叶雷 张磊 余子昌 任经武 刘志强 丁晓磊

摘要:新疆乌恰县萨热克铜矿床外围勘查进一步深入势在必行,矿体产出规律具有简单又复杂的特点,矿体呈层状、似层状、大透镜囊状,富集程度与规模呈正比,通过对矿区长期勘探成果总结认识,认为控矿要素主要体现在:粗碎屑砾岩层控特征明显、断层+褶皱控富矿、辉绿岩脉群热液叠加成铜铅锌银多金属矿和盆地外围老地层提供物源。在此分析基础上进一步划分优选找矿靶区A类3个、B类1个、C类2个。

关键词:找矿靶区;地质特征;萨热克铜矿床;新疆

引言

萨热克铜矿床产出于托云拉分盆地西部的萨热克巴依次级盆内,位于乌恰县乌鲁克恰提乡萨热克巴依村北西部。对于萨热克砂砾岩型铜矿床发现、勘探,找矿认识逐步变化,矿床规模也逐步变化。从最开始的沉积成岩成矿模式认为是小型沉积型铜矿点,2002年鑫汇公司按照萨布哈式成岩作用成矿模式,取得了找矿突破,矿点发展为小型矿床,2004年据喷流沉积模型(高珍权等2005、胡庆雯等2008、梁晓鹰等2008),矿床深部找矿取得突破,达到中型规模,2008年以后,提出沉积+改造型成矿模式(刘增仁等2010、祝新友等2011),在矿区南矿带及盆边断裂下盘取得了找矿突破,使得矿床规模进一步扩大。

目前矿床总计探明+预测资源量已达大型规模(铜金属量60万吨以上)。随着勘查开发进度的进一步深入,发现找矿难度越来越大,尤其是富矿体的探索发现难度加大,本文从矿床矿体的产出规律来探讨进一步可能的矿体富集部位,以期给予矿区找矿新发现提供参考。

1.地质概况

萨热克铜矿位于喀什凹陷的北缘切列克苏一托云中一新生代断陷带(托云山间坳陷)切列克辛侏罗纪坳陷区及塔里木板块北缘新生代断坳带苏鲁铁列克隆起区,即位于托云盆地西萨热克铜矿位于喀什凹陷的北缘切列克苏一托云中一新生代断陷带(托云山间坳陷)切列克辛侏罗纪坳陷区及塔里木板块北缘新生代断坳带苏鲁铁列克隆起区,即位于托云盆地西侧萨热克巴依次级盆地。区域构造整体特征是一带一缘,即北部为西南天山造山带,南部为塔里木地块的北部边缘。萨热克巴依次级盆地为一相对独立的次级盆地,其南北边界均为断层所限,盆地整体显示为一向斜形态,总体走向NE70°,东部较宽、西部南北分别为逆冲推覆断层所截切,盆地面积约95k㎡。该南北两翼断层是萨热克次级盆地的边界断裂,喜山期构造运动使两断裂由早期的正断裂性质转化为向南、向北对冲的逆断裂,结果是将长城系阿克苏群的变质岩高角度仰冲至盆地内侏罗系、白垩系之上(图1)。

赋矿层位—上侏罗统库孜贡苏组第二岩性段在北矿带出露较为齐全,而在南矿带由于断裂推覆掩压而出露不全。赋矿层上侏罗统库孜贡苏组上段在地表白上而下可细分出五层,即灰色块状细砾岩层(主要赋矿岩性层)一褐红色、紫红色中薄层状细粒岩屑砂岩层一灰色块状细砾岩一中砾岩层(主要赋矿岩性层)—灰绿色巨块含粗砾质中砾岩层(主要赋矿岩性层)一灰绿色中一粗砾岩夹钙质岩屑砂岩透镜体(次要赋矿岩性层)。

2.矿体特征

矿体形态以层状、似层状为主,次为扁豆状,个别呈囊状,走向上平缓微有起伏,倾向上局部有褶曲,翼部矿体陡而薄,连续性差,转折端矿体多有澎大和弯曲,而核部则平缓稳定且连续性好。主富矿体平面形态为扁平带状,呈北西至南东斜列式排列,由西到东、由北到南从0线起向南东有侧伏趋势,大致侧伏方向为300°-120°,底板为缓平波状,中北部稍显低“窝底”形状(陈和焰,2013;叶雷,2015)。4线、10线、26线、28线、30线施工证实赋矿层位、矿(化)体在盆地内稳定延伸至南部大逆冲推覆带下盘,显示勘探找矿前景广阔(叶雷,2016;图2.图3)。

