本篇文章给大家谈谈哈密黄铜矿，以及哈密大红山北铜矿对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。
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（二）新疆土屋-延东铜矿富集区实物地质资料
新疆土屋-延东铜矿富集区包括3个铜矿床，即土屋铜矿、土屋东铜矿和延东铜矿。土屋铜矿位于新疆哈密市西南210°方向约80 km处，主要交通干线兰新铁路和312国道在矿区北部80 km处通过，有两条简易公路可分别通往哈密市和了墩火车站，从哈密市经南湖乡、南湖煤矿抵达矿区的公路里程约120km，矿区内可通行载重汽车，交通甚为方便。延东铜矿位于土屋铜矿西6 km处。地质大调查工作开展以来，矿区地质找矿取得突破性进展。土屋-延东铜矿富集区的发现与勘查已引起国内外地质学家的广泛关注。
1.矿区地质
矿区位于塔里木板块与准噶尔板块碰撞对接缝合带北侧的石炭纪增生拼贴岛弧带中。南距康古尔塔格深大断裂2km，北距大草滩断裂4.6km。康古尔塔格断裂以北出露地层主要由钙碱性岛弧型火山岩及内源碎屑岩组成，属准噶尔板块南缘增生扩张产物，其中与成矿有关的是中基性火山熔岩，夹有少量内源碎屑岩。康古尔塔格断裂以南出露地层主要为一套富含蛇绿岩的深海复理石建造，后期叠加强烈的韧性剪切变形。区内侵入岩广泛发育，岩石类型齐全，从正常系列的基性岩至酸性岩均有出露，以偏酸性深成侵入岩为主。形成于晚石炭世—早二叠世的浅成斜长花岗斑岩和闪长玢岩与铜矿化有关。
（1）地层
土屋铜矿区主要出露地层为石炭系企鹅山群，包括3个非正式的组。第一组由内源碎屑岩、沉凝灰岩组成，局部夹少量生物灰岩、砂砾岩等。第二组岩性为灰绿色—紫红色拉斑玄武岩、安山岩、玄武安山岩等，其间夹有英安岩、火山（集块）角砾岩、复成分砾岩和砂岩。火山岩岩石系列以钙碱性为主，碱性和拉斑系列次之，具过渡特征，岩石组合为玄武岩-安山岩-英安岩。第三组岩石组合为灰色—绿灰色砂岩、含砾砂岩、中酸性火山角砾岩、玄武岩以及少量凝灰岩、安山岩、英安岩等。铜矿床分布于第二、第三组的分界处。
（2）侵入岩
矿区内只有闪长玢岩和斜长花岗斑岩两类，形成于晚石炭世—二叠纪的浅成侵入体，均具较强铜矿化。闪长玢岩呈不规则状NEE向展布，出露面积大于4km2，大部分地段被中新生代沉积物覆盖。岩体特征与企鹅山旋回中基性火山岩相似，应属火山喷发末期潜火山（或浅成）岩浆上侵产物。斜长花岗斑岩呈不规则状零星分布，出露面积很小，大部分地段为企鹅山群第三组砂砾岩残留体覆盖。岩体具有较强的孔雀石化，属偏碱性铝过饱和I型花岗岩，形成时代晚于闪长玢岩体。
（3）构造
矿区总体为一轴向近EW向的复式背斜构造。该背斜呈宽缓似箱状，由两个背斜和一个向斜组成，核部为含矿闪长玢岩体和花岗斑岩体占据，两翼依次为企鹅山群第一岩组细砂岩、凝灰岩和第二岩组玄武岩。断裂主要发育近EW向层间断裂带和NS向隐伏线形断裂带，二者的交汇部位控制着岩体和矿体的空间分布。断裂带内碎裂岩化、硅化、绢云母化、高岭土化和青磐岩化十分发育。局部发育有少量NE向断裂。
2.矿床地质特征
（1）土屋铜矿床
1）矿体的形态、产状与规模。土屋铜矿床主矿体产于绿灰色闪长玢岩和灰白色斜长花岗斑岩内。地表矿体长1400m，宽4.0～87.2m，矿体平面上呈脉状、局部透镜状或眼球状。走向近EW，倾向南。剖面上矿体平均厚174m，斜深大于600m。矿体向东略有侧伏趋势，呈上窄下宽的“喇叭”形，矿体上盘产状较缓，倾角为50°～60°，下盘产状较陡，倾角为70°～75°。
2）矿石特征及品位。矿石中硫化物含量低，有用矿物种类少，成分简单。主要金属矿物为黄铜矿，次为斑铜矿和黄铁矿，含微量辉铜矿、蓝辉铜矿及磁铁矿；非金属矿物主要有石英、绢云母、绿泥石、黑云母及少量的阳起石、绿帘石、黝帘石、方解石等；次生蚀变矿物为孔雀石、褐铁矿。含铜矿物主要为黄铜矿、斑铜矿，呈不规则粒状，粒径多在0.02～0.06 mm之间，分布在石英脉中的石英间隙或石英与其他矿物粒间，易于单体解离。矿石结构为中细粒半自形—他形粒状结构。矿石构造主要为细脉浸染状、细脉状和星点-稀疏浸染状。按矿石的氧化程度分为氧化矿石和原生矿石两种矿石类型，以原生矿石为主，氧化矿石少量。矿石的多项分析成果表明，有用组分除铜外，金、银等伴生组分含量较高，具有综合利用价值。地表铜品位为0.86%，深部矿体为0.72%，伴生金达0.34×10-6，银平均品位为4.32×10-6。
3）围岩蚀变与分带。土屋铜矿床围岩蚀变发育，类型齐全，蚀变分带明显，表现为面型青磐岩化和近矿热液蚀变。这些蚀变在时间上有一定顺序，空间上既有分带性又有叠加的特点，主要包括青磐岩化、绢云母化、硅化和黑云母化。以矿体为中心向两侧，由于温度的差异，出现比较明显的“中心式”对称面型蚀变分带，依次为石英核（强石英-绢云母化带）、黑云母化带、石英-绢云母带、泥化带、青磐岩化带。上述蚀变中，硅化、绢云母化、绿泥石化和黑云母化与铜矿化关系密切，青磐岩化是成矿的前提，对铜的活化、迁移起着重要作用。黑云母化和硅化蚀变强烈叠加处铜明显富集。
（2）土屋东铜矿床
以0.02% 为边界品位圈定矿化体长1300m，平均宽32.16m，最大宽84.15m。矿体地表形态呈东西宽、中部窄的狭长带状，初步确定剖面形态为上窄下宽的倒“楔”形。矿体产状向南陡倾，倾角65°～80°。地表矿化体铜平均品位0.30%，钻孔平均品位0.35%，局部矿石品位略有增高，矿体厚度增大，显示向东有侧伏趋势。矿石矿物成分与土屋铜矿大致相当，主要金属矿物为黄铁矿和黄铜矿，次要矿物有斑铜矿、铜蓝和辉钼矿，金属矿物分带性明显。斜长花岗斑岩铜矿石以稀疏浸染状为主，闪长玢岩铜矿石中有细脉浸染状和薄膜状两种。矿体蚀变类型有青磐岩化、泥化-石膏化和石英-绢云母化。
（3）延东铜矿床
延东铜矿床地表控制矿体840 m（两端为侏罗系覆盖），宽30～136 m。铜矿地表平均品位为0.36%，深部Cu品位达0.59%。矿石微量元素以偏中低温的亲硫元素高浓度分布为特征，与铜矿体关系密切的元素有Au、Ag、Mo、Sn、As、Sb。其中Au、Ag、Mo等为伴生有用组分。矿石矿物主要为黄铜矿，次为黄铁矿、辉钼矿和磁铁矿，黄铁矿与黄铜矿呈反相关关系，主要产于铜矿体顶部的斜长花岗斑岩中，或以单一黄铁矿细脉穿插于隐爆角砾岩中，辉钼矿、磁铁矿与黄铜矿关系密切，呈共生关系，主要发育在含矿闪长玢岩体中。脉石矿物为绢云母、绿泥石、绿帘石、长石、石英、碳酸盐等，另有少量原岩残留矿物。
矿石结构为中-细粒半自形至他形粒状结构。矿石构造以细脉状为主，细脉浸染状和团块状次之，在矿体顶板的斜长花岗斑岩中多见浸染状构造。主矿体内发育的（定向）糜棱面理是赋矿的主要微细构造空间。
矿体围岩以闪长玢岩为主，其次为斜长花岗斑岩及两种岩体接触的混合隐爆角砾岩。矿体蚀变类型齐全，蚀变分带明显，地表发育石英-绢云母化和高岭土化，闪长玢岩弱青磐岩化；由钻孔资料来看，自下而上依次形成黑云母带，石英-绢云母化带和石膏-高岭土化带，其中黑云母化带规模最大，是主矿体分布中心。
3.成因分析
据芮宗瑶等研究认为，土屋、延东等矿床作为斑岩型矿床特征是十分明显的。证据归纳如下：
1）矿石构造为典型的细脉浸染型。整个矿化由两种分布形式：一种为浸染状和斑点状黄铜矿、斑铜矿和黄铁矿矿化；另一种为细脉状黄铜矿、斑铜矿和黄铁矿矿化。两者常常构成统一体。
2）在各种矿石中含子晶的高盐度流体包裹体随处可见。这表明有独立流体相参与成矿流体，否则流体包裹体中很难形成高盐度的子晶。
3）黑云母化可以作为钾硅酸盐交代岩的标志矿物；大量的钠长石化可以作为有独立流体相参与的交代反应的标志。
4）钠长石花岗斑岩顶部（斜长花岗斑岩）和火山杂岩（闪长玢岩）中由独立流体相的出现，引起残余硅酸盐熔融体和独立流体相本身体积急剧膨胀，使成矿体系内压力增大，当膨胀机械能足以使上述岩石产生微裂隙时，成矿流体就会沿微裂隙乘机活动，发生交代和充填，形成相应细脉浸染型蚀变和矿化。
5）从矿石建造来说可以归为铜（金）建造（土屋）和铜（钼）建造，这种矿石建造也是斑岩型所特有的。
6）围岩蚀变发育，类型齐全，蚀变分带明显，表现为面型青磐岩化和近矿热液蚀变。这些蚀变在时间上有一定顺序，空间上既有分带性又有叠加的特点。
4.矿床的发现及其意义
新疆地质工作者早在20世纪50～60年代就开始对斑岩型铜矿进行研究和找矿，但一直未取得大的突破，仅发现10余处小型矿床和矿点。近年来，新疆地勘局十分重视资料的二次开发，特别是强化了靶区的优选，并合理运用激电、磁法等常规物探方法，对发现的异常及时分析论证，大胆使用钻探工程进行深部验证。
土屋铜矿是新疆地勘局第一地质大队1994年在开展1∶5万八幅联测区调过程中发现的，同年对该矿点进行了地表初步检查评价，圈定了矿化蚀变范围。1996年通过资料的二次开发认为土屋铜矿点具有良好的找矿前景，遂于1996年9月提出立项。新疆地勘局组织有关专家对此项目进行了全面论证，认为土屋铜矿点与国内外斑岩型铜矿床有相似之处，具备寻找同类矿床的良好条件，批准立项，并下达了铜矿普查的任务书。1997年地质一队在地表槽探揭露和激电、磁法测量的基础上，选择0、7线异常和矿化发育地段进行钻探验证，发现了视厚超过60 m的铜矿体。1998年原地矿部将其列为部控重点项目。1999年中国地质调查局将其列为地质大调查项目，加大了投入力度，累计投入钻探工作量超过2×104m，通过几年的工作，证实土屋铜矿是具有大型以上规模的斑岩型铜矿床。
1998年来对土屋铜矿开展普查评价和外围找矿。沿土屋矿区向西完成1∶2 万激电30.88km2、磁法21.6km2、1∶1万高精度重力与磁法剖面10.28km、激电测深点9个。在土屋铜矿西6km的延东发现一明显激电异常，异常长3800m，宽40～246m，充电率一般为5%～7%，最高8%。该激电异常中心区地表有闪长玢岩、花岗斑岩，地表有零星孔雀石分布，槽探揭露孔雀石发育。选择激电异常中心292/1957 点布置钻孔，累计见矿557.55m，铜品位0.594%，钼品位0.03%。因此发现了延东铜矿。
