新疆阿舍勒塊狀硫化物礦床預測準則與外圍找礦預測

牛磊，徐興旺，洪濤，秦紀華，吳曉貴，肖輝，陳澤粟，劉濤，張美根，李杭，王學海

摘? 要：阿舍勒塊狀硫化物礦床是中國阿爾泰成礦帶重要的VMS礦床之一，位于阿爾泰西南緣的阿舍勒火山沉積盆地中。礦床受倒轉緊閉向斜控制，邊部發(fā)育噴流沉積巖。礦床上部層狀塊狀銅鋅礦體產出于玄武巖與英安質（火山）碎屑巖之間，與下部網脈狀通道相礦化（體）構成典型的雙層結構。在總結前人工作的基礎上，依據構建的構造控礦模型與礦床結構模型，結合地層、構造、含礦巖石、礦化、蝕變、重力、電法等找礦標志，歸納了在礦區(qū)尋找①位于阿舍勒組第四巖性段頂部的向斜構造區(qū);②出露大量噴流巖的地區(qū); ③尋找具強銅鋅元素異常和低阻、高重力組合異常特征的地區(qū)等找礦預測準則。預測了主礦體的北側向斜核部、西側齊也組下部、北側齊也組下部和南部向斜核部4個找礦靶區(qū)，以期為礦床下一步找礦勘查提供依據。

關鍵詞：阿舍勒;塊狀硫化物礦床;地質特征;找礦標志;靶區(qū)預測

阿舍勒礦床是新疆規(guī)模最大、品位最高的大型火山成因塊狀硫化物（VMS）銅鋅礦床。自1984年發(fā)現(xiàn)以來，前人一致認為該礦床為VMS型礦床，具有雙層結構，硫同位素以巖漿硫為主，成礦時代約為387 Ma [1-7]，并對礦床深部與外圍開展了大量的找礦研究[8-10]。近年來，阿舍勒銅鋅礦床深部找礦勘探有所突破[9-11]，但礦區(qū)外圍找礦進展不大。針對這一問題，本文在野外調查的基礎上，結合前人研究成果，對找礦預測準則進行歸納總結，提出了4個重點找礦靶區(qū)，以期為外圍找礦提供依據。

1? 區(qū)域地質背景

阿舍勒礦床所在的阿舍勒火山-沉積盆地位于阿爾泰造山帶西南緣，是哈薩克斯坦礦區(qū)阿爾泰構造成礦帶的東南延伸部分[3]。盆地出露的地層主要有下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組海相酸性火山巖、火山碎屑巖和陸源碎屑巖，普遍經歷了低角閃巖相-高綠片巖相變質作用;中—下泥盆統(tǒng)托克薩雷組濱-淺海相沉積巖夾碳酸鹽巖;中—下泥盆統(tǒng)阿舍勒組中酸性-基性海相火山-火山碎屑沉積巖夾碳酸鹽巖;中泥盆統(tǒng)阿勒泰組海相復理石碎屑沉積巖;上泥盆統(tǒng)齊也組淺海-半深海相中酸性-基性火山-火山碎屑沉積巖;下石炭統(tǒng)紅山嘴組濱-淺海相火山-碎屑沉積巖夾碳酸鹽巖，還發(fā)育有新生代的沉積物[1，3，6]。盆地內斷裂構造以NW向、近NS向為主，較大的斷裂有瑪爾卡庫里斷裂和別斯薩拉斷裂[3]。巖漿活動頻繁，侵入巖、次火山巖和火山巖均有發(fā)育[3，7]。盆地上分布著阿舍勒銅鋅礦、薩爾朔克多金屬礦、喀英德銅礦、樺樹溝銅礦等諸多礦床[7]。

