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小热泉子中型铜(锌)矿床位于哈萨克斯坦古洋板块之准噶尔微型板块与塔里术古陆板块对接带北侧附近的哈尔里克-大南湖晚古生代岛弧带中,处在阿其克布拉克-大南湖Cu、Au成矿亚带中西段,区域成矿地质条件优越。矿区处于石炭纪古火山机构南侧火山构造洼地之中,出露地层主要为具海相火山岩-火山碎屑建造特征的下石炭统小热泉子组和罗布厄组以及碎屑岩-碳酸盐岩建造的中石炭统底坎尔组,以北西-南东向展布的倒转短轴背斜构造为主,并伴生有近东西向断裂,构成总体构造特征,来源于地幔部分重熔,又混入大量地壳物质的中酸性中浅成侵入岩在石炭纪中期活动较为强烈。区域上矿床处于重力梯度带转向及其梯度值突变部位,有着Cu、Zn、Pb、Cd、As、Sb、Bi、Hg等元素的地球化学高背景分布区,且小热泉子组地层铜背景值较高。
矿床赋矿围岩为小热泉子组第一、二岩性段的钙碱系列中基性火山碎屑岩——主要岩性为含角砾凝灰岩、凝灰质砂岩和安山岩、钠长斑岩等。矿区的褶皱轴向、断裂走向及片理化带走向多为北西-南东向,并叠加于北东向宽缓背斜之上,紧密伴生以近北东东向和北西向为主的断裂构造,褶皱构造对成矿有明显的控制作用。浅-超浅成侵入岩富碱富钠。
矿区以Ⅰ号矿床为代表,具有层控矿床的形态特征,总体呈现出一个叠加有北西向、近南北向次级褶曲及断裂的北东向宽缓背形的矿体形态——“横折的百褶裙”,与地层同步褶皱的特点明显。低品位矿体多呈层状、似层矿、脉状顺层产出,其中的富铜矿体则呈不规则的鞍状、囊状、团状及透镜状赋存在北西向次级褶曲转折端核部的虚脱部位。地表总体近环状分布,产状50°~70°∠40°~60°。
矿区地表展现出的地球物理特征重力异常和激电异常与矿体的分布范围基本一致,高重力异常、高极化率异常及伴随的低阻和弱磁异常的特征均是由含铜硫化物矿体引起的,而重力异常与激电异常的重叠部位却多与富矿段的分布相吻合。
矿石分氧化矿石和原生矿石两大类。原生矿石主要有石英(网)脉型铜锌矿矿石、(细脉)浸染状黄铜矿矿石和绿泥石岩型铜锌矿石等。原生矿石以他形晶粒状结构为主,次为碎屑结构、固溶体分离结构、乳滴状结构及压碎结构等;矿石构造有脉状、浸染状、块状及条带状等构造。矿石矿物主要为黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿、氯铜矿、孔雀石、胆矾等,脉石矿物主要为石英、绿泥石、方解石、绢云母等。矿石共生伴生组分有Zn、Au、Ag、Pb、Se、Ge和S等。围岩蚀变主要有硅化、钠长石化、碳酸盐化、绿泥石化、褐铁矿化和黄钾铁矾化,原生矿硅化、绿泥石化和矿化关系极为密切,有以绿泥石化为核心,向周围依次为硅化、碳酸盐化的分带特点。氧化矿也有由地表向下的分带性:红(褐铁矿化、锗石化)→黄(黄钾铁矾化)→绿(绿泥化、孔雀石化)→黑(含富基铁矾的块状黄铜矿或黑色绿泥石)。
该矿床具有成矿作用复杂,成矿多期性,成矿物质多来源的特点,其成因类型为(海相)火山喷流沉积-热液富集叠加-改造型铜(锌)矿床,并经历了火山喷流→热液富集→构造改造→次生风化四个主要成矿期。来源于深部次火山热液,加入有表生水的混合热液带来大量的成矿物质,成矿温度在200℃左右,成矿时代在早石炭世末期至晚石炭世。
以上突出的典型矿床特征,是各种成矿作用的综合反映,蕴含着丰富的找矿信息和有效的找矿标志。从理论的角度上,已构建出了小热泉子铜矿的综合找矿模式:(陆缘火山岛弧环境+火山机构及火山洼地+伴生有断裂的复杂多级褶皱构造)+(钙碱性中基性火山碎屑岩建造+硅化-绿泥石化+孔雀石化-氯铜矿化)+(变化重磁场下的高重力高极化+低阻弱磁)+(Cu高背景下的Cu-Cd-Zn-Hg-Ag-Mo-Pb-As-Sb-Ni地球化学异常组合),该模型的核心是“中基性钙碱性火山碎屑岩+高极化高重力+多级复杂褶皱构造+硅化-绿泥石化+孔雀石化”。
这个综合找矿模式较全面、科学、系统地总结归纳了小热泉子铜矿特征所表现出的所有找矿信息,具有目前丰富找矿模式的理论意义,也具有为该地区乃至全新疆找铜工作提供科学的理论指导的实际意义,值得推广。