新疆阿舍勒銅礦區地質特征及三維成礦預測

白旭暉

（內蒙古交通職業技術學院建筑工程系，內蒙古赤峰024000）

新疆阿舍勒銅礦于1984年被發現，20世紀90年代初經詳查探明該礦床為大型有色金屬礦床，其中銅金屬量 91.524 萬 t，Cu 平均品位 2.39%［1-2］。近年來，隨著勘探工作及地質研究的不斷深入，沿著礦區外圍相繼發現了新的銅礦床［3-4］，并且礦區深部找礦前景較好［5］。為進一步擴大礦區資源儲量，本研究在詳細分析礦區地質特征、礦床地質特征的基礎上，根據三維地質成礦預測理論，進行成礦預測，圈定找礦靶區，為礦區后續找礦勘查工作提供有益參考。

1 區域成礦地質背景

阿舍勒銅礦位于哈薩克斯坦大斷裂帶南側、青藏高原褶皺帶北側、西鄰瑪爾卡庫里深大斷裂、東側為阿爾泰造山帶。區域出露的地層主要為早古生代變質巖系及古陸穹隆基底，蓋層為碎屑沉積巖，形成時間為早古生代，區域地層為火山巖。礦區含礦地層為梅子埡組，其形成背景為多年滯留沉積形成的碎屑泥質巖，具有多期成礦的特點，并蘊含銀、銅、錫等多種資源。區域構造主要為脆性斷裂，按照特性可分為三級構造，一級構造為主斷裂；二級構造為控制礦區北部的斷裂；三級斷裂為控制礦區西南部的斷裂。區域巖漿巖分布范圍較廣，以絹云石英片巖（SeqSc）為主，梅子埡組第一巖性段（S1m1）、梅子埡組第二巖性段（S1m2）主要分布于斷裂帶以西，其中分布于玲瓏超單元內的主要為內脈巖，主要成分為云煌巖脈、花崗偉晶巖、花崗巖等。

2 礦區地質特征

（1）地層。阿舍勒銅礦區出露的地層主要為梅子埡組，主要傾向為SW向，傾角為13°～39°，由于褶皺作用，最大傾角約為78°，地層沿著走向、傾向呈波狀起伏特征，可將其分為3個巖性段。分布于礦區西南部的為第一巖性段，傾角為22°～49°，傾向SW，其中，80%的巖性段傾角為25°～45°，呈SW—NE向展布，出露寬度為360～510 m。第二巖性段分布于礦區東北部，傾角為4°～50°，傾向SW，其中，80%的巖性段傾角為20°～40°，傾角最大值為82°，該巖性段出露寬度為390～750 m，巖石的組成成分主要為絹云母片巖，其中含有少量石英巖、局部碳質片巖。銅礦主要集中于第二巖性段，該巖性段為礦區賦礦層位。第三巖性段分布于礦區中部，傾角為5°～65°，傾向SE，其中，80%的巖性段傾角為25°～45°。該巖性段的巖石主要成分為大理巖、灰巖、絹云石英巖等，銅礦主要集中分布于該巖性段東部。

（2）構造。礦區巖層傾向和走向呈現出明顯的波狀起伏特征，是由礦區多次承受構造疊加作用所致。礦區小型褶皺普遍發育，并且相互疊加、相互影響、相互改造。可以將礦區的斷裂分為3組：第1組斷裂位于礦區北部，近EW走向，傾角為55°～75°，傾向S，破碎帶寬1～10 m，經過現場勘探，該組斷裂存在銅異常；第2組斷裂位于礦區中部，傾角20°～40°，傾向NE，長550～1 500 m，寬50～70 m，為最重要的銅礦控礦構造；第3組斷裂位于礦區南部，長度為45～500 m，走向為SW—NE。

（3）巖漿巖。礦區的巖漿巖主要為酸—中性脈巖，形狀主要為小透鏡和脈狀，成分主要有云煌巖脈、花崗偉晶巖、花崗巖等。巖脈的形狀主要為脈狀（長度為0.2～1.1 m），發育位置集中于銅礦化蝕變帶旁側或其內部，基本與S2面理平行，在空間上關系非常密切。銅礦化蝕變帶旁側和內側發育有云煌巖脈、鈉長巖脈，寬度為0.3～5.2 m，形狀為脈狀，與銅礦化具有直接的關系?；◢弾r及花崗偉晶巖主要侵入于礦區北部含碳絹云石英片巖和南部絹云石英片巖段，形狀呈透鏡狀、復脈狀和大脈，寬1～15 m，長5～75 m。

