中亞成礦域核心區(qū)斑巖銅礦地質(zhì)和地球化學特征研究現(xiàn)狀綜述

黃杰，安芳

(大陸動力學國家重點實驗室，西北大學地質(zhì)學系，陜西 西安 710069)

斑巖銅礦床提供了世界近75%的工業(yè)需求銅(SILLITOE, 2010)，因此，對于這類礦床的研究一直受到礦床學家的高度關注(LOWELL et al.,1970;SILLITOE,1972;侯增謙, 2004;芮宗瑤等,2004;李明等,2007)。中亞成礦域是世界上重要的斑巖銅礦成礦區(qū)(申萍等，2015; 熊欣等, 2014)，包括中國西準噶爾、東天山和哈薩克斯坦環(huán)巴爾喀什地區(qū)在內(nèi)的中亞成礦域核心區(qū)的斑巖銅礦在礦床規(guī)模方面差異很大(何國琦等，2006;朱永峰等,2007)，哈薩克斯坦環(huán)巴爾喀什地區(qū)發(fā)育多個大型乃至超大型斑巖銅礦(申萍等,2015)。如科翁臘德(480萬t銅)、努爾卡斯甘(400萬t銅;229t金)、阿克都卡(1 200萬t銅)等(KOLESNIKOV,1991;KUDRYAVTSEV,1996;ZHUKOV et al.,1997;COOKE et al.,2005;YAKUBCHUK et al.,2012;SELTMANN et al.,2014)。而中國西準噶爾、東天山地區(qū)無論在礦床數(shù)量還是規(guī)模上均小于前者，僅發(fā)現(xiàn)了幾個中型斑巖銅礦床。如東天山土屋-延東(200萬t銅)和哈臘蘇(17萬t銅)、西準噶爾包古圖(63萬t銅)和吐克吐克(60萬t銅)等(SHEN et al.,2010a,2010b)。中國地質(zhì)學家早已發(fā)現(xiàn)了這一差異性，并對造成成礦差異的原因進行了大量研究，包括礦床地質(zhì)地球化學(李光明等,2008;SHEN et al.,2010a,2010b;魏少妮等，2010;陳宣華等,2010;安芳等,2015)、成巖及成礦年齡 (SHEN et al.,2012;魏少妮等，2010)、成礦構(gòu)造背景(朱永峰等,2007;董連慧等,2009;SHEN et al.,2009,2013)、成礦流體地球化學(王莉娟等,2004;SHEN et al.,2010b;劉剛等,2012;CAO et al.,2015)以及成礦物質(zhì)來源等(KOLESNIKOV, 1991;李光明等,2008; SHEN et al.,2012)。申萍等(2010)認為成礦物質(zhì)來源以及成礦巖漿條件是造成環(huán)巴爾喀什和中國西準噶爾、東天山地區(qū)斑巖型礦床儲量差異的主要原因，如環(huán)巴爾喀什地區(qū)存在古老基底，而西準噶爾的基底為新生地殼(劉剛等, 2012; 陳宣華等, 2013; SHEN et al., 2013)。筆者在對中亞成礦域核心地區(qū)典型斑巖礦床已有研究資料搜集整理及分析對比基礎上，探討了造成境內(nèi)外成礦差異的可能因素。

1 中亞成礦域核心區(qū)地質(zhì)概況

中亞成礦域指西起俄羅斯境內(nèi)的烏拉爾山脈，向東經(jīng)哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦、吉爾吉斯斯坦、中國新疆塔里木以北、甘肅北部、內(nèi)蒙古以及東北地區(qū)，蒙古國至包括貝加爾湖東部在內(nèi)的南西伯利亞地區(qū)(涂光熾,1999;申萍等，2015)。中亞成礦域地質(zhì)情況十分復雜，構(gòu)造活動大量發(fā)育，在地質(zhì)歷史上經(jīng)受了大陸基底形成、古亞洲洋陸緣增生和古生代地殼運動多階段性、長期性和成礦物質(zhì)的多旋回性的生長演化，形成了多種適宜的成礦環(huán)境(何國琦等，2006;朱永峰等,2007;陳宣華等,2009)。其由阿爾泰成礦省、環(huán)巴爾喀什-準噶爾成礦省和部分天山成礦省構(gòu)成的核心區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)多個超大型斑巖銅礦床(朱永峰等,2007;申萍等,2015)(圖1)。

