新疆乌恰县吾合沙鲁铜矿成矿地质条件与找矿前景分析_田孝光.pdf

22矿产资源Mineral resources新疆乌恰县吾合沙鲁铜矿成矿地质条件与找矿前景分析田孝光，王海军，张欣锋摘要：本文详细描述吾合沙鲁铜矿区地质、矿区地球物理特征、矿床地质特征，分析了找矿标志，进而对矿区的找矿前景进行了初步分析。关键词：吾合沙鲁铜矿；找矿标志；找矿前景分析1 区域地质背景吾合沙鲁铜矿区大地构造位置位于塔里木板块-华北板块的塔里木中央地块中，成矿区划属塔里木成矿省之塔里木板块北缘(复合沟弧带)阔克沙勒岭(陆缘盆地)Fe-Cu-Pb-Zn-Sn铝土矿矿带，该带以铅、锌、锡、铜、铝土矿、金为主，并有铁、锰、稀土、稀有、铀、锑、萤石等多种矿产。其中乌拉根式砂砾岩型铅锌矿床、萨热克砂砾岩型铜矿、吾合沙鲁铜矿和铀矿床，构成了砂(砾)岩型铅锌铜铀区域成矿带，具有独特的砂砾岩型铅锌铜矿床区域成矿背景，具有巨大的找矿潜力，为陆内盆地金属成矿研究前沿之一。2 矿区地质2.1地层出露地层主要为：古新统-始新统齐姆根组（E1-2q)、始新统卡拉塔尔组（E2k）、渐新统巴什布拉克组（E3b）；中新统克孜洛依组（N1k）、安居安组（N1a）；第四系冲洪积层（Qp3alp）及冲积层（Qhal）。古新统-始新统齐姆根组（E1-2q)：该组依据其岩石组合特征可划分出2个岩性段，总厚度大于1854.09m。下段（E1-2q1）具下红上绿特征，为棕红色粉砂质泥岩、黄绿色泥晶灰岩，夹薄层介壳灰岩、顶为灰绿色钙质砂岩、泥灰岩及薄层石膏；上段（E1-2q2）为灰白色巨厚层石膏，夹薄层绿灰色粉砂质泥晶灰岩、浅黄色粉砂质泥岩。始新统卡拉塔尔组（E2k）：该组地层是最稳定且较易识别的地层，是古近纪最广泛海侵的产物。为碳酸盐岩沉积，具备清水潮坪相牡蛎灰岩、介壳灰岩岩性特征。其以体大、壳厚、量多的牡蛎化石组成的介壳灰岩为主，成为区域中该套地层的明显标志。岩性组合为：灰色生物屑泥晶灰岩、介壳灰岩、鲕粒灰岩，下部夹少量灰绿泥岩。渐新统巴什布拉克组（E3b）：本组以紫红色调构成其外貌特征，易于识别，厚度大于281.37m。岩性组合为泥岩、细粒长石石英砂岩、钙质石英粉砂岩夹少量石膏。该组底部白色石膏岩发育，为标志层。中新统克孜洛依组（N1k）：根据其岩性组合特征可分为两段，总厚度大于620.57m。下段（N1k1）：灰、浅灰红色巨厚层块状中细粒岩屑长石砂岩，夹浅灰红色薄层粉砂质泥岩，其底部大套灰色巨厚层块状砂体为Cu-6、Cu-7铜矿化赋存层位。矿体产于灰色-灰绿色巨厚层块状中细粒岩屑长石砂岩底部和中部。上段（N1k2）：主体为浅灰红色薄层粉砂质泥岩夹灰色、灰红色中薄层细粒岩屑长石砂岩、长石石英砂岩，中部可见浅灰红色薄层粉砂质泥岩与灰色、灰红色中薄层细粒岩屑长石砂岩呈互层出现。中新统安居安组（N1a）：据其岩性及组合特征可分三段，总厚度大于730.4m。下段N1a1：为灰色层状泥质粉砂岩与细粒岩屑长石砂岩互层。其底部大套砂岩透镜体为一套含孔雀石矿化层，为区内Cu-3、Cu-4和Cu-5的赋矿层位。中段N1a2：由多个小的沉积旋回组成，旋回为：灰色石英细砾岩及含砾粗砂岩岩屑长石砂岩细粒岩屑长石砂岩与泥质粉砂岩互层。见有孔雀石铜矿化发育，Cu-1和Cu-2赋付在该层位。上段N1a3：为细砂岩与泥质粉砂岩互层，夹岩屑长石砂岩。