新疆卡拉先格爾成礦帶主要成礦類型、控礦因素及成礦過程探討

賀永康 程建新 彭素霞 黑 歡 李文明

（中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心西安710054）

新疆卡拉先格爾成礦帶主要成礦類型、控礦因素及成礦過程探討

賀永康 程建新 彭素霞 黑 歡 李文明

（中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心西安710054）

卡拉先格爾成礦帶位于西伯利亞板塊與哈薩克斯坦－準(zhǔn)噶爾板塊接合部位,已有的銅、金、鐵(釩)等礦產(chǎn)與深大斷裂、淺部派生的次級斷裂、巖漿活動、火山活動關(guān)系密切,不同類型的礦產(chǎn)成礦過程與控礦因素既有差異又存在著關(guān)聯(lián)。

卡拉先格爾成礦帶深大斷裂成礦過程控礦因素

卡拉先格爾成礦帶位于哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊北緣次級構(gòu)造單元喀拉通克晚古生代島弧帶內(nèi),南北分別以瑪因鄂博構(gòu)造擠壓帶和卡依爾特-二臺深大斷裂為界(圖1)。在早泥盆世-早石炭世,古亞州洋殼向北東西伯利亞板塊和南西哈薩克斯坦－準(zhǔn)噶爾板塊雙向俯沖,火山活動強烈,在喀拉通克島弧帶內(nèi)形成泥盆世島弧火山巖建造和早石炭世火山碎屑沉積巖、細(xì)碎屑巖建造,同時侵位一些淺成-超淺成的中酸性斑巖脈;晚石炭世-早二疊世,板塊碰撞處于一定的弛張環(huán)境,致使基性巖漿底侵并部分熔融下地殼或上地殼中早期形成的島弧火山巖,沿北西向斷裂形成一系列以中酸性為主的復(fù)式巖體［1］。與各期構(gòu)造活動相對應(yīng),形成了復(fù)雜多樣的礦床類型。

1 主要成礦類型

根據(jù)成礦元素共伴生特征以及控礦因素的不同,成礦帶內(nèi)主要可分為斑巖型銅（金）礦、巖漿氣液交代-充填型金（銅）礦、熱液型銅（金）礦、火山沉積型鐵（銅金）礦、巖漿分結(jié)型鐵（釩）礦等5種類型.

1.1 斑巖型銅（金）礦

位于瑪因鄂博構(gòu)造擠壓帶南側(cè)，成型礦床包括哈臘蘇中型銅礦床與玉勒肯哈臘蘇、卡拉先格爾和老山口等小型銅礦床，主要賦存在卡依爾特－二臺斷裂北東淺成斑巖體上盤與中泥盆統(tǒng)北塔山組中基性火山巖、火山碎屑巖內(nèi)外接觸帶中，并大致等間距分布。礦石中金屬礦物主要為黃銅礦、黃鐵礦，另有少量的磁鐵礦、斑銅礦、鏡鐵礦和輝鉬礦；次生礦物有銅藍(lán)、孔雀石和褐鐵礦等，銅、金緊密共生,并大致呈正相關(guān)關(guān)系。礦石類型以稀疏浸染狀和細(xì)脈浸染狀為主，中-細(xì)粒半自形-它形粒狀結(jié)構(gòu)，浸染狀和脈狀構(gòu)造，具有多期次成礦特征。脈石礦物有微斜長石、絹云母、黑云母、綠泥石、綠簾石、石英和碳酸鹽（方解石）等；圍巖蝕變具有面型蝕變分帶特點：巖體內(nèi)為鉀長石化、黑云母化、硅化和黃鐵礦化，接觸帶為石英絹云母化，圍巖具青盤巖化［2］。

圖1 卡拉先格爾成礦帶地質(zhì)礦產(chǎn)略圖

1.2 巖漿氣液交代-充填型金（銅）礦

主要集中分布在卡拉先格爾－接勒的卡拉他

2 主要控礦因素

2.1 構(gòu)造控礦作用

深大斷裂控礦作用。成礦帶北部的瑪因鄂博深大斷裂（圖1中F1）是阿爾泰與準(zhǔn)噶爾成礦區(qū)的分界線，兩側(cè)構(gòu)造單元和巖石建造存在顯著差異，是阿爾泰地區(qū)最為重要的控礦因素；成礦帶內(nèi)的卡拉先格爾-接勒的卡拉他烏斷裂（圖1中F2）是受板塊前緣碰撞影響而產(chǎn)生的深大逆沖斷裂，呈舒緩波狀，卡依爾特-二臺斷裂（圖1中F3）是與瑪因鄂博構(gòu)造帶同時產(chǎn)生的北北西向剪切裂隙貫通演化形成的區(qū)域性右行走滑深大斷裂，在兩條斷裂帶內(nèi)及兩側(cè)從基性到中酸性侵入巖均有出露,局部可見苦橄巖和橄欖輝長巖，是早二疊世巖漿和礦液上升的主要運移通道。

