新疆若羌县红柳泉铜矿床地质特征

孙建涛

世界镍铂族金属的主要来源是与超基性、基性岩有关的岩浆型Cu-Ni（PGE）硫化物矿床，占世界开采量的50%以上，也是铜矿的主要类型。占我国镍和铂族金属储量的90%以上，铜金属量5%以上，来源于与超基性基性岩有关的岩浆型Cu-Ni（PGE）硫化物矿床。我国自八十年代后期，新疆喀拉通克矿床发现之后的十余年间，对超基性-基性岩体中岩浆型Cu-Ni（PGE）硫化物矿床的找矿工作尚未有较大的突破。阿尔金南缘断两侧分布着大小七十余个超基性、基性岩体，是我国重要而尚未作详细工作的超基性、基性岩带，具有良好的成矿地质条件，但目前工作程度极低。

1 地质背景

矿床位于青藏高原北部边缘，塔里木地块与柴达木地块接合部位，主体位于阿尔金构造带南侧阿尔金南缘断裂带中段。大地构造位置处在阿尔金南缘深大断裂以北，按板块构造理论，该断裂以北属塔里木板块一塔里木微板块-阿尔金陆缘地块，断裂以南属塔里木-塔里木南缘活动带-祁漫塔格早古生代岛弧带。按槽台观点，阿尔金南缘深大断裂以北属塔里木地台阿尔金断隆，以南为昆仑地槽古尔嗄坳埳及祁漫塔格复背斜。

1.1 地层

区内出露地层有下元古界阿尔金群一套陆源碎屑-火山岩-碳酸盐岩建造及中酸性深成岩类、上元古界索尔库里群一套滨海、浅海相碎屑岩-碳酸盐岩-火山沉积岩组合、古生界奥陶系一套海相碎屑岩及火山岩，夹碳酸盐岩沉积岩组合、中生界侏罗系叶尔羌群灰色-深灰色-紫红色砾岩、砂岩和泥质岩夹煤线或煤层。

1.2 构造

阿尔金南缘断裂横贯矿区，受其影响，区内的断裂构造十分发育。主要有阿尔金南缘断裂、红柳泉断裂，及其次级断裂构造。是区内热液型铜、金矿床的主要控矿构造。

1.3 岩浆岩

区内岩浆岩主要沿阿尔金南缘深大断裂发育，种类齐全，从超基性-酸性岩均有出露，其中基性-超基性岩体内广泛发育，多具铜镍矿化，具有寻找铜镍硫化物矿床的巨大潜力。

1.3.1 岩体地质特征

红柳泉基性-超基性杂岩体，东西长近50km，南北宽2km～8km，总体走向为北东东向，呈东大西小不规则椭圆状沿阿尔金南缘断裂的南侧产出。岩体与北侧上元古界索尔库里群碳酸盐岩、基性火山碎屑岩呈断层及侵入接触关系，南边被华力西早期花岗闪长岩侵位，西段南边侵位于加里东晚期花岗闪长岩中；东段南边被侏罗系叶尔羌群砂砾岩角度不整合覆盖，西部被第四系残、冲积物覆盖。

岩体受阿尔金南缘断裂长期活动的影响，围岩蚀变较强，主要表现为辉石纤闪石化、蛇纹石化、绿泥石化；斜长石钠黝帘石化，以及绿帘石化、硅化、碳酸岩化等。

1.3.2 岩相特征

根椐矿物成分及粒度变化，自北向南可划分为细粒辉长辉绿岩相、中粒辉长岩相、中粒辉石岩相，自北向南基性程度逐渐增高，岩相分带具似层状特征。

细粒辉长辉细岩相：主要由辉长辉绿岩组成，可见较多的辉绿岩脉，岩石中普遍可见黄铁矿、黄铜矿、多呈半自形细粒，星点状分布在造岩矿物颗粒向，东部则发育层状-似层状黄铁矿，厚达1mm～5mm，局部黄铁矿富集成团块状。已发现的矿（化）体主要产在该岩相带内。

中粒辉长岩相：主要由中粒辉长岩、蚀变辉长岩、辉长伟晶岩（或堆晶岩）组成。零星发育有黄铁矿、黄铜矿等，也呈半自形粒状、星点状分布于岩石造岩矿物颗粒间，局部有层状-似层状黄铁矿，可见孔雀石化现象，少部分矿（化）体产在该相带内。