2? 礦區(qū)地質特征

2.1 地層

阿舍勒礦區(qū)主要出露阿舍勒組和齊也組（圖1）。其中阿舍勒組是阿舍勒礦床的主要賦礦層位，主要分布在盆地的西部和中南部。阿舍勒組為一套雙峰式海相火山-火山碎屑沉積巖建造，局部夾有灰?guī)r、重晶石巖、硅質巖等，可分為5個巖性段，從下往上依次為：硅質凝灰?guī)r層（Das-A）、英安質層（Das-B）、流紋質層（Das-C）、礦層（Das-D）、及玄武巖層（Das-E）（圖2）[7]。齊也組呈噴發(fā)不整合覆于阿舍勒組之上，分為3個巖性段：第一巖性段為火山角礫巖、集塊巖、含角礫凝灰?guī)r、熔結凝灰?guī)r、晶屑凝灰?guī)r、凝灰質砂巖、凝灰質粉砂巖，少量英安巖、流紋巖及角礫熔巖;第二巖性段主要為火山角礫巖、砂巖、粉砂巖、安山巖及（沉）凝灰?guī)r，晚期發(fā)育潛火山巖[6];第三巖性段主要為角礫熔巖、火山角礫巖、砂巖、安山巖、枕狀玄武巖及（沉）凝灰?guī)r。

2.2? 巖漿巖

礦區(qū)發(fā)育多種侵入巖，包括閃長巖、石英閃長巖、閃長玢巖、安山玢巖、次玄武安山巖、次英安斑巖、次流紋斑巖和少量輝綠巖及輝長巖脈。

2.3? 構造

礦區(qū)斷裂構造發(fā)育，主要呈近NS向，與區(qū)域構造線方向一致[4-5]。礦區(qū)中阿舍勒組與齊也組褶皺構造存在明顯差異。阿舍勒組常發(fā)育緊閉的線型褶皺構造，局部發(fā)生倒轉，為2個向斜和2個背斜構造，即礦床東部的II號礦帶和礦床西部流紋斑巖附近的背斜構造，及礦區(qū)西部的蝌蚪巖體和礦床主礦體附近的向斜構造（圖1）。齊也組發(fā)育較寬緩的線型褶皺構造，褶皺強度明顯減弱，為一背兩向的復式背斜構造，即礦區(qū)NE方向和NW方向的向斜構造，和礦區(qū)北部的寬緩背斜（圖1）。這說明礦區(qū)在泥盆紀時期經歷了至少兩次近EW向擠壓應力作用，且阿舍勒組褶皺在后期擠壓應力作用下得到加強[12]。

3? 礦床地質特征

阿舍勒礦區(qū)共圈定各類礦化蝕變帶14條。其中，Ⅰ號礦化蝕變帶圈定4條礦體，主礦體（Ⅰ號礦體）為隱伏礦體，銅儲量占礦床總儲量的98%[4，7]。主礦體位于阿舍勒組第四巖性段頂部，由厚薄不等的硫化物礦層組成，呈似層狀或透鏡體狀與地層整合產出并同步褶曲[7，13，14]。網脈狀-浸染狀礦化位于阿舍勒組第四巖性段下部及第三段中，通常穿切地層產出。主礦體呈NS向展布，走向長1 200 m，NNE向側伏，側伏角45°～65°，樞紐傾伏長1 520 m，厚5～20 m，銅品位達2.46%[13]。

阿舍勒礦床總體表現(xiàn)為上部呈層（紋）狀、透鏡狀及塊狀礦體，下部為脈狀、網脈狀及浸染狀礦體，構成典型的“雙層結構”（圖2）[6-7，13，15]。礦石類型具明顯的分帶現(xiàn)象，沿礦體厚度方向上部礦體自下而上依次為黃鐵礦礦石、含銅黃鐵礦礦石、銅鋅黃鐵礦礦石、多金屬礦石、多金屬重晶石礦石[2，7，15]。與此對應的礦石礦物共生組合分帶為：黃鐵礦、黃鐵礦-黃銅礦、黃鐵礦-黃銅礦-閃鋅礦、黃鐵礦-黃銅礦-閃鋅礦-黝銅礦-方鉛礦、黃鐵礦-閃鋅礦-方鉛礦-黝銅礦-（黃銅礦）-重晶石[2，15]。礦石構造主要為致密塊狀、條帶狀、層紋狀、浸染狀、網脈狀等。礦石結構為自形-半自形晶粒結構、他形晶粒結構、反應邊結構、固溶體分離結構、變晶結構等[6]。礦體邊部或頂部（少量）常出現(xiàn)噴流沉積巖，其中，重晶石主要分布在礦體邊部，鐵碧玉主要分布在更邊部，屬遠程相的產物。浸染狀礦體內的礦石分帶不明顯，整體上含銅黃鐵礦礦石位于通道相的中心，局部從中心向外有變?yōu)辄S鐵礦礦石的趨勢[15]。圍巖蝕變主要有硅化、絹云母化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、青磐巖化等[6]。