土屋铜矿床的发现，为新疆寻找斑岩型铜矿提供了适用的找矿经验和模型，对今后区内的地质找矿具有重要指导意义。随着土屋铜矿的发现与勘查，拓宽了找矿思路，理清了区域成矿规律。在成矿规律指导下新发现赤湖、灵龙、维权、雅满苏、卡拉塔格等一批铜矿床。
5.实物地质资料采集理由及采集方案
通过上述论述，采集土屋 -延东铜矿富集区实物地质资料的理由可以归纳为以下几点：
1）铜是战略性矿产资源，是我国急缺矿种，采集铜矿实物地质资料意义重大；
2）东天山地区是我国重要的铜、金成矿区，斑岩型铜矿是东天山地区铜矿主要的成因类型，斑岩型铜矿实物地质资料对指导区域地质找矿意义重大；
3）土屋、土屋东、延东铜矿床是大调查资源评价项目取得突破进展的重要勘查项目，采集该矿床实物地质资料，可以充分反映这一重大成果；
4）土屋-延东铜矿富集区已控制相当大的储量，该区有望成为储量超过千万吨的超大型矿区。因此采集该区重要矿床实物地质资料意义重大。
通过筛选选择了3个钻孔岩心，收集到国家实物地质资料馆保管。
（1）土屋铜矿ZK703钻孔
ZK703钻孔为土屋铜矿的代表钻孔，孔内见孔雀石闪长玢岩、破碎蚀变闪长玢岩、蚀变含铜闪长玢岩、斜长花岗斑岩等。矿化可分为氧化带、混合带、原生带。氧化带可见少量的孔雀石，混合带见星点-稀疏浸染状黄铜矿及少量的黄铁矿，原生带金属矿物主要为黄铜矿，其次为斑铜矿。
该孔终孔孔深564.07 m。100.77～230.67 m为低品位铜矿体，铜平均品位0.32%（视厚度129.90m），230.67～540.67m铜平均品位0.68%（视厚度310m）。
（2）土屋东铜矿ZK4801钻孔
ZK4801钻孔为土屋东铜矿的代表钻孔，孔内见蚀变安山岩、闪长玢岩及蚀变闪长玢岩及蚀变破碎带。氧化带矿体产于蚀变安山岩中，金属矿物为自然铜和孔雀石。混合带矿体产于蚀变闪长玢岩中，金属矿物有黄铜矿、黄铁矿及少量辉钼矿。原生矿体产于闪长玢岩中，金属矿以黄铜矿、斑铜矿为主，少量的黄铁矿和辉钼矿。
该孔终孔孔深523.25 m。37.55～219.67 m 铜平均品位0.26%（视厚度182.12 m），219.67～240.20 m铜平均品位0.53%（视厚度20.53 m），240.20～262.70 m铜平均品位0.29%（视厚度 22.50 m），262.70～276.15 m 铜平均品位 0.52%（视厚度 13.45 m），276.15～307.85 m铜平均品位0.42%（视厚度31.70 m），307.85～358.60 m铜平均品位0.60%（视厚度50.75m），358.60～447.00m铜平均品位0.31%（视厚度88.40m）。
（3）延东铜矿ZK1501钻孔
ZK1501钻孔为延东铜矿区内代表钻孔，孔内见火山角砾岩、辉石角闪安山岩、蚀变火山角砾岩、蚀变安山岩、蚀变安山闪长玢岩、斜长花岗斑岩、含铜闪长玢岩等，同时可见氧化带矿体、混合带矿体、原生带矿体。氧化带金属矿物极不发育，混合带可见少量褐铁矿化及粒状孔雀石，原生带以黄铜矿、黄铁矿为主，少量的辉钼矿。
该孔终孔孔深836.20 m。335.16～355.81 m 铜平均品位0.36%（视厚度20.65 m），355.81～392.35 铜平均品位0.63%（视厚度36.54 m），392.35～520.84 m 铜平均品位0.28%（视厚度 128.49 m），520.84～542.27 m 铜平均品位 0.5%（视厚度 21.43 m），542.27～836.20m铜平均品位0.28%（视厚度293.93m）。
6.相关资料
1）ZK4801钻孔地质编录；
2）ZK703钻孔地质编录；
3）ZK1501钻孔地质编录；
4）土屋铜矿7勘探线样品分析成果表；
5）土屋铜矿8勘探线剖面图；
6）延东铜矿15勘探线剖面图；
7）土屋东铜矿48勘探线剖面图；
8）ZK703钻孔柱状图；
9）ZK4801钻孔柱状图；
10）ZK1501钻孔柱状图。
新疆哈密市黄山东铜镍矿床
一、大地构造单元
矿区位于天山地槽褶皱带北山地向斜东部觉罗塔格复向斜苦水向斜束中的山口—双岔沟向斜北翼。
二、矿区地质
（一）地层
黄山东含矿复式岩体侵位于干洞组中。干洞组在矿区出露三个岩性段（图2-11）：上段（C2g3）分布在矿区西南角，由细砂岩、粉砂岩组成，夹有石英角斑岩透镜体，出露厚度498m，与中段呈整合接触，中段（C2g2）分布在矿区南部，属岩性单一的千枚岩化沉凝灰岩，与下岩性段呈断层（F9断裂）接触。出露厚度141m。下段（C2g1）分布于矿区中部和北部。其上部岩性为含粉砂岩、板岩、灰岩、碎屑灰岩，夹有薄层细砂岩、砾岩及硅质岩，出露厚度825m。下部以粗粹屑岩为主，由砾岩、砂砾岩、砂岩、钙质粉砂岩及灰岩等组成。含矿基性-超基性岩体侵入该层位。岩体与围岩斜交，穿切围岩层面，并同化和捕虏了围岩。
（二）构造
矿区构造为一向斜。黄山东含硫化铜镍超基性岩体侵入于向斜的核部。构造以EW为主，含矿岩体受近EW向及NE向高角度逆断层及派生断裂的控制，地表形态呈菱状（图2-11）。
（三）基性-超基性岩体特征
黄山东基性-超基性杂岩体为同源，同期次，不同侵入阶段的复式岩体（表2-4），以基性岩为主（分布面积占面积的85%以上），超基性岩较少（其面积占15%），按岩性可划出8个岩相（表2-4）。岩体侵入时代为华力西晚期第一次侵入，侵位于干洞组下岩性段上部的含炭粉砂质板岩中。岩体走向72°～2 52°，严格受F9断裂及其次级构造的控制，出露面积2.8km2，地表为一菱形（图2-11），空间上为一漏斗状（图2-12、图2-13）。地表膨大部位（28号勘探线）宽度1190m，长约5250m，深部在5及16号勘探线呈两个凹斗（图2-13）。岩体走向与地层走向之间夹角一般为18°左右，局部地段走向一致。
第一次侵入三个阶段的侵位过程是：主体辉长岩浆侵位和分异（黄山东岩体形成）→超基性岩浆活动（超基性岩体的形成）→残余岩浆活动（粗粒角闪辉长-辉石岩，伟晶状闪长岩脉侵入）。
Ⅰ号超基性岩体西起9勘探线，东至28勘探线，长约1.95km，向东隐伏于辉长岩之下，产状为向南陡倾的岩枝，地表呈带状分布，具有分枝现象。Ⅲ号超基性岩体位于复式岩体东端，地表呈半环带状，受断裂带的控制，深部较为破碎，呈脉状产出。Ⅳ号超基性岩体位于复式岩体西端北侧，呈带状向南陡倾，在16勘探线与I号超基性岩体复合。
Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ号超基性岩体为同一阶段产物，其岩石类型相同，为辉石角闪橄榄岩，蚀变橄榄岩及辉石岩。岩石具有残余包含结构及鳞片变晶结构。橄榄石含量40%～50%、辉石20%～25%、角闪石25%～30%，斜长石少量。岩石蚀变强烈，具蛇纹石化、滑石化、纤闪石化及绿泥石化等。粗粒角闪辉长-辉石岩沿超基性岩体的边部分布，为岩体后期产物。
Ⅱ号超基性岩体位于主体辉长岩的中部北侧（图2-11）。岩石具典型的包含结构。橄榄石含量50%左右，粒径0.5～1.5mm，裂隙发育，裂纹边见有蛇纹石化。古铜辉石含量5%～15%，普通辉石含量5%～15%，角闪石含量5%～10%，均分布在橄榄石的间隙中。粗大的辉石矿物晶体中常包有橄榄石的晶粒。斜长石一般含量为10%～20%，个别达30%。
图2-11 黄山东硫化铜镍矿床矿区地质图 Fig.2-11 Geological map of Huangshandong Cu,Ni Sulfide deposit（据郝刚力、张永珍，1988.图2-12、图2-13同）（after Hao Ganfli and Zhang Yongzhen,1988）
1—中石炭统干洞组下段；2—中石炭统干洞组中段；3—中石炭统干洞组上段；4—角闪辉长岩；5—浅色辉长岩；6—角闪橄榄辉长岩；7—辉长闪长岩；8—闪长岩；9—第二侵入阶段超基性岩；10—第三侵入阶段超基性岩；11—辉长苏长岩；12—花岗岩；13—超基性岩体代号；14—断裂构造及编号；15—褶皱构造；16—勘探线及编号
Fig.2-13 Section of massif No.101
1—硫化镍贫矿及编号；2—硫化镍富矿（其余图例见图2-11和2—13）
表2-4 华力西晚期第一次侵入基性-超基性复式岩体岩相划分 Table 2-4 Classification of Petrographical facies of basic-ultrabasic complex intrusion at first intrusive stage of late Variscan
图2-13 28勘探线剖面图 Fig.2-13 Profile of exploratory line 28
1—硫化镍贫矿及编号；2—硫化镍富矿（其余图例见图2-11）
岩石类型以斜长二辉角闪橄榄岩为主。
辉长岩是复式岩体的主要组成部分，据各岩相间的穿插关系，分为以角闪辉长岩为主的第一侵入阶段和以浅色辉长岩、辉长苏长岩为主的第二侵入阶段。
第一侵入阶段角闪辉长岩包括三个岩相带，相带之间均为相变关系，以角闪辉长岩为主，其次是角闪橄榄辉长岩、辉长闪长岩，闪长岩为岩体边缘的混染带。
角闪辉长岩分布于2～28勘探线之间，岩石具中粒-嵌晶辉长结构，主要矿物成分：拉长石65%～70%，辉石10%～15%，角闪石25%～30%。
角闪橄榄辉长岩分布于复式岩体西北部角闪辉长岩中，具有似球状形态。矿物特征：斜长石65%，呈板状，见聚片双晶；角闪石10%～25%，晶体粗大；辉石20%，橄榄石少量。
辉长闪长岩分布于复式岩体东南部，Ⅲ号超基性岩体西部一带。在断裂和“X”节理附近岩石破碎，呈糜棱岩及碎裂岩，斜长石含量55%，辉石、角闪石含量35%～40%，石英少量。
闪长岩分布于辉长岩的边缘带上，是辉长岩与围岩形成的混染岩。具斑杂状构造，由长石、角闪石、石英、黑云母及辉石组成。
