青海乌珠尔铜矿床地质特征及成因

青海乌珠尔铜矿床地质特征及成因

乌兰乌珠铜矿床的大型构造位置位于柴达木路东侧、祁蒙塔格山以北、哈萨克斯坦-新元古代-早古生代岩浆拱带以西。祁蒙塔格-都兰华力西部的铁、钴、铜、铅、锌、锡和硅灰石（锑和锆）带。这条带是山西省硅卡岩-铁多金属矿的主要成矿带。矿区的发现拓宽了该地区的勘探思路，并找到了新类型的矿床，尤其是大型和大型矿床。1矿区地质特征1.1该层矿区内基岩主要为侵入岩,只在西南部出露有小面积的第四纪上更新统,主要分布在宽阔的沟谷中,由冲洪积砂、砾石及少量风成砂组成(见图1)。1.2顶空断层矿区断层十分发育,规模较大,主要为NEE向(F1、F4)、EW向(F2)及NW向断层(F3)。NW向、NEE向断层构成区内主干断层,EW向断层属北东东向断层衍生的次级断层。其中F1、F3为逆断层,F2、F4为平移-逆断层,平移距离较小,一般在10m左右,所有断层均N倾,倾角40°～70°。断层活动时间长,且多形成蚀变破碎带。各断层相交,局部地段复合,复合相交部位破碎带明显变宽,已发现的铜矿体主要赋存于F3与F4断层的交汇或复合部位,而F1、F2断层形成的破碎带中只见零星的铜矿化或未见矿化。1.3细粒、中粒、细粒斜长co侵入岩为矿区主露基岩的主体,主要为华力西期斑状斜长花岗岩及中粒、细粒斜长花岗岩,二者呈相变关系。中酸性岩脉十分发育,主要有细粒花岗岩脉、花岗斑岩脉、闪长岩脉、钾长花岗岩脉及石英脉等,其中与铜矿化有关的花岗斑岩脉呈岩墙状产出。1.4一般作用矿区变质作用主要有动力变质作用、热液交代作用两种。1.4.1带及两侧岩石学特征由断层活动引起,主要发育在蚀变破碎带及两侧,表现为岩石片理化,挤压破碎、矿物变形,形成碎裂岩、花岗质糜棱岩、构造角砾岩、构造片岩、绢英岩等。1.4.2热溶液代代相传沿构造带十分明显,岩石呈现出明显的褪色和蚀变。蚀变类型有黄铁矿化、硅化、孔雀石化、绢云母化、高岭土化等。2异常的矿地球物理和地球化学特征2.1地球物理特征2.1.1化花岗斑岩极化率矿区岩(矿)石电物性统计结果见表1。从表中可以看出,矿区能够引起极化率异常的岩(矿)石有黄铜黄铁矿化斜长花岗岩和黄铜黄铁矿化花岗斑岩,其极化率平均值分别为20.6%和11.4%,为高极化率特征;其次为孔雀石化构造角砾岩,极化率平均值在2.1%,为中低极化率特征,少数标本的极化率可达到5%左右;其余各类岩石的极化率平均值都小于2%,为低极化率特征,不足以引起极化率异常。矿区含矿与不含矿岩石电阻率差异不明显,因此本区主要以视极化率为划分激电异常的依据,视电阻率只作为参考。2.1.2矿化分段富集与矿化分段富集的关系矿区通过激电中梯剖面测量,圈定长达2800m的异常带,异常总体形态呈长条状、椭圆状分布,视极化率高值区在带内分布不连续,可能与矿化分段富集有关系。圈定的异常高值地段主要有五处(见图2),视极化率正常场值约为2.0%,异常值一般大于4.0%,最高达6.3%,异常走向NW-近EW向,推断认为由于本区黄铁矿化较普遍,视极化率大于3%～4%的激电异常与矿化蚀变带有关,而视极化率大于4.0%的异常则反映了矿化富集(工业矿体),如②、⑤号异常高值区经工程验证见到铜矿体。2.2主元素和出料出型区域1∶20万AS乙226Cu、Sn、Pb综合异常面积大约60km2,元素组合复杂,主元素为Sn、Pb,特征组合元素As、W、Bi,异常强度高。通过1∶5万水系沉积物测量,将其分解为AS1—AS5五个子异常,本矿床位于AS1异常中。AS1异常特征见表2。3矿床的地质特征3.1矿化侵蚀带特征矿区内通过工作共圈出二个矿化蚀变带。3.1.1蚀变岩的构造背景呈NW向展布,长约6km,宽一般30～80m,最宽处可达120～150m,受EW向断层切割,在走向上呈树枝状,具膨大尖缩、分枝复合的现象。