新疆阿舍勒铜矿区地质特征及三维成矿预测

白旭晖

（内蒙古交通职业技术学院建筑工程系，内蒙古赤峰024000）

新疆阿舍勒铜矿于1984年被发现，20世纪90年代初经详查探明该矿床为大型有色金属矿床，其中铜金属量 91.524 万 t，Cu 平均品位 2.39%［1-2］。近年来，随着勘探工作及地质研究的不断深入，沿着矿区外围相继发现了新的铜矿床［3-4］，并且矿区深部找矿前景较好［5］。为进一步扩大矿区资源储量，本研究在详细分析矿区地质特征、矿床地质特征的基础上，根据三维地质成矿预测理论，进行成矿预测，圈定找矿靶区，为矿区后续找矿勘查工作提供有益参考。

1 区域成矿地质背景

阿舍勒铜矿位于哈萨克斯坦大断裂带南侧、青藏高原褶皱带北侧、西邻玛尔卡库里深大断裂、东侧为阿尔泰造山带。区域出露的地层主要为早古生代变质岩系及古陆穹隆基底，盖层为碎屑沉积岩，形成时间为早古生代，区域地层为火山岩。矿区含矿地层为梅子垭组，其形成背景为多年滞留沉积形成的碎屑泥质岩，具有多期成矿的特点，并蕴含银、铜、锡等多种资源。区域构造主要为脆性断裂，按照特性可分为三级构造，一级构造为主断裂；二级构造为控制矿区北部的断裂；三级断裂为控制矿区西南部的断裂。区域岩浆岩分布范围较广，以绢云石英片岩（SeqSc）为主，梅子垭组第一岩性段（S1m1）、梅子垭组第二岩性段（S1m2）主要分布于断裂带以西，其中分布于玲珑超单元内的主要为内脉岩，主要成分为云煌岩脉、花岗伟晶岩、花岗岩等。

2 矿区地质特征

（1）地层。阿舍勒铜矿区出露的地层主要为梅子垭组，主要倾向为SW向，倾角为13°～39°，由于褶皱作用，最大倾角约为78°，地层沿着走向、倾向呈波状起伏特征，可将其分为3个岩性段。分布于矿区西南部的为第一岩性段，倾角为22°～49°，倾向SW，其中，80%的岩性段倾角为25°～45°，呈SW—NE向展布，出露宽度为360～510 m。第二岩性段分布于矿区东北部，倾角为4°～50°，倾向SW，其中，80%的岩性段倾角为20°～40°，倾角最大值为82°，该岩性段出露宽度为390～750 m，岩石的组成成分主要为绢云母片岩，其中含有少量石英岩、局部碳质片岩。铜矿主要集中于第二岩性段，该岩性段为矿区赋矿层位。第三岩性段分布于矿区中部，倾角为5°～65°，倾向SE，其中，80%的岩性段倾角为25°～45°。该岩性段的岩石主要成分为大理岩、灰岩、绢云石英岩等，铜矿主要集中分布于该岩性段东部。

（2）构造。矿区岩层倾向和走向呈现出明显的波状起伏特征，是由矿区多次承受构造叠加作用所致。矿区小型褶皱普遍发育，并且相互叠加、相互影响、相互改造。可以将矿区的断裂分为3组：第1组断裂位于矿区北部，近EW走向，倾角为55°～75°，倾向S，破碎带宽1～10 m，经过现场勘探，该组断裂存在铜异常；第2组断裂位于矿区中部，倾角20°～40°，倾向NE，长550～1 500 m，宽50～70 m，为最重要的铜矿控矿构造；第3组断裂位于矿区南部，长度为45～500 m，走向为SW—NE。

（3）岩浆岩。矿区的岩浆岩主要为酸—中性脉岩，形状主要为小透镜和脉状，成分主要有云煌岩脉、花岗伟晶岩、花岗岩等。岩脉的形状主要为脉状（长度为0.2～1.1 m），发育位置集中于铜矿化蚀变带旁侧或其内部，基本与S2面理平行，在空间上关系非常密切。铜矿化蚀变带旁侧和内侧发育有云煌岩脉、钠长岩脉，宽度为0.3～5.2 m，形状为脉状，与铜矿化具有直接的关系。花岗岩及花岗伟晶岩主要侵入于矿区北部含碳绢云石英片岩和南部绢云石英片岩段，形状呈透镜状、复脉状和大脉，宽1～15 m，长5～75 m。

