新疆鄯善縣黑尖山銅（鐵）礦地質特征及成因淺析

龐衛波，陳國棟

（新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第一地質大隊，新疆 吐魯番 838204）

1 區域地質背景

工作區位于哈薩克斯坦－準噶爾板塊（I）準噶爾微板塊（II）覺羅塔格晚古生代溝弧帶（III）。覺羅塔格晚古生代溝弧帶（III）以雅滿蘇斷裂為界可分劃為雅滿蘇島弧帶（Ⅳ）和康古爾海溝帶（Ⅳ），工作區即位于雅滿蘇島弧帶（Ⅳ）內。

區內出露地層主要有中天山島弧帶薊縣系卡瓦布拉克組（Jxk），奧陶系上統白頂山組，康古爾海盆帶石炭系下統干墩組，覺羅塔格島弧帶石炭系下統雅滿蘇組、上統土古土布拉克組,侏羅系下—中統煤窯溝組,第三系桃樹園組和第四系。各地層單位特征如下所述[1]。

區內侵入巖較為發育，巖石類型主要為閃長巖、石英閃長巖、花崗閃長巖、二長花崗巖、正長花崗巖、石英斑巖。巖體侵入時代為加里東晚期—華力西晚期。花崗巖成因類型為I型。包括區域性脈巖和專屬性脈巖。區域性脈巖有閃長巖、花崗斑巖、石英斑巖。脈巖走向一般與構造線方向一致。專屬性脈巖寄生在巖體中，主要為輝長巖、輝綠巖，百靈山巖體中極為發育。

該區褶皺比較發育，但受巖體的破壞作用，褶皺較難識別。以下介紹2個代表性褶皺：多頭山向斜、群白山背斜，區內斷裂較為發育，主要以阿奇克庫都克斷裂和雅滿蘇斷裂為區域性斷裂。

2 詳查區地質特征

2.1 地層

礦區內出露地層為下石炭統雅滿蘇組第二段，呈北西向分布，總體呈南、南東傾，傾角75°～80°±，個別地段巖石傾斜朝北，傾向43°，傾角34°。因缺少區域對比資料，以下石炭統雅滿蘇組第二巖性段為主體本次，巖性為一套淺-中等程度變質火山碎屑巖-火山巖組合。巖石普遍綠簾石化、綠泥石化。詳查在區內建立了六個巖性層。

下石炭統雅滿蘇組第二巖性段第一層：分布于礦區東南角，主要巖性為深灰綠色角礫凝灰巖。出露面積較小，向東南延伸出圖幅。大致呈東西向帶狀分布，呈似層狀、透鏡狀，地層總體傾向為西南，傾角66°～67°。局部巖石綠簾石化較強，與上覆地層雅滿蘇組第二巖性段之間為整合接觸關系。

下石炭統雅滿蘇組第二巖性段第二層：分布于礦區東南角，主要巖性為深灰綠-灰綠色晶屑巖屑凝灰巖。出露面積較大，向南延伸出圖幅。地層總體傾向為東南，傾角55°～67°。巖石具綠簾石化較強，與上覆地層雅滿蘇組第二巖性段之間為整合接觸關系[2]。

下石炭統雅滿蘇組第二巖性段第三層：分布于礦區西邊，主要巖性為淺灰、淺灰綠色、棕褐色硅化凝灰巖。出露面積較小，地層總體傾向為西南，傾角50°～67°。巖石具較強的硅化，與上覆地層雅滿蘇組第二巖性段之間為整合接觸關系。

下石炭統雅滿蘇組第二巖性段第四層：分布于礦區中部，主要巖性為深灰-深灰綠色晶屑凝灰巖、角礫凝灰巖夾深灰綠色含角礫凝灰巖。出露面積較大，地層總體傾向為西南，傾角68°～77°。巖石具較強的綠簾石化、綠泥石化，與上覆地層雅滿蘇組第二巖性段之間為整合接觸關系。

