新疆富蕴县乔夏哈拉金铜铁矿地质特征及成因分析

李泰德

（新疆有色地勘局物探队，乌鲁木齐 830011 ）

［摘 要］乔夏哈拉金铜铁矿床产于中泥盆统北塔山组第三岩性段的一套海相火山岩、碎屑岩夹碳 酸岩建造之中，金铜矿体的形成与后期的闪长（玢）岩的侵入所形成的夕卡岩密切相关，矿床成因为层 控—夕卡岩型。

［关键词］金铜铁矿 新疆 乔夏哈拉 层控—夕卡岩型矿床 ［中图分类号］ P618.51 ； P618.41 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 0495 - 5331 （ 2002 ） 01 - 0018 - 04

1 区域地质背景

乔夏哈拉金铜铁矿区位于富蕴县城东南约 30 km ，在著名的喀拉通克铜镍矿北面 5 km 处。在区域上 属天山—兴安地槽褶皱区的西区，处于阿尔泰褶皱与 准噶尔褶皱系的接合部。接合部位为额尔齐斯深大断 裂，为西伯利亚古板块中的乌伦古弧盆带。该区属于 构造边缘活动带，构造、岩浆活动强烈，有利于成矿。 出露的地层以古生界的泥盆系，石炭系为主，其次为新 生界的第三系和第四系。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区地层主要为中泥盆统北塔山组（ D2 ! ）：分布 于矿区中部，呈 NWW — SEE 向展布，为一套海相火山 岩、碎屑岩夹碳酸盐岩建造，是该区铁、铜、金的容矿 层，出露宽 1 ~ 1.5 km ，与上覆蕴都喀拉组地层为整合 接触，与下石炭统南明水组为断层接触。按照岩性组 合将该组分为 4 个岩性段（图 1 ），

从下至上为：

第一岩性段（ D2 !¹ ）：灰绿色、黑绿色玄武安山岩， 安山质、玄武质晶屑凝灰岩，出露宽 100 ~ 600 m 。

第二岩性段（ D2 !² ）：灰色、灰黄色、灰褐色、灰绿色 片理化凝灰岩、晶屑凝灰岩夹凝灰砂岩。

第三岩性段（ D2 !³ ）：上部主要为灰白色大理岩化 灰岩、结晶灰岩。中部为片理化凝灰质钙质砂岩，夹沉 凝灰岩和不纯灰岩透镜体。出露宽度 150 ~ 500 m 。本

层为主要容矿层位，含铜金磁铁矿床全部赋存其中，产 状与地层产状一致。

图 1 乔夏哈拉金铜铁矿区地质略图

1 —大理岩化灰岩； 2 —金铜铁矿体； 3 —断层； 4 —矿体编号； Sk —夕卡 岩； D2 !¹ —中泥盆统北塔山组第一岩性段； D2 !² —中泥盆统北塔山组 第二岩性段； D2 !³ —中泥盆统北塔山组第三岩性段； D2 !⁴ —中泥盆统 北塔山组第四岩性段； O —第四系； 8 —闪长岩； 8 l —闪长玢岩； i 1 诺 尔特—库马苏多金属（金）成矿带； i 2 可可托海—哈龙稀有成矿带； i 3^{冲乎尔—麦兹多金属，铁成矿带；} i 4^{阿舍勒—赛都铜、金成矿} 带； i 5 额尔齐斯铜（镍）、金成矿带； l 1 萨吾尔—加波萨尔金铜成矿 带； ① 红山嘴断裂； ② 巴寨断裂； ③ 阿巴宫—库尔提断裂； ④ 克兹加尔 断裂； ⑤ 额尔齐斯深大

断裂； ③ 黑流滩断裂； ① 苏木达依里克断裂

第四岩性段（ D2 !⁴ ）：底部为一层凝灰质砾岩，层位十 分稳定，断续延伸数十千米，宽 1 ~ 10 m ，由磨圆度很好的 砾石组成。该段的下部主要由安山质火山角砾岩夹少量

