新疆阿合塔拉銅礦矽卡巖礦物學(xué)特征及其地質(zhì)意義

徐旸， 尹京武， 肖克炎， 徐海明， 方景玲， 樊銘靜,3

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所， 北京 100037;2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)科學(xué)研究院， 北京 100083;3.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)調(diào)查研究院， 湖北 武漢 430074)

一百多年前Alfred Elis T?rnebohm在其發(fā)表的論文中第一次采用“矽卡巖(gr?nskarn)”一詞，用以描述Norborg鐵礦中的輝石-石榴石巖[1]。從此之后地質(zhì)學(xué)者們對矽卡巖型礦床中含礦巖石的礦物成分、共生組合、交代關(guān)系等方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并以此探討成礦作用過程中成礦流體物理、化學(xué)環(huán)境的變化，從而了解礦床的形成原因和形成過程[2-4]。譬如輝石、綠泥石，以及石榴石的生長環(huán)帶可以有效地保存其形成時(shí)熱液流體的性質(zhì)和組成信息，有助于了解熱液流體的演化過程[5]，并指示礦床金屬礦化的類型[6-7]。這些研究極大地促進(jìn)了對于矽卡巖礦床形成過程的認(rèn)識(shí)。

中國矽卡巖型礦床所包含的礦種豐富，常見矽卡巖型Cu、Fe、Pb、Zn、W、Sn等礦床。這一類型的礦床在中國的分布展現(xiàn)出“東多西少”的局面，但近些年來隨著找礦勘探工作投入的增加，在中國西部地區(qū)也接連發(fā)現(xiàn)和探明了一大批矽卡巖型礦床[8]，僅在天山及其鄰區(qū)就發(fā)現(xiàn)了賽博、查崗諾爾、備戰(zhàn)等多處矽卡巖型礦床。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，中國已探明的矽卡巖型礦床合計(jì)918處，其中有207處是矽卡巖型銅礦[8]，約占總數(shù)的22.5%，其探明儲(chǔ)量約占中國銅礦總儲(chǔ)量的27%[9]。作為中國天山地區(qū)重要的金屬礦床類型，對新發(fā)現(xiàn)的矽卡巖型礦床進(jìn)行礦物學(xué)方面的研究，對于深化這一地區(qū)矽卡巖礦床成礦過程的認(rèn)識(shí)具有積極意義，能夠?qū)δ咸焐降貐^(qū)矽卡巖礦床的找礦工作提供幫助。

阿合塔拉銅礦位于塔里木板塊以北的南天山縫合帶。銅礦礦體形成于碳酸鹽巖與巖漿巖的接觸帶。前人對該礦床矽卡巖礦物石榴石進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究[10]，而目前對該礦床中其他矽卡巖礦物的礦物學(xué)特征還缺乏分析與研究。因此，本文將阿合塔拉銅礦床中典型的矽卡巖礦物作為研究對象，將宏觀礦床尺度野外地質(zhì)考察與微觀礦物尺度顯微鏡觀察，以及地球化學(xué)尺度電子探針分析相結(jié)合，開展了系統(tǒng)、綜合的研究。對該礦床的形成原因、成礦環(huán)境，以及成礦過程進(jìn)行了深入詳細(xì)探討，擬為下一步找礦勘探工作提供數(shù)據(jù)資料和科學(xué)依據(jù)。

1 礦床地質(zhì)背景

礦區(qū)范圍內(nèi)可見出露托什罕組第二段(D2t2)的地層，主要分布在礦區(qū)西北和西南部地區(qū)，為一套生物碎屑灰?guī)r。托什罕組第四段(D2t-mb)的地層主要分布在礦區(qū)中部與巖漿巖發(fā)生接觸，與成礦密切相關(guān)，為一套大理巖。烏恰組第一段(N2w1)的地層主要分布在礦區(qū)西部，為一套中-粗礫巖。烏恰組第二段(N2w2)的地層主要分布在礦區(qū)東北部，為一套粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖。礦區(qū)內(nèi)烏恰組與托什罕組共同組成一個(gè)單斜構(gòu)造，傾向南東，產(chǎn)狀較緩。礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要發(fā)育了若干條北北東向的斷層。礦區(qū)內(nèi)與成礦相關(guān)的巖漿巖為花崗閃長巖巖體(圖1)[10]。

圖1 阿合塔拉銅礦區(qū)地質(zhì)圖(據(jù)文獻(xiàn)[10]修改)Fig.1 Geological map of Ahetala copper deposit (Modified from Reference [10])