3 礦床地質特征

（1）礦體特征。經過現場勘探，在礦區內發現了南、北2條礦化蝕變帶，礦體和礦帶的分布方向均為NW—SE向，主礦帶為南礦帶。南礦帶主要位于礦區中部，傾角為NE方向12°～51°，寬度為50～70 m，長度為1 500～2 000 m。該礦帶傾向、走向具有波狀起伏特征，且巖石具有片理化、劈理構造和微褶皺等特點。巖石主要為絹云母變斑晶化、硅化、含黃鐵礦的絹云石英巖和二云母石英片巖。南礦帶可以分為2條地質特征極為相似的礦體，兩者平行分布，編號為Cu-1#、Cu-2#。Cu-1#礦體位于南礦帶中部，與礦帶產狀基本一致，平均品位為1.89×10-6，品位變化系數為97%，單件礦石樣品的Cu品位為（0.79～37.98）×10-6，礦體最大控制斜深為219.9 m，厚度為0.8～5.84 m，平均厚度約為2.23 m，厚度變化系數為59%，礦體控制長度為1 350 m。

（2）圍巖蝕變。礦區圍巖蝕變主要有硅化、黑云母變斑晶化、黃鐵礦化和褐鐵礦化。硅化可分為2類，第1類為硅化細脈，呈條帶狀及小扁豆體分布，主要沿著巖石的裂隙、劈理和片理分布；第2類硅化為灰白—白色，呈細脈狀—網脈狀沿巖石劈理、裂隙和片理貫入，如果該類硅化與形狀為網脈狀的硫化物同時出現，說明該區域巖石中銅品位較高，該類硅化主要分布于構造和礦化帶中。礦區黃鐵礦化可分為3期：第1期黃鐵礦主要分布于方解石脈-石英裂隙中，大部分呈自形粒狀，其粒間和裂隙見有銅金礦；第2期黃鐵礦主要分布于劈理和巖石裂隙中，分布形態主要為網脈狀和脈狀，大部分呈半自形粒狀，勘探成果表明，第2期黃鐵礦與銅成礦的關系十分密切，尤其是以纖維狀和網脈狀分布的黃鐵礦；第3期黃鐵礦主要與磁黃鐵礦共同發育于巖石片理中，大部分呈他形粒狀，形態主要為透鏡狀、浸染狀和條帶狀。

4 成礦預測

本研究根據三維地質建模成礦預測理論［6-9］，基于礦區已有的各類地質數據，采用Surpac軟件構建三維礦化域數字模型，在此基礎上對銅礦化的分布特征進行分析，并進一步進行成礦預測，圈定找礦靶區，具體流程如圖1所示。

4.1 三維地質建模

4.1.1 地質數據庫模型創建

礦區各類地質數據在Surpac軟件中一般以表格的形式進行顯示，該款軟件不僅可以根據三維建模的具體要求自動生成各類表格，而且用戶可以根據不同的需求添加表格［10-11］。本研究將礦區的各類地質數據均轉化為表格形式后，構建的三維地質數據庫模型如圖2所示，該模型是建立三維礦化域數字模型的基礎。

4.1.2 地表模型構建

將礦區高程數據輸入Surpace軟件中，將等高線作為約束線自動生成地形文件［12］，構建的礦區地表模型如圖3所示。

4.1.3 實體模型

在Surpac軟件中，實體模型為若干三角面組成的空間體，且三角面須滿足下列要求［13］：三角面必須是相連的，三角面不宜出現相交現象，三角面組成的空間必須是封閉的。Surpac軟件提供了相連段法、合并法、剖面線法等實體模型構建方法。結合阿舍勒銅礦地質特征以及礦區最新勘探成果，本研究選擇剖

面線法構建三維礦化域實體模型，如圖4所示。

4.1.4 塊體模型

一般來說，三維礦化域數字模型在空間上規模較大，其準確性受到各類地質因素的影響較大。為提高模型的準確性，有必要構建尺寸微小的塊體模型。經過理論計算，本研究塊體模型的長度選定為勘探線間距的5%，具體尺寸為2.5 m，高度為平均樣長，即1.2 m，故最終選定的塊體尺寸為2.5 m×2.5 m×1.5 m（長×寬×高），最終構建的三維礦化域塊體模型由820 564個單元塊組成，如圖5所示。

4.2 礦化空間分布規律

為對塊體模型進行準確估值，進一步分析銅礦化的空間分布規律，本研究采用普通克里格法［14］估算每個塊體的銅品位。在此基礎上，分別根據模型Cu品位的平面（XY）、縱剖面（XZ）和橫剖面（YZ）投影等值線圖，對銅礦化的空間分布規律進行分析。

