賽里木湖地區科克賽銅鉬礦地質特征及礦床成因初探

楊碩，馬玉周，伊其安（新疆維吾爾自治區地質調查院，新疆烏魯木齊830001）

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賽里木湖地區科克賽銅鉬礦地質特征及礦床成因初探

楊碩，馬玉周，伊其安
（新疆維吾爾自治區地質調查院，新疆烏魯木齊830001）

摘要：科克賽銅鉬礦位于賽里木湖銅鉛鋅成礦帶，西鄰環巴爾喀什湖成礦帶，該區發現多處中-小型銅鉬礦及鉛鋅礦。科克賽銅鉬礦是近年來發現的斑巖型銅鉬礦，本次工作劃分4個礦化帶，圈定21條礦（化）體。對該礦床成因研究后，初步認為科克賽銅鉬礦與晚古生代構造-巖漿活動關系密切，是典型斑巖型銅鉬礦，成礦作用發生于晚石炭—早二疊世的巖漿活動，成礦物質來源于加厚下地殼的部分熔融。

關鍵詞：賽里木湖；科克賽；銅鉬礦；地質特征；礦床成因

斑巖型銅礦是世界上最重要的銅礦床類型，約占世界銅總儲量的50%以上[1]。該類礦床具4大特點：1大2貧3易選4露采，并常伴有Mo，Au，Ag等有益元素可綜合利用[2]。西天山賽里木湖地區是新疆重要的多金屬成礦帶，該區位于天山-興蒙造山帶西部，是我國重要的斑巖型、矽卡巖型銅（鉬）礦及淺成低溫熱液型金礦床的重要產區[3-5]，已發現的礦床有喇嘛蘇銅礦、北達巴特銅礦、庫爾尕生鉛鋅礦、新溝鉛鋅礦點、汗吉尕鉛鋅礦點、哈爾達坂鉛鋅礦點、科克賽銅鉬礦點等。本次西天山賽里木湖地區銅鉛鋅礦調查評價過程中發現蘇魯庫都克金礦化點、喀臘薩依金礦點、曼托金礦點、果子溝東南磁鐵礦點、艾格木達坂鋅多金屬礦化點等?新疆地礦局第一區域地質調查大隊.新疆西天山賽里木湖地區銅鉛鋅礦調查評價成果報告，2013。科克賽銅鉬礦區位于博樂西南20 km處。調查中對科克賽銅鉬礦礦區開展詳細的地球物理和地球化學工作，對礦體實施工程控制，確定礦床規模，并對礦床成因進行深入的探討。

1　地質背景

1.1區域地質特征

研究區大地構造位置主體位于博樂地塊，以博爾塔拉大斷裂F1為界，南北分別為賽里木地塊和阿拉套晚古生代陸緣盆地，西南少部分地區屬博羅科努早古生代陸緣弧[6]。區內出露基底地層有下元古界溫泉巖群、中元古界長城系特克斯群、中元古界薊縣系庫松木切克巖群、上元古界青白口系開爾塔斯群。古生代沉積蓋層主要為中泥盆統汗吉尕組、上泥盆統托斯庫爾他烏組、下石炭統阿克沙克組、上石炭統東圖津河組及科古琴山組、下二疊統烏郎組、上二疊統鐵木里克組。研究區巖漿作用較發育，其中古元古代晚期至晚古生代早期巖漿活動極微弱，大規模巖漿侵入發生于海西期，尤其是海西中期，侵入巖分布較廣，以花崗巖類為主。海西中期淺成花崗巖類斑巖體與成礦關系密切，如達巴特Cu-Mo礦床銅、鉬礦體產于晚石炭世末—早二疊世早期的流紋斑巖內（圖1）[7-8]。

圖1　賽里木湖地區區域地質礦產圖Fig.1 Geological and mineral resources map of Sailimu Lake area 1.前寒武變質基底；2.古生代沉積蓋層；3.新生代松散堆積物；4.巖體；5.深大斷裂;6.地質時代(前寒武)；7.礦點位置及編號；8.地名；9.湖泊及名稱；10.礦區位置