圖1 中亞成礦域核心區(qū)主要斑巖銅礦床分布簡圖(據(jù)申萍等, 2015)Fig.1 Distribution of major porphyry copper deposits in core part of Central Asian metallogenic domian (Modified after SHEN et al., 2015)

環(huán)巴爾喀什地區(qū)區(qū)域構(gòu)造以深大斷裂為主，主要有近南北走向的中哈薩克斯坦斷裂和北北西走向的成吉斯斷裂(朱永峰等,2007; XIAO et al.,2008,2010)，其次為北西—北西西走向的額爾齊斯斷裂帶、洪古勒楞斷裂帶(朱永峰等,2006; SHEN et al.,2014)，沿這些斷裂構(gòu)造自北向南分布扎爾瑪-薩吾爾、波謝庫爾-成吉思和北巴爾喀什3個成礦帶(KUDRYAVTSEV, 1996;ZHUKOV et al.,1997; DANKEEV et al.,2004b)。扎爾瑪-薩吾爾成礦帶主要出露泥盆系中基性火山巖-火山碎屑巖、石炭系火山-沉積巖和二疊系陸相沉積建造(ZHUKOV et al., 1997)，侵入巖多為早—中石炭世花崗巖類，其中花崗閃長斑巖侵位發(fā)生在340Ma(李光明等, 2008)，已發(fā)現(xiàn)克孜爾卡茵、肯賽斑巖銅礦，南馬克蘇特銅鎳硫化物礦床等(ZHUKOV et al., 1997; 朱永峰等, 2014)；波謝庫爾-成吉思成礦帶寒武紀、奧陶紀發(fā)育玄武巖-安山巖及火山碎屑巖，志留紀為一套磨拉石建造(ZHUKOV et al.,1997;YAKUBCHUK et al.,2012; LOBANOV et al., 2014)。域內(nèi)主要發(fā)育早古生代侵入巖，寒武紀為輝長巖-斜長花崗斑巖組合，奧陶紀多為花崗巖類，志留紀則為輝長巖、閃長巖和少量閃長玢巖(李光明等, 2008)，已發(fā)現(xiàn)波謝庫爾斑巖銅-金礦、麥卡因VMS型礦床等(申萍等,2015;潘鴻迪等,2015)；北巴爾喀什成礦帶主要出露石炭系安山巖、流紋巖及少量凝灰?guī)r和二疊系玄武巖、流紋巖等(KUDRYAVTSEV, 1996; ZHUKOV et al., 1997; DANKEEV et al., 2004b; 陳宣華等, 2010; 朱永峰等, 2014)，侵入巖以泥盆紀花崗巖、花崗閃長巖，石炭紀閃長巖、花崗閃長斑巖以及二疊紀花崗斑巖為主 (SHEN et al., 2015)，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)科翁臘德斑巖型銅礦床、薩亞克矽卡巖型Cu礦床和阿克沙套石英脈-云英巖型W、Mo礦等(ZHUKOV et al., 1997; 朱永峰等, 2014; 申萍等，2015; 安芳等,2015)。

中國西準噶爾地區(qū)區(qū)域構(gòu)造以北東向的巴爾魯克、瑪依勒和達拉布特斷裂為主(XIAO et al., 2008, 2010; ZHANG et al., 2011; YANG et al., 2012)，區(qū)內(nèi)出露泥盆—石炭系火山-沉積巖(沈遠超等, 1993)；偶見少量二疊系陸相碎屑沉積建造，酸性、中酸性侵入巖極其發(fā)育(韓寶福等, 2006)；以達拉布特斷裂為界，北側(cè)發(fā)育巖基、巖脈狀的花崗巖類，侵位年齡在276～310Ma，南側(cè)發(fā)育巖株、巖脈狀的閃長巖、閃長玢巖，侵位發(fā)生在310～320Ma(韓寶福等, 2006;申萍等,2009; 魏少妮等，2010)?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)包古圖斑巖型銅礦、闊爾真闊臘淺成低溫熱液型金礦和洪古勒楞VMS型銅多金屬礦床等(SHEN et al.,2008a,2008b;陳宣華等,2011; SHEN et al., 2014a,2014b;鄢瑜宏等,2015)。

