关于哈密市梅岭铜矿地质特征及矿床成因的探讨.pdf

世界有色金属2023年8月上76矿产资源Mineral resources关于哈密市梅岭铜矿地质特征及矿床成因的探讨张玉欣（新疆维吾尔自治区地质调查院，新疆 乌鲁木齐 8 3 0 0 0 0）摘 要：梅岭铜矿地处吐哈盆地的南缘古生代隆起带中，产出于中奥陶统荒草坡群大柳沟组第二-三岩性段中酸性的火山岩系内，由断裂构造与火山通道构造共同控制。矿体存在穿层性特征，主要包括两类，分别为似层状近水平的同框体与斜脉状陡倾的薄矿体。铜矿石主要为块状矿石与细脉浸染状矿石。综合研究认为该矿属于中低温火山热液型的铜矿床。关键词：梅岭铜矿；地质特征；矿床成因；找矿方向中图分类号：P 6 1 8.4 1 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 2-5 0 6 5（2 0 2 3）1 5-0 0 7 6-3Discussion On Geological Characteristics And Genesis Of Meiling Copper Deposit In Hami CityZHANGYu-xin(X i n j i a n g Uy g u r A u t o n o mo u s Re g i o n G e o l o g i c a l S u r v e y I n s t i t u t e,Ur u mq i 8 3 0 0 0 0,C h i n a)Abstract:Me i l i n g C o p p e r Mi n e i s l o c a t e d i n t h e P a l e o z o i c u p l i f t b e l t i n t h e s o u t h e r n ma r g i n o f T u h a B a s i n,a n d o c c u r s i n t h e mi d d l e Or d o v i c i a n Hu a n g c a o p o G r o u p D a l i u g o u F o r ma t i o n s e c o n d t h i r d r o c k s e c t i o n o f t h e i n t e r me d i a t e a c i d v o l c a n i c r o c k s e r i e s,w h i c h i s j o i n t l y c o n t r o l l e d b y t h e f a u l t s t r u c t u r e a n d v o l c a n i c c h a n n e l s t r u c t u r e.T h e r e a r e t w o t y p e s o f o r e b o d i e s,w h i c h a r e s t r a t o i d a n d n e a r l y h o r i z o n t a l s a me f r a me o r e b o d i e s a n d s t e e p i n c l i n e d v e i n t h i n o r e b o d i e s.C o p p e r o r e s a r e ma i n l y ma s s i v e o r e s a n d v e i n l e t d i s s e mi n a t e d o r e s.T h e c o mp r e h e n s i v e s t u d y s h o w s t h a t t h e d e p o s i t b e l o n g s t o t h e mi d d l e l o w t e mp e r a t u r e v o l c a