1088 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2008,24(5) 桑洋向南俯冲, 在西准地区北缘形成萨吾尔岛弧, 并伴随着钙碱性火山活动和阔尔真阔腊等火山热液型金矿床的形成, 与此同时, 准噶尔洋向北俯冲, 在西准地区东南部形成哈图弧后盆地和包古图岛弧, 发生拉斑系列火山活动和哈

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1 /2008/024(05) ActaPetrologicaSinica 岩石学报 新疆西北缘晚古生代金铜成矿作用与构造演化 1 申萍 1 沈远超 1 刘铁兵 2 卢洁瑾 3 魏锦萍 1 宋国学 1 孟磊 SHENPing 1,SHENYuanChao 1,LIUTieBing 1,LUJieJin 2,WEIJinPing 3,SONGGuoXue 1 andmenglei 1 1. 中国科学院地质与地球物理研究所, 中国科学院矿产资源研究重点实验室, 北京 新疆维吾尔自治区人民政府国家 305 项目办公室, 乌鲁木齐 青海省国土资源科技信息中心, 西宁 KeyLaboratoryofMineralResources,InstituteofGeologyandGeophysics,ChineseAcademyofSciences,Beijing100029,China 2.XinjiangNational305ProjectOfice,Urumqi830000,China 3.ScienceandTechnologyInformationCenterforQinghaiLandandResources,Xi ning810001,china 收稿, 改回. ShenP,ShenYC,LiuTB,LuJJ,WeiJP,SongGXandMengL.2008.LatePaleozoicgoldandcoppermineralizationand tectonicevolutioninnorthwesternxinjiang,china.actapetrologicasinica,24(5): Abstract UpperPaleozoicgoldandcoppermineralizationinthenorthwesternXinjiangisofgreateconomicinterest.About300gold andcopperdepositsandspotshavebeendiscoveredinnorthwesternxinjiang.accordingtotheirhostrocksandgeneses,thesegold andcoppermineralizationscanbeclasifiedintofourmajortypes:(1) volcanic hydrothermalmasivesulfides(vms) type; (2)ductile shear zonetype;(3)volcanogenichydrothermaltype;(4)porphyrytype.theyformseveralimportantmetalogenicbelts thatincludethealtaypolymetalicmetalogenicbelt,irtyshgoldmetalogenicbelt,sawurgold coppermetalogenicbelt,hatugold metalogenicbeltandbaogutugold coppermetalogenicbelt.tectonicaly,thegoldandcoppermineralizationwascloselyasociated withthesubduction,colisionandpostcolisionofthepaleoasianoceanintervenedbetweenthesiberianblockandthejunggarblock. Animportantbimodalvolcanicepochwasoccuredintheback arcbasinduringtheearlydevonianinthesouthernmarginofthe Siberianblock,duringwhichtheAsheledepositformed.IntheMiddleDevomian EarlyCarboniferous,S dippingsubductionof ZaisanOceanledtoformationoftheSawurarc,whichtriggeredcalc alkalinevolcanicactivity,leadingtoformationofthevolcanogene hydrothermalgolddeposits.inthemeantime,n dippingsubductionofjunggaroceanledtoformationofthebaogutuarcandhatu back arcbasin,whichtriggeredtholeitevolcanicactivityandtheemplacementofgraniticanddioriticporphyries,leadingtoformation ofthevolcanogenehydrothermalgolddepositsandporphyrycu Audeposits.IntheLateCarboniferoustoEarlyPermian,duringthe closureoftheancientocean,land arccolisionalandextensionaleventsinthesouthernmarginofthealtayresultintheformationof ductile shear