中國東天山地區(qū)斷裂構(gòu)造尤為發(fā)育，有大草灘、康古爾、雅滿蘇和阿奇克庫都克4個斷裂帶(張連昌等, 2004;郭謙謙等, 2010;申萍等, 2012)，大草灘斷裂北部為泥盆系大南湖組火山巖和頭蘇泉組沉積巖，康古爾斷裂南部為石炭系干墩組和梧桐窩子組復理石建造(申萍等, 2012)，兩大斷裂的中間為石炭系企鵝山群的中基性火山熔巖和少部分碎屑巖 (YANG et al., 2007;申萍等,2012)。區(qū)內(nèi)侵入體以淺成閃長玢巖、斜長花崗斑巖為主(張連昌等, 2004; 潘鴻迪等, 2013)，斜長花崗斑巖體的年齡為333～334 Ma(陳富文等, 2005;劉德權(quán)等, 2003)?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)土屋-延東斑巖型銅鉬礦床、卡拉塔格VMS型銅多金屬礦床和維權(quán)以及雙慶矽卡巖型銅多金屬礦床等(HAN et al., 2006;郭謙謙等,2010)。

2 地質(zhì)地球化學特征

筆者綜述對象為境外哈薩克斯坦波謝庫爾、努爾卡斯甘、科翁臘德、阿克都卡，中國包古圖、土屋-延東6個斑巖銅礦床，從礦床地質(zhì)、成礦巖體、巖漿性質(zhì)、流體性質(zhì)、成礦元素來源5個方面進行對比分析。

2.1 成礦巖體

2.1.1 巖石學特征

哈薩克斯坦波謝庫爾銅礦床含礦巖石以云英閃長斑巖為主(SHEN et al., 2015)，由斜長石(40%～60%)、角閃石(15%～20%)、石英(5%～15%)和黑云母組成(5%～10%)，斑晶為斜長石和角閃石，基質(zhì)為細粒的斜長石、石英及少量黑云母等(李光明等,2008; 申萍等，2015;SHEN et al.,2015)；努爾卡斯甘銅礦床含礦巖石多為花崗閃長巖(SHEN et al., 2016)，由斜長石(65%～70%)、石英、鉀長石、黑云母等礦物(總量為30%～35%)組成(李光明等, 2008;申萍等，2015; SHEN et al.,2016)?？莆膛D德銅礦床含礦巖石為花崗閃長斑巖和花崗閃長巖(韓淑琴等,2015)，兩者均由斜長石(45%～60%)、角閃石(15%～25%)、少量石英和黑云母(總含量為15%～25%)組成，花崗閃長斑巖斑晶為斜長石、角閃石和石英，基質(zhì)為斜長石、少量石英和黑云母等(李光明等,2008;宋志齊等,2009;韓淑琴等,2015)。阿克都卡銅礦床含礦巖石為云英閃長斑巖，由斜長石(50%～60%)、角閃石(15%～20%)、石英、黑云母及其他暗色礦物(總量約為20%～25%)組成，斑晶為斜長石、角閃石，基質(zhì)為細粒斜長石、石英和角閃石等(李光明等,2008;宋志齊等, 2009;陳宣華等,2010;李勇等,2012)。

