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新疆乌恰县托云盆地砂岩型铜铅锌矿成矿地质背景及成矿规律探讨

2021-07-01苟宏亮

中国金属通报 2021年6期
关键词:白垩铅锌矿铜矿

石 洞,苟宏亮

(新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第一地质大队,新疆 吐鲁番 838204)

1 区域地质特征

1.1 地层

调查区地层区划属塔里木-南疆地层大区-南天山地层分区-迈丹他乌地层小区。地层由老到新出露有:上泥盆统阔克加尔组(D3k)、下侏罗统莎里塔什组(J3sh)、中侏罗统杨叶组(J2y)、下白垩统克孜勒苏群(K1KZ)、上白垩统英吉莎群(K2Y)、中新统帕卡布拉克组(N1p)、上新统阿图什组(N2a)、下更新统西域组(Qp1x)、全新统冲积物(Qhal)、全新统洪积物(Qhpl)[1]。

1.2 岩浆岩

调查区侵入岩不发育,主要出露于调查区西南角,岩性主要为辉长岩。呈近东西向展布,呈岩墙或岩株产出,总面积10km2左右,单个岩体最大面积5km2左右,最小面积1km2左右。侵入于下白垩统克孜勒苏群第二岩性组及中侏罗统杨叶组第二岩性段,岩体与围岩接触带发育热接触变质作用或接触交代变质作用,形成宽约1m~3m的热接触变质带。

调查区火山岩主要集中分布于调查区中部及西南部上白垩统英吉沙群中,为陆相溢流—沉积。岩石类型为中—基性岩,以玄武岩为主,局部见安山岩及玄武安山岩,常夹正常沉积的泥岩、砂岩及砾岩等,块状构造、杏仁状构造及角砾状构造,微晶结构、斑状结构为主[2-4]。

1.3 构造

调查区地处塔里木-华北板块(Ⅲ)塔里木微板块(Ⅲ1),纵跨东阿赖-哈尔克古生代复合沟弧带(Ⅲ11)及阔克沙勒晚古生代陆缘盆地(Ⅲ13)二个Ⅲ级构造单元,阔克沙勒晚古生代陆缘盆地(Ⅲ13)又细分为托云中新生代坳陷盆地(Ⅲ13-1)和琼阿拉别依套晚古生代上叠盆地(Ⅲ13-2)二个Ⅳ级构造单元。

调查区褶皱构造位于西南部,本次调查共发现2条背斜和2条向斜。断裂主要分布于调查区中部及南部,共13条断裂,区内断裂构造具有以下特点:区内以逆断层、平移断层较发育,部分断层受覆盖等影响,断层性质不明;主要分为北东—南西向和北西—南东向两组。

2 区域地球物理、化学特征

2.1 区域地球物理特征

区域布格重力场显示出环带结构,以塔里木盆地为主的内带,表现出布格重力场高值区,其值为-250~-100×10-5m/s2;环绕高值区的外部,布格重力场呈现出中带的特征,其值为-310~-250×10-5m/s2;环绕中带的外部,布格重力场呈现出外带的特征,其值为-550~-310×10-5m/s2,调查区位于中带。布格重力场的变化规律说明,塔里木盆地基底高密度体向上拱起或岩性及地层分区以高密度体为主,外带以沉降为主或分布低密度地层,中带位于两者之间。

2.2 区域地球化学特征

2.2.1 元素含量特征

调查区元素富集程度普遍不高,相对富集系数大于1的元素依次为 :CaO、Au、Hg、Ba、Cr、Li、Nb、La、Fe2O3、Zn、Sr、Al2O3;相对富集系数小于0.8的元素依次为:Y、Pb、Na2O,其它元素在0.8-1之间。即相比之下,调查区处于高钙、高铝的地球化学环境中,富集Au、Hg、Cr、Li、Nb、La、Zn、As、Sb、Ba、Sr。

表1 调查区元素背景特征参数统计表

2.2.2 调查区1∶20万综合异常特征

调查区内共圈定6个综合异常,其中乙类异常1个,为Hs-17(乙);丙类异常1个,为Hs-16(丙);丁类异常4个。

HS-17(乙)综合异常:异常位于调查区盖克里克到克州牧场三连一带,异常区面积较大,多数元素的异常面积在300 km2以上,元素组合多,套合较好,主要以铁族元素为主,其中Cr元素异常面积240km2、形状不规则、最大值234×10-6、平均值135×10-6、衬值2.26;Ni元素异常面积212km2、形状不规则、最大值97.60×10-6、平均值65.2×10-6、衬值2.35;Ti元素异常面积256km2、形状不规则、最大值12900×10-6、平均值8646×10-6、衬值2.39;Nb元素异常面积232km2、形状不规则、最大值68.2×10-6、平均值43.20×10-6、衬值3.20;Cu元素异常面积96km2、形状不规则、最大值62.3×10-6、平均值45.40×10-6、衬值1.68;除铜元素具有二级浓集分带,Cr、Ni、Ti、Nb均具有较明显的三级浓集分带。

