淺析蘇云河鉬礦床斑巖體特征與成礦地質(zhì)背景

黃瑋

[摘要]蘇云河鉬礦床位于新疆塔城地區(qū)裕民縣境內(nèi)，大地構(gòu)造位置處于謝米斯臺-庫蘭卡孜干晚古生代島弧帶與唐巴勒-卡拉麥里古生代復(fù)合溝弧帶的接合部位，區(qū)內(nèi)斷裂，巖漿巖發(fā)育，礦床產(chǎn)于侵入體上部及其圍巖中。本文主要對蘇云河鉬礦床斑巖體地球化學(xué)及成礦流體特征進(jìn)行分析，結(jié)合成礦地球動力學(xué)背景進(jìn)行了綜合研究。

[關(guān)鍵詞]蘇云河鉬礦床 地球化學(xué)特征 成礦流體 地球動力學(xué)背景

[中圖分類號] F407.1 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-8-126-3

蘇云河鉬礦位于中國銅鉬礦北部成礦域額爾齊斯河斑巖成礦帶南部邊緣，與西鄰哈薩克斯坦境內(nèi)的濱巴爾喀什湖斑巖成礦帶銜接，同屬于世界三大斑巖銅鉬成礦帶之一的古亞洲帶，境外已發(fā)現(xiàn)有科翁臘德超大型斑巖型銅鉬礦床、薩亞克大型矽卡巖-斑巖型銅礦床、阿克斗卡超大型斑巖銅礦床等；我國在此之前在該成礦帶尚未發(fā)現(xiàn)有較大規(guī)模和影響的斑巖型銅鉬礦床。（圖1）2010-2013年新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)在蘇云河發(fā)現(xiàn)了特大斑巖型鉬礦床，填補(bǔ)了我國在該區(qū)無大型礦床的空白，引起了國內(nèi)外諸多地質(zhì)礦產(chǎn)學(xué)者及科研院所的極大關(guān)注，因此對該礦床地球化學(xué)和成礦流體，以及區(qū)域成礦地球動力學(xué)背景的研究，有很重要的意義。本文僅是拋磚引玉，望更多的專家和學(xué)者能關(guān)注該成礦帶的成礦模式研究及在我國境內(nèi)的延伸情況。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

區(qū)域上劃屬哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊（Ⅰ級），準(zhǔn)噶爾微板塊（Ⅱ級），巴爾魯克-北塔山古生代復(fù)合島弧帶（Ⅲ級）。進(jìn)一步劃分屬謝米斯臺-庫蘭卡孜干晚古生代島弧帶與唐巴勒-卡拉麥里古生代復(fù)合溝弧帶的接合部位，構(gòu)造復(fù)雜，褶皺、斷裂發(fā)育，為礦床的形成提供了良好的儲存、運(yùn)移空間。礦區(qū)及其外圍地層劃屬天山—興安地層區(qū)，西準(zhǔn)噶爾地層分區(qū)，瑪依勒山地層小區(qū)[1]。區(qū)域出露地層主要為志留中、上泥盆統(tǒng)、下石炭統(tǒng)及第四系等。區(qū)域內(nèi)火山巖主要分布于中泥盆統(tǒng)巴爾魯克組，以火山碎屑巖為主，為一套濱淺?！ｊ懡换ハ嗷鹕剿樾紟r、火山碎屑沉積巖夾生物灰?guī)r沉積，為該區(qū)成礦提供了豐富的物質(zhì)來源。侵入巖見有石炭紀(jì)石英閃長巖、二長花崗斑巖、花崗巖。閃長巖、石英閃長巖、二長花崗斑巖，均屬造山晚期產(chǎn)物。侵入體為該區(qū)提供了大量的熱流體和豐富的成礦物質(zhì)來源。

2礦區(qū)地質(zhì)特征

蘇云河鉬礦位于新疆巴爾魯克山西段，與哈薩克斯坦相鄰，為一大型斑巖型鉬礦，屬于中亞成礦域西準(zhǔn)噶爾-環(huán)巴爾喀什湖成礦帶。該區(qū)斷裂以NE向和NNE向?yàn)橹?，礦區(qū)由3個花崗巖體組成，巖性主要為二長花崗斑巖，鉀長花崗斑巖；區(qū)域內(nèi)圍巖主要為中泥盆統(tǒng)巴爾魯克山組灰色、灰黑色凝灰?guī)r、安山質(zhì)凝灰?guī)r以及含巖屑、晶屑凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r等[2]。

蘇云河鉬礦在主要發(fā)育在花崗巖體外部及與圍巖的接觸帶附近，礦化以石英-硫化物脈為主，包括石英-輝鉬礦脈、石英-鉀長石-輝鉬礦脈、石英-黃鐵礦脈等；礦區(qū)中石英網(wǎng)脈十分發(fā)育，從幾毫米到十幾厘米不等，含礦石英脈寬度集中在1mm-2cm之間，蝕變類型主要為鉀化、絹云母化及泥化，鉀化和絹云母化與礦體關(guān)系密切。

