新疆阿舍勒火山巖型塊狀硫化物銅礦硫、鉛同位素地球化學(xué)研究

溫超權(quán)

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)大隊，新疆 阿勒泰 836500）

阿舍勒銅礦作為一種大型海相火山巖型塊狀硫化物的多金屬礦床，成礦背景在蘇聯(lián)地區(qū)礦區(qū)阿爾泰成礦帶的東延部分，具有良好的成礦條件，但經(jīng)過了幾十年，依然缺乏工程控制，研究力度不足。我國在礦區(qū)研究當(dāng)中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了諸多礦化帶，在樺樹溝等地也有了新發(fā)現(xiàn)。通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，銅礦產(chǎn)自于泥盆紀(jì)海相火山巖地層當(dāng)中，其中圍巖是通過雙峰式細(xì)碧巖一石英角斑巖、適應(yīng)攪拌質(zhì)凝灰?guī)r共同組成，占據(jù)大部分含量，也正因為成礦地帶的特殊環(huán)境，才形成了陸緣裂陷拉張盆地。針對成礦的原因眾說紛紜，有些學(xué)者認(rèn)為是礦石填充，有些學(xué)者認(rèn)為熱液礦床，還有些學(xué)者認(rèn)為是海底火山噴氣?；诖?，本文就對此類問題進(jìn)行論證[1，2]。

圖1 阿舍勒礦區(qū)地質(zhì)略圖

1 新疆阿舍勒礦區(qū)簡單概述

通過對阿舍勒礦區(qū)進(jìn)行分析可知，其中最具代表性的就是Ⅰ號礦化帶中的Ⅰ號礦床以及Ⅱ號礦床（見圖1和圖2），Ⅰ礦床主要產(chǎn)于細(xì)碧巖與石英角斑質(zhì)凝灰?guī)r之間,其主要的礦物質(zhì)元素是Cu一Zn，礦石產(chǎn)物包括閃鋅礦、黃鐵礦、黃銅礦等，這些礦石呈現(xiàn)為塊狀或?qū)蛹y狀，脈石礦物較少，重晶石也很少見；Ⅱ礦床產(chǎn)自于石英角斑質(zhì)凝灰?guī)r中,底板有一層較薄的細(xì)碧巖,化學(xué)元素較多，主要包括Ba一Zn一Pb一Cu一Ag一Au等，包括方鉛礦、重晶石、閃鋅礦等，具有條狀礦石，包括絹云母、石英等。但是在過去Ⅰ號與Ⅱ號礦床被認(rèn)定為同礦體的分開兩個部分。但實則不然，二者有著明顯的區(qū)別。

圖2 阿舍勒礦區(qū)5線剖面圖

2 硫同位素地球化學(xué)

通過對阿舍勒銅礦硫和圍巖硫同位素構(gòu)成趨勢來看，其整體上是呈現(xiàn)曲線塔式分布特點，通過對比分析可以發(fā)現(xiàn)Ⅰ礦床和Ⅱ礦床之間有著很大的差別，Ⅰ礦床和英角斑質(zhì)凝灰?guī)r十分接近，但是和黃天礦相差較大，這就表示銅礦硫和酸性火山巖硫來源大致相同。通過圖1和圖2可以看到礦床當(dāng)中帶有一層的凝灰?guī)r，并在火山噴氣作用下產(chǎn)生了鐵碧玉等噴氣巖。

而火山噴氣會快速產(chǎn)生大量的硫，具有關(guān)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，火山噴發(fā)的SO2一天可以達(dá)到5000t以上，這也有利于硫堆的形成。而Ⅱ礦床硫化物數(shù)值變化較大，相比Ⅰ礦床要高出5倍，這就表示出了火山外還有其他因素導(dǎo)致硫的出現(xiàn)和堆積，很有可能是火山和海水共同提供硫元素。