第二侵入阶段的浅色辉长岩和辉长苏长岩，为相变关系，以辉长苏长岩为主，浅色辉长岩次之。主要分布于复式岩体的西部。浅色辉长岩分布于辉长苏长岩的顶部，为结晶分异作用的产物。岩体呈向南陡倾的单斜岩枝，与第一侵入阶段长岩间为侵入接触。辉片苏长岩为中-粗粒嵌晶结构，矿物成分：中长石—拉长石45%～50%，紫苏辉石15%～20%，普通辉石5%～8%，角闪石20%。浅色辉长岩为中粒辉长结构，矿物成分：斜长石65%～70%，辉石25%～30%，角闪石较少。
按K-Ar同位素年龄（262.99～266.33）Ma±5.69Ma，岩石化学成分具规律性变化，不仅再现了岩浆矿床成岩作用中岩浆成分的演化规律，也提供了成矿作用的信息。岩石的主要造岩氧化物SiO2、Al2O3、CaO、Na2O、K2O、TiO2的含量变化随着岩石的基性程度增高而降低，MgO、FeO、Fe2O3则反之。钙与镁之间的负相关关系显示了基性-超基性岩浆结晶分异过程的典型特征。此外，CaO、Al2O3随着基性程度的降低而增高，碱金属氧化物普遍偏高则是复式岩体的共同特点。
根据造岩氧化物CaO、Al2O3、TiO2及碱金属的含量，以及超基性岩中含一定的斜长石等特征，该超基性岩体属B型，产状上与基性岩有密切的关系。MgO含量＜30%、CaO 6.43%、K2O 0.21%、Na2O1.5%、Al2O310.37%、TiO20.59%，富含铂族元素、铬少、硫化铜镍矿化强，与彼努斯玄武岩浆分异的超性-基性岩的氧化物特征相近。
据镁铁比、镁硅比等数字特征的变化来看，黄山东复式岩体的岩石化学条件对形成铜镍矿床是有利的。辉长苏长岩、Ⅰ—Ⅳ号超基性岩体的岩石化学条件更为突出。
综上所述，根据复式岩体的分异程度、矿物成分的变化、全区平均岩石化学成分及标准矿物分子含量（斜长石27%，单斜辉石15%左右、斜方辉石31%，橄榄石17%），该复式岩体原始岩浆为含橄榄石的基性岩浆，具有拉斑玄武岩的性质，经历了深源液态分异作用，岩浆活动侵位序次经历了从基性到超基性两个侵位的分异过程。
三、矿床地质
（一）矿体特征
根据矿体赋存部位、矿石类型、形态和产状，可将矿体划分为产于超基性岩中、下部的悬浮矿体，产于超基性岩底部与基性岩间接触带的矿体，产于Ⅳ号超基性岩中的矿体和辉长苏长岩中的矿体。
产于Ⅱ号超基性岩中下部的悬浮矿体（图2-13）、呈似层状，受超基性岩体形态的控制，矿体倾角30°左右，矿石品位低，但品位变化均匀，一般为硫化镍表外矿（Ni含量＜0.3%）。矿体厚度小，为数米，厚度沿走向变化稳定（图2-12），如15、16号矿体。矿体沿走向延伸约800m、倾向延伸约200m，主要由浸染状—星点状矿石组成。矿体与围岩界线不清，岩石蚀变较弱。
产于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号超基性岩体底部与辉长岩间接触带矿体，如1、17、20号矿体（图2-12），呈似层状，矿体产状与岩体底部界线一致。矿体规模大，厚度数米至十几米，长至数千米，宽数百米，矿体倾角40°～50°，矿体沿走向变化较复杂，有膨缩现象（图2-12）。矿石以硫化镍贫矿为主，亦见硫化镍富矿，矿石品位变化不均匀，品位的高低与矿体的产出部位及厚度有关。一般厚度较大、品位较高的地段主要在岩体底部界线变化较大的部位和岩体产状由陡变缓及较为平缓的部位。由稀疏浸染状—稠密浸染状—准块状矿石组成，准块状与稀疏浸染状矿石界线清楚。矿体围岩蚀变不强烈。
产于Ⅳ号超基性岩体中的矿体（图2-12），如11～14号矿体，呈似层状或凸镜状产出，其形态受岩体形态的控制。产于岩体上下部及接触带者，局部为全岩矿化。矿体规模小，厚度数米至几十米，长约250m，宽约150m。矿体倾角500。矿石为硫化镍贫矿，局部见富矿，品位变化较均匀。由稀疏浸染状矿石组成。稠密浸染状矿石界限清楚。含矿母岩蚀变强烈。
产于辉长苏长岩中的矿体均为悬浮矿体，如3～10号矿体（图2-12），基本上呈向南陡倾的板状或凸镜状，从浅到深依次呈斜列式产出。长200～500m，宽150m左右，厚十米至数十米不等。矿体倾角700左右。以硫化镍贫矿为主，在埋深或厚度较大的矿体中可见到富矿，与贫矿界线清楚。矿石品位变化均匀，以稀疏浸染状—稠密浸染状、准块状-角砾状硫化镍矿石为主。
（二）矿石矿物成分
主要金属矿物有黄铁矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、方黄铜矿、辉钴矿、墨铜矿、马基诺矿、银镍黄、砷铜矿、铁矿、碲银矿、碲银矿等。非金属矿物与基性、超基性岩矿物组成相同，另有蛇纹石、滑石、纤闪石及绿泥石等蚀变矿物。
（三）矿石结构构造
矿石构造有熔离-稠密浸染状构造，代表金属硫化物熔体未得到充分沉聚，被封存在造岩硅酸盐矿物间隙中，结晶形成的矿石构造。
珠滴状构造，反映了金属硫化物熔体由于溶解度的降低，析出的金属硫化物还来不及下沉聚集所形成的构造，或为比较晚期熔离析出的金属硫化物。
角砾状构造是熔离-贯入作用所形成的矿石构造类型。它是金属硫化物沿母岩裂隙贯入的结果。由于裂隙的性质不同，角砾的形状也就各异。
准块状构造，代表了金属硫化物较集中，且矿体与母岩界线清楚的构造。
脉状-斑杂状构造、细脉-网脉状构造代表了热液充填交代作用形成的矿石构造。它是岩浆期后含矿挥发分气液通过交代、充填作用形成的。
树枝状及片麻状-叶片状构造是动力作用形成的矿石构造，它是热动力作用下，塑性大的金属硫化物产生塑性流动形成的构造形态。
矿石结构有结晶作用形成的自形、他形及海绵陨铁结构。
固溶体分离作用形成了叶片状、火焰状及结状结构。
交代作用形成了浸蚀结构和反应边结构。
构造应力形成了揉皱及压碎结构。
（四）矿石化学成分
矿石中主要有益元素为Cu、Ni，其次为Co、Au、Ag及铂族元素。有益元素平均含量见表2-5。
表2-5中不同类型的矿体，有益组分含量不同，在超基性岩底部接触带矿体和辉长苏长岩中矿体Ni含量较高，Ni和S的相关系数在0.93以上。Cu,Co含量与成矿母岩的基性程度及Ni含量有关，基性岩中矿体的Cu含量高而Co低，超基性岩中则反之。主要成矿元素含量的高低与矿体的空间位置、成矿部位、矿石类型及矿体厚度有密切的关系。
在矿体中Au、Ag及铂族元素含量都较低，但与Cu、Ir、Ag的关系密切。岩体富含微量元素Cr、Ni、Cu、Co、Ti，其中Cr为（n·102～n·103）×10-6,Cu为（n·10～n·102）×10-6,Ni（n·103）×10-6,Co（n·10）×10-6。U、Th含量较低，小于1×10-6。
四、成矿条件
矿石硫含量一般比含矿母岩硫含量高出数十倍。虽然矿物种类、矿化类型、产出部位及储矿岩石不同，但硫同位素组成具有一致性。32S/34S为22.238～22.179，差值为0.057。δ34S变化范围为—0.79‰～2.775‰，算术平均值为0.82‰，总体标准误差0.68‰，具塔式分布，与陨石硫同位素组成接近。同时，硫镍对数比[lgw（S）/lgw（Ni）]接近常数1，反映了硫来源于上地幔，与复式岩体原始岩浆同源。对含矿岩体Rb-Sr同位素测定其w（Rb）/w（Sr）比值为0.0384～0.6942,87Rb/87Sr值在0.067～0.1567,87Sr/86Sr值为0.70366～0.70585，说明岩体物质来源于上地幔，母岩浆侵位过程中没有受到大陆地壳Sr同位素的污染。从矿体产出部位、矿石类型、组构、矿物组合及有益元素的分布规律等特点，均反映了黄山东铜镍矿床存在多种成矿作用。
表2-5 各类型矿体中有益元素平均含量 Table 2-5 The average content of the beneficial elements in all kind of ore bodies
黄山东铜镍矿床，以熔离成矿作用为主，熔离-贯入、热液交代等成矿作用为辅。熔离作用一般形成硫化铜镍贫矿，熔离-贯入成矿作用则形成较富的矿体，热液作用具有叠加作用。
在岩浆房分异过程中形成的熔离矿浆，随岩浆上侵就位，形成品位低、均匀、厚度不大的悬浮矿体。部分矿浆由于重力及构造应力作用向内外接触带贯入，形成熔离-贯入矿体。此种矿体品位较富，厚度大，矿石成分复杂。
辉长苏长岩中的矿体，在岩浆侵位时，由于物理化学条件变化较快，矿浆来不及充分下沉就封存在造岩矿物间隙中结晶形成矿体。矿体依次呈斜列式排列，从上到下，由贫变富，规模由小变大。由于构造应力作用，尚未结晶的富矿浆沿已结晶矿体和围岩碎裂贯入，形成角砾状矿石。
热液成矿作用是岩浆期后含矿热液，沿岩体原生裂隙运移，金属硫化物在岩体裂隙中沉淀成矿，形成脉状及网状矿石，并引起近矿围岩的蚀变。
综上所述，本矿床主体属熔离-贯入型硫化铜矿床。
本矿床的找矿标志明显，应用地质、地球物理方法发现基性超基性岩岩体，对岩体分异较好的和分异不良的岩体进行对比优选，确定含矿岩体，选择Cu、Cr、Ni、Co、S高的岩体做大比例尺物探工作，主要在重力高、强磁场、导电性好、极化率高的并相互重合的地段进行钻探验证，可能发现隐伏硫化铜镍矿床。
新疆哈密市黄山铜镍矿床
一、大地构造单元
黄山铜镍矿位于新疆哈密市东南140km处。大地构造单元属天山地槽褶皱系（Ⅰ）北天山优地槽褶皱带（Ⅱ）范围，可以划分为3个三级构造单元；南部为中天山隆起带、中部觉罗塔格复背斜、北部为吐鲁番-哈密坳陷。按板块构造观点，何国琦、刘德全（1994），将黄山基性-超基性杂岩带列为哈萨克斯坦板块哈尔里克泥盆—石炭纪岛弧。岩带是沿着康古尔塔格韧性剪切带发生的张性断裂侵入的岩体形成的。
二、区域地质
（一）地层
元古宇主要出露在中天山一带。
长城系星星峡群：出露岩石主要为云英片岩、黑云母斜长片麻岩、混合岩夹石英岩和大理岩，厚2810～5573m。
蓟县系卡瓦布拉克群：上部为云英片岩、角闪片岩、变质砂岩、石英岩和大理岩。下部以白云岩、大理岩为主夹片岩、片麻岩等。碳酸盐岩中含丰富的叠层石，厚1140～5434m。
古生界主要为石炭系和少量的二叠系。