3斑巖體巖石化學(xué)特征

在蘇云河鉬礦區(qū)對分別對Ⅰ、Ⅱ號斑巖體采集了2個地表露頭分析樣，在Ⅰ號巖體實(shí)施的鉆孔中采集了2件分析樣巖石化學(xué)分析數(shù)據(jù)見表1（注：該樣品由項(xiàng)目人員采集，第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)實(shí)驗(yàn)室測試完成）

該巖體具以下特點(diǎn)：SiO2含量高，為72.73%-78.27%，平均75.45%。K2O+Na2O含量7.23%-7.99%，K2O/Na2O為0.88-1.28，屬鉀質(zhì)巖石。（K2O+Na2O）- SiO2圖解中（圖2），全部落入亞堿性系列花崗巖區(qū)。FeO/MgO-SiO2圖解中（圖3），全部落入鈣堿性系列，巖石里特曼指數(shù)為1.64-2.18，平均為1.85，巖石屬高鉀鈣堿性系列巖石。Ca和AL含量低，CaO含量0.56%-1.46%之間，平均1.04%，AL2O3含量12.17%-13.31%，平均12.52%，鋁飽和指數(shù)A/CNK=1.33-1.53，平均1.42，ACNK-ANK圖解中（圖4）樣品均落入過鋁質(zhì)區(qū)，屬過鋁質(zhì)花崗巖。Ti，P含量低，TiO2含量0.15%-0.36%，平均0.24%，P2O5含量0.02%-0.10%，平均0.05。綜上，該巖體具富硅、富鋁、富鉀，貧鈦、磷特征。

Mao等通過對比國內(nèi)部分輝鉬礦的錸含量后認(rèn)為：從幔源、殼?；煸?，輝鉬礦的錸含量各遞降一個數(shù)量級（從n×10-4到n×10-6）[3]。通過對蘇云河13個樣品鉬礦錸含量分析結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（見表2），從5×10-6～200×10-6，表現(xiàn)殼?；煸吹奶卣?。說明在蘇云河鉬礦床的成礦物質(zhì)有不同程度的幔源組分貢獻(xiàn)。其巖漿來源具有殼?；煸吹奶卣鳎⊿+I）。

4成礦流體特征

中國科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室造山帶與成礦作用學(xué)科組2013年對蘇云河鉬礦進(jìn)行了流體包裹體巖相學(xué)、顯微測溫分析和激光拉曼探針分析。巖相學(xué)研究表明，該礦區(qū)3個巖體和圍巖的石英脈中流體包裹體均十分發(fā)育，流體包裹體大小不等，最大可達(dá)幾十微米，小的不足1微米，主要集中在3-10cm之間；流體包裹體形態(tài)豐富，尤以橢圓形和不規(guī)則的長條形為主；包裹體類型以氣體包裹體和液體包裹體為主。

顯微測溫表明，三個巖體的流體包裹體均一溫度分布范圍均在150-450℃之間，鹽度分布范圍在0-14%之間。含子晶包裹體均一溫度均大于500℃。流體有3個階段：第一階段為高溫?zé)嵋弘A段，溫度>500℃；第二階段為中溫?zé)嵋弘A段，溫度集中在350-375℃之間；第三階段為中低溫?zé)嵋弘A段，溫度集中在175-225℃之間。3個含礦巖體的流體特征表現(xiàn)出相似性和差異性，1號和3號巖體主要發(fā)育第二和第三階段的流體，2號巖體發(fā)育第一和第三階段流體。蘇云河鉬礦含礦巖體主要為堿性長石花崗巖和鉀長花崗斑巖，其次為斜長花崗斑巖和二長花崗斑巖。成礦流體為中高溫低鹽度流體，屬于H2O-CH4-CO2-CACO3體系，該地區(qū)成礦流體中CH4普遍發(fā)育，說明成礦流體具有還原性，才導(dǎo)致MoS2的大量沉淀富集。

根據(jù)以上證據(jù)說明，成礦流體包括前期的高中溫巖漿熱液和后期混入的大氣降水熱液。

5成礦地球動力學(xué)背景分析

蘇云河鉬礦的形成與斑巖體的上侵有直接的關(guān)系，礦區(qū)主要出露的3個花崗巖體，其巖性為二長花崗斑巖，鉀長花崗斑巖。年齡在290-310Ma左右（2013年鐘世華、申萍），屬晚石炭世-早二疊世，成礦流體包裹體研究顯示，成礦溫度在350-500℃之間，屬高中溫?zé)嵋骸?/p>