通過調(diào)查分析可知，如果S值從高到低依次為黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦時，則可以達(dá)到平衡共生，但是阿舍勒通常表現(xiàn)為不平衡情況。導(dǎo)致這一問題可能是兩方面原因，第一個是火山噴氣因為巖漿熱量所致的，導(dǎo)致硫化沉淀出現(xiàn)了非平衡；第二個是隨著英安斑巖的持續(xù)侵入，加熱變質(zhì)的作用導(dǎo)致硫化物出現(xiàn)了脫硫情況，活性增加會加速丟失，造成礦體上部的S值偏高。主要的因素是和英安斑巖熱變有著直接關(guān)系。

3 鉛同位素地球化學(xué)

通過調(diào)查鉛同位素相關(guān)資料和文獻(xiàn)可以證明阿舍勒Ⅰ礦床和Ⅱ礦床具備不同礦物質(zhì)來源。對表面結(jié)構(gòu)圖可以發(fā)現(xiàn)Ⅰ礦床和Ⅱ礦床的樣品都在不同區(qū)域中呈現(xiàn)，Ⅰ礦床和火山巖很相近，Ⅱ礦床和酸性火山巖分布形態(tài)、范圍更加接近。Ⅰ礦床的主要物質(zhì)是銅，而細(xì)碧巖恰恰具備低銅含量的特性，表示在礦床中的銅已經(jīng)從細(xì)碧巖轉(zhuǎn)入到了礦體當(dāng)中，Ⅱ礦床在酸性的火山巖當(dāng)中，酸性條件下會呈現(xiàn)出更多的鉛，但是會減少銅的含量，所以Ⅱ礦床整體上成纖維鉛多銅少的態(tài)勢，與Ⅰ礦床銅多鉛少有著明顯特征。

通過鉛同位素資料還能夠挖掘成礦時代與環(huán)境，通過分析可知，阿舍勒礦區(qū)中的大部分巖石、礦石樣品的階段年齡都在320Ma～410Ma之間，和Rb一Sr、Sm一Nd等時線和古生物資料所反映的泥盆世相吻合。但也有特殊點，也就是酸性火山巖的年齡更大。從礦床實際表現(xiàn)來看，基性、酸性火山巖二者整體在呈現(xiàn)雙峰形態(tài)，在鉆孔當(dāng)中隨處可見兩種火山巖，所以時代年齡表現(xiàn)應(yīng)該一致。之所以Ⅰ礦床和Ⅱ礦床的鉛表現(xiàn)如此大的差異，可能是由于二者源有著不同反應(yīng)，源區(qū)鉛位素構(gòu)成變化相對較大，而這種不均性會造成地幔柱貫穿不同深度地殼、地幔當(dāng)中，從而造成此類情況，也就是酸性鹽是殼源、基性巖是幔源，兩種巖漿房或源區(qū)被同構(gòu)造的體系貫穿，再加上不同起源深度巖漿融合再噴發(fā)，從而形成導(dǎo)致基性巖和酸性巖中出現(xiàn)了不同的微量元素。

4 結(jié)語

總而言之，通過調(diào)查結(jié)果表明，Ⅰ礦床金屬元素與細(xì)碧巖同源、Ⅱ礦床則來自火山噴氣或酸性火山巖。硫源分析中，Ⅰ礦床主要是火山噴氣，Ⅱ是火山和海水共同作用。但也不能認(rèn)為兩個礦床是因為褶皺而分開出兩個部分，更多是表現(xiàn)兩種礦化結(jié)果。Ⅰ礦床更多是深層的大礦，Ⅱ礦床更多是小層的淺礦。金屬元素主要是來自圍巖，通過水巖反應(yīng)得出，硫更多是通過火山噴氣給予，氣體進(jìn)入到鹵水池從而形成沉淀，最后成礦。建議在采礦當(dāng)中需要找到基性巖、酸性鹽中的Cu一Zn富礦體、石英角斑質(zhì)凝灰?guī)r之中的多金屬重晶石礦體、細(xì)碧巖之中的銅礦化。