西準(zhǔn)噶爾薩吾爾地區(qū)主要礦床類型及成礦規(guī)律*

袁峰 周濤發(fā) 鄧宇峰 郭旭吉 張達(dá)玉 許超 李鵬 張斌

YUAN Feng1，ZHOU TaoFa1，DENG YuFeng1，GUO XuJi2，ZHANG DaYu1，XU Chao1，LI Peng2 and ZHANG Bin2

1. 合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，合肥 230009

2. 新疆有色地質(zhì)勘查局706 大隊(duì)，阿爾泰 836500

1. School of Resources and Environmental Engineering，Hefei University of Technology，Hefei 230009，China

2. No.706 Geological Party，Xinjiang Geoexploration Bureau for Nonferrous Metals，Altai 836500，China

2014-07-01 收稿，2014-09-09 改回.

1 引言

西準(zhǔn)噶爾薩吾爾地區(qū)位于哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊北緣的薩吾爾-阿爾曼太島弧帶，地理坐標(biāo):北緯47°00′ ～47°40′，東經(jīng)85°30′ ～87°10′，西起中國(guó)-哈薩克斯坦邊界，東止于烏倫古湖西岸，全長(zhǎng)150km，平均寬30km。薩吾爾成礦帶是哈薩克斯坦扎爾馬-薩吾爾銅、金成礦帶向我國(guó)境內(nèi)的東延部分。該帶哈薩克斯坦境內(nèi)有巖漿型查爾斯克鉻礦，南馬克蘇特銅鎳礦，火山沉積巖型銅-多金屬礦，克孜爾卡茵、肯賽斑巖銅礦，該成礦帶延入我國(guó)西北準(zhǔn)噶爾地區(qū)，構(gòu)成我國(guó)的薩吾爾成礦帶(圖1)。自20 世紀(jì)80 年代該成礦帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)闊爾真闊臘、布爾克斯岱和塔斯特金礦床以來，近年來相繼發(fā)現(xiàn)了罕哲尕能、那林卡拉、黑山頭和吐爾庫(kù)班套等礦床點(diǎn)(申萍等，2005;Shen et al.，2008;郭正林等，2010;Deng et al.，2013)。然而，在區(qū)域上缺乏系統(tǒng)的礦床地質(zhì)特征、時(shí)空分布、構(gòu)造背景和成礦規(guī)律研究，制約了進(jìn)一步的找礦勘探工作。因此，本文基于已有礦床資料的收集整理，根據(jù)構(gòu)造-巖漿演化和容礦巖建造，將研究區(qū)金屬礦床歸并為3 種類型并分析了各類型礦床的基本特點(diǎn)、時(shí)空分布、構(gòu)造背景和成礦規(guī)律，以期進(jìn)一步深化新疆北部古生代成礦作用及成礦規(guī)律的研究，服務(wù)于找礦勘探工作。

2 區(qū)域地質(zhì)背景

圖1 西準(zhǔn)噶爾扎爾馬-薩吾爾跨境成礦帶簡(jiǎn)圖(據(jù)Abdulin et al.，1996;Windley et al.，2007 修改)Fig.1 Schematic cross-border map of the Zhaerma-Sawuer metallogenic belt，West Junggar (modified after Abdulin et al.，1996;Windley et al.，2007)

圖2 薩吾爾地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)Feng et al.，1989;Choulet et al.，2012 修改)Fig.2 Schematic geological map of the Sawuer districts (modified after Feng et al.，1989;Choulet et al.，2012)

薩吾爾地區(qū)出露的地層有中泥盆統(tǒng)薩吾爾山組和蘊(yùn)都喀拉組，上泥盆統(tǒng)塔爾巴哈臺(tái)組，下石炭統(tǒng)黑山頭組、哈拉巴依組和那林卡拉組，上石炭統(tǒng)吉木乃組，下二疊統(tǒng)喀爾交組和卡拉崗組(圖2)(新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局，1993)，薩吾爾山組主要分布于薩吾爾山南部，包括中酸性火山巖、火山碎屑巖和少量玄武巖。塔爾巴哈臺(tái)組出露于薩吾爾山南緣及東段，上亞組為一套淺海相碎屑巖、火山碎屑巖夾少量火山巖，下亞組為一套火山巖夾有少量火山碎屑巖。蘊(yùn)都喀拉組分布于薩吾爾山北側(cè)，主要為中基性火山巖、粉砂巖、變細(xì)砂巖夾英安玢巖、火山角礫巖及大理巖透鏡體。下石炭統(tǒng)黑山頭組僅見于薩吾爾山東段，屬沉積-火山-火山碎屑巖建造，包括暗灰色塊狀安山巖夾少量紫紅色安山巖、含礫安山質(zhì)凝灰?guī)r和少量玄武巖。哈拉巴依組主要巖性為基性、中基性及中酸性火山噴發(fā)巖。那林卡拉組和吉木乃組出露于薩吾爾山北側(cè)，那林卡拉組為一套海相、海陸交互相含煤復(fù)理石建造。吉木乃組為砂巖、晶屑凝灰?guī)r夾安山巖和玄武巖薄層。二疊系哈爾加烏組和卡拉崗組陸相火山-沉積巖系主要分布于薩吾爾山北側(cè)(圖2)(新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局，1993)。

