新疆阿舍勒塊狀硫化物銅鋅礦成礦模式探討

李和平 魏超城 陳澤粟

（新疆哈巴河阿舍勒銅業(yè)股份有限公司 哈巴河 836700）

阿舍勒銅鋅塊狀硫化物礦床位于阿舍勒島弧上，是阿爾泰山南緣貴重金屬和有色金屬成礦帶的重要組成部分。該區(qū)早古生代沉積了陸源碎屑巖和火山巖。加里東晚期和華力西早期發(fā)生準(zhǔn)噶爾洋板塊俯沖于阿舍勒島弧，伴有大面積巖漿活動(dòng)及其有關(guān)的成礦作用。

1 礦床地質(zhì)特征

1.1 主要控礦構(gòu)造及賦礦圍巖特征

礦區(qū)內(nèi)發(fā)育強(qiáng)烈的褶皺變形和斷裂，斷裂構(gòu)造按展布方向可分為南北向、北西向、北東向和東西向四組，與區(qū)域構(gòu)造線基本一致。成礦作用受火山機(jī)構(gòu)及阿舍勒馬蹄形火山鏈（由西邊6、4號(hào)古火山口及蝌蚪巖體、北部7號(hào)火山口及東部的5號(hào)火山口）形成的馬蹄形火山沉積盆地控制，由近南北向斷裂和軸向近南北向的次級(jí)向斜構(gòu)造直接控制礦體。

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為中泥盆統(tǒng)阿舍勒組、上泥盆統(tǒng)齊也組和下石炭統(tǒng)紅山咀組。賦礦地層主要為中泥盆統(tǒng)阿舍勒組一套英安質(zhì)—石英角斑巖質(zhì)火山巖及火山碎屑巖，局部夾生物碎屑灰?guī)r。

1.2 與礦化有關(guān)的巖體特征

阿舍勒礦區(qū)內(nèi)泥盆紀(jì)火山活動(dòng)可分為阿舍勒旋回和齊也組旋回。阿舍勒旋回構(gòu)成了礦區(qū)內(nèi)含礦化火山巖系，齊也組尚未見(jiàn)有重要礦化。

阿舍勒旋回巖石組合分為三個(gè)亞旋回：①主要為酸性火山碎屑巖組成，灰?guī)r和火山沉積巖夾層較多，顯示頻繁的間歇式噴發(fā)特點(diǎn)。②由兩個(gè)噴發(fā)韻律組成，每個(gè)噴發(fā)韻律都是酸性、中酸性火山碎屑巖夾基性熔巖開始到火山沉積巖結(jié)束。③由多個(gè)爆發(fā)—噴溢的基性火山巖韻律組成。在第一旋回的火山巖中產(chǎn)出Ⅲ、Ⅳ、樺樹溝、喀英德等外圍熱液型、矽卡巖型銅鋅礦床或鐵銅金（點(diǎn)）。在第二亞旋回第二韻律產(chǎn)生出阿舍勒Ⅰ號(hào)塊狀硫化物礦床和Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ號(hào)浸染狀、網(wǎng)脈狀銅鋅礦床。在第三亞旋回的玄武巖中沒(méi)有礦化作業(yè)。淺成花崗閃長(zhǎng)巖斑巖形成斑巖銅礦化。

1.3 礦床類型及圍巖蝕變

阿舍勒銅鋅礦分為海相火山-噴流沉積塊狀硫化物礦床和熱液通道相熱液浸染狀、網(wǎng)脈狀硫化物礦床。Ⅰ號(hào)主礦體與圍巖同步褶皺，礦體形態(tài)大致呈一向西倒轉(zhuǎn)的向斜，軸向近南北，向北傾伏。礦體主要產(chǎn)于倒轉(zhuǎn)向斜的東翼，在轉(zhuǎn)折端處礦層加厚。在剖面呈Y狀，倒轉(zhuǎn)向斜核部為玄武巖。Ⅱ號(hào)礦體位于Ⅰ號(hào)礦床倒轉(zhuǎn)翼的東南。Ⅳ、Ⅴ號(hào)礦體與玄武巖互層，位于Ⅰ號(hào)礦體正常翼的下盤，與之平行。Ⅶ號(hào)礦體位于Ⅰ號(hào)礦體上盤，與之平行。

通道熱液浸染狀、網(wǎng)脈狀硫化物銅鋅礦床，礦體規(guī)模較小，品位較低。主要有Ⅱ號(hào)礦體，外圍Ⅲ、Ⅳ、樺樹溝等礦化帶位于Ⅰ號(hào)礦床南部及東南，成帶狀分布；Ⅰ、Ⅶ號(hào)礦體在深部由塊狀銅鋅硫化物礦體逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橥ǖ罒嵋恒~鋅硫化物礦體。