下石炭统雅满苏组（C1y）主要出露在中天山隆起带之北，雅满苏断裂以南一带。为一套海相中性-酸性、基性火山岩、火山碎屑岩。碎屑岩和碳酸盐岩相变很大，富含腕足、珊瑚、头足类等化石。
下石炭统白鱼山组（C1b）整合于雅满苏组之上，为一套滨海相正常碎屑岩、碳酸盐岩夹少量碎屑岩。
中石炭统干墩组（C2g），上部以正常碎屑岩为主夹灰岩、火山碎屑岩。中下部则主要为中酸性火山碎屑岩夹正常碎屑岩。厚为6671m。
中石炭统梧桐窝子组（C2w），在区内分布广泛，下部与干墩组呈整合接触。在烟墩—黄山—镜儿泉一带主要为一套基性、中酸性火山碎屑岩和熔岩。总厚约7000m。
下二叠统红柳河组，零星分布，主要岩性为一套火山碎屑岩夹碎屑岩。
中生界出露于局部的断陷盆地中，主要有中-下侏罗统煤窑沟组地层。新生界主要为新第三系，为一套陆相碎屑岩，第四系为分布在沟谷凹地中的洪积物。
（二）岩浆岩
区域内出露的岩浆岩主要为华力西期的产物，可分为早、中、晚三期，期内又划分为若干侵入次，从超基性—基性—中性—酸性都有，以酸性花岗岩类出露最多，中性闪长岩类次之，基性-超基性岩出露较少。
黄山基性-超基性杂岩体位于烟墩—黄山—镜儿泉基性-超基性杂岩带中。该带基性-超基性岩体约20多个，属于华力西中期产物。在该带中已探明硫化铜镍矿床五处，其中大型两处，中型三处，构成一个硫化铜镍矿成矿带。
（三）构造
烟墩—黄山—镜儿泉铜镍成矿带，区域上受F8号断裂（即康古尔塔格断裂）控制，在南部受F12号黑山口断裂控制，其间形成一个NE向延伸规模较大的韧性剪切带。该带由一系列近于EW向的右行滑动平移断层组成。黄山和黄山东两个大型铜镍矿即位于该带内的基性-超基性杂岩中。岩体的侵位及形态、产状受F8断裂的次级构造控制。
三、矿区地质
（一）地层
矿区出露的地层属于上石炭统干墩组（C2g）的上部层位。按其岩性组合自下而上：可划分为五个岩性段。
第一岩性段C2g1：细碧玢岩夹石英角斑岩。
第二岩性段C2g2：砂砾岩、砂岩夹含炭变余砂岩。
第三岩性段C2g3：变余粉砂岩夹砂砾岩及砂质灰岩透镜体。
第四岩性段C2g4：砂质灰岩、生物碎屑灰岩夹炭质灰岩、薄层及中-细粒砂岩透镜体。
第五岩性段C2g5：钙质砾岩、钙质中-细粒砂岩夹砂质灰岩、炭质灰岩透镜体。与梧桐窝子组（C2w）在区域上呈整合接触，在矿区范围内为断层接触。由于受区域构造的影响，上述地层均呈倒转产状，向南倾斜，倾角较陡（图2-14）。
（二）岩浆岩
矿区内岩浆岩主要有，花岗岩和基性-超基性岩两大类。
花岗岩类：主要分布于矿区南部，如西南部的花岗岩体，面积约20km2，矿区内仅出露其一小部分。矿区东部的黄山花岗岩体，面积0.15km2，为黑云母花岗岩。东南部尚有一些受断裂控制呈NE向分布的长条状花岗岩体。此外尚有一些规模更小的闪长岩或花岗闪长斑岩，多呈NE向分布，受断裂控制。
图2-14 新疆哈密黄山铜矿床地质略图 Fig.2-14 Schematic geological map of Huangshan copper deposit,Hami City
C2g—中石炭统干墩组；C2g1—第一岩性段；C2g2—第二岩性段；C2g3—第三岩性段；C2g4—第四岩性段；C2g5—第五岩性段；基性—超基性岩体：第一侵入亚次：Φ3—斜长角闪橄榄岩体；第二侵入亚次；δ—辉长闪长岩相；v—辉长岩相；vv0—辉长苏长岩相；
—角闪二辉辉石岩相；
—角闪二辉橄辉岩相；第四侵入亚次；νδ—辉长闪长岩体；Hs—长英质角岩；Q—石英脉；F4—断层及编号；I—岩体编号；
基性-超基性岩类：在矿区内发现三个岩体。
Ⅲ号岩体：为闪长岩，出露于矿区东南部，长600m，宽30～50m，呈近东西向条状分布，无矿化显示。
Ⅱ号岩体：出露于矿区东部，呈NEE向长条状，长1900m，宽100～150m，为一岩墙，分异尚好，为二辉辉石岩、辉长苏长岩和辉长岩的岩石组合。地表具褐铁矿化、黄钾铁矾及少量的孔雀石，深部经钻孔验证有铜镍矿化，但达不到边界品位。
I号岩体：横贯矿区中部，东西长约3950m，平均宽度400m，东窄西宽，呈近东西向分布的岩墙，它是由不同期次的岩浆侵入形成的杂岩体，分异较好。地表可圈出三个矿化带，深部经钻探揭露有与岩相关系密切的规模大的熔离型铜镍硫化物矿体存在。
（三）构造
矿区处于F9号断裂带上，矿区构造主要为断裂，受F9号断裂制约。矿区内褶皱不发育，仅局部有些较小的线型褶曲以及伴随断裂而形成挤压揉皱的挠曲。
F9断裂是成矿带内的导岩构造。它由区域构造F8和F12断裂诱导派生，以F8、F12为边界条件。在局部应力场作用下形成的两组剪切面中近EW向展布的一组，是矿区的序次最高的一组断层。黄山杂岩体和黄山东杂岩体都分布在该断裂带上。
在F9断裂带内，发育一组NE向的断裂，是F9的次级构造。黄山矿区的I号岩体、Ⅱ号岩体以及矿区西南的一些花岗岩体，均沿此组断裂侵位。杂岩体的形态产状，受其控制，是成矿带中的容岩构造。
（四）Ⅰ号岩体地质
黄山基性-超基性杂岩体，以I号岩体的规模最大，分异较为完全。黄山铜镍矿床主要赋存在该岩体中，其地质特征简述如下。
1.岩体的规模、形态和产状
黄山基性-超基性杂岩体的平面外形像一头“虾”，头部位于西南、尾部伸向东部。东西长约3900m，岩体平面长轴方向各处不一，头部走向南西向，中部身躯近东西向，尾部向NEE伸展。东部最窄，不足100m，向东渐趋尖灭；中部宽度由400m增至500m；西部最宽，将近800m。出露面积约1.15km2。岩体北缘总体产状向南呈陡倾斜，南缘产状则向北倾斜，为一向南西侧伏的岩墙（图2-15）。
2.岩体侵入期次和岩相划分
岩体侵入期次和岩相的划分见表2-6。
表2-6 黄山矿区I号岩体侵入期次和岩相划分表 Table 2-6 Periods and stages of intrusion and classification of petrographic facies of intrusion No.1in Huangshan ore district
3.主侵入体
I号岩体是矿区规模最大的一次侵入活动形成的。岩浆侵位后，就地分异，形成结晶分异的连续岩相序列——自东向西、自上而下依次出现：闪长岩相—角闪辉长岩相—辉长苏长岩相—角闪二辉辉石岩相—角闪二辉橄辉岩相—角闪二辉橄榄岩相—角闪辉橄岩相。
4.含矿岩体
含矿岩体主要分布在主岩体西南部，地表未出露。含矿岩体主要受NEE向断层控制，沿第二侵入亚次的主岩体的南侧侵入，切穿主岩体的不同岩相。该含矿岩体是沿岩浆通道处向上贯入而形成向北陡倾的单斜状岩体。含矿岩体虽有分异，但很不彻底，上下均有方辉辉石岩的透镜体或夹层。总的看，岩体下部基性程度较高，橄榄石含量高，向上基性程度减低，但整个岩体仍以辉橄岩为主，局部出现纯橄岩、橄榄岩和方辉辉石岩。后二者的出现范围较小。岩体中硫化物含量相当丰富，局部地段几乎全岩矿化，形成黄山铜镍矿的主体。可以想象，该期次的岩体是由富含硫化物的矿浆与岩浆同时贯入，经短暂熔离和结晶分异形成的含矿岩体。岩体中不论纯橄岩、辉橄岩、橄榄岩或是方辉辉石岩均可含矿。
该岩体与第二侵入亚次的主岩体下部的辉橄岩相，是分属不同期次侵入活动形成的两期岩体。
此外，第四侵入亚次的辉长闪长岩体主要分布于黄山杂岩体的中部，呈一“半月形”包于杂岩体外侧，南北长约400m，东西宽约200m。
图2-15 122号勘探线剖面图 Fig.2-15 Profile of exploratory line 122
C2g3-中石炭统干墩组第三岩性段；C2g1—中石炭统干墩组第—岩性段；μδ—辉长闪长岩；
—橄辉岩相；Φ3—橄榄岩；Φ2-5—含矿岩体；数字为矿体及编号
四、矿床地质
黄山矿区在地表及地下均发现有工业意义的矿体，但以深部与分异熔离作用有关的矿体为主，约占矿区总储量85以上。
（一）地表矿体
地表共圈定出三个矿化带，分布在主侵入体与辉长闪长岩体之间的蚀变带中，或主侵入体与围岩地层之间的蚀变带上，受断层控制。各含矿带的情况简述如下。
Ⅰ号矿化带：分布于岩体北缘，东西长约1050m，宽1～5.7m，走向950，倾向南，倾角620～67°，受F1断层控制，其中共圈定出P1、P2二个矿体。
P1号矿体：长350m；出露宽度1～3.9m，平均2.13m，倾向178°、倾角640。矿体产于绢云母-绿泥石蚀变岩中，呈似层状，矿化多沿断裂隙分布。平均品位Ni 0.45%、Cu 0.28%、Co 0.018%。
P2号矿体：分布于P1矿体之南，东西长约300m，宽约2～5.7m，平均宽度3.65m，矿体倾向177°，倾角62°～65°。产于绿泥石-滑石及绢云母-绿泥石蚀变岩中，形成片状构造。平均品位：Ni 0.47%、Cu 0.26%、Co 0.021%。
Ⅱ号矿化带：位于主岩体南侧，东西长约550m，最大宽度10.99m，平均宽度5.5m，走向55°，倾向N，倾角700～800。向下延伸最大可达92m。其中的矿体主要赋存于两期岩体接触带的绿泥石-滑石蚀变岩和辉长闪长岩中。
P10号矿体：地表形态为一椭圆状铁帽，东西长61m，南北宽55m，向下延伸可达20m，赋存在辉长闪长岩中，由黄钾铁矾、孔雀石、褐铁矿和铜蓝等金属氧化物组成。有用组分呈星点状或斑点状分布，有的呈细脉状充填于岩石裂隙中。矿石平均品位：Ni 1.65%、Cu 0.99%、Co 0.046%，是地表富矿。
Ⅲ号矿化带：分布于岩体西南部，东西长约250m，最大出露宽度11.65m，平均宽度5.61m，走向110°，倾向S，倾角47°～72°。其中矿体赋存于围岩与岩体接触的断层面上绿泥石-滑石蚀变岩中。
P13号矿体：矿体厚度虽小，但走向延长和深部延伸都比较稳定，斜深可达200～300m。矿体赋存于绿泥石-滑石蚀变岩中，因受断层作用，强烈的片理和糜棱岩化。有用组分呈脉状，微细脉状充填于片理和裂隙中。地表为铁帽，见有孔雀石、褐铁矿、黄钾铁矾及铜蓝等金属氧化物。地表平均品位，Ni 0.5 5%、Cu 0.2 3%、Co 0.028%。
（二）隐伏矿体
黄山铜镍矿主要矿体均为隐伏矿体，分布于矿区南部。
