新疆富蕴县苏普特H60异常区铜锌矿地质地球化学特征及找矿标志

杰肯·卡里木汗 樊俊利

（新疆有色地勘局706队 阿勒泰 836500）

1 前言

新疆阿尔泰南缘晚古生代岩浆活动强烈，由西向东斜列产出有阿舍勒、冲乎尔、克兰和麦兹等四个火山沉积盆地（图1），构成了南阿尔泰铁、铅、锌、铜、金、稀有金属成矿带，产出有阿舍勒大型铜锌矿（叶庆同等，1998；王登红，1996）、铁米尔特中型铅锌矿等（耿新霞等，2010）和可可塔勒大型铅锌矿（王京彬，1998）。其中阿尔泰南缘东南部的麦兹盆地矿化最集中、规模最大，有可可塔勒超大型铅锌矿床、蒙库大型铁矿床、阿克哈仁铅锌矿和大桥铅锌矿等矿床（点）（秦克章等，1998；郭正林等，2007）。前人陆续对阿尔泰成矿带内的矿床地质、成矿规律与技术经济（陈毓川等，2003），主要矿床类型（滕家欣等，2006），成矿规律与成矿预测（沈远超等2004），区域成矿模式（芮行键等，1993）进行了研究。这些工作有效指导了苏普特一带的铜、铅锌矿勘查，本文在详细刻画地质矿化特征的基础上，结合土壤化探异常，总结了该区H60 异常区铜锌矿床的找矿标志，以期为后续勘查提供参考。

图1 新疆阿尔泰山南缘火山沉积盆地分布（a）及苏普特区域地质简图（b）

2 区域地质背景

苏普特H60异常区铜锌矿大地构造上处于西伯利亚古板块阿尔泰陆缘活动带克兰晚古生代火山弧与额尔齐斯晚古生代弧后盆地两个构造单元衔接部位，矿区位于阿尔泰多金属成矿带的东段，是克兰-麦兹多金属成矿带的一部分。

区域内出露地层有中上志留统库鲁姆提群（S2-3kl）、下泥盆统康布铁堡组（D1k）、中泥盆统阿勒泰镇组（D2a）、上石炭统喀喇额尔齐斯组（C3k）。

区域内总体构造线北西—南东向，Ⅲ级构造单元分界断裂--克孜加尔大断裂从区域南侧（苏普特背斜南侧）通过，阿巴宫-库尔提区域性断裂从区域内北侧通过，矿区位于两大断裂夹持的三角区内，其主构造线北西--南东向，以苏普特背斜为主体格架，在其翼部广泛发育断裂构造。

苏普特背斜：北西--南东向，长约50千米，宽约20千米，背斜核部为中上志留统库鲁姆提群混合岩，自核部向两翼依次为志留系-泥盆系下统康布铁堡组-泥盆系中统阿勒泰镇组，两翼地层相背倾斜，南西翼地层倾向南西，倾角65～85°，北东翼地层倾向北东，倾角较缓为40～70°，背斜轴线走向北西-南东，轴面近于直立。

本区断裂构造按其性质、规模和产状可分四组，以北西向和北北西向压扭性断裂为主，次为北东向和近东西向断裂。

区域内有早泥盆世和中泥盆世两个火山活动旋回。其中早泥盆世旋回火山活动强烈，为基性-酸性火山岩、火山碎屑岩，具双峰式特征；中泥盆世旋回火山活动较弱，以基性火山岩、火山碎屑岩为主。侵入岩以小规模的岩株、岩墙、岩脉为主，从基性至酸性均有分布。

变质作用:本区变质作用主要为区域变质作用、动力变质作用。

区域变质作用自苏普特背斜核部向两翼变质程度逐渐降低。

苏普特背斜核部为混合岩化，混合岩出露于库尔提溪中段及哈拉额尔齐斯河的中游，呈浅肉红色，以均质混合岩、眼球状混合岩、渗透混合岩为主，表现为厚层、巨厚层及块状，具有花岗质岩石的外貌，抗风化能力较高，故构成克孜勒别特山和也克克泽勒山的主体，其主要成份为更长石、微斜长石、石英及黑云母等，具有粒状鳞片花岗变晶结构，交代结构，条纹、条痕及眼球状、片麻状构造。它们原岩成份由于发生强烈交代混合岩化作用已很难恢复。

