唐 毅

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，新疆烏魯木齊 831100）

東天山銅礦資源非常豐富，是目前國(guó)家重點(diǎn)銅礦產(chǎn)區(qū)，目前，已經(jīng)有多處礦點(diǎn)被探明，并且有些已開(kāi)發(fā)利用，為國(guó)家礦業(yè)發(fā)展提供了豐富的礦產(chǎn)資源，其中紅石礦床作為東天山銅礦的典型代表。在21世紀(jì)初，人們初步發(fā)現(xiàn)了紅石銅礦，并在此之后對(duì)紅石銅礦的成礦背景、巖石特征研究、成礦作用、成礦構(gòu)造等內(nèi)容進(jìn)行了研究，本文綜合了前人資料，對(duì)新疆哈密市的紅石礦成礦規(guī)律以及礦體進(jìn)行了研究，結(jié)合新型技術(shù)對(duì)其深部以及周邊進(jìn)行了初步預(yù)測(cè)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

卡拉塔格一帶隸屬天山-興安地層區(qū)北天山地層分區(qū)噶爾地層區(qū)哈爾里克地層小區(qū)。哈爾里克地層小區(qū)時(shí)代為奧陶紀(jì)至泥盆紀(jì)早期，島弧型火山巖在該小區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育。

1.1 地層

區(qū)內(nèi)出露的地層有奧陶系的中奧陶統(tǒng)荒草坡群大柳溝組；志留系的中-上志留統(tǒng)紅柳峽組；泥盆系的下泥盆統(tǒng)大南湖組、中泥盆統(tǒng)康古爾塔格組；石炭系的上石炭統(tǒng)臍山組；二疊系的中二疊統(tǒng)阿爾巴薩依組、上二疊統(tǒng)庫(kù)萊組。中新生界出露的有下侏羅統(tǒng)三工河組；中侏羅統(tǒng)的西山窯組、頭屯河組；古近系的古新統(tǒng)臺(tái)子村組、始新統(tǒng)巴坎組；古-新近系的漸-中新統(tǒng)桃樹(shù)園組；新近系的上新統(tǒng)葡萄溝組；第四系的下更新統(tǒng)西域組、上更新統(tǒng)新疆群及全新統(tǒng)。

1.2 構(gòu)造

卡拉塔格一帶屬于大南湖-頭蘇泉古生代島弧帶北段的一個(gè)次級(jí)隆起構(gòu)造單元，屬準(zhǔn)噶爾板塊一部分。該帶進(jìn)一步劃為哈爾里克早古生代島弧，大南湖泥盆紀(jì)島弧、企鵝山石炭紀(jì)島弧三個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元。礦區(qū)所在屬哈爾里克早古生代島弧帶，主要發(fā)育NW向、NNW向和NEE向斷裂構(gòu)造三組斷裂，同火山斷裂發(fā)育，含礦火山熱液沿?cái)嗔鸦顒?dòng)強(qiáng)烈。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)侵入巖較為發(fā)育，主要分布于規(guī)劃區(qū)南側(cè)為一套古生代志留紀(jì)侵入巖，由老到新依次為英云閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖，侵位于中奧陶統(tǒng)荒草坡群大柳溝組中，北側(cè)外接觸帶圍巖的蝕變較強(qiáng)，主要有角巖化、硅化及褐鐵礦化等蝕變。南側(cè)被北西向北傾斷層切割，巖石受斷層影響動(dòng)力變質(zhì)現(xiàn)象明顯，碎裂巖化較強(qiáng)。

1.4 變質(zhì)作用

卡拉塔格地區(qū)經(jīng)受了區(qū)域變質(zhì)作用，變質(zhì)輕微，僅達(dá)到葡萄石-綠纖石相、葡萄石-綠泥石相。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