［收稿日期］ 2001 - 01 - 10 ；［修定日期］ 2001 - 05 - 14 ；［责任编辑］余大良。 ［作者简介］李泰德（ 1967 年 - ），男， 1991 年毕业于长春地质学院地质系，现在新疆有色地勘局物探大队从事地质找矿及科研工作。

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第 l 期

李泰德：新疆富蕴县乔夏哈拉金铜铁矿地质特征及成因分析

安山岩组成，上部则主要为凝灰角砾岩。

• 2.2 岩浆岩

区内岩浆岩为华力西期泥盆纪—石炭纪产物，侵 入岩在区内分布不多，火山岩在区内分布广泛。

2.2.l 侵入岩

主要沿北西向断裂带分布，岩体规模宽几 ~ 200 m ，长十几 m ~ l km ，岩性以闪长岩、闪长玢岩为主。 2.2.2 火山岩

火山岩占测区总面积的 60% 以上，空间上呈 NW — SE 条带状展布。从火山岩的韵律看，可分为两 个火山旋回：

l ）第一火山旋回：为中泥盆统第一、二、三岩性段 的组合，喷发旋回如下：

第一岩性段（ D2 !^l ）安山玄武岩海相喷溢 ! 第二岩 性段（ D2 !² ）火山碎屑岩喷发—沉积相 ! 第三岩性段 （ D2 !³ ）碎屑岩碳酸岩沉积相。

2 ）第二火山旋回：即第四岩性段（ D2 !⁴ ），从岩性系 列分析，火山活动过程如下：

火山角砾（爆发相） ! 安山玄武岩（喷溢相） ! 沉凝 灰岩（沉积相） ! 火山角砾岩（喷发相） ! 安山玄武岩 （喷溢相）。

2.2.3 岩浆岩与矿产的关系

从该区矿体产于夕卡岩、火山碎屑岩、钙质砂岩之 中，并与闪长岩、闪长玢岩的侵入密切相关，由此不难 看出，该区的金属矿产除与火山的喷发 - 沉积有关外， 还与火山活动晚期或后期岩浆侵入与热流体活动有 关。由于岩浆及热流体活动，带来了热源和成矿物质， 为成矿创造了有利条件。

2.3 构造

区内断裂构造发育，以 NW 向和 NNW 向两组断裂 较为发育。 NW 向断裂规模较大，并起着导矿控矿作 用； NNW 向断裂规模较小，多为平移断裂，对地层、矿 体起破坏作用。

3 矿床地质特征

3.l 矿体特征

乔夏哈拉金铜铁矿区，既有单独的磁铁矿体，也有 含金铜的磁铁矿矿体，还有单独的金铜矿体。该区的 矿体共有十几个，呈 NW — SE 向展布，形成一个长约 5 km ，宽约 l00 ~ 200 m 的矿带。自 NW 至 SE 有工业意 义的矿体编号为： 工 、 H 、 皿 、 w 、 V 、 V 及 w 号金铜铁矿 体，其产状、品位、规模形态见表 l 。

表 l 乔夏哈拉金铜铁矿区主要金铜铁矿体一览表

		规	模			矿		化
矿体 编号	矿体形态	长（）	宽（）	产 状		一般含量			平均含量
		m	m		Cu（%）	Au（l0 - 6）	Fe（% ）	Au（l0 - 6）	Cu（%）	Fe（% ）
工	似层状	l40	l.5 ~ l0	l20"50 ~ 70	0.2 ~ l.02	l.l0 ~ 4.60	20 ~ 5l	2.40	0.55	45
H	透镜状	60	l0 ~ 20	l00"50 ~ 60	0.5 ~ 4.6	0.50 ~ 6.l3	25 ~ 50	2.28	2.2	47
皿	凸镜状	80	2 ~ 25	350"70 ~ 80	0.23 ~ 9.l9	0.l0 ~ 6.56	30 ~ 62	l.l6	2.2l	53
w	凸镜状	l20	2 ~ l4	350"60 ~ 80	0.35 ~ 3.22	0.l0 ~ 2.l0	20 ~ 50	0.l3	l.67	47
V	似层状	l00	2 ~ 9	l0"60	0.27 ~ l.83	0.l0 ~ 0.62	22 ~ 49	0.35	0.79	43
V	似层状	l50	2 ~ l0	35"60 ~ 80	0.20 ~ l.95	0.l0 ~ l.95	20 ~ 52	0.59	0.74	49
w	似层状	l20	2 ~ l6	30"60 ~ 80	0.20 ~ 4.60	0.l0 ~ l.40	23 ~ 48	0.35	l.23	4 5

