0 引言

阿奇山—雅满苏铁（铜）成矿带是新疆东天山重要的铁（铜）等矿产资源产区，该带发育大量与海相火山岩有关的铁（铜）矿床，代表性矿床有红云滩铁矿床、雅满苏铁矿床、黑峰山铁矿床、双峰山铁矿床和沙泉子铁铜矿床等，前人对此获得了大量研究成果（高珍全，2002；姜福之等，2002；毛景文等， 2002；陈世平，2006；方维萱等，2006a，2006b；黄小文等，2013；江宏君等，2016；韩春明等，2018）。但对阿奇山—雅满苏铁（铜）成矿带中铜矿床关注较少。 2007—2015 年有色金属矿产地质调查中心通过陆续开展的勘查评价和综合研究工作，在该成矿带东部陆续发现了景峡铜矿床、铜鱼梁铜矿床、寨北山铜矿床等一批与火山-次火山热液活动相关的铜矿床。部分学者从成矿时代、岩石地球化学、成矿流体及成矿物质来源等方面来探讨其成矿地质构造环境及成因类型（孙志远等，2016；吴飞等，2017；龙灵利等，2018；肖昱等，2019）。本文以阿奇山—雅满苏铁（铜）成矿带东部、黑峰山铁矿床西侧 20 km 处的铜鱼梁铜矿床为研究对象，通过地质填图、磁法测量和岩屑地球化学测量，总结其地质特征、物化探特征及找矿标志，进而探讨其成因及找矿方向，为研究铜鱼梁铜矿床成矿规律及进一步开展地质勘查提供一定的科学依据。

1 区域地质背景

东天山位于中亚造山带的南缘，西伯利亚、准噶尔和塔里木板块交会部位（肖序常等，1992；秦克章等，2002）。通过近东西向展布的康古尔、雅满苏和阿奇克库都克深大断裂可将东天山划分为4个构造单元（图1），自北向南依次为：大南湖—头苏泉岛弧带、康古尔构造带、阿奇山—雅满苏岛弧带和中天山地块（王京彬等，2006；龙灵利等，2019）。

阿奇山—雅满苏岛弧带主要发育石炭纪海相火山-沉积岩系：（1）下石炭统阿奇山组为一套海相火山岩夹火山碎屑岩及正常碎屑沉积岩。主要由玄武岩、安山岩、英安质火山岩及同成分火山凝灰岩、熔结角砾凝灰岩、透镜状砂岩及灰岩等组成。该组火山岩锆石 U-Pb年龄为 348～334 Ma（苏春乾等，2009；罗婷等，2012）；（2）下石炭统雅满苏组上、下两段均为滨—浅海相正常碎屑沉积岩夹碳酸盐岩和少量火山碎屑岩及火山碎屑沉积岩，被一层较为稳定的灰岩分开，不同点在于上段夹灰岩和凝灰岩比下段多（叶雷等，2018）；（3）上石炭统土古土布拉克组为一套浅海相火山-沉积岩建造，以火山熔岩为主，与紫红色砂岩、凝灰质砂岩互层产出，局部夹有灰岩透镜体。前人获得该组大量火山岩定年数据，为 316～304 Ma（宋安江等，2006；李航等， 2018）；（4）在石炭系海相火山-沉积岩建造之上为下二叠统阿其克布拉克组一套陆相火山-磨拉石建造，主要岩性为底砾岩、红色砂岩、粉砂岩夹少量玄武岩等。

本区以华力西中—晚期岩浆活动最为强烈，主要为晚石炭世花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩和早二叠世闪长岩、闪长玢岩、碱长花岗岩、辉绿岩侵入体 （刘祥，2019），沿沙泉子断裂和雅满苏断裂带广泛发育，呈东西向线性展布，多呈长条状岩体。也有受火山穹隆、火山机构制约形成不同大小的各类岩株（任经武等，2018）。这些侵入岩对于形成岩浆型矿床、斑岩型矿床、矽卡岩型矿床及其改造型矿床起到重要作用（赵斌，1989；方同辉等，2002；林瑶等，2014；张维峰等，2017；肖昱等，2019）。