苏普特背斜两翼自内而外依次为角闪岩相（铁铝榴石-角闪岩相、低压角闪岩相）、绿片岩相，前者主要分布于下泥盆统康布铁堡组地层中，形成的主要区域变质岩有黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、黑云石英片岩、石英黑云片岩、浅粒岩、变粒岩、大理岩；后者主要分布于中泥盆统阿尔泰镇组地层中，形成的主要区域变质岩有：绢云母石英片岩、绿泥石英片岩、变石英砂岩、变硅质粉砂岩等。

动力变质作用沿区域内断裂带分布，主要为糜棱岩化、片理化和碎裂岩化。

区域地球化学特征：H59、H60、H63、H64、H65等1:5 万水系沉积物测量综合异常呈环带状围绕苏普特背斜分布，组成了苏普特背斜异常带，异常带呈北西走向，与本区主要地层和构造方向一致，受层位控制明显，各个异常的元素组合不尽相同，但基本组合为Cu-Pb-Zn-Ag-As-Mn-Cd。

3 矿区地质特征

3.1 地层

矿区出露地层主要为下泥盆统康布铁堡组上亚组（D1k2），主要为一套浅—中等变质的浅海相中-酸性火山岩—火山沉积碎屑岩—碳酸盐岩建造。岩性有浅粒岩、磁铁浅粒岩、斜长角闪片岩、绢云母石英片岩、变硅质粉砂岩及变钙质砂岩等，局部夹斜长角闪岩脉等。

3.2 构造

矿区位于苏普特背斜北东翼中部，总体构造线为北西--南东向，以苏普特背斜为主体格架，广泛发育断裂构造。

在矿区主构造线方向为北西-南东向，主要由区域性断裂的次级断裂组成，表现为韧性剪切带（破碎蚀变带）、片劈理化带和由斜长角闪岩脉、石英脉及其它中酸性小岩脉充填的小断裂。横断层均为规模较小的北东东向的断裂，形成较晚，在地貌上常构成近似于东西向的次级沟谷，且往往使两侧地层位移，沿断裂带往往分布有裂隙泉眼。此外，可见有晚形成的石英脉顺断裂带侵入。

区内构造具有多期活动特点，前期构造一般被后期构造追踪，各类蚀变相互叠加，对金铜铅锌多金属的改造和富集具有重要的意义。

3.3 侵入岩

矿区内脉岩比较发育，主要为基性脉岩-斜长角闪岩脉，多呈透镜状、似层状沿地层层理及构造裂隙贯入，定向组构发育，与围岩呈构造整合接触，局部接触带附近具挤压破碎现象。一般规模较小，宽0.5～10 米，延长数米至上百米，局部规模较大，宽数十米至上百米，延长数百米。其岩石学特征如下：

斜长角闪岩脉：岩石呈灰黑色，粒柱状变晶结构，块状构造、定向构造。主要由斜长石（30～43%）、石英（1～5%）、普通角闪石（50～67%）等组成。斜长石：呈它形粒状，普通拉长定向排列，大小0.2～0.7 毫米，聚片双晶发育；石英：它形粒状，大小0.1～0.7 毫米，稍具波状消光，分布不均匀；普通角闪石：呈柱粒状变晶，大小0.2～1.5 毫米，具黄褐色至浅黄色多色性，稍具波状消光，均呈定向平行排列；副矿物主要为磁铁矿、磷灰石、榍石、绿帘石、绿泥石等。岩石普遍具绿帘石化、绿泥石化等蚀变，局部发育褐铁矿化、碳酸盐化及孔雀石化蚀变。

