陈贵民 韩飞 贾红旭
(①新疆宝地矿业股份有限公司 乌鲁木齐830000②新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队 哈密 839000)
新疆哈密市大红山铜(金)多金属矿床位于塔里木-华北板块中北山古生代裂谷系的东段北部。出露地层主要为新太古界-古元古界天湖岩群a岩组[1]、长城系白沙沟岩组[2]、蓟县系平头山组、第四系冲积物及冲洪积物。本文主要以矿区长城系白沙沟岩组中的泥质、长英质变质岩为研究对象,分析其岩石化学特征并进行原岩恢复,讨论泥质、长英质变质岩与成矿的关系。
新疆哈密市大红山铜(金)多金属矿床在成矿带上属北山铁、铜、镍、金、磷、钒、铀、锰、钴等成矿带的东段,位于红柳河大断裂以南的北山古生代裂陷盆地内,受到红柳河断裂控制。矿区内长城系白沙沟岩组,遭受区域低温动力变质作用,形成了泥质、长英质变质岩。
通过野外观察及室内详细的岩矿鉴定,白沙沟岩组泥质、长英质变质岩岩性主要为泥质板岩、硅质-泥质板岩、炭质板岩、变质砂岩。岩石多为变余泥质结构、变余砂状结构、板状构造、层状构造。特征变质矿物主要为绢云母、石英、斜长石、绿泥石、石墨。在岩石类型中硅质泥质板岩具变余泥质结构,主要由石英、绢云母组成。石英呈它形粒状,局部受应力作用拉成透镜状,具定向性,正交偏光下一级灰白干涉色,粒径0.25mm左右。绢云母呈片状,单偏光下无色,正交偏光下干涉色较为鲜艳,定向性明显,粒径0.01mm左右。绢云母还见呈多米诺骨牌样式的显微构造,为变质岩特有构造,但周围几乎没有金属矿物,因此成矿与早先的变质成岩作用关系不大。局部石英较为聚集呈条带状,条带宽0.4mm左右。
矿区揉皱现象发育,在宏观上可见“W”型的复式褶皱,微观上表现为绢云母受变质作用显示多米诺骨牌样式的显微构造[2](图1),泥质板岩多见两期面理叠加,早期面理矿物定向近水平,第二期面理由第一期面理褶皱反映(图2)。因此矿区可见多期应力叠加,推测红柳河断裂为成矿提供了运移通道,褶皱则为成矿提供了空间。
大红山铜矿泥质板岩、变砂岩岩石化学分析结果见表1。从表中可知,岩石的SiO2含量变化不大,在57.75~66.91%之间;Al2O3含量变化范围不大,在11.4~17.93%之间;Fe2O3总体含量低,在1.38-3.28%;FeO含量稍高,在3.31~6.03%;MnO 含量较低,在0.15~0.59%;TiO2含量均<1%;MgO和CaO含量较低,前者在3.55~5.88%之间,后者在0.9~2.47%之间;Na2O 在0.61~1.75%之间,K2O在2.45~3.77%之间。通过计算尼格里参数值,10个样品AL>ALK+C,都属于铝过饱和型;氧化指数t一般在7.29~20.48之间;石英数qz一般在35.84~131.19,属SiO2过饱和的岩石。
对岩石化学数据进行计算调整后,在(al+fm)-(c+alk)-Si 图解上投图[3],10个样品全部落在泥质沉积岩区(图3)。因此从岩石化学分析结果及原岩恢复不难看出,矿区内泥质板岩、变砂岩化学成分较为稳定,岩性变化不大,原岩主要为泥质沉积岩。
表1 岩石化学分析结果表
图1 绢云母呈多米诺骨牌样式
图2 泥质板岩可见两期面理叠加
图3 (al+fm)-(c+alk)-Si图解(据西蒙南,1953)
(1)通过野外及室内岩矿鉴定观察,矿区长城系白沙沟岩组泥质、长英质变质岩岩性主要为泥质板岩、硅质-泥质板岩、炭质板岩、变质砂岩。
(2)分析其岩相学特征,特征变质矿物组合为绢云母+石英、绢云母+石英+绿泥石、绢云母+石英+石墨、石英+斜长石。
(3)微观上绢云母多显示多米诺骨牌样式的显微构造,泥质板岩多见两期面理叠加,共同显示出地质构造复杂,受应力作用明显。在绢云母早期变质特有构造现象附近未见明显金属矿物,表明成矿与早先的变质成岩作用关系不大。结合宏观的“W”型的复式褶皱及断裂,推测红柳河断裂为成矿提供了运移通道,褶皱则为成矿提供了空间。
(4)通过分析岩石化学特征,10个样品都属于铝过饱和型及SiO2过饱和岩石。
(5)岩石化学分析结果及原岩恢复结果表明,矿区内泥质板岩、变质砂岩化学成分较为稳定,岩性变化不大,原岩主要为泥质沉积岩。
(6)综上,矿区内白沙沟岩组泥质、长英质变质岩原岩为泥质沉积岩,化学成分稳定,未向后期矿化提供物质成分,但为成矿提供了储矿空间,泥质、长英质变质岩抗风化的特点也使矿体得到较好的保存。