n i c h y d r o t h e r ma l c o p p e r d e p o s i t.Keywords:Me i l i n g C o p p e r Mi n e;G e o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s;G e n e s i s o f t h e d e p o s i t;P r o s p e c t i n g d i r e c t i o n收稿日期：2 0 2 3-0 5作者简介：张玉欣，女，生于1 9 9 0 年，汉族，山东人，本科，中级工程师，研究方向：地质矿产勘查。梅岭铜矿区位于吐哈盆地的南缘，是吐哈盆地中的一个古生代的构造隆起。大地构造属大南湖头苏泉晚古生代岛弧带的北部，与土屋延东铜矿带相距80km。该区矿床类型多样，成矿作用复杂，区内分布者诸多铜金多金属矿，由于该区地质条件的特殊性，引起了很多地质研究工作的高度重视，成为研究的热点地区之一。本文在前人研究基础上，对梅岭铜矿地质特征进行系统研究与分析，探讨该矿矿床成因及找矿方向，希望能够进一步提高对梅岭铜矿的认识程度，为矿区实现找矿突破指明方向。1 区域地质背景1.1 构造背景梅岭铜矿地处新疆哈密东天山地区，区域大地构造格局与准噶尔洋盆和塔里木地块的长期演化存在非常紧密的关联性。塔里木地块于加里东时期不断扩展至该区，同时海西期早期阶段准噶尔大洋不断俯冲向南，使得沟弧盆体系（晚古生代）形成于东天山地区。依照区内构造特征、火山岩特征与矿床成因等，从北向南主要分为3个带（图1）。该矿主要分布在吐哈盆地的南缘，属古生代隆起带。1.2 地层研究区出露的地层较为齐全，主要包括奥陶系中奥陶统荒草坡群大柳沟组；志留系上-中志留统红柳峡组；泥盆系中泥盆统康古尔塔格组、下泥盆统大南湖组；石炭系上石炭统企鹅山组、下石炭统；二叠系上二叠统库莱组、中二叠统阿尔巴萨依组；侏罗系中侏罗统西山窑组、下侏罗统八道湾组；古近系始新统巴坎组、古新统台子村组，新近系上新统葡萄沟组、中新统桃树园组、渐新统，第四系上更新统新疆群、下更新统西域组。1.3 构造大南湖-头苏泉古生代岛弧带北侧区段塔哈盆地南侧缘头为次级隆起构造单元，是卡拉塔格（梅岭铜矿）大地构造为之所在，康古尔断裂分布于南侧，西侧抵达小热泉子区域上，东部延伸到大南湖、镜儿泉北侧区域，直至新疆地界之外，为准噶尔板块的重要组成部分。从北侧区域到南侧区域，大南湖-头苏泉岛弧呈现不断增生的特点，增厚抬升期主要出现在早泥盆世的晚期阶段，成熟期为早泥盆世。研究区属一个次级隆起带，分布在大南湖-头苏泉岛弧带的北侧，区内比较发育褶皱构造与断裂构造，对该区的岩浆与地层变形起着明显的控制作用。褶皱在该区内比较宽缓，伴随褶皱构造发育规模不等的断裂构造，且在后期阶段更为强烈。1.4 火山岩火山活动在区内频繁出现，同时表现的较为强烈，因此引发该区火山岩非常发育，并广泛的分布，主要包括中基性火山岩与中酸性火山岩，奥陶系到二叠系时期均有出露，最为发育的则是奥陶系，另外在石炭系、二叠系与泥盆系当中局部出露。2 矿区地质特征2.1 矿区地质背景卡拉塔格矿区分布在梅岭铜矿的东侧区域上，红石铜矿2023年8月上 世界有色金属77矿产资源Mineral resources分布于西侧，梅岭南铜锌矿分布于东南侧，区内的火山作用和梅岭铜矿存在十分紧密的关联性。2.2 地层中奥陶统荒草坡群大柳沟组火山岩是该区的主要地层出露，火山岩建造特点为巨厚的海相与海陆交互相。2.3 构造区内构造主要包括压扭性断裂（北西西向）与张扭性断裂（北北东向、近南北向），这些断裂复合部位的环状构造，和该区的火山喷发活动存在非常紧密的联系性，同时和该区形成的火山岩建造与其分布以及岩浆岩侵位与成矿作用有着十分紧密的关联性。2.4 岩浆活动岩浆活动再区内频繁出现，同时表现得也非常强烈，火山岩是构造中奥陶统地层的主要岩石，中酸性岩浆岩是构成志留纪的主要岩石组成。