其次在工作区内石英脉普遍发育，但规模大小不一，宽几十厘米至几米，长几十厘米至几十米不等，一般呈脉状、透镜状、团块状、网脉状沿地层片理及构造裂隙贯入。

石英脉一般白色或灰白色，性脆而硬，大多较纯净，少量具铁染现象，部分含有绿帘石、黄铁矿、方解石及孔雀石等矿物。

3.4 变质作用

矿区变质作用主要为区域变质作用、动力变质作用、火山汽热液变质作用。

区内的区域变质作用为中低压变质作用，变质程度较浅，属绿片岩相，出现绿泥石等特征矿物，表现为斜长角闪片岩多已绿泥石化，岩石颜色多呈灰绿色，多残留有原岩的结构和构造。变粉砂岩类主要有变钙质砂岩、变硅质粉砂岩等，残余砂状结构，主要是砂岩中的泥质杂基或胶结物形成白云母或黑云母，并定向排列。

区内断裂构造十分发育，动力变质作用较强，在区域性断裂带上，发育有韧性剪切带（破碎蚀变带）、糜棱岩化带、片理化带，岩石出现强烈片理化，其中火山碎屑岩中的晶屑被定向压扁拉长，呈扁豆状并出现裂纹，胶结物围绕碎屑产生塑形流动。

区内火山汽热液变质作用主要表现在地层中形成有透镜状、似层状气热交代变质似矽卡岩等。火山汽热液变质矽卡岩受钙质沉积岩、火山汽液活动及原始沉积期沉积岩的构造等多重影响，多呈透镜状、似层状，内中有磁铁矿条带、又有石英条带。矽卡岩的形成，可以认为是含泥质较高的化学沉积被火山汽热液沿层面交代而形成。

4 地球化学特征

矿区1：20000土壤地球化学异常特征如下：

4.1 土壤中微量元素丰度及分布特征

矿区主要元素的丰度见表1。

表1 矿区土壤中主要元素丰度值特征表

由上表可知，矿区土壤中Pb、Zn、Cd、As 等元素丰度值相对于地壳中元素丰度（黎彤1965 年）的浓集系数大于1.67，为区内高背景，Co、Mn 等元素丰度值与地壳中丰度值大致相当，浓集系数介于1.14-1.20 之间，Cu、Ag 略低于地壳丰度，Au 远远小于地壳丰度。

土壤中Pb、Zn、Cd、Ag变化系数均大于84.6%，说明区内铅锌银等主成矿元素经受后期的改造活化迁移强烈，在局部形成了相对富集，其中锌形成了大于1000×10-6的峰值，有利于成矿。

本区土壤中微量元素按相关系数0.5，可分为Cu-Ni、Zn-Cd-Mn-Cu、Pb-Ag、Au 等数个相关系列，Co-Ni为区内最相关的，Zn-Cd相关系数0.75，As、Au与大多数元素为负相关或相关性弱，区内土壤中微量元素的相关谱系说明区内存在与基性火山岩及侵入岩有关的钴镍系列、与火山碎屑及陆源碎屑沉积建造及变质改造作用有关的铜锌系列等。主要微量元素的相关系数和相关谱系图分别见表2和图2。

图2 矿区土壤中微量元素相关谱系图

表2 矿区土壤地球化学测量相关系数表

4.2 土壤地球化学异常及主要成矿元素异常

矿区土壤地球化学测量共圈出各类单元素异常82个，各元素异常个数及总面积见表3。

锌异常所占面积最大（1.3370Km2），占测区面积的14.86%，其次为钴、镍、铅，其分布面积占测区总面积的8%上下。各单元素异常中锌异常规模大，为面状异常；砷、钴、锰元素异常规模较大--大，为条带状异常，个别为面状异常，其它元素异常相对规模为中等-小，多为长条状、豆状异常。

表3 苏普特地区H-60号异常土壤地球化学测量单元素异常统计表

4.3 土壤地球化学综合异常特征

依据异常强度、规模、元素组合、地质成矿条件等将矿区异常分为三类。其中，Ⅰ类异常为异常强度高，衬度大，元素组合好，与具有一定规模的已知矿体有关，或经检查与地表己够品位的矿体有关，或者推断与一定规模的矿体有关；Ⅱ类、Ⅲ类异常则为远景不明或暂时无直接找矿价值，但对了解成矿规律，间接找矿和深部找矿具有意义的异常。