带内见花岗岩脉、花岗斑岩脉及钾长花岗岩脉侵入且岩石破碎、蚀变强烈,形成构造蚀变岩。该带中圈出3条铜矿(化)体,2条锡矿(化)体。3.1.2华力西期斜长带呈近EW向展布,矿区内长约5.6km,两端延伸出图,带宽20～150m向N倾斜,倾角一般40°～60°。该带赋存于华力西期斜长花岗岩体内,走向上亦呈树枝状,膨大尖缩,分枝复合的现象明显。蚀变带内花岗岩脉、花岗斑岩脉发育,岩石破碎,蚀变强烈,蚀变从地表到深部逐渐减弱。该带中圈定6条铜矿(化)体,4条锡矿(化)体,铜矿体主要赋存在Ⅰ号与Ⅱ号破碎蚀变带的复合膨大部位,是本矿区内主要的含矿带。3.2基性矿体及矿体厚度本矿区经普查在两条矿化蚀变带中共圈定9个铜矿(化)体和6个锡矿(化)体,铜矿体与锡矿体独立存在。铜主矿体呈长条状,其它矿体呈透镜状,EW向展布。铜矿体长100～376m,平均厚度0.15～39.84m,矿体平均品位0.23%～2.66%,其中以CuⅡ-3和CuⅡ-4规模最大。其特征分述如下:(1)CuⅡ-3主体位于7线,是一条隐伏矿体,也是目前控制厚度最大的铜矿体,产状351°～6°∠55～80°。矿体形态呈透镜状,长度100m,厚度沿其走向和倾向变化大,地表未见其出露,深部在PD1硐探中厚度为41.28m,ZK701钻孔中为3.89m,平均厚度39.84m。矿体中单样品位从0.22%～2.2%,从地表到深部品位降低,PD1硐探中平均0.47%,ZK701钻孔中平均0.31%。矿体平均品位0.46%,含矿岩石为蚀变花岗斑岩、糜棱岩化斜长花岗岩。(2)CuⅡ-4位于0～7线,呈似层状,产状345°～25°∠49°～67°;矿体长度376m,单工程矿体厚度1.68～13.42m,平均厚度10.85m,走向及倾向上厚度变化均较大。铜单样品位为0.13%～1.12%,单工程矿体品位为0.26%～0.68%,平均品位0.39%,且自地表向深部逐渐降低。地表以糜棱岩化斜长花岗岩铜矿石和构造角砾岩铜矿石为主,深部以花岗斑岩黄铜矿石、斜长花岗岩黄铜矿石为主。锡矿体产于后期花岗斑岩脉和花岗岩脉中,规模一般较小,长100～369m,平均厚度1.27～4.45m,矿体平均品位0.10%～0.29%。3.3矿石及流矿成分矿石矿物成分主要有黄铁矿、白铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、方硫铁镍矿等,另见有孔雀石、褐铁矿、黄钾铁钒等次生矿物。原生金属矿物生成顺序,黄铁矿、白铁矿→黄铜矿→方硫铁镍矿。脉石矿物主要有钾长石、斜长石、石英、绢云母等。铜矿石呈半自形—他形粒状结构、交代结构,具稀疏浸染状构造、细脉(网脉)状构造。铜矿石按自然类型分为氧化矿石和原生矿石两种,氧化矿石中铜矿物以孔雀石、蓝铜矿为主,含少量未完全氧化的黄铜矿、黄铁矿残余;原生矿石中铜矿物以黄铜矿为主。按赋矿岩性可以分为蚀变斜长花岗岩型、蚀变碎裂花岗岩型、蚀变角砾岩型、蚀变花岗斑岩型、蚀变糜棱岩型等,地表蚀变斜长花岗岩型矿石相对较多,深部则以蚀变花岗斑岩黄铜矿石为主。矿石中有益组分主要为Cu,部分地段可以圈出单独的锡矿体,铜、锡矿体一般不重合。铜矿化的金属矿物组合主要为:黄铁矿+磁黄铁矿+黄铜矿,它们主要呈浸染状、团块状或细—网脉状集合体产出。3.4蚀变带与矿化关系矿床围岩蚀变主要有钾化、绢英岩化和青磐岩化3种类型,其次为碳酸盐化和高岭土化等。蚀变分布与含矿斑岩体有密切关系,自斑岩中心向外,可以划分出三个主要的蚀变带(见图3、4、5):(1)钾化带大多数发育在斑岩体内,早期为钾化带,由于被强烈的绢英岩化蚀变叠加,多数的斑岩脉内已不能识别出单独的钾化带,伴有细脉浸染状黄铁矿和黄铜矿化。(2)绢英岩化带对称地分布于紧靠斑岩两侧接触带的华力西期花岗岩中,韧性变形和构造破碎强烈,有脉状和细脉浸染状矿化。