4? 找礦預測準則

陳毓川等、馮京和徐仕琪簡述了地層、構造、含礦巖石、礦化、蝕變、重力、電法及巖石化探等預測標志[1，16]。在此基礎上，本文進一步歸納與完善找礦預測準則，主要有以下3個方面：

4.1? 地層層序及褶皺構造

VMS礦床通常與同時代的火山巖及火山碎屑巖關系密切，礦床位于不同火山旋回的海相火山巖系中[17]，該類礦床一般品位高，規(guī)模大，且分布廣泛，成群成帶出現(xiàn)。礦床具層控及時控特征，礦體往往呈層狀、似層狀或透鏡狀產于地層中，且一般隨地層褶皺而褶皺[18] 。綜上說明，VMS礦床的礦床構造、礦體結構在垂向的變化對礦床的成因研究及礦床勘探具重要意義。此外，同時代地層的研究對尋找成群成帶分布的多層層控的VMS型礦床至關重要。Niu et al. 基于詳細的野外觀察與剖面測量[7]，重新厘定了阿舍勒礦區(qū)的地層層序，進一步確定了阿舍勒礦區(qū)的褶皺構造，建立了新的礦區(qū)構造格架，為本次找礦預測提供了可靠的依據，主要體現(xiàn)在以下2個方面：①地層層序方面。阿舍勒組第四巖性段的英安質火山作用與構成阿舍勒VMS礦床主礦體的層狀、塊狀銅鋅礦化關系密切，而阿舍勒組第三巖性段主要發(fā)育網脈狀通道相的礦化（圖2）[7]。阿舍勒組第五巖性段玄武巖的發(fā)育可能標志著成礦事件的結束且作為蓋層為礦體提供了良好的保存空間，這是由于上覆相對不透水的玄武巖層阻止了成礦流體向上運移，有助于下盤含礦巖石中硫化物的保存[7];②褶皺構造方面。阿舍勒組主要發(fā)育兩背兩向構造（圖1）。就同一層位的礦體而言，向斜構造通常是保存礦體的有力位置，而在背斜構造中礦體往往遭受剝蝕。因此，在被玄武巖層覆蓋的阿舍勒組第四巖性段頂部的向斜構造區(qū)，尋找與阿舍勒礦床同期、高品位、大規(guī)模的VMS礦床潛力更大。

4.2? 礦床模型

噴流沉積巖（鐵碧玉等）的出露通常被認為是VMS礦床的標志之一。噴流沉積巖一般產出于塊狀硫化物礦床上盤地層中，主要分布在礦床的頂部或環(huán)繞在礦床邊部附近。距離VMS礦床數百米或更遠的位置也可能出現(xiàn)噴流沉積巖，但通常很難確定它們與硫化物層的成因關系，噴氣巖很少出現(xiàn)在硫化物礦床的下盤地層中。阿舍勒礦床結構模型研究表明，噴流巖主要出露于礦體邊部，頂部僅見到少數幾處噴流巖出露，且規(guī)模小、厚度薄。因此，在阿舍勒地區(qū)尋找出露大量噴流巖的地區(qū)可作為找礦準則之一。

4.3? 重力及電法

礦區(qū)內包含18個重力異常區(qū)，總體上強度由西向東逐漸降低，呈近NS向展布，局部走向為NW向，與礦區(qū)構造線方向基本一致（圖3）。其中，礦區(qū)西部邊緣顯示的高重力與低重力相間的線型分布特征，可能與瑪爾卡庫里斷裂有關，而礦區(qū)東部重力異常及磁異?？赡苁怯奢x長巖等基性侵入體引起。中部的GF1重力異常主要由塊狀硫化礦體和玄武巖引起。GF2與GFl處于同一個重力高值帶中，二者異常特征相似。

