西天山南段柳树沟铜矿地质特征与成因分析.pdf

Geological Characteristics and Origin of the Liushugou Copper Deposit in Southern Section of West Tianshan Sun Xianhui Northwest Normal University I 摘 要 研究区处于塔里木古板块的南天山古生代裂陷槽，区内褶皱、断裂发育，岩 浆活动强烈，具有良好的成矿环境目前，柳树沟地区只有小规模的铜矿开采， 且对其的研究处于初级阶段，对其地质特征、控矿条件以及成矿因素等都缺乏较 为充分的科学研究 本论文以柳树沟铜矿为研究对象，以前人的研究为基础，通过对该区成矿地 质背景、矿区地质特征和矿床地质特征的分析研究，开展了氢氧同位素分析、硫 同位素分析、铅同位素分析、稀土元素分析等工作，探讨了成矿物质和成矿流体 来源，分析了矿床成因对区域上同种类型矿床的勘查提供科学依据主要得出 以下结论： （1）柳树沟组岩性主要为英安岩、安山质晶屑岩屑凝灰岩、石英斑岩、安 山玢岩、玄武岩及凝灰质砂岩等，柳树沟铜矿产于该地层之中石英斑岩中 Cu、 Ag 含量明显高于其他岩石，为区内与铜矿化关系最密切的岩石，具有一定的矿 化专一性。

（2）该区石英斑岩的形成与火山岩在成因上具有同源性，为一同源岩浆演 化序列在不同阶段的产物，石英斑岩为岩浆演化后期，火山喷发活动结束后，剩 余酸性残余岩浆，以次火山岩的形式侵入就位于前期火山岩地层中 （3）根据各矿体铜矿化的基本特征与地层的综合研究，并结合分析相关的 硫同位素、铅同位素、氢氧同位素、稀土元素等得出，成矿物质主要来源于下地 壳或上地幔， 成矿流体为岩浆热液， 热液运移的方向为次火山岩到火山岩地层中 区内热液蚀变主要为硅化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化等，为典型的中低温 热液蚀变综合分析认为，柳树沟铜矿为与次火山岩侵入活动有关的中低温热液 充填型矿床 关键词关键词：地质特征 矿床成因 铜矿 柳树沟 西天山南段 II Abstract The study area is in the south Tianshan Paleozoic rift trough of the Tarim palaeoslab, where folds and faults are developed, a strong magmatic activity, has a metallogenic environment. At present, there is only small-scale copper mining in the Liushugou area, and its research is in infancy, the lack of full scientific study of its geological characteristics, ore-controlling conditions and metallogenic factors. This thesis takes the Liushugou copper deposit as the object of study, on the basis of previous work, carried out through the analysis of the geological background of the area, geological characteristics and geological characteristics, hydrogen and oxygen isotope analysis, sulfur isotope analysis, lead isotope analysis and rare earth elements analysis, and explore into a source of minerals and ore-forming fluids, analysis genesis of the deposit. To provide a scientific basis for the exploration of the same type deposits in the area. The following conclusions: (1) The Liushugou group lithology is mainly dacite, andesitic crystal lithic tuff, quartz porphyry, andesitic porphyry, basalt and tuffaceous sandstone, Liushugou copper mineral among the strata. The Cu, Ag content of the quartz porphyry is significantly higher than other rocks, is the most closely related to the rock of the region and copper mineralization, has the mineralization specificity. (2) Formation of quartz porphyry and volcanic in origin with homology, is the product of magmatic evolution of a homologous sequence at different stages, the quartz porphyry magma evolution late, after the volcanic eruption, the remaining acidic residual magma in the form of sub-volcanic intrusion to pre-volcanic strata located. (3) According to a comprehensive study of the basic characteristics of each ore body of copper mineralization and formation, and analysis on the sulfur isotopes, lead isotopes, hydrogen and oxygen isotopes, rare earth elements and other forming materials derived from the lower crust or upper mantle, ore fluid migration in the direction of the magmatic hydrothermal, hydrothermal subvolcanic to volcanic rocks. Hydrothermal alteration in the region mainly is silicification, chlorite, epidote petrochemical, sericite, is a typical low-temperature hydrothermal alteration. Comprehensive analysis that Liushugou copper is epithermal and the subvolcanic III intrusive activities related filling deposit. Keywords：：Geological characteristics; deposit genesis; copper deposit; Liushugou; southern section of West Tianshan 目 录 摘摘 要要. I Abstract.II 1 绪论绪论.1 1.1 选题背景及研究意义.1 1.2 铜矿研究现状1 1.3 研究区以往地质工作6 1.4 研究区概况.7 1.5 研究内容.8 1.6 研究方法及技术路线.8 1.7 完成工作量.9 2 区域地质背景区域地质背景.10 2.1 区域地层.10 2.2 构造.13 2.3 岩浆岩13 2.4 区域地球物理特征.14 2.5 区域地球化学特征.14 2.6 区域矿产.15 3 矿区地质特征矿区地质特征.16 3.1 矿区地层.16 3.2 矿区构造.19 3.3 岩浆岩及脉岩20 3.4 火山岩岩石地球化学特征21 3.5 矿区地球化学特征.27 3.6 矿区地球物理特征.30 4 矿床地质特征矿床地质特征.32 4.1 矿体特征.32 4.2 矿石特征.35 4.3 围岩蚀变.37 5 矿床地球化学特征及成因矿床地球化学特征及成因39 5.1 氢氧同位素.39 5.2 硫同位素.41 5.3 铅同位素.42 5.4 稀土元素.46 5.5 矿床成因.48 5.6 找矿标志.49 6 结论与展望结论与展望.50 6.1 结论.50 6.2 展望.50 参考文献参考文献51 图版说明图版说明57 附附 录录.59 致致 谢谢.60 1 1 绪论 1.1 选题背景及研究意义 矿产资源是国民经济建设重要的物质基础， 同时也是人类社会赖以生存和发 展的重要物质基础。

