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新疆特格里曼苏砂岩铜矿床地质特征及成因研究

2018-01-30秦明辉

世界有色金属 2018年18期
关键词:矿层铜矿矿化

秦明辉

(河北省煤田地质局第四地质队,河北 宣化 075100)

1 区域地质

1.1 区域地层

矿区出露的地层主要为下石炭统库山河群下组和上组。下组顶部灰岩中有辉铜矿细脉状矿化,呈似层状产出。上组是砂岩型铜矿的主要含矿地层。

除了上述地层之外,矿区内产出二个岩层组合(K1和K2)。它们的岩性、岩相也较复杂,局部浅变质,呈不连续的岩片产出。在矿区范围与其它岩层对比困难,这三组岩层总体上属于库山河群上组,部分岩层应属上组三段,它们很可能是逆冲断层作用造成的小规模构造混杂岩片,其中也可能含有部分盖孜群上岩层。

K1主要由红色—砖红色砂岩夹页岩组成。层理清楚,延展稳定,向东南部增厚,夹少量灰黑—灰色薄层砂岩,局部见小透镜状密集浸染和块状的辉铜矿矿化。

K2下部为黑色页岩,轻微观变质的泥岩和少量石灰色及浅红色、黄色砂岩,灰白色石灰岩、硅质石灰岩、粉砂粘土页岩夹少量泥灰岩、灰绿色薄层页岩等。其顶部为一层延长不太稳定的不纯石膏层。

1.2 区域构造

矿区地层总体上为走向北西西(近东西)展布的大型单斜构造。向北东倾斜,倾角30°~80°,岩层产状变化较大,常见地层倒转现象。区内不同级次的小型褶皱、断层构造发育,对矿化层及矿体的空间定位(后期改造)作用明显。

一级构造中的大型单斜构造,总体走向为北西西,向北缓倾斜,主体倾角30°±,地表局部地段倾角陡。该单斜构造内部褶皱、断裂发育,地层产状的突变性较明显,倾向、倾角变化较大、地层倒转等常见。

二级构造中,包括两组不同方向的构造,一组为北北西向,另一组为北西西向。北北西向构造由一系列断裂(F2、F3)和相应的褶皱轴组成,它们主要分布于F2断裂以西。在北北西向构造中,以特格里曼苏断层(F2)最引人注目。该断层地表已控制长近5公里,推测长大于10公里,属平移逆断层,与F3断层性质类同。在F2、F3断层之间发育有北北西(近南北)向褶皱轴,以库尔孜力沟褶皱为代表,其它一些小褶皱普遍发育,造成局部产状多变,倾向北东、北、北西等,倾角40°~65°。北西西向构造,主要分布于特格里曼苏断层以东地区,以北西西向宽缓向斜为主,局部地段出现倒转褶皱。其褶皱轴延展较好,长的可达6公里。

二级构造对矿体或矿化带来说都是破碎性构造,使矿区东、西两区矿化带间断。东、西两区的矿化规律也相差较大。

三级构造,由若干方向的小断层或节理、局部小褶曲等组成。其对矿体、矿化带的改造破坏作用更小,只造成很小的断距,沿其裂隙面可见硅化、碳酸盐化、孔雀石化。

2 矿床地质

(1)矿体形态、产状。特格里曼苏铜矿区,长约5公里,宽约1公里,面积约5公里。按含矿地层及矿体空间分布特征,由南至北分四个含矿层,由东至西分三个矿段。四个含矿层即前述的下部含矿层(M1)、中部含矿层(M2)、上部含矿层(M3)、顶部含矿层(M4),其中以上部含矿层最为重要,中部含矿层次之。三个矿段,即西矿段、中矿段和东矿段。

下部含矿层,位于西矿段,产出于库山河群上组二段灰白色砂岩中,矿层与围岩整合产出。含矿层长数百米,但具工业价值之矿层(体)长小于200米。矿体呈短小的似层状产出,品位较富。局部地段矿体厚度变化较大,平均厚为5.47米,最厚6.89米,含铜平均品位1.35%,最高2.30%。中部含矿层,位于中矿段,产于灰—深灰色细砂岩及灰白色石英岩中。含矿层断续长1公里,具工业价值的矿层(体)多为透镜状及狭长的似层状,矿体厚度变化很大。矿体形状为似层状、长透镜状。见有多层矿体,矿体长50米~200米,平均厚约2.01米,最大厚度10.54米,含铜平均品位0.6%,最高4.94%。顶部含矿层,位于东矿段,产于库山河上组六段之红色岩层的薄层状灰白色石英岩及砂岩中,矿体与围岩整合接触,呈似层状产出。

(2)矿石特征。该矿区矿石矿物成分较简单。围岩矿物成分以石英为主,其次有钾长石、酸性斜长石、硅质岩碎屑等,常见有白云母、绢云母、黑云母、胶结物主要为硅质,少量泥质、钙质,胶结类型有接触式、充填式。矿石矿物组成,硫化物主要为黄铜矿,次为辉铜矿、黝铜矿、斑铜矿、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿稀少。氧化物稀少,有赤铜矿、磁铁矿、自然铜可见。

矿区矿石结构较简单。黄铜矿作为最主要的矿石矿物呈单颗粒散布在砂岩胶结物或充填于裂隙、解理面及层面上,导致矿化主要呈网脉状、细脉状和浸染状。矿石主要有包含结构,共边结构和固溶体分解结构。其中固溶体分解结构由黄铜矿和铜兰组成,铜兰为斑铜矿的次生矿物,仍保留原有晶体形态特征。

标准的硫化物矿石见于上部含矿层,以黄铜矿为主,少量铜兰、孔雀石。矿区内地表横向矿化分带较清楚,由南向北分三个带。其中南带发育于下部含矿层内,分布于西矿段,矿石矿物以辉铜矿(黝铜矿)组合为特征,黝铜矿可能为后生成因。北带发育于上、顶部含矿层内,分布于东矿段,矿石矿物以方铅矿—闪锌矿为特色,矿化以铜为主,铅、锌矿化规模甚小。

该砂岩型铜矿床的围岩蚀变不强,即红层中的浅绿色、白色、灰白色渐变地段。无论是氧化(红色)与还原(灰白色等)的渐变,还是还原层与矿体的渐变共生,都清晰易辨,其同生层控制征明显。

3 矿床成因

特格里曼苏铜矿床,产于北昆仑晚古生代裂谷坳陷带内滨—浅海相红层建造中。含矿地层剖面中,见百余米厚的石膏层,反应出高蒸发率的沉积环境。

该矿床矿物组合:(辉铜矿)+黄铜矿+(黝铜矿)+斑铜矿+(自然银)。矿床具有分带性,由南至北为:(辉铜矿)—黄铜矿带—方铅矿+闪锌矿。

从以上该矿床产出地质环境、矿床特征来看,该铜矿床属典型的同生层控砂岩型铜矿床。我们认为该矿床以沉积成因为主,叠加有轻微热液改造富集。

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