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 樣品采集及處理

本文研究的樣品全部采集于礦區(qū)內(nèi)侵入巖與大理巖的接觸部位，包括石榴石矽卡巖、石榴石-輝石矽卡巖、石榴石-綠簾石矽卡巖等。在先后進(jìn)行野外實(shí)地勘查、手標(biāo)本觀察和室內(nèi)電子顯微鏡觀察后，選取有研究意義的新鮮樣品，對其中的矽卡巖礦物進(jìn)行電子探針成分分析。選取輝石樣品5件，編號(hào)分別為AHTL-005、AHTL-012D、AHTL-B5、AHTL-B5B、AHTL-B6；硅灰石樣品5件，編號(hào)分別為AHTL-Wo1至AHTL-Wo5；綠泥石樣品5件，編號(hào)分別為AHTL-Chl1至AHTL-Chl5；綠簾石樣品5件，編號(hào)分別為AHTL-Ep1至AHTL-Ep5。

a—石榴石-輝石矽卡巖樣品[10]； b—石榴石-磁鐵礦矽卡巖樣品[10]； c—透輝石和早期石榴石(單偏光鏡)； d—透輝石和早期石榴石(正交偏光鏡)[10]; e—晚期石榴石(單偏光鏡); f～g—磁鐵礦和晚期石榴石(背散射)[10]； h—黃銅礦和晚期石榴石(單偏光鏡)[10]; i—黃銅礦和晚期石榴石(反射光)[10]。Grt—石榴石; Di—透輝石; Mt—磁鐵礦; Ccp—黃銅礦; Cal—方解石。圖2 石榴石手標(biāo)本、顯微鏡與背散射(BSE)圖片F(xiàn)ig.2 Samples, microscopic and BSE photographs of garnet

2.2 樣品分析測試

電子探針分析使用中國地質(zhì)大學(xué)(北京)科學(xué)研究院電子探針實(shí)驗(yàn)室EPMA-1600型電子探針儀，使用的標(biāo)樣為美國SPI公司提供的天然礦物標(biāo)樣，實(shí)驗(yàn)電壓為15kV，束斑直徑為1μm，依據(jù)ZAF法進(jìn)行修正。

3 矽卡巖樣品電子探針分析結(jié)果

阿合塔拉銅礦中的矽卡巖礦物主要包括石榴石、輝石、硅灰石、綠泥石、綠簾石，根據(jù)矽卡巖礦物的生成順序，其礦物學(xué)特征和電子探針數(shù)據(jù)分析如下。

3.1 石榴石

在采集到的石榴石-輝石矽卡巖手標(biāo)本中，石榴石晶體較小顯黃綠色(圖2a)。在石榴石-磁鐵礦矽卡巖手標(biāo)本中，石榴石晶體較大顯褐紅色(圖2b)。經(jīng)過光學(xué)顯微鏡觀察，石榴石-輝石矽卡巖中的石榴石呈無色，他形粒狀，與無水硅酸鹽礦物(透輝石、硅灰石)共生，未見金屬礦物(圖2中c～d)；石榴石-磁鐵礦矽卡巖中的石榴石呈棕黃色，自形六邊形(圖2e)，可見其顆粒間或生長環(huán)帶中常包裹或充填黃鐵礦、磁鐵礦等(圖2中f～i)。根據(jù)石榴石與硅酸鹽礦物和金屬礦物的共-伴生關(guān)系可以看出，石榴石的形成明顯分為兩個(gè)不同的階段。石榴石-輝石矽卡巖中石榴石的形成時(shí)間較早，石榴石-磁鐵礦矽卡巖中石榴石的形成時(shí)間較晚，并且只有后期形成的石榴石能夠見到清晰的結(jié)晶環(huán)帶[10](圖2中e～h)。

本文作者在前期工作中已將石榴石-輝石矽卡巖中的早期石榴石，以及石榴石-磁鐵礦矽卡巖中的晚期石榴石進(jìn)行了電子探針分析，數(shù)據(jù)證實(shí)其分別為鈣鋁(Gro58.24～74.61)-鈣鐵(And22.60～38.50)榴石系列和鈣鐵(And52.90～98.79)-鈣鋁(Gro0.23～44.66)榴石系列[10]。礦床中的石榴石存在著從鈣鋁榴石系列向幾乎純凈的鈣鐵榴石系列演化的趨勢，表明石榴石在演化過程中，鐵質(zhì)在不斷增加。

