新疆卡拉玛铜矿床成矿特征及找矿预测_李泰德

第6卷第6期有色金属矿产与勘查Vol.6,No.6 1997年12月 GEOLOGICAL EXPLOR ATION FOR N ON-FER ROUS METALS Dec.,1997新疆卡拉玛铜矿床成矿特征及找矿预测
李泰德
(有色总公司新疆地勘局物探大队　乌鲁木齐　830011)
摘　要　通过对矿床矿化特征及控矿因素的研究,表明卡拉玛铜矿床属沉积热液改造型层控矿床。

本文在总结成矿规律的基础上,对找矿靶位进行了预测。

关键词　层控铜矿床　新疆　卡拉玛a
1　区域地质概况
卡拉玛铜矿区位于新疆阿克陶县东南200km处的西昆仑山腹地,属昆仑地槽系-昆仑中央结晶轴-塔什库尔干隆起带。

区内前震旦系塔什库干群发育。

它由一系列变质岩系组成,岩石为石英片岩、石英岩、菱铁白云岩及黑云斜长片麻岩等。

昆仑地槽在前震旦纪伴随大幅度下沉形成巨厚碎屑岩-碳酸盐岩建造,反映出当时的沉降幅度与沉积速度大致相当。

由于昆仑中央隆起带形成于前震旦纪末期,使沉积地层褶皱上升为陆地,经过加里东旋回和海西旋回,沉积碎屑岩-碳酸盐岩发生区域变质作用,进而形成各种不同的变质岩。

变质作用持续稳定的发展,也促进沉积物中有用组份的活化、迁移、沉淀和富集。

卡拉玛铜矿区有3个矿床和4个矿点(图1)。

它们的矿体形态、矿石组合以及围岩蚀变等矿床地质特征都非常相似,基本上属于在相同的地质环境中形成的。

2　矿床地质特征
卡拉玛铜矿床的主要含矿层位是塔什库尔干群第三组第三段的第九层,岩石为菱铁白云岩,产状为350°～40°∠20°～60°。

矿层上盘为沉积变质的绢云母石英片岩,局部有伟晶岩。

下盘以斜长片麻岩为主,同时亦有少量的绢云母石英片岩。

白云岩层厚度变化较大,卡拉玛矿床厚度在10m～150m间,在西山头矿床厚度只有1.0m～10m。

由于矿体形态受后期热液活动制约,矿体形态显然不同于含矿层的形态。

矿体形态以拉长脉状、透镜状为主,在走向及倾向上均出现膨大收缩侧列再现的现象。

从原有资料看,矿床有一条铜矿体纵贯全区(沿走向),即同层位同矿化。

已有资料将矿体分成东、中、西3段5个矿体(见表1)。

IA矿体是矿床内最大的,铜金属量1.538万吨,占矿床总储量(C1+C2表内)的80.48%。

矿体厚度变化较大,矿体品位变化系数为46.8%～111.28%,说明铜的分布不太均匀。

一般来讲铜组分变化与厚度呈反比关系,同一矿体中凡是品位高的部位则厚度变小;品位低的部位,厚度增加。

矿石矿物组分主要为黄铜矿、黄铁矿、毒砂、辉铜矿、斑铜矿、孔雀石、褐铁矿、铜蓝、
a1997-06-16收稿,1997-09-22改回。

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蓝铜矿。

图1　卡拉玛铜矿床地质图
Fig.1　Geo lo gic map o f the
K alama co pper deposit
Q-第四系沉积物;AnZta-黑云斜长片麻岩夹
云母片岩及白云岩;AnZt-二云母石英片岩、
黑云母斜长片麻岩;An Zsa-黑云斜长片麻岩、
菱铁白云岩及石英岩;Q-花岗伟晶岩带;Q g-
-石英闪
斜长片麻岩带(正变质岩带);D O1-1
2
长岩;C p12-花岗伟晶岩脉;X12-侵入煌斑岩体;
C1-2
-花岗岩
2
围岩蚀变强烈,主要有硅化、绢云母化、菱铁白云石化、黄铁矿化、白云石化及绿泥石化。

硅化和菱铁白云石化与成矿关系密切,其强度与距矿(化)体的距离有关,近则强,远则弱。

表1　卡拉玛铜矿床矿体特征
T able1　Char act eristics o f the or e bodies of the K alama copper depo sit
长(m)厚(m)倾斜长(m)Cu品位(%)矿段矿体编号
最大平均最大平均最大平均最高平均东段IA360210.57.7 2.3633020811.06 3.27
中段IB120105 4.53 2.2613297 6.23 3.39
西段IC40 2.05 1.526124 2.69 2.09
西段ID60 2.30 1.3483 6.30 3.13
西段IE50 1.100.70 1.1 4.6 2.38
3　控矿因素
3.1　岩石因素
纵观卡拉玛铜矿区,无论是东大沟矿床、卡拉玛铜矿床、西山头铜矿床,还是4个矿点,它们的含矿岩石全是白云岩,这种特征非常明显。

