新疆哈密卡拉塔格一帶紅石銅礦礦區特征及成礦預測

唐 毅

（新疆維吾爾自治區地質調查院，新疆烏魯木齊 831100）

東天山銅礦資源非常豐富，是目前國家重點銅礦產區，目前，已經有多處礦點被探明，并且有些已開發利用，為國家礦業發展提供了豐富的礦產資源，其中紅石礦床作為東天山銅礦的典型代表。在21世紀初，人們初步發現了紅石銅礦，并在此之后對紅石銅礦的成礦背景、巖石特征研究、成礦作用、成礦構造等內容進行了研究，本文綜合了前人資料，對新疆哈密市的紅石礦成礦規律以及礦體進行了研究，結合新型技術對其深部以及周邊進行了初步預測。

1 區域地質背景

卡拉塔格一帶隸屬天山-興安地層區北天山地層分區噶爾地層區哈爾里克地層小區。哈爾里克地層小區時代為奧陶紀至泥盆紀早期，島弧型火山巖在該小區內廣泛發育。

1.1 地層

區內出露的地層有奧陶系的中奧陶統荒草坡群大柳溝組；志留系的中-上志留統紅柳峽組；泥盆系的下泥盆統大南湖組、中泥盆統康古爾塔格組；石炭系的上石炭統臍山組；二疊系的中二疊統阿爾巴薩依組、上二疊統庫萊組。中新生界出露的有下侏羅統三工河組；中侏羅統的西山窯組、頭屯河組；古近系的古新統臺子村組、始新統巴坎組；古-新近系的漸-中新統桃樹園組；新近系的上新統葡萄溝組；第四系的下更新統西域組、上更新統新疆群及全新統。

1.2 構造

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次級隆起構造單元，屬準噶爾板塊一部分。該帶進一步劃為哈爾里克早古生代島弧，大南湖泥盆紀島弧、企鵝山石炭紀島弧三個三級構造單元。礦區所在屬哈爾里克早古生代島弧帶，主要發育NW向、NNW向和NEE向斷裂構造三組斷裂，同火山斷裂發育，含礦火山熱液沿斷裂活動強烈。

1.3 巖漿巖

區內侵入巖較為發育，主要分布于規劃區南側為一套古生代志留紀侵入巖，由老到新依次為英云閃長巖、花崗閃長巖、二長花崗巖，侵位于中奧陶統荒草坡群大柳溝組中，北側外接觸帶圍巖的蝕變較強，主要有角巖化、硅化及褐鐵礦化等蝕變。南側被北西向北傾斷層切割，巖石受斷層影響動力變質現象明顯，碎裂巖化較強。

1.4 變質作用

卡拉塔格地區經受了區域變質作用，變質輕微，僅達到葡萄石-綠纖石相、葡萄石-綠泥石相。

2 礦區地質特征

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。礦區內主要出露地層為中奧陶統荒草坡群大柳溝組（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，凝灰巖，以及次火山巖和中酸性巖中。礦區由于多個中心-裂隙式火山噴發的疊加，在第二、第三巖性段呈現出多個旋回的安山巖與英安巖、火山碎屑巖與熔巖的復雜組合。哈密紅石礦區地質圖概略見圖1。

圖1 哈密紅石礦區地質圖概略

礦區位于卡拉塔格北西西向復向斜南翼，主構造線方向為NWW向。區域性南北向擠壓應力是本區的主導構造因素，NWW向壓扭性斷層與近NS-NNE向張扭性斷裂，以及二者復合處環狀構造的組合特征，控制著區內火山噴發活動和火山巖建造的形成與分布、巖漿巖的侵位與成礦作用。

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

銅金地球化學異常和地球物理異常是重要的間接找礦標志。紅石礦區具有低磁、低阻、高極化率的異常特征。在已發現的礦點（床）中物探普遍具有地下以淺陡傾異常（構造）帶，中深部平緩的特征。在地球化學中，礦區位于東天山的底坎爾-大南湖Cr-Ni-Co-Cu-V區域地球化學異常帶上，尤其在卡拉塔格東部區域，具有較好的Au-Ag-Cu-Zn地球化學組合異常，為找礦提供了有力線索。礦體呈連續脈狀，長度在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%。

礦石結構特征主要呈半自形-他形微細粒-中細粒結構，銅礦石主要呈呈半自形-他形中粒網脈狀、細脈狀、團塊狀結構，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、凝灰巖，圍巖蝕變主要為硅化、黃鐵礦化、絹云母化、綠泥石化等。

3 成礦規律

礦體受近NS向與NWW向斷裂和火山通道的復合構造帶控制，銅礦體目前發現的一般產在火山角礫巖帶、巖筒的邊部以及頂部的次級斷裂破碎帶中，礦體具穿層性和成組分帶性。礦體形態為脈狀、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。

在礦區中，有四個相互平行且較為均勻分布的礦體，呈近南北向、北東向延伸，礦脈一般長為100～200m，寬度平均在1～2m。根據礦區中部礦體的分布特征，紅石礦礦區中礦體受火山通道與構造影響分布間距較為均勻，此特征在主要采區340中段的表現明顯（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，礦體多表現為淺埋深的近于平行的盲礦體。

從地表以及地下情況來看，構造對于紅石銅礦成礦作用主要體現在以下幾個方面：首先是區域上的西北向斷裂帶，決定了整個火山巖的產出形態，近南北向、北西西向斷裂與火山通道-火山角礫巖帶復合控礦。其次是南北向產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構分布的主要控礦單元，礦化作用顯著，區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出。紅石銅礦的四個主要礦體存在于一組高角度拉伸扭性斷裂中，延伸300～400m，呈側列式分布，傾斜角均在75°～85°，另外，在9號脈主礦體中，上部傾角在70°以上，下部則在35°左右，深部位置上，傾向于與其他三個相鄰礦脈相交。

4 成礦預測

從分布情況上看，卡拉塔格一帶具備尋找大型銅（鋅）金礦床的優越成礦地質背景。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。

哈密紅石礦區的探明礦體主要附存在南北向的側列式斷裂中，受次生斷裂和復雜的側列式斷裂控制，根據對于9號礦體深部的變化情況進行推測，對紅石銅礦深部進行了預測，圈出四個深部可能出現的礦體。在礦體的深部延伸中，礦體的傾斜角在300～500m的高度上從75°轉變到45°左右的小傾角范圍，在垂面上發生了從陡峭到平滑的變化，推測在其深部還具有較好的成礦通道可能（圖3）。

圖3 紅石銅礦深部預測圖

5 結束語

對新疆哈密紅石銅礦的成礦地質背景以及礦床特征進行了分析，并且對紅石銅礦山深部進行了初步的成礦預測。礦區總體表現為產于火山隆起區，受次級火山機構、次火山巖體及其旁側斷裂裂隙構造的控制；礦脈成群成帶出現、彼此平行側列式分布，在區域上主要為環形構造，在深部礦體傾角由陡直轉為平緩，推測礦體在中深部還有大量附存。該區域內電法和磁法有較好的表現，具有低磁、低阻、高極化率的特征，尤其是對陡傾和水平的含礦構造有較好反應。據資料顯示，紅石-梅嶺銅礦屬中低溫熱液型成礦，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育的，構造給予了較好的成礦條件，提供了空間，帶來了熱源。鑒于紅石銅礦中存在較多盲礦體，建議在外圍開展大比例尺的磁法和電法工作來確定隱伏的含礦構造，以求達到更好的找礦突破。