薩吾爾地區(qū)褶皺主要為薩吾爾復(fù)式向斜和哈拉巴依復(fù)式背斜，在科克森套地區(qū)發(fā)育科克森套復(fù)背斜，其組成科克森套山的主體。斷裂依據(jù)變形特征、空間組合以及相互切割順序可分為近東西向逆沖斷裂和走滑剪切斷裂，主要斷裂為分布于研究區(qū)中部的薩吾爾大斷裂、齋桑泊南緣-布倫托海深斷裂和科克森套深斷裂(圖2)。區(qū)內(nèi)侵入巖和火山巖發(fā)育，侵入巖以中酸性巖為主，基性巖和超基性巖僅零星出露，加里東及海西中期侵入巖和火山巖主要分布于薩吾爾山附近巖漿弧上，區(qū)內(nèi)石炭紀(jì)中酸性巖從早到晚具有從鈣堿性到堿性過渡的特征，指示可能形成于碰撞造山后由擠壓往伸展過渡的時(shí)期(周濤發(fā)等，2006a;袁峰等，2006;范裕等，2007)。而部分學(xué)者認(rèn)為石炭紀(jì)火山巖形成于島弧環(huán)境中(申萍等，2005;Shen et al.，2007，2008;鄧宇峰等，2014)。早二疊世是大陸板內(nèi)巖漿巖活動(dòng)階段，發(fā)育雙峰式火山巖和A 型花崗巖(周濤發(fā)等，2006b;Zhou et al.，2006，2007，2008;譚綠貴等，2007)。

3 礦床地質(zhì)特征

薩吾爾地區(qū)目前發(fā)育的主要礦床(點(diǎn))有:吐爾庫(kù)班套銅鎳礦點(diǎn)、闊爾真闊臘金銅礦床、布爾克斯岱金礦床、罕哲尕能銅礦床、塔斯特金礦床、黑山頭金礦點(diǎn)、那林卡拉銅鉬礦點(diǎn)等(圖2、圖3)。

3.1 吐爾庫(kù)班套銅鎳礦點(diǎn)

吐爾庫(kù)班套銅鎳礦點(diǎn)已開展了少量的探礦工程和物化探工作，其中包括槽探和少量鉆探。

該礦點(diǎn)位于西準(zhǔn)噶爾薩吾爾-加波薩爾古生代島弧內(nèi)的次級(jí)活動(dòng)帶中，賦礦基性-超基性巖體長(zhǎng)約6km，寬0.2 ～0.5km，呈帶狀沿中泥盆統(tǒng)蘊(yùn)都喀臘組上、下亞組接觸面侵入(圖3a)。蘊(yùn)都喀臘組上亞組為泥質(zhì)板巖，薄層硅質(zhì)巖與泥質(zhì)巖互層，黑云母石英粉砂巖，砂巖及灰?guī)r透鏡體，下亞組為英安巖石英粗面巖凝灰?guī)r及英安角礫巖。巖體由橄欖巖、輝石巖、輝長(zhǎng)巖和閃長(zhǎng)巖組成，以輝長(zhǎng)巖為主，超鎂鐵巖在地表只是呈脈狀、透鏡狀分布于鎂鐵巖中。巖體巖相學(xué)、礦物化學(xué)成分以及主微量地球化學(xué)特征表明該巖體為形成于島弧環(huán)境中的阿拉斯加型巖體(Deng et al.，2013)。

礦區(qū)內(nèi)銅鎳礦化主要見于輝長(zhǎng)巖相中，其次為橄欖巖相，礦化類型為熔離型、接觸帶型、裂隙型(郭正林，2009;趙曉健，2012)。礦(化)體分布有4 條，長(zhǎng)140 ～250m，寬20 ～25m。Ni:0.03% ～0.26%，Cu:0.02% ～2.17%，伴生有Au、Pt、Pd。主要金屬礦物為磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦和磁鐵礦，呈星點(diǎn)狀、稀疏浸染狀、細(xì)脈狀分布，局部見似海綿隕鐵結(jié)構(gòu)。

圖3 薩吾爾地區(qū)主要礦床(點(diǎn))地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)李樹明，2003;Shen et al.，2007;郭正林等，2010;Deng et al.，2013 修改)(a)吐爾庫(kù)班套銅鎳礦點(diǎn);(b)闊爾真闊臘金銅礦床;(c)布爾克斯岱金礦床;(d)罕哲尕能銅礦床;(e)塔斯特金礦床;(f)黑山頭金礦點(diǎn);(g)那林卡拉銅鉬礦點(diǎn)Fig.3 Schematic geological maps of the respective ore deposits (occurrences)in Sawuer districts (modified after Li，2003;Shen et al.，2007;Guo et al.，2010;Deng et al.，2013)(a)Tuerkubantao Cu-Ni mineralization occurrence;(b)Kuoerzhenkuola Au-Cu deposit;(c)Buerkesidai Au deposit;(d)Hanzheganeng Cu deposit;(e)Tasite Au deposit;(f)Heishantou Au mineralization occurrence;(g)Nalinkala Cu-Mo mineralization occurrence

圖4 闊爾真闊臘金銅礦床巖、礦石特征(a)閃長(zhǎng)玢巖中石英-黃鐵礦-黃銅礦脈;(b)硅化青磐巖化閃長(zhǎng)玢巖;(c)鉀化閃長(zhǎng)玢巖中石英脈;(d)鉀長(zhǎng)石-磁鐵礦化閃長(zhǎng)玢巖;(e)黑云母磁鐵礦化閃長(zhǎng)玢巖(正交偏光);(f)黃銅礦、輝鉬礦和黃鐵礦共生(反射光). Q-石英;Kf-鉀長(zhǎng)石;Bi-黑云母;Ep-綠簾石;Chl-綠泥石;Py-黃鐵礦;Mt-磁鐵礦;Ccp-黃銅礦;Mo-輝鉬礦Fig.4 The photographs of the petrological and ore samples in Kuoerzhenkuola Au-Cu deposit