中粒辉石岩相：岩石类型有细粒辉石岩、中粒辉石岩、蛇纹石化辉石岩、蛇纹岩、次闪石岩等。

辉长岩：岩石灰绿色，辉长结构、交代蚀变结构，块状构造。主要矿物成分：辉石、纤闪石、绿泥石55%～60%，斜长石、钠黝帘石40%～45%，少量磁铁矿、碳酸盐、石英等。矿物粒度0.5mm～3mm，辉石多被纤闪石、绿帘石、碳酸盐取代，斜长石多被钠黝帘石取代。

辉长辉绿岩：辉长辉绿结构、交代蚀变结构，块状构造。主要矿物成分：斜长石50%～55%，多被钠黝帘石、绿帘石交代，辉石45%～50%，常被纤闪石、绿帘石交代，保留辉石假象。少量磁铁矿、钛铁矿等。

辉石岩：岩石灰黑色、灰绿色，半自形粒状结构，蚀变交代结构，块状构造。主要矿物成分：辉石大于95%。辉石常被蛇纹石、次闪石、纤闪石和绿帘石交代形成蛇纹岩、次闪石岩、绿帘纤闪岩等多种岩石类型。

1.3.3 岩石化学特征

岩体中各类岩石平均化学成分与国内主要含矿岩体岩石化学成分对比。各类岩石中K2O+Na2O+CaO＞Al2O3＞K2O+Na2O，均属正常成分类型。（Na2O+K2O）含量相对较高，图解多落入碱质区与喀拉通克岩体较相似；m/f值0.5～2.8，岩体总体属于铁质超基性、基性岩，对成矿有利（李文渊1996）。里特曼组合指数δ=0.26～2.6（里特曼1957），为富钙贫碱类型。

各类岩石中MgO/FeO值在0.5～3之间，成因判别为幔源岩浆。根据固结指数（久野1957）不同显示辉石岩、辉长辉绿岩分异程度比辉长岩分异程度高，成矿条件更有利，已发现的矿化体也证实这一判断。根据CaO-MgO-Al2O3红柳泉岩体与金川、红旗岭等同属拉斑玄武岩浆系列。根据里特曼—戈蒂里图投影，红柳泉岩体形成的地质构造环境属造山带，与金川、赤柏松、力马河等岩体同属大陆裂谷型。

1.3.4 扎瓦里茨基数据特征

岩石化学成分和图解具如下特征：

（1）矿区各类岩石多属正常系列，仅个别为铝过饱和。发生铝过饱和的岩石1个是花岗闪长岩，铝过饱和不是Al2O3含量高，而是CaO 含量显著偏低，Na2O、K2O含量稍显偏低所致，显然是岩石中缺乏含钙组分矿物所致。

（2）投影点在SB轴两侧分布明显的不对称性，即大多数为c＞a，随着基性程度的升高（b值增大），各投影点有规律的渐近SB轴，即随着a、c值下降，逐渐趋于相等。

（3）图解中投影点分布比较均匀，连续性比较好，同类岩石投影点无明显差异，反映出岩体较为完善的分异作用及岩石化学成分一致性，说明它们属同源岩浆分异作用的产物。

（4）GSB面中的向量P 与SB轴夹角上部大而下部小，反映出随着基性程度增加，MgO含量逐渐升高。

（5）GSB面中向量P2与SB轴夹角，向下有逐渐变小趋势，反映出在基性程度高的岩相中，Na2O/K2O比值逐渐增高。

1.3.5 稀土元素地球化学

从稀土元素分析结果和标准分配图来看，稀土总量变化较大，ΣREE=25.16×10-6～121.17×10-6，反映了不同地幔源区的特点；轻重稀土分馏特征不明显，∑Ce/∑Y=0.67～2.81。δEu具负异常特征，δEu=0.06～0.09，与大陆幔源岩浆成因的基性岩稀土分配形式相类似，岩体总体以LREE富集为特征，（La/Yb）n=1.12～14.93，应为大陆上地幔部分溶融物质来源。国内外拉斑玄武岩系列的重要含Cu-Ni（PGE）岩体，REE标准化配分形式也多表现为LREE富集特点（李文渊1996）。

1.4 地球物理特征

区内出露的岩石主要有辉长岩、辉石岩、花岗岩、辉长辉绿岩、黄铜矿化孔雀石化辉长岩、矿化辉长辉绿岩等。

在区内辉石岩、花岗岩、辉长岩的电阻率较高，其值在1063Ω·m～15740Ω·m之间；而矿石、矿化辉长辉绿岩，辉长辉绿岩的电阻率较低，其值在385Ω·m～5287Ω·m之间，算术平均值为2251Ω·m。区内出露岩石的极化率一般较低，其值在1.0%以下；而矿石、矿化辉长辉绿岩的极化率较高，算术平均值为8.68%，不同种类的矿化及矿石纯度的不同，其极化率变化较大，黄铁层状辉长辉绿岩的极化率最高可达49.3%。

