卡拉盖雷铜金钴矿隐爆角砾岩地质特征及控矿与矿作用

张 荣

(天津华勘矿业投资有限公司)

卡拉盖雷铜金钴矿隐爆角砾岩地质特征及控矿与矿作用

张 荣

(天津华勘矿业投资有限公司)

西南天山岩浆活动频繁，具有多期次岩浆活动特征。新疆昭苏县卡拉盖雷铜金钴矿区环状断裂与菱形断裂发育，区内发育的隐爆角砾岩筒为火山活动的产物，具有良好的成矿机制和控矿作用。结合相关地质工作成果，分析了区域成矿地质背景及矿床地质特征，并对该矿区隐爆角砾岩筒的岩石特征、地球化学特征进行了讨论，在此基础上对隐爆角砾岩的控矿与成矿作用进行了讨论，认为隐爆角砾岩体为成矿提供了有利的成矿空间和物质来源。上述分析为在该区寻求找矿突破提供了新的线索。

铜金钴矿 隐爆角砾岩 岩石特征 地球化学特征 成矿空间 找矿突破

昭苏县卡拉盖雷铜金钴矿位于新疆西天山伊犁微板块之伊犁裂谷带南缘[1]，那拉提构造带境内西段。区内出露的地层由新至老依次为新生代第四系，下石炭统阿克沙克组的中—酸性凝灰岩、凝灰质砂岩夹钙质砂岩、粉砂岩、碳质泥岩、褐煤及灰色生物碎屑灰岩、钙质砂岩、粉砂岩夹酸性凝灰岩等，下石炭统大哈拉军山组的中—酸性凝灰岩、安山玢岩、流纹斑岩夹凝灰质砂岩、灰岩等，上志留统巴音布鲁克组的浅变质绿片岩系及中元古代那拉提群的花岗质混合片麻岩、斜长角闪岩、含石墨石榴子石石英微晶片岩、阳起石片岩、白云石英黑云斜长微晶片岩及花岗闪长质糜棱岩等。区域内岩浆岩分布广泛，且为多期次侵入，有元古代片麻状花岗岩和元古代超镁铁岩，华力西期钾长花岗岩、二长花岗岩、霏细斑岩等[2-5]。区域构造以NE、近EW向为主，构成了区域的主体构造格架，NW向构造次之。为进一步指导区内找矿工作，本研究结合相关地质工作成果，对区内隐爆角砾岩地质特征及其控矿、成矿作用进行探讨。

1 矿床地质特征

经槽探、坑探、钻探等探矿工程控制，矿区共圈定了9条工业矿体，由南至北编号依次为Ⅴ-1#、Ⅴ-2#、Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅵ#、Ⅲ#、Ⅶ#、Ⅶ-1#、Ⅳ#，3条表外矿体，编号依次为⑧、⑨、⑩。矿体呈筒柱状、脉状、透镜状近平行分布，受NWW向片理化带控制矿体NWW向展布，集中分布于2#～3#勘探线间，分布范围东西长约240 m，南北宽约250 m(图1)，垂向控制深度约530 m(图2)。矿区矿石主要赋存于隐爆角砾岩、石英电气石脉及片理化蚀变凝灰岩中，对应的矿化类型为隐爆角砾岩型、石英电气石脉型，呈筒柱状、透镜状、脉状分布。矿石矿物主要为黄铜矿、辉铜矿、钴毒砂、辉钴矿及斑铜矿，同时含有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、毒砂、褐铁矿等金属矿物；脉石矿物主要有石英、电气石、方解石、绿泥石以及绢云母等，呈他形不等粒结构、半自形—他形粒状变晶结构、镶嵌结构、碎裂结构，稠密浸染状、网脉—稠密浸染状、小型团块状、角砾状构造。

2 隐爆角砾岩地质特征

隐爆角砾岩呈扁柱状隐伏发育于矿区中部，经钻孔、坑道等探矿工程揭露，其平面形态呈椭圆形(图1)，长轴近EW向展布，长轴长200 m，短轴长80 m，向深部延伸较大，目前工程已控制约500 m，角砾岩筒陡倾斜，S倾，倾角80°(图2)。

2.1 岩石地质特征

隐爆角砾岩呈浅灰色—灰色，颜色深浅与胶结物的含量成正比，角砾状构造，角砾主要为霏细岩、霏细斑岩，角砾呈棱角—次棱角—磨圆状，角砾直径0.5～10 cm，局部可达100 cm，向深部角砾粒径逐渐减小，角砾含量20%～40%，局部可达70%；胶结物成分以石英、电气石、黄铜矿、黄铁矿为主，微—细粒结构，胶结物含量与矿化强度密切相关(图3)。