上更新统冲洪积层（Qp3alp）：零星分布于工区各大谷地及其支沟岸侧，或为阶地或为冲洪积扇体。全新统冲积层（Qhal）：为现代河流的河床、河漫滩及I级阶地沉积物，具二元结构。2.2侵入岩及脉岩矿区内侵入岩及脉岩不发育。2.3构造工区位于天山前陆逆冲区（21）南部，为一中新生代坳陷23矿产资源Mineral resources盆地，构造变形受中新生代盆地向西天山下A型俯冲碰撞控制，发育由北向南的逆冲推覆及褶皱变形。（1）褶皱构造工区由北向南依次发育吾合沙鲁向斜（X3）、喀其别克套背斜（B5）和硝尔布拉克向斜（X7），其中吾合沙鲁向斜和喀其别克套背斜为乌鲁克恰提吾合沙鲁乡复向斜次级褶皱。吾合沙鲁向斜（X3）：轴向为东西向。褶皱枢纽向西缓缓倾伏，西部为第四纪冲积物覆盖，向东延出工区，区内长13km。向斜核部由下更新统西域组组成。两翼地层对称分布，其中北翼地层出露完整，依次出露新近系帕卡布拉克组、安居安组、克孜洛依组和古近系巴什布拉克组、卡拉塔尔组、齐姆根组及白垩系库克拜组，南翼发生背斜褶皱，地层出露不全。吾合沙鲁向斜为一宽缓向斜，核部地层平缓，一般小于20，局部水平。两翼地层倾角由核部向两翼逐渐变陡，一般介于15-65之间。总体地层倾角北翼大于南翼，轴面北倾。喀其别克套背斜（B5）：轴向为东西向。褶皱核部地层为齐姆根组，两翼地层为卡拉塔尔组和巴什布拉克组。褶皱受吾合沙鲁断裂破坏，以喀其别克套为界，可以分为东西两段。西段枢纽向西倾伏，西侧为第四纪冲积物覆盖，东侧尖灭于吾合沙鲁断裂之上，出露长度6.5km。东段枢纽为北东东南西西向，东西两侧均尖灭于吾合沙鲁断裂之上，出露长度4km。东段南翼地层受吾合沙鲁断裂破坏，仅出露齐姆根组部分地层。褶皱北翼地层倾角3550，南翼地层倾角5065，北缓南缓，轴面北倾。硝尔布拉克向斜（X7）：轴向为北东南西向，枢纽为西南方向倾伏，两侧均延出工区，全长3.5km。向斜核部地层为安居安组，地层平缓，倾角8 20，局部水平。两翼地层为克孜洛依组，南翼地层出露完整，北翼受吾合沙鲁断裂破坏，缺失克孜洛依组底部地层，两翼地层倾角由核部向两翼逐渐变陡，北翼倾角大于南翼，轴面总体北倾，向斜两翼克孜洛依组地层中均发现孔雀石化特征。（2）断裂构造工区断裂包括乌鲁缴鲁哲兰都托断裂（F6）和吾合沙鲁断裂（F8）。乌鲁缴鲁哲兰都托断裂（F6）：区域上沿铁格热克萨孜吾合沙鲁-阿克套一带展布，走向为北西南东向，呈向北东凸出的弧形弯曲，全长35.5km。工区出露长度1.5km，向西延出测区外，东侧为第四纪全新世冲积物覆盖。断层倾向200 220，倾角86-65。沿断层发育宽约2米的断层破碎带，断层下盘地层发生牵引变形。遥感影像上表现为明显的线性特征，地貌上形成一系列陡崖、陡坎及负地形。断层性质为逆冲断层，表现为南侧E3b地层向北逆冲于N1k地层之上。吾合沙鲁断裂（F8）：沿吾合沙鲁乡硝尔布拉克托一带展布，走向为近东西向，向西没入克孜勒河，向东延出图外，全长18km，发育宽3 6m断层破碎带。影像上呈线形构造，地貌上形成一系列陡崖、陡坎及负地形。断层下盘地层发育牵引褶皱。断层走向330 5，倾角50 60，为北倾南推的逆冲断层，表现为北侧K2k、E1-2q、E2k及E3b地层向南逆冲于E3b和N1k地层之上。