3.2 闊爾真闊臘金銅礦床

闊爾真闊臘金銅礦床開發(fā)得較早，2011 年以前開展了很多鉆探和物化探工作，并在礦區(qū)300m 以上進(jìn)行了金的采礦;2011 年后，該礦床礦權(quán)轉(zhuǎn)讓并重新進(jìn)行了鉆探工作，本文的工作對(duì)于這些鉆孔的研究發(fā)現(xiàn)了300m 以下發(fā)育的斑巖型銅礦化。

該礦床位于西準(zhǔn)噶爾西北緣薩吾爾晚古生代島弧東段，礦區(qū)內(nèi)出露地層為下石炭統(tǒng)黑山頭組，礦床主要的賦礦巖石為下石炭黑山頭組安山巖(圖3b)。礦區(qū)火山機(jī)構(gòu)的環(huán)狀、放射狀斷裂發(fā)育，區(qū)域近東西向斷裂及其次級(jí)斷裂疊加其上，二者共同控制了本區(qū)礦化類型及礦體分布。礦區(qū)淺部圍巖蝕變有硅化、黃鐵礦化、磁鐵礦化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化等(申萍等，2004)。礦體現(xiàn)有最大控制延深為290m，一般小于100m，金平均品位6.62g/t。申萍等(2005)對(duì)闊爾真闊臘礦區(qū)進(jìn)行了火山巖構(gòu)造-巖相填圖，確定了古火山機(jī)構(gòu)。

已有研究認(rèn)為區(qū)內(nèi)火山巖地球化學(xué)特征與典型島弧環(huán)境中火山巖特征相似，原始巖漿可能是受俯沖板片析出流體交代的地幔部分熔融形成(Shen et al.，2007，2008;鄧宇峰等，2014)。成礦流體研究顯示(申萍等，2004，2005)，闊爾真闊臘礦床成礦流體中氦、硫、碳、鉛、鍶同位素指示其主要來源于地幔，但與正常地幔的差異又說明有少量殼源物質(zhì)加入，即幔源流體本身為混合來源;包裹體測(cè)溫均一溫度分為308 ～396℃、209 ～276℃、119 ～198℃三個(gè)階段，成礦流體是巖漿熱液與古大氣降水混合而成，流體混合及水-巖反應(yīng)是造成金沉淀成礦的主要因素?；跍\部金礦體地質(zhì)、地球化學(xué)、同位素地球化學(xué)、年代學(xué)等，Shen et al.(2007，2008)認(rèn)為其總體上可歸為淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V床，更接近于其中的高硫化型(HS)礦床。

本次工作對(duì)于近兩年來闊爾真闊臘礦床勘探工作獲得的鉆孔的研究顯示，礦床深部發(fā)育閃長(zhǎng)巖和閃長(zhǎng)玢巖，同時(shí)在320 ～400m 深度巖體中發(fā)育銅礦化(圖4a-c)，以細(xì)脈浸染狀和脈狀為主。特別是具有斑巖型礦床的蝕變類型和蝕變分帶特征，即從深部到淺部發(fā)育鉀硅酸鹽化蝕變、硅化和青磐巖化蝕變，其中鉀硅酸鹽化蝕變與深部銅礦化關(guān)系密切。鉀硅酸鹽化蝕變礦物主要有鉀長(zhǎng)石、黑云母，其次有磁鐵礦、石英、綠簾石等(圖4b-e)。青磐巖化蝕變主要發(fā)育于鉀硅酸鹽化蝕變的外圍，應(yīng)稍晚于鉀硅酸鹽蝕變，主要蝕變礦物為綠泥石、綠簾石，此外還有少量黃鐵礦、石英等。硅化常疊加于早期形成的青磐巖化之上。通過礦床中不同脈體之間穿插關(guān)系和不同礦物之間的交代關(guān)系等，認(rèn)為該礦床深部的斑巖型礦化成礦階段可分為鉀硅酸鹽階段、石英-硫化物階段和石英-碳酸鹽階段。主要礦石礦物黃銅礦呈浸染狀、脈狀產(chǎn)出，與石英、黃鐵礦共生，也有的與石英、黃鐵礦、閃鋅礦和輝鉬礦共生(圖4a，f)。本次工作獲得的深部賦礦閃長(zhǎng)巖的鋯石LA-ICP-MS U-Pb 年齡為346.6 ±2.9Ma，在誤差范圍內(nèi)與火山巖成巖年齡(339.4 ± 4.8Ma)基本一致(申萍等，2004;鄧宇峰等，2014)。

因此本文認(rèn)為，闊爾真闊臘礦床淺部為淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V化，深部為斑巖型銅礦化，具有上金下銅的垂直分帶特征，二者可構(gòu)成統(tǒng)一的斑巖型-淺成低溫?zé)嵋盒徒疸~成礦系統(tǒng)。

3.3 布爾克斯岱金礦床

布爾克斯岱金礦床位于哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊北緣薩吾爾島弧帶上，與闊爾真闊臘礦床相鄰，礦區(qū)內(nèi)出露地層為下石炭統(tǒng)黑山頭組，賦礦圍巖主要為含碳粉砂質(zhì)凝灰?guī)r、安山巖(圖3c)。礦區(qū)有鈉長(zhǎng)斑巖出露，鈉長(zhǎng)斑巖中斑晶主要為鈉長(zhǎng)石，含有少量的磁鐵礦。