矿区的南侧区域上以及北侧区域上广泛分布侵入岩，主要为花岗闪长岩与英云闪长岩，辉长岩分布于西北侧区域上，并分布有急性浅成岩、中酸性浅成岩。火山岩浆活动在矿区当中非常强烈，包括基性、中性、酸性火山岩、富钠，剖面上区内的火山岩达到上万米的厚度，火山碎屑岩与火山熔岩分别为1488m、6229m，占比分别达到20%和80%。钙碱性的火山岩贫钾富钠、钛、铝含量较低。英安岩与玄武岩以及流纹岩、英安岩是其主要延时组合。组合类型类似于岛弧火山岩（近洋一侧）。2.5 变质作用与围岩蚀变硅化是区内含矿火山岩与次火山岩的主要围岩蚀变，表现为细脉状、弥散状、细脉网状以及团块状，铜矿体上下盘不同含矿岩石内都有出现，处于0.2cm到499cm的宽度范围，长度处在0.2m到3.0m之间，脉体个别长度能够达到49m。褐黄色以及浅灰白色是岩石的主要颜色，纯白色相对较少，主要是由于随着岩石裂隙不断上涌的热液充填所致。黄铜矿以及黄铁矿脉体当中可以见到，对于该区铜矿化的研究起着重要的指示作用。铁矿化主要表现为团块状，同时具有细网脉状以及细脉状。在矿体上下盘部位不同含矿岩石内均有出现。闪长玢岩与次火山岩有明显的绢云母化。英安岩与安山岩可见粘土化，同时在次火山岩中也有发育。闪长玢岩与英安岩以及安山岩当中可见绿泥石化。另外，英安岩与安山岩中可见绿帘石化以及碳酸盐化。地表可见钾铁矾化与褐铁矿化。2.6 地球化学概况该矿所处新疆哈密大南湖区域具有明显的Cr-Ni-Co-Cu-V地球化学异常，通过实施1 20万区域化探研究，Ap7号Cu-Zn-Ag-Mn异常区内Zn、Cu等矿化元素最高值分别为35710-6与90.910-6。针对卡拉塔格地区实施12岩屑化探，调查研究Ap6、Ap7号异常实施级查证，了解到Cu、Zn、Au元素在该区酸性火山岩、中性火山岩和酸性次火山岩内具有较高的地球化学背景值，并具有较高的均方差值，大都表现为超过一的变异系数，部分区段存在富集成矿的特点。2.7 地球物理概况对该区开展相应的地球物理研究工作，通过实施磁法面积测量以及高磁测量，获得的研究成果并与原有的找矿成果充分结合发现，磁异常区异常特征相对较低的具有很大的找矿可能性，如梅岭铜矿、梅岭南铜矿以及红石铜矿获得的找矿成果均可证实。这些铜矿共同处在相同的地磁盆地当中，地球物理场相同，研究认为可能是相同成矿带不同区段。针对该区实施1 1万激电中梯测量，在梅岭与红石矿段表现为低阻高极化的激电综合异常特征，并呈集群出现在近南北向、北东东向、北西西向方向上。视电阻率也表现出相同的异常特征，进一步证实该区当中发育的构造以及产出的矿化，受不同方向断裂构造所控制。TEM剖面上侧部位出现的低阻水平异常（低阻结构层内）很可能是赋存水平状铜矿图1东天山地区大地构造单元分布略图构造单元说明：-塔里木地台，1-中天山早古生代岛弧带，2-库米什古生代弧后盆地，3-北山裂谷，4-阿齐山雅满苏晚古生代裂陷槽，5-秋格明塔什黄山韧性剪切带，6-大南湖头苏泉古生代岛弧带，-吐哈地块世界有色金属2023年8月上78矿产资源Mineral resources体的主要部位。陡倾斜铜矿脉可能产出在剖面上呈现陡倾斜异常的断裂构造部位上。2.8 铜镍矿(化)体该矿目前发现二十多个铜矿体，同时发现两个锌矿体、四个金矿体以及和铜矿相对共生的锌矿一个。通过对铜矿体进行调查了解到，C矿带埋藏深度在100m以内，共发育12个近乎水平的铜矿体，D矿带埋藏深度达到100m以上，展布方向为背景北西西向其中发育九个陡倾的铜矿体，B矿带从北西西下分布于红石矿段的西部，发育两个陡倾斜矿体，铜矿盲矿体为23个。大柳沟组（荒草坡群）第二、三岩性段中酸性火山岩系是铜矿体主要分布所在，矿体产出受到断层裂隙以及火山角砾岩筒的影响，将地层与岩石切穿，矿体在矿带当中密集出现，产出特点为平行状，矿体主要表现为脉状以及似层状的形态特征，M1、M2号是该矿的主矿体，前者是C矿带的盲矿体，该矿体在矿床铜金属含量方面达到16%左右，矿体约为350m长，320m宽，平均处于5.72m的厚度水平，矿体平均处于0.42%的品位水平向北东向展布。