3.2 輝石

石榴石-輝石矽卡巖樣品中的輝石顯綠色或淺綠色(圖3a)。在單偏光鏡下觀察，輝石顯淡綠色(圖2c)，呈柱狀半自形結(jié)構(gòu)，正高凸起。在正交偏光鏡下觀察，其干涉色能夠達(dá)到二級藍(lán)綠(圖2d)。

a—矽卡巖樣品中的透輝石； b—透輝石和石榴石(背散射)； c—硅灰石和透輝石、石榴石(背散射)； d—硅灰石與斑銅礦(背散射)； e—綠泥石和石榴石(單偏光鏡)； f—綠泥石和石榴石(背散射)； g—綠簾石交代透輝石(背散射)； h～i—黃銅礦交代綠簾石(反射光和背散射)。Di—透輝石； Grt—石榴石； Wo—硅灰石； Q—石英； Bn—斑銅礦； Cpt—赤銅礦； Chl—綠泥石； Mt—磁鐵礦； Ep—綠簾石； Ccp—黃銅礦； Spn—榍石。圖3 主要矽卡巖礦物樣品、顯微鏡和背散射圖片F(xiàn)ig.3 Skarn minerals sample, microscopic and BSE photographs

在輝石的電子探針分析測試結(jié)果中(表1)，SiO2含量介于50.66%～53.75%，平均值為52.12%；CaO含量介于22.30%～25.49%，平均值為24.22%；MgO含量介于12.74%～17.31%，平均值為14.68%；TFeO含量介于3.60%～8.77%，平均值為6.10%。Mn/Fe值介于0.00～0.12之間。透輝石端元組分介于77.74%～95.46%，表明阿合塔拉銅礦中的輝石幾乎為純凈的透輝石系列。端元組分圖解中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)全部落入透輝石區(qū)域(圖4)，并與全球典型矽卡巖型銅礦床中的輝石相一致。

表1 輝石電子探針分析數(shù)據(jù)

3.3 硅灰石

硅灰石屬于單鏈結(jié)構(gòu)的無水硅酸鹽礦物。阿合塔拉銅礦中的硅灰石，其粒徑普遍小于0.5mm，呈片狀。在電子探針背散射圖像中可以看出硅灰石與石榴石、透輝石間的接觸邊較為平滑，是典型的共生關(guān)系(圖3c)，同時(shí)可見硅灰石又被后期形成的斑銅礦所交代(圖3d)。

硅灰石的電子探針實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，SiO2含量介于50.22%～50.98%，平均值為50.54%；CaO含量介于48.57%～49.03%，平均值為48.81%。端元組分Wo介于90.04%～99.37%(表2)。

表2 硅灰石電子探針分析數(shù)據(jù)

3.4 綠泥石

矽卡巖樣品中綠泥石的顏色顯示為淡綠色，呈他形粒狀結(jié)構(gòu)。在顯微鏡單偏光下呈橄欖綠色，突起較低，為不規(guī)則的鱗片狀，多產(chǎn)出在石榴石的邊部和裂隙之間并對其進(jìn)行交代(圖3中e～f)，表明其形成時(shí)間應(yīng)該晚于石榴石。

Au—普通輝石； Pi—易變輝石； CIEn—斜頑輝石； CIFs—斜鐵輝石。Wo—硅灰石； Di—透輝石； Hd—鈣鐵輝石； En—頑火輝石； Fs—斜方鐵輝石。圖4 輝石端元組分圖解(據(jù)Morimoto等[11]修改)Fig.4 Triangle classification diagram of pyroxene (Modified from Morimoto, et al[11])

在綠泥石的電子探針分析數(shù)據(jù)中，其SiO2含量介于25.36%～26.39%，平均值為25.85%；Al2O3含量介于19.63%～20.14%，平均值為19.93%；TFeO含量介于24.34%～27.80%，平均值為26.86%；MgO含量介于13.05%～15.91%，平均值為13.83%(表3)。

表3 綠泥石電子探針分析數(shù)據(jù)