1.2礦區地質特征

礦區位于賽里木地塊，為基底隆起區。大地構造位置屬伊犁微板塊北緣賽里木中間地塊汗吉尕坳褶帶和艾舒塔斯隆起帶北部。礦區出露地層以上泥盆統托斯庫爾他烏組為主，主要巖性為深灰色薄層粉砂巖、灰褐色含礫粗砂巖、灰色砂巖夾硅質巖。礦區地層以南傾單斜為主，斷裂發育有2組，一組為呈近EW向逆斷層，一組為NE向的平移斷層。科克賽一帶銅鉬礦化明顯受NE向斷裂控制，位于NE向斷裂西側次一級斷裂帶中。NW向斷裂構成區內重要導礦和賦礦構造。褶皺構造以復式背斜構造為主，受后期斷裂構造影響明顯，產狀零亂。礦區侵入巖主要出露石炭紀花崗斑巖，巖體規模較小，呈巖株狀產出，后期被少量二疊紀花崗閃長斑巖侵位。銅鉬礦化、金礦化與巖體關系極密切，礦體主要產于石炭紀巖體及圍巖地層中（圖2）。

圖2　科克賽銅鉬礦礦區地質圖Fig.2 Geological map of Kekesai Cu-Mo deposit1.第四系；2.凝灰質砂巖；3.花崗斑巖；4.花崗閃長巖；5.石英脈；6.斷層；7.勘探線及編號；8.探槽及編號；9.鉆孔及編號；10.銅礦體

1.3礦區地球化學特征

科克賽銅鉬礦區圈定1∶5萬地球化學綜合異常HS-19 1處(圖3)，異常元素組合為Cu、Mo，W，Pb，Zn，Au，As，Ag，Sb，具較典型的斑巖型銅礦地球化學特征。該異常主成礦元素異常強度較高，異常規模相對較大，各元素套合關系密切，屬礦致異常。礦點附近相應元素都高出背景值幾倍至幾十倍，主成礦元素最高含量為：Cu 319×10-6、Mo 25.76×10-6、Au 18.88×10-9，與地表礦化一致，表明該區具尋找斑巖型銅礦的前景。

圖3　科克賽地區綜合異常剖析圖Fig.3 Synthetic anomaly profile chart of Kekesai area1.托斯庫塔烏組中亞組；2.托斯庫爾塔烏組上亞組；3.石炭紀花崗斑巖；4.斷裂；5.銅礦點

2　礦床地質特征

2.1礦體特征

礦化帶均產于上泥盆統托斯庫爾他烏組上段蝕變凝灰巖及侵入該組的花崗斑巖中，依據各礦化體產出的空間位置，劃分了4個礦化帶，4條礦化帶中共圈定礦化體21個，達到工業品位的礦體有5個，分別為Ⅰ3、Ⅰ6、Ⅱ3、Ⅱ5、Ⅲ7號礦體。其中Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3號礦（化）體位于礦區西北部，蝕變凝灰巖帶西端。礦體產于黃鐵礦化蝕變凝灰巖中，單礦體長60～100 m，厚度不穩定，南北排布，呈脈狀、似層狀產出，NEE走向，與蝕變凝灰巖走向一致，傾向為NW向（340°），傾角約70°～72°。礦體與圍巖無明顯界線，銅礦化呈不均勻團塊狀分布，由TC16探槽控制，長50～100 m，視厚0.3～1 m，Ⅰ2銅礦化體長100 m，視厚1 m，平均品位0.3×10-2；Ⅰ3銅礦體長100 m，視厚1 m，平均品位0.54× 10-2。僅Ⅰ3號達工業品位，其余為低品位礦體。部分礦體屬隱伏礦體或盲礦體，由工程鉆孔控制，如Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅳ3號鉬礦（化）體由ZK0902鉆孔控制（圖4）。

圖4　科克賽銅鉬礦礦體剖面示意圖Fig.4 Orebody section sketch map of Kekesai Cu-Mo deposit1.托斯庫爾他烏組；2.凝灰質砂巖；3.花崗斑巖；4.褐鐵礦化/黃鐵礦化；5.孔雀石化/黃銅礦化；6.輝鉬礦化；7.鉬礦體及編號；8.鉆孔位置及編號；9.勘探線及編號；10.產狀