矿体产状:总体走向北东向63°,倾向171~186°,倾角4~53°。北翼较陡,核部及南翼缓平扬起,而转折端多具扭曲歪斜。矿体在垂直方向上呈多层状平行式斜列,受沉积环境(沉积旋回和盆地形态)、沉积相及构造(褶皱、断裂)双重控制。

北矿带主矿体有4个:Ⅰ-3、Ⅱ-1.Ⅱ-2.Ⅱ-3;次要矿体3个:Ⅰ-1.Ⅰ-2.Ⅰ-4;其它小矿体5个;北矿带东段主要控制矿体2个:Ⅱ-2.Ⅱ-3;南矿带主要控制矿体2个:Ⅰ、Ⅱ。

(1)北矿带主要矿体特征。

Ⅱ-2号矿体为隐伏矿体,是矿区最大的矿体,长747m,厚1.90~46.69m,含铜品位0.51~2.41%。矿体产状:133~167°<19~43°,矿体北端、南端有分枝现象,赋存标高在2664~2912m。

(2)北矿带东段主矿体特征。

Ⅱ-3号矿体,长度1263米,厚1.00~3.40m,铜平均品位0.95%,产状335-340°<8-29°。呈板状无分支,赋存标高2415-2875m。

(3)南矿带主矿体特征。

南矿带控制铜矿体2条,铅锌矿体1条,均为盲矿体:

Ⅰ号矿体长518米,厚0.95~12.94m,铜平均品位0.84%。产状110-160°<27-29°。呈板状似层状、无分支,赋存标高2614-2736m。

Ⅰ号铅锌矿体长150米,厚4.42~25.31m,铅平均品位0.633%,锌平均品位0.392%。产状155-160°<8-29°(局部倒转)。呈板状似层状、无分支,赋存标高2615-2735m。

3.控矿要素

根据贾陆俊吉(2015)、贾润幸(2016)、刘中华(2017)、黄行凯(2017)、王磊(2017)、方维萱(2015、2018)对萨热克铜矿床成矿、控矿规律和矿床成因要素等的论述,结合本次对矿床勘查找矿经验总结的矿体展布形态、侧伏特征等,总结分析萨热克铜矿床控矿要素有以下四点:

(1)层控、岩相学特征。

本铜矿床无论南北矿带赋矿层位均为粗碎屑灰绿色砾岩,扇中(亚相)的辫状河道(微相)对矿体具有一定的控制作用,含矿厚度较大,主矿体均位于该岩相之中,暂未发现明显主矿体切层、穿层现象,故而原始同层沉积+同层活化富集成矿是其基本的成矿规律,找矿即找“层”。

(2)构造控矿特征。

为盆地卤水、成矿热液、有机质流体等提供重要的运移通道和活化运移动力。

①断层控矿:有顺层、切层断层,一般近断层处后期热液叠加明显(zK001.ZK201.ZK403、ZK801.ZKl001.SZK2809、SZK3001.SZK3003、SZK3006等),含矿砾岩具有明显后期挤压碎裂现象,具有明显的碳酸盐化和弱硅化现象,南矿带靠近盆地断层处更为强烈,金属矿物主要为辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿、方铅矿、黄铁矿、闪锌矿等,多成星点、细脉状充填,即后期成矿热液带来成矿物质在有利的空间(如碎裂化破碎带、褶皱虚脱带等)进行富集成富矿体,同时也可能起到后期活化原始矿源层作用,起到二次富集作用,是寻找富矿体有利部位。

②褶皱控矿:整体受萨热克巴依复式向斜控制(包含深部隐秘褶皱),从已有勘查成果反映富矿体(0-30线)赋存在受后期构造挤压形成的次级向斜、背斜近核部构造虚脱部位,当有断层叠加时(“褶皱+一刀”)则易形成富厚大矿体,主矿体侧伏方向为300°-120°,是寻找厚大富矿体有利部位。

(3)辉绿岩对矿化富集作用。

即热液叠加作用,喜山期侵入的辉绿岩脉,可能带来一期少量成矿流体,后期次的成矿热液(卤水)沿早期辉绿岩脉群形成的通道汇集到粗碎屑砾岩层中,起到叠加成矿、活化富集成矿作用,也是构造通道的一种表现形式。