中國包古圖銅礦床含礦巖石多為閃長巖，此外還有少量閃長斑巖(宋會俠等,2007;潘鴻迪等，2014)，閃長巖由角閃石(15%～20%)、長石(40%～60%)以及少量的黑云母(5%～10%)和石英(5%～15%)組成，閃長斑巖成分和前者接近，斑晶為斜長石、角閃石，基質(zhì)為細粒的斜長石、角閃石和極少量的黑云母等(張志欣等, 2010;魏少妮等，2010;安芳等,2014)。土屋-延東銅礦床含礦巖石為斜長花崗斑巖(申萍等,2012;肖兵等,2015)，由斜長石(40%～50%)、鉀長石(25%～35%)、石英及其他暗色礦物(總含量為10%～25%)組成，斑晶為石英、斜長石，基質(zhì)為細粒斜長石、石英和少量黑云母等(侯廣順等,2005;申萍等,2012;肖兵等, 2015;王云峰等,2016)。

2.1.2 主微量元素地球化學

總結(jié)分析綜述各礦全巖的主、微量元素數(shù)據(jù)，結(jié)果如圖2、圖3所示(侯廣順等,2005;唐功建等, 2009;申萍等,2012,2015;王銀紅等,2014;潘鴻迪等,2014)。

主量元素數(shù)據(jù)顯示，中亞成礦域核心區(qū)斑巖礦床的成礦斑巖SiO2含量為57.29%～68.92%，Na2O和K2O含量分別為0.14%～5.46%和1.23%～4.41%，為花崗閃長巖和石英二長巖。相比之下，西準噶爾包古圖含礦斑巖偏中性，為閃長巖，但所有礦區(qū)含礦斑巖均屬于亞堿性系列(圖2a)；SiO2-K2O圖解指示含礦斑巖為鈣堿性和高鉀鈣堿性系列(圖2b)。

對微量元素分析發(fā)現(xiàn)，微量元素蛛網(wǎng)圖(圖3a)顯示富集大離子親石元素(Rb、Sr、Ba)，虧損高場強元素(Nb、Ta)；成礦斑巖ΣREE為53.2×10-6～129.9×10-6，具有右傾型稀土配分模式，(La/Yb)N為4.45～25.10，Ce異常不明顯(δCe=0.80～1.08)，有弱的正或負Eu異常(δEu=0.48～1.30)。

a.成礦巖體TAS圖解；b.成礦巖體SiO2-K2O圖解圖2 中亞成礦域核心區(qū)斑巖礦床成礦巖體主量元素特征圖Fig.2 Main elemental characteristics of ore-forming rock in porphyry deposits in core part of the central asian metallogenic domain

a.原始地幔標準化的微量元素蛛網(wǎng)圖；b.球粒隕石標準化的稀土配分模式圖圖3 中亞成礦域核心區(qū)斑巖銅礦成礦巖體微量和稀土元素地球化學特征(標準化值據(jù) SUN et al.,1989)Fig.3 The geochemical characteristics trace elements and rare earth elements of ore-forming rock in porphyry deposits in core part of the central Asian metallogenic domain

2.1.3 Sr-Nd同位素地球化學

礦床含礦巖石的Sr-Nd同位素比值跨度區(qū)間大，環(huán)巴爾喀什地區(qū)各礦床的Sr同位素初始值(87Sr/86Sr)i=0.702 6～0.704 8，εNd(t)=4.9～6.7(HEINHORST et al.,2000;劉剛等,2012; 陳宣華等, 2013;SHEN et al.,2015,2016)，科翁臘德銅礦床具相對較高的Sr同位素初始值(0.706 5和0.707 1)以及相對較低的εNd(t)值(-0.07和1.89,SHEN et al.,2016)。中國包古圖和土屋-延東銅礦床含礦巖石的Sr同位素初始值與環(huán)巴爾喀什地區(qū)大部分含礦斑巖相似(87Sr/86Sr)i=0.703 2～0.704 7，但εNd(t)值相對較高，為5.4～8.8(圖4)(HEINHORST et al.,2000;芮宗瑤, 2002, 2004;張連昌等,2006a; 魏少妮等，2010;劉剛等, 2012; 陳宣華等, 2013;肖兵等, 2015; SHEN et al., 2015,2016)。

2.1.4 巖漿性質(zhì)