2 地质及物化探特征

2.1 地质特征

矿床位于阿奇山—雅满苏—沙泉子成矿带Fe-Mn-Co-V-Ti-Au-Cu-石膏成矿亚带的东段，地理上位于哈密市南东约 130 km 处，东经 94°28′55″，北纬 41°52′52″，面积约18 km²。矿区主要出露地层为：下石炭统阿奇山组、下二叠统阿其克布拉克组及第四系（图2）。其中下石炭统阿奇山组与下二叠统阿其克布拉克组为角度不整合接触关系。下石炭统阿奇山组（C₁a）自下而上分为3个岩性段，其中第一岩性段为灰绿色玄武岩，灰褐、红褐色安山岩、紫灰色晶屑岩屑凝灰岩、含角砾凝灰岩，局部地段见有灰 —灰绿色凝灰质砂岩。区域上本段为雅满苏次火山岩型铁矿床赋矿层位。第二岩性段下部为灰绿色蚀变玄武岩、熔结角砾岩；中部为一套稳定的灰绿色安山岩，少量灰绿、红褐色熔结角砾岩；上部为一套紫红色杏仁状安山岩、含角砾凝灰岩、晶屑凝灰岩。本段为次火山岩型铜矿赋矿层位。第三岩性段为泥质粉砂岩、砂岩、砂砾岩夹灰岩透镜体，底部为厚8～10 m灰色安山质沉火山角砾岩。下二叠统阿其克布拉克组（P₁a）主要分布在矿区北部，自下而上为一套由砾岩—中粗粒砂岩—细砂岩组成的正常碎屑沉积岩。矿区地层总体倾向北东，倾角 50°～60°。

1—中新生代松散堆积和碎屑岩建造；2—二叠纪陆相火山-碎屑岩建造；3—石炭纪火山-碎屑岩建造；4—奥陶纪—泥盆纪火山-碎屑岩建造； 5—前寒武纪变质岩建造；6—花岗岩-闪长岩类；7—金矿床；8—金矿点；9—铜矿床；10—铜矿点；11—铁铜矿床；12—铅锌矿床；13—铜镍矿； 14—银多金属矿床；15—铁矿床；16—断裂及编号（F₁黄山—康古尔断裂；F₂秋明塔格-雅满苏断裂；F₃沙泉子断裂；F₄中天山南缘断裂）；17— 铜鱼梁铜矿床

矿床编号：1—小热泉子铜矿床；2—香山铜镍矿床；3—土墩铜镍矿床；4—黄山铜镍矿床；5—黄山东铜镍矿床；6—延东铜矿床；7—土屋铜矿床；8—野马泉西金矿床；9—白山泉铁矿床；10—石英滩金矿床；11—康古尔金矿床；12—马头滩金矿床；13—白干湖铅锌矿床；14—沙泉子铁铜矿床；15—红云滩铁矿床；16—铁岭铁矿床；17—维权银多金属矿床；18—库姆塔格铁矿床；19—雅满苏铁矿床；20—黑峰山铁矿床；21—双峰山铁矿床；22—彩霞山铅锌矿床

区内断裂构造不甚发育，侵入岩主要为晚石炭世闪长玢岩，以岩株、岩脉侵入下石炭统阿奇山组第二岩性段（C₁a²）上部及第三岩性段中。闪长玢岩脉以北西向展布为主，少量南北向，伴有相互交叉，交汇的闪长玢岩未有明显的切割现象。岩脉倾角具有南倾缓倾、北倾陡倾之现象。矿区内共圈定60 余条闪长玢岩脉，一般长 30～600 m，宽 0.5～5 m，普遍具青磐岩化、绿帘石化，局部具孔雀石化、辉铜矿化特征。

2.2 磁异常特征

研究区系统地开展了 1∶10000 磁法测量工作，采用SM-30磁化率仪直接测定磁化率。共测定269 件样品，根据岩石物性参数统计结果表（表1），玄武岩—安山岩、闪长玢岩—凝灰岩、粉砂岩、砂岩的磁性依次由强变弱。根据ΔT（化极）磁异常平面图（图2），区内基本可以划分出3种磁场特征∶①无磁—弱磁性磁场区，表现为零或负磁异常；②为零星弱异常区，表现为星点状的异常，一般幅值 300 nT左右，闪长玢岩主要分布该异常区；③磁异常区，区内有典型的磁异常 3 处（M-1～M-3），异常值在 1000～1200 nT，局部伴有负异常，通过对东南角分布范围最大的磁异常检查，认为是玄武岩引起的异常。