下石炭統雅滿蘇組第二巖性段第五層：分布于礦區北部，主要巖性為深灰-深灰綠色含角礫凝灰巖。出露面積較大，往北延伸出圖幅。地層總體傾向為西南，傾角55°～81°。巖石具較強的綠簾石化，與上覆地層雅滿蘇組第二巖性段之間為整合接觸關系。

下石炭統雅滿蘇組第二巖性段第六層：分布于礦區北東部，主要巖性為深灰-深灰綠色凝灰巖。出露面積較小，往東延伸出圖幅。地層總體傾向為西南，傾角55°。巖石具片理化，與上覆地層雅滿蘇組第二巖性段之間為整合接觸關系。

2.2 構造

黑尖山工作區西南側與百靈山巖體接觸，區內構造主要為斷裂，褶皺相對不發育。普查區內主要有1條斷裂。斷裂長度5.5km,走向310°，產狀近直立。斷裂性質表現為右行平移，水平位移達500m。斷裂產生于巖體和礦體形成之后，無成礦意義。礦區主要褶皺為黑尖山向斜。向斜核部為雅滿蘇組玄武巖，翼部為該組凝灰巖、角礫凝灰巖。褶皺軸向300°，兩翼內傾，傾角15°～45°，屬開闊向斜構造。

2.3 巖漿巖

詳查區侵入巖較為發育,主要分布于普查區西南、西北部,巖石類型為閃長玢巖、輝綠玢巖、花。巖體侵入時代為華力西中期。

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

黑尖山銅（鐵）礦床產于下石炭統雅滿蘇組第二巖性段，巖性為一套淺-中等程度變質火山碎屑巖-火山巖組合。通過本次詳查工作由北向南共圈定L1號脈和L2號脈兩個礦體。其中L1號礦體分布于詳查區的東部,L2號脈位于L1號脈的西南邊[3-6]。

3.1.1 L1號礦體特征

L1號脈通過地表槽探工程和深部7個鉆孔控制，共分成2個磁鐵礦體，編號依次為L1-1、L1-2，其中L1-2為半隱伏狀。礦體主要有用組分為磁鐵，局部伴生Cu等。L1-1號礦體出露地表多為高品位磁鐵礦，均已達工業礦體標準。

L1-1號礦體由4-11線7個鉆孔和6個探槽控制，控制礦體長度500m，控制最大斜深200m，控制平均斜深約110m。0線以北礦體尖滅，礦體在3勘探線上厚度較厚，平均為7.24m；11-13勘探線上礦體厚度相對較薄，平均2.23m。主礦體呈半隱伏狀產出，除0、3、7、11線地表有高品位礦分布外，工業礦體未出露地表。礦體走向上呈脈狀，延伸穩定，傾向上礦體呈似層狀的特征，礦體總體走向45°～76°，總體傾向東，傾角53°～60°，平均傾角55°。主礦量分布在0～13線、標高1000m～1150m的范圍內。從7線來看，工業礦體產狀略陡（62°），北部較緩（57°）；說明原生礦體由7線往南產狀由緩變陡。

工業礦體單工程最大見礦厚度5.53m，最小見礦厚度0.61m，礦體平均厚度3.32m。礦體厚度變化系數為113.32%，屬厚度不穩定礦體。單工程礦體厚度主要分布在1m～10m一個區間。

礦體TFe單樣最高品位56.15%，單工程TFe品位為15.90%～45.10%，礦體平均品位26.50%。屬有用組分分布較均勻礦體。礦體中單工程MFe品位為6.56%～30.41%，平均16.43%，品位變化系數67.70%，屬有用組分分布較均勻。

3.1.2 L2號脈

通過地表槽探工程和深部3個鉆孔控制，共圈定1個磁鐵礦體,編號為L2；礦體主要有用組分為磁鐵礦。為原生礦體，由ZK801一個鉆孔控制，推斷礦體長度大于200m，向東西未封閉；控制礦體斜深90m，走向34°，傾向南，傾角60°，向深部厚度變小、品位變化不大。礦體單工程真厚度7.01m，平均厚為7.01m ；單工程TFe品位7.43-32.94×10－2，平均品位23.43×10－2。