3.5 綠簾石

阿合塔拉銅礦中的綠簾石在光學(xué)顯微鏡下呈淺黃綠色，突起較高，顏色分布不均，有著較弱的多色性，呈不規(guī)則的粒狀產(chǎn)出。在電子探針背散射圖像中可見綠簾石交代透輝石(圖3g)、黃銅礦交代綠簾石的現(xiàn)象(圖3中h～i)。表明其形成時(shí)間應(yīng)該在早期無水硅酸巖礦物形成之后，并在鐵銅硫化物形成之前，屬于晚期矽卡巖階段(退化蝕變階段)的產(chǎn)物。

阿合塔拉銅礦中的綠簾石電子探針分析結(jié)果(表4)顯示，SiO2含量介于37.69%～38.14%，平均值為37.92%；CaO含量介于22.58%～23.32%，平均值為22.96%；Al2O3含量介于18.07%～18.57%，平均值為18.33%；TFeO含量介于16.46%～17.16%，平均值為16.83%。

表4 綠簾石電子探針分析數(shù)據(jù)

4 礦床成因和成礦過程分析

4.1 礦床的成因類型

目前普遍將矽卡巖分為兩類：一類是將經(jīng)歷了區(qū)域或者接觸等變質(zhì)作用后形成的矽卡巖稱為變質(zhì)矽卡巖;另一類是將經(jīng)歷了各種交代作用形成的矽卡巖稱為交代矽卡巖[12]。通常又將交代矽卡巖根據(jù)其圍巖屬于鈣質(zhì)或者鎂質(zhì)碳酸鹽巖，再細(xì)分為鈣矽卡巖或者鎂矽卡巖。此外，也有學(xué)者曾提出錳質(zhì)和堿質(zhì)矽卡巖的概念[13-14]。

顯微鏡下可見阿合塔拉銅礦矽卡巖礦物、金屬礦物發(fā)育典型的交代結(jié)構(gòu)。多見含水硅酸鹽礦物交代無水硅酸鹽礦物，如綠簾石交代透輝石(圖3g)、綠泥石交代石榴石(圖3中e～f)，以及斑銅礦、黃銅礦等鐵、銅硫化物礦物交代早期硅酸鹽礦物(圖3中d，h～i)后造成的交代殘余現(xiàn)象。表明阿合塔拉銅礦屬于典型的交代矽卡巖型礦床。

此外，阿合塔拉銅礦的圍巖是鈣質(zhì)碳酸鹽巖大理巖，礦體主要呈層狀產(chǎn)出(圖1)，具備典型鈣矽卡巖型礦床的特征[15]。矽卡巖礦物組合以鈣鋁榴石、鈣鐵榴石、透輝石為主，其次為硅灰石、綠簾石、綠泥石等。這樣的礦物組合，依照Einaudi等[12]對于矽卡巖的分類標(biāo)準(zhǔn)，同樣屬于交代矽卡巖中經(jīng)典的鈣矽卡巖類型。

4.2 矽卡巖礦物對礦化的指示

在矽卡巖型礦床中，矽卡巖化的過程就伴隨著礦化過程，兩者在時(shí)間和空間上有著密切的聯(lián)系[13]。對于典型矽卡巖礦物的研究，能夠幫助我們了解矽卡巖型礦床的形成與演化，同時(shí)指導(dǎo)針對不同礦化類型的矽卡巖型礦床進(jìn)行找礦勘查工作[16]。

矽卡巖型礦床中成礦流體的酸堿度可以利用石榴石的成分變化進(jìn)行反演，并指示其礦化類型[17]。有學(xué)者對全球不同礦種矽卡巖礦床中的石榴石成分進(jìn)行了梳理與對比，認(rèn)為鈣鐵-鈣鋁榴石系列主要與銅礦化相關(guān)[2]，這與阿合塔拉銅礦中石榴石電子探針分析結(jié)果相一致。此外，分析輝石中錳-鐵比值的方法也可以指示矽卡巖型礦床金屬礦化的種類[18]。對于矽卡巖型銅、鐵礦床而言，輝石的錳-鐵比值普遍小于0.1[18]。在阿合塔拉銅礦的輝石數(shù)據(jù)中，有四件樣品的錳-鐵比值小于0.1，一件樣品的錳-鐵比值為0.12，這表明阿合塔拉銅礦具備銅(鐵)礦化的條件。

阿合塔拉銅礦綠泥石中氧化鈉、氧化鉀、氧化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和小于0.5%，表明其在形成過程中不存在混染現(xiàn)象[19]，并且阿合塔拉銅礦中的綠泥石全部屬于鐵綠泥石。Inoue[20]曾指出成礦流體的沸騰作用可能伴隨著綠泥石的生成，成礦流體的沸騰作用還能夠打破銅在成礦熱液中的穩(wěn)定狀態(tài)，降低其溶解度，促進(jìn)銅礦的成礦作用[21-22]。