布爾克斯岱金礦床地質(zhì)特征及圍巖蝕變特征與闊爾真闊臘礦床相似，兩者之間差異是，布爾克斯岱金礦床綠泥石化較強(qiáng)而綠簾石化較弱，磁鐵礦含量少。在賦礦圍巖含碳粉砂質(zhì)凝灰?guī)r中發(fā)育硅化、青磐巖化、絹云巖化、粘土化和碳酸鹽化。主要金屬礦物為黃鐵礦以及少量黃銅礦。在強(qiáng)青磐巖化凝灰?guī)r中發(fā)育綠簾石和綠泥石，有石英脈、石英綠簾石脈和綠泥石-綠簾石-方解石脈穿插其中。強(qiáng)硅化巖石中見大量石英并有石英碳酸鹽脈穿插，部分伴隨有褐鐵礦化。另外，礦區(qū)還發(fā)育絹云巖化，凝灰?guī)r蝕變形成大量絹云母，巖石表面可見明顯的絲絹光澤。布爾克斯岱金礦床成礦作用受控于布爾克斯岱斷裂構(gòu)造和淺成-超淺成相中酸性巖，礦體長(zhǎng)1100m，厚3.20m，品位4.85 ×10-6。

申萍等(2005)認(rèn)為布爾克斯岱礦床和闊爾真闊臘礦床是賦存于同一破火山口中、成因上相同的火山晚期熱液型金礦床。對(duì)比分析認(rèn)為其總體上可歸為淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V床(Shen et al.，2008)。本文獲得礦床硫化物中δ34S(‰)為0.37，與幔源硫同位素值相似，指示成礦物質(zhì)可能來源于地幔。該礦床正在進(jìn)行勘探工作，礦床深部是否如闊爾真闊臘礦床一樣發(fā)育斑巖成礦系統(tǒng)還有待進(jìn)一步分析。

3.4 罕哲尕能銅礦床

罕哲尕能礦床處于薩吾爾晚古生代島弧東段，近五年來生產(chǎn)單位在礦區(qū)進(jìn)行了普查工作，發(fā)現(xiàn)并圈定出銅礦體。

礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要有上泥盆統(tǒng)塔爾巴哈臺(tái)組和下石炭統(tǒng)黑山頭組，其中下石炭統(tǒng)黑山頭組主要位于礦區(qū)北部，而上泥盆統(tǒng)塔爾巴哈臺(tái)組主要位于礦區(qū)南部(圖3d)。區(qū)內(nèi)主要有區(qū)域斷裂臥磨卡斷裂，該斷裂為薩吾爾前弧斷裂喀臘托臘蓋斷裂的分枝，其派生北西向分枝斷裂亦是罕哲尕能礦床的控、容礦斷裂。礦床賦礦的花崗閃長(zhǎng)巖具有島弧巖漿的地球化學(xué)特征，反映巖漿源區(qū)來源于虧損地幔分異的新生玄武質(zhì)下地殼，礦床可能形成于島弧環(huán)境(郭正林等，2010)。

罕哲尕能銅礦化分布于花崗閃長(zhǎng)巖體中，在ZK11-1 和ZK19-1 均見到較好的銅鉬礦化。其中ZK11-1 鉆孔中385 ～395m 發(fā)現(xiàn)與綠泥石-黑云母-石英脈有關(guān)的黃銅礦脈，銅最高品位6.4%，平均為2%。在ZK15-2 鉆孔中發(fā)現(xiàn)有石英單向固結(jié)結(jié)構(gòu)(UST)結(jié)構(gòu)(圖5)。罕哲尕能礦區(qū)主要蝕變類型有泥化、碳酸鹽化、青盤巖化、黃鐵礦化、絹云母化、硅化以及鉀化等。根據(jù)目前工作程度，可劃分出5 個(gè)蝕變帶(郭正林，2009)，由外向內(nèi)依次為(1)黃鐵礦化-碳酸鹽蝕變帶(巖體外接觸帶蝕變)、(2)青盤巖化-泥化-絹云母化(巖體內(nèi)接觸帶蝕變)、(3)泥化-絹云母化-黃鐵礦化(含銅礦化)、(4)鉀化-泥化-(磁)黃鐵礦化(含銅礦化)、(5)鉀化-硅化-黃鐵礦化。礦石以脈狀、浸染狀、稀疏浸為主。礦石礦物主要有黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦，極少量磁鐵礦、閃鋅礦、輝鉬礦等。銅礦化品位在0.11% ～4.49%，由淺向深，銅礦化由脈狀、細(xì)脈狀逐漸向浸染狀、星點(diǎn)狀過渡，礦石礦物組合也由黃銅礦-黃鐵礦組合向黃銅礦-磁黃鐵礦過渡(郭正林等，2010)。本文獲得的黃鐵礦、黃銅礦和毒砂中δ34S 為-0.50‰ ～0.24‰，與幔源硫同位素值相似，指示成礦物質(zhì)可能來源于地幔。

初步研究顯示，罕哲尕能礦床具有較好的斑巖型銅礦成礦條件以及蝕變類型及分帶(楚德元，2007;郭正林，2009)。

圖5 罕哲尕能銅金礦床花崗閃長(zhǎng)巖中UST 結(jié)構(gòu)Fig.5 The UST texture vein cross the granodiorite in the Hanzheganeng Cu-Au deposit