域內(nèi)主要礦床含礦斑巖的巖漿結(jié)晶溫度接近，最低為(668±17)℃，最高為(836±12)℃(魏少妮等，2010; SHEN et al.,2015; CAO et al.,2017)。通過Al-角閃石壓力計(SCHMIDT, 1992)，結(jié)合前人研究得出的角閃石成分，計算獲得環(huán)巴爾喀什和東天山地區(qū)與斑巖銅礦成礦有關的巖漿壓力跨度范圍較大，介于0.8～3.2kbar，這是由于所測試角閃石包括斑晶相和基質(zhì)相，分別代表深部巖漿房和成礦斑巖淺成侵位時的狀態(tài)，最小壓力對應的成礦斑巖侵位深度為2km，與典型斑巖銅礦床含礦斑巖侵位深度范圍相符(0.5～<3km, SILLITOE, 2010)。對比發(fā)現(xiàn)西準噶爾包古圖銅礦床含礦巖石的侵位深度明顯較大，魏少妮等(2010)利用Al-角閃石壓力計求得閃長巖結(jié)晶壓力約2kbar，對應深度為6km，與SHEN et al.(2010)通過流體包裹體研究確定的侵位深度(5～10km)相符。

圖4 中亞成礦域核心區(qū)銅礦床含礦巖石Sr-Nd同位素圖解Fig.4 Sr-Nd isotope diagram of Ore-bearing porphyry in the core part of the Central Asian metallogenic domain

通過角閃石氧逸度計、鋯石的鈦—磁鐵礦氧逸度計以及花崗巖中榍石+磁鐵礦+石英礦物組合計算巖漿體系的氧逸度(O’NEILL et al.,1987; WONES,1989;ANDERSON et al.,1995; RIDOLFI et al.,2010)，計算得出環(huán)巴爾喀什地區(qū)斑巖型礦床巖漿氧逸度(logfO2)為-6.3～-10.1，為NNO+4.6～NNO+5.2；而西準噶爾包古圖和東天山土屋-延東斑巖型礦床氧逸度明顯較低(logfO2=-9.0～-17)，分別為NNO+2.8和NNO+0.9 (SHEN et al,.2015;魏少妮等，2010)。據(jù)RIDOLFI et al.(2010)提出的角閃石成分水含量計算方程求出環(huán)巴爾喀什地區(qū)成礦巖漿平均水含量為1.8%，而西準噶爾、東天山地區(qū)平均水含量為1.2%。

2.2 礦床地質(zhì)特征

中亞成礦域核心區(qū)斑巖銅礦具多期次、多階段礦化的特點，且斑巖型銅的礦化跟鉀化和絹英巖化以及青磐巖化關系密切，礦石中常見礦物組合為黃銅礦-黃鐵礦-輝鉬礦-磁鐵礦，區(qū)內(nèi)所述礦床成礦巖體、礦化分帶、礦物組合和與礦化有關的蝕變等礦床地質(zhì)特征見表1。

2.3 成礦地球化學

2.3.1 流體包裹體

綜述區(qū)域各礦床礦流體包裹體類型、成分、均一溫度、鹽度和壓力等見表2。由表2可見各礦床的包裹體類型比較相似，早期為以子晶礦物包裹體為主的多種類型包裹體，富含SO2，含有少量CO2，阿克都卡和土屋-延東銅礦床早期包裹體富含CO2，含有少量SO2，子晶礦物成分為石鹽和鉀鹽；中晚期多見氣液兩相富液相包裹體，富含H2O，含少量CO2(表2)，包古圖測試樣品中的流體包裹體富含CH4；測溫發(fā)現(xiàn)環(huán)巴爾喀什地區(qū)礦床包裹體的均一溫度為180～500℃，集中在320～430℃；而中國包古圖包裹體均一溫度為170～495℃，集中在230～350℃;土屋-延東包裹體均一溫度集中在140～200℃，明顯低于環(huán)巴爾喀什地區(qū)的斑巖銅礦。所綜述礦床成礦流體鹽度變化均在3%～16%NaCleq，包古圖礦區(qū)包裹體鹽度變化有2個峰值，分別為8%NaCleq和55%NaCleq，代表二期成礦作用。流體包裹體資料顯示，這些斑巖銅礦的成礦深度多在1km以下，阿克都卡、包古圖、土屋-延東可達3km。