4.3 矽卡巖成礦過程的探討

對矽卡巖礦物的化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、共生和交代關(guān)系的研究，有助于劃分礦床的成礦階段，并且指示矽卡巖成礦系統(tǒng)的氧化、還原狀態(tài)[12]。阿合塔拉銅礦的成礦階段主要經(jīng)歷了早期矽卡巖階段、晚期矽卡巖(退化蝕變)階段、氧化物階段和早期硫化物階段。

(1)早期矽卡巖階段

阿合塔拉銅礦的花崗閃長巖巖漿，從地下攜帶大量熱量上涌侵位，與大理巖發(fā)生接觸，并在接觸帶范圍內(nèi)開始了交代作用。隨著交代作用的不斷進(jìn)行，熱液流體中產(chǎn)生并匯聚了大量高溫氣液。這一階段成礦熱液的溫度很高，環(huán)境中的水解作用極弱，鋁、鐵、鈣、鎂等離子主要融入硅酸鹽礦物的晶格，共同形成無水硅酸鹽礦物，故將這一階段稱為干矽卡巖階段(這一階段并沒有發(fā)生礦化)。

有的學(xué)者認(rèn)為在早期矽卡巖階段，鈣鋁榴石形成于酸性、弱氧化且氧逸度較低的環(huán)境，而鈣鐵榴石多形成于堿性溶液中[23]。梁祥濟(jì)等[24]通過實(shí)驗(yàn)分析得出：鈣鋁榴石一般在中-酸性溶液的弱氧化-弱還原條件下，當(dāng)溫度達(dá)到550～700℃時(shí)形成；而鈣鐵榴石一般在偏堿性溶液的氧化-弱氧化環(huán)境下，當(dāng)溫度達(dá)到450～600℃時(shí)形成。阿合塔拉銅礦中的石榴石明顯具有從鈣鋁榴石向鈣鐵榴石轉(zhuǎn)化的趨勢，反映出在早期矽卡巖階段，其成礦流體由中-酸性向堿性、由弱還原-弱氧化環(huán)境向弱氧化-氧化環(huán)境轉(zhuǎn)變，并且溫度有所降低。

同時(shí)，在成礦流體亞穩(wěn)定的情況下，阿合塔拉銅礦形成了具有特殊結(jié)晶環(huán)帶的晚期石榴石晶體，其環(huán)帶記錄了當(dāng)時(shí)成礦熱液亞穩(wěn)定條件下的演化過程[25-26]，鐵質(zhì)含量由內(nèi)向外逐漸波動(dòng)增長[10]。證明晚期石榴石生長時(shí)的成礦環(huán)境并不是一個(gè)穩(wěn)定且封閉的獨(dú)立環(huán)境，此時(shí)成礦熱液的堿性、氧逸度和鐵質(zhì)含量仍有波動(dòng)，并且在不斷升高[10,27]。

(2)晚期矽卡巖階段

隨著交代作用的繼續(xù)進(jìn)行，成礦流體的溫度進(jìn)一步下降，并聚集了二氧化碳、硫化氫以及氟等大量揮發(fā)份[28-29]。同時(shí)，由于流體中氧逸度的升高從而導(dǎo)致在這一階段形成了大量的綠簾石、綠泥石等含水硅酸鹽礦物[30-31]。Inoue[20]認(rèn)為綠泥石富Fe證明其形成于相對還原的環(huán)境中，而綠泥石富Mg則形成于低氧逸度和低pH值的環(huán)境。阿合塔拉銅礦中綠泥石Fe/(Fe+Mg)值介于0.46～0.54，平均值為0.52，指示其可能形成于弱氧化-弱還原的過渡環(huán)境中。在此階段石榴石、透輝石等早期矽卡巖礦物開始被綠簾石、綠泥石等退化蝕變礦物所交代(圖3中e～g)。因?yàn)檫@些含有氫氧根的礦物大量生成，也將這一階段稱為濕矽卡巖階段。