3.5 塔斯特金礦床

塔斯特金礦床已經(jīng)完成普查工作，儲(chǔ)量達(dá)到小型規(guī)模，近兩年在礦區(qū)外圍進(jìn)行了物化探和鉆探工作，礦床本身正在開采。

該礦床產(chǎn)于塔斯特復(fù)式巖體中，巖體由石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、鉀長(zhǎng)花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖組成，其中主要為二長(zhǎng)花崗巖和鉀長(zhǎng)花崗巖(圖3e)。巖體侵入的圍巖為下石炭統(tǒng)拉斯特組安山玄武質(zhì)火山碎屑巖。金礦(化)體賦存于鉀長(zhǎng)花崗巖及其接觸帶圍巖安山玄武質(zhì)火山碎屑巖中，受NWW向、NEE 向斷裂構(gòu)造破碎帶控制。

金礦體呈帶狀、脈狀、透鏡狀延深，平面上呈NW 向雁列狀展布。單個(gè)礦體水平寬0.8 ～7.7m，長(zhǎng)20 ～30m，鉆孔中最高品位可達(dá)19.5 ×10-6(雷宇涓，2004)，金常富集在銅含量高的樣品中。根據(jù)金礦物或載金礦物的分布特征，可將礦石分為四種類型(董永觀，1994):(1)浸染型礦石;(2)網(wǎng)脈型礦石(圖6a);(3)硅化脈型礦石;(4)石英脈型礦石(圖6b)。主要蝕變類型為絹云母化、硅化、浸染狀黃鐵礦化、綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化。主要金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦和磁鐵礦。

塔斯特金礦床成礦熱液的δO18H2O值在-5.0‰ ～2‰之間，表明成礦熱液屬巖漿熱液和大氣降水混合而成，金礦床中含金黃鐵礦的鉛同位素源區(qū)特征值小于9.5，說明鉛具有上地幔和下部地殼混合來源的特征(劉翔，1994)。金礦石石英流體包裹體測(cè)溫顯示成礦溫度介于176 ～496℃之間，為中高溫?zé)嵋?。本文獲得的黃鐵礦中δ34S 為3.16‰～3.43‰，高于幔源硫同位素值，指示成礦物質(zhì)可能來源于地幔和地殼混合源。劉翔(1994)認(rèn)為，塔斯特金礦形成于早石炭世，產(chǎn)于巖體內(nèi)部，受巖漿同期斷裂作用控制，后期斷裂活動(dòng)造成熱液疊加，使原始金礦進(jìn)一步疊加富集，屬于與花崗巖有關(guān)的構(gòu)造破碎蝕變巖型金礦床。

3.6 黑山頭金礦點(diǎn)

黑山頭礦點(diǎn)為近兩年來完成的普查工作所發(fā)現(xiàn)，目前鉆探控制深度200m 左右。

礦區(qū)內(nèi)主要出露的地層為下石炭統(tǒng)黑山頭組的淺海相復(fù)理石陸源碎屑巖夾火山巖建造，發(fā)育的巖漿巖包括華力西晚期的花崗閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、細(xì)晶花崗巖和石英斑巖等(圖3f、圖7a)。

礦區(qū)內(nèi)圈出三個(gè)金礦體，礦體受近東西向構(gòu)造蝕變帶控制，礦體主要賦存于花崗閃長(zhǎng)巖巖體的破碎蝕變帶中，金平均品位為1.35 ×10-6。礦化區(qū)內(nèi)硅化、青磐巖化、碳酸鹽化等蝕變發(fā)育。其中鉆孔中花崗閃長(zhǎng)巖大部分發(fā)生青磐巖化，暗色礦物已綠泥石化，綠簾石脈穿插于青磐巖化花崗閃長(zhǎng)巖中(圖7a)，并與浸染狀黃銅礦和黃鐵礦共生(圖7b)，青磐巖化花崗閃長(zhǎng)巖中見方解石脈穿插(圖7a)。主要金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦和磁鐵礦。黃鐵礦中δ34S 為- 4.33‰ ～-4.31‰，低于幔源硫同位素值。根據(jù)礦體賦存狀態(tài)以及圍巖蝕變，初步確定該礦點(diǎn)為與中酸性侵入巖有關(guān)的構(gòu)造蝕變巖型金礦床。

3.7 那林卡拉銅鉬礦點(diǎn)

那林卡拉銅鉬礦點(diǎn)正在進(jìn)行普查工作，已發(fā)現(xiàn)了一定規(guī)模的銅鉬礦體。

圖6 塔斯特金礦床巖石學(xué)特征(a)鉀長(zhǎng)花崗巖裂隙中黃鐵礦化;(b)安山巖中石英脈Fig.6 The petrological photographs of the Tasite Au deposit

圖7 黑山頭金礦床巖石學(xué)特征(a)青磐巖化花崗閃長(zhǎng)巖中碳酸鹽脈;(b)黃銅礦與黃鐵礦共生(反射光)Fig.7 The petrological photographs of the Heishantou Au deposit

圖8 那林卡拉銅鉬礦床巖石學(xué)特征(a)青磐巖化花崗閃長(zhǎng)斑巖中石英綠簾石脈;(b)青磐巖化花崗閃長(zhǎng)斑巖中石英硫化物脈Fig.8 The petrological photographs of the Nalinkala Cu-Mo deposit