图1 卡拉盖雷矿区2 480 m中段示意

图2 卡拉盖雷矿区-1#线剖面

2.2 岩石地球化学特征

矿区各类岩石原生晕测量结果(表1、表2)表明，矿区Cu、Co、Au等含量均值均高于1∶50 000矿调区域背景值，对应的相对富集系数分别为2.58、1.49、2.57，表明上述各元素在矿区内已具富集趋势，在特定部位具有富集成矿的可能。其中，Cu在玄武质凝灰岩、花岗闪长岩和隐爆角砾岩中含量较高，但在前两者岩性中富集系数不大，隐爆角砾岩中富集矿化趋势明显；Co在辉绿岩、玄武质凝灰岩和隐爆角砾岩中含量较高，但变异系数隐爆角砾岩较大，其余岩性均较小，说明Co仅在隐爆角砾岩中具有富集矿化趋势；Au在安山岩、火山角砾岩、硅质岩、花岗闪长岩、流纹斑岩和隐爆角砾岩中均具有富集矿化趋势。

图3 隐爆角砾岩

3 隐爆角砾岩控矿与成矿作用

3.1 控矿作用

作为一种特殊的次火山岩相，隐爆角砾岩形成于近地表，为温度和压力骤降、岩浆剧烈爆炸破碎围岩形成的产物，该特殊的成岩条件，使得隐爆角砾岩内部及周围的岩石中孔隙、裂隙非常发育, 成岩期后的富含成矿物质热液沿火山通道上移，并在岩浆引爆形成的空间内富集成矿。矿体的强度、规模、形态明显受控于隐爆角砾岩体的形态规模及引爆程度。矿区主矿体(V-1#、V-2#矿体)发育于隐爆角砾岩体内，矿体形态完全受隐爆角砾岩筒控制，呈筒柱状，矿化强度与胶结物含量成正比。可见，矿区隐爆角砾岩筒为成矿创造了有利的成矿空间并控制了矿体形态及矿化强度。

3.2 成矿作用

矿区岩石地质特征表明，成矿元素的载体(黄铜矿)为隐爆角砾岩胶结物的重要组分，岩石地球化学特征表明隐爆角砾岩中矿化富集明显。卡拉盖雷矿床的硫源主要来自深部地壳或上地幔[6]，表明矿区成矿与岩浆作用密切相关。通过流体包裹体显微测温和元素分配地质温压计分析算得，黄铜矿、黄铁矿的共生温度在蚀变火山岩中为623.3 ℃，在角砾状铜矿石中为308.6 ℃，在玄武质凝灰岩中平均为298.0 ℃,表明成矿作用主要发生于中—晚期的中—低温阶段[6-7]。可见，隐爆角砾岩为成矿提供了重要物质来源。矿区早期大哈拉军山组火山岩喷发沉积后，有华力西期霏细斑岩侵入，随后岩浆进入岩浆分异阶段，岩浆分异作用形成的气体和挥发组分使岩浆内压增大，富含B、Si及金属矿物的岩浆由深部上移至近地表，由于外部温压条件的改变，隐爆形成了与电气石化、硅化关系密切的隐爆角砾岩型矿床。

表1 卡拉盖雷矿区各岩性原生晕测量结果

注：Au含量单位为(×10-9)。

表2 卡拉盖雷矿区各岩性含量参数

注：Au含量单位为(×10-9)。

4 结 语

结合相关地质工作成果，对新疆昭苏县卡拉盖雷铜金钴矿区发育的隐爆角砾岩地质特征及控矿与成矿作用进行了详细分析，对于区内进一步开展找矿勘探工作有一定的参考价值。

[1] 车自成，刘 良，刘洪福.论伊犁古裂谷[J].岩石学报，1996，12(3)：478-489.

[2] 张 荣，玛尔丹，刘志勇，等.新疆昭苏县卡拉盖雷金铜矿详查报告[R].天津：天津华勘矿业投资有限公司，2013.

[3] 郭鹏志，沈丽霞，葛文胜，等.新疆卡拉盖雷铜钴矿区岩石地球化学特征[J].地质找矿论丛，2012(3)：291-299.

[4] 隗合明，吴文奎，薛春纪.新疆西天山金属矿床、成矿系列及形成演化规律[J].地质学报，1999(3)：219-230.

[5] 唐兰兰，张晓帆，王 成，等.新疆那拉提成矿带铜金矿找矿前景分析[J].金属矿山，2006(2)：53-57.

[6] 尹意求 ，陈维民 ，莫江平 ，等.新疆尼勒克县群吉萨依铜矿的含矿隐爆角砾岩筒之发现及其地质找矿意义[J].矿产与地质，2005(3)：246-251.

[7] 李小飞，葛云胜，薛运清，等.新疆昭苏卡拉盖雷铜金矿床地质地球化学特征及成因探讨[J].现代地质，2013(4)：859-868.

2016-08-30)

张 荣(1986—)，男，工程师，300170 天津市河东区广瑞西路67号。