2.3.2 硫同位素

環(huán)巴爾喀什地區(qū)各礦中黃銅礦的δ34S值為-7.8‰～4.7‰，均值為-2.9‰ (圖5，KOLESNIKOV,1991)，西準噶爾包古圖黃鐵礦、黃銅礦的δ34S值為-5.1‰～0.2‰，均值為-2.6‰(圖5，張志欣等,2010;宋會俠等,2007)，東天山土屋-延東黃銅礦的δ34S值為-0.9‰～1.3‰，均值為0.28‰(圖5，HAN et al.,2006;張連昌等,2004;李智明等,2006)。

圖5 中亞成礦域核心區(qū)主要斑巖銅礦硫化物硫同位素組成圖Fig.5 Sulfur isotopic composition of major porphyry copper deposits in the core area of Central Asian metallogenic domain

表1 中亞成礦域核心區(qū)主要斑巖銅礦礦床地質(zhì)特征匯總表Tab.1 Geological characteristics of the main porphyry copper deposits in the core area of the Central Asian metallogenicarea area

表2 中亞成礦域核心區(qū)主要斑巖銅礦流體包裹體分析結(jié)果匯總表Tab.2 Summary of analysis results of fluid inclusions in the main porphyry copper deposits in the core area of the Central Asian metallogenic area

2.3.3 氫-氧同位素

環(huán)巴爾喀什地區(qū)斑巖銅礦缺乏氫-氧同位素資料。包古圖石英樣品δDV-SMOW值為-107‰～-86‰，極差為21‰，平均為-93‰，δ18OV-SMOW值為11.3‰～16.2‰，極差為4.9‰，平均為13.0‰。根據(jù)石英中流體包裹體均一溫度計算獲得的成礦流體δ18OH2O值為4.4‰～9.3‰，極差為4.9‰，平均為6.1‰ (劉敏等,2009;張志欣等,2010)；土屋-延東礦石中石英的δDV-SMOW為-70‰～-66‰，極差為4‰，平均為-68.4‰；δ18OV-SMOW為9.4‰～12.3‰，極差為2.9‰，平均為10.9‰。據(jù)包裹體均一溫度值求得δ18OH2O的值為-5.1‰～-1.2‰(劉敏等,2009)。

3 討論

3.1 巖體特征

3.1.1 巖體地球化學

中亞成礦域核心區(qū)斑巖銅礦含礦巖石為中性、中酸性的閃長巖、石英閃長巖以及花崗閃長巖。對比典型埃達克巖的特征(SiO2≥56%、Al2O3≥15% 、MgO<3%、87Sr/86Sr<0.704，高Sr含量和低Y、重稀土元素和高場強元素含量，DEFANT et al.,1990)，并結(jié)合Sr/Y-Y圖解和(La/Yb)N/YbN圖解(圖6a、圖6b)(侯廣順等,2005;唐功建等,2009;申萍等,2012;潘鴻迪等，2014;王銀紅等,2014)，發(fā)現(xiàn)除努爾卡斯甘外的各礦床含礦斑巖均具埃達克巖的地球化學特征。參考最新研究認為，典型島弧巖漿巖并非最具成礦潛力的斑巖體，而埃達克巖或者埃達克質(zhì)巖石才與斑巖型礦床的成礦作用密切相關(張琪等,2002;張連昌等,2004；李萬倫,2010;翟會君等,2012)。同時，THIEBLEMONT et al.(1997)運用統(tǒng)計學方法分析了全球范圍內(nèi)的斑巖銅礦，同樣證實絕大多數(shù)斑巖銅礦的形成與埃達克巖有關。本次綜述區(qū)域的6個斑巖銅礦的形成亦與埃達克巖關系密切，申萍等(2015)發(fā)現(xiàn)這些礦床礦區(qū)內(nèi)的埃達克巖多發(fā)生蝕變及相應的銅礦化，同位素地球化學特征也表明埃達克質(zhì)巖漿提供了成礦元素和流體。