淺部斷裂控礦作用。成礦帶內(nèi)淺部斷裂主要為卡拉先格爾-接勒的卡拉他烏與卡依爾特-二臺兩條深大斷裂發(fā)展演化過程中形成的一系列次級同向斷裂，次為在北東—南西向擠壓應(yīng)力作用下形成的一系列東西向、北東東向、南東東向以張扭性為主的斷裂，是帶內(nèi)巖漿活動后期殘余中酸性巖漿攜帶含礦熱液貫入成礦的主要容礦構(gòu)造。

2.2 侵入巖控礦作用

帶內(nèi)侵入巖的成礦專屬性顯著，中-晚泥盆世的中酸性淺成斑巖體是斑巖型銅（金）礦的直接母巖，早二疊世的混源巖漿活動一方面提供成礦物質(zhì)，在基性侵入巖中形成巖漿分結(jié)型鐵（釩）礦,另一方面又提供熱源，從圍巖中萃取成礦物質(zhì)，既對早期形成的斑巖型、火山巖型礦床進行疊加改造，又在有利部位形成新的巖漿氣液交代-充填型或熱液型礦產(chǎn)。

2.3 火山巖控礦作用

帶內(nèi)火山巖的控礦作用表現(xiàn)為兩個方面，一是作為礦源層，為斑巖型、巖漿氣液交代-充填型、熱液型、火山巖型等成礦作用提供成礦物質(zhì)，在泥盆紀(jì)火山巖中，銅元素平均含量是同類巖石的1.72～3.30倍，金元素平均含量是同類巖石的2.0～2.8倍［1］，不同類型礦床礦石中S同位素值均顯示出富集輕硫同位素特征，反映部分成礦物質(zhì)來自于泥盆紀(jì)海相火山巖地層；二是提供容礦空間，帶內(nèi)除哈旦孫巖漿分結(jié)型鐵釩礦外，其余已知的各類礦產(chǎn)都主要賦存在泥盆紀(jì)火山巖中，已知礦產(chǎn)的選擇性分布特征進一步說明其成礦作用與泥盆紀(jì)火山巖密不可分。

3 成礦過程探討

（1）斑巖型成礦作用。華力西中期因大洋板塊烏斷裂兩側(cè),早二疊世混源花崗巖與中泥盆世北塔山組、蘊都喀拉組中基性火山巖接觸部位,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的主要成型礦床包括托庫特拜、托斯巴斯套南、加馬特及大紅山等小型金礦床,礦化以細(xì)脈浸染狀黃鐵礦化、黃銅礦化、孔雀石化為主,圍巖蝕變主要為綠簾石化、綠泥石化、黑云母化、硅化、碳酸鹽化,金礦化與硅化、黃銅礦化、孔雀石化關(guān)系密切,礦化富集地段巖石一般較為破碎,銅、金緊密共生,并大致呈正相關(guān)關(guān)系。

1.3 熱液型銅（金）礦

廣泛分布于瑪因鄂博斷裂以南喀拉通克晚古生代島弧帶內(nèi)各套地層、各期次侵入巖及脈巖中，地表礦化一般以孔雀石為主，次為黃銅礦化、黃鐵礦化、藍(lán)銅礦化、褐鐵礦化等，多呈薄膜狀、星點狀分布在巖石節(jié)理、裂隙中，部分分布在石英脈中，圍巖一般具有不同程度的絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化等蝕變。該類礦產(chǎn)以規(guī)模小、品位變化大為特征，部分石英脈型金礦點中金最高品位可達(dá)數(shù)十克/噸。

1.4 火山沉積型鐵（銅金）礦

帶內(nèi)以托斯巴斯套小型鐵礦床為代表性,處于早二疊世中性侵入巖與中泥盆世北塔山組接觸部位,礦體賦存在北塔山組基性火山巖與火山碎屑沉積巖分界部位的似層狀矽卡巖中,呈斷續(xù)層狀或透鏡狀產(chǎn)出,層控特征明顯。礦石類型以稠密浸染狀和致密塊狀為主,次為細(xì)脈-浸染狀,礦石礦物以磁鐵礦為主,次為黃銅礦、黃鐵礦,地表次生礦物孔雀石和褐鐵礦發(fā)育;脈石礦物包括石榴子石、綠簾石、綠泥石及少量透輝石。TFe品位一般可達(dá)40×10-2～50×10-2,其中伴生組分Cu、Au均已達(dá)到綜合利用要求。

