李 磊

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)大隊 哈密 839000）

西天山是新疆重要的金、銅、鉛鋅礦成礦帶，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了阿希金礦、大山口金礦、薩日達(dá)拉金礦、喇嘛蘇銅礦、菁布拉克銅鎳礦、群吉薩依銅礦、萊歷斯高爾鉬銅礦、查崗諾爾鐵銅礦、欠哈布代克鉛鋅礦、吐拉蘇鉛鋅礦等不同成因類型礦床，吸引了眾多專家學(xué)者的關(guān)注，并對西天山成礦模式進(jìn)行了總結(jié)分析，為地質(zhì)工作者在該區(qū)域開展找礦勘查工作提供了大量的理論依據(jù)。本次筆者就是在借鑒前人找礦理論成果和實踐經(jīng)驗基礎(chǔ)上，初步總結(jié)和提煉了哈勒尕提銅鐵礦礦體特征和礦床成因，進(jìn)一步總結(jié)該區(qū)找礦標(biāo)志。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

本區(qū)處于哈薩克斯坦板塊之伊犁微型板塊的三級構(gòu)造單元的博羅科努早古生代島弧-弧后帶中。博羅科努島弧的特點具有雙重疊復(fù)性質(zhì)，在區(qū)域上它既有元古代構(gòu)造層硅鎂質(zhì)巖、碳酸鹽巖及火山巖（782Ma）等，又有古生代構(gòu)造層。早古生代以碎屑巖-碳酸鹽巖建造為主，次為火山復(fù)理石建造。晚古生代亦以碎屑巖-碳酸鹽巖和火山碎屑巖建造組成。博羅科努島弧在加里東晚期已經(jīng)隆起形成，在后來板塊運動中再次張開噴發(fā)沉積了大哈拉軍山組一套酸性火山巖。

圖1 哈勒尕提銅鐵礦礦區(qū)地質(zhì)略圖

區(qū)內(nèi)出露奧陶、志留、泥盆、石炭、二疊系和新生 代地層，屬天山-興安嶺地層區(qū)博羅霍洛山小區(qū)。區(qū)內(nèi)褶皺及斷裂構(gòu)造較強烈，位于博羅科努島弧帶內(nèi)，多形成于華力西期。區(qū)域上巖漿巖極為發(fā)育，巖漿巖演化在時間與空間和分布特征方面均與板塊的張、合作用有著密切的關(guān)系。巖漿活動始于華力西早期，結(jié)束于華力西末期。各期次的巖漿巖演化過程中形成了自己獨有的持征。

西天山地區(qū)金銅等多金屬礦產(chǎn)的成礦作用主要集中于華力西期，其區(qū)域成礦是以華力西期構(gòu)造―巖漿活動為基礎(chǔ)，主要表現(xiàn)為：

其一，巖漿活動的產(chǎn)物（如侵入巖、海相火山巖、陸相火山巖等富含金銅多金屬的含礦地質(zhì)體），在淺成低溫?zé)嵋鹤饔?、韌性剪切作用、火山噴氣-熱水作用下，成為重要的提供礦質(zhì)的含礦建造；

其二，巖漿活動不僅提供了溶液和熱量，而且也提供了部分成礦物質(zhì)。在此基礎(chǔ)上，形成了一系列的陸相火山熱液型、變質(zhì)熱液型金礦、巖漿熔離型銅鎳礦、斑巖型銅（鉬）礦、矽卡巖型銅（鉬、鉛鋅）礦及火山巖型銅（鐵及多金屬）礦等，成為新疆重要的有色金屬選冶基地。

2 礦床地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)出露的地層為上奧陶統(tǒng)石灰?guī)r，上志留統(tǒng)細(xì)砂巖及二疊系粗碎屑巖。其中上奧陶統(tǒng)呼獨克達(dá)坂組（O3h）呈北西―南東方向斷續(xù)分布。受斷層切割和侵入體的影響，出露不全。主要為一套海相不純碳酸鹽巖，出露厚度128.7m?？傮w上地層產(chǎn)狀：傾向172°～223°，傾角59°～81°。多以殘留體形式“漂浮”于巖體中，其與二長花崗巖等巖體的接觸帶上，常形成似層狀、透鏡狀的矽卡巖、矽卡巖鐵礦、矽卡巖銅礦、矽卡巖鐵銅礦及矽卡巖鉛鋅礦體等，是該礦區(qū)的主要成礦圍巖。

礦區(qū)范圍內(nèi)褶皺、斷層構(gòu)造不發(fā)育。呈近南北向展布，均為物探磁異常推斷斷層，磁異常等值線由西往東在斷層處突然發(fā)生方向改變，反映地層（大理巖）因斷層破壞，使大理巖磁異常不均勻。