3.1.2 巖漿性質(zhì)

巖漿的氧化狀態(tài)是斑巖銅礦成礦的關鍵因素之一，前人研究發(fā)現(xiàn)中酸性巖體氧逸度值范圍在QFM+2區(qū)間時，有助于成礦元素向巖漿當中的運移(MUNGALL,2002;SHEN et al.,2015)，可大大提高斑巖礦床的成礦潛力。環(huán)巴爾喀什主要斑巖銅礦巖漿氧逸度范圍為-6.3～-10.1，均值為-8.1，ΔQFM=2.9～4.8。而中國包古圖和土屋-延東斑巖型礦床氧逸度明顯較低，為-9.0～-17，均值為-11.8，ΔQFM=0.3～1.8，據(jù)此推斷境外礦床高的巖漿氧逸度是造成境內(nèi)外礦床規(guī)模差異的可能因素之一。SHEN et al.(2015)通過研究中亞成礦域斑巖銅礦的巖漿氧逸度，提出在含礦巖漿的氧逸度高于NNO+2以及鋯石的Ce4+/ Ce3+值高于120的條件下可形成大型斑巖銅礦(>200萬t銅)。

圖6 中亞成礦域核心區(qū)主要斑巖銅礦含礦斑巖Sr/Y-Y圖解(a)和(La/Yb)N-Yb N圖解(b)Fig.6 The Sr/Y-Y picture (a) and (La/Yb)N-Yb N picture (b) of major porohyry copper deposit in the core area of Cetral Asian metallogenic area

3.1.3 巖漿來源

中亞成礦域核心區(qū)斑巖礦床含礦巖石的Sr-Nd同位素組成相似，在Sr-Nd同位素圖中，大多集中在大洋中脊玄武巖區(qū)域，據(jù)此推斷各礦床含礦斑巖均來自較為虧損的源區(qū)(圖4，SHEN et al.,2009)。再結(jié)合微量、稀土元素地球化學特征推斷含礦斑巖的巖漿源區(qū)為新生洋殼，科翁臘德礦區(qū)2個樣品具有較高Sr同位素初試值和較低εNd(t)值，說明含礦巖體形成有部分基底物質(zhì)的加入(HAN et al.,2006;王京彬等，2006; 陳宣華等,2013;SELTMANN et al.,2014)。

3.2 礦床地質(zhì)特征

通過對中亞成礦域核心區(qū)典型斑巖銅礦礦床地質(zhì)特征的對比分析，發(fā)現(xiàn)這些礦床在圍巖類型、含礦巖石、熱液蝕變、主要礦物組合以及與礦化相關的蝕變等方面十分相似(表1)。圍巖以中基性火山-沉積巖為主；含礦巖石為閃長玢巖、閃長巖、花崗閃長巖、花崗閃長斑巖以及石英二長巖，努爾卡斯成礦后期金的礦化存在于閃長玢巖和隱爆角礫巖中；熱液蝕變有鉀化、石英-絹云母化、石英-絹云母-綠泥石-方解石化、綠泥石-綠簾石化、高級泥化、硅化等，其中石英-絹云母化與銅礦化關系密切，努爾卡斯甘成礦前期銅的礦化與鉀化和青磐巖化有關，后期金的礦化與絹云母-綠泥石-方解石蝕變有關；礦石礦物組合主要為黃鐵礦-黃銅礦-輝鉬礦-斑銅礦。

3.3 成礦流體性質(zhì)

中亞成礦域核心區(qū)斑巖銅礦流體包裹體主要有氣液兩相、純氣相、純液相和含子礦物多相包裹體4種類型，氣液兩相包裹體以富液相為主，多相包裹體中子礦物多為石鹽和鉀鹽，科翁臘德多相包裹體中發(fā)育黃銅礦。波謝庫爾、努爾卡斯甘、科翁臘德和阿克都卡銅礦床成礦流體富SO2、少CO2，為氧化性的H2O-NaCl-CO2-SO2體系；而包古圖成礦流體富CH4，少CO2，為還原性的H2O-NaCl-CO2-CH4體系。