主矿体：赋存于第三侵入亚次的岩体中，东西长约650m，向北陡倾斜。由下而上共三层矿体：
底部第一层矿体（30号矿体），走向长600m，厚度20～80m，最大厚度达百余米，最大斜深大于600m。该矿体底部有透镜状的富矿存在。
下部第二层矿体（31号矿体），长近600m，多分叉，总厚度远小于30号矿体。
上部第三层矿体，仅分布于122线一带。含矿岩体呈枝叉状沿F31号断层穿插于主岩体中。铜镍硫化物矿化，分上下两层平行斜列于含矿岩体中。
次要矿体：赋存于辉橄岩相底部，东西长大于600m，西段视厚度6.62m,N1平均品位1.11%，中段视厚度6.83m,Ni平均品位0.34%，矿体隐伏于地下656～800m。
（三）矿石类型及矿石质
1.矿石类型
黄山铜镍矿区，含矿岩石种类相当多；主要岩石都可成为含矿岩石，如含矿辉橄岩、含矿橄榄岩、含矿方辉辉石岩、含矿辉长闪长岩、含矿绿泥-滑石蚀变岩、含矿绿泥-滑石千糜岩。
矿石的工业类型主要为硫化物原生矿石，地表一部分氧化矿石。前者又可分为：特富矿石、富矿石和贫矿石。特富矿石很少，富矿石可以圈定出单独矿体，大多数为贫矿石。
2.矿石的结构、构造
矿石构造有：水滴状、稀疏浸染状、稠密浸染状、斑杂状、块状、脉状和角砾状、片状构造。在蚀变岩中与热液作用成矿有关的矿石，常出现斑杂状和脉状构造。在构造破碎带的蚀变岩中的矿石多数是条带状、片状构造和千糜状构造。
矿石结构有：半自形粒状结构、包含结构、海绵陨铁结构、固溶体分离结构和填隙结构。
3.主要矿石
矿石中主要金属矿物为磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、辉钴镍矿、辉钴矿、马基诺矿、黑铜矿、紫硫镍铁矿、磁铁矿、铬尖晶石、钛铁矿、白铁矿。主要为磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿的组合。磁黄铁矿和镍黄铁矿有时表现为固溶体，黄铜矿一部分为与上述同期产物，一部分较晚时形成，表现为交代、穿插早期矿物。由于受后期热液活动的影响，又经常出现墨铜矿、紫硫镍铁矿。
4.矿石组分
矿石主要有益组分为Ni，共生组分Cu、Co、Ag。经电子探针物相分析证明Ni主要以硫化物形式出现。Co未见独立矿物，多数赋存于硅酸盐矿物中。矿区平均品位Cu 0.309%、Co 0.032%、Ni0.488%。
矿区伴生有益组分主要有Au、Ag和铂族元素。银比较普遍，一般含量在（2～3）×10-6，最高4.17×10-6。金含量很少。硒比较普遍，最高可达22.0×10-6，最低1.4×10-6。铂、钯含量较低，多数达不到综合利用标准。
有害元素，主要为锌和砷，铬和碲很微量。
（四）成矿序次的划分
按成矿作用的时间先后可划分为三期：即岩浆后期、热液期和表生期。岩浆后期，又可分出三个阶段。
岩浆期第一阶段的角闪二辉辉石岩相中，金属硫化物含量不丰富，但常见浸染状金属硫化物，有时可聚集成为厚约数米的矿体。成矿方式是岩浆熔离出的硫化物，由于重力作用沉降聚集而形成上悬矿体和底部矿体。
岩浆期第二阶段是含矿岩体岩浆侵入时的成矿阶段。由岩浆房分异形成富含硫化物的熔融体。
岩浆期第三阶段是晚期辉长闪长岩体侵入时的成矿阶段。其成矿作用是对前期已形成的矿体进行熔蚀和改造。其特点是黄铜矿的含量较上述各期的都较高。
热液期的成矿作用：岩浆期各阶段的成矿作用后都伴随有热液活动，金属硫化物沿裂隙充填形成脉状、细脉状矿石，或与先期形成的矿石叠加，形成交代混染状矿石。
表生作用，在地下水、大气降水和氧化等作用下使出露于地表的原生硫化物矿体风化，形成氧化矿石。
五、成岩成矿模式探讨
根据稀土元素总量及分配形式，硫同位素值和铷锶同位素初始比值等研究表明，黄山杂岩体的物质来源于上地幔。地幔物质大约相当于大洋拉斑玄武岩上涌到地下深处的岩浆房，岩浆进行分异，发生硫化物与硅酸盐两大类物质的熔离和熔离后的重力分异。脉动式的岩浆活动使略经分异的物质侵入到贮岩空间，在贮岩空间内进一步就地重力分异与结晶分异，金属硫化物在重力作用下逐渐聚集于岩浆房下部。
最初侵入就位的硅酸盐熔浆，形成以橄榄岩为主要成分的岩体。侵入就位的第二期次的岩浆总成分相当于橄榄岩的成分。。
富含金属硫化物熔体接近于辉橄岩的硅酸盐，最后侵入就位，形成第三次的含矿岩体，成为黄山矿区最重要的成矿岩体。
综合上述，黄山杂岩体成岩成矿可以概括为深部熔离，多次侵位，与就地分异相结合而形成的深熔-贯入型的矿床。
伊吾县北山金矿
一、概述
北山金矿属新疆伊吾县淖毛湖乡管辖。距淖毛湖乡北东40km。地理坐标东经95°09′29″～95°11′10″。北纬43°56′38.2″～43°57′22.7″。从哈密市经伊吾县至淖毛湖乡全程240km，多为柏油公路，淖毛湖乡至矿区40km为简易公路，大小车辆均能通行，交通较为便利。
工作区属低山丘陵地貌，地形北高南低，海拔620～662m，相对高差小于50m。无常年性河流，树枝状干谷发育，降水量小，蒸发量大。地表多被堆积物覆盖，覆盖层厚0.3～1m左右。区内属典型大陆性气候，夏季干燥炎热，平均气温38℃，最高可达50℃；冬季寒冷，平均气温-10℃左右，最低-23℃；3～8月属风季，风力一般6～8级，最大可达12级；此外，尚有尘暴及扬沙。
区内无人烟无水，最近的居民点是淖毛湖乡，属伊吾县重要的农牧业区。淖毛湖乡地表有常年性河流，水量充足，可保证矿区生产及生活用水。
二、区域地质
北山金矿地处西伯利亚板块和布克—三塘湖晚古生代早期岛弧东段。区域出露地层主要为下泥盆统卓木巴斯套组第二亚组和下石炭统南明水组第一亚组，次为第三系上新统葡萄沟组和第四系洪积物。卓木巴斯套组第二亚组（
）为一套海相中基性火山熔岩及中—酸性火山碎屑岩，正常沉积碎屑岩，夹数层煤线。葡萄沟组（N2p）为一套内陆湖泊相沉积，岩性为橙红色砂砾岩及浅灰色粉砂质粘土岩夹砂砾岩。
区内岩浆岩岩石类型按产状可分为两大类：即中—深成侵入岩和浅成—超浅成侵入岩。中—深成侵入岩，第一次侵入岩规模小，分布零星，以辉长岩、闪长岩为代表；第二次侵入岩规模较大，分布较广，以石英闪长岩、花岗闪长岩为代表；第三次侵入岩规模较小，主要分布在区域南东部，以花岗岩为代表。浅成—超浅成侵入岩，以岩体规模小、出露零星为特点，岩石类型主要有辉绿（玢）岩，闪长玢岩，斜长细晶岩、花岗斑岩等。
区内构造线主要呈NW—NWW向，以断裂为主，褶皱次之。断裂方向主要有三组：NW—NWW组、NE—NNE组、NNW组。其中以NW—NWW组最为发育。沿断裂带出现强烈的劈理化和片理化，并控制了一系列岩浆岩体的产出，此外，区域西北和南东侧石炭系中见大量火山机构。
区域内主要矿产有金、铜、铁、硫、明矾石、钠硝石、沸石等。
三、矿区地质
（一）地层矿区出露地层主要为下泥盆统卓木巴斯套组第二亚组（
）中酸性火山碎屑岩及第三系正常沉积岩和第四系。下泥盆统卓木巴斯套组第二亚组（
）占据矿区主体部分，主要为（硅化）英安质凝灰岩、安山质凝灰岩、玄武质晶屑凝灰砾质结晶灰岩，整体上由西向东岩性由中性向中酸性过渡，凝灰砾质结晶灰岩是安山质凝灰岩与英安质凝灰岩的分界标志层。硅化英安质凝灰岩仅在英安质凝灰岩中局部出露，玄武质晶屑凝灰岩呈团块状分布于英安质凝灰岩之中，二者相互过渡，无明显界线。第三系上新统葡萄沟组（N2p）似舌状分布，分布于矿区西北部。岩性组合为粉砂质砾岩、泥质岩、粘土岩。
第四系全新统（Q4），分布于矿区中部低洼地带。主要为风积砂和砾石，覆盖于地表，厚度30～50cm，在矿区图上未填出。
（二）构造
对卓木巴斯套组第二亚组凝灰岩取样分析，3个样SiO2均较低，为48.28～52.82；碱性中等，K2O+Na2O为4.24～4.72;K2O/Na2O＜1，为0.024～0.24（表5-11）。矿区构造形式主要为断裂，其中NW—NWW组最为突出，其次为NE—NNE组、NNW组。3组断裂奠定了本区构造的基本格局，其围限三角区域控制矿区、矿区矿化和异常的展布。容矿断裂走向复杂多样，空间分布密集，且多显示张剪复合性质。本区主干断裂和容矿构造具体特征在本书第三章构造对成矿的控制部分已作讨论，这里不再赘述（图5-10）。
（三）岩浆岩
矿区岩浆岩均为华力西中期第二次侵入产物。岩石类型复杂，主要有闪长（玢）岩、辉绿（玢）岩（见图版Ⅶ-1），斜长细晶岩，次为石英闪长岩、花岗岩、安山（玢）岩等。岩石化学分析，碱度中等，里特曼指数为61.68～3.30，大体属钙碱性，K2O/Na2O＜1，为0.099～0.32。本区的岩浆岩具特征的演化规律，由早至晚，由基性至中酸性、酸性，SiO2、K2O+Na2O、K2O/Na2O、Rb/Ba、LREE/HREE及Au丰度均明显增高（表5-11），表明金的成矿与晚期浅成中酸性—酸性侵入体有关。
表5-11 北山矿区各类岩石化学分析结果（wB/%）
四、矿床地质
（一）矿带特征
矿带是指由地表工程控制包含1至数个矿体的长条状地带。本区共有11个矿带，其走向不一，延长一般150～220m，最长400m，最短40m，宽一般2～8m，最宽19.6m，最窄0.8m。其中以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V、Ⅵ号矿带规模较大，沿矿带黄铁绢英岩化发育，地表显示特征的黄色。各矿带基本特征见表5-12。
表5-12 金矿带特征一览表
（二）矿体特征
区内的圈定矿体26个（＞1g/t），其中绝大多数产于金矿带中，赋矿围岩为黄铁绢英岩（见图3-9）；4个产于F1断裂带中或其旁侧的次级破裂带中，赋矿岩石为碎裂岩或石英碳酸盐脉。金矿体长一般40～80m，最长达160m，最短30m，视厚度一般1～3m，最厚8m，最薄1m，品位一般为1.10～3.50g/t，最高为7.00g/t，最低为1.07g/t，其具体特征见表5-13。
（三）矿石类型、结构构造和物质组成
