新疆鞏留縣庫(kù)茹爾銅金礦蝕變特征及礦床成因

郭建平

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局七〇三隊(duì) 伊寧 835000）

1 礦床地質(zhì)

庫(kù)茹爾銅金礦位于伊什基里克晚古生代裂谷系內(nèi)。礦區(qū)的主體地層為下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組，為一套中酸性火山巖建造，屬多韻律火山噴發(fā)產(chǎn)物。地層北西-南東向展布，總體南西傾，傾角在30°～60°。巖性以火山碎屑巖和中酸性火山熔巖為主：熔結(jié)凝灰?guī)r、安山巖、巖屑凝灰?guī)r、含角礫凝灰?guī)r安山巖。

斷裂走向以北西向?yàn)橹鳎睎|向次之。規(guī)模最大的F1斷裂，性質(zhì)為張扭性斷裂，波狀延伸，Ⅰ號(hào)銅金礦化蝕變帶嚴(yán)格受其控制，是區(qū)內(nèi)重要的控礦、容礦構(gòu)造。斷裂長(zhǎng)約1.2 千米，寬5～60 米，走向120°～180°，傾向210°～270°，傾角30°～70°。

侵入巖主要為酸性脈巖、中基性脈巖。巖性有石英鈉長(zhǎng)斑巖、閃長(zhǎng)玢巖、輝綠玢巖等。脈巖侵位于大哈拉軍山組地層中，受北西向斷裂控制，呈北西-南東向展布，傾向南西，個(gè)別脈巖呈北東-南西向分布，傾角60°左右。在脈巖中普遍具有較強(qiáng)的黃鐵絹英巖化。

區(qū)內(nèi)火山巖發(fā)育，主要為早石炭世海相火山噴發(fā)活動(dòng)，具有多期噴發(fā)特征，分別與同時(shí)代的巖石地層相伴隨，組成火山—沉積建造。火山巖的展布受北西向區(qū)域性大斷裂的夾持，伴隨著斷裂分布，反映火山活動(dòng)受古斷裂控制。火山巖相由爆發(fā)相—溢流相—爆發(fā)相過渡。

2 礦化蝕變特征

2.1 蝕變分帶特征

蝕變帶產(chǎn)于下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組的角礫凝灰?guī)r、巖屑凝灰?guī)r、安山巖中，按蝕變組合、蝕變強(qiáng)度劃分出3個(gè)蝕變帶：中心帶-銅金礦化蝕變帶；內(nèi)帶-黃鐵絹英巖化蝕變帶；外帶-綠泥石碳酸鹽化蝕變帶。

①中心帶-銅金礦化蝕變帶

為成礦期熱液活動(dòng)的中心地帶，受北西向和北東向斷裂控制，代表巖性有石英脈、絹英巖、碎裂巖、強(qiáng)絹英巖化角礫凝灰?guī)r等，巖石普遍破碎、扭曲變形，多見碳酸鹽脈及石英細(xì)脈呈脈狀、網(wǎng)脈狀充填于裂隙中，蝕變以絹云母化、硅化、碳酸鹽化為主，次有綠泥石化、黃鐵礦化、黃銅礦化，局部發(fā)育黑云母化、鈉長(zhǎng)石化等，銅金礦化與強(qiáng)絹云母化、硅化密切相關(guān)。

礦化蝕變帶包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號(hào)4條帶，其中Ⅰ、Ⅳ號(hào)礦化蝕變帶規(guī)模大、礦化最強(qiáng)，呈南北向-北西向帶狀延伸，長(zhǎng)約500～1200 米，寬5～70 米，西-南西傾，傾角45°～70°，Ⅰ號(hào)帶西段為區(qū)內(nèi)Ⅰ-1 主礦體產(chǎn)出部位。

②內(nèi)帶-黃鐵絹英巖化蝕變帶

主要分布于銅金礦化蝕變帶外側(cè)，北西-南東向分布，其北西側(cè)被第四系覆蓋，代表巖性黃綠色黃鐵絹英巖化角礫凝灰?guī)r。蝕變帶長(zhǎng)大于2500 米，寬200～600米，南西傾，傾角50°～60°。蝕變以彌散狀硅化、絹云母化、星點(diǎn)狀黃鐵礦化為主。

