伊犁晚古生代裂谷陸相火山巖型銅銀礦成礦規(guī)律

伊犁晚古生代裂谷陸相火山巖型銅銀礦成礦規(guī)律

伊普拉是一個(gè)獨(dú)立的陸塊。從這個(gè)角度來看，它是塔里木板塊的一個(gè)分支。這是一個(gè)三角形擾動(dòng)，由北nww和南nee控制，以支持南中天山北斷裂。西部撒開，進(jìn)入楚河盆地和伊塞克湖（吉爾吉斯斯坦），東部與巴音布魯克山盆地相連，總面積近10萬公里。原始陸殼基底為長城系和薊縣系,以斷塊形式出露于鞏乃斯河中游和特克斯河中下游。下古生界為陸殼蓋層,分布于博羅霍洛南坡和哈爾克山北坡。晚古生代時(shí),地殼構(gòu)造發(fā)展進(jìn)入裂谷階段:晚泥盆世—早石炭世沉積形成海相—亞陸相地層建造;晚石炭世—早二疊世裂谷進(jìn)入激烈期,火山巖與火山沉積巖厚度逾萬米;晚二疊世裂谷封閉,火山碎屑沉積厚度超過6000m。該區(qū)的陸相火山巖銅(銀)礦集中區(qū)多以火山構(gòu)造為成礦基礎(chǔ),與晚古生代裂谷構(gòu)造的發(fā)育與演化關(guān)系密切。因此,探討該裂谷的地層、構(gòu)造及其陸相火山巖的特征,研究裂谷陸相火山巖中的礦產(chǎn)、類型及其礦化特征,從中總結(jié)成礦規(guī)律,對于重新啟動(dòng)該區(qū)銅(銀)礦的地質(zhì)勘查具有重要意義。1石炭系和二疊紀(jì)地層裂谷地層主要為石炭系和二疊系。石炭系下統(tǒng):分為大哈拉軍山組和阿克沙克組,前者巖性以中酸性熔巖及其碎屑巖為主,在吐哈蘇盆地被劃分為5個(gè)巖組,厚度為1068～1514m;后者巖性主體為大理巖夾中酸性火山巖及其碎屑巖。石炭系中統(tǒng):為阿克吐別組,由下而上巖性似有安山巖—英安巖-流紋巖漸次演化過渡之趨勢。石炭系上統(tǒng):為朔拉克組,根據(jù)沉積間斷,分為上、下兩亞組。(1)石炭系上統(tǒng)下亞組海相火山巖,由玄武巖、安山巖、英安斑巖和流紋巖構(gòu)成,總厚度約為3000m。(2)石炭系上統(tǒng)上亞組陸相火山巖,分為上、下兩巖段,下段為中基性熔巖段,上段為酸性火山碎屑巖段。石炭系上統(tǒng)上、下亞組之間為平行不整合關(guān)系。二疊系為一套陸相火山沉積建造,與上石炭統(tǒng)呈角度不整合,總厚度為17229m。二疊系下統(tǒng):下部為烏朗群,由兩個(gè)噴發(fā)小旋回構(gòu)成,即沉凝灰?guī)r—中基性熔巖—酸性凝灰?guī)r—玄武安山玢巖。上部為塔拉得套組,不整合于烏郎群之上,巖性以厚層狀礫巖為主夾基性酸性火山巖,火山巖規(guī)律性更替達(dá)五次。二疊系上統(tǒng):它毫無例外地分布于阿吾拉勒次級火山向斜中,以其與地層接觸關(guān)系和巖石建造而劃分四個(gè)組,由老至新分別是:(1)二疊系上統(tǒng)曉山薩依組巖性為粗細(xì)相間的陸相沉積碎屑巖,平行不整合于塔拉套組之上。(2)二疊系上統(tǒng)克孜勒巴斯套組巖性為安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r及其相應(yīng)的火山角礫巖、集塊巖。以噴發(fā)不整合于曉山薩依組之上。(3)二疊系上統(tǒng)塔姆基薩依組下部為陸相碎屑巖建造,上部為含煤碎屑巖建造。(4)二疊系上統(tǒng)巴斯?fàn)柛山M巖性為河流相、湖泊相的各類泥質(zhì)砂巖、砂礫巖。