按矿石的矿物组成，可将矿石划分成5种自然类型，即黄铁绢英岩型、石英脉型、多金属硫化物型、硅化碳酸盐脉型和斜长细晶岩型。其中黄铁绢英岩型最为重要；石英脉是黄铁绢英岩经硅化后形成的，多分布于脉中心；多金属硫化物型多在矿体深部钻孔或竖井中出现；硅化碳酸盐脉型主要出现于F1断裂中，斜长细晶岩型仅分布于斜长细晶岩脉内。
矿石结构以自形—它形粒状结构为主，次为乳滴状结构、熔蚀骸晶结构、包含结构和碎裂结构等。
矿石构造主要是星点浸染状构造，次为细脉、网脉浸染状构造、块状构造。
矿石矿物主要有自然金、黄铁矿，次为黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、毒砂、褐铁矿、铜蓝、黝铜矿、黄钾铁矾、孔雀石、白钛矿、白铁矿、自然铜、钛铁矿、氯铜矿等；脉石矿物主要为石英、绢云母、方解石，次为黑云母、绿帘石、水铝氧石、金红石、绿泥石、斜长石、高岭石、玉髓、黝帘石、电气石、石膏、沸石、磷灰石、叶绿泥石、榍石等。
矿石的化学成分，依矿石类型的不同而有所不同，黄铁绢英岩型矿石相对富集Au、Ag、As、Sb、Sn、Ti等，石英碳酸盐矿石相对富集Au、Pb、Mn、Ni等（表5-14）。
表5-13 矿体特征一览表
续表
（四）围岩蚀变和找矿标志
矿区围岩蚀变类型主要有硅化、黄铁矿化、绢云母化、高岭土化、碳酸盐化、绿泥石化，绿帘石化等。其中与金关系密切的是硅化、黄铁矿化和绢云母化，高岭土化是近矿标志。
由表5-11可以看出，与凝灰岩围岩相比，黄铁绢英岩化过程中带入的常量元素主要是SiO2、K20，带出的常量元素主要是Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、P2O5。至后期强硅化阶段带入的常量元素仅是SiO2，其余大多数常量元素均带出。
为考察围岩蚀变过程中微量元素的迁入迁出变化，对Ⅳ号脉及围岩进行了剖面取样，其结果如表5-15、图5-11所示。
表5-14 矿石化学成分表
表5-15 黄铁绢英岩及围岩微量元素含量表
图5-11 Ⅳ-1矿脉微量元素含量曲线图
由表5-15、图5-11可以看出，多数元素均显示出特征的双峰型分布。但在具体细节上又有不同，其中Au、Ag、As、Sb双峰最为尖锐，反映含量变化剧烈，最高含量在黄铁绢英岩中，最低含量在凝灰岩围岩中，在石英脉中高于凝灰岩，说明该组元素来自于成矿热液，且始终是带入元素。Fe族元素、Cr、V、Ti、Co、Mn双峰最为平缓，反映含量变化较小，其最高含量在黄铁绢英岩边部，与黄铁绢英岩和凝灰岩围岩之间常具粘土化现象相对应，其在石英脉中的含量低于凝灰岩，这表明该组元素在黄铁绢英岩化阶段可能变化不大或有所增加，在硅化阶段明显带出。亲硫元素Cu、Pb、Zn、Mo和Sn含量曲线介于前两者之间，但不同之处是除Pb以外，其在石英脉中与凝灰岩围岩含量相当，仅Pb在石英脉中最高，上述特征表明，该组元素在早期黄铁绢英岩化阶段带入，在晚期硅化阶段变化不大，与同组元素相比，Pb则相对滞后，在晚期硅化阶段趋于富集。
本区的找矿标志主要有与潜火山杂岩建造所属的晚期中酸性岩体，具多期次活动的构造蚀变破碎带，黄铁绢英化、硅化、高岭土化、褐铁矿化，Au-As-Sb及Cu-Pb-Zn元素组合以及大功率激电高相位异常等。
五、前景评述
通过对矿区地质、地球物理、地球化学资料综合分析，认为矿区具有重要的找矿前景，值得进一步深入开展工作。
（一）已知矿化区深部（矿区东部）
矿区东部地表岩脉类型复杂，矿化蚀变普遍，构造条件有利，已发现Ⅰ—Ⅺ矿带。已知矿带产状普遍较陡，走向延伸不远，但下延深度大，品位亦有向下变富趋势，矿脉在剖面上部分枝，下部复合，反映地表剥蚀浅，风化作用破坏不大。据704队钻探资料，深部发现花岗闪长斑岩，因此向下有可能出现新类型矿化。
（二）矿区西部
矿区西部NW、NNW向断裂发育，地表具有较多的闪长（玢）岩、辉绿（玢）岩、斜长细晶岩分布。Ⅵ、Ⅷ号矿带探槽取样金均有1g/t以上的品位。应专题组要求，“三〇五”项目办1999年在此区开展综合物探扫面，发现一近南北走向，长2km，宽1km，近环状高相位电性异常，由于本区段无炭质页岩，推断异常为硫化物的反映。高精度磁测对应弱磁性背景区，推测深部可能为中酸性岩侵入体。Au、As、Sb等元素具有高值异常。原地矿部遥感中心通过彩色红外遥感工作，也推断为一金矿找矿靶区。综合上述资料分析，我们认为矿区西部具有寻找深部大规模次火山斑岩型金矿的巨大前景，应当机立断，在现有的工作基础上，立即投入进一步的深入工作和深部钻探验证。
西北海相火山岩型铜矿时空分布
我国西北地区随着其地质构造体制演化历史进程，出现有多期和不同成矿特征的海相火山岩型铜矿，显示出时间分布特征；又由于各个地区的边界条件和地质历史发展的差异，因而在海相火山岩型铜矿的配置、类型和规模等方面存在着差异，故又显示出空间的分区分带特征。
（一）时代分布
西北地区的海相火山岩型铜矿在时代上均分布于前中生代，并受到多期次区域变质作用，严格来说，应属于变质海相火山岩型铜矿。具体分布时代和层位如下。
1.元古宙海相火山岩型铜矿
古元古代的海相火山岩型铜矿床仅见于甘肃陈家庙，赋存于牛头河群中的陈家庙铁铜矿床：中元古代的海相火山岩型铜矿床分布较多，如赋存于长城系中的陕西杜坝铜矿、大茅坪铜矿和甘肃阳坝铜矿等；赋存于蓟县系中的甘肃桦树沟铁铜矿和新疆西天山的喇嘛萨依铜矿等。中元古代的海相火山岩型铜矿床多与细碧角斑岩系有关。
2.早古生代海相火山岩型铜矿
这个时代的铜矿床，特别发育于加里东地槽造山带中。在我国主要分布于祁连山地区（见后），其中特别要提及的是在南祁连南部赛什腾山坳陷中产出有晚奥陶世的青龙滩海相火山岩型铜多金属矿床。
新疆亦分布有早古生代海相火山岩型铜矿，如赋存于奥陶系石英角斑岩中的可可乃克含铜黄铁矿床。
3.晚古生代的海相火山岩型铜矿
其发育于地槽型海西造山带中，在西北地区主要分布于新疆天山构造成矿带中。早泥盆世的海相火山岩型铜矿有产于石英角斑岩中的阿勒泰铜矿；中泥盆世的海相火山岩型铜矿有与中酸性火山岩关系密切的哈密雅满苏铁铜矿床、沙泉子铜铁矿床和吐鲁番小泉子铜矿等；中石炭世的海相火山岩型铜矿有天山西段的赋存于海相细碧岩中的孔雀山火山热液型铜矿等。
由以上所述，西北地区海相火山岩型铜矿床在时代上的分布情况，可见有如下特点。
（1）中元古代、中寒武世、晚奥陶世和泥盆纪是西北地区海相火山岩型铜矿的重要成矿时代。
（2）元古宙和早古生代海相火山岩型铜矿床与细碧角斑岩系关系密切；晚古生代的海相火山岩型铜矿床多与中酸性火山岩建造关系密切。
（3）在主要成矿元素共生组合上，元古宙海相火山岩型铜矿以Cu-Fe元素组合为特色；早古生代的海相火山岩型铜矿以Cu-Pb-Zn元素组合为特征；晚古生代的海相火山岩型铜矿的成矿元素组合则多种多样。
（4）均遭受了区域变质作用，严格来说，应为变质海相火山岩型铜矿。
（二）空间分布
按海相火山岩型铜矿地质特征及时代分布，西北地区海相火山岩型铜矿主要集中分布于以下4个大的区带。
1.阿尔泰（南）—（北）准噶尔海相火山岩型铜矿集中区
本区以晚古生代中泥盆世形成的海相火山岩型铜矿最为发育，这些矿床的形成与中酸性和中基性海相火山岩建造有关，前者如阿舍勒铜矿；后者如乔夏哈拉铜铁矿、索尔库都克铜（钼）矿等。
本铜矿集中区海西期优地槽发育，其海相火山岩浆活动广泛，因此成矿条件好。“八五”期间勘查出的阿舍勒大型铜矿即为例证。该矿为特富矿，铜品位高，其远景储量有达白银厂铜矿规模的可能。
2.天山海相火山岩型铜矿集中构造带
天山构造带内的海相火山岩型铜矿分布范围广，从西至东均有分布，如西部伊宁地区与石炭纪海相中酸性岩有关的胜利铜矿；中部乌鲁木齐地区的铜沟、孔雀山铜矿；东部哈密地区的雅满苏铁铜矿以及天山构造带东端北山地区的海相火山岩型铜矿。
在成矿时代上，以石炭纪海相火山岩型铜矿为主，如阔拉萨依黄铁矿型铜多金属矿，以及下石炭统中的小泉子铜矿、雅满苏铁铜矿、预须开普台铁铜矿，中石炭统内的孔雀山铜矿等。此外还有赋存于中元古界蓟县系的喇嘛萨依铜矿、奥陶系中的可可乃克含铜黄铁矿床和上泥盆统的豹子沟铜矿等。
直接赋矿围岩的海相火山岩岩石类型种类较多，如赋存于石英角斑岩中的可可乃克铜矿；赋存于细碧岩中的孔雀山铜矿；赋存于中基性火山岩中的雅满苏铁铜矿；赋存于凝灰粉砂岩中的豹子沟铜矿等。
由以上可见，天山构造成矿带海相火山岩型铜矿具有多层位、多时代、多岩石类型和多矿床类型的特点，因此成矿远景十分良好，在本区继续寻找（超）大型铜矿床是有希望的。
3.祁连海相火山岩型铜矿集中构造带
祁连构造带是我国重要的铜成矿带，带内海相火山岩型铜矿分布广、类型多、规模大，而且多时代、多层位，故成矿远景好，找矿前景大（见后）。今后特别要注意中祁连和祁连西段元古宙海相火山岩型铜矿的找矿工作，以及南祁连的青龙滩—阿尔金山一带的找铜工作。
4.昆仑-秦岭海相火山岩型铜矿（化）带
根据昆仑-秦岭构造成矿带内海相火山岩型铜矿的分布状况和地质特征，划分出以下4个小的区段。
（1）昆仑段 由于昆仑构造带自然环境极其艰苦，因此，原来只见有产在下—中志留统绢云母石英片岩中规模不大的、可能与海相火山岩有关的上其汗含铜黄铜矿型铜矿，以及另外在慕士山以东震旦系玄武岩中分布有较富的黄铜矿化。90年代以来，铜矿找矿有新进展，在西昆仑地区发现了石炭纪海相火山岩型块状含铜黄铁矿型矿床。
（2）西秦岭段 尽管西秦岭在地质历史进程中一直处于活动性状态，元古宙和古生代的海相火山岩活动亦较强烈，但十分遗憾，至今仍未发现一个成型的具工业价值的海相火山岩型铜矿，因此，摆在该区的任务之一是要加强海相火山岩型铜矿的找矿工作。
（3）勉略宁海相火山岩型铜矿集中区 本区处于东、西秦岭之间，和六盘山构造带、龙门山构造带之间的过渡带，也是昆仑-秦岭东西构造带和贺兰山-六盘山-龙门山-康滇南北构造带的交会地带。
本区发育与元古宙碧口群海相火山岩有关的铜矿，如赋存与长城系阳坝组变质基性火山岩中的铜矿坡铜矿；赋存于碧口群中部的杜坝火山热液型铜矿以及赋存于海相基性凝灰岩中的大茅坪黄铁矿型铜矿。
勉略宁地区海相火山岩型成矿尚佳，最近又勘查出中新元古代碧口群中的筏子坝富铜矿床。
（4）东秦岭段（陕西境内）