3 矿床地质特征

（1）矿体特征。经过现场勘探，在矿区内发现了南、北2条矿化蚀变带，矿体和矿带的分布方向均为NW—SE向，主矿带为南矿带。南矿带主要位于矿区中部，倾角为NE方向12°～51°，宽度为50～70 m，长度为1 500～2 000 m。该矿带倾向、走向具有波状起伏特征，且岩石具有片理化、劈理构造和微褶皱等特点。岩石主要为绢云母变斑晶化、硅化、含黄铁矿的绢云石英岩和二云母石英片岩。南矿带可以分为2条地质特征极为相似的矿体，两者平行分布，编号为Cu-1#、Cu-2#。Cu-1#矿体位于南矿带中部，与矿带产状基本一致，平均品位为1.89×10-6，品位变化系数为97%，单件矿石样品的Cu品位为（0.79～37.98）×10-6，矿体最大控制斜深为219.9 m，厚度为0.8～5.84 m，平均厚度约为2.23 m，厚度变化系数为59%，矿体控制长度为1 350 m。

（2）围岩蚀变。矿区围岩蚀变主要有硅化、黑云母变斑晶化、黄铁矿化和褐铁矿化。硅化可分为2类，第1类为硅化细脉，呈条带状及小扁豆体分布，主要沿着岩石的裂隙、劈理和片理分布；第2类硅化为灰白—白色，呈细脉状—网脉状沿岩石劈理、裂隙和片理贯入，如果该类硅化与形状为网脉状的硫化物同时出现，说明该区域岩石中铜品位较高，该类硅化主要分布于构造和矿化带中。矿区黄铁矿化可分为3期：第1期黄铁矿主要分布于方解石脉-石英裂隙中，大部分呈自形粒状，其粒间和裂隙见有铜金矿；第2期黄铁矿主要分布于劈理和岩石裂隙中，分布形态主要为网脉状和脉状，大部分呈半自形粒状，勘探成果表明，第2期黄铁矿与铜成矿的关系十分密切，尤其是以纤维状和网脉状分布的黄铁矿；第3期黄铁矿主要与磁黄铁矿共同发育于岩石片理中，大部分呈他形粒状，形态主要为透镜状、浸染状和条带状。

4 成矿预测

本研究根据三维地质建模成矿预测理论［6-9］，基于矿区已有的各类地质数据，采用Surpac软件构建三维矿化域数字模型，在此基础上对铜矿化的分布特征进行分析，并进一步进行成矿预测，圈定找矿靶区，具体流程如图1所示。

4.1 三维地质建模

4.1.1 地质数据库模型创建

矿区各类地质数据在Surpac软件中一般以表格的形式进行显示，该款软件不仅可以根据三维建模的具体要求自动生成各类表格，而且用户可以根据不同的需求添加表格［10-11］。本研究将矿区的各类地质数据均转化为表格形式后，构建的三维地质数据库模型如图2所示，该模型是建立三维矿化域数字模型的基础。

4.1.2 地表模型构建

将矿区高程数据输入Surpace软件中，将等高线作为约束线自动生成地形文件［12］，构建的矿区地表模型如图3所示。

4.1.3 实体模型

在Surpac软件中，实体模型为若干三角面组成的空间体，且三角面须满足下列要求［13］：三角面必须是相连的，三角面不宜出现相交现象，三角面组成的空间必须是封闭的。Surpac软件提供了相连段法、合并法、剖面线法等实体模型构建方法。结合阿舍勒铜矿地质特征以及矿区最新勘探成果，本研究选择剖

面线法构建三维矿化域实体模型，如图4所示。

4.1.4 块体模型

一般来说，三维矿化域数字模型在空间上规模较大，其准确性受到各类地质因素的影响较大。为提高模型的准确性，有必要构建尺寸微小的块体模型。经过理论计算，本研究块体模型的长度选定为勘探线间距的5%，具体尺寸为2.5 m，高度为平均样长，即1.2 m，故最终选定的块体尺寸为2.5 m×2.5 m×1.5 m（长×宽×高），最终构建的三维矿化域块体模型由820 564个单元块组成，如图5所示。

4.2 矿化空间分布规律

为对块体模型进行准确估值，进一步分析铜矿化的空间分布规律，本研究采用普通克里格法［14］估算每个块体的铜品位。在此基础上，分别根据模型Cu品位的平面（XY）、纵剖面（XZ）和横剖面（YZ）投影等值线图，对铜矿化的空间分布规律进行分析。