zonegolddeposits.thegoldandcoppermineralizationoccuredinthenorthwesternxinjiangcouldrunthroughthewhole LatePaleozoic,whichthegoldandcopperdepositsformedinearlystageoftheLatePaleozoiccouldbesuperimposedbythetectonism andmagmatismoccuredinlaterland arccolisionalandpostcolisionalevents,showingthemulti periodandcomplexityofthegoldand coppermineralizationinthenorthwesternxinjiang. Keywords Goldandcoppermineralization;Tectonicseting;NorthwesternXinjiang 摘要晚古生代, 新疆西北缘地处古亚洲洋中部, 是我国中亚造山带的重要组成部分, 伴随着晚古生代强烈的构造岩浆活动, 发生了明显的金铜成矿作用, 形成了 300 多个金铜矿床和矿点, 已经成为我国重要的金铜矿产开发基地之一 新疆西北缘金铜成矿作用主要有 4 种类型, 即 VMS 型 韧性剪切带型 火山热液型和斑岩型, 所形成的矿床具有成群分布 分段集中的特点, 构成了阿尔泰铜多金属成矿带 额尔齐斯金矿带 萨吾尔金铜成矿带 哈图金矿带 包古图金铜成矿带等 新疆西北缘金铜成矿作用与该地区晚古生代洋 陆转化过程中的俯冲 碰撞和后碰撞演化密切相关 早泥盆世, 阿尔泰南缘的斋桑洋向北俯冲, 形成克兰弧后盆地, 伴随双峰式火山活动和热液活动, 形成阿舍勒等 VMS 型块状硫化物矿床 ; 中泥盆世 早石炭世, 斋 中国科学院知识创新工程 ( 编号 KZCX2 YW 107) 和国家 305 项目 ( 编号 2006BAB07B01) 联合资助成果. 第一作者简介 : 申萍, 女,1964 年生, 博士, 副研究员, 从事矿床学的研究工作,E mail:pshen@mail.iggcas.ac.cn

2 1088 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2008,24(5) 桑洋向南俯冲, 在西准地区北缘形成萨吾尔岛弧, 并伴随着钙碱性火山活动和阔尔真阔腊等火山热液型金矿床的形成, 与此同时, 准噶尔洋向北俯冲, 在西准地区东南部形成哈图弧后盆地和包古图岛弧, 发生拉斑系列火山活动和哈图火山热液型金矿床的形成以及随后的中酸性岩浆侵入和包古图富金斑岩型铜矿床的形成 ; 晚石炭纪 二叠纪发生弧陆碰撞及后碰撞的伸展, 形成多拉纳萨依等韧性剪切带型金矿床 金铜成矿作用在新疆西北缘贯穿于整个晚古生代, 在晚古生代早期形成的金铜矿床可能遭受了晚期弧陆碰撞和 ( 或 ) 后碰撞的构造岩浆活动的叠加和改造, 显示了新疆西北缘金铜成矿作用的多期性和复杂性 关键词金铜成矿作用 ; 构造环境 ; 新疆西北缘中图法分类号 P618.51;P 世纪 80 年代以来, 新疆地质勘查局 新疆有色地质局 国家 305 项目和 973 项目等在新疆西北缘进行了大量的成矿理论和成矿规律方面的研究 ( 沈远超等,1993, 1996,2001; 芮行建等,1993; 陈毓川等,1996; 胡霭琴等, 1997; 李华芹等,1998; 王京彬等,1999;Qinetal.,2002; 秦克章等,2002;Ruietal.,2002; 王登红等,2002;Xiaoetal., 2004; 何国琦和朱永峰,2006; 王京彬和徐新,2006, 肖文交等,2006a,b), 在金铜找矿勘探方面取得了重要成绩, 显示了新疆西北缘具有很好的成矿远景, 该区发育的金铜矿床具有成群分布 分段集中的特点, 自北向南分别构成了阿尔泰多金属成矿带 额尔齐斯金矿带 萨吾尔金铜成矿带 哈图金矿带 包古图金铜成矿带等 ( 图 1), 新疆西北缘已经成为我国重要的金铜矿产勘探和开发基地之一 在前人研究的基础上, 我们对阿舍勒铜锌金矿床 萨尔塑克金矿床 多拉纳萨依金矿床 托库孜巴依金矿床 萨尔布拉克金矿床 阔尔真阔腊金矿床 布尔克斯岱金矿床 哈图金矿床 包古图金矿床 包古图 Ⅴ Ⅱ 号岩体铜金矿床和苏吾勒铜矿床等进行了典型矿床研究, 探讨了新疆西北缘晚古生代图 1 新疆西北缘地质和金铜成矿带分布简图 ( 据沈远超和金成伟,1993; 王京彬等,1999;Ruietal.,2002; Qinetal.,2002) Fig.1 Generalized geologic map ofthe northwestern Xinjiangshowingthelocationofthemajorcopperandgold metalogenicbelts.northwest trendingregionalirtyshfault systems,mainlyseparatingthealtayregionandthewestern Junggarregion(GeneralizedafterShenandJin,1993); Wangetal.,1999,Ruietal.,2002;Qinetal.,2002) 金铜成矿作用及其与构造演化之间的关系, 揭示了新疆西北缘晚古生代金铜成矿作用的多期性和复杂性, 以期推动新疆区域成矿学的理论研究, 并希望在实践中能对新疆铜金矿床的区域勘查选区提供科学依据 1 主要金铜成矿作用 本文所指的新疆西北缘包括阿尔泰西南缘和西准噶尔地区, 构造上二者以额尔齐斯断裂带为界 ( 图 1), 断裂以北为阿尔泰西南缘地区, 断裂以南为西准噶尔地区 新疆西北缘金铜成矿作用主要包括 4 种类型 :(1)VMS 型 ;(2) 韧性剪切带型 ;(3) 火山热液型 ;(4) 斑岩型 1.1 VMS 型铜锌金成矿作用 VMS 型铜锌金成矿作用发生于阿尔泰南缘玛尔卡库里断裂以北的弧后盆地中, 以阿舍勒铜锌金矿床为代表 ( 图 2) 阿舍勒矿区出露地层有下中泥盆统托克萨雷组和阿舍勒组 中上泥盆统