测试单位：新疆有色地研所实验中心。

以上夕卡岩工业矿体均产于中泥盆统北塔山组第 三岩性段中，呈多层产出，其围岩为夕卡岩、凝灰岩、凝 灰砂岩、钙质砂岩和结晶灰岩（或大理岩）以及闪长玢 岩等。磁铁矿矿体的产状与岩层的产状一致，层位稳 定，具明显的层理和纹理。

磁铁矿矿体受后期热液的叠加改造十分明显，最 明显的标志是矿体及其围岩受强烈的绿帘石化、碳酸 盐化、硅化、绢云母化和绿泥石化。特别是在铁矿附近 出现闪长岩类侵入体时，蚀变尤为强烈，往往形成绿帘 石夕卡岩型铁铜矿体。

磁铁矿中的金铜含量差别很大，他们与蚀变的强 度十分密切，当铁矿体及其围岩蚀变强烈时，金铜矿化 也愈好。由此可见，金铜的矿化与铁矿体受后期热液

的叠加改造密切相关。由于叠加改造程度的不同，导 致了不同地段和不同铁矿体金铜矿化的差别，含金铜 较高的，可形成独立的工业金铜矿体。有时绿帘石夕 卡岩也可以在离磁铁矿体较远的地方形成独立的夕卡 岩铜金矿体。

3.2 矿石特征

l ）矿石自然类型有金铜磁铁矿型和绿帘石夕卡岩 型金铜铁矿石两个类型。金铜磁铁矿型的矿石为原生 沉积磁铁矿经后期热液迭加改造而形成，分布于矿体 的轴心部位，构成矿体的主体，是最主要的矿石类型。 绿帘石夕卡岩型的矿石为后期热液交代的产物，它连 续或断续的分布于矿体周围，厚 l ~ l0 m ，或形成独立 的矿体。

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地质与勘探

2002 年

2 ）矿石物质成分，矿石的物质成份都较简单。金 属矿物主要有磁铁矿、穆磁铁矿、黄铁矿、赤铁矿、镜铁 矿、黄铜矿、斑铜矿、蓝辉铜矿、铜蓝、蓝铜矿、孔雀石、 褐铁矿、自然金等。

脉石矿物主要有：石英、长石、绿帘石、石榴石、绿 泥石、阳起石、方解石、透闪石、透辉石、黑云母、白云母 等。

铁的工业矿物主要为磁铁矿，是原生火山沉积铁 矿，多呈致密块状，少数呈斑杂状和条带状出现，在地 表氧化带可形成褐铁矿，赤铁矿。

铜的工业矿物主要为黄铜矿和斑铜矿，他们一般 呈浸染状，细脉浸染状分布于磁铁矿体和绿帘石夕卡 岩中，分布很不均匀，粒度一般 0. 1 ~ 0. 2 mm ，此外也 有一部分呈不可见的微细粒金，粒度在 0. 003 mm 以 下，金的主要载体为黄铜矿、斑铜矿、黄铁矿和磁铁矿。 3 ）矿石的结构构造主要为半自形—它形不等粒结 构；主要为条带状构造、块状构造、稀疏浸染状—稠密 浸染状构造、斑杂状构造等。

4 矿床成因

根据矿床的产出特征，以及铁、铜、金的时空分布 关系，认为该类型矿床的成因应为层控—夕卡岩型金 铜铁矿矿床。

4.1 矿床具有明显的层控特征 作为矿床主体的磁铁矿体，赋存于一定的层位中， 由乔夏哈拉至老山口，相距近 100 km ，但含矿层位完 全可以对比。磁铁矿体分多层产出，与围岩的产状完 全协调一致，未发现切层现象。铁矿的空间分布完全 受沉积层位的控制。