蘇云河鉬礦區(qū)位于全球范圍內(nèi)最典型的碰撞造山帶地區(qū)之一準(zhǔn)噶爾造山帶[4]。該區(qū)位于西伯利亞和準(zhǔn)噶爾-哈薩克斯坦等大陸板塊的接合部位，碰撞造山作用和伴隨的成礦作用復(fù)雜而典型。

西準(zhǔn)噶爾造山帶的碰撞造山作用呈先壓后張的特征，與世界典型碰撞造山帶的演化模式相一致。該區(qū)強(qiáng)烈的碰撞擠壓作用始于中石炭世，晚石炭世達(dá)到高潮；擠壓作用在二疊紀(jì)開始減弱，并發(fā)生造山帶的伸展；伸展作用有淺向深發(fā)展，在二疊紀(jì)末時已深達(dá)地幔，大陸碰撞造山作用結(jié)束（圖5）。表明碰撞造山作用時間主要發(fā)生在中石炭世-二疊世，這與蘇云河鉬礦成礦時代相吻合。

依據(jù)陳衍景的碰撞造山成礦理論研究認(rèn)為[5]，陸內(nèi)俯沖是碰撞造山作用的具體機(jī)制，陸內(nèi)俯沖過程中，物質(zhì)依晶格能由低到高的順序活化，并向低溫低壓的淺部遷移，從而造成仰沖板片隨離陸內(nèi)俯沖縫合帶距離的增大，依次出現(xiàn)熱液礦床帶（D帶）、花崗巖基帶（G帶）和斑巖帶（P帶）（圖6）；碰撞造山作用或陸內(nèi)俯沖作用早期，成礦流體是來自俯沖板片和仰沖板片的深源（主要是地殼層次）上升流體，晚期為淺源下滲流體，中期為深源上升流體與淺源下滲流體的混合（這與蘇云河成礦流體研究成果完全符合）；中期礦化發(fā)生在碰撞造山作用的擠壓-伸展轉(zhuǎn)變期，成礦作用最強(qiáng)烈、最復(fù)雜、最重要。因此，蘇云河鉬礦床具體成礦時間應(yīng)在碰撞后的擠壓-伸展轉(zhuǎn)換期，成礦空間上位于P區(qū)。

6結(jié)論

（1）蘇云河斑巖體具富硅、富鋁、富鉀，貧鈦、磷的特征，屬高鉀鈣堿性系列過鋁質(zhì)花崗巖。其巖漿來源具有殼?；煸吹奶卣鳎⊿+I）。

（2）蘇云河鉬礦的成礦作用主要發(fā)生在晚石炭世-早二疊世，與碰撞造山的作用時間相一致，空間上位于西準(zhǔn)噶爾大陸碰撞造山內(nèi)部或俯沖較強(qiáng)烈的地段，鉬成礦作用時間應(yīng)在碰撞后的擠壓-伸展轉(zhuǎn)變期，成礦流體包括前期的高中溫巖漿熱液和后期混入的大氣降水熱液。成礦溫度在350-500℃之間，屬高中溫?zé)嵋?。成礦流體中CH4普遍發(fā)育，說明成礦流體具有還原性，才導(dǎo)致MoS2的大量富集。

（3）蘇云河鉬礦床的成礦時間、空間、地球動力學(xué)背景與準(zhǔn)噶爾地區(qū)碰撞造山作用的發(fā)生時間、空間及動力學(xué)背景完全吻合，證明碰撞造山成礦模式是準(zhǔn)噶爾地區(qū)在晚石炭世-早二疊世主要的成礦模式，在該區(qū)外圍，又新近發(fā)現(xiàn)了多個斑巖型銅金、鉬等礦化點(diǎn)（如加曼鐵列克特銅礦點(diǎn)、石屋銅金礦點(diǎn)、協(xié)特克鉬礦點(diǎn)等），上述礦點(diǎn)在空間分布、成礦時間上與碰撞造山成礦模式基本吻合，通過該模式可以指導(dǎo)在該區(qū)的找礦勘查和成礦理論研究。

參考文獻(xiàn)

[1]新疆西準(zhǔn)噶爾巴爾魯克山地區(qū)1∶5萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查報告[M]91-96.

[2]新疆裕民縣蘇云河鉬礦床詳查報告[M] .

[3]Mao Jingwen， Zhang Zhaochong， Zhang Zuoheng， et al.Re-Os isotopic dating of molybdenites in the Xiaoliugou W （Mo） deposit in the northern Qilian mountains and its geological significance[J]. Geochim Cosmochim Acta， 1999， 63（11-12）：1815-1818.

[4]涂光熾.新疆北部地質(zhì)演化和成巖成礦作用的若干特點(diǎn)[M]北京：科學(xué)出版社1993.3-10 .

[5]陳衍景.準(zhǔn)噶爾造山帶碰撞體制的成礦作用及金等礦床分布規(guī)律[J].地質(zhì)學(xué)報，1996，70（3）：253-261.