东秦岭段海相火山岩型铜矿强于西秦岭，本段分布有赋存于中元古代长城系宽坪群中的受改造的变质火山喷发沉积型铜峪铜矿床和皇台铁铜矿床，以及赋存于新元古代秦岭群中的变质火山喷发沉积型的西骆峪铜（锌）矿床、东流水矿床和杏树梁铜矿床。
由上可见，西北地区海相火山岩型铜矿主要集中的4个区带，以祁连带和阿尔泰（南）—（北）准噶尔区铜成矿较好，应深入工作；天山构造带的海相火山岩型铜矿成矿显示良好，应进一步开展研究和找矿工作，找出较佳的海相火山岩型铜矿；昆仑带的海相火山岩型铜矿成矿尽管目前矿化情况不好，但极具找矿远景。
东天山土屋-赤湖斑岩铜矿带
-、铜矿带地质
东天山土屋-赤湖斑岩铜矿带位于塔里木板块与准噶尔板块对接带北侧，即哈尔力克-大南湖晚古生代陆缘岛弧带，次级构造单元为企鹅山石炭纪增生岛弧（图2-107）。
图2-107 东天山区域构造分区略图
（一）地层
区域地层属两个地层区。以康古尔塔格深大断裂为界，北部为准噶尔地层区之哈尔里克地层小区；南部为北天山地层区之秋格明塔什—黄山地层小区。前者出露地层有泥盆系、石炭系、侏罗系；后者出露地层为石炭系。区内第四系分布较广泛。
泥盆系出露下统大南湖组，分布于成矿带西北，是一套海相-陆相中基性火山熔岩和中酸性火山碎屑岩建造。厚度大于2000m。
石炭系包括企鹅山群（C1-2Q）、梧桐窝子组（C1-2w）和上石炭统干墩组（C2g）和土屋组（C2t）。企鹅山群（C1-2Q）分布于成矿带中偏北部，属哈尔里克地层小区。介于大草滩深大断裂与康古尔塔深大断裂之间，地层南老北新，北部被侏罗系、第四系大面积覆盖。为一套海相中基性火山岩-碎屑岩建造，由两个组构成。第一组（C1-2Q1）岩性组合为（含砾）长石岩屑砂岩、砾岩、千糜岩、沉凝灰岩夹凝灰岩及玄武岩，厚度大于526.06m；第二组（C1-2Q2）主要由一套中—基性火山岩组成，岩性组合为玄武岩、安山岩夹火山角砾岩、长石岩屑砂岩、凝灰岩、沉凝灰岩、复成分砾岩，火山熔岩以连续喷溢形式出现，占总厚度的80%以上，是企鹅山群熔岩最集中的地段，土屋、延东等斑岩型铜（钼）矿即产于侵入于该组次火山岩地层的浅成-超浅成侵入体中，与第一组呈断层接触，厚度1398.23m。
梧桐窝子岩组（C1-2w）分布于成矿带东南角，属秋格明塔什-黄山地层小区。该岩组为一构造混杂堆积带，由韧性基质（千糜岩、砂质千糜岩、片理化长石岩屑砂岩）和构造岩块（蛇绿岩、生物碎屑灰岩）组成。厚度大于1000m。
上石炭统干墩岩组（C2g）大面积分布于成矿带中南部，康古尔塔格深大断裂以南，属秋格明塔什-黄山地层小区。主要为一套半深海-浅海相复理石杂砂岩建造。在韧性剪切递进变质作用下，岩石普遍发生强烈韧性变形，片理及构造透镜体发育。区内出露第一、二岩性段，地层南老北新。第一岩性段（C1-2g1）岩性组合为砂质千糜岩、绢云千糜岩、片理化沉凝灰岩、玻屑凝灰岩、近岩体为角岩，厚度大于8000m。第二岩性段（C1-2g2）岩性组合为砂质千糜岩、片理化糜棱岩化长石岩屑砂岩，局部夹沉凝灰岩及生物碎屑灰岩，近岩体为角岩，厚度大于1000m。干墩岩组千糜岩类岩石恢复原岩为长石岩屑砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩等。
上石炭统土屋组（C2t）仅有小面积分布于土屋铜矿区东北角，属哈尔里克地层小区。为一套动荡水体条件下的残余海盆沉积环境的碎屑岩建造。岩性组合有（含砾）长石岩屑砂岩、沉凝灰岩和生物碎屑灰岩。厚度大于1000m。
中侏罗统西山窑组（J2x）大面积分布于大草滩深大断裂南侧，产状平缓，倾角10°～25°之间，与下伏石炭系地层呈角度不整合接触。岩性组合有粗砂岩、细砂岩、粉砂岩、复成分砾岩、石英砾岩、含铁质结核、铁（硅）化木，夹菱铁矿层及煤层。属内陆湖沼环境沉积的产物。可见厚度小于86m。
第四系（Q）主要分布于北部EW向大沟中，东南角及其他地段少量分布。
（二）构造
成矿带位于准噶尔板块与北天山洋盆的接合地带，即哈尔里尔岛弧带企鹅山石炭纪岛弧中。根据地层时代、沉积建造、褶皱与断裂等特征，区内可划分二个二级构造单元、三个三级构造单元和六个五级构造单元（图2-107、图2-108、表2-61）。
以康古尔塔格深大断裂为界，以北属哈尔里克岛弧带，次级构造单元有大南湖泥盆纪岛弧、企鹅山石炭纪岛弧；以南属秋格明塔什-黄山海沟系，次级构造单元包括梧桐窝子石炭纪蛇绿岩构造混杂堆积带、干墩石炭纪残洋盆地和土屋石炭纪残余海盆。此外，尚有大面积侏罗系含煤沉积建造（南湖凹陷）分布。
上述六个五级构造单元的分布空间、形式不同，其内部构造发育情况亦有差异。褶皱构造主要分布于企鹅山石炭纪岛弧和干墩石炭纪残洋盆地中。断裂构造广泛分布，主要构造线呈近EW向（NEE向），与区域构造线方向基本一致。
企鹅山群总体呈现一倒转的大型复式褶皱。区内出露为褶皱的东部，位于大草滩深大断裂与康古尔塔格深大断裂之间，由企鹅山群第一、二组组成，总体枢纽方向近EW，其核部及两侧浅成侵入体较发育。该褶皱由于遭受断块抬升和后期韧性剪切的改造与破坏，其完整形态已难恢复，仅局部地段残存有次级背、向斜。石炭系梧桐窝子岩组和上石炭统干墩岩组内以形成紧密同斜褶皱、剪切褶皱为主，表现在弱变形域中残留一些褶皱的转折端。
区内断裂较发育，按其展布方向主要分三组：近EW向（NEE向）断裂、NW向断裂、NE向断裂。断裂性质分为韧性断裂、韧-脆性断裂、走滑断裂，部分断裂性质不明。其中近EW向断裂为区内主要构造线，严格控制区内地层、构造及矿产分布。
图2-108 土屋-延东斑岩铜矿所在的区域构造位置示意图
表2-61 区域构造划分一览表
康古尔塔格深大断裂 横贯图幅中部，为准噶尔微型板块和塔里木板块分界断裂。断裂走向近EW向展布。区内延伸长20km，断裂带宽100～300m，倾向S、倾角70°±，具韧-脆性复合性质。断裂带内糜棱岩化、绿帘石化、绿泥石化、硅化发育，构造角砾岩、糜棱岩、石英脉、花岗细晶岩脉等沿断裂带广泛分布。韧性变形标志有变质分异条带、拉伸线理、石香肠、剪切褶皱、揉皱、片理、劈理等。该断裂在航片上、航磁及重力异常图皆有明显显示。
大草滩大断裂 分布于测区北部，为秋格明塔什-黄山韧性剪切影响带的北部边界。走向NEE，在区内延伸长16km，断裂带宽30～100m，地表产状S倾，倾角50°～80°，深部向北倾斜。沿断裂带石英脉、辉绿岩脉、细晶岩脉、糜棱岩化岩石、构造角砾岩、劈理、构造透镜体等成带状广泛分布。断裂经历了由北向南的仰冲推覆、晚期走滑剪切以及后期脆性活动。
秋格明塔什-黄山韧性剪切带 位于康古尔格深大断裂以南，以北与大草滩深大断裂之间为其影响带。该剪切带是两大板块的对接缝合带，至少经历了四个不同变形期次。第一期变形发生在两大板块对接碰撞初期，属地壳较深部构造层次的压扁剪切变形机制；第二期变形形成于碰撞聚合中期，为逆冲推覆简单剪切机制；第三期变形发生在水平走滑阶段，为简单剪切变形机制；第四期变形形成于碰撞闭合末期，属地壳浅部构造层次中的塑—脆性变形机制。区内包括土屋、延东在内的大、中型铜、金等矿床均受韧性剪切影响带的控制。
（三）侵入岩
区内侵入岩不甚发育，主要分布于图幅的北部和东南部，出露面积约52km2，约占图幅面积的13%。岩石类型较齐全，从基性—酸性均有出露，以偏酸性侵入岩为主，它们均属正常系列。侵入体规模小，多为岩株、岩墙、岩脉，形成时代为晚泥盆世至晚二叠世（表2-62）。浅成侵入的次闪长玢岩和斜长花岗斑岩均有强弱不均的铜矿化，土屋铜矿和延东铜矿即产于此类浅成侵入体中。
表2-62 区域侵入岩划分简表
此外，区内脉岩较发育，类型较多，基性—酸性岩脉及石英脉均有出露。基性岩脉主要集中分布于大草滩深大断裂以北；中性岩脉次闪长玢岩及石英脉主要分布于康古尔塔格深大断裂以南，成群成带分布，这些脉带的形成均与剪切作用有关。另在两大断裂之间见少量中酸性岩脉，部分脉岩中可见到零星孔雀石化，与斑岩型铜矿化关系密切。
（四）火山岩
区内火山岩较发育，分布在泥盆系大南湖组、石炭系企鹅山群、梧桐窝子岩组、干墩岩组和土屋组。其中土屋组在该图幅中出露面积不足6km2，火山岩中仅有少量沉凝灰岩分布，以下不再叙述。按火山喷发时代、产出的构造环境以及与地层关系将其划分为大南湖旋回、企鹅山旋回、梧桐窝子旋回和干墩旋回，各旋回之间均以断层接触。
1.大南湖旋回
仅在图幅西北角出露该旋回大南湖组第二段，面积约10km2。火山岩为爆发相的火山角砾岩，喷溢相的安山岩、玄武安山岩及少量玄武岩、英安岩，构成5个喷发韵律，喷发指数72.21%，爆发指数22.3%，属以喷溢为主的间歇式火山活动。火山岩呈面状分布，火山碎屑岩不发育。
大南湖旋回火山岩岩石化学及地球化学特征见表2-63。里特曼指数0.81～2.26，属钙碱性岩系类型。岩石系列为钙碱—拉斑系列。火山岩天然组合为旧金山型。岩石组合为玄武岩—安山岩—英安岩。中性熔岩显示出低Al、Ti，贫K富Na特征。基性熔岩则具高Al、贫Ti、K特点。副矿物组合为榍石型，含石榴子石、孔雀石、角闪石、锆石等。锆石晶形为复四方双锥柱状，见各种形状无色气液包裹体。微量元素及稀土元素特征均反映其属岛弧环境。
表2-63 区域火山岩岩石化学、地球化学特征—览表（wB/%）
2.企鹅山旋回
该旋回火山岩分布在图幅中偏北部，面积约40km2。为一套中基性火山岩-碎屑岩建造。企鹅山群火山岩以第二组最为发育。
第二组由9个韵律构成，主要为喷溢-沉积相。喷溢相为安山岩、玄武岩，有少量爆发相的火山角砾集块岩；沉积相为复成分砾岩。在横向上，玄武岩、安山岩的分布和延伸较连续，两者厚度比例相当。
第一组由6个韵律构成，主要为喷发-沉积相。喷发沉积相为沉凝灰岩，沉积相为长石岩屑砂岩，砾岩和千糜岩；另有少量的爆发相凝灰岩及喷溢相的玄武岩，在横向上延伸性较差。
火山岩岩石化学特征见表2-63。里特曼指数1.42～3.06，属钙碱性岩系类型。岩石系列以钙碱系列为主，碱性和拉斑系列次之，具过渡特征。岩石组合为玄武岩-安山岩-英安岩。微量元素含量及稀土丰度特征均反映其构造位置为岛弧环境。