2.2礦石特征

礦石類型可分為浸染狀原生黃銅礦（輝鉬礦）、薄膜狀次生氧化礦兩種，礦石物質成分較復雜，主要金屬礦物有：黃銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、磁鐵礦；脈石礦物主要有石英、綠泥石。蝕變凝灰巖及巖體風化后地表呈黃褐色，黃鉀鐵釩蝕變特征明顯，新鮮面晶洞構造發育，見晶形較差的粒狀黃鐵礦和毒砂礦物。礦石結構自形、自形-半自形、半自形-它形粒狀結構，碎裂結構，殘余結構等，礦石構造細脈浸染狀構造，星點浸染狀構造，稀疏浸染狀構造，團塊狀構造等。

2.3圍巖蝕變

礦區內受巖體影響圍巖發生不同類型的蝕變現象，普遍存在的圍巖蝕變為絹云母化、高嶺土化、鉀化，次為黃鐵礦化、褐鐵礦化（紅化）、黃鐵絹英巖化、碳酸鹽化，距礦體稍遠則出現綠簾石化、綠泥石化。隨著圍巖蝕變的增強，銅鉬（金）礦化隨之加強，尤其是圍巖中黃鐵礦化、褐鐵礦化、絹云母化、高嶺土化愈強的礦體，其含礦性愈好。據地表礦化蝕變帶的分布情況，圍巖蝕變具分帶性，初步劃分為3個礦化蝕變帶，由內到外分別為：鉀長石化帶（內帶）→石英-絹云母化帶（中帶）→硅化或泥化帶（外帶）。

3　礦床成因探討

科克賽銅鉬礦礦體產出于科克賽巖體中，少量產于圍巖凝灰質砂巖中，科克賽巖體主體為花崗斑巖，是具典型斑狀結構的酸性淺層小型侵入體。科克賽巖體規模小，出露面積不大，僅為0.16 km2，巖體形態為巖株狀，一般認為巖株、巖筒狀對成礦有利，銅礦化多集中在巖體頂部，深部以鉬礦化為主。礦床受斷裂-構造控制，呈帶狀分布，礦體通常受次級構造控制明顯，如巖體與圍巖中的微裂隙控制。礦床的圍巖蝕變很發育，具明顯的規律性水平和垂直分帶現象，從中心向外可分為鉀長石化帶、石英-絹云母化帶、硅化或泥化帶，礦體主要產于黃鐵絹英巖化帶中。礦石多具細脈浸染狀構造，礦石品位較低，但礦化均勻，礦石以黃銅礦和輝鉬礦為主，Cu，Mo為主要可利用元素，同時伴生有少量金礦化現象。據以上礦床地質特征來看，花崗斑巖成礦作用明顯，科克賽銅鉬礦在時間上、空間上、成因上均與科克賽巖體有關，具典型斑巖型礦床的地質特征。科克賽礦床與世界上典型的斑巖型銅（鉬）礦床有許多相似之處，如多位于板塊接觸帶附近等，可與之對比（表3）[9-22]。

目前，對科克賽巖體的時代認識尚未統一，因此對于科克賽銅鉬礦床成礦時代認識也不一致。張玉萍等認為科克賽巖體主體為花崗閃長斑巖，二長花崗斑巖侵入其中，花崗閃長斑巖SHRIMP U-Pb測年結果為（317±6）Ma[23]；謝洪晶等認為科克賽巖體以花崗閃長斑巖為主，侵入其中的是少量石英閃長玢巖，在花崗閃長斑巖獲得LA-ICP-MS U-Pb年齡值為（299.9±0.61）～（301±0.84）Ma[24]；朱田明等認為科克賽巖體巖石類型為二長花崗斑巖，其鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡為（301.9±1.8）Ma[25]；張東陽等獲得科克賽花崗斑巖和花崗閃長斑巖鋯石LAICP-MS U-Pb年齡分別為（305.5±1.1）Ma和（288.7±