圖6為模型Cu品位平面（XY）投影等值線圖。分析該圖可知：總體上銅礦化呈SSE—NNW走向，且高品位礦化的連續性相對于低品位礦化差，高品位礦化呈不規則狀、透鏡狀分布。圖6左上角的高品位銅礦化延伸方向為SW—NE向，該區域連續性較好，但邊部的控制數據存在不封閉性和數據較少等不足。

圖7為Cu品位縱剖面（XZ）投影等值線圖。分析該圖可知：銅礦化主要分布于760～840 m標高，且高品位區域的銅礦化分布具有緩傾性特征。例如在標高820～880 m、坐標516 690～516 810 m區域內，銅礦化呈似啞鈴狀分布，局部形態具有類似褶皺的特點，但總體上呈近似水平分布。

圖8為Cu品位橫剖面（YZ）投影等值線圖。分析該圖可知：礦區銅礦化由北向南具有向深部延伸的特點，該圖左下角的高品位銅礦化主要分布于深部，該圖右上角的高品位銅礦化主要分布于淺部。根據勘探結果，礦區高品位銅礦化向下延伸的趨勢明顯，并且在深部方向上沒有封閉，深部可能含銅量較高。

4.3 找礦靶區

綜合分析Cu品位平面（XY）、縱剖面（XZ）和橫剖面（YZ）投影等值線圖可知：總體上礦區銅礦化走向為SSE—NNW向，具有向N傾或NE傾的特點，呈斷續狀分布；銅礦化在空間上沿走向不完全連續，可預測在空間上銅礦化呈雁列式分布。

根據Cu品位縱剖面（XZ），圈定了3處找礦靶區（圖7），編號分別為W-Ⅰ#、W-Ⅱ#、W-Ⅲ#。W-Ⅰ#靶區位于800 m標高、X坐標516 760 m附近。810～890 m標高、X坐標為516 680～516 780 m的區域內銅礦化的分布趨勢為垂直向下延伸，該區域銅礦化向下的等值線沒有完全封閉，可推測W-Ⅰ#靶區內銅礦化的分布特征為向下延伸。W-Ⅱ#靶區位于740～790 m標高、X坐標517 440 m附近，690～790 m標高、X坐標為517 190～517 290 m的區域內銅礦化具有向下30°延伸和向E傾的特點。該區域等值線密度較低、勘探工作程度較低、銅礦化未封閉，并且區內銅礦化等值線與該區域西側的銅礦化等值線平行分布，據此推測W-Ⅱ#靶區內有銅礦化延伸。W-Ⅲ#靶區位于740～790 m標高、X坐標517 440 m附近，740～840 m標高、X坐標為517 340～517 440 m的區域內銅礦化等值線密度非常低，結合該區的勘探工作成果，推測在W-Ⅲ#靶區內存在銅礦化。

根據Cu品位橫剖面（YZ），圈定了3處找礦靶區（圖8），編號分別為S-Ⅰ#、S-Ⅱ#、S-Ⅲ#。S-Ⅰ#靶區位于710～790 m標高、Y坐標為3 678 150 m附近，區內Cu品位等值線密度低且向下未封閉；S-Ⅱ#靶區位于Y坐標3 677 750 m附近，標高為710～760 m，在標高為690～790 m、Y坐標為3 677 610～3 677 790 m的區域內，銅礦化總體上具有向N傾45°的特點，具有向下延伸的趨勢；S-Ⅲ#靶區位于810～890 m標高、Y坐標為3 678 450 m附近，840～890 m標高、Y坐標為3 678 210～3 678 390 m區域內的銅礦化呈水平分布，800～890 m標高、Y坐標為3 678 450 m附近，銅礦化在邊部向N傾。

綜合縱剖面（XZ）和橫剖面（YZ）圈定的找礦靶區，通過進行整合對比，最終圈定了如圖6所示的3處找礦靶區，編號分別為Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#。

通過在礦區開展1∶20 000土壤地球化學測量工作，發現了一條走向118°、長3.15 km、寬300～400 m的銅異常帶，該異常帶伴有銻、砷、金、銀異常，多個異常呈串珠狀分布，與礦區圈定的3處找礦靶區吻合性較好。

5 結語

詳細分析了新疆阿舍勒銅礦礦床地質特征，根據三維地質成礦預測理論，構建了礦區三維礦化域數字模型，根據對銅礦化空間分布規律的分析，進行了成礦預測，圈定了3處找礦靶區。礦區1∶20 000土壤地球化學測量發現的銅異常帶的分布與本研究圈定的找礦靶區吻合性較好，表明采用三維成礦預測技術圈定的找礦靶區可靠性較強。