3.2 礦石質量

礦石金屬礦物有黃銅礦（地表多氧化成孔雀石）、銅蘭、赤鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦。礦體脈石礦物以石英、石英方解石為主，其次為綠簾石、綠泥石和陽起石等。礦床中磁鐵礦結構和構造比較簡單，礦石結構主要為他形-半自形粒狀結構，礦石構造為細脈狀、團塊狀構造。他形-半自形粒狀結構：磁鐵礦在巖石裂隙面呈粒狀產出，粒度＜0.1mm。細脈-團塊狀構造：磁鐵礦以他形-半自信粒狀巖巖石裂隙面呈細脈、團塊狀分布。

礦區采用鐵礦物的氧化率來確定氧化帶的深度。在巖心編錄中以觀察磁鐵礦的氧化物（褐鐵礦）含量以及根據巖心編錄、巖礦鑒定資料來確定氧化帶的界線和深度。通過綜合觀察，可以分為原生礦石和氧化礦石兩大類。氧化礦石位于地表及近地表，從表中可看出，黑尖山銅（鐵）礦區L1號脈氧化帶深度在17.23（ZK001）—31.10m（ZK303）之間，平均深度為23.33m，氧化礦石以次生礦物褐鐵礦為主。L2號脈氧化帶深度在18.63（ZK401）—27.97m（ZK801）之間，平均深度為24.23m，原生礦石主要為磁鐵礦石，主要礦物組合為黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦等。

礦石按自然類型分為氧化礦石和原生礦石兩大類，以原生礦石為主。氧化礦石為地表和近地表礦石，屬次要礦石類型。礦石中以次生金屬礦物為主。主要由褐鐵礦、赤鐵礦組成，少量黃鐵礦以殘留礦物形式存在。原生礦石以氧化礦物的種類和含量變化可分為團塊狀、細脈狀磁鐵礦石。

4 成礦期、成礦階段及礦床成因

4.1 成礦期、成礦階段

礦床分為熱液期和表生期兩個成礦期。熱液期可劃分為三個階段。

（1）黃鐵礦—石英階段：是礦化初期階段；礦物共生組合為黃鐵礦、絹云母、綠泥石、石英、方解石，沒有銅礦物出現。

（2）黃銅礦—黃鐵礦—磁鐵礦—石英階段：是主成礦階段。礦物共生組合為黃鐵礦、磁鐵礦、黃銅礦、石英、綠泥石、少量方解石。

（3）碳酸巖—石英階段:是成礦期后階段。礦物共生組合為石英、方解石、綠泥石、絹云母[7]。

表生期主要是地表氧化淋濾作用：使黃銅礦氧化成孔雀石造成銅的次生富集、黃鐵礦氧化成褐鐵礦、磁鐵礦氧化成赤鐵礦。

4.2 礦床成因

礦床分為熱液期和表生期兩個成礦期。熱液期可劃分為三個階段。

（1）黃鐵礦—石英階段：是礦化初期階段；礦物共生組合為黃鐵礦、絹云母、綠泥石、石英、方解石，沒有銅礦物出現。

（2）黃銅礦—黃鐵礦—磁鐵礦—石英階段：是主成礦階段。礦物共生組合為黃鐵礦、磁鐵礦、黃銅礦、石英、綠泥石、少量方解石。

（3）碳酸巖—石英階段:是成礦期后階段。礦物共生組合為石英、方解石、綠泥石、絹云母。

表生期主要是地表氧化淋濾作用：使黃銅礦氧化成孔雀石造成銅的次生富集、黃鐵礦氧化成褐鐵礦、磁鐵礦氧化成赤鐵礦。根據礦石礦物組合及礦體產出特征分析，黑尖山銅（鐵）礦成因類型屬海相火山巖（中溫）熱液型。