3 矿区地球物理特征吾合沙鲁铜矿区岩（矿）石视极化率较低，一般在1.1%，含铜矿化砂岩视极化率相对较高，为1.19 2.44%，均值为1.83%，不含铜矿化砂岩视极化率相对较低，均值为1.12%。比较而来，围岩和目标地质体具有明显的电性差异，砂岩表现为高阻低极化特征，铜矿化砂岩表现为低阻高极化特征。矿区视极化率异常以北西和近东西向为主，与地质体有较好的对应关系，视极化率峰值为1.9%，大致以视极化率1.2%作为异常下限，共圈定了视极化率异常7处，异常编号DJ1至DJ7。具体激电异常特征分别如下：（1）DJ1号异常，异常形态呈水滴状，长轴走向近东西，南北长约300米，南北最大宽度250米，视极化率在1.2%1.8%之间，最高幅值1.8%，极化率异常背景在1 1.2%，异常显示明显，异常区对应视电阻率约为240欧姆米。地表出露中新统安居安组第二段（N1a2），区内Cu1-1东西向产出于该异常的南侧，推断本处激电异常为砂岩型铜矿化引起。（2）DJ2号异常，异常形态呈带状近东西向展布，南北长约630米，东西最大宽度300米，异常向西未封闭。视极化率在1.3%1.9%之间，最高幅值1.9%，对应视电阻率约为96 326欧姆米。地表出露中新统安居安组第二段（N1a2）。区内Cu2-2中段东西向从该异常中部穿过。异常总体规模与走向与地质推断砂岩型铜矿化带一致，因此推断本处激电异常为砂岩型铜矿化引起。（3）DJ3号异常，异常形态呈带状北西向展布，东西长约600米，南北最宽约260米。视极化率在1.2%1.8%之间，最高幅值1.8%，对应视电阻率约为180欧姆米。地表出露中新统安居安组第一段（N1a1），区内Cu4-5从该异常中心穿过，异常东24矿产资源Mineral resources部Cu3-3向西与异常延伸方向一致，推断本处激电异常可能为Cu3-3向东延伸的反应。（4）DJ4号异常，异常形态呈不规则团状北东向展布，由3个异常中心组成，东西长约850米，南北最宽约380米。视极化率在1.3%1.9%之间，最高幅值为1.9%，对应视电阻率整体在100欧姆米左右。地表出露中新统安居安组第一段（N1a1），区内Cu3-3东西向从该异常中心穿过，异常总体规模与走向与地质推断砂岩型铜矿化带一致，因此推断本处激电异常主要为Cu3-3砂岩型铜矿化引起。（5）DJ5号异常，异常整体呈条带状近东西向分布，东西长约630米，南北最宽约135米。视极化率在1.2%1.5%之间，最高幅值为1.5%，对应视电阻率约为100 150欧姆米。地表出露中新统安居安组第一段（N1a1），区内Cu4-5、Cu5-4从该异常南部穿过，异常总体规模与走向与地质推断砂岩型铜矿化带一致，推断本处激电异常可能为隐伏砂岩型铜矿化引起。（6）DJ6号异常,异常形态呈带状北西向展布，东西长约1千米，南北最宽约260米。视极化率在1.2 1.9之间，最高幅值为1.9%，对应视电阻率约为100 200欧姆米。异常南部地表出露中新统克孜洛依组（N1k）；北部出露地表出露中新统安居安组第一段（N1a1），区内Cu4-5、Cu5-4从该异常中部穿过，异常总体规模与走向与地质推断砂岩型铜矿化带一致，推断本处激电异常主要为砂岩型铜矿化引起。（7）DJ7号异常，异常形态呈椭圆状近东西向分布，长约290米，最宽处约120米。