1—第四系；2—下二叠统阿其克布拉克组；3—下石炭统阿奇山组第三岩性段；4—下石炭统阿奇山组第二岩性段；5—下石炭统阿奇山组第一岩性段；6—闪长玢岩岩脉；7—铜矿体及编号；8—角度不整合接触界线；9—1∶25000化探综合异常及编号；10—地层产状；11—1∶10000高精度磁测范围；12—1∶2000填图范围；13—磁场正等值线；14—磁场负等值线；15—磁场变化界线及编号

ΔT（化极）磁异常平面图向上延拓至 300 m 时，地表星点状异常区与磁异常区界线已很不明显；向上延拓至500 m时，二者异常连为一体，表明该基底可能是中基性火山岩。与北部负磁异常区界线明显，形成一个较明显北西向的构造带。矿区内铜矿体主要位于该构造带附近，指示了该构造带可能为矿化热液运移的主要通道。

2.3 岩屑地球化学特征

在研究区开展了 1∶25000 岩屑地球化学测量 （图2），样品采集采用了 250 m×100 m 的网度，测线方向为南北向，基本垂直于主要构造线方向，分析了Cu、Pb、Zn、Ag、As、Sb、Mo、Bi、Au 9个元素。通过研究岩屑地球化学特征、单元素异常特征和元素共生组合特征，分析该区成矿地质条件和矿产的空间分布特征，圈定AR-1、AR-2和AR-3综合异常。

AR-1 号综合异常为甲类异常，位于研究区北西部。该异常长约 5 km，宽 200～600 m，西南段未封闭。主要分布于下石炭统阿奇山组第二岩性段上部、闪长玢岩侵入地段，异常元素以 Cu-As-Ag-Sb为主，又以 Cu、As强度较高，变异系数大为特征。 Cu异常分布于中间，As、Sb异常围绕Cu异常分布于外侧，表明成矿作用受热动力的影响较大。Cu、As、Ag、Sb 的最高元素含量分别为 2000×10^-6、668×10^-6、 0.23×10^-9、3.5×10^-6。结合地表所见铜矿化体，认为该综合异常由含铜矿化的闪长玢岩引起。

AR-2号综合异常位于研究区中南部下石炭统阿奇山组第一岩性段中。与 M-1～2磁异常套合较好。该异常长约 1.8 km，宽约 1 km，异常元素以 Cu-As-Zn-Sb-Pb-Ag 为主，Cu、Ag、As、Sb、Zn 的最高元素含量分别为 754×10^-6、0.14×10^-9、31×10^-6、 2.1×10^-6、157×10^-6。地表岩性以玄武岩、安山岩为主。该异常是寻找热液型铜矿较有利地段。

AR-3号综合异常位于研究区的东南部下石炭统阿奇山组第二岩性段中，该异常长约2 km，宽500～800 m，异常元素为以 Cu-Ag-Pb-Sb为主，其中以 Cu异常强度较高，变异系数大为特征。Cu、Ag、Pb、 Sb 最高元素含量分别为 1261×10^-6、0.419×10^-9、 144×10^-6、2.1×10^-6。地表岩性以火山熔岩及火山碎屑岩为主，火山碎屑岩具较强褐铁矿化，受后期热液蚀变影响明显。该异常是寻找火山-次火山岩热液型铜矿有利地段。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

铜矿体主要产出于下石炭统阿奇山组第二岩性段（C₁a²）上部蚀变安山岩、角砾凝灰岩及灰绿色闪长玢岩岩脉中。目前地表圈定铜矿体 20 条（图3），其中赋矿岩性为闪长玢岩的铜矿体有 18 条，矿体长度为 30～200 m，铜品位为 0.220%～0.995%，真厚度为 0.62～3.42 m。地表矿化较为连续，矿体多呈脉状、透镜状产出。通过钻探验证，ZK001孔中共见到 8层闪长玢岩岩脉，有 4层含铜矿化，岩脉宽 1～2 m，铜品位 0.137%～0.666%。此外赋矿岩性为安山岩、角砾凝灰岩的铜矿体有4条，长度为45～50 m，铜品位为 0.20%～1.33%，真厚度为 0.59～1.38 m。对 19 号、36 号铜矿体进行了深部验证（图4），19号铜矿体控制斜深180 m，真厚度3.2 m，铜平均品位0.253%，矿体产状20°∠64°。36号铜矿体控制斜深 220 m，真厚度 0.63 m，铜平均品位 0.414%，矿体产状 20°∠70°。ZK5801 控制盲矿体 2 条，其中 37 号铜矿体，控制斜深 210 m，真厚度 2. 05 m，铜平均品位0.22%。38号铜矿体，控制斜深250 m，真厚度 4.81 m，铜平均品位 0.65%。铜矿体呈网脉状、细脉状分布。

