赵轶楠
(河南省地质矿产勘查开发局第五地质勘查院)
吉尔吉斯斯坦基奇桑德克矿区位于中天山成矿带上,成矿区划属中天山成矿省—恰特卡尔成矿带—温库尔塔什—贾姆格金铜锑钼钨成矿亚带,该成矿带具有“中亚金腰带”之称[1-4]。许多专家学者对该成矿带进行过调查研究,取得较多地质科研成果与技术经验。随着我国“一带一路”倡议及“走出去”发展战略的实施,该成矿带已引起业界越来越多的关注[5]。河南省地矿局响应国家“走出去”战略,并在该区开展了地质勘查工作,取得了较好的找矿成果。
通过对区内前期地质成果进行了二次整理与分析,结合本次勘查取得新成果、新发现,对矿床地质特征进行重新归纳总结,并对成矿地质条件与找矿标志进行了分析,为在该地区实现找矿突破提供地质依据。
基奇桑德克金铜矿床位于中天山加里东—华力西期地槽褶皱系西部的恰特卡尔成矿带的东段,北天山与中天山分界的塔拉斯—费尔干纳深断裂的西南侧,属于加里东褶皱带前缘的海西地槽带。区域地层主要为下古生界寒武—奥陶系变质岩,上古生界泥盆系—石炭系碳酸盐岩。
区域上历经多期次多类型的构造演化活动和强烈的岩浆活动,使地层发生强烈变质作用,断裂构造主要形成于华力西期,总体构造线方向为北西—南东向,倾角一般较陡,局部直立,其间多发育破碎带和矿化带。
区域岩浆活动主要发生在华力西期,岩浆活动频繁,岩体为多次侵入活动形成的复式岩体。岩浆活动为中浅成多期次侵入活动,以岩株为主,少数为岩床和岩墙,此外还有些脉岩。岩性有闪长岩、石英闪长岩、石英闪长玢岩、花岗闪长岩、花岗岩类和斑状石英闪长岩等,以花岗岩、闪长岩类为主。
区域成矿特征以矽卡岩型矿化为主,有金铜矿、含铜的铁矿、含铋的铜铁矿、铅锌矿、钼矿等,均与华力西期的花岗类侵入岩体有关。
基奇桑德克矿区出露地层主要为石炭系下统杜门阶的碳酸盐岩,其被岩株状花岗闪长岩侵入。地层与岩体接触地段发育的矽卡岩带是重要的赋矿围岩(图1)。
石炭系下统杜门阶为一套浅海相碳酸盐岩建造,受后期岩体侵入影响,岩石发生了不同程度变质。岩性以浅灰色中厚层状结晶石灰岩、条带状结晶灰岩、生物碎屑灰岩、浅灰色大理岩化细晶灰岩和大理岩为主。该岩性组具有脆性较大、化学性质活泼、渗透性较强以及富含CaO、低SiO2的特点,在岩体侵入活动的影响下极易被交代,形成钙质矽卡岩,是成矿有利的条件之一。
区内构造受北西向区域性断裂的影响,主要发育以北西向为主的断裂,局部发育少量北东、近南北向断裂。局部有小褶皱发育。
北西向断裂主要表现为一系列近平行展布的断裂,为区域断裂的次级断裂。整体倾向南西,倾角50°~85°。断裂带由构造角砾岩、碎裂岩及少量方解石和石英脉组成,矿化蚀变主要由矽卡岩化、孔雀石化、铜蓝矿化、硅化、褐铁矿化等,是花岗闪长岩体内部的主要控矿构造。
区内华力西期侵入岩较发育,侵入岩与金属矿床(点)有着密切的时空分布关系。岩性以中—酸性岩类产出,主要岩石类型有花岗闪长岩、石英闪长岩、闪长岩。该岩体与金、铜、银等多金属矿关系密切,特别是侵入石炭系与碳酸盐岩相遇时,由于物理化学条件的急剧变化,发生接触交代作用,导致金、铜矿等沉淀富集,进而形成矿床。
