新疆鄯善县黑尖山铜（铁）矿地质特征及成因浅析

庞卫波，陈国栋

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第一地质大队，新疆 吐鲁番 838204）

1 区域地质背景

工作区位于哈萨克斯坦－准噶尔板块（I）准噶尔微板块（II）觉罗塔格晚古生代沟弧带（III）。觉罗塔格晚古生代沟弧带（III）以雅满苏断裂为界可分划为雅满苏岛弧带（Ⅳ）和康古尔海沟带（Ⅳ），工作区即位于雅满苏岛弧带（Ⅳ）内。

区内出露地层主要有中天山岛弧带蓟县系卡瓦布拉克组（Jxk），奥陶系上统白顶山组，康古尔海盆带石炭系下统干墩组，觉罗塔格岛弧带石炭系下统雅满苏组、上统土古土布拉克组,侏罗系下—中统煤窑沟组,第三系桃树园组和第四系。各地层单位特征如下所述[1]。

区内侵入岩较为发育，岩石类型主要为闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、正长花岗岩、石英斑岩。岩体侵入时代为加里东晚期—华力西晚期。花岗岩成因类型为I型。包括区域性脉岩和专属性脉岩。区域性脉岩有闪长岩、花岗斑岩、石英斑岩。脉岩走向一般与构造线方向一致。专属性脉岩寄生在岩体中，主要为辉长岩、辉绿岩，百灵山岩体中极为发育。

该区褶皱比较发育，但受岩体的破坏作用，褶皱较难识别。以下介绍2个代表性褶皱：多头山向斜、群白山背斜，区内断裂较为发育，主要以阿奇克库都克断裂和雅满苏断裂为区域性断裂。

2 详查区地质特征

2.1 地层

矿区内出露地层为下石炭统雅满苏组第二段，呈北西向分布，总体呈南、南东倾，倾角75°～80°±，个别地段岩石倾斜朝北，倾向43°，倾角34°。因缺少区域对比资料，以下石炭统雅满苏组第二岩性段为主体本次，岩性为一套浅-中等程度变质火山碎屑岩-火山岩组合。岩石普遍绿帘石化、绿泥石化。详查在区内建立了六个岩性层。

下石炭统雅满苏组第二岩性段第一层：分布于矿区东南角，主要岩性为深灰绿色角砾凝灰岩。出露面积较小，向东南延伸出图幅。大致呈东西向带状分布，呈似层状、透镜状，地层总体倾向为西南，倾角66°～67°。局部岩石绿帘石化较强，与上覆地层雅满苏组第二岩性段之间为整合接触关系。

下石炭统雅满苏组第二岩性段第二层：分布于矿区东南角，主要岩性为深灰绿-灰绿色晶屑岩屑凝灰岩。出露面积较大，向南延伸出图幅。地层总体倾向为东南，倾角55°～67°。岩石具绿帘石化较强，与上覆地层雅满苏组第二岩性段之间为整合接触关系[2]。

下石炭统雅满苏组第二岩性段第三层：分布于矿区西边，主要岩性为浅灰、浅灰绿色、棕褐色硅化凝灰岩。出露面积较小，地层总体倾向为西南，倾角50°～67°。岩石具较强的硅化，与上覆地层雅满苏组第二岩性段之间为整合接触关系。

下石炭统雅满苏组第二岩性段第四层：分布于矿区中部，主要岩性为深灰-深灰绿色晶屑凝灰岩、角砾凝灰岩夹深灰绿色含角砾凝灰岩。出露面积较大，地层总体倾向为西南，倾角68°～77°。岩石具较强的绿帘石化、绿泥石化，与上覆地层雅满苏组第二岩性段之间为整合接触关系。

下石炭统雅满苏组第二岩性段第五层：分布于矿区北部，主要岩性为深灰-深灰绿色含角砾凝灰岩。出露面积较大，往北延伸出图幅。地层总体倾向为西南，倾角55°～81°。岩石具较强的绿帘石化，与上覆地层雅满苏组第二岩性段之间为整合接触关系。

下石炭统雅满苏组第二岩性段第六层：分布于矿区北东部，主要岩性为深灰-深灰绿色凝灰岩。出露面积较小，往东延伸出图幅。地层总体倾向为西南，倾角55°。岩石具片理化，与上覆地层雅满苏组第二岩性段之间为整合接触关系。

2.2 构造

黑尖山工作区西南侧与百灵山岩体接触，区内构造主要为断裂，褶皱相对不发育。普查区内主要有1条断裂。断裂长度5.5km,走向310°，产状近直立。断裂性质表现为右行平移，水平位移达500m。断裂产生于岩体和矿体形成之后，无成矿意义。矿区主要褶皱为黑尖山向斜。向斜核部为雅满苏组玄武岩，翼部为该组凝灰岩、角砾凝灰岩。褶皱轴向300°，两翼内倾，倾角15°～45°，属开阔向斜构造。

2.3 岩浆岩

详查区侵入岩较为发育,主要分布于普查区西南、西北部,岩石类型为闪长玢岩、辉绿玢岩、花。岩体侵入时代为华力西中期。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

黑尖山铜（铁）矿床产于下石炭统雅满苏组第二岩性段，岩性为一套浅-中等程度变质火山碎屑岩-火山岩组合。通过本次详查工作由北向南共圈定L1号脉和L2号脉两个矿体。其中L1号矿体分布于详查区的东部,L2号脉位于L1号脉的西南边[3-6]。