該礦點(diǎn)位于準(zhǔn)噶爾北緣加波薩爾-薩吾爾晚古生代島弧帶西段，其北側(cè)為額爾齊斯擠壓帶(板塊縫合構(gòu)造帶)，成礦帶屬于珠萬喀臘成礦亞帶，該成礦亞帶正處于札爾馬-薩吾爾-南蒙銅鎳金成礦帶上。那林卡拉礦區(qū)巖漿巖發(fā)育，地表形態(tài)為一不規(guī)則橢圓狀，東西長(zhǎng)1.7km，南北寬1.1km，面積1.5km2，由含橄輝長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖組成(圖3g)(杜興旺，2011)，巖體侵入于石炭系中統(tǒng)恰其海組(C2q)中性火山巖及火山碎屑巖中。

銅鉬礦化主要發(fā)育于花崗閃長(zhǎng)斑巖體中，以石英-硫化物脈類型為主，鉬品位最高達(dá)0.11%(杜興旺，2011)。礦區(qū)內(nèi)花崗閃長(zhǎng)斑巖蝕變呈面狀分布，主要蝕變類型有碳酸鹽化、黃鐵礦化、泥化、絹云母化、青盤巖化、硅化等，以青盤巖化最為發(fā)育且與礦化密切相關(guān)(圖8a，b)。礦石礦物主要有黃銅礦、黃鐵礦、輝鉬礦、毒砂、磁鐵礦等(圖8b)。本文獲得的黃鐵礦和毒砂中δ34S 為-1.56‰～-0.59‰，與幔源硫同位素值相似，指示成礦物質(zhì)可能來源于地幔，流體包裹體測(cè)溫顯示成礦溫度介于190 ～456℃之間，為中高溫?zé)嵋?。根?jù)上述蝕變特征與礦物組合，初步認(rèn)為其屬于斑巖型礦化，但目前的鉆探深度尚未見鉀硅酸鹽化蝕變。

4 成巖成礦時(shí)代

本文對(duì)薩吾爾地區(qū)部分礦床(點(diǎn))內(nèi)的賦礦巖石開展了定年研究，同時(shí)結(jié)合前人已有年代學(xué)成果，依次限定成巖成礦時(shí)代。測(cè)年樣品經(jīng)重液分離和磁選后，挑選代表性的鋯石制作樣品靶，在北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司對(duì)鋯石進(jìn)行了背散射圖像及陰極發(fā)光(CL)分析(圖9)。鋯石激光原位U-Pb同位素分析在合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)室開展，使用激光-電感耦合等離子質(zhì)譜儀(LA-ICP-MS)完成，采用激光器為GEOLAS，激光剝蝕系統(tǒng)波長(zhǎng)193nm，測(cè)試質(zhì)譜儀為Agilent 7500a，工作參數(shù)為:Rf 功率1300w，進(jìn)樣深度5.5mm。應(yīng)用nist610 玻璃作為元素外標(biāo)，鋯石標(biāo)樣91500進(jìn)行同位素分餾校正，鋯石標(biāo)樣MudTank 作為同位素監(jiān)控樣。數(shù)據(jù)處理采用中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)開發(fā)的ICPMSDataCal 8.0 軟件完成，選取諧和度＞90%的樣品點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用Isoplot 軟件繪制諧和圖并計(jì)算加權(quán)平均年齡。

圖9 鋯石CL 圖及LA-ICP-MS U-Pb 年齡協(xié)和圖Fig.9 The CL images of the zircons and their LA-ICPMS U-Pb concordia diagrams

圖10 薩吾爾地區(qū)巖漿巖構(gòu)造環(huán)境判別圖(據(jù)Wood，1980;Pearce，1996)N-MORB 為正常洋中脊玄武巖;E-MORB+WPT 為富集型洋中脊玄武巖和板內(nèi)拉板玄武巖;WPAB 為堿性板內(nèi)玄武巖;CAB 為鈣堿性火山弧玄武巖;IAT 為拉斑火山弧玄武巖;VAG 為火山弧花崗巖;syn-COLG 為同碰撞花崗巖;WPG 為板內(nèi)花崗巖;DRG 為洋脊花崗巖;post-COLG為碰撞后花崗巖Fig.10 The tectonic diagrams of the mafic-felsic magmatism from Sawuer area，West Junggar (after Wood，1980;Pearce，1996)

基于鋯石LA-ICP-MS U-Pb 測(cè)年，本文得到黑山頭金礦點(diǎn)含礦花崗閃長(zhǎng)巖為351.1 ±3.2Ma，闊爾真闊臘金銅礦床賦銅閃長(zhǎng)巖為346.6 ±2.9Ma，塔斯特金礦床含礦鉀長(zhǎng)花崗巖成巖年齡為353.7 ±3.1Ma，那林卡拉銅鉬礦點(diǎn)含礦花崗閃長(zhǎng)斑巖年齡為313.6 ±3.1Ma(圖9)。

前人已有的年代學(xué)研究顯示，吐爾庫(kù)班套銅鎳礦點(diǎn)輝長(zhǎng)巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb 年齡為394.6 ± 4.9Ma(郭正林，2009);闊爾真闊臘金銅礦床賦金玄武安山巖鋯石LA-ICPMS U-Pb 年齡為339.4 ±4.8Ma(鄧宇峰等，2014)，石英流體包裹體Ar-Ar 年齡為332 ±2.02Ma(申萍等，2005);罕哲尕能銅礦床石英二長(zhǎng)巖LA-ICP-MS U-Pb 諧和年齡為343.6 ±5.7Ma ～345.3 ±8.3Ma，二長(zhǎng)花崗斑巖為334.9 ±7.3Ma ～336.4 ±7.5Ma(郭正林等，2010)。