区内激电中梯测量剖面反映ηS异常范围大、幅值高，而且多为复合异常，异常的两翼梯度一般较大，而且较为对称。异常所反映的极化体均为低阻高极化体，规模较大，埋深较浅，其产状较陡，而且多为成群、成带分布，而这些低阻高极化体其基本上均与黄铁矿化、孔雀石化辉长辉绿岩、铜矿体密切相关。

1.5 地球化学特征

强烈富集Cr、Co、Ni、Cu、Au、As、Sb等元素，其富集系数、变异系数较高。地球化学异常明显与基性-超基性岩及断裂构造有关。红柳泉基性-超基性杂岩体中异常规模巨大，元素组合最为复杂，元素异常套合也很好。元素组合为Cu、Au、Ni、Cr、Co、Zn、Ag、As、Sb、Mo、W，以Cu、Au、Ni、Cr为主。其地球化学特征值。异常浓集中心较明显，多集中在基性—超基性杂岩体的北部边缘部分，即辉长辉绿岩和辉长岩出露区。异常具有浓度分带和元素水平分带，从岩体向外，元素组合由Cu、Au、W、Mo-Cu、Cr、Ni、Co、Ag、Au-Au、As、Sb，形成一套由高温-中温-低温热液元素组合。

2 矿体地质特征

在红柳泉杂岩体中控制近平行展布的铜矿化体17个，长0.4～12km，厚1～7.9m。矿化体均赋存于细粒辉长辉绿岩相内，受岩相控制。矿化体以似层状、脉状、透镜状产出，与围岩呈渐变过渡关系。

2.1 主要矿带特征

（1）K1出 露 长5100m，厚3m～8m，地 表 出 露 标 高4220m～4480m，总体走向75°，南倾，倾角50°～75°，产状与岩体产状一致。矿化体以似层状、透镜状产出，铜品位0.05～0.78%，在其中控制K1-1、K1-2矿体2个。

（2）K2位于K1南80m～400m，近平行产出，出露长12km，厚2m～12m，地表出露标高4280m～4590m，呈似层状、透镜状、脉状产出。总体走向80°，南倾，倾角50°～75°，产状与岩体产状一致，是区内规模最大的矿化体。铜品位0.05×10-2～0.8×10-2，在其中控制K2-1、K2-2矿体2个。

（3）K4与K2近平行产出，出露长3km，厚1m～15m，地表出露标高4560m～4790m，呈似层状、透镜状、脉状产出。总体走向80°，南倾，倾角60°～85°，产状与岩体产状一致。铜品位0.05%～0.79%，在其中控制K4-1、K4-2矿体2个。

2.2 矿体特征

矿体严格受矿带控制，矿体产于细粒辉长辉绿岩相和中粒辉长岩相内，与围岩呈过渡关系。根据工程控制、样品分析结果，分别在K1、K2、K4矿化体中圈定了K1-1、K1-2、K2-1、K2-2、K4-1、K4-2共6个矿体，其特征如下：

（1）K1-1长1800m，厚0.84m～4m，走向75°，南倾，倾角55°～80°、产状与矿化体产状一致，受矿化体产状控制，以似层状、透镜状产出。矿石多为星点状、稠密星点状、斑杂状、块状构造。铜品位0.2%～0.43%。

（2）K1-2长1630m，厚0.91m～3m，走向75°，南倾，倾角50°～75°、产状与矿化体产状一致，受矿化体产状控制，以似层状、透镜状产出。铜品位0.24%～0.44%。经深部坑道验证，矿化类型、蚀变特征、赋矿岩石、矿石成因类型与地表相同，差别仅是坑道中氧化作用较弱，矿石品位较地表富。

（3）K2-1长3270m，厚1.6m～5.85m，走向75°，南倾，倾角50°～75°、产状与矿化体产状一致，受矿化体产状控制，以似层状、透镜状产出。矿石多为星点状、稠密星点状、斑杂状、块状构造。铜品位0.24%～0.58%。