3.2 矿石特征及围岩蚀变

矿床浅部主要以氧化矿石为主（图5a~5d），矿物成分主要为蓝辉铜矿-辉铜矿-黝铜矿-斑铜矿-蓝铜矿、铜蓝（图5e、5f），次生矿物为孔雀石；深部主要为黄铜矿、黄铁矿，见有少量自然铜（图5g）、赤铜矿（图5h）。矿石结构主要有板粒状结构、粒状结构、交代结构等，具浸染状构造、星散状构造、脉状构造（图5i）。脉石矿物主要有绿泥石、绿帘石、方解石和石英细脉。

围岩蚀变主要分布于闪长玢岩及两侧围岩中，为绿泥石化、绢云母化、绿帘石化、碳酸盐化、褐铁矿化、硅化。其中绿泥石化、硅化与矿化强度呈正相关。

1—第四系；2—下二叠统阿其克布拉克组；3—下石炭统阿奇山组第三岩性段；4—下石炭统阿奇山组第二岩性段；5—闪长玢岩岩脉；6—铜矿体及编号；7—孔雀石化；8—角度不整接触界线；9—地表钻孔位置及编号；10—地层产状；11—勘探线位置及编号

1—下石炭统阿奇山组第三岩性段；2—下石炭统阿奇山组第二岩性段；3—第四系坡积物；4—砂岩；5—灰岩；6—角砾沉凝灰岩；7—晶屑凝灰岩；8—安山岩；9—硅质岩；10—闪长玢岩；11—铜矿体及编号；12—钻孔位置及编号

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

东天山阿奇山—雅满苏岛弧带属晚古生岛弧带，而晚古生代是东天山及邻区构造变动最为强烈的时期，也是新疆第二次成矿的高峰期，以岩浆成矿作用和金属矿化极为发育为特点（董连慧等， 2015）。前人对东天山觉罗塔格地区晚古生代矿床的成矿年代做了大量研究工作（刘德权等，1992；李华芹和陈富文，2002；芮宗瑶等，2002；张连昌等， 2004；秦克章等，2006；袁峰等，2007；张达玉等， 2012）。结合地质特征和成矿时代特征分析，觉罗塔格地区晚古生代的成矿作用主要集中于早石炭世—中石炭世和晚石炭世—二叠世两个阶段。其中阿奇山—雅满苏成矿带早石炭世初期以发育大量与海相火山岩有关的铁（铜）矿床著称（姜福芝等，2002；肖昱，2003；方维萱等，2006）。晚石炭世—早二叠世以发育与火山热液有关的铜矿为主。而铜矿床主要位于阿奇山-雅满苏成矿带东部（表2），以景峡铜矿床、沙泉子铁铜矿床、寨北山铜矿床为典型。前人研究将寨北山铜矿床归为火山-次火山热液充填交代型（龙灵利等，2018；肖昱等， 2020），景峡铜矿床为火山喷溢沉积-热液叠加改造型矿床（任经武等，2018）。而沙泉子铁铜矿床成因存在争议，火山热液-充填（交代）矿床（黄小文等， 2013），矽卡岩矿床（赵斌，1989），接触变质火山-沉积矿床（姜福芝等，2002），或与典型的矽卡岩型铁铜矿床不同，具有许多与安第斯 IOCG 类似的特征 （江宏君等，2016）。

a—槽探中揭露孔雀石化闪长玢岩脉；b—孔雀石化闪长玢岩手标本；c—ZK001中孔雀石化闪长玢岩；d—地表孔雀石化石安山岩；e、f—安山岩显微镜下照片；g、h—蚀变安山岩；i—ZK5801中含孔雀石化破碎带