铁矿层赋存于中泥盆统北塔山组第三岩性段。该 岩性段与其下的一、二岩性段组成一个完整的火山喷 发—沉积旋回。一岩性段以安山岩为主，二岩性段以 安山质凝灰岩为主，三岩性段以正常沉积的钙质砂岩、 不纯灰岩（或白云岩）、结晶灰岩（大理岩）为主，夹少量 凝灰岩和凝灰砂岩。在一、二岩性段中未发现铁矿床 的分布。铁矿仅赋存于正常沉积岩为主的第三岩性段 内。

4.2 成矿热液的来源

根据氢氧同位素的组成（表 2 ），泰勒（ TayIor ）认为， 火成岩浆水的 !180 为 + 5. 5% ~ + 10% 。本区磁铁矿 ! 180H20 为 + 9.93% ~ + 11. 49% 。平均为 + 10.73% ，属 原生岩浆水范围。对火成岩浆水的氢同位素组成，泰 勒认为 !D 为 - 50% ~ - 80% 。本区磁铁矿气液包裹 的 !D 为 - 80. 9% ~ - 115. 3% ，偏于大气降水。证明

磁铁矿的物质来自火山喷气，但在沉积成矿过程中掺 入了大气降水。

	表2 区	内磁铁矿氢、氧同位素组成	%
样品号	测定矿物	! 180（SM0W） ! 180H20	! D
1	磁铁矿	+ 4.97 + 10.76	- 80.9
2	磁铁矿	+ 5.7 + 11.9	- 115.3
3	磁铁矿	+ 3.64 + 9.93	- 107.4

测试单位：桂林矿产地质研究院；据新疆准北区带找矿项目： ZHB - 4 课 题组。

4.3 成矿物质的来源

根据硫同位素结果（表 3 ），黄铁矿 ! 34S 值为 + 0.73% ~ + 2. 92% ，变化范围 2. 19% ，平均值 + 1.56% ；黄铜矿 !34S 值为 + 1. 17% ~ + 2. 72% ，变化 范围 + 1.55% ，平均值 + 1.7% ，说明黄铁矿、黄铜矿中 硫来源地幔，这与乔夏哈拉矿位于额尔齐斯深大断裂 旁相吻合。深部的含矿热液沿深大断裂及其次级断裂 向上运移至地表或近地表，在一定的物理化学条件下 交代磁铁矿体而形成金铜铁相伴生的矿体。

	表3	硫同位素组成	测定结果	%
标本编号		测定对象	! 34S（CDT ）
1		黄铁矿	+ 0.73
		黄铜矿	+ 1.17
2		黄铁矿	+ 2.92
		黄铜矿	+ 2.72
3		黄铁矿	+ 1.04
		黄铜矿	+ 1.21

测试单位：桂林矿产地质研究院；据新疆准北区带找矿项目： ZHB - 4 课 题组。

4.4 金铜矿体的形成与夕卡岩关系密切 在众多的磁铁矿体中，金铜的含量差别很大，其含 量高低与后期的夕卡岩化密切相关，夕卡岩化越强，则 金铜的品位越富，如 ! 号金铜铁矿体，夕卡岩化极发 育，有大量的石榴石、绿帘石产生，铜品位达到 9. 19% ，金达 6. 56 X 10^{- 6} ，而夕卡岩化相对较弱的 " 号、 #^{号金铜铁矿体，只有零星的石榴石、绿帘石等夕卡岩} 矿物产出，金铜品位相对较弱，铜最高只有 1.95% ，金 也只有 1.95 X 10^{- 6} 。

这说明在该区金铜的形成与后期的热液交代所形 成的夕卡岩关系密切。

5 结论

乔夏哈拉金铜铁矿区，为金、铜、铁相伴生的多金 属矿床，而且金、铜、铁均较富，属典型的小而富的矿 床，所以在总结了该区的地质成矿背景及矿床成因为 层控—夕卡岩型矿床后，对该区后续找矿提出以下两

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