（4）K2-2长1180m，厚2.85m～5.56m，走向75°，南倾，倾角50°～75°、产状与矿化体产状一致，受矿化体产状控制，以似层状、透镜状产出。矿石多为星点状、稠密星点状、斑杂状、块状构造。铜品位0.36%～0.7%。

（5）K4-1长790m，厚1.77m～4.97m，走向75°，南倾，倾角55°～70°、产状与矿化体产状一致，受矿化体产状控制，以似层状、透镜状产出。矿石多为星点状、稠密星点状、斑杂状、块状构造。铜品位0.25%～0.5%。

（6）K4-2长540m，厚1.88m～2.65m，走向75°，南倾，倾角60°～75°、产状与矿化体产状一致，受矿化体产状控制，以似层状、透镜状产出。矿石多为星点状、稠密星点状、斑杂状、块状构造。铜品位0.27%～0.64%。

2.3 矿石特征

2.3.1 矿石结构、构造

矿石主要结构为半自形-他形粒状结构、包含结构、文象结构、交代残余结构。主要构造为星点状、斑点状、稠密星点状、浸染状、块状构造，次为海绵晶铁状构造、条带状构造、网脉状构造、细脉状构造。

2.3.2 矿石成分

（1）矿石矿物组成。区内矿石中普遍发育有金属硫化物。区内矿石矿物组成主要分为金属矿物和脉石矿物，金属矿物主要有黄铁矿、黄铜矿，次为镍黄铁矿（紫硫镍铁矿），次生矿物为孔雀石、褐铁矿。脉石矿物主要有辉石、斜长石，次为绿帘石、绿泥石、次闪石、蛇纹石、方解石、石英等。主要金属矿物特征为：黄铁矿一般呈自形-半自形晶，粒径＜2mm，呈星点状、团块状、细脉状产出，在围岩中呈稀疏星点状产出在造岩矿物颗粒之间，显示黄铁矿是在成岩过程中形成，是岩浆分异的产物；镍黄铁矿呈自形-半自形晶与黄铁矿伴生产出，粒径＜2mm；黄铜矿一般呈焰状、乳滴状产出的黄铁矿集合体中。矿石中硫化物含量最大可达15%以上。局部金属硫化物呈层状产出，以黄铁矿为主，镍黄铁矿次之，少见黄铜矿。金属硫化物在岩石中形成1mm～30mm厚的硫化物层，多层平行出现。金属硫化物含量10%～50%，最厚可达5m。

（2）矿石有用组分和伴生有用、有益、有害组分。矿石以含铜为主，经综合评价分析，共（伴）生有金镍铂钯等。K1～K14矿化体中金含量多在0.1×10-6～0.5×10-6，最高可达1.2×10-6，K15～K16矿化体中金含量多在0.1×10-6～1.2×10-6，镍0.3%～0.7%，且伴生有铂、钯，铂含量最高可达2.69×10-6，钯含量最高可达3.59×10-6。K17矿化体中金含量0.1×10-6～0.58×10-6，镍含量0.05%～0.2%，且有铂、钯异常显示。

2.4 围岩蚀变

围岩蚀变主要为纤闪石化、蛇纹石化、绿泥石化、钠黝帘石化、绿帘石化、硅化、碳酸岩化等。

2.5 矿床成因

红柳泉基性—超基性杂岩体岩相清楚，岩体分异程度高，矿化体均受岩相控制，金属硫化物与造岩矿物为同生关系，呈自形-半自形晶，以星点状、团块状、稠密星点状、浸染状、似层状产出，显示了岩浆中硫化物熔浆与硅酸盐熔浆的分离作用，是熔离作用的产物，矿床成因类型为岩浆分异型硫化物矿床。

3 结论

通过对红柳泉超基性、基性杂岩体成矿条件的分析认为：

（1）红柳泉岩体处在十分有利于形成基性、超基性岩的大地构造环境和具有形成岩浆型硫化物矿床的优越的成矿条件。

（2）红柳泉岩体具备了形成岩浆型硫化物矿床的岩体及岩石化学条件，特别是辉长辉绿岩相和辉石岩相，岩浆分异较好，对于成矿有利，已发现的矿化体也证实了这一点。

（3）岩体中矿（化）体的特征充分显示了岩浆型硫化物矿床的特点。

综上所述红柳泉铜矿是岩浆型Cu-Ni（PGE）硫化物矿床，找矿潜力巨大，通过对红柳泉杂岩体的深入研究，建立找矿标志，成岩及成矿模式，对阿尔金南缘断裂上同类型岩体的找矿评价具有指导意义。