1.5 巖漿分結(jié)型鐵（釩）礦

帶內(nèi)目前僅發(fā)現(xiàn)哈旦孫一處小型礦床，礦體主要呈不規(guī)則透鏡狀、似層狀賦存在早二疊世輝長巖體中部，展布方向與巖體走向近于垂直，主礦體穿切巖體與圍巖界線。礦石中礦物成分與輝長巖中造巖礦物成分基本相同，但礦物粒度較粗,有用礦物組分相對富集，礦石礦物主要為磁鐵礦和鈦鐵礦，二者呈格架狀、板片狀、脈片狀緊密連生，次為鈦磁鐵礦、黃銅礦，少量金紅石；脈石礦物以輝石、角閃石、斜長石、黑云母為主，少量綠簾石、綠泥石。礦石類型以稀疏－中等浸染狀為主，少量塊狀、條帶浸染狀礦石，具它形－半自形細(xì)粒結(jié)構(gòu)，浸染狀、條帶狀構(gòu)造。TFe品位一般20×10-2～35×10-2,伴生有益組分銅、釩、鉑、鈀、鎵、鈧等含量都已達(dá)到綜合利用要求［3］。的俯沖作用，形成喀拉通克晚古生代島弧，俯沖帶虧損地幔熔融噴發(fā)形成了巨厚的中基性火山巖，在卡拉先格爾一帶大洋板塊部分熔融形成了類似埃達(dá)克質(zhì)的中酸性巖漿，在巖漿上侵過程中，揮發(fā)性組分富集程度逐漸增高，當(dāng)其超過飽和點時，活動性極強的揮發(fā)組分從殘余巖漿中分餾出來，在巖體內(nèi)引起黑云母化、鉀長石化蝕變，早期由于成礦流體氧逸度較高，巖漿中難以形成銅的硫化物沉淀，而主要形成磁鐵礦，隨著溫度的降低，成礦流體酸性逐漸增高，熱液中的S以S2-的形式存在，與成礦流體中的金屬離子結(jié)合生成金屬硫化物而發(fā)生沉淀，形成了早期的浸染狀斑巖銅礦化。當(dāng)成礦熱流體從巖漿中釋放出來時，產(chǎn)生了強大的機械能，導(dǎo)致斑巖體上盤和圍巖中網(wǎng)狀裂隙發(fā)育，為后期的熱液型礦化提供了容礦空間。

（2）火山沉積成礦作用。在華力西中期火山噴發(fā)間歇期，伴隨著深部壓力釋放產(chǎn)生火山噴氣作用，海水沿斷裂裂隙密集帶下滲，在海底熱水泵式循環(huán)機制的作用下，不斷從中基性火山巖中淋濾、萃取成礦賤金屬形成高密度成礦流體，在海水的靜壓力條件下，成礦流體沿火山斜坡向洼地運移，當(dāng)物理化學(xué)條件發(fā)生改變時，溶解度相對較低的Fe、Cu絡(luò)合物在較高的氧逸度環(huán)境下于一定位置發(fā)生卸載，形成早期的稠密浸染狀和致密塊狀含銅磁鐵礦體。

（3）巖漿氣液交代-充填與熱液成礦作用。華力西晚期板塊碰撞處于一定的弛張環(huán)境，基性巖漿底侵并部分熔融上部先成巖石形成混源巖漿，產(chǎn)生的巖漿氣液沿斷裂裂隙運移并從中基性圍巖中萃取鐵、銅、金等金屬離子，隨著物理化學(xué)條件的改變，一方面發(fā)生沉淀富集成礦，另一方面又對早期形成的斑巖型銅（金）礦、火山巖型鐵礦進行疊加改造，形成細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀礦化。該期礦化主要由構(gòu)造控制，因此具有不均勻的礦化特征，蝕變類型也隨氣液溫度及遷移距離發(fā)生明顯變化，靠近巖體部位溫度較高，主要為綠簾石化、黑云母化、硅化等，遠(yuǎn)離巖體逐漸過渡為綠泥石化、絹云母化、碳酸鹽化。

（4）巖漿分結(jié)成礦作用。華力西晚期，部分基性巖漿順斷裂帶上升，由于巖漿中氧逸度較高，早期晶出的金屬礦物以鐵、鈦氧化物為主，少量銅硫化物，因比重較大下沉堆積在巖漿底部形成含礦熔漿。上部巖漿冷凝速度較快，形成細(xì)粒輝長巖，下部含礦熔漿結(jié)晶時間相對較為充足，礦物粒度明顯較大，但在巖漿內(nèi)部擠壓作用以及區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力作用下，含礦熔漿尚未完全固結(jié)又順構(gòu)造薄弱部位發(fā)生遷移，因流動性較差，遷移距離不遠(yuǎn)，最終形成的礦體雖與母巖體發(fā)生了交截，但主體仍位于母巖體內(nèi)。

［1］新疆地礦局第四地質(zhì)大隊.新疆青河縣阿拉圖拜幅、哈依爾很幅1∶5萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查報告,2006.

［2］新疆地礦局第四地質(zhì)大隊.新疆青河縣哈臘蘇銅礦Ⅰ號礦床詳查報告,2009.

［3］新疆地礦局第四地質(zhì)大隊.新疆青河縣哈旦孫鐵礦預(yù)查地質(zhì)報告,2006.

收稿：2015-04-28

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2015.04.013

項目資助：阿爾泰-準(zhǔn)噶爾北緣成礦帶礦產(chǎn)資源調(diào)查（12120113041900）