蚀变带以西，地表主要出露细碧岩、矿化(黄铁矿化、褐铁矿化)蚀变带、少量第四系及凝灰岩，蚀变带在南部和中部均呈层状分布，Ⅲ号矿体的西端分布于测线中部(图7)。从图中可见，测线深部的低阻异常与地表出露的矿体及矿化蚀变带对应较好，且激电ηs、ρs剖面图显示矿化(体)部位均为低阻高极化特征。

图6 矿区CSAMT测深2维反演拟断面图Fig.6 The CSAMT sounding 2-dimensional inversion Simulate the sectional view

测线南部900点附近低阻异常近直立产出，异常宽约80 m，ρs范围为23～437 Ω·m，由两侧向中心呈梯度变低，对应ηs大于5.2%，为高极化率，并向深部有一定延伸。该异常地表出露为Lm4号黄铁矿化、褐铁矿化蚀变带，且与蚀变产状基本一致，推测该低阻异常可能为Lm4号蚀变带往深部延伸引起的电性反映。测线中部1420点附近主要表现为近直立的低阻异常，异常产状近直立，异常宽约100 m，ρs范围为48～437 Ω·m，由两侧向中心呈梯度变低，向深部有变宽的趋势，对应ηs大于4.4%，为高极化率，地表出露为Lm2号黄铁矿化、褐铁矿化蚀变带，中间为Ⅲ号矿体，Ⅲ号矿体目前控制深度为58 m，且呈平稳层状，向深部延伸稳定，有逐渐变宽的趋势，故推测该处低阻异常为Ⅲ号矿体、Lm2号蚀变带共同引起的电性反映。测线1100、1660点中深部均有“半月形”低阻异常，1100点处异常位于Lm3号蚀变带以东约100 m处，推测为Lm3号蚀变带深部东延部分引起的电性反映，1660点处异常位于I号矿体(Lm1号蚀变带)以西约120 m处，推测为I号矿体或Lm1号蚀变带深部西延部分引起的电性反映。综合反映出已知矿(化)体、蚀变带的深边部具较好的找矿前景。

3.5 典型矿床地球物理特征

在新疆已发现阿舍勒、黄土坡等多处大中型火山岩型块状硫化物矿床，成因类型与萨洛依铜矿一致，具有相似的成矿地质背景[7]。因此，典型矿床的地球物理勘查成果对本区有很好的指示作用。

图7 14线地质物探综合剖面Fig.7 The Geological and geophysical exploration comprehensive section of line-14

阿舍勒铜矿产于中泥盆统阿舍勒组的中酸性-基性火山岩、火山碎屑岩中，赋矿围岩主要为石英角斑质角砾凝灰岩、次石英钠长斑岩、细碧岩，矿体以块状矿石为主。黄土坡铜矿产于下泥盆统卡拉塔格组的中基性火山岩、火山碎屑岩中，赋矿围岩主要为玄武岩-安山玄武岩、安山质、英安质火山碎屑岩中，矿体以块状矿石为主。通过前人工作，阿舍勒铜矿以及黄土坡铜矿的地球物理勘查成果显示[8]，高精度重力、激发极化法、自然电场法、TEM、CSAMT等方法对矿(化)体和矿化蚀变带具有很好的效果，矿体具弱磁性、高密度、低阻、高极化、高重力组合异常特征，围岩具有较高磁性、较高密度、高阻、低极化的特征。显示矿体与围岩具明显的物性差异，强负电位异常反映了矿化带及硫化物矿体。CSAMT较TEM勘查深度更大，深部地电信息丰富，勘探深度可达1 500 m以上。

通过对比研究，萨洛依西矿区矿(化)体与围岩也具有明显的物性差异，矿(化)体很好的低阻高极化特征，CSAMT在矿(化)体深部也显示了很好的低阻带，但由于工作限制，建议下一步开展高精度重力勘查，在对低阻异常评价过程中，利用重力异常排除断裂破碎带或碳质地层的干扰。再利用矿体的低阻、高极化、高重力、弱磁性、高密度的组合异常，进一步缩小找矿靶区，为后续找矿勘查工作提供有利证据。

4 结论与建议

(1)矿床是产于早石炭世乌鲁阿特组细碧角斑岩建造的海相火山岩型块状硫化物矿床，该硫化物矿(化)体多呈似层状与热水沉积岩共生，沿同一层位产出，多位于热水沉积岩的边缘或附近，表明矿床形成于火山活动的间歇期，位于火山岩系顶部或某个单一火山喷发旋回的顶部。

(2)黄铁矿次生氧化为褐铁矿在地表形成“铁帽”是找矿的直接标志；孔雀石化、蓝铜矿化发育是寻找矿体的直接标志。硅化、碳酸盐化、黄铁矿化和黄钾铁矾化发育是成矿的主要标志。

(3)低阻高极化特征的激电异常是寻找含铜矿(化)体的有利部位。Ⅱ-2号激电异常中心刚好位于边界处，向西未封闭，指示向西具较好的找矿前景。囊状、半月状近地表以及中浅部(200 m以内)低阻高激化异常以及近直立且向深部延伸较大(近500 m)的条带状低阻带与地表出露的矿(化)体或(黄铁矿化、褐铁矿化)蚀变带产状基本一致，对应较好，指示已发现矿(化)体及蚀变带的深边部具较好的找矿前景。

(4)通过对比典型矿床的地球物理勘查成果，根据矿(化)体具有的弱磁性、高密度、低阻、高极化、高重力组合异常特征，建议下一步在矿区范围内开展高精度重力勘查工作。在低阻异常评价过程中，利用重力异常排除断裂破碎带或碳质地层的干扰，进一步缩小找矿靶区，为后续找矿勘查工作提供有利依据。

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