哈勒尕提鐵銅礦區(qū)巖漿侵入活動較為強烈，巖體出露面積幾乎占據(jù)礦區(qū)面積四分之三以上。巖體的侵入作用，以中酸性的侵入體為主。礦區(qū)內(nèi)主巖體為二長花崗巖巖株，其次為花崗閃長巖巖株，屬大瓦不拉克巖體的一部分。二長花崗巖與花崗閃長巖為過渡關(guān)系，即二長花崗巖由礦區(qū)東部向西逐漸變?yōu)榛◢忛W長巖，二長花崗巖與鉀長花崗巖為侵入接觸關(guān)系，即后期巖漿活動生成的鉀長花崗巖沿著一定通道侵入二長花崗巖，并且超覆其上。

區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用主要是接觸變質(zhì)作用，其次是熱接觸變質(zhì)作用，由接觸交代變質(zhì)作用形成的各類矽卡巖，系巖漿期后氣液活動的產(chǎn)物。此類巖石在碳酸鹽類巖石與巖體或與礦體的接觸部位（部分在巖體內(nèi)）均有分布。矽卡巖帶是鐵銅礦帶或鉛鋅礦帶，厚度約大于礦體厚度，其分布主要受奧陶系上統(tǒng)灰?guī)r層控制。矽卡巖帶在地表常呈條帶狀，或環(huán)形條帶狀斷續(xù)分布，剖面上常呈條帶狀、似層狀、“U”型。以主矽卡巖帶（Ⅳ號礦體）為例，其厚度一般為2～17 m，最大厚度43m。

3 礦體特征

區(qū)內(nèi)大面積出露華力西中期第二侵入次二長花崗巖及上奧陶統(tǒng)呼獨克達(dá)坂組灰白色大理巖，沿大理巖接觸帶分布4個矽卡巖型（鐵）銅礦體，其中Ⅳ號鐵銅礦為礦區(qū)主礦體，占礦區(qū)總資源量的80%左右，礦石總量1001.56萬噸，銅金屬量11.7989萬噸，平均品位Cu1.21%、TFe26.23%、mFe13.47%。大理巖多呈孤島狀殘留體出露，總體上沿北西西向分布，礦石主要是矽卡巖鐵銅礦石。

Ⅳ鐵銅礦體位于大理巖殘留體接觸帶上，東起13線，西至103線，走向長2260m，環(huán)繞大理巖殘留體呈環(huán)帶狀分布。礦體垂直高差達(dá)745m以上。礦體總體上分兩塊，13-49線，礦體走向長900m；61-103線，礦體走向斷續(xù)長960m。礦體厚0.26～38.08 m，平均厚5.26m。單個樣銅品位在0.20%～19.21%之間，單工程最低品位Cu0.20%，最高Cu7.72%，平均品位Cu1.16%。單工程最低品位TFe20.09%，最高TFe63.26%，平均品位TFe25.53%。礦體總體走向，由西向東大致沿138°～120°～141°～120°～78°方向延伸。傾向：北緣礦體NE（25°～61°）或SSW（169°～232°）；南緣礦體NNE（8°～45°）。傾角：北緣礦體（62°～88°），南緣礦體（60°～87°）。

礦石具他形、半自形粒狀變晶結(jié)構(gòu)和交代殘余結(jié)構(gòu)，塊狀、浸染狀、微細(xì)網(wǎng)脈狀、斑點狀、星點狀及團塊狀構(gòu)造。

金屬礦物主要有磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、黃銅礦、輝銅礦、斑銅礦、銅藍(lán)、孔雀石、自然銅、閃鋅礦、輝銀礦、自然金等；脈石礦物為石榴石、透輝石、方解石、綠簾石、石英、蛇紋石、綠泥石、透閃石。

根據(jù)共生關(guān)系、結(jié)晶程度的穿插關(guān)系及礦物的形成條件分析，礦物的結(jié)晶順序從早到晚可分為兩期6個階段，其中熱液成礦作用是鐵銅的主要成礦期（表1）。