礦體與重力異常區(qū)能夠很好的吻合，表明高精度重力勘探效果明顯，可作為找礦標志之一。此外，剩余重力異常與埋藏深度有關，埋深較小的礦體剩余重力異常較高、且規(guī)模較大，Δg剩，max>500×10-8? m/s2。當礦體向北西傾伏后，隨礦體埋深加大，剩余重力異常變弱、規(guī)模減小，Δg剩，max為200×10-8～500×10-8? m/s21。隨著地質找礦工作的不斷深入，發(fā)現(xiàn)地表礦的可能性極小，大概率是尋找隱伏礦床。雖然重力異常對找礦有效，但礦床并非直接產于重力異常最高的部位，而是產于重力梯度帶部位，所以不能完全依照重力異常的強弱來識別礦床，需適當拓展至高重力異常周邊區(qū)域。無論如何，高重力正異常是重要的找礦標志之一。

前人總結的地球物理找礦標志包括：①激電。存在激電異常（極化率ηs>8×10-2）;②瞬變電磁（TEM），出現(xiàn)低阻異常（不超過200 Ω·m）;③自電。物探測井出現(xiàn)負電異常（△V<-160 mV），則可能為塊狀礦體（石）引起;④EH4雙源大地電磁測深，出現(xiàn)低阻異常（不超過200 Ω·m，200～350 Ω·m主要對應浸染狀礦化）[9，16，19]。此外，可控源音頻大地電磁法（CSAMT）由于具較強的人工信號源、抗干擾能力強、勘探深度大、垂向分辨能力好、受地形影響小等特點，被廣泛應用于多個領域[9]。阿舍勒礦區(qū)部分CSAMT低電阻率異常特征明顯，可能是金屬硫化物礦化引起的低阻異常。田建磊等對礦區(qū)21線進行了CSAMT法測量[9]，并對低阻異常進行了鉆孔驗證，最終發(fā)現(xiàn)了2個分別厚22 m和44 m的銅礦體。因此，使用CSAMT尋找低電阻率異常進行找礦勘查可能具有一定的效果。

5? 礦區(qū)外圍找礦靶區(qū)預測

科學的找礦預測需以基礎地質特征為基礎，同時結合地物、地化信息進行綜合分析。依據地層層序、褶皺構造、礦床模型及重力異常特征，結合電阻率異常及化探異常，提出了4個重點找礦靶區(qū)（圖4），現(xiàn)簡述如下：①基于地層層序及褶皺構造準則，我們認為阿舍勒礦床已知主礦體北側（靶區(qū)A）可能為潛力較大的找礦靶區(qū)（表1）。首先，靶區(qū)A處于向斜核部，出露地層為阿舍勒組第四巖性段，與阿舍勒礦體層位一致，且地表發(fā)育黃鐵礦化蝕變（現(xiàn)已氧化為褐鐵礦）。此外，該靶區(qū)具良好的化探異常[20]，是潛在找礦靶區(qū)之一。②基于地層層序及褶皺構造準則與礦床模型準則，我們認為阿舍勒礦床已知主礦體西側（靶區(qū)B）具有一定找礦潛力（表1）。首先，靶區(qū)B處于西側向斜的核部，被齊也組覆蓋。據地層相互關系可知，齊也組下方可能保存有阿舍勒組玄武巖層與礦層（圖2）。此外，該靶區(qū)附近分布有大量的位于VMS礦床側向的重晶石與鐵碧玉，且該處石英脈與強蝕變次生石英巖也較為常見，可作為潛在靶區(qū)之一。③基于地層層序及褶皺構造準則與重力異常準則，我們認為阿舍勒礦床已知主礦體北側3 km處（靶區(qū)C）具有一定找礦潛力（表1）。首先，盡管靶區(qū)C處于齊也組背斜核部附近，但齊也組寬緩的背斜為阿舍勒組經歷不整合事件后構造作用的產物，實際上該靶區(qū)仍處于阿舍勒組向斜構造中。其次，盡管現(xiàn)今被齊也組覆蓋，但據地層相互關系推測蓋層下方可能保存有阿舍勒組第四巖性段含礦層位。此外，該靶區(qū)還具良好的重力異常（GF4異常）和CSAMT異常（圖3）。CSAMT顯示該重力異常區(qū)深部發(fā)育具一定規(guī)模的低阻異常，值得進一步開展地球物理查證與鉆探驗證。④基于地層層序及褶皺構造準則與重力異常準則，我們認為阿舍勒礦床已知主礦體正南2 km處（靶區(qū)D）具有一定的找礦潛力（表1）。首先，靶區(qū)D同樣處于向斜核部，盡管現(xiàn)被第四系覆蓋，但據地層走向及產狀推測蓋層下方可能保存有阿舍勒組第四巖性段含礦層位。此外，該靶區(qū)還具良好的重力異常（圖4）。盡管如此，該靶區(qū)仍需地球物理勘探的進一步查證，為后續(xù)找礦工作提供更詳細的信息。

