吐魯番小熱泉子銅礦成礦規(guī)律與模式分析

馮曉宏　吳生軍

摘要：吐魯番小熱泉子銅礦的構(gòu)造位置位于準(zhǔn)格爾板塊和塔里木板塊交接地帶。下石炭統(tǒng)小熱泉子組是該礦區(qū)的重要含礦地層，研究小熱泉子銅礦成礦規(guī)律及成礦模式，對于該區(qū)尋找類似礦床具有重要意義。

關(guān)鍵詞：吐魯番；銅礦；成礦模式；成礦規(guī)律

1. 吐魯番小熱泉子銅礦的地質(zhì)特征

在該區(qū)域中，吐魯番出露地層由洛布厄組、石炭小熱泉子組、上石炭統(tǒng)底坎爾組等組成。其中，下石炭統(tǒng)小熱泉子組屬于新疆吐魯番小熱泉子銅礦區(qū)內(nèi)部非常重要的一個(gè)容礦地層，該套地層是由濱淺海火山噴發(fā)沉積和陸源碎屑共同組合而成，其巖性具體包括凝灰質(zhì)砂巖、灰綠色凝灰?guī)r、安山巖、凝灰質(zhì)粉砂巖等，覆蓋有不完整的洛布厄組與底坎爾組，而且在該區(qū)域內(nèi)廣泛分布有火山巖和中酸性的火山碎屑巖。依照火山巖所產(chǎn)出的構(gòu)造環(huán)境、噴發(fā)時(shí)代以及火山活動(dòng)強(qiáng)度等，可具體劃分為三個(gè)火山噴發(fā)旋回。具體包括早二疊世恰特卡爾旋回、洛布厄旋回和早石炭世小熱泉子旋回，在這一地區(qū)內(nèi)部的侵入巖分布相對較為有限，其所呈現(xiàn)的產(chǎn)出形狀具有不規(guī)則性，但和主要構(gòu)造線走向基本一致。

2. 銅礦開采中的問題

2.1 開礦技術(shù)水平有待提升，地質(zhì)破壞嚴(yán)重

在進(jìn)行開礦時(shí)，由于我國的開礦技術(shù)還未達(dá)到先進(jìn)水品，有許多地方進(jìn)行的是粗放式的開采，有些企業(yè)主要進(jìn)行的是經(jīng)驗(yàn)操作，對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)沒有具體的了解，就進(jìn)行開采，西南等地地質(zhì)情況與其他地區(qū)的地質(zhì)有所差異，這種盲目的開采方式帶來安全隱患，容易發(fā)生安全事故，現(xiàn)有技術(shù)在進(jìn)行排水時(shí)沒有考慮現(xiàn)實(shí)的地質(zhì)狀況，在進(jìn)行開采時(shí)，容易造成水害。同時(shí)還會(huì)對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境帶來較大破壞性。

2.2 開礦地點(diǎn)有待科學(xué)性選擇

在進(jìn)行銅礦床的勘測上，由于地質(zhì)較為復(fù)雜，簡單的鉆孔勘測滿足不了現(xiàn)實(shí)的需求。在進(jìn)行開礦地點(diǎn)的選擇時(shí)，切實(shí)掌握開礦礦井水位的地質(zhì)情況，在進(jìn)行監(jiān)控的防治上，措施不到位，沒有對礦井的全面情況進(jìn)行深入勘察和具體勘測，使得開礦的質(zhì)量沒有保障，在核實(shí)煤層的厚度上沒有進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，進(jìn)行礦井的勘測與實(shí)際的地質(zhì)環(huán)境相沖突，這樣容易產(chǎn)生水害。

2.3 企業(yè)以及工作人員應(yīng)提高安全意識

在進(jìn)行銅開采時(shí)，由于工作人員的安全意識有待深化，容易導(dǎo)致事故的發(fā)生，還有當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況較為復(fù)雜，企業(yè)對具體的開礦情況處在一知半解的情況下，地下開礦的安全措施設(shè)置不當(dāng)，當(dāng)遇到緊急事故時(shí)，工作人員不能進(jìn)行緊急救治。還有就是銅礦產(chǎn)資源的過度開發(fā)會(huì)促使當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)發(fā)生變化，致使有些地質(zhì)變得薄弱，而工作人員不具備相關(guān)的知識，在進(jìn)行工作時(shí)還按照原有的方法，在開采過程中，開斷地下水成，導(dǎo)致出現(xiàn)大量的地下水，造成嚴(yán)重的水害。在安全意識的培養(yǎng)上，企業(yè)對安全意識的培訓(xùn)不徹底，大多流于表面，這樣很容易發(fā)生事故，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和危害到人身安全。