图6为模型Cu品位平面（XY）投影等值线图。分析该图可知：总体上铜矿化呈SSE—NNW走向，且高品位矿化的连续性相对于低品位矿化差，高品位矿化呈不规则状、透镜状分布。图6左上角的高品位铜矿化延伸方向为SW—NE向，该区域连续性较好，但边部的控制数据存在不封闭性和数据较少等不足。

图7为Cu品位纵剖面（XZ）投影等值线图。分析该图可知：铜矿化主要分布于760～840 m标高，且高品位区域的铜矿化分布具有缓倾性特征。例如在标高820～880 m、坐标516 690～516 810 m区域内，铜矿化呈似哑铃状分布，局部形态具有类似褶皱的特点，但总体上呈近似水平分布。

图8为Cu品位横剖面（YZ）投影等值线图。分析该图可知：矿区铜矿化由北向南具有向深部延伸的特点，该图左下角的高品位铜矿化主要分布于深部，该图右上角的高品位铜矿化主要分布于浅部。根据勘探结果，矿区高品位铜矿化向下延伸的趋势明显，并且在深部方向上没有封闭，深部可能含铜量较高。

4.3 找矿靶区

综合分析Cu品位平面（XY）、纵剖面（XZ）和横剖面（YZ）投影等值线图可知：总体上矿区铜矿化走向为SSE—NNW向，具有向N倾或NE倾的特点，呈断续状分布；铜矿化在空间上沿走向不完全连续，可预测在空间上铜矿化呈雁列式分布。

根据Cu品位纵剖面（XZ），圈定了3处找矿靶区（图7），编号分别为W-Ⅰ#、W-Ⅱ#、W-Ⅲ#。W-Ⅰ#靶区位于800 m标高、X坐标516 760 m附近。810～890 m标高、X坐标为516 680～516 780 m的区域内铜矿化的分布趋势为垂直向下延伸，该区域铜矿化向下的等值线没有完全封闭，可推测W-Ⅰ#靶区内铜矿化的分布特征为向下延伸。W-Ⅱ#靶区位于740～790 m标高、X坐标517 440 m附近，690～790 m标高、X坐标为517 190～517 290 m的区域内铜矿化具有向下30°延伸和向E倾的特点。该区域等值线密度较低、勘探工作程度较低、铜矿化未封闭，并且区内铜矿化等值线与该区域西侧的铜矿化等值线平行分布，据此推测W-Ⅱ#靶区内有铜矿化延伸。W-Ⅲ#靶区位于740～790 m标高、X坐标517 440 m附近，740～840 m标高、X坐标为517 340～517 440 m的区域内铜矿化等值线密度非常低，结合该区的勘探工作成果，推测在W-Ⅲ#靶区内存在铜矿化。

根据Cu品位横剖面（YZ），圈定了3处找矿靶区（图8），编号分别为S-Ⅰ#、S-Ⅱ#、S-Ⅲ#。S-Ⅰ#靶区位于710～790 m标高、Y坐标为3 678 150 m附近，区内Cu品位等值线密度低且向下未封闭；S-Ⅱ#靶区位于Y坐标3 677 750 m附近，标高为710～760 m，在标高为690～790 m、Y坐标为3 677 610～3 677 790 m的区域内，铜矿化总体上具有向N倾45°的特点，具有向下延伸的趋势；S-Ⅲ#靶区位于810～890 m标高、Y坐标为3 678 450 m附近，840～890 m标高、Y坐标为3 678 210～3 678 390 m区域内的铜矿化呈水平分布，800～890 m标高、Y坐标为3 678 450 m附近，铜矿化在边部向N倾。

综合纵剖面（XZ）和横剖面（YZ）圈定的找矿靶区，通过进行整合对比，最终圈定了如图6所示的3处找矿靶区，编号分别为Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#。

通过在矿区开展1∶20 000土壤地球化学测量工作，发现了一条走向118°、长3.15 km、宽300～400 m的铜异常带，该异常带伴有锑、砷、金、银异常，多个异常呈串珠状分布，与矿区圈定的3处找矿靶区吻合性较好。

5 结语

详细分析了新疆阿舍勒铜矿矿床地质特征，根据三维地质成矿预测理论，构建了矿区三维矿化域数字模型，根据对铜矿化空间分布规律的分析，进行了成矿预测，圈定了3处找矿靶区。矿区1∶20 000土壤地球化学测量发现的铜异常带的分布与本研究圈定的找矿靶区吻合性较好，表明采用三维成矿预测技术圈定的找矿靶区可靠性较强。