紅石銅礦床位于大安湖東，礦床主元素為銅，共生有少量的鋅，伴生有銀、硫等。礦區(qū)內(nèi)主要出露地層為中奧陶統(tǒng)荒草坡群大柳溝組（O2Hd）火山巖，為一套巨厚的海相、海陸交互相火山巖建造。礦區(qū)的銅礦體主要分布在大柳溝組第二段、第三段巖性的安山巖，凝灰?guī)r，以及次火山巖和中酸性巖中。礦區(qū)由于多個(gè)中心-裂隙式火山噴發(fā)的疊加，在第二、第三巖性段呈現(xiàn)出多個(gè)旋回的安山巖與英安巖、火山碎屑巖與熔巖的復(fù)雜組合。哈密紅石礦區(qū)地質(zhì)圖概略見(jiàn)圖1。

圖1 哈密紅石礦區(qū)地質(zhì)圖概略

礦區(qū)位于卡拉塔格北西西向復(fù)向斜南翼，主構(gòu)造線方向?yàn)镹WW向。區(qū)域性南北向擠壓應(yīng)力是本區(qū)的主導(dǎo)構(gòu)造因素，NWW向壓扭性斷層與近NS-NNE向張扭性斷裂，以及二者復(fù)合處環(huán)狀構(gòu)造的組合特征，控制著區(qū)內(nèi)火山噴發(fā)活動(dòng)和火山巖建造的形成與分布、巖漿巖的侵位與成礦作用。

礦區(qū)的火成巖、巖漿巖較為發(fā)育，志留紀(jì)侵入巖是該區(qū)出露最老的巖體，先被花崗閃長(zhǎng)巖呈脈動(dòng)式侵入，后期又被二長(zhǎng)花崗巖切穿。志留紀(jì)侵入巖的總體面貌為鈣堿性系列的“I”型花崗巖，巖漿在上侵過(guò)程中與地殼發(fā)生了重熔作用，具有以幔源為主的殼?；旌显吹某梢蛱攸c(diǎn)。該條件為成礦提供了有利條件（熱源）。

銅金地球化學(xué)異常和地球物理異常是重要的間接找礦標(biāo)志。紅石礦區(qū)具有低磁、低阻、高極化率的異常特征。在已發(fā)現(xiàn)的礦點(diǎn)（床）中物探普遍具有地下以淺陡傾異常（構(gòu)造）帶，中深部平緩的特征。在地球化學(xué)中，礦區(qū)位于東天山的底坎爾-大南湖Cr-Ni-Co-Cu-V區(qū)域地球化學(xué)異常帶上，尤其在卡拉塔格東部區(qū)域，具有較好的Au-Ag-Cu-Zn地球化學(xué)組合異常，為找礦提供了有力線索。礦體呈連續(xù)脈狀，長(zhǎng)度在100～494m，深度在54～315m，礦體厚度為1.04～5.81m，礦體中銅品位為0.25%～4.29%，平均品位為1.08%。

礦石結(jié)構(gòu)特征主要呈半自形-他形微細(xì)粒-中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，銅礦石主要呈呈半自形-他形中粒網(wǎng)脈狀、細(xì)脈狀、團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu)，以黃銅礦為主。圍巖總體上為一套中酸性火山碎屑巖、熔巖，主要巖性為火山角礫巖、安山巖、英安巖、凝灰?guī)r，圍巖蝕變主要為硅化、黃鐵礦化、絹云母化、綠泥石化等。

3 成礦規(guī)律

礦體受近NS向與NWW向斷裂和火山通道的復(fù)合構(gòu)造帶控制，銅礦體目前發(fā)現(xiàn)的一般產(chǎn)在火山角礫巖帶、巖筒的邊部以及頂部的次級(jí)斷裂破碎帶中，礦體具穿層性和成組分帶性。礦體形態(tài)為脈狀、似層狀。圍巖主要有硅化、黃鐵礦化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化等蝕變特征。

在礦區(qū)中，有四個(gè)相互平行且較為均勻分布的礦體，呈近南北向、北東向延伸，礦脈一般長(zhǎng)為100～200m，寬度平均在1～2m。根據(jù)礦區(qū)中部礦體的分布特征，紅石礦礦區(qū)中礦體受火山通道與構(gòu)造影響分布間距較為均勻，此特征在主要采區(qū)340中段的表現(xiàn)明顯（圖2）。