进入新世纪以来，伴随我国国民经济的快速发展，对矿产的 需求量也与日俱增，矿产资源发现的速度已经远落后于资源消耗的速度其中铜 矿是我国既紧缺又急需的有色金属矿产， 铜矿资源短缺已成为制约我国铜矿资源 产业健康发展的瓶颈，因此，对铜矿的勘查及成因研究必须引起高度重视（李朝 阳等，2000） 新疆铜矿成矿地质条件良好，已知矿床、矿点类型多、数量大、分布广，具 有很大的资源潜力（成守德等，1993；何国琦等，2006；朱永峰等，2007） 近 年来，我国学者对铜矿研究开展了大量工作（陈文明，2002；杜琦等，2008；黄 崇轲等，2001；侯增谦等，2004，2007，2008，2009，2010） 天山位于中亚腹 地，与环太平洋造山带和阿尔卑斯-喜马拉雅造山带不同，它具有“中亚型造山 带”特点天山构造环境独特，地层发育齐全，岩相建造多样，岩浆活动强烈而 频繁，构造复杂，为中国天山大规模成矿作用创造了得天独厚的地质条件和有利 的成矿地质环境（成守德等，2000；廖启林等，2001；刘春涌，1997；刘春涌等， 2002；刘德权等，1996，2005；王京彬等，2006） 目前，对柳树沟地区只有小规模的铜矿开采，且对其的研究处于初级阶段， 对其地质特征、控矿条件以及成矿因素等都缺乏较为充分的科学研究。

本文通过 对柳树沟铜矿的区域地质背景、矿区地质特征、矿床地质特征及地球化学特征等 方面的研究，进一步对该区的矿床成因进行分析，以期对该矿区矿床成因进行科 学分析以及对区域上同种类型矿床的勘查提供依据 1.2 铜矿研究现状 1.2.1 铜矿成因理论 Burnham 等人提出了铜矿成因的岩浆热液说，认为铜矿的成矿物质、成矿热 液，还有与其相伴生的中酸性岩体都是来自上地幔或下地壳的在中酸性岩浆上 侵和侵位后的结晶过程中，由于温度、压力等物理化学条件的改变，成矿物质和 成矿热液从中析出，并在有利的部位富集成矿（Burnham，1967；Nielsen，1968； 2 Lowell，1970） Sillitoe（1972）认为铜矿的成矿金属主要来自俯冲洋壳在洋 壳俯冲过程中，由于温度升高，成矿金属与挥发组分一起从洋壳释放出来，所释 放出来的金属进入地幔楔熔融所产生的岩浆，并与岩浆一起到达地壳的浅部 芮宗瑶等对我国德兴、玉龙、多宝。