上述資料說明,伊犁亞板塊的發(fā)育歷史是遵循著原始基底(長城系—薊縣系)—沉積蓋層(寒武紀(jì)—志留紀(jì))—裂谷構(gòu)造建造(晚泥盆統(tǒng)—二疊系)三個(gè)構(gòu)造發(fā)展分階段完成的。而裂谷本身又是由晚泥盆世—早中石炭世裂陷槽(海相—亞陸相)而演變?yōu)橥硎渴馈缍B世裂谷(亞陸相—陸相),直至晚二疊世封閉為陸相磨拉石建造,最終裂谷封閉。2陸相火山礦產(chǎn)伊犁晚古生代裂谷構(gòu)造中的次級構(gòu)造發(fā)育,自北而南可厘定為:(1)以博羅霍洛南側(cè)石炭紀(jì)上疊盆地——吐拉蘇—也列莫墩火山斷陷盆地為代表的沉降帶。其地層主體為下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組和阿克沙克組,為海相—亞陸相火山熔巖—碎屑巖建造,盛產(chǎn)淺成低溫?zé)嵋航鸬V。(2)阿吾拉勒地塹式復(fù)向斜。它界于喀什河與鞏乃斯河兩個(gè)斷裂之間,復(fù)向斜兩側(cè)為上石炭統(tǒng),翼部主體地層為二疊系。向斜軸部出現(xiàn)二疊系、白堊系,本次論述的陸相火山礦產(chǎn)主要是指該區(qū)的。(3)伊什基里克地壘式復(fù)背斜。它界于伊犁河—鞏乃斯河斷裂與特克斯河斷裂之間,地層主體為大哈拉軍山組與阿克沙克組,其上不整合著鐵木里克組(相當(dāng)于曉山薩依組),礦產(chǎn)以銅、銀、金、鉛、鋅為主;大哈拉軍山前寒武紀(jì)(長城系與薊縣系)地塊以斷塊形式出現(xiàn)在特克斯縣以東、特克斯河以南的科克蘇—恰西地段。(4)哈爾克山北坡早石炭世上疊盆地。它分布于特克斯以南,西起國境經(jīng)卡茵卡拉蘇—夏特—阿克蘇—阿格牙孜—薩爾科布—科克鐵列克—科克蘇—到恰西河,長約200km,礦產(chǎn)以海相沉積錳礦、鉛鋅礦為主,并有金礦。從上述裂谷的次級構(gòu)造可以看出,伊什基里克復(fù)背斜帶在裂谷發(fā)展中起到了“中脊作用”,使裂谷發(fā)展具有層次性,因而形成在空間上南淺北深、時(shí)間上南早北晚、早期為海相、晚期為陸相的時(shí)空古地理演化格局。3阿吾拉勒火山巖形成的地質(zhì)背景裂谷內(nèi)的陸相火山巖沉積厚度大且與礦產(chǎn)的關(guān)系密切,其主要特征如下:(1)火山巖具有多旋回性。鑒于裂谷的陸內(nèi)裂谷性質(zhì),裂谷發(fā)育初期,即強(qiáng)烈地具有帶狀陸相火山巖的噴發(fā)沉積特征。早石炭世的亞陸相和二疊紀(jì)的陸相建造占據(jù)了裂谷期巖石的大部分,較明顯的噴發(fā)旋回有三期:即早石炭世海相—亞陸相噴發(fā)旋回、中晚石炭世亞陸相—海相噴發(fā)旋回及早二疊世和晚二疊世噴發(fā)旋回。其中,早二疊世火山噴發(fā)最強(qiáng)烈,次數(shù)最多,厚度最大,并構(gòu)成阿吾拉勒陸相火山巖帶的主體。每個(gè)噴發(fā)旋回都有基性、中性、酸性火山巖及其相應(yīng)成分的次火山巖,且從基性或中性火山巖開始,到中性或酸性火山巖噴發(fā)結(jié)束,最后為次火山巖或淺成侵入體侵入。(2)火山巖由單峰式向雙峰式演化。根據(jù)十余個(gè)地層剖面統(tǒng)計(jì),每個(gè)地層組、段基本都有基性和酸性火山巖分布。火山巖演化的總趨勢是:噴發(fā)早期(C2-C3)以中性安山巖類火山巖為主(單峰式火山巖),巖石特征反映其構(gòu)造處于裂陷發(fā)展期;噴發(fā)中期以流紋巖為主;噴發(fā)晚期則以玄武巖為主,其二疊紀(jì)火山巖具雙峰式火山巖特征。