3.梧桐窝子旋回
分布在图幅的东南角，面积不足4km2。形成于早石炭世至晚石炭世早期。总体为一构造混杂堆积体，即由构造岩块和韧性基质组成。蛇绿岩套出露层位有第二层辉长岩，第四层枕状熔岩。外来岩块为生物碎屑灰岩。韧性基质为千糜岩、砂质千糜岩、片理化长石岩屑砂岩。蛇绿岩块与韧性基质多以韧性断裂接触，构造变形差异甚大，基质韧性变形强烈，普遍遭受剪切，岩块仅发生片理化。
该蛇绿岩套火山岩石化学特征见表2-63。从表中可知，枕状玄武岩具有低K2O、P2O5、TiO2，较高的CaO，与洋脊拉斑玄武岩特征相似。为SiO2不饱和岩石，标准矿物未见石英。里特曼指数1.95，碱度为钙碱性岩石类型。岩石系列以拉斑系列为主。微量元素配分型式为平缓型，稀土曲线为轻稀土亏损型，与洋中脊拉斑玄武岩分布形态一致。火山岩天然组合为黄石公园型。副矿物组合为锆石型，锆石呈浑圆复四方双锥柱状，棱角多被熔蚀，多见无色气液包裹体。
梧桐窝子岩组中的蛇绿岩套原始产出构造环境为洋中脊，具洋中脊扩张型蛇绿岩模式。
4.干墩旋回
该旋回在本图幅出露面积约200km2，其中火山岩约占1/3。岩石普遍受到剪切，片理化、糜棱岩化强烈，原始沉积构造形迹已严重破坏改造，为无序地层。
该旋回火山岩仅有沉凝灰岩和玻屑凝灰岩，呈团状、透镜状分布。火山碎屑岩里特曼指数0.68，属钙碱性岩系类型。
（五）变质作用
以康古尔塔格深大断裂为界，以北属准噶尔变质区，哈尔里克变质带；以南属北天山变质区，秋格明塔什-黄山变质带。区内变质作用的类型分为：区域变质作用、动力变质作用和热接触变质作用。
1.区域变质作用
主要表现为区域埋深变质。以大草滩深大断裂为界，以北属葡萄石—绿纤石相，变质原岩为泥盆系中基性火山岩+酸性火山碎屑岩，岩石变质程度低且不均匀，变形弱，无片理化现象，原始组构大多保持良好。变质矿物主要有葡萄石、绿泥石、绿纤石、绢云母、钠长石、方解石、石英。以南属低绿片岩相，变质原岩为石炭系长石岩屑砂岩+中基性火山岩+火山碎屑岩，变质矿物主要有黝帘石、黑云母、绿泥石、绢云母、钠长石。该变质作用与成矿关系不大。
2.动力变质作用
动力变质作用属后期叠加的区域低温动力变质作用，形成脆—韧性剪切变形。
主变形带呈近EW向展布，分布于康古尔深大断裂以南。表现为岩石片理发育，原始组构破坏较大，以糜棱岩—千糜棱岩组合为代表，变质矿物主要有绿泥石、绿帘石、石英、绢云母、长石、黝帘石、阳起石、黑云母及长石石英粒状集合体。
影响带分布于康古尔深大断裂以北、大草滩断裂以南，在脆—韧性断裂、韧性断裂发展后期，形成较多的构造角砾岩、碎粒岩、和糜棱岩化岩石等。脆—韧性剪切作用形成的变质热液引发的元素交代、活化，并在后期脆性变形形成的扩容空间迁移、富集和定位，是本区重要的成矿作用方式之一。
3.热接触变质作用
区内影响范围小，仅沿各类侵入岩体的边缘分布，属钠长绿帘角岩相，变质原岩为大南湖组第二段的火山岩及土屋组和干墩组的碎屑岩。变质矿物主要有黑云母、石英、阳起石、斜长石、绿泥石、钠长石。
二、典型矿床——土屋铜矿床
土屋铜矿床地处哈密市东南。位于康古尔大断裂北侧的哈萨克斯坦—准噶尔板块与塔里木板块对接带北侧，即哈尔里克-大南湖晚古生代陆缘岛弧带，次级构造单元为企鹅山石炭纪增生岛弧，处在康古尔-黄山韧性剪切带的北部边缘影响带中（图2-109）。矿带长2500m，宽100～300m，总体呈走向近EW向的带状分布，由三个矿体构成。
（一）矿床地质特征
土屋铜矿区主要出露地层为石炭系企鹅山群，包括三个非正式的组。第一组由内源碎屑岩、沉凝灰岩组成，局部夹少量生物灰岩、砂砾岩等。第二组岩性为灰绿—紫红色拉斑玄武岩、安山岩、玄武安山岩等，其间夹有英安岩、火山角砾岩、复成分砾岩和砂岩。第三组岩石组合为灰色—绿灰色砂岩、含砾砂岩、中酸性角砾岩、玄武岩等。铜矿床分布于第二、三组的分界处。
成矿斑岩体是由早期闪长玢岩体和晚期斜长花岗斑岩体组成的复合岩体，呈近EW向长条状分布于似箱状背斜核部。岩体已卷入韧性变形，局部糜棱岩化并矿化。岩体侵入时代为华力西晚期（早二叠世）。
图2-109 土屋-延东一带地质构造简图
含矿岩体产于似箱状背斜的核部，矿（化）带产于韧性剪切带边缘的弱变形域之中或旁侧。
矿体主要赋存于斑（玢）岩体内，少量分布于围岩中。矿体呈似透镜状雁列分布，平、剖面均呈“多”字形排列组合（图2-110）。矿体走向NEE，向S陡倾斜，向W侧状，侧伏角较小。
图2-110 土屋、土屋东铜矿床地质图
矿带中共圈出三个矿体，编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。
Ⅰ号矿体呈平行状分布于Ⅱ号矿体以北、0线以东，并延出勘探区外；控制矿体长1300m，宽度8.00～87.00m，平均宽度38.94m；地表铜品位平均0.3%，钻孔平均品位0.35%，延深大于400m。
Ⅲ号矿体呈平行状位于Ⅱ号矿体西南侧，并与Ⅱ、Ⅰ号矿体总体构成轴向近EW的右行斜列式产出。分布于39～23线之间，控制矿体长380m，呈透镜状。总体走向92°，倾向182°，倾角73°。最大宽度54.05m，最小7.18m，平均22.84m。单样Cu品位主要集中在0.20%～0.70%之间，最高1.69%。单工程Cu品位最高0.58%，最低0.23%，平均0.37%。本次勘探对其深部进行了稀疏（2个钻孔）控制，钻孔中单样主要集中在0.15%～0.35%之间，大于0.5%的单样偶见。证实矿体主要由地表矿组成，深部仅在局部地段可圈出厚度不大的低品位矿体。
Ⅱ号矿体地表控制长990m，分布在TC25至TC14间，控制最大斜深755m。其上部为氧化矿，下部为原生矿。根据钻孔控制发现Ⅱ号矿体原生矿由6个子矿体组成，编号自上至下分别为Ⅱ-①、Ⅱ-②、Ⅱ-③、Ⅱ-④、Ⅱ-⑤和Ⅱ-⑥。其中Ⅱ-③为主矿体，规模最大；Ⅱ-①、Ⅱ-②规模小，呈脉状、似层状排列在主矿体上盘；Ⅱ-④号矿体规模稍大局部尚可圈连工业矿体。Ⅱ-⑤、Ⅱ-⑥规模甚小，均为盲矿体，呈脉状或透镜状赋存于主矿体下盘，主要分布在0线以西。
矿石类型为典型的细脉浸染状铜（钼）建造。矿石金属矿物比较简单，以黄铜矿、黄铁矿为主，偶见少量斑铜矿、铜蓝和辉铜矿。黄铁矿主要发育于矿体顶、底板，主矿体中基本无黄铁矿存在。脉石矿物以新生石英、绢云母为主，其次为绿泥石、长石和碳酸盐矿物。
矿石结构属中—细粒半自形—他形粒状结构。矿石构造：在主矿体中为与石英细脉共存的细脉浸染状、团块状构造，主要见于闪长玢岩体内；在斜长花岗斑岩体中，矿化则以浸染状为主。
矿体蚀变类型齐全，分带明显，矿体及顶板蚀变强度大于底板。自中心向两侧可划分出强硅化带、黑云母带、石英-绢云母带、绢云母（泥化、石膏化）-青磐岩化带。黑云母带基本分布在主矿体内部。
（二）成岩成矿地质年代学
土屋斑岩型铜矿的成岩成矿时代目前尚有分歧，根据1996年1∶5万区调联测（化石及地层对比）。该矿床的容矿岩所赋存的地层确定为下石炭统企鹅山群，显然容矿岩的成岩时代应为早石炭世或晚于早石炭世。
土屋蚀变钠长花岗斑岩K-Ar年龄为（310.95±4.57）Ma，含矿石英39Ar/40Ar年龄为（347.3±2.1）Ma（秦克章，2000），3组锆石的U-Pb表面年龄为358～367Ma，而闪长玢岩获得的2组锆石的U-Pb年龄为391～443Ma（芮宗瑶，2001）；土屋-延东辉钼矿Re-Os等时线年龄为（322.7±2.3）Ma，模式年龄为（318±2）Ma～（325±5）Ma（芮宗瑶，2001）；延东蚀变钠长花岗斑岩中绢云母K-Ar年龄为（341.21±4.9）Ma，而其单颗粒锆石的U-Pb年龄为（356±8）Ma（秦克章，2000）。而任秉琛对土屋斜长花岗斑岩进行锆石U-Pb法测定，获得其年龄值为（301±13）Ma。为此芮宗瑶等认为该矿床的容矿岩形成于泥盆纪。
而李文明等根据容矿岩的综合特征.认为这些同位素年龄较合理的解释是：（443±26）Ma（晚奥陶世）的锆石年龄应为容矿岩中碎屑锆石年龄。而（456±8）Ma、（361±8）Ma的锆石年龄可能是该容矿岩的前身——含铜的中酸性—基性火山岩或矿源层形成年龄。而（341.21±4.9）Ma的K-Ar法年龄与（322.7±2.3）Ma的辉钼矿Re-Os年龄为容矿岩最后形成年龄（蚀变及第一次矿化年龄）。
三、成矿条件和矿床地质模型
斑岩型铜矿床为东天山重要矿床类型。已知产地8处。主要有土屋、延东、土屋东、维权、灵龙和雅满苏等6个铜矿区。成矿条件包括：①产于造山带内，与汇聚阶段的大规模钙碱性花岗岩类有关；②赋矿岩石类型有：石英闪长玢岩、斜长花岗斑岩、花岗斑岩、花岗闪长斑岩、英安岩、二长斑岩、长英质爆破角砾岩等；③矿石建造以Cu-Mo型为主，也有Cu-S型、Cu-Au型等；④成矿斑岩体多是多期次、高侵位的小岩体。斑岩体与附近的深成岩基有直接联系，岩基的剥蚀程度相对较低；⑤围岩蚀变强烈而分带，以矿体为中心向两侧的矿化分带为：石英核（强硅化一绢云母化带）、黑云母化带、石英-绢云母带、泥化带、青磐岩化带，黑云母化与硅化蚀变强烈叠加时，铜元素富集强度增加；⑥区域地球化学场为Cu、Mo、Au、Ni、Co、Zn高背景场；⑦遥感特征：两种色调的交界面，呈透镜状的白色与灰色（或红斑杂色）交接处；⑧地表直接找矿标志：孔雀石化。
矿床地质模型：
矿床成矿过程与板块碰撞造山变形演化相伴随。
造山褶皱和深断裂导致深源钙碱性花岗质岩浆上侵，其前峰（顶部）就位于背斜核部，形成含矿闪长玢岩—斜长花岗斑岩体；
脉动式挤压造山继续进行，韧性断裂沟通深部同源残余含矿岩浆热液上涌，进入高渗透韧性变形带，发生流体循环和少量矿质沉淀；
造山抬升，韧性挤压带转化为脆一韧性剪切带，矿液被“抽吸”到剪切带张性空间，随着温压剧降，矿质沉淀，形成铜矿体。
成矿是在构造运动明显的环境下发生的，矿化明显受断裂构造控制（图2-111）。
图2-111 土屋斑岩铜矿成矿地质模型
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