圖2 Ⅳ鐵銅礦體聯(lián)合剖面圖

圖3 反射光、單偏光鏡下礦石照片

表1 礦物生成順序表

續(xù)表1礦物生成順序表

⑴巖漿期主要為造巖礦物斜長石、鉀長石、石英、黑云母等的形成。

⑵矽卡巖階段：早期主要為石榴石、透輝石及硅灰石的形成，晚期主要形成陽起石、透閃石、綠簾石等含水硅酸鹽。末期有少量磁鐵礦及黃鐵礦開始晶出浸染于矽卡巖中。

⑶氧化物階段：隨著溫度的降低，鐵的活潑性削弱，在矽卡巖階段之后，緊接著進(jìn)入磁鐵礦階段，堆積出大量的磁鐵礦，是本礦床的主要成礦期。

⑷硫化物階段：首先形成黃鐵礦，繼而是輝鉬礦、黃銅礦、斑銅礦、閃鋅礦的析出。晚期硫化物階段有閃鋅礦、方鉛礦析出。本階段是銅礦床的主要成礦期。

⑸碳酸鹽階段：主要形成方解石、石英脈，有少量晚期黃銅礦沿石英、方解石脈分布。

⑹表生期主要以氧化及水解作用為主，在地表淺部形成少量的赤鐵礦、褐鐵礦、孔雀石。

4 礦床成因

4.1 形成深度及溫度條件

礦床產(chǎn)于中深成侵入巖與碳酸鹽的接觸帶中，接觸帶矽卡巖發(fā)育，另外閃鋅礦的出現(xiàn)，說明礦化發(fā)生于巖漿演化晚期（中-低）階段。因此，礦床為典型的晚期矽卡巖型鐵銅礦。

4.2 成因

矽卡巖型礦的成礦階段和成礦時代：本區(qū)矽卡巖型鐵銅礦的形成屬順向作用過程，也就是說，礦液由接觸帶趨向遠(yuǎn)離接觸帶，礦物晶出由高溫到低溫有一定順序，除后期硫化金屬礦物有穿插早期形成的磁鐵礦外，其他金屬礦物間很少有相互穿插現(xiàn)象，表明是比較單一的一次順向連續(xù)沉淀性質(zhì)，但包含有小的、短暫的逆向性變化。

本區(qū)矽卡巖型鐵銅礦的形成過程大致如下：在二長花崗巖漿侵入后，隨著溫度、壓力的下降，巖漿對圍巖的擠壓，同化作用降低，部分首先成巖。隨之而來的是矽卡巖化階段，巖漿期后溶液（氣水溶液）與圍巖發(fā)生作用。由于其溫度高且富含揮發(fā)份，使熱穩(wěn)定性差的灰?guī)r分解，發(fā)生變化，在雙交代作用下，產(chǎn)生物質(zhì)交接，物質(zhì)重新組合，形成新條件下的穩(wěn)定礦物集合體即矽卡巖。隨著溫度的降低，鐵的活潑性削弱，在矽卡巖階段之后，緊接著進(jìn)入磁鐵礦階段，堆積出大量的磁鐵礦（中、晚世代）。稍后，在鐵質(zhì)顯著減少，氧份相對增高的條件下，使部分磁鐵礦被氧化而形成假像赤鐵礦。隨著溫度壓力的繼續(xù)下降，溶液中硫化氫的溶解度不斷上升，因此自由硫也逐漸加，最終溶液由氧過飽和轉(zhuǎn)入硫過飽和，按照金屬硫化物生成溫度高低，首先形成黃鐵礦，繼而是輝鉬礦、黃銅礦、斑銅礦、閃鋅礦的析出。黃鐵礦多在距矽卡巖不遠(yuǎn)的巖體中析出，輝鉬礦在巖體和矽卡巖接觸帶部位均有析出，黃銅礦充填交代早期的矽卡巖與磁鐵礦，形成富的鐵銅礦體，閃鋅礦多產(chǎn)于矽卡巖與大理巖接觸面的一側(cè)。溫度壓力進(jìn)一步降低，殘存的物質(zhì)形成含水碳酸鹽礦物穿插早期形成的巖石。在礦床形成之后，由于地質(zhì)構(gòu)造和風(fēng)化侵蝕作用，使以往形成的鐵銅礦體出露地表，在表生作用下發(fā)生氧化，形成次生礦物藍(lán)銅礦，輝銅礦、孔雀石、赤鐵礦等。由于地形地質(zhì)條件不利，使得礦床氧化帶不發(fā)育。

5 結(jié)論

⑴本礦床的形成與巖漿巖、構(gòu)造及圍巖巖性等有密切的關(guān)系，是上述諸因素相互配合共同作用的結(jié)果。巖漿巖因素：礦體均賦存二長花崗巖（花崗閃長巖）與碳酸鹽巖層（大理巖）接觸帶上。巖漿后期熱液是成礦主要物質(zhì)來源。構(gòu)造因素：接觸帶部位（矽卡巖）是礦體主要賦存部位。地層因素：礦體均產(chǎn)于上奧陶統(tǒng)呼獨克達(dá)坂組灰?guī)r（大理巖）與巖體接觸帶部位，靠灰?guī)r（大理巖地層層位的一側(cè)。

⑵礦區(qū)周邊出露志留系砂板巖，巖石中發(fā)育大量的石英、絹云母（伊利石）細(xì)脈，從2～3mm至1cm寬不等，絹云母細(xì)脈含有極少量的黃鐵礦，脈體周圍出現(xiàn)蝕變暈，顯示出斑巖型網(wǎng)脈狀礦化特征。因此該區(qū)具有一定的斑巖型礦床找礦潛力，是下一步找礦的方向。