可以認(rèn)為,本區(qū)二疊紀(jì)時(shí),地殼演化已達(dá)到裂谷階段。(3)火山巖屬富堿性火山巖。阿吾拉勒的玄武巖與安山巖幾乎全部屬于堿性,根據(jù)TiO2—K2O—P2O5判別結(jié)果,95%堿性玄武巖樣品均投入大陸玄武巖區(qū)。阿吾拉勒火山巖是一套鈉質(zhì)火山巖系列組合,西起托開東到鐵木里克。其Na2O含量較高,為4.58×10-2～8.50×10-2(表1)。(4)稀土元素特征類型為輕稀土輕微富集型。鈉質(zhì)火山巖的稀土總量較低值,為56.42×10-6～85.08×10-6,LREE/HREE≈4.15～4.16,與大陸島弧火山巖相似。87Rb/86Sr初始比值為0.70512。4礦點(diǎn)特征概況伊犁晚古生代陸內(nèi)裂谷陸相火山巖礦產(chǎn)的總特點(diǎn)是:區(qū)域上具有層控性的礦床多就位于下二疊統(tǒng)上部,緊緊依賦噴發(fā)旋回,產(chǎn)出具有層次性,在上、下二疊統(tǒng)之間以多層次產(chǎn)出;礦種以銅(銀)為主,成礦顯示單一性;礦床類型呈現(xiàn)配套型,以準(zhǔn)斑巖型、火山沉積型、火山熱液型序列出現(xiàn);火山構(gòu)造(火山穹隆、火山洼地、火山機(jī)構(gòu))控制礦田并制約礦床,具有清晰的構(gòu)造控礦性。就時(shí)限而論,裂谷礦產(chǎn)顯示早期為海相、亞陸相礦產(chǎn),如:北側(cè)的淺成低溫?zé)嵋航鸬V(阿希、京希)、南側(cè)的錳-鉛-鋅礦(昭蘇北木扎特),晚期為陸相火山巖中的銅(銀)礦。阿吾拉勒次一級構(gòu)造分三段(西段阿克秋別克向斜、中段鐵木里克—坎蘇斷隆、東段鞏乃斯旋卷構(gòu)造),陸相火山巖礦產(chǎn)主要集中在西段,地域上北界喀什河,南界鞏乃斯河,西起托開,東至鐵木里克,已知20余個(gè)礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)沿向斜翼部呈環(huán)形分布,構(gòu)成一個(gè)清晰的區(qū)域性銅(銀)礦產(chǎn)閉合環(huán)。現(xiàn)以礦產(chǎn)的控礦構(gòu)造為分類基礎(chǔ),將礦點(diǎn)分類歸并如表2。典型礦點(diǎn)簡介:(1)準(zhǔn)斑巖型群吉薩依銅(銀)礦產(chǎn)于托斯巴火山穹隆西端放射狀斷裂內(nèi)的次閃長—輝綠玢巖巖脈中,全巖礦化,脈長270m,走向?yàn)镋W,傾向?yàn)镹,傾角為55°。圍巖為凝灰砂礫巖,圍巖蝕變主要有綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化、鈉長石化。礦石金屬礦物有輝銅礦、黃銅礦、黃鐵礦,有時(shí)見斑銅礦、方鉛礦,地表為孔雀石、褐鐵礦。礦石以細(xì)脈狀、浸染狀居多,巖脈上下接觸帶均有近2m寬的浸染狀礦化體。礦脈平均銅品位為0.87×10-2,并含銀。(2)火山沉積型窮布拉克銅(銀)礦位于阿吾拉勒西南部的阿克秋別克向斜西部翹起端,處在一個(gè)次級背斜南翼,礦區(qū)構(gòu)造走向?yàn)镋W,為一單斜巖層,它的地層時(shí)代是北老(下二疊統(tǒng))而南新(上二疊統(tǒng)),兩者都具角度不整合關(guān)系。下二疊統(tǒng)塔拉得套組第五巖性段為玄武安山巖,上二疊統(tǒng)塔姆其組第一巖性段為褐色砂礫巖夾灰?guī)r,共同構(gòu)成礦區(qū)含礦巖系。