新疆阿尔金柳树沟铜矿区地质特征及成因探讨

新疆阿尔金柳树沟铜矿区地质特征及成因探讨
王喜亮;曹芳芳;张磊;张文斌
【摘要】文章通过对柳树沟铜矿区地质特征的分析,总结了铜矿(化)体地质特征,认为铜矿化虽然在赋矿岩石及含矿构造上具多样性表现,但其含铜热液的来源具唯一性,为与石英斑岩的超浅成侵入体有关的含铜次火山热液,初步总结认为矿床成因为与次火山岩侵入活动有关的中低温热液充填型矿床.%It is analyzed that the geological characteristics of Liushugou copper ore area, and summarized the copper ore body and copper mineralization demonstrate also in this paper. The authors consider that though copper mineralization has the various feature in the ore-bearing rocks and ore-bearing structure, the source of copper-bearing hydrothermal is unique. It is named copper-bearing sub-volcanic hydrothermal that related with ultra-hypabyssal quartz porphyry intrusions. The preliminary conclusion is that the genesis of copper ore deposits is mid-lower temperature hydrothermal filling deposit concerning with sub volcanic intrusive action.
【期刊名称】《矿产勘查》
【年(卷),期】2012(003)003
【总页数】5页(P305-309)
【关键词】阿尔金;铜矿区;地质特征;矿床成因
【作者】王喜亮;曹芳芳;张磊;张文斌
【作者单位】河南省有色金属地质矿产局第一地质大队,郑州450016;中国地质大学,北京100037;河南省有色金属地质矿产局第一地质大队,郑州450016;中国地质
大学,北京100037;河南省有色金属地质矿产局第一地质大队,郑州450016;中国地
质大学,北京100037;中国冶金地质总局西北局,西安710061
【正文语种】中文
【中图分类】P618.41;P611
1 区域概况
阿尔金柳树沟铜矿区位于新疆若羌县东南部，距若羌县城约350 km，地理坐标东经90°01'30″～90°03'30″，北纬39°01'20″～39°03'30″。

工作区大地构造位于塔里木微板块与柴达木微板块交汇处的阿尔金北缘断裂带南部红柳沟—拉配泉Cu、Au多金属成矿带的西部［1-2］(图1)。

区内断裂构造十分发育，近东西向展布的阿尔金北缘断裂及其次级断裂构造控制了该区的整体构造格局。

区内岩浆活动频繁，火山岩、侵入岩发育，是阿尔金北缘地区有利的成矿区段。

图1 柳树沟铜矿区大地构造位置图
2 工作区地质特征
2.1 地层
工作区出露地层主要为中泥盆统下部柳树沟组的一套中酸性、中基性火山岩。

其次，南侧西部为中泥盆统萨阿尔明组厚层泥晶灰岩，南侧中部为下石炭统木库尔布拉克组岩屑砂岩，南侧东部为中石炭统乌库尔尧勒组砂屑灰岩夹长石石英砂岩。

区内地层相对较为简单。

2.2 构造
工作区所在区域构造单元为阿尔金断隆构造的中—东段，向东倾伏，且次一级的
褶皱断裂构造十分发育。

区域断裂构造主要有阿尔金北缘断裂和阿尔金北东东向区域性巨型走滑大断裂，以逆断层为主。

区内次一级断裂基本上有两组，一组走向北北西—南南东向，属扭张性断裂，均组成典型的“入”字型构造。

另一组走向北西西—南东东向，其性质以张扭性为主，断裂规模较大，延伸较长，一般为几百米至十几千米的张扭性断裂，其派生的次级构造裂隙，为该区火山岩地层内的主要控矿构造。

2.3 岩浆岩
岩浆岩主要分布于区内北部和南部，以一套火山碎屑岩、熔岩及火山碎屑沉积岩组成，主要岩性为安山岩(α)、安山玢岩(αμ)、玄武岩(β)、流纹质凝灰岩(λt)、凝灰质砂岩(TSs)、石英斑岩构成的超浅成次火山岩体以及各种花岗伟晶岩脉、辉绿岩脉、石英脉等。

3 矿(化)体地质特征
工作区内共发现铜矿(化)体数条，以CuI铜矿体规模最大，走向105°～285°，倾向 SW，∠69°。

目前控制矿体长279 m，宽2.6 m，铜品位0.25% ～2.32%，平均1.08%。

铜矿(化)体主要赋存在石英斑岩体(脉)顶面与围岩的内接触带部位(如CuI-3矿体)。

矿体一般呈透镜状、脉状产出，矿体中的矿石矿物主要为辉铜矿、蓝辉铜矿、黝铜矿、斑铜矿、黄铜矿、铜兰、孔雀石等，沿石英斑岩原生节理裂隙呈稀疏浸染状、细脉状、星点状分布。