圖2 紅石銅礦340中段的礦體平行等距排列圖

紅石銅礦的四個(gè)主要礦體都在高角度的正斷層中，礦體傾角較大，多在75°～80°，礦體主要呈脈狀、似層狀。在地表以下，礦體多表現(xiàn)為淺埋深的近于平行的盲礦體。

從地表以及地下情況來(lái)看，構(gòu)造對(duì)于紅石銅礦成礦作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先是區(qū)域上的西北向斷裂帶，決定了整個(gè)火山巖的產(chǎn)出形態(tài)，近南北向、北西西向斷裂與火山通道-火山角礫巖帶復(fù)合控礦。其次是南北向產(chǎn)生斷裂的雁型斷裂組，這種南北向的張扭性斷裂是決定礦床和礦體結(jié)構(gòu)分布的主要控礦單元，礦化作用顯著，區(qū)域上主體為近東西向斷裂，從中衍生出的一系列南北向斷層控制著礦體的產(chǎn)出。紅石銅礦的四個(gè)主要礦體存在于一組高角度拉伸扭性斷裂中，延伸300～400m，呈側(cè)列式分布，傾斜角均在75°～85°，另外，在9號(hào)脈主礦體中，上部?jī)A角在70°以上，下部則在35°左右，深部位置上，傾向于與其他三個(gè)相鄰礦脈相交。

4 成礦預(yù)測(cè)

從分布情況上看，卡拉塔格一帶具備尋找大型銅（鋅）金礦床的優(yōu)越成礦地質(zhì)背景。與境外烏拉爾塊狀硫化物成礦帶和南蒙古成礦帶都在同一構(gòu)造成礦帶之上，具有尋找斑巖銅礦、熱液型銅礦的潛力。

哈密紅石礦區(qū)的探明礦體主要附存在南北向的側(cè)列式斷裂中，受次生斷裂和復(fù)雜的側(cè)列式斷裂控制，根據(jù)對(duì)于9號(hào)礦體深部的變化情況進(jìn)行推測(cè)，對(duì)紅石銅礦深部進(jìn)行了預(yù)測(cè)，圈出四個(gè)深部可能出現(xiàn)的礦體。在礦體的深部延伸中，礦體的傾斜角在300～500m的高度上從75°轉(zhuǎn)變到45°左右的小傾角范圍，在垂面上發(fā)生了從陡峭到平滑的變化，推測(cè)在其深部還具有較好的成礦通道可能（圖3）。

圖3 紅石銅礦深部預(yù)測(cè)圖

5 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)新疆哈密紅石銅礦的成礦地質(zhì)背景以及礦床特征進(jìn)行了分析，并且對(duì)紅石銅礦山深部進(jìn)行了初步的成礦預(yù)測(cè)。礦區(qū)總體表現(xiàn)為產(chǎn)于火山隆起區(qū)，受次級(jí)火山機(jī)構(gòu)、次火山巖體及其旁側(cè)斷裂裂隙構(gòu)造的控制；礦脈成群成帶出現(xiàn)、彼此平行側(cè)列式分布，在區(qū)域上主要為環(huán)形構(gòu)造，在深部礦體傾角由陡直轉(zhuǎn)為平緩，推測(cè)礦體在中深部還有大量附存。該區(qū)域內(nèi)電法和磁法有較好的表現(xiàn)，具有低磁、低阻、高極化率的特征，尤其是對(duì)陡傾和水平的含礦構(gòu)造有較好反應(yīng)。據(jù)資料顯示，紅石-梅嶺銅礦屬中低溫?zé)嵋盒统傻V，同樣在卡拉塔格一帶，紅柳溝組地層和中酸性巖漿巖是比較發(fā)育的，構(gòu)造給予了較好的成礦條件，提供了空間，帶來(lái)了熱源。鑒于紅石銅礦中存在較多盲礦體，建議在外圍開(kāi)展大比例尺的磁法和電法工作來(lái)確定隱伏的含礦構(gòu)造，以求達(dá)到更好的找礦突破。