主礦層產(chǎn)于下二疊統(tǒng)上部,礦化范圍東西長度為4km,南北寬度為1km,由8個(gè)礦體組成,以一號礦體規(guī)模最大。銅品位為1.05×10-2～2.7×10-2;銀品位為20×10-6～30×10-6。銀多產(chǎn)于輝銅礦、斑銅礦中,Cu與Ag含量呈正相關(guān)關(guān)系。估算銅儲量約10萬t,銀近300t。(3)火山熱液型奴拉賽銅(銀)礦產(chǎn)于莫斯早次火山巖體西部,即原莫斯早火山穹窿西部的NW向放射狀張性斷裂內(nèi),上部圍巖為曉山薩依組紫紅色鈣質(zhì)砂礫巖,下部變?yōu)樗绿捉M玄武巖,礦體在地表多條平行排列,1號脈最大,地表長度為300m,寬度為0.2～2m,向深部變寬,最寬達(dá)6m,走向?yàn)镹W,傾向?yàn)镹E,傾角為55°。礦體呈脈狀、似塊狀、微脈狀、浸染狀出現(xiàn)在構(gòu)造帶中。礦石金屬礦物淺部有孔雀石、蘭銅礦、褐鐵礦、輝銅礦、銅蘭,深部變?yōu)辄S銅礦、黃鐵礦、斑銅礦、方鉛礦、閃鋅礦,脈石礦物為方解石和重晶石。礦石銅品位一般為1.6×10-2～9.7×10-2,最高達(dá)48.27×10-2;銀品位一般為53.3×10-6,最高達(dá)1584.43×10-6;鉛品位一般為0.01×10-2～1.6×10-2,鉛最高品位為5.65×10-2;鋅品位一般為0.26×10-2～2.4×10-2,鋅最高品位為10.49×10-2。5成礦法(1)含礦層位及其含礦層位的性質(zhì)正如前述,阿吾拉勒陸相火山巖礦產(chǎn)在區(qū)域上是沿著阿克秋克復(fù)向斜南北兩翼及東西翹起端并呈封閉環(huán)狀分布,考其含礦層位,乃是上、下二疊統(tǒng)中的某些過渡層位,即塔拉德套組(P1t)與曉山薩依組(P2x)、塔姆其組(P2t)的過渡層位。下二疊統(tǒng)內(nèi)多為準(zhǔn)斑巖型和火山熱液型銅(銀)礦,而上二疊統(tǒng)火山沉積型銅(銀)礦分布較多。這里的銅(銀)礦出現(xiàn)在一定層位上,具有明顯的區(qū)域性層控特點(diǎn)。(2)阿吐菲爾德、黑山頭兩礦點(diǎn)地質(zhì)特征上述銅(銀)礦床(點(diǎn))的定位受控于火山構(gòu)造(火山穹隆、次火山巖體、火山機(jī)構(gòu)及其配套構(gòu)造系統(tǒng)),除文中提及的阿克吐別克、黑山頭兩礦點(diǎn)受南北兩斷裂控礦之外,區(qū)內(nèi)80%礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)主要受火山演化及火山構(gòu)造制約,如表2所示。(3)旋回火山巖巖石特征其總規(guī)律體現(xiàn)為旋回性,區(qū)內(nèi)火山巖可分為三個(gè)火山噴發(fā)旋回,其中海相-亞陸相火山噴發(fā)旋回火山巖具單峰式巖石特征;而兩個(gè)陸相火山噴發(fā)旋回為雙峰式富堿火山巖,具強(qiáng)堿性。與火山活動(dòng)同步匹配的礦產(chǎn)則有海相地層中的沉積錳礦(鉛鋅礦),亞陸相地層中的淺成低溫?zé)嵋航鸬V,以及陸相地層中的準(zhǔn)斑巖型、火山沉積型、火山熱液型類型配套的銅(銀)礦。(4)火山地層對銀礦的定位火山穹隆(火山背斜、次火山巖體)火山機(jī)構(gòu)控制著準(zhǔn)斑巖型銅(銀)礦的定位;火山洼地(火山向斜、火山斷陷)制約著火山沉積型銅(銀)礦的定位;(火山穹隆、火山機(jī)構(gòu))及其派生斷裂系(環(huán)狀、放射狀斷裂)控制著火山熱液型銅(銀)礦的定位。