境內(nèi)外各斑巖銅礦床流體包裹體均一溫度范圍差別較大，環(huán)巴爾喀什地區(qū)斑巖礦床的礦化溫度集中在320～430℃，而中國西準噶爾包古圖(主成礦階段溫度230～350℃)和東天山土屋-延東(主成礦階段溫度140～200℃)的成礦溫度明顯低于前者；各斑巖銅礦成礦深度均在距當時地表1km以下，阿克都卡、包古圖以及土屋-延東礦區(qū)斑巖銅礦成礦深度可達3km；域內(nèi)主要斑巖銅礦成礦流體鹽度值比較接近，鹽度區(qū)間為0.2%～58.4%NaCleq，主要集中在2%～15%NaCleq，屬變化較大的中鹽度體系。由此可見，環(huán)巴爾喀什地區(qū)主要斑巖銅礦主成礦階段成礦流體溫度高是其與中國新疆包古圖、土屋-延東礦床成礦流體的主要差異之一，可能對成礦規(guī)模的差異有一定影響。

3.4 成礦物質(zhì)和成礦流體來源

成礦流體的氫-氧同位素資料顯示(圖7)(張志欣等,2010;楊富全等,2010;SHEN et al,.2010b;土屋-延東據(jù)芮宗瑤等,2002;劉敏等,2009;WANG et al., 2017)，土屋-延東礦區(qū)樣品表現(xiàn)出δ18O向大氣降水線漂移的特征，而H同位素則基本不變；δD-δ18O圖上樣點分布指示成礦流體兼具混合巖漿水和大氣降水的特征(TAYLOR, 1974; SHEPPARD, 1986)。包古圖樣品點位于巖漿水左下方，指示成礦流體來源于巖漿水(TAYLOR,1974;SHEPPARD,1986;OHMOTO,1986;張作衡等,2009)。

圖7 新疆包古圖及土屋-延東礦區(qū)δD -δ18O圖解Fig.7 The δD -δ18O picture of Baogutu and Tuwu-Yandong Porphyry copper deposits in Xinjiang province

從硫同位素直方圖中可以看出，環(huán)巴爾喀什地區(qū)主要斑巖銅礦的δ34S值分布較為分散(圖5)，但主要集中于-3‰～+2‰，接近隕石硫的范圍，指示硫化物的硫多為巖漿硫，不排除少部分來自地層的可能。中國包古圖和土屋-延東礦區(qū)δ34S值主要集中在-2‰～+2‰，具有與環(huán)巴爾喀什斑巖銅礦床相似的硫的來源。

4 結(jié)論

(1)哈薩克斯坦環(huán)巴爾喀什地區(qū)、中國西準噶爾、東天山地區(qū)斑巖型銅礦床含礦斑巖以云英閃長巖、閃長巖、花崗閃長巖以及花崗閃長斑巖為主，屬鈣堿性系列，多具埃達克巖特征；巖漿源區(qū)主要為新生洋殼，有部分基底物質(zhì)加入；環(huán)巴爾喀什地區(qū)主要斑巖銅礦成礦巖漿氧逸度明顯高于中國包古圖、土屋-延東地區(qū)的，指示巖漿氧逸度的不同可能是造成礦床規(guī)模巨大差異的重要因素之一。

(2)境內(nèi)外斑巖型銅礦床在礦床地質(zhì)特征方面相似，但成礦流體可分為2類，環(huán)巴爾喀什地區(qū)斑巖銅礦和中國土屋-延東斑巖型礦床為氧化性的H2O-NaCl-CO2-SO2體系，而西準噶爾包古圖為還原性的H2O-NaCl-CH4-CO2體系，成礦流體主要為巖漿水，硫化物中的硫主要為巖漿硫。

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