区内围岩蚀变以绢云母化、绿泥石化、硅化、绿帘石化为主，次为褐铁矿化，碳酸岩化，黄铁矿化，钾长石化等。

自围岩至矿体大致具水平分带特征:弱绿泥石化、绿帘石化带—弱硅化、绿泥石化、绿帘石化带—强硅化绿泥石化、绿帘石化带—次生石英岩化带。

其中，弱硅化、绿泥石化、绿帘石化带见轻微黄铜矿化，矿(化)体主要赋存于强硅化、绿泥石化以及绿帘石化带—次生石英岩化带中。

4 成因探讨
4.1 控矿地质条件
工作区内铜矿体的控矿地质条件具岩性控矿和构造控矿的双重性:首先石英斑岩具成矿专属性，几乎所有石英斑岩均具不同程度铜矿化，石英斑岩一般顺层侵入，矿化多产于岩体(脉)顶面的内接触带，部分位于外接触带。

在岩体(脉)产状陡变或尖灭的地段一般矿化较集中，含铜矿物一般沿石英斑岩中的原生张性节理裂隙充填成矿;其次在火山岩区，虽然矿化分布于流纹质凝灰岩、安山玢岩等各种岩性中，但均产于北西西向断裂派生的次级构造裂隙中，裂隙长一般数米至数十米，最长达上百米，一般成群出现，含铜矿物一般沿构造裂隙及与裂隙相通的层面、岩性分界面充填成矿，矿脉沿裂隙具分支、复合、尖灭、再现的特点。

4.2 矿床成因
为了更好的了解该区石英斑岩与铜矿体的关系，在CuI铜矿体所在的石英斑岩体上取3个样，石英斑岩的化学成分见表1。

表1 柳树沟铜矿石英斑岩化学成分表注:根据新疆地质矿产勘查开发局第三地质大队1988年柳树沟铜矿区矿检资料整理。

/%SiO2 FeO Fe2O3 Al2O3 CaO MgO MnO TiO2 Na2O K2化学成分样品号岩石名称O 灼失量GS-1 石英斑岩 77.34 0.27 1.13 11.43 0.27 0.7 0 0.22 3.53 1.91 1.52 GS-2 石英斑岩77.77 0.13 0.65 11 0.63 1.12 0 0.19 2.77 4.07 1.73 GS-3 石英斑岩70.28 0.27 0.85 15.91 0.54 0.9 0 0.29 3.62 3.17 2.24样品号岩石名称δ τ GS-1 石英斑岩 1287.3 3.76 7.08 112.1 4.82 17.37 2.75 56.94 20扎氏分子数值SiO2 FeO Fe2O3 Al2O3 CaO MgO TiO2 Na2O K2O特征值Q.27 47.41 0.86 35.91 GS-2 石英斑岩 1294.4 1.81 4.07 107.89 11.25 27.79 2.38 44.68 43.19 45.33 1.35 43.3 GS-3 石英斑岩 1169.8 3.76 5.32 156.04 9.64 22.33 3.63 58.39 33.64 30.64 1.69 42.38
从表1中可以看出:
(1)该区石英斑岩中 SiO2含量较高，为70.28% ～77.34%，为酸性岩。

(2)石英斑岩中K2O、Na2O、CaO、Al2O3分子数关系为:Al2O3＞
CaO+Na2O+K2O，为铝过饱和型。

(3)石英斑岩中 Q值分别为:47.41、45.33、30.64，正值较大，SiO2过饱和，表明有石英析出。

(4)石英斑岩的里特曼指数δ分别为:0.86、1.35、1.69，δ＜1.8，为钙性岩。

通过对该区进行基岩化探样品的采集、分析，发现区内石英斑岩中Cu、Ag含量明显高于其他岩石，为区内与铜矿化关系最密切的岩石，具有一定的矿化专一性(图2)。

(5)其他各类火山岩岩石中矿化多受北西西向断裂派生的次一级构造裂隙控制，含矿围岩Cu、Ag的含量都较低，对铜矿化的形成影响不大。

在靠近矿化裂隙或靠近石英斑岩侵入带的各类火山岩岩石中的Cu、Ag含量均有不同程度提高，这是受与石英斑岩侵入相伴随的含铜次火山热液作用影响的结果(图3)。

图2 各类火山岩及石英斑岩的Cu、Ag元素平均含量曲线图λt—流纹质凝灰岩;ξt—英安质凝灰岩;αμ—安山玢岩;λπ—石英斑岩;β—玄武岩 ;TSs—凝灰质砂岩 ;It—熔结凝灰岩
区内Cu、Ag两元素呈明显正相关，这与矿石中主要有益元素Cu和Ag的赋存形式及二者的品位关系是一致的，Ag作为伴生元素随Cu含量的升高而升高，反之亦然。