矿区围岩蚀变强烈,蚀变类型多样,主要蚀变类型有矽卡岩化、孔雀石化、铜蓝矿化、硅化、大理岩化、绿帘石化、碳酸盐化、褐铁矿化、黄铁矿化等。矽卡岩化、孔雀石化和铜蓝矿化是区内主要矿化蚀变,孔雀石化和蓝铜矿化常伴随矽卡岩化发育,大理岩化为区内热液接触变质产物;孔雀石化、铜蓝矿化和褐铁矿化为金属氧化物产物,与金铜矿化较为密切的有矽卡岩化、孔雀石化、铜蓝矿化、硅化和褐铁矿化。
本矿床由24 个矿体组成,其中K1、K3 矿体规模相对较大,厚度、品位变化较稳定,为区内的主要矿体,其受岩体与大理岩分布接触位置控制地表大致呈带状分布,剖面形态呈似层状、层状,矿体倾角地表较陡深部变缓。其余22 条矿体由于其规模较小,厚度、品位变化较大,为区内次要矿体,其多呈透镜状、脉状,矿体受断裂构造影响,产状与构造方向基本一致,矿体产状倾角较陡,矿体倾角一般50°~80°。主要矿体特征如下:
(1)K1矿体为金铜矿体,矿体呈似层状、透镜状,赋存于K1 矿化带内。矿体整体走向50°,倾向315°,倾角变化较大,地表较陡深部急剧变缓,倾角15°~67°。矿体走向长550 m,矿体厚度1.31~14.96 m,平均6.73 m,厚度变化系数66.6%,厚度变化为稳定型。金品位0.94~5.83 g/t,平均2.74 g/t,品位变化系数74.8%,品位分布程度属均匀;铜品位0.20~4.90 g/t,平均1.38 g/t,品位变化系数107.6%,品位分布程度属较均匀。
(2)K3 矿体为金铜矿体,矿体呈层状、似层状及透镜状,赋存于K3 矿化带内。矿体地表整体呈波浪形,倾角变化较大,地表倾角55°~70°,平均倾角65°,深部趋于水平。矿体走向长430 m,矿体厚度2.94~21.15 m,平均10.66 m,厚度变化系数58.4%,为稳定型。金品位0.54~4.12 g/t,平均2.16 g/t,品位变化系数66.7%,品位分布程度属均匀,铜品位0.31~1.24 g/t,平均0.75 g/t,品位变化系数53.6%,品位分布程度属较均匀。
根据矿体规模、赋存部位和矿石类型,将矿体划分为2类:一类分布于华力西期花岗闪长岩体与石炭系碳酸盐岩的外接触带上,赋存于细粒状石榴子石矽卡岩带中,是矿区的主要矿体类型,具有明显层控特点,为接触交代成因,K1、K3矿体属于此类型;另一类分布于花岗闪长岩体内部,赋存于脉状隐晶质石榴子石矽卡岩中,含矿热液沿裂隙充填交代,形成网脉状矿体,次要矿体均属于此类型。
矿石以氧化矿石为主,有自然金、黄铜矿、辉铜矿、铜蓝矿、孔雀石、硅孔雀石、褐铁矿,少量闪锌矿;脉石矿物主要以石榴子石、绿帘石、透辉石为主,方解石、石英、硅灰石次之。自然金嵌布特征主要为浸染状、细脉状为主,分布于石榴子石、孔雀石裂隙中。矿石结构以他形-半自形粒状结构为主,交代结构次之,矿石构造以稀疏浸染状为主,细脉状次之,少量团块状。
矽卡岩型金铜矿受岩浆岩-地层-构造的联合控制,本次分析主要对与金铜矿密切相关的地层、岩浆岩、构造、和围岩蚀变方面进行[6-10]。
区内控矿围岩主要为下石炭统杜门阶地层,为一套浅海相碳酸盐岩建造,岩性主要为浅灰色结晶灰岩、条带状大理岩和矽卡岩化大理岩。该地层CaO 含量高,SiO2含量低,为质地较纯的石灰岩,对交代成矿有利。