噴氣-沉積塊狀硫化物型銅鋅礦，圍巖蝕變主要發(fā)育在塊狀硫化物礦層之下，依次主要發(fā)育有塊狀黃鐵礦化、條帶狀、浸染狀黃鐵礦化、極發(fā)育的條帶狀、網(wǎng)脈狀石英脈黃鐵礦脈、絹云母化、綠泥石化等。而上覆的玄武巖則黃鐵礦化很弱。與Ⅰ號(hào)礦體界線明顯，沒(méi)有黃銅礦化、閃鋅礦化。主要有綠泥石化、綠簾石化和碳酸鹽化等，是后期區(qū)域變質(zhì)的結(jié)果。塊狀硫化物礦層中的酸性、中酸性火山碎屑巖夾層由硅化、鈉長(zhǎng)石化、黃鐵礦化、重晶石化和碳酸鹽化等。蝕變帶南北長(zhǎng)達(dá)2450米，寬達(dá)100米，延深大于1500米。

噴氣-沉積期的礦石具紋狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、致密塊狀構(gòu)造、同生角礫狀構(gòu)造及浸染狀構(gòu)造等；通道熱液硫化物礦石具有脈狀、網(wǎng)脈狀、浸染狀、褶皺、定向、角礫狀構(gòu)造。噴氣-沉積期礦石結(jié)構(gòu)包括自行、半自行晶粒狀結(jié)構(gòu)、他行粒狀結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)。通道熱液硫化物礦石結(jié)構(gòu)包括碎裂結(jié)構(gòu)、變晶結(jié)構(gòu)、嵌晶結(jié)構(gòu)、反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)以及固溶體分離結(jié)構(gòu)。

含礦流體四周與細(xì)脈狀和網(wǎng)脈狀、浸染狀礦體相伴，中心以黃鐵礦化、黃銅礦化、少量閃鋅礦化與強(qiáng)硅化、絹云母化條帶呈脈狀、網(wǎng)脈狀，逐漸過(guò)渡為綠泥石化形成帶狀蝕變巖筒（成礦氣液上升通道），而Ⅰ、Ⅶ號(hào)礦體深部為脈狀、網(wǎng)脈狀的硅化、黃鐵礦化、黃銅礦化、閃鋅礦化強(qiáng)烈，絹云母化發(fā)育，向周邊逐漸過(guò)渡為綠泥石化。

樺樹溝熱液型銅礦深部發(fā)現(xiàn)斑巖型銅礦化，硅化、絹云母化、黃鐵礦化極發(fā)育、黃銅礦化發(fā)育，呈條帶狀，外圍綠泥石、綠簾石化發(fā)育，綠簾石呈3-8cm脈狀。

阿舍勒Ⅰ號(hào)礦化帶主礦體頂板阿舍勒組凝灰?guī)r（ASL11-38）中10顆鋯石U-Pb諧和年齡值為（387±4.2）Ma,與早中泥盆世地層年代相符[1]。

2 成礦模式

洋中脊是VMS塊狀硫化物銅鋅礦、超極性巖銅鎳硫化物礦等礦床主要成礦場(chǎng)所之一[2]。準(zhǔn)噶爾大洋中脊亦如此，這些礦床被板塊運(yùn)送至額爾齊斯俯沖帶，俯沖至上地幔，洋殼及銅、鋅及鉛礦床等沉積物都被熔化，并進(jìn)行較為徹底的分異，形成含礦豐富的中酸性巖漿（圖1）：銅、鋅、鉛、硫等金屬、非金屬?gòu)膸r漿中分離出來(lái)沿?cái)鄬油ǖ绹娏鞒龅乇?，成礦物質(zhì)進(jìn)入馬蹄形阿舍勒海底盆地時(shí)，由于溫度、壓力、pH值和氧逸度等物理化學(xué)條件改變時(shí)各種礦質(zhì)絡(luò)合物的溶解度各不相同，一般先是Fe、Cu，后是Pb、Zn(后者住住能遷移較遠(yuǎn))，在一定的空間位置發(fā)生卸載、富集、沉積成礦塊狀硫化物銅鋅礦床，噴流時(shí)間不同形成不同期次塊狀銅鋅硫化物礦床。最后期次的Ⅰ號(hào)礦床成礦作用之后，又發(fā)生基性玄武巖的噴溢，整合覆蓋于Ⅰ號(hào)礦體之上，噴流-沉積成礦作用結(jié)束；礦體下部的細(xì)脈（網(wǎng)脈）浸染狀礦體是含礦熱鹵水的通道,其往往與層狀礦體斜交。通道中成礦熱液隨著熱液溫度降低形成銅礦化、鋅礦化，經(jīng)多次疊加形成通道熱液礦床；銅、鋅、鉛等金屬?gòu)膸r漿中沒(méi)有分離隨著巖漿一起上涌，而且沒(méi)有噴出地表，分異、遷移、富集形成次火山巖型或斑巖型銅、鋅、鉛、金、銀礦床。例如阿舍勒銅礦北5千米的薩爾朔克銅金鋅礦床，深部發(fā)現(xiàn)斑巖銅礦。阿舍勒銅礦東南部的樺樹溝18線剖面上部的通道銅礦與深部的斑巖型銅礦體能很好地連為一體。阿舍勒銅礦5線鉆孔巖芯亦發(fā)現(xiàn)斑巖型銅礦化；如果該巖漿向上侵入灰?guī)r中，則可形成矽卡巖型銅鐵金多金屬礦，例如阿依托漢矽卡巖型銅鐵金礦點(diǎn)等系列礦床。因此，沉積塊狀銅鋅硫礦床與通道熱液型銅礦床、深部次火山巖型或斑巖型銅礦床及矽卡巖型銅鐵金礦是該成礦模式形成的系列礦床。當(dāng)然，也可能存在不同期次的斑巖型銅礦化。