大量的研究表明，鐵元素主要通過絡(luò)合物的形式被運(yùn)移。隨著綠簾石、綠泥石等含氫氧根的退化蝕變礦物不斷形成，消耗了熱液中大量的氫離子，從而導(dǎo)致溶液更加偏向堿性。正是在這種高氧逸度的堿性條件下，鐵的絡(luò)合物在水解之后，除了少量繼續(xù)參與形成矽卡巖礦物之外，其他大量形成磁鐵礦，所以這一階段也稱為磁鐵礦階段[27,32]。這也與阿合塔拉銅礦晚期石榴石中常包裹磁鐵礦產(chǎn)出的現(xiàn)象相吻合。隨著磁鐵礦的大量形成，成礦流體中銅鐵比值變大，高價(jià)態(tài)的硫離子也更易被還原成低價(jià)態(tài)的硫離子[33-34]，三價(jià)鐵與二價(jià)鐵的比值增大[15]，這些都為后期硫化物階段鐵銅硫化物的形成做好了準(zhǔn)備。

(3)氧化物階段

隨著磁鐵礦以及長石類礦物等氧化物的大量形成，這時(shí)成礦流體中的氧逸度開始逐漸降低，硫逸度開始逐漸升高，從而為之后的硫化物階段鐵銅硫化物的形成創(chuàng)造了有利的外部條件。

(4)早期硫化物階段

阿合塔拉銅礦的石英-硫化物期，主要為早期鐵銅硫化物階段。隨著硫逸度的升高，SiO2不再與鋁、鐵、鈣、鎂等離子形成矽卡巖礦物，而是形成大量的石英。隨著H2S、SO2等酸性揮發(fā)份的持續(xù)揮發(fā)，在硫逸度和堿性較高的環(huán)境中，大量還原性的硫離子造成銅在成礦熱液中的溶解度降低，并與硫離子結(jié)合形成黃銅礦、黃鐵礦等鐵銅硫化物。成礦環(huán)境也由相對氧化環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬€原環(huán)境[15,31]。此外，矽卡巖化會(huì)在成礦接觸帶及其附近形成諸多有利于熱液同圍巖接觸的裂隙，這些裂隙在環(huán)境有利于成礦的階段則作為金屬礦物的成礦空間[35]。

結(jié)合礦床中與矽卡巖礦物生成順序有關(guān)的礦相學(xué)現(xiàn)象、電子探針數(shù)據(jù)，以及前人的大量研究，獲得矽卡巖礦物形成時(shí)的物理化學(xué)環(huán)境特征，在此基礎(chǔ)上，推斷得出阿合塔拉銅礦床的成礦期次和礦物生成順序如圖5所示。

圖5 阿合塔拉銅礦床成礦期次及礦物生成順序Fig.5 Metallogenic periods and mineral formation sequence of Ahetala copper deposit

5 結(jié)論

通過電子探針分析證明阿合塔拉銅礦中的矽卡巖礦物主要有石榴石(鈣鋁榴石和鈣鐵榴石)、透輝石、硅灰石、鐵綠泥石、綠簾石。矽卡巖礦物組合和交代現(xiàn)象表明阿合塔拉銅礦中的含礦矽卡巖屬于典型交代矽卡巖大類中的鈣矽卡巖型。矽卡巖礦物石榴石、透輝石、綠泥石的成分特征，指示了礦床的銅礦化。此外，矽卡巖化作用所產(chǎn)生的構(gòu)造裂隙，是金屬礦物良好的成礦空間。

阿合塔拉銅礦主要的礦化階段可劃分為：①早期矽卡巖階段，形成石榴石、透輝石、硅灰石等無水硅酸鹽礦物；②晚期矽卡巖階段(退化蝕變階段)，主要形成綠簾石、綠泥石等含水硅酸鹽蝕變礦物，以及大量磁鐵礦。這段時(shí)期成礦流體總體上從中-酸性(弱氧化/弱還原)環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)槠珘A性(弱氧化/氧化)環(huán)境，氧逸度不斷升高；③氧化物階段，主要形成磁鐵礦和長石類礦物；④早期硫化物階段，形成大量黃銅礦、黃鐵礦等硫化物礦物。這段時(shí)期成礦環(huán)境中的氧逸度降低，硫逸度升高，逐漸由氧化環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原環(huán)境。本次研究對深化中國南天山地區(qū)矽卡巖型銅礦成礦過程的認(rèn)識(shí)具有積極意義。

致謝：感謝中國地質(zhì)大學(xué)(北京)科學(xué)研究院郝金華老師，以及張振華、趙飛、孫衍東、張飄等同學(xué)在野外及實(shí)驗(yàn)測試工作中給予的幫助。