在宏观上它又表现为明显的“层控”特征,即含矿层白云岩为塔什库尔干群第三组第三段的第九层,层位控制特征明显。

矿体形态以脉体、透镜状为主,具膨大收缩侧列再现特征。

矿体长轴平行岩层走向。

矿化仅限于白云岩中,无穿层现象。

这些矿(化)体沿层位线状排列,具明显的时控特征。

在坑道中及1号矿点地表均可见白云岩和菱铁矿呈红白条带互层产出。

这种菱铁矿是原生沉积成因的。

同位素的证据如下:
(1)根据菱铁白云岩的硫同位素(表2、图2)组成,可以看出硫同位素值变化较小,与布洛肯希尔火山喷气多金属矿床和水口山岩浆热液铜矿床相似,说明硫来源于海底火山喷气活动,
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因热液活动被均一化。

表2　卡拉玛铜矿床硫
同位素分析结果
T able2　Sulfur isoto pe o f the
Ka lama co pper deposit
样品编号岩石名称D34S(‰) D-1绢云母石英片岩-14.3 D-2含孔雀石铁帽-4.6 D-4菱铁白云岩-1.91 D-5白云岩(含Cu) 3.5 D-6白云岩-12.7 D-7绿泥石石英片岩 4.0 D-8白云岩(含Cu)0.8 D-10含Cu铁帽 1.1
931含矿白云岩-1.69 932含矿白云岩 1.53
933含矿白云岩 2.25
934含矿白云岩-1.59 935含矿白云岩-1.19 936含矿白云岩 6.65
937含矿白云岩 3.3
938含矿白云岩 2.96
注:
测试样品为全岩硫
图2　卡拉玛铜矿床硫同位素组成与自然界含硫物质及典型矿床硫同位素组成对比图
F ig.2　Co mpariso n of sulfur iso to pe of t he Kalama co pper de-posit to that of natural S-bearing materials and to that of typical deposits
(2)将铅同位素分析结果投影到多伊各地质环境铅同
位素组成演化图上,结果发现:¹在207Pb/204Pb与206Pb/204Pb图上,投影点落在造山带上地壳范围;º在208Pb/204Pb与206Pb/204Pb图上,投影点落在被活化的16亿年的下地壳铅演化弧上。

表明矿床的铅是来自16亿年的下地壳,初始成矿物质可能与元古宙地槽下沉时海底火山喷气同沉积作用有关,在其后的造山作用中被活化,并随造山作用褶皱隆升到上地壳来。

化学分析结果表明,白云岩中铜元素含量大于300×10-6,远高于矿区40×10-6的背景值,说明白云岩层就是初始矿源层。

3.2　构造因素
1)褶皱构造　卡拉玛铜矿床位于塔什库尔区域倒转向斜的北翼,经剖面观察在该倒转向斜的北翼存在次一级的背斜和向斜。

卡拉玛铜矿床与东大沟铜矿床之间为第二级向斜形式。

向斜核部在卡拉玛,到西山头闭合。

这是一种“盆中盆”结构,卡拉玛铜矿床产在该次级向斜的南西翼中,矿体严格受褶皱构造控制。

卡拉玛铜矿床的主矿体产在接近褶皱核部(鞍部)的位置,所以矿体厚度大;而向西山头、东大沟,“盆中盆”趋于收敛,含矿层变薄。

2)断裂构造　卡拉玛逆掩断层(F1)为顺层断层,沿菱铁白云岩层与其下盘的黑云斜长片麻岩的接触界面发育。

它在宏观上特征很明显,在褶皱南西翼中成线形产出,对成矿的作用主要表现在以下两个方面:¹对含矿层进行改造,使其局部膨大或局部变薄。

º逆掩断层滑脱形成的张性空间为后期热液改造提供了很好的运移通道,对成矿起到了积极的促进作用。

3.3　热液活动
矿床具有明显的热液改造型特征,一是具有各种热液蚀变,包括广泛发育的硅化、绢云母化及菱铁白云石化等;所形成的菱铁白云岩不但沿层发育,包裹围岩角砾,而且沿裂隙成脉状穿插。

二是成矿物质的活化迁移和局部富集。

原来由海底火山喷气沉积成因的成矿物质是细328
而分散的,经过热液改造阶段形成富矿石,矿石结构明显可见:条带状构造即是含铜物质交代了条带状菱铁白云岩中的铁而富集的,还有团块状、斑杂状、细脉状及浸染状等,均属热液交代成因。

区域变质作用、区域构造运动及岩浆活动,都为成矿作用提供了很好的热液,这些热液使矿源层中的成矿元素发生了活化、迁移,在有利成矿的构造空间沉淀富集成矿。

矿床三大控矿因素的研究结果表明卡拉玛铜矿床的矿体是在岩石、构造、热液三者共同作用下形成的,矿床的成因为沉积热液改造型层控矿床。

4　成矿规律
卡拉玛铜矿床属沉积热液改造型层控矿床,虽然其矿(化)体规模小,形态复杂多变,但仍具有较明显的规律性:
1)含矿层位明确　卡拉玛铜矿床的含矿层位为菱铁白云岩层,它是前寒武纪火山喷气同沉积形成的。