可見，薩吾爾地區(qū)礦床(點(diǎn))主要形成于三個(gè)時(shí)期:中泥盆世、早石炭世、晚石炭世，主要集中在早石炭世(354 ～336Ma)。在空間上，與鎂鐵-超鎂鐵巖有關(guān)的銅鎳礦床分布于薩吾爾北部科克森套地區(qū)，斑巖銅鉬礦床分布于薩吾爾山北部，而銅金礦床分布于薩吾爾山南部。

5 成礦構(gòu)造背景

如前述，吐爾庫(kù)班套銅鎳礦點(diǎn)賦礦巖體形成于晚泥盆世，與西準(zhǔn)噶爾地區(qū)晚泥盆世蛇綠巖以及島弧巖漿巖形成年齡相似(Chen et al.，2010;Yang et al.，2012)，在Hf-Th-Nb構(gòu)造判別圖解中，巖體樣品投點(diǎn)在島弧巖漿巖區(qū)域(圖10a)，顯示晚泥盆世薩吾爾地區(qū)處于俯沖環(huán)境中(Deng et al.，2013)。

表1 薩吾爾地區(qū)主要礦床(點(diǎn))特征Table 1 The geological characteristics of the mineral deposits (occurrences)in Sawuer area，West Junggar

闊爾真闊臘金銅礦床和布爾克斯岱金礦床含金圍巖為石炭世黑山頭組(申萍等，2004;Shen et al.，2008)，黑山頭組底部為海相火山細(xì)碎屑巖建造，上部為淺海相細(xì)碎屑巖建造，火山巖內(nèi)部發(fā)育有較多的灰?guī)r透鏡體，地層中發(fā)現(xiàn)含有海相化石，說明該地區(qū)在早石炭世還存在有廣泛的大洋，并非陸內(nèi)環(huán)境(劉國(guó)仁等，2003;周剛，2000;申萍等，2005)。而獲得的黑山頭組玄武安山巖以及闊爾真闊臘金銅礦床深部賦銅閃長(zhǎng)巖年齡均為早石炭世;在構(gòu)造判別圖解中，樣品投點(diǎn)在島弧巖漿巖區(qū)域(圖10a，b)，顯示闊爾真闊臘和布爾克斯岱礦床應(yīng)形成于早石炭世島弧背景。

罕哲尕能銅礦床、黑山頭金礦點(diǎn)以及塔斯特金礦床的含礦花崗巖類均形成于早石炭世，巖石地球化學(xué)特征也顯示了火山弧花崗巖特征(圖10b)。

那林卡拉銅鉬礦點(diǎn)賦礦花崗閃長(zhǎng)斑巖形成于晚石炭世，與該地區(qū)A 型花崗巖和陸內(nèi)雙峰式火山巖形成年齡(周濤發(fā)等，2006a，b;譚綠貴等，2007;Zhou et al.，2008)相似，花崗閃長(zhǎng)斑巖地球化學(xué)成分投點(diǎn)于碰撞后花崗巖和火山弧花崗巖重疊區(qū)域(圖10b)，可能指示了碰撞造山后的成礦環(huán)境。

6 區(qū)域成礦規(guī)律

綜上，薩吾爾地區(qū)主要礦床(點(diǎn))特征如表1 所示，按礦床成因類型分為三類，即巖漿Cu-Ni 硫化物礦床、斑巖型-淺成低溫?zé)嵋盒虯u-Cu-Mo 礦床、與中酸性侵入巖有關(guān)的構(gòu)造蝕變巖型Au 礦床。

第一類為巖漿Cu-Ni 硫化物礦床，主要有吐爾庫(kù)班套銅鎳礦點(diǎn)，礦化主要與晚泥盆世島弧背景下的阿拉斯加型鎂鐵-超鎂鐵巖有關(guān)，其所在的薩吾爾北部科克森套地區(qū)，還分布有許多類似的鎂鐵-超鎂鐵巖體，具有進(jìn)一步尋找該類型礦床的潛力。

第二類為斑巖型-淺成低溫?zé)嵋盒虯u-Cu-Mo 礦床，包括闊爾真闊臘金銅礦床、布爾克斯岱金礦床、罕哲尕能銅礦床、那林卡拉銅鉬礦點(diǎn)，除那林卡拉形成于晚石炭世碰撞造山后環(huán)境外，均形成于早石炭世島弧環(huán)境。其中，闊爾真闊臘金銅礦床由于深部斑巖型銅礦化的發(fā)現(xiàn)，可能構(gòu)成了斑巖型-淺成低溫?zé)嵋盒徒疸~成礦系統(tǒng)，為該礦床本身以及薩吾爾地區(qū)提出了新的研究思路和找礦方向，同時(shí)也指示，相鄰的具有相似成礦條件的布爾克斯岱金礦床可能也具有相似的深部成礦潛力。而具有斑巖型礦化特征的那林卡拉銅鉬礦點(diǎn)，其形成時(shí)代最晚，為晚石炭世，雖然在新疆北部碰撞造山后環(huán)境中分布有晚石炭世-早二疊世的斑巖型礦床(趙振華等，2004;Zhou et al.，2008;龍靈利等，2009;王玉往等，2012)，薩吾爾地區(qū)也廣泛發(fā)育晚石炭世-早二疊世中酸性巖漿巖，但區(qū)內(nèi)卻很少發(fā)現(xiàn)晚石炭世-早二疊世的斑巖型礦化，因此，那林卡拉斑巖型銅鉬礦化的認(rèn)識(shí)，顯示了區(qū)域晚石炭世-早二疊世斑巖型礦床的找礦潛力。