6? 結論

阿舍勒礦床具有雙層結構，為典型的VMS礦床，找礦信息豐富。在找礦工作中應重點注意出露大量噴流巖的地區(qū)及被玄武巖層覆蓋的阿舍勒組第四巖性段的向斜構造區(qū)。此外，還應著重關注出現(xiàn)高重力正異常與低電阻率異常的地區(qū)。

致謝：野外工作期間得到新疆阿舍勒銅業(yè)股份有限公司郭森、游富華、孟軍輝及新疆維吾爾自治區(qū)地質礦產勘查開發(fā)局胡林朝等技術人員的大力支持和幫助。室內資料整理得到中國地質科學院礦產資源研究所楊富全研究員及孟貴祥研究員的幫助，在此一并致以衷心感謝。

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Prediction Criteria and Prospecting Prediction of Ashele Volcanogenic Massive Sulfide Deposit in Xinjiang

Niu Lei1，2，3， Xu Xingwang1，2，3， Hong Tao4，5， Qin Jihua6， Wu Xiaogui6， Xiao Hui7， Chen Zesu7， Liu Tao7，

Li Hang1，2，3， Wang Xuehai1，2，3

（1.Key Laboratory of Mineral Resources， Institute of Geology and Geophysics， Chinese Academy of Sciences， Beijing， 100029， China; 2.Innovation Academy for Earth Science， Chinese Academy of Sciences， Beijing， 100029， China; 3.University of Chinese Academy of Sciences， Beijing， 100049， China; 4.Guangdong Provincial Key Lab of Geodynamics and Geohazards， School of Earth Sciences and Engineering， Sun Yat-sen University， Guangzhou， Guangdong， 510275， China; 5.Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory （Zhuhai）， Zhuhai， Guangdong， 519082， China; 6.Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development， Urumqi， Xinjiang， 830000， China; 7.Xinjiang Ashele Copper Company Limited， Habahe， Xinjiang， 836700， China）

Abstract： The Ashele volcanogenic massive sulfide （VMS） deposit， located in the Ashele volcano-sedimentary basin of the southwest margin of Altay， is one of the important VMS deposits in the Chinese Altay metallogenic belt. The Ashele deposit occurs within a tightly closed overturned syncline， and most exhalites occur at the edge of the deposit. The orebodies of the Ashele deposit are characterized by a double layered structure with a feeder zone of veinlet-disseminated and stockwork orebodies overlain by massive/stratiform orebodies. The stratabound Cu–Zn orebody shows a conformable contact with the overlying basalt， and with the underlying dacitic volcanic or volcano-pyroclastic rocks. According to the tectonic framework of ore district and structure model of deposit， this paper defines the prospecting criteria and prediction criterion， predicts the prospecting target area， and tries to provide useful insights for further exploration. On the basis of summarizing the previous work， according to the tectonic framework of ore district and structure model of deposit， combined with strata， structure， ore bearing rocks， mineralization， alteration， gravity anomaly and resistivity anomaly， this paper summarizes that ① the synclinal structural areas located at the top of the fourth member of Ashele Formation， ②the areas where a large number of exhalative rocks are exposed， and ③the areas with strong copper and zinc anomalies， low resistivity and high gravity anomalies， predicts four prospecting targets of the main ore body， namely， the syncline core in the north of the main ore body， the lower part of Qiye Formation in the west of the main ore body， the lower part of Qiye Formation in the north of the main ore body and the syncline core in the south of the main ore body， and tries to provide useful insights for further exploration.

Key words： Ashele; Massive sulfide deposit; Geological characteristics; Prospecting criteria; Target prediction