上述元素异常浓集中心主要分布于上白垩统英吉沙群(K2Y)、下白垩统克孜勒苏群(K1KZ)中,区域上白垩统英吉沙群(K2Y)中已发现有乌拉根铅锌矿、下白垩统克孜勒苏群(K1KZ)中发现有阿丘布拉克铜矿,因此该综合异常是调查区寻找岩浆融离型铬镍矿、层控铅锌及铜多金属矿的重要层位[5]。

3 区域矿产特征

区域矿产分布特征:区域上同成矿带上近20年来先后发现众多矿床和矿点,其中砂岩型铜、铅锌、铀矿是本区最具特色的成矿类型,如乌拉根铅锌矿、巴什布拉克铀矿、萨热克铜银矿、滴水铜矿等。其中尤以砂岩型铜矿点分布广泛。

3.1 西南天山主要砂岩铜矿化带特征

库车山前盆地铜矿带:西起温宿,东至轮台,东西长约500km,宽约20km,共有矿床、矿点和矿化点40余处,含矿地层为中新统,容矿围岩主要为灰色和灰绿色砂岩和砂砾岩。铜矿体在矿层中呈层状、似层状和长透镜状,与围岩产状基本一致,局部膨大和缩小现象极为明显。矿体长几百米至几千米,厚0.5m~20m,地表孔雀石化、褐铁矿化、铜蓝化现象极为普遍,含铜品位一般为0.3%~2.5%,伴生金属元素有Au、Ag等,较著名的矿床和矿点有拜城县滴水铜矿、库车县乔克玛克铜矿和库兰康铜矿、轮台县切克铜矿等。

西克尔-山岔口铜矿带:西起阿图什市大山口,东至巴楚县三岔口,长约80km,宽约5km~10km,位于柯坪塔格背斜南北两翼,共有铜矿床和矿点8处,含矿地层为中新统乌恰群,容矿围岩主要为紫红色和灰绿色砂砾岩,含矿层长1km~10km,厚几十米,矿体在矿层中呈层状、似层状和长透镜状,矿体长几十米至300m,厚0.5m~15m,铜品位一般为0.5%~3.6%。伴生有益元素有Au、Ag等。矿床和矿点有伽师铜矿(中型)、大山口铜矿,近年又发现了西克镇北铜矿点以及巴楚莫洛克斯铜矿点等。

托云断坳盆地铜矿带:位于乌恰县城以北,托云断坳陷中-新生代沉积盆地边部。含矿地层为下白垩统克孜勒苏群,容矿围岩主要为绿色砂砾岩,目前发现了沙里拜铜矿及少量铜矿化点。

3.2 西南天山砂岩型铜矿床成矿特征

(1)矿化与中-新生代板内发展阶段陆相磨拉石建造有关。含矿地层岩石主要为红色砂岩、砂砾岩、细砂岩、泥岩等,夹有灰绿色粉砂岩、泥岩。岩石颜色以干旱、半干旱氧化、蒸发气候环境下形成的暖色岩石为主,局部夹潮湿、还原条件形成的深色或冷色岩石,后者赋存矿体或矿化体。

(2)容矿岩系为内陆河湖相碎屑沉积。铜矿化产于特定层位,通常为代表氧化环境的杂色层与代表还原环境的浅色层交界处的浅灰绿色层一侧。含矿层下部常以铜为主,上部常出现石膏-岩盐沉积层。

4 典型矿床特征-乌拉根铅锌矿

乌拉根铅锌矿的矿体分别产于上白垩统和下第三系古新统中。上白垩统为灰白色砂岩和粘土岩互层,夹砾岩。古新统自下而上为:天青石白云岩→角砾状白云岩→硬石膏→粘土岩。产于古新统角砾状白云岩和天青石白云岩中的矿体构成了角砾岩矿带;产于上白垩统砂岩和砂砾岩中的矿体构成了砂岩矿带。

矿体位于向斜两翼。角砾岩矿带由8个矿体组成,矿体呈透镜状和似层状,产状与围岩一致,一般长120m~250m,一般厚1m~3m,单个矿体最大延深220m。含矿角砾岩带上宽下窄,大致在300m深处尖灭。砂岩矿带有22个矿体,其中向斜北翼有18个,南翼有4个,矿体呈似层状,产状与围岩一致,一般长100m~200m,一般厚1m~3m。矿石类型为角砾岩矿带中以细脉型矿石。金属矿物为方铅矿、闪锌矿和黄铁矿,次生矿物有褐铁矿、白铅矿、铅矾和菱锌矿等。非金属矿物有白云石、石英、天青石、方解石、绢云母、石膏等。粗粒-细粒的自形、半自形-他形结构。浸染状、细脉状构造为主,还见有角砾状和条带状构造[6-8]。

矿床分布在古陆边缘,长期风化的古陆为铅锌成矿提供了丰富的矿源。晚白垩世-第三纪古新世,在中-新生代坳陷盆地边缘热卤水环境中沉积形成铅锌矿层。后期比较强烈的构造挤压而形成的断裂,为热液活动创造了条件。热液循环萃取地层中的成矿物质,对已有角砾状和砂岩铅锌矿层进行叠加、改造成矿。研究表明,该矿床可与云南金顶铅锌矿床类比,属热卤水沉积成因。

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