视极化率最高幅值在1.5左右，对应视电阻率约为100欧姆米。地表出露中新统克孜洛依组（N1k）。4 矿床地质特征4.1矿体形态与产状吾 合 沙 鲁 铜 矿 床 共 圈 出 7 条 规 模 较 大 含 铜 矿带，矿 带 长 7 13km，视 厚 度 30 200m，产 状330 15 18 45 ；圈 定 铜 矿 体 18 条，矿 体 长182 4380m，铜矿体厚度0.22 9.41m。主要矿体特征如下：Cu1-1号矿体：呈似层状、层状产出，长约3327m，产状345 35518 25。矿体单层厚度0.51 3.52m，平均厚度2.09m，Cu平均品位1.22%。含矿岩性为安居安中段浅灰绿色巨厚层-块状细砾岩屑长石石英砂岩，矿体顶板为浅灰红色粉砂岩-细砂岩，底板为灰红色薄层泥质粉砂岩。Cu2-2 号 矿 体：似 层 状、层 状 产 出，长 约 2350m，产 状350 35522 25。矿体单层厚度1.55 4.66m，平均厚度3.45m，Cu平均品位1.54%。含矿岩性为安居安中段浅灰绿色巨厚层-块状细砾岩屑长石石英砂岩，矿体顶板为浅灰红色粉砂岩-细砂岩，底板为灰红色薄层泥岩。Cu3-3号矿体：呈似层状、层状产出，矿体形态简单，长约1547m，产状340 35517 21，矿体单层厚度0.70 5.10m，平均厚度2.42m，Cu平均品位1.43%。含矿岩性为安居安组下段灰绿色厚层-巨厚层细粒岩屑长石砂岩。Cu4-4号矿体：呈似层状、层状产出，矿体形态简单，长约3220m，产状340 35524 38。矿体单层厚度0.79 3.92m，平均厚度2.13m，Cu平均品位2.05%。含矿岩性为安居安组下段灰绿色厚层-巨厚层细粒岩屑长石砂岩。Cu4-5 号 铜 矿 体：矿 体 长 2754m，呈 层 状，近 东 西 向 展布，矿体向西有尖灭的趋势，矿体单层厚度 0.22 1.71m，平 均 厚 度 1.31m，Cu 平 均 品 位 1.92%。含 矿 岩 性 为 安 居 安组下段浅灰色中层状孔雀石化细-中粒砂岩。矿体产状为335 525 35之间。Cu5-3号矿体：呈似层状、层状产出，矿体形态简单，长约3072m，产状340 35524 43，矿体单层厚度0.56 5.26m，平均厚度1.9m，Cu平均品位1.11%。赋矿岩性为安居安组下段灰绿色厚层-巨厚层细粒岩屑长石砂岩。Cu5-4号矿体：为工区内发现的最大的铜矿体，矿体呈层状东西向展布，矿体长2695m，控制矿体单层厚度0.50 5.45m，平均厚2.09m，Cu平均品位1.41%。含矿岩性为安居安组下段浅灰色中层状孔雀石化细-中粒砂岩。4.2矿石特征4.2.1矿石成份特征矿石矿物以孔雀石、硅孔雀石、铜蓝为主，其次为辉铜矿、赤铜矿少量自然铜、黝铜矿，其他矿物为磁铁矿、赤铁矿以及微量褐铁矿、铁质。矿石结构：粒状结构、胶状结构。粒状结构是矿石中最常见的结构，辉铜矿、孔雀石、蓝铜等呈它形粒状结构，粒径0.01 5.0毫米不等。胶状结构在矿石中辉铜矿与钙质矿物一起构成砂岩中碎屑矿物的胶结物，矿物颗粒较为细小。矿石构造：浸染状构造、细脉状构造、柱状、鲕状构造。25矿产资源Mineral resources浸染状构造：以辉铜矿、孔雀石为主，呈它形粒状或集合体分布于矿石中，有稠密浸染状和稀疏浸染状，含量不等。