圖1 阿舍勒成礦模式圖

據(jù)曾志剛[3]對(duì)阿舍勒銅鋅礦黃鐵礦中4件浸染狀和條帶狀黃鐵礦中流體包裹體研究，n(40Ar)/n(36Ar)比值被認(rèn)為來(lái)源于海水的大西洋中脊TAG熱液區(qū)硫化物n(40Ar)/n(36Ar) 比值287-359具有相似性。說(shuō)明阿舍勒銅鋅黃鐵礦的成礦物質(zhì)來(lái)源于準(zhǔn)噶爾大洋中脊TAG熱液區(qū)硫化物。

總之，阿舍勒銅礦成礦物質(zhì)源于大洋殼俯沖熔化、分異、上涌海底噴流沉積形成。

3 成礦靶區(qū)預(yù)測(cè)

（1）深部Ⅰ號(hào)礦體的上下盤（或Ⅰ號(hào)礦體東西兩側(cè)）及Ⅰ號(hào)礦體的北部馬蹄形阿舍勒盆地是尋找塊狀硫化物型銅鋅礦的主要靶區(qū)：在馬蹄形阿舍勒沉積盆地中，Ⅰ號(hào)礦體是最晚期的一次成礦，在Ⅰ號(hào)礦體成礦之前可能會(huì)有幾期成礦，因此，在深部Ⅰ號(hào)礦體的上下盤（或Ⅰ號(hào)礦體東西兩側(cè)）有可能找到早期噴流-沉積形成的塊狀硫化物型銅鋅礦體；Ⅰ號(hào)礦體位于馬蹄形盆地的南部，南北向斷層通過(guò)盆地，Ⅰ號(hào)礦北部盆地是阿舍勒組第二巖性段噴流-沉積塊狀硫化物型銅鋅礦有利形成部位；

（2）通道下部與次火山巖接觸的次火山巖中是尋找斑巖型（或次火山巖型）銅礦的主要靶區(qū)：阿舍勒組第三巖性段的玄武巖與Ⅰ號(hào)礦體接觸界線非常清晰，是一種冷接觸，接觸面玄武巖沒(méi)有礦化，接觸面的上盤是致密塊狀硫化物銅鋅礦體，品位高。這說(shuō)明：在玄武巖噴發(fā)之前，成礦流體通道突然被縫合，斷絕成礦物質(zhì)的供給，海水中已沒(méi)有任何成礦物質(zhì)，包括鐵、硫等礦物質(zhì)；大量的成礦物質(zhì)可能在通道附近的次火山巖中富集成礦，故而通道深部與次火山巖接觸的次火山巖中是尋找斑巖型或次火山巖型銅礦的主要靶區(qū)。也可能發(fā)育不同期次的斑巖型銅鋅礦床；

⑶齊也組下部阿舍勒組第二巖性段的盆地部位是尋找塊狀硫化物型銅鋅礦的靶區(qū)，阿舍勒銅礦、阿舍勒銅礦外圍、喀英德及阿依托漢勘探權(quán)分布著大面積的齊也組地層，齊也組下部覆蓋著阿舍勒組第二巖性段，該段地層的盆地部位是火山噴流沉積塊狀硫化物銅鋅礦化體的主要賦存層位。

總之，準(zhǔn)噶爾大洋洋中脊形成的銅、鋅等礦床被板塊運(yùn)移至俯沖帶深處熔化、分異、遷移，經(jīng)裂隙上涌噴流海底阿舍勒島弧中的阿舍勒馬蹄形盆地富集沉積形成塊狀銅鋅硫化物礦床、通道型熱液脈狀、網(wǎng)脈狀銅鋅礦床、矽卡巖銅鋅礦床、深部同期或不同期斑巖型銅礦床等系列礦床，預(yù)測(cè)阿舍勒銅礦深部及外圍Ⅲ、Ⅳ、樺樹溝銅礦化帶深部可能存在斑巖型（或次火山巖型）銅礦體，Ⅰ號(hào)礦體東西兩側(cè)、阿舍勒盆地Ⅰ號(hào)礦體北部可能存在塊狀硫化物銅、鋅礦體及齊也組下部阿舍勒組第二巖性段盆地可能存在塊狀硫化物銅、鋅礦體。