区内共划分综合异常11 个，其中，Ⅰ类异常3个，Ⅱ类3个、Ⅲ类异常5个，现将区内Ⅰ类异常特征简述如下:

H60-2：异常元素组合Cu-Zn-Cd-Mn，异常中Zn元素异常规模较大（呈长条状）、峰值较高（Zn:1000×10-6）、衬度大、具一个浓集中心。铜异常规模中等，其它元素异常规模小，浓度分带明显，元素套合性好，异常区出露泥盆系下统康布铁堡组地层，异常源为斜长角闪岩脉和变钙质砂岩，与H60 铜锌矿体为同一层位，为该矿体的西延，异常区构造不发育，异常分类属Ⅰ类多金属综合异常。

H60-4：异常元素组合Cu-Zn-Ag-Au-Cd-Mn-Co-Ni，综合异常中锌、铜、锰元素异常规模较大（呈长条状和面状）、峰值高、均值和衬度值大。异常长0.8 千米，宽300 米，元素Mn、Zn、Ag、Cu 的峰值分别为10000×10-6，＞1000×10-6，160×10-9，282×10-6，均值分别为5492.8×10-6、673.9×10-6、147×10-9、201×10-6。Zn、Mn、Cu、Cd 等元素异常浓集中心范围大、浓集中心明显，元素异常峰值高，梯度明显，元素套合性好，异常强度大，规模中等。出露岩性主要为泥盆系康布铁堡组浅褐色、浅黄色褪色化变钙质砂岩和斜长角闪岩脉。异常中分布有H60 铜锌矿体，赋矿岩性为斜长角闪岩脉，异常为该铜锌矿体引起的矿致异常，为H60异常中最具找矿前景的Ⅰ类综合异常。

H60-6：异常元素组合Cu-Zn-Pb-Ag-Au-Cd-As-Mn，综合异常中锌、银元素异常规模较大（呈长条状和面状）、峰值高、均值和衬度值大，该异常长1.4千米，宽300米，元素Pb、Zn、Ag、Cu的峰值分别为100×10-6，1000×10-6，500×10-9，182×10-6，均值分别为72.7×10-6、434.2×10-6、195.5×10-9、131×10-6，浓集中心明显，水平分带明显，锌银组成综合异常的内带，铜分布于综合异常外带。异常规模大，强度高，元素组合好，具多个浓集中心，异常出露泥盆系下统康布铁堡组地层，异常中糜棱岩化黄铁绢英岩构造蚀变带发育，异常为黄铁绢英岩和斜长角闪岩脉所引起。在该异常施工的探槽中见有锌品位为1.01%的矿化显示，异常分类属Ⅰ类综合异常。

5 矿体地质

5.1 矿（化）体特征

苏普特H60铜锌矿主要赋存于地层内发育的斜长角闪岩脉中，斜长角闪岩脉呈似层状、脉状、透镜状、不规则状顺层断续分布，形成长约3 千米的铜锌矿化带。斜长角闪岩脉与围岩侵入关系清晰，接触带附近往往具挤压破碎现象。赋矿层位为下泥盆统康布铁堡组地层，含矿岩性为斜长角闪岩脉，地表岩石广泛发育绿帘石化、碳酸盐化、褐铁矿化等，局部具孔雀石化蚀变。绿帘石多呈网脉状、团块状，碳酸盐化则呈细网脉状、稠密浸染状分布，褐铁矿化较普遍，呈团块状、浸染状、细脉状分布，孔雀石多呈薄膜状沿斜长角闪岩裂隙面发育，部分呈细脉状、浸染状分布。

在该矿化蚀变带中分布有多条铜锌矿体，一般呈似层状及透镜状产出，长轴方向与地层走向一致，倾向35°～50°，倾角60°～70°。矿体一般具膨胀狭缩、尖灭再现之特征，地表矿体与围岩界线不甚明显。