细脉状构造：以辉铜矿为主，脉宽2 5cm不等，在矿层中任意分布。一般靠近顶底板泥岩围岩附近有富集现象。含量较高，一般约为0.5 110-2左右目估。柱状构造：工区内常见的构造，主要以辉铜矿及孔雀石为主，呈柱状集合体分布于矿石中，且长轴面平行于层理面，柱径在0.5 2cm不等。鲕状构造：以辉铜矿、孔雀石为主，呈鲕状或豆状集合体分布于矿石中，集合体在0.5 1.5cm不等，含量约为0.3 110-2目估。4.2.2矿石类型矿石自然类型根据其硫化铜和氧化铜的不同比例划分为：硫化矿石、氧化矿石、混合矿石。吾合沙鲁铜矿处于海拔2400 2900m的高山上，暴露于地表经氧化作用形成氧化矿石，因此矿区地表氧化矿石所占比例很大。组成矿石地表的主要成分以氧化矿石为主，硫化物矿石次之。4.3矿体围岩与夹石4.3.1矿体围岩矿体顶、底板围岩均为褐红色极薄层状膏泥岩、泥岩、浅黄色薄层状泥质粉砂岩，多数浅黄色薄层状泥质粉砂岩中有少量弱铜矿化，蚀变不明显。近矿围岩的Cu品位一般为0.01 0.10%。矿体与围岩接触界线平直，顶、底板围岩一般较稳固，界线清晰，与围岩均为整合接触关系。4.3.2夹石矿体夹石主要为浅黄色中-薄层状细砂岩、浅黄色薄层状泥质粉砂岩及少量泥岩，与围岩岩性相同，夹石中含微量孔雀石，多呈性点状分布，细砂岩、泥质粉砂岩及泥岩夹石中，大的夹石层视厚约在2.0m以上，大部分夹石厚度在0.5-1.5m之间。5 找矿标志（1）地表出露的铜矿(化)及孔雀石化是找矿的直接标志。（2）含矿岩性为安居安组及克孜洛依组的浅灰绿色厚层岩屑长石砂岩，该层为最有利找矿层位。（3）区内灰蓝色泥质粉砂岩夹互粉砂岩条带连续性强，色彩鲜明，野外极易分辨，且全区出露，为区内重要的找矿标志。（4）激电组合异常，高激化率、低电阻率是寻找铜矿的间接标志。6 找矿前景分析（1）大地构造位置位于塔里木板块-北部大陆边缘-南天山早古生代非岩浆型被动陆缘-托云中生代凹陷的南部，成矿区划属南天山铅锌多金属成矿带之沙热塔什-霍什布拉克铜、铅锌多金属成矿亚带上，该成矿亚带成矿条件十分优越，找矿潜力巨大。（2）矿区地层以古近系-新近系碎屑岩建造为主，区域上新近纪克孜洛依组（N1k）和安居安组（N1a）为重要的含铜矿地层。其岩性由清灰-灰绿色砂岩、浅灰红色粉砂、灰红色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩组成，属滨-浅湖相沉积，地层中发育多层巨厚层-块状层浅灰绿色、浅灰色中细粒砂岩，铜矿体主要赋存在该套浅色砂岩之中。由上可见，矿区具有形成沉积型砂岩铜矿的有利地层条件。（3）矿区主要成矿类型为沉积型砂岩铜矿，目前区内及周边已发现一批铜矿床和矿点，包括吾东铜矿、杨叶铜矿、杨树沟铜矿、花园铜矿和伽师铜矿等。其中杨树沟铜矿位于矿区东南角克孜洛依组下部层位，杨叶铜矿矿区东南部安居安组下部层位，其矿化层与矿区含矿地层相同。杨树沟铜矿与杨叶铜矿的矿石质量、矿石结构构造、矿石类型、控矿因素及找矿标志等特征基本一致。（作者单位：新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第二地质大队）基金项目：2019年新疆地质勘查基金“新疆乌恰县吾合沙鲁-阿克套一带铜矿预普查”项目提供支撑。