3. 礦床特征及成礦規(guī)律

在進(jìn)行開礦時(shí)，由于我國的開礦技術(shù)較為落后，有許多地方進(jìn)行的是粗放式的開采，有些企業(yè)主要進(jìn)行的是經(jīng)驗(yàn)操作，對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)沒有具體的了解，就進(jìn)行開采，西南等地地質(zhì)情況與其他地區(qū)的地質(zhì)有所差異，這種盲目的開采方式帶來安全隱患，容易發(fā)生安全事故，現(xiàn)有技術(shù)在進(jìn)行排水時(shí)沒有考慮現(xiàn)實(shí)的地質(zhì)狀況，在進(jìn)行開采時(shí)，容易造成水害。同時(shí)還會(huì)對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境帶來較大破壞性。

吐魯番小熱泉子銅礦區(qū)中有80多個(gè)已圈定的礦體，而且不同礦體都在區(qū)中發(fā)育背斜核的位置集中分布，而且礦體大多順著背斜核部虛脫環(huán)節(jié)形成，由于沿背斜核位置的虛脫空間會(huì)對吐魯番小熱泉子銅礦區(qū)形成一定限制作用。除此之外，吐魯番小熱泉子銅礦石的結(jié)構(gòu)主要分為以下幾種類型，即：固熔體分離結(jié)構(gòu)、晶粒結(jié)構(gòu)、碎屑結(jié)構(gòu)、反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)等。金屬礦物在礦石內(nèi)部具體分為毒砂、黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦以及閃鋅礦等。新疆吐魯番小熱泉子銅礦大多屬于低溫?zé)嵋何g變礦物發(fā)育，而且與銅礦化具有相關(guān)性的一些蝕變類型主要有：硅化、綠泥石化、黃鐵礦化、碳酸鹽化和表生期氧化時(shí)期所產(chǎn)生的孔雀石化、褐鐵礦等，而且氧化礦圍巖蝕變分帶均非常顯著，圍巖蝕變顏色具體為鍺石化與褐鐵礦化的紅色、黃鉀鐵礬化的黃色、孔雀石化和綠泥石化的綠色。

4. 吐魯番小熱泉子銅礦礦床的成因分析

吐魯番小熱泉子銅礦區(qū)中低溫?zé)嵋何g變礦物發(fā)育，對相關(guān)硫同位素樣品進(jìn)行選擇性采集并展開測試，得出結(jié)果為，0.11%～11.1%是硫同位素樣品δ34S的取值范圍，而其中位值就是5.73%，由此可以看出，硫同位素樣品的標(biāo)準(zhǔn)差就是2.227%，與δ34S的湖水?dāng)?shù)值與大氣降水?dāng)?shù)值較為相近，最初礦化時(shí)期，相關(guān)紋層狀閃鋅礦δ34S值明顯不高，可以說與零值較為接近，而且和隕石硫存在一致性，該結(jié)果顯示出火山中存在地幔硫。而且銅礦礦化的后期，有關(guān)熱液的礦石和石英脈型綠泥石巖有著較為類似的δ34S值，其平均值是5.427%、5.288%，在零以上，存在總硫同位素上升，沿著富重硫δ34S位置轉(zhuǎn)變的發(fā)展趨勢。通過測定結(jié)果顯示，石英包裹體氫氧的同位素在氫氧同位素中存在非常小的變化趨勢，δDH2O趨勢范圍主要在-78.1%～-77.0%之間，可以說和巖漿水域非常接近，所以，在石英硫化物時(shí)期的相關(guān)成礦流體其實(shí)就是地下水、火山熱液兩者的混合流體。通過研究得知，包裹體測溫所得結(jié)果為，87℃～126℃是噴流沉積階段主要溫度范圍，而且適應(yīng)硫化物在熱液時(shí)期的溫度較高，主要保持范圍是120℃～225℃，以地質(zhì)溫度計(jì)為基礎(chǔ)對成礦溫度進(jìn)行估算，結(jié)果顯示是177℃～280℃，由此可以看出，新疆吐魯番小熱泉子有著200℃～250℃的銅礦成礦溫度，其范疇為中溫環(huán)節(jié)。以同位素年齡為基礎(chǔ)展開檢測，檢測結(jié)果顯示是339.1～230.2Ma。從以上分析結(jié)果看出，成礦初期其實(shí)就產(chǎn)生了石炭紀(jì)，石炭紀(jì)以噴流沉積成巖成礦為外在表現(xiàn)，且礦床形成因素為火山噴流沉積、富集疊加熱液以及改造型礦床。

5. 綜合成礦模式

通過闡述與研究新疆吐魯番小熱泉子銅礦產(chǎn)生的因素，并且和主礦體的實(shí)際物探成果相結(jié)合，研究發(fā)現(xiàn)，新疆吐魯番小熱泉子銅礦產(chǎn)生的主要模型圖見圖1，物探成礦模式是低電阻、高重力以及高極化等，而且成礦構(gòu)造模式主要是背斜構(gòu)造虛脫，該現(xiàn)象有利于賦礦的位置。總而言之，吐魯番小熱泉子銅礦的主要成礦模式是低電阻、高重力、高極化率以及背斜核部虛脫位置。

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