主矿体分布于区内H60-4综合异常中。目前控制主矿体长350 米，由TC0、TC2、TC4、TC8、TC12 等探槽控制，矿体地表厚4.0～25.5 米，平均12.26 米，单工程平均品位Zn：1.48～4.04%，锌单样最高品位为5.85%，伴生铜最高品位0.64%（单样）。地表矿体平均品位Zn：1.93%，Cu：0.12%。

矿体在12线和0线一带最为厚大，其中TC12探槽中矿体厚度为25.50 米，锌平均品位1.48%，锌最高品位为3.11%，伴生铜平均品位为0.09%，铜最高品位为0.64%；TC0探槽中矿体厚度为20.40米，锌平均品位1.88%，锌最高品位为3.82%，伴生铜平均品位为0.17%，铜最高品位为0.55%。

其他矿体均由单工程控制，地表厚0.6～2.4米不等，单工程平均品位Zn：0.66～1.66%，伴生铜最高品位为0.44%。另距0 线约850 米处的TC33 中锌有0.34%、铜有0.14%的矿化显示；在0 线南东约2.3 千米处施工的H60TC94 探槽中见有宽约6.7 米的锌矿化体，锌平均品位0.53%，最高锌品位0.85%。

5.2 矿石质量

矿石中金属矿物主要有：黄铁矿、磁黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿及闪锌矿等；脉石矿物主要为石英、长石及角闪石、黑云母、方解石等。在矿体和围岩夹石中，均发育有不同程度的矽卡岩化，出现绿泥石、绿帘石、石榴石等矿物。

6 矿床成因类型及找矿标志

该矿点受地层内贯入的（顺层）斜长角闪岩脉控制，为岩浆熔离析出的含矿热液沿构造薄弱面运移淀积所成，因此属热液成因，为岩浆热液型Cu、Zn矿化。

该矿点的找矿标志从地化方面总结如下：

（1）分布于苏普特背斜两翼的斜长角闪岩脉（一般都是顺层侵入），岩石中的孔雀石化、铜蓝化及碳酸盐化、褐铁矿化蚀变是铜锌矿找矿的直接标志；岩石中绿帘石化、绿泥石化、硅化及磁铁矿化等为间接找矿标志；

（2）Mn、Zn、Ag、Cu 异常组合好，浓集中心明显，峰值高，梯度明显，异常强度大，呈带状分布的土壤地球化学异常区。

7 远景评价

新疆阿尔泰南缘晚古生代岩浆活动强烈，由西向东斜列产出有阿舍勒、冲乎尔、阿勒泰和麦兹四大火山—沉积盆地，分布阿舍勒大型铜锌矿床、克因布拉克铜锌矿、铁米尔特铜多金属矿床、可可塔勒大型铅锌矿床、蒙库大型铁矿床，而苏普特H60铜锌矿则位于麦兹盆地南西部的一个次一级火山—沉积盆地内，前人工作程度很低。

苏普特H60铜锌矿大地构造上处于西伯利亚古板块阿尔泰陆缘活动带克兰晚古生代火山弧与额尔齐斯晚古生代弧后盆地两个构造单元衔接部位。在矿区内发现的铜锌矿（化）体赋矿岩性为地层内贯入的（顺层）斜长角闪岩脉，工作区内斜长角闪岩具一定规模，构造位置邻近断裂带，含矿热液活跃，可能深部存在岩浆熔离型成矿前景，反映出有利的成矿地质条件。矿区地表铜锌矿化范围较大（自南东的94 线至北西的33 线，长大于3 千米），局部矿体较厚大（单工程矿体最大厚度为25.5米），形态较简单，多呈似层状及透镜状，沿走向矿体厚度、品位变化较稳定。目前地表控制主矿体长350 米，平均厚度为12.26 米，矿体平均品位Zn：1.93%，Cu：0.12%，锌单样最高品位为5.85%，铜最高品位0.64%。区内铜锌矿（化）体分布区与区内各土壤地球化学综合异常套合较好。

综上所述苏普特地区具有良好的成矿地质条件、找矿远景，是多金属矿产资源具有极大潜力的资源地。