(4)盆地外围老地层对矿化富集作用。

沿萨热克次级盆地两侧老地层(长城系阿克苏群),发育一系列铜、铅锌、金、铁等矿点,这些矿化点主要沿断裂带(糜棱岩化带)附近密集发育,主要成矿为热液石英脉型、同层改造型、热沉积变质型,这些矿(化)点的形成与盆地中已经发现的铅锌铜矿体(南26、30线)形成可能为同期次或更早,因此老地层除了早期提供沉积物源外,也可能后期为矿化富集提供物源。

4.找矿靶位优选

总体按照“富矿优先、南北合并、东西探索”进行靶区靶位优选,具体如下(图4):

(1)南矿带富矿集中区A类找矿靶区(A1)。

位于南矿带0线~32线之间,呈三角形态,主要针对靠近断层边部的褶皱(向斜、背斜)的纵弯虚脱部位开展深部探索工作,南矿带26、28、30线钻孔均见有厚大富铜矿体,同时伴生银、共生铅锌矿体,具有明显热液叠加特征,铜矿体未见穿层现象,但铅锌矿(化)体具有穿层特征,辉绿岩脉大量集中发育,地表下白垩统克孜勒苏群(Klkz)砂岩中蚀变褪色化明显,具有弱砂岩铅锌、铜矿化现象,具有Cu-Pb-Ag-Ba化探元素组合特征,勘查靶位优先从近南部逆冲(Fb)断层200米内左右褶皱扭曲发育地段依次向西进行网度控制,可按照详查网度部署工作。

(2)南北矿带结合部A类找矿靶区(A2)。

位于7线~30线之间,呈“凹”字形态,从以往矿区目前贯穿的4线、30线、10线长剖面线证实了萨热克铜矿深部矿体是同一矿体,层控特征十分明显,已有钻孔见矿(化)体厚度、品位较为稳定,但中部常年流水河一卓尤勒干苏河顺走向流经,其深部的水文条件、工程地质条件复杂,在开展勘查找矿的同时要格外注重水工环等工作的评价工作。勘查靶位优先从10线向东西两侧逐步推进,可按照普一详查网度部署工作。

(3)逆冲推覆带下盘A类找矿靶区(A3)。

位于35线~80线之间,呈长条形态,主要针对盆边逆冲推覆构造带边部(糜棱岩化带)及其下盘开展探矿工作,南30线SZK3006钻孔已经证实长城系基地逆冲推覆断层下盘是寻找构造热液叠加富铅锌铜等矿产的有利部位,可以推测其他众多地段值得进一步探索,具体可以沿着南矿带以30线~0线为中心沿着断层破碎带两侧开展断层下盘(J3k2)的深部找矿工作;同时南矿带0线以西褶皱扭曲强烈,地表砂岩地层发育“倒W”型褶皱,具有物化探异常,成矿条件与北矿带主富矿体产出部位类似。勘查靶位优先从30线断层下盘向东西向逐步展开,同时在南15线-19线之间段断层附近开展深部探索工作,以期开辟新的赋矿空间。

(4)矿区东延区32~72线之间B类找矿靶区(B1)。

东部为次级盆地撒开区域,以往预普查工作网度稀疏,矿化体层矿特征明显,矿体厚度薄(1m-5m),品位低(0.3%0.6%),地表赋矿层位出露差、埋深大,需要寻找富矿体来支撑进一步的勘查找矿工作,根据已总结的控矿要素,综合选取断层(包括节理)、褶皱构造、辉绿岩脉集中发育作为最优靶位,需要开展矿区详细的构造一岩相学专项填图工作之后确定,按照预一普查网度开展工作。

(5)矿区东西部研究探索C类找矿靶区(C1.C2)。

地表和深部少量探索工程均未见矿化,其中西部(C1靶区)只见有大量黄铁矿,从矿物分带角度看可能已经位于矿体的边部外围,找矿前景不利;东部(C2靶区)则可见赋矿砾岩层多数已经变为灰褐色色调,具有氧化环境沉积特征,构造条件简单,为平缓产状产出为主,成矿条件差,找矿前景不利。该两个区域需要进一步开展综合研究探索工作,以期在局部深部找寻新的矿化富集区。

5结论

①从大量的勘查工程角度分析矿床矿体的分布形态特征和矿化富集规律,阐明了四大控矿要素:上侏罗统库孜贡苏组冲积扇相砾岩相层控特征明显;褶皱+断层提供了盆地卤水(包括油气)运移、活化需要的动力和空间,控制了富厚大矿体的产出;后期辉绿岩脉群活动起到活化富集及少量含矿热液;老地层提供了一定的物源基础。

②从矿床矿体控矿要素产出形态角度统计分析,优选了3个A类找矿靶区、1个B类找矿靶区、2个C类找矿靶区。