3.1.1 L1号矿体特征

L1号脉通过地表槽探工程和深部7个钻孔控制，共分成2个磁铁矿体，编号依次为L1-1、L1-2，其中L1-2为半隐伏状。矿体主要有用组分为磁铁，局部伴生Cu等。L1-1号矿体出露地表多为高品位磁铁矿，均已达工业矿体标准。

L1-1号矿体由4-11线7个钻孔和6个探槽控制，控制矿体长度500m，控制最大斜深200m，控制平均斜深约110m。0线以北矿体尖灭，矿体在3勘探线上厚度较厚，平均为7.24m；11-13勘探线上矿体厚度相对较薄，平均2.23m。主矿体呈半隐伏状产出，除0、3、7、11线地表有高品位矿分布外，工业矿体未出露地表。矿体走向上呈脉状，延伸稳定，倾向上矿体呈似层状的特征，矿体总体走向45°～76°，总体倾向东，倾角53°～60°，平均倾角55°。主矿量分布在0～13线、标高1000m～1150m的范围内。从7线来看，工业矿体产状略陡（62°），北部较缓（57°）；说明原生矿体由7线往南产状由缓变陡。

工业矿体单工程最大见矿厚度5.53m，最小见矿厚度0.61m，矿体平均厚度3.32m。矿体厚度变化系数为113.32%，属厚度不稳定矿体。单工程矿体厚度主要分布在1m～10m一个区间。

矿体TFe单样最高品位56.15%，单工程TFe品位为15.90%～45.10%，矿体平均品位26.50%。属有用组分分布较均匀矿体。矿体中单工程MFe品位为6.56%～30.41%，平均16.43%，品位变化系数67.70%，属有用组分分布较均匀。

3.1.2 L2号脉

通过地表槽探工程和深部3个钻孔控制，共圈定1个磁铁矿体,编号为L2；矿体主要有用组分为磁铁矿。为原生矿体，由ZK801一个钻孔控制，推断矿体长度大于200m，向东西未封闭；控制矿体斜深90m，走向34°，倾向南，倾角60°，向深部厚度变小、品位变化不大。矿体单工程真厚度7.01m，平均厚为7.01m ；单工程TFe品位7.43-32.94×10－2，平均品位23.43×10－2。

3.2 矿石质量

矿石金属矿物有黄铜矿（地表多氧化成孔雀石）、铜兰、赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿。矿体脉石矿物以石英、石英方解石为主，其次为绿帘石、绿泥石和阳起石等。矿床中磁铁矿结构和构造比较简单，矿石结构主要为他形-半自形粒状结构，矿石构造为细脉状、团块状构造。他形-半自形粒状结构：磁铁矿在岩石裂隙面呈粒状产出，粒度＜0.1mm。细脉-团块状构造：磁铁矿以他形-半自信粒状岩岩石裂隙面呈细脉、团块状分布。

矿区采用铁矿物的氧化率来确定氧化带的深度。在岩心编录中以观察磁铁矿的氧化物（褐铁矿）含量以及根据岩心编录、岩矿鉴定资料来确定氧化带的界线和深度。通过综合观察，可以分为原生矿石和氧化矿石两大类。氧化矿石位于地表及近地表，从表中可看出，黑尖山铜（铁）矿区L1号脉氧化带深度在17.23（ZK001）—31.10m（ZK303）之间，平均深度为23.33m，氧化矿石以次生矿物褐铁矿为主。L2号脉氧化带深度在18.63（ZK401）—27.97m（ZK801）之间，平均深度为24.23m，原生矿石主要为磁铁矿石，主要矿物组合为黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿等。

矿石按自然类型分为氧化矿石和原生矿石两大类，以原生矿石为主。氧化矿石为地表和近地表矿石，属次要矿石类型。矿石中以次生金属矿物为主。主要由褐铁矿、赤铁矿组成，少量黄铁矿以残留矿物形式存在。原生矿石以氧化矿物的种类和含量变化可分为团块状、细脉状磁铁矿石。

4 成矿期、成矿阶段及矿床成因

4.1 成矿期、成矿阶段

矿床分为热液期和表生期两个成矿期。热液期可划分为三个阶段。

（1）黄铁矿—石英阶段：是矿化初期阶段；矿物共生组合为黄铁矿、绢云母、绿泥石、石英、方解石，没有铜矿物出现。

（2）黄铜矿—黄铁矿—磁铁矿—石英阶段：是主成矿阶段。矿物共生组合为黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿、石英、绿泥石、少量方解石。

（3）碳酸岩—石英阶段:是成矿期后阶段。矿物共生组合为石英、方解石、绿泥石、绢云母[7]。

表生期主要是地表氧化淋滤作用：使黄铜矿氧化成孔雀石造成铜的次生富集、黄铁矿氧化成褐铁矿、磁铁矿氧化成赤铁矿。

4.2 矿床成因

矿床分为热液期和表生期两个成矿期。热液期可划分为三个阶段。

（1）黄铁矿—石英阶段：是矿化初期阶段；矿物共生组合为黄铁矿、绢云母、绿泥石、石英、方解石，没有铜矿物出现。

（2）黄铜矿—黄铁矿—磁铁矿—石英阶段：是主成矿阶段。矿物共生组合为黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿、石英、绿泥石、少量方解石。

（3）碳酸岩—石英阶段:是成矿期后阶段。矿物共生组合为石英、方解石、绿泥石、绢云母。

表生期主要是地表氧化淋滤作用：使黄铜矿氧化成孔雀石造成铜的次生富集、黄铁矿氧化成褐铁矿、磁铁矿氧化成赤铁矿。根据矿石矿物组合及矿体产出特征分析，黑尖山铜（铁）矿成因类型属海相火山岩（中温）热液型。