表2 柳树沟铜矿区含铜岩石稀土元素含量(ωB/10－6)及球粒陨石标准化值一览表注:根据新疆地质矿产勘查开发局第三地质大队1988年柳树沟铜矿区矿检资料整理。

样品编号岩石名称 REE名称La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er
Tm Yb Lu Y科尔曼 22个球粒陨石平均值 0.32 0.94 0.12 0.60 0.20
0.073 0.31 0.05 0.31 0.073 0.21 0.033 0.19 0.031 1.96 XT-1 安山玢岩
样品值 26.7 57.0 8.4 34.6 5.7 1.8 5.8 0.86 4.8 1.0 2.8 0.44 2.8 0.40 25.3标准化值 83.4 60.6 70 57.7 28.5 24.7 18.7 17.2 15.5 13.7 13.3 13.3 14.7 12.9 12.9 XT-2 流纹质凝灰岩样品值 37.0 64.9 7.7 30.9 6.7 1.3 5.2 0.80 4.7 1.0 2.9 0.41 3.0 0.38 30.1标准化值 115.6 69.0 64.2 51.5 33.5 17.8 16.8 16 15.2 13.7 13.8 12.4 15.8 12.3 15.4 XT-3 石英斑岩样品值 18.2 33.8 5.5 21.7 6.0 1.2 6.7 1.3 8.0 1.7 5.1 0.87 5.4 0.84 41.4标准化值 56.9 36.0 45.8 36.2 30 16.4 21.6 26 25.8 23.3 24.3 26.4 28.4 27.1 21.1黎彤地壳元素丰度值 39 43 5.7 26 6.7 1.2 6.7 1.1 4.1 1.4 2.7 0.25 2.7 0.8 24
(6)在区内不同类型铜矿化岩石中取3个稀土样。

XT-1位于安山玢岩中，XT-2位
于流纹质凝灰岩中，XT-3位于石英斑岩中。

表2分别为稀土元素的科尔曼22个
球粒陨石平均值，黎彤地壳元素丰度值及3个样品的稀土元素含量值和标准化值。

从三者稀土含量变化关系与地壳元素丰度值对比发现，3种不同矿化类型中稀土元素含量高低变化几乎完全相同，说明三者的成矿热液为同源。

从三者的稀土配分模式图中看出(图4)，安山玢岩和流纹质凝灰岩中轻稀土具明显富集特征，二者曲线重合较好。

而次火山岩石英斑岩中，轻稀土富集特征不明显，而重稀土含量明显高于前两者，这说明，伴随次火山岩侵入的次火山热液在由母体次火山岩向火山岩中运移的过程中，轻稀土迁移较多，而重稀土元素相对滞留于母岩内，这与稀土元素本身的迁移特征相吻合，可见该区热液运移方向为次火山岩到火山岩地层中。

图4 不同类型铜矿化岩石的稀土分配模式图
在该区火山喷发活动结束后，剩余酸性残余岩浆中分异出大量的含铜热液伴随石英
斑岩的侵入，含铜次火山热液亦于石英斑岩一起向上运移，随着温度压力的降低，在石英斑岩中的原生张性节理裂隙内充填成矿，由于围岩封闭条件较差，构造裂隙发育，造成大量含矿热液进入围岩中，并在不同岩性中沿北西西向断裂派生的次级构造裂隙充填成矿。

区内热液蚀变主要有硅化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化等，为典型的中低温热液蚀变。

从矿物成分看，亦为中低温矿物组合，成矿方式以充填为主。

5 结论
综上所述，该区铜矿化虽然在赋矿岩石及含矿构造上具专属性，但其含铜热液的来源具唯一性，为与石英斑岩的超浅成侵入体有关的含铜次火山热液，初步认为矿床成因应为与次火山岩侵入活动有关的中低温热液充填型矿床。

参考文献
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