后者也是C矿带上的盲矿体，占矿床44%资源总量，矿体约为200m长，470m的宽，处于11m的平均厚度，矿体为0.99%的平均品位，向北东向展布。3 矿床成因及找矿方向3.1 矿床成因该矿是以脉状特征产出于断裂带火山角砾岩与中酸性火山岩当中的铜矿。安山岩与英安岩以及火山角砾岩和沉凝灰岩构成的一套中酸性火山岩，是大柳沟组（奥陶系荒草坡群）第2、3岩性段主要岩性特征。区内不同方向展布的断裂构造以及复杂的火山通道联合控制着该矿的产出，火山角砾岩与岩筒顶部与边部次级断裂破碎带是产出铜矿体的主要部位，矿体表现为成组分带特征以及穿层性特征，产状不同的铜矿带以及铜矿体主要赋存在不同区段的各种控矿构造组成的矿脉体系当中，并具有较为复杂的产状特点。主要包括A矿带（北西西向），主要分布在以火山角砾岩为主的红石地段次级断裂内，B矿带（北西西向）主要分布在以火山角砾岩筒为主的红石地段西侧区域上次级断裂内。C矿带分布在梅岭区段上火山岩筒（埋深100m以内）顶部凝灰岩与次火山岩底部。D矿带梅岭深部火山岩筒边部断裂带中。1付治国.东天山东戈壁超大型钼矿床地质地球化学特征与成因分析J.矿产勘查,2019,3(6):745-754.2王建设.新疆哈密东戈壁雅满苏地区区域地质特征及成矿条件分析D:硕士学位论文.乌鲁木齐:新疆大学,2015.3王玉往,王京彬,王莉娟,等.新疆哈密黄山地区铜镍硫化物矿床的稀土元素特征及意义J.岩石学报,2019,20(4):935-948.4白云来.新疆哈密黄山镜儿泉镍铜成矿系统的地质构造背景J.甘肃地质学报,2020(2):1-7.5傅学明,刘凤山.硫化铜镍矿床成矿作用机理以新疆哈密黄山硫化铜镍矿床为例J.甘肃地质学报,2019(2):66-72.6杨可,李明昱,王威.新疆哈密卡拉塔格一带铜金矿化区成矿潜力评价J.西部探矿工程,2018,25(5):168-170.7慕纪录,孙燕,唐菊兴.新疆哈密小铺斑岩铜(金)矿床地质特征J.矿床地质,2019,21(S1):439-442.表1梅岭铜矿的找矿模型分类主要特征地层岩性大柳沟（矿石奥陶系荒草坡群）第2、3岩性段中酸性火山岩以及次火山岩是主要的赋矿地层。构造条件不同方向展布的断裂构造和火山通道与火山角砾岩对该矿起着明显的控制作用，也是该矿重要的找矿标志。蚀变标志绿泥石化以及硅化和黄铁矿化是主要的蚀变特征，在上部分带与其内部具有明显的黄铁绢英岩化，黄铁矿绿泥石化分布于下部分带与外部。物、化探异常标志低磁异常区较为明显，受成矿作用因素影响，出现较强的退磁现象与含矿岩石蚀变，相较于周围岩石成矿区表现为较低的磁性特征；断裂构造与火山构造和环状构造等磁异常特征较为明显。低阻高激化带对于铜矿找矿具有重要的指示作用。水平状产出的矿体可利用井地式充电激电异常进行找矿。瞬变电磁异常表明倾斜矿脉与水平状的矿体分布在控矿、导矿部位。该铜矿床矿化组元素较为单一，矿区东西两侧区域上存在金矿化与锌矿化，但量比较少，有几个小的金、锌矿体圈出在梅岭的西侧。主要表现为细脉浸染状的铜矿化类型，块状相对较少。中中细粒的黄铁矿以及黄铜矿是主要的金属矿物，紧密和石英相伴生。矿体主要呈现脉状以及似层状的形态特点。硅化、黄铁矿化以及绿泥石化是主要的矿化蚀变，并表现为垂直成带分布，黄铁绢英岩化以及石膏化分布于上部，硅化与绢云母化分布于中部，黄铁矿化以及绿泥石化在下部分布。矿化元素在垂向分布上主要表现为上金下铜成带分布特点。综合分析认为该矿属于中低温火山热液型铜矿床。3.2 找矿方向综合以上研究，构建该矿找矿模型，具体可见表1。4 结论（1）该矿主要的找矿标志为构造标志，不同方向展布断裂和火山角砾岩与火山通道共同起着明显的控矿作用。（2）火山角砾岩以及岩筒顶、边部次级断裂破碎带是产出铜矿体的主要部位，矿体表现为成组分带特征，并具有穿层性。（3）未来要不断加强找矿方面的研究，特别要进一步强化火山通道与断裂共同控矿部位找矿工作，以寻求更大的找矿突破。