当时由于其下伏地层凸凹不平,存在洼地和高地,所以其沉积厚度也厚薄不等,有的厚达150m ,有的只有1m 。

在厚的地方成矿物质自然会比薄的地方相对富集。

通过褶皱作用,在褶皱的核部(鞍部)形成了大量的虚脱空间,这为成矿物质的迁移富集提供了很好的场所。

加上后期热液的改造,在这些部位含矿层变厚而在翼部相对变薄。

卡拉玛铜矿床的主矿体就是产在褶皱转折端或接近转折端的菱铁白云岩中。

2)矿体多产在构造有利部位　
卡拉玛铜矿床的矿体基本上是产在褶皱的核部或接近转折图3　卡拉玛铜矿床预测矿体
赋存部位示意图
F ig.3　Occurr ence o f pr edicted o re bo dies
in the K alam a co pper deposit
1-卡拉玛沟;2-被剥蚀掉的卡拉玛推测矿体;3-现在的卡拉玛矿体;4-矿化体;5-深部的预测矿体;F 1-逆掩断层
端的位置。

由于后期构造的叠加改造,在构造的拐弯处及构造的交汇处均有矿体产出。

这是因为卡拉玛铜矿是经过后期热液改造而成的,只有通过褶皱、断裂等构造作用形成张性空间,成矿物质才能得以迁移、活化、富集,没有这些通道热液便无法迁移,更无法富集成矿,这也是矿体为何不连续产出,而是以脉状、透镜状产出的原因所在。

3)矿体在空间上分段富集　矿床中的矿体具有分段富集和大致等距的规律。

富矿段主要发布在卡拉玛的大露天、小露天,及大小露天的中部,也就是“盆中盆”的中部。

这里是成矿最有利的部位。

含矿层经褶皱作用在卡拉玛最厚,而后期的逆掩断层(F 1)对褶皱又进行了进一步的挤压、改造,使含矿层呈波状起伏的波峰和波谷而相间等距分布,也使矿床内富矿地段断续而等距分布,这种规律在平面上反映明显,沿大露天的延伸方向亦有所显示。

5　找矿靶位预测
根据卡拉玛矿床的成矿规律,今后找矿要寻找含矿层菱铁白云岩厚度相对较大的部位,而这些原始的矿源层经过多次构造运动的改造,而由原来的水平沉积状态,发生了褶皱、弯曲、倒
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图4　卡拉玛铜矿床第10号勘探线剖面示意图
Fig.4　Section of the N o.10ex plor ation line of the K ala ma co pper depo sit 1-冰碛层;2-菱铁白云岩;3-矿体;4-钻孔编号;5-断层编号转及随构造运动的抬升而剥蚀,所以其形态亦发生了多样性的变化。

卡拉玛铜矿床产在次级向斜南西翼中或接近次级背斜的转折端处(图3)。

从卡拉玛铜矿床第10号勘探线剖面图(图4)上可以看出从地表露头到深部的CK36钻孔的含矿层白云岩及矿体都是由厚变薄,渐趋变薄或尖灭。

这也说明上部的次级背斜由于褶皱隆起或昆仑地槽
褶皱系的抬升而被剥蚀掉了,而现在的卡拉玛矿床正是原来背斜核部或接近核
部矿体的残留,现在的勘探工程正是在向斜的单翼上施工的,所以找到矿的可能性自然就小了。

目前通过以往的地质工作,已经证明含矿菱铁白云岩为沉积成因的,那么本层地层在几平方千米的范围内,即使经过一定的构造改造也应该连续或渐连续存在,也就是说在卡拉玛铜矿床次级向斜的核部,肯定会有含矿层菱铁白云岩的存在,因为从地表至向斜轴部不过几百米。

从10号勘探线剖面图上可以看到ZK 10-1孔至ZK 10-2号钻孔,含矿层菱铁白云岩由薄变厚,矿化强度也略有加强,品位ZK10-2孔比ZK10-1孔高,平均高出0.2‰。

这也说明了接近向斜转折端这一成矿最有利部位,仍然存在成矿可能性,因为它与剥蚀掉的背斜转折端及现在的卡拉玛铜矿床具有相同的成矿环境、相同的成矿条件,F 1顺层断裂向下也具有稳定的延伸,所以此部位仍为很有价值的找矿靶位。

参考文献
1　任纪舜等.中国大地构造及其演化.北京:科学出版社,1980
2　陈国达.成矿构造研究法.北京:地质出版社,19783　翟裕生.矿田构造学.北京:地质出版社,1993
METALLOGENESIS OF THE KALAMA C OPPER DEPOSIT AND
PREDICTION OF PROSPECTING ,XINJIANG
Li Taide
(G eophysical Exp loration Par ty ,X inJ iang G eoexp loration Bur eau ,CNN C , U r mqi ,　830011)
Abs tract T he geology and ore-controlling factors indicate that the Kalama copper deposit in Xinjiang is one of the sedi-men tary s trata-bound depos its refor med by h yd roth ermal fluid.On the basis of metallogen ic regularities,th e targets of prospecting w ere predicded.
Key words copp er;strata-bound deposit;Kalama;Xinjiang
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