Bn—斑铜矿；Az—蓝铜矿；Cv—铜蓝；Td—黝铜矿；Cc—辉铜矿；Mal—孔雀石；Ccp—黄铜矿；Cu—自然铜；Cpo—赤铜矿；Py—黄铁矿

研究区已发现的铜矿化体主要赋存于闪长玢岩与围岩接触带附近及蚀变破碎带、裂隙中。围岩为安山岩及角砾凝灰岩等，初步认为控制矿化体的因素为构造及火山-次火山岩。其成矿条件有：（1） 铜矿化体明显受断裂破碎带、次火山岩与围岩接触带控制；（2）引起磁异常的主要原因为深部的中基性岩，为成矿提供了丰富的物质来源；（3）区内阿奇山组第二岩性段与第三岩性段过渡部位，宏观上看似为一北西—南东向构造软弱带，为成矿热液的交代、充填、富集提供了空间；（4）构造软弱带中成矿流体沿裂隙充填并交代围岩使矿体进一步富集。根据研究区赋矿岩石和矿化、蚀变特征，铜鱼梁铜矿具两期成矿特征：（1）早石炭世，为火山喷溢高峰期，铜矿体产于下石炭统阿奇山组第二岩段火山喷发间歇期，以火山热液充填于火山岩中，主要以黄铜矿化为主，具有较明显的层控特征。其成矿时代与景峡铜矿床、寨北山铜矿床一致。（2）晚石炭世期 （317±2.4 Ma，孙志远等，2018），闪长玢岩（次火山岩）以岩株、岩脉状侵入早石炭地层中，为流体活化和萃取地层中的成矿元素提供了能量。本期主要以次火山热液接触交代为主，其成矿时代与沙泉子铁铜矿成矿时代一致。综上所述，铜鱼梁铜矿可能为火山-次火山热液型铜矿，与前人研究结果一致 （孙志远等，2018）。

4.2 找矿标志

（1）地层及岩性标志：下石炭统阿奇山组第三岩性段（C₁a³）底部青灰色沉火山角砾凝灰岩与第二岩性段（C₁a²）上部紫红色晶屑凝灰岩、蚀变安山岩的界面附近。

（2）脉岩标志：地表闪长玢岩脉与火山岩接触带附近普遍见孔雀石化。

（3）围岩蚀变标志：赋矿围岩具强烈褪色蚀变，蚀变主要为绢云母化、绿泥石化、绿帘石化、硅化、褐铁矿化、碳酸盐化等。

（4）地球化学标志：以 Cu-As-Zn-Sb-Pb-Ag 综合异常为浓集中心，寻找铜矿化的有利地段。

（5）地球物理标志：负磁与弱磁梯度带，对找矿有着良好的指示作用。

（6）矿化标志：地表出露的孔雀石化、铜蓝是直接找矿标志。

5 找矿方向

（1）研究区铜矿化体主要分布于下石炭统阿奇山组第二岩性段与第三岩性段过渡部位；也是 AR-1（甲类异常）综合异常及负磁与弱磁梯度带分布的主要位置。该区域长约5 km，宽约600 m，具有较大的找矿空间。

（2）1∶10000磁法显示在研究区南西方向，负磁与弱磁、弱磁与高磁的梯度带具有交汇的趋势，即在构造线交会部位可能有利于铜矿赋存。

（3）在该区，首次在安山岩中发现自然铜矿线索，自然铜的发现有助于寻找新的矿化类型和富集部位。

6 结论

（1）铜鱼梁铜矿主要赋存于早石炭世火山岩及晚石炭世闪长玢岩中，具有两期成矿特征。

（2）铜鱼梁铜矿体多呈脉状分布，以粒状结构，脉状构造、浸染状构造为主；赋矿围岩为火山岩及次火山岩；铜矿体主要分布于断裂构造带及次火山岩与围岩的接触面附近，以热液充填的形式存在，具有火山-次火山热液型矿床的特征。

（3）指示了研究区下石炭统阿奇山组第二岩性段与第三岩性段过渡带西南部具有寻找热液充填型铜矿的潜力。

参考文献