第三類為與中酸性侵入巖有關(guān)的構(gòu)造蝕變巖型Au 礦床，包括塔斯特金礦床和黑山頭金礦點(diǎn)，均形成于早石炭世島弧環(huán)境。

圖11 薩吾爾地區(qū)晚古生代地球動(dòng)力學(xué)演化與成巖成礦作用模式圖Fig.11 The sketch model of the Late Plaeozoic geodynamic evolution with magmatism and mineralization in Sawuer area

此外，從礦床時(shí)、空分布以及成礦背景上看，闊爾真闊臘金銅礦床、布爾克斯岱金礦床、罕哲尕能銅礦床、黑山頭金礦點(diǎn)，都形成于340Ma 左右，均為島弧構(gòu)造背景，分布范圍集中，受薩吾爾斷裂及其次級(jí)斷裂控制明顯，顯示了薩吾爾斷裂控制范圍的找礦潛力。

結(jié)合區(qū)域地球動(dòng)力學(xué)演化，可建立研究區(qū)構(gòu)造-巖漿-成礦作用演化過程(圖11):西準(zhǔn)噶爾地區(qū)古生代以來，古亞洲洋向南北兩側(cè)大陸板塊之下俯沖，導(dǎo)致兩側(cè)大陸不斷增生，中間的古亞洲洋不斷萎縮;從晚泥盆世開始，兩大板塊逐漸對(duì)接，形成多條蛇綠巖帶(張弛和黃萱，1992;徐新等，2006;朱永峰和徐新，2006;何國(guó)琦等，2007;楊高學(xué)等，2012;Yang et al.，2012)，屬于典型的增生造山帶(肖文交等，2006;Xiao et al.，2008)。早泥盆世，準(zhǔn)噶爾洋向北俯沖(Shen et al.，2007)，至中泥盆世在薩吾爾北緣形成吐爾庫(kù)班套鎂鐵-超鎂鐵巖體，并伴隨有Cu、Ni 礦化。石炭紀(jì)，準(zhǔn)噶爾洋不斷向南北兩側(cè)大陸板塊俯沖，早石炭世在西準(zhǔn)噶爾洋殼北緣形成薩吾爾島弧(Shen et al.，2007;Zhou et al.，2008;鄧宇峰等，2014)，并形成一套以安山巖為主體的鈣堿性火山巖及中酸性巖漿侵入體，同時(shí)發(fā)生金銅成礦作用，形成斑巖型-淺成低溫?zé)嵋盒虯u-Cu 礦床、與中酸性侵入巖有關(guān)的構(gòu)造蝕變巖型Au 礦床。晚石炭世至早二疊世，薩吾爾地區(qū)處于后碰撞構(gòu)造背景，并逐漸由擠壓-拉張過渡階段演化到拉張階段(周濤發(fā)等，2006a，b;袁峰等，2006;范裕等，2007;Shen et al.，2007，2008)，于晚石炭世擠壓-伸展轉(zhuǎn)換的后造山(碰撞)環(huán)境形成斑巖型Cu-Mo 礦床。

7 結(jié)論

綜上，西準(zhǔn)噶爾薩吾爾地區(qū)成礦規(guī)律如下:礦床成因類型分為三類，巖漿Cu-Ni 硫化物礦床、斑巖型-淺成低溫?zé)嵋盒虯u-Cu-Mo 礦床、與中酸性侵入巖有關(guān)的構(gòu)造蝕變巖型Au礦床;礦化以Au、Cu 礦化為主，Cu-Ni、Mo 礦化次之;成礦時(shí)代分布在中泥盆世、早石炭世、晚石炭世，集中于早石炭世(354 ～336Ma);空間上，巖漿Cu-Ni 硫化物礦床分布于薩吾爾北部科克森套地區(qū)，斑巖型-淺成低溫?zé)嵋盒虯u-Cu-Mo 礦床、與中酸性侵入巖有關(guān)的構(gòu)造蝕變巖型Au 礦床主要分布于薩吾爾山南部;成礦構(gòu)造背景分別對(duì)應(yīng)于區(qū)域中泥盆世島弧環(huán)境、早石炭世島弧環(huán)境、晚石炭世碰撞造山后環(huán)境。

顯示的進(jìn)一步找礦潛力如下:薩吾爾北部科克森套地區(qū)發(fā)育的的鎂鐵-超鎂鐵巖體的巖漿Cu-Ni 硫化物礦床的找礦潛力;闊爾真闊臘-布爾克斯岱地區(qū)斑巖型-淺成低溫?zé)嵋盒徒疸~礦床的找礦潛力;區(qū)域晚石炭世-早二疊世斑巖型Cu-Mo礦床的找礦潛力;薩吾爾斷裂及其次級(jí)斷裂控制范圍的Au-Cu 找礦潛力。

致謝 本文的研究得到了新疆“305”項(xiàng)目辦公室、新疆有色706 地質(zhì)隊(duì)、合肥工業(yè)大學(xué)LA-ICP-MS 實(shí)驗(yàn)室的大力支持，以及中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所申萍研究員的指導(dǎo)和幫助，在此一并致以誠(chéng)摯的感謝!

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