(3)青磐岩化带在远离接触带的华力西期斜长花岗岩中发育。蚀变带与斑岩体(脉)走向基本一致,沿斑岩脉延伸方向呈线状展布。蚀变带之间没有截然的界线,通常是过渡关系。另据统计(表3),本区除铜外,仅As和Sn含量较高,其它元素含量均较低,且与非矿化岩石含量差异不大。从铜矿石(强烈蚀变带)→铜矿化蚀变岩→黄铁绢英岩→青磐岩化岩石→弱蚀变岩石(碳酸盐化)→未蚀变斜长花岗岩和花岗斑岩,铜含量出现规律性降低,说明铜矿化强度与蚀变强度密切相关。综上所述,本区无论是剖面或平面上围岩蚀变分带性非常明显,且蚀变类型和分带特征与典型斑岩型铜矿床蚀分带特征基本一致,铜矿化主要分布在绢英岩化蚀变岩和钾化-绢英化蚀变带中。同时依据典型斑岩铜矿垂向蚀变分带特征进行类比,认为目前勘查工程仍在绢云岩化带或泥化带中进行,而真正的钾化带还没有出现,显然目前的勘探深度仍显过浅。4成矿温度及成矿流体本区铜矿化产于蚀变花岗斑岩内部及其两侧围岩中,岩脉及围岩蚀变分带清楚,矿石具细脉浸染状、稀疏浸染状、细脉状构造。围岩斜长花岗岩受F3、F4等断层活动影响极为破碎,而含矿的花岗斑岩则比较完整(地表破碎是由次生作用引起)。铜矿床具有典型的斑岩型矿床蚀变分带,而且铜矿化主要与钾化、绢英岩化等高中温热液蚀变有关,蚀变越强,铜矿化愈好,二者表现为显著的正相关关系,显示矿化主要与高中温热液活动有关。对成矿元素的相关分析表明,铜的成矿因子与As-Bi-W-Co-Au正相关(相关度大于0.5,样品数72件),是与高中温岩浆热液活动有关的元素组合,根据硫同位素地质温度计计算的Wl-42样品共生黄铜矿—黄铁矿的成矿温度为528℃(数据见表4),也说明成矿温度较高。矿石矿物黄铜矿与黄铁矿的硫同位素组成变化较小(在+3.4‰～+4.5‰(CDT)之间(见表4),说明成矿物质硫的来源比较稳定,受混染程度小,属深部岩浆来源。矿石中石英氧同位素变化在+11.3‰～+12.8‰(SMOW)(见表4)之间,显示出富氧的特征,说明其与花岗质岩浆作用有关。此外,斑晶石英中发育含石盐子晶的流体包裹体,显示成矿流体的含盐度较高(>40%NaCl.),这种富Na高盐度流体应以岩浆来源为主。综合上述,乌兰乌珠尔铜矿属于高中温岩浆热液作用有关的斑岩型铜矿床。其含矿母岩(花岗斑岩)和与围岩(斜长花岗岩)具有相同的岩石化学、稀土、微量元素特征和大地构造背景条件,两者形成于同碰撞构造环境,具有密切的亲缘关系,其岩浆来源相同,形成时代相近(花岗斑岩形成略晚)。区域对比表明斜长花岗岩形成于晚华力西期,由此推测乌兰乌珠尔斑岩铜矿的成矿时代可能为晚华力西—印支期。5矿床潜力分析(1)矿区地处青海著名的东昆仑祁漫塔格—都兰华力西期铁、钴、铜、铅、锌、锡、锑、铋成矿带上,成矿地质条件优越,其外围发现大量铜多金属矿床(点),找矿前景看好。(2)1/20万As乙226Cu、Sn、Pb综合异常面积大,元素组合复杂,异常强度高。1/5万水系沉积物测量将其分解为5个子异常,其中As1异常中发现铜锡矿化体,其它异常还未检查。从化探异常及其与矿床的关系对比分析,本区找到大型铜、锡矿床的可能性较大。(3)物探激电中梯异常大致反映了深部花岗斑岩体的大致轮廓,而局部出现的视极化率大于4.0%的异常,可能反映了浅部含矿花岗斑岩枝的存在;从直流充电电位等值线图表明矿(化)体有一定规模,显示矿(化)体呈似椭圆状,暗示了斑岩型矿床的特点。5处激电高值异常的存在预示着本区存在多处矿化富集中心,结合已发现铜矿体特征,显示了斑岩铜矿床找矿的良好前景。(4)矿体多产于EW向断裂与NW向断裂交汇部位,有的出露于地表,有的处于“隐伏”状态(见图1),说明深部有矿化变富的趋势和隐伏矿体的存在。蚀变分带特征亦显示目前勘查深度尚较浅,深部具有进一步找矿的潜力。(5)赋矿岩性主要