科克賽銅鉬礦與花崗斑巖關系密切，含礦地質體與斑巖體的分布具對應關系，已圈定的銅鉬礦（化）體均分布于斑巖體及圍巖接觸帶上，斑巖體是主要成礦母巖，成巖成礦應屬同源。對科克賽巖體地球化學特征研究表明，巖石具埃達克質巖的特征[25]，雖然并非所有埃達克質巖都能成礦，但埃達克質巖與斑巖型銅鉬礦床有密切關系，對尋找斑巖型礦床有重要指示意義。科克賽巖體屬高Sr低Y型花崗巖[29]，巖漿可能是在高壓下形成，深度大于40 km，來源于加厚下地殼的底部。同時，科克賽巖體Sr-Nd同位素的研究表明，具較低的鍶初始比值和較高的釹初始比值[25]，與中國多數斑巖型礦床容礦斑巖的鍶初始比值為0.704～0.709的特征相一致[30]，多與EMI的初始鍶接近，源區應為新增生的地殼。1.5）Ma（尚未發表）。本次工作認為花崗斑巖為科克賽巖體主要巖石類型，后期侵入花崗閃長斑巖，成礦作用與花崗斑巖結晶年齡大致相同。綜合前人對巖體年代的研究，科克賽銅鉬礦成礦作用應發生于晚石炭—早二疊世，研究表明該時期西天山地區處于古亞洲洋閉合，主碰撞造山末期及之后的后碰撞初期階段[26-28]。

表1　科克賽銅鉬礦床與典型斑巖銅礦床對比Table 1 Contrast of Kekesai copper deposit and the typical porphry copper deposit

4　結論

新疆賽里木湖地區科克賽銅鉬礦與科克賽巖體關系密切，具典型斑巖型銅鉬礦的礦床地質特征。成礦作用發生于晚石炭—早二疊世，成礦構造背景為古亞洲洋閉合，陸陸碰撞末期及后期碰撞環境。科克賽巖體具埃達克質巖特征，成巖與成礦同源，成礦物質來源于加厚下地殼的部分熔融。科克賽銅鉬礦位于環準噶爾斑巖銅礦帶，西鄰環巴爾喀什湖斑巖銅礦帶，同屬中亞成礦域，理論上具較好成礦背景，已發現喇嘛蘇、北達巴特等多處礦點。Cu、Au等親銅元素一般存在地幔中，下地殼Mo豐度較高，對Cu，Au成礦不利，科克賽巖體的源區為加厚下地殼的部分熔融，因此后期工作可加強巖體深部鉬礦的尋找。

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Key word:Sailimu Lake;Kekesai;Cu-Mo deposit;Geologic characteristic;Genesis of ore deposit

Geological Characteristics and Genesis of Kekesai CopperMolybdenum Deposit in Sailimu Lake Area, Xinjiang

Yang Shuo,Ma Yuzhou,Yi Qian （Geological Research Academy of Xinjiang,Urumqi,Xinjiang,830000,China）

Abstract:Kekesai Cu-Mo deposit is located in the Sailimu Lake Cu-Pb-Zn metallogenic belt,West of Ring Lake Balkhash metallogenic belt,many medium-small scale Cu-Mo deposit and Pb-Zn deposit had been found in this area.Kekesai Cu-Mo deposit is a porphyry-type deposit that has been found in recent years.It has been divided into four mineralized belt and twenty-one orebody according to our works.Through our study and analysis on Kekesai Cu-Mo deposit,we make a preliminary conclusion that Kekesai is a typical porphyry-type copper molybdenum deposit which closely relate with late Paleozoic tectonic-magmatic activities.Mineralization occurred in the late Carboniferous to early Permian magmatic activity,and the sources of ore-forming materials derived from the partial melting of the thickened crust.

作者簡介:第一楊碩（1988-），男，湖北宜昌人，2011年畢業于中國地質大學（武漢）地質學專業，從事區域地質調查工作

收稿日期:2015-09-20

修訂日期:2015-11-08;作者E-mail:997783479@qq.com

中圖分類號:P618.41；P618.65

文獻標識碼:A

文章編號：1000-8845(2016)01-124-05

項目資助：新疆西天山賽里木湖地區銅鉛鋅礦調查評價項目(1212010880201)資助