(5)銅與銅的關(guān)系通過表3可以清晰地看出,銀主要存在于輝銅礦與斑銅礦中。一般而言,銀與銅是正相關(guān)關(guān)系,尤其在輝銅礦中。這具體反映出銀、銅產(chǎn)出條件一致,構(gòu)造環(huán)境雷同,巖石地球化學(xué)條件相當(dāng)?shù)瘸傻V特點(diǎn)。6控礦規(guī)律類控礦規(guī)律伊犁盆地中陸相火山巖型銅(銀)礦是新疆探采歷史最早的礦產(chǎn)區(qū)域之一,目前基本處在停頓狀態(tài),特別是探礦。本文僅就該區(qū)成礦資料作一簡單總結(jié),提出控礦規(guī)律,想以此喚起礦業(yè)界對該區(qū)找礦前景的重新認(rèn)識。要加強(qiáng)對阿吾拉勒、伊什基里克、昭-特盆地、鞏乃斯河谷的二疊紀(jì)地層含礦性的研究,弄清規(guī)律,抓住本質(zhì),優(yōu)選靶區(qū),從而實(shí)施綜合勘查,再次啟動(dòng)伊犁盆地陸相火山巖中銅(銀)礦的地質(zhì)勘查與研究工作。(1)莫斯早火山h托斯巴火山穹窿核部地層為早二疊世下統(tǒng)下部的烏朗群,其外圍地層相當(dāng)于早二疊世下統(tǒng)上部的塔拉德套組,它表現(xiàn)為一EW走向的短軸背斜構(gòu)造,該短軸背斜的中心區(qū)有克牙克特次閃長-輝綠巖體(含礦性資料缺失),其礦點(diǎn)均為火山熱液型,它們沿著火山穹隆所誘發(fā)的環(huán)形、放射狀斷裂發(fā)育,如受環(huán)狀斷裂控制的托北含礦石英鈉長斑巖脈、托南含礦次閃長-輝綠巖脈、克孜庫拉和托斯巴輝銅礦脈,以及受放射狀斷裂控制的群吉薩依含銅(銀)次閃長-輝綠巖脈和受環(huán)形放射狀斷裂雙重制約的無名溝銅(銀)礦點(diǎn)等(見圖1)。在莫斯早火山穹隆,其軸部幾乎全部被次火山巖充填,但成礦與托斯巴火山穹隆很相像(如圖2)。通過兩個(gè)火山穹隆控礦條件的比較,研究認(rèn)為,托斯巴地區(qū)找礦前景優(yōu)于莫斯早地區(qū),基于配套成礦的差異,本區(qū)應(yīng)以塔拉德套組為地層基礎(chǔ),火山穹隆構(gòu)造的主要派生斷裂及巖脈為線索,火山成礦理論為導(dǎo)向,實(shí)施面積性、系列性、配套性、綜合性的地質(zhì)勘查,尋找最佳構(gòu)造部位、含礦地段,以期擴(kuò)大該區(qū)的銅(銀)礦產(chǎn)規(guī)模和找礦前景。(2)克吐克向斜軸部地質(zhì)特征克斯拉克銅(銀)礦產(chǎn)于下二疊統(tǒng)塔爾德套組內(nèi)粗面凝灰?guī)r、凝灰砂礫巖頂部,礦區(qū)由南部恩古勒古拉短軸背斜和阿克吐別克向斜構(gòu)成。上世紀(jì)50年代,在該短軸背斜區(qū)已投入地質(zhì)勘查,發(fā)現(xiàn)了一小而富的層控礦床,而北部向斜區(qū)一直被擱置?；谠撓蛐碧幵诙梯S背斜北翼,含礦層連續(xù),地表還有小而富的銅(銀)礦體出露,有固定層位,具層控特點(diǎn)等因素。因此,推測阿克吐別克向斜具有良好的找礦前景,尤其是向斜軸部。如該區(qū)找礦獲得突破,對于昭蘇盆地的鞏乃斯河上游上二疊統(tǒng)中的砂巖銅礦也要引起注意(如鐵木里克組中的馬克西姆礦點(diǎn)等)。(3)次閃長-輝綠巖類據(jù)統(tǒng)計(jì),與次火山巖成礦