③外帶-綠泥石碳酸鹽化蝕變帶

位于黃鐵絹英巖化蝕變帶南西側(cè)，分布范圍廣，代表巖性為灰綠色巖屑凝灰?guī)r、灰綠色安山巖。主要蝕變?yōu)榫G泥石化、碳酸鹽化、弱絹云母化。

2.2 礦床蝕變類型及分布特征

礦床主要蝕變類型有硅化、絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化和黃鐵礦化。

硅化呈細(xì)粒-隱晶集合體或細(xì)網(wǎng)脈狀分布，常與絹云母相伴，交代火山灰、火山角礫，脈狀石英是銅金礦化的主要載體，次生石英含量一般為15～30%，局部含量可達(dá)65%。絹云母化是重要的蝕變類型，主要發(fā)育在石英脈兩側(cè)和圍巖角礫中，交代火山灰、斜長(zhǎng)石晶屑，呈鱗片狀-隱晶集合體分布。碳酸鹽化為方解石交代火山角礫、晶屑，呈團(tuán)塊狀-脈狀分布。綠泥石化主要發(fā)育在石英脈邊部，呈浸染狀分布在圍巖中或充填在梳狀石英脈中心。黃鐵礦化由兩期組成，早期黃鐵礦多為五角十二面體，星點(diǎn)狀分布于火山碎屑間隙中，晚期黃鐵礦多與黃銅礦伴生，呈細(xì)脈-團(tuán)塊狀分布于石英脈中，或呈細(xì)粒浸染狀于蝕變礦物間。

礦床蝕變具有多期次疊加的特點(diǎn)，穿插現(xiàn)象復(fù)雜。根據(jù)脈體穿插關(guān)系、礦石組構(gòu)和礦物組合及其生成順序，可將流體成礦階段劃分為3 個(gè)階段：①早階段以發(fā)育石英-黃鐵礦-黃銅礦為特征；②中階段為石英-黃銅礦階段，黃鐵礦消失；③石英-碳酸鹽-黃銅礦階段。

3 礦床成因探討

3.1 成礦流體

庫(kù)茹爾銅礦熱液脈體中發(fā)育的各類包裹體能夠較好地反映各成礦階段的流體性質(zhì)，為確定流體來源、反演成礦流體演化過程提供證據(jù)。

流體包裹體均一溫度從早階段到晚階段逐漸降低，早階段主要集中在190～310℃之間，個(gè)別可達(dá)420℃，中階段集中在130～190℃之間，晚階段集中在110～130℃之間。鹽度和均一溫度呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，表明初始成礦流體經(jīng)歷了低溫、低鹽度大氣降水的稀釋作用。氫氧同位素特征顯示成礦流體主要為經(jīng)水巖交換反應(yīng)后氧同位素漂移的大氣降水，對(duì)比流體包裹體特征可發(fā)現(xiàn)巖漿流體的成礦信息被大規(guī)模的大氣降水熱液對(duì)流循環(huán)、稀釋作用抹除。

這一系列特征表明初始成礦流體具有高溫、高鹽度、富CO2的特征，隨著成礦作用進(jìn)行，流體溫度、鹽度和CO2含量逐漸降低，至晚階段演化為貧CO2的低溫、低鹽度流體，成礦流體由巖漿熱液演化為大氣降水熱液。

3.2 成礦物質(zhì)來源

庫(kù)茹爾礦區(qū)主要發(fā)育硅化、絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化和黃鐵礦化等蝕變類型，黃銅礦不與硫酸鹽共生，流體包裹體均一溫度較低，反映成礦流體主要為低溫、近中性的流體，此時(shí)硫主要以HS-和S2-的形式存在，所沉淀硫化物δ34S與整個(gè)流體接近。庫(kù)茹爾礦區(qū)8 件黃銅礦樣品δ34S 平均值為-3.4‰，總體接近原始地幔δ34S（0±3‰），暗示硫來源為賦礦圍巖大哈拉軍山組火山巖地層。

3.3 成礦機(jī)制

結(jié)合庫(kù)茹爾銅礦流體包裹體研究和礦相學(xué)研究，沸騰作用是礦區(qū)最重要的成礦機(jī)制。賦礦石英脈中存在沸騰包裹體群，不同類型包裹體共存，均一方式多樣，均一溫度相近，鹽度差距懸殊，尤其是C 類包裹體的存在，證明成礦流體發(fā)生過沸騰作用，CO2相因不混溶發(fā)生相分離，硫化物因過飽和發(fā)生沉淀。此外，礦石角礫狀構(gòu)造和隱晶質(zhì)石英的條帶狀構(gòu)造也是流體沸騰作用的間接證據(jù)，粗粒石英與隱晶質(zhì)石英交替形成條帶狀構(gòu)造說明流體沸騰作用為脈動(dòng)式，隨著脈動(dòng)式沸騰作用，流體卸載大量成礦物質(zhì)。

大氣降水熱液的混合、稀釋作用和成礦流體與圍巖的水巖反應(yīng)也是不可忽視的成礦因素。根據(jù)流體包裹體特征和氫氧同位素特征可以證明流體混合作用的存在，混合作用可以稀釋、冷卻初始成礦流體并伴隨流體氧逸度和pH的升高，從而造成硫化物的少量沉淀。庫(kù)茹爾銅礦早期含礦石英脈邊部蝕變類型以絹云母化為主，晚期共生礦物組合為黃銅礦-綠泥石-碳酸鹽，隨著水巖反應(yīng)的進(jìn)行，流體pH從弱酸性向近中性轉(zhuǎn)變并伴隨著硫化物沉淀。

綜上所述，庫(kù)茹爾銅礦屬于淺成低溫?zé)嵋盒偷V床。