区内矽卡岩型金铜矿床主要与中华力西期中—酸性侵入岩有关,主要岩石类型有花岗闪长岩、闪长岩等,华力西期中—酸性侵入岩体是本区金及多金属矿的成矿母岩,对驱使含矿物质和热流体转移、富集、交代乃至沉淀成矿起到巨大作用。
构造对矽卡岩型矿床的形成有重要的控制作用,区内花岗闪长岩体内部的矿体与北西向压性断裂关系密切,在北西向断裂带附近的岩体内部发育的一系列与北西向构造近于平行的脉状隐晶质矽卡岩矿化,可见北西向构造为含矿流体在岩石中移运提供了有利的通道,同时也为矿质沉淀和堆积地提供了场所,区内北西向构造决定着岩体内部矿体的形态、产状和空间位置。
区内围岩蚀变较为发育、分布广、类型多,主要以矽卡岩矿化、硅化为主。在岩体与围岩接触带部位形成的矿化主要为矽卡岩化和大理岩化,在岩体内部受构造活动影响形成的矿化主要表现为硅化、碎裂岩化和矽卡岩化。在成矿末期的表生作用下,使原生矿物发生氧化,形成更为稳定的矿物,常伴随的矿化有铜蓝矿、孔雀石、褐铁矿、辉铜矿等。
(1)地层和岩体标志。区内的2条规模较大的矿体,均赋存于石炭系的大理岩与华力西期花岗闪长岩的外接触带上,因此,华力西期中酸性侵入岩体与大理岩的接触带,是矽卡岩型矿床的主要赋存部位,也是寻找该类矿床的重要标志之一。
(2)围岩蚀变标志。重要的找矿标志为矽卡岩化,其地表特征明显,区内的金铜矿化大多与矽卡岩化有关;其次由于后期的氧化作用,褐铁矿化,铜的次生矿物有辉铜矿、铜蓝矿、孔雀石等,也是直接的找矿标志。
(3)构造标志。区内发育的北西向断裂构造对花岗闪长岩体内部的矿体起重要控矿作用,是寻找脉状矽卡岩型矿的重要标志之一。
(4)地球物理标志。通过对区内以往地质、物探资料的综合分析,矿化矽卡岩具有高极化率、低电阻率的特征。高极化率、低电阻率组合是本区有效的物探找矿标志。
(1)基奇桑德克铜金矿床为典型的矽卡岩型矿床,区内主要矿体赋存于华力西期中酸性侵入岩体与大理岩的外接触带,其矿石类型为粒状石榴子石矽卡岩型,矿体多呈层状、似层状及透镜状,矿体规模相对较大,厚度较大,品位变化较均匀;次要矿体赋存于岩体内受断裂构造控制,其矿石类型为隐晶质石榴子石矽卡岩型,矿体多呈透镜状及脉状,矿体规模相对较小,厚度及品位变化较大。
(2)区内主要矿体是二叠纪华力西期花岗闪长岩体与下石炭纪碳酸盐岩地层接触充分交代形成的,次要矿体是岩体与围岩接触交代后形成的含矿热液中的金铜元素沿后期构造影响形成的裂隙带进行迁移、沉淀,并最终富集成矿。由此推断该矿床存在两期成矿作用,早期花岗闪长岩体侵入石炭系碳酸盐岩地层,形成了早期的规模相对较大的矽卡岩矿体(即岩浆期矽卡岩),后期受北西构造影响在岩体内部沿裂隙带含矿流体的迁移、富集最终形成了脉状隐晶质矽卡岩矿体(即岩浆期后矽卡岩)。
(3)大理岩与岩体接触部位的矽卡岩带和后期的氧化作用形成的褐铁矿化及铜的次生矿物铜蓝矿、孔雀石等是区内主要的找矿标志。北西向断裂构造是寻找脉状矽卡岩型矿的主要找矿标志。
(4)由于勘查工作量有限,未对赋存于岩体与大理岩的外接触带上矽卡岩矿体(K1、K3 矿体)的深部及走向延伸方向实施工程控制,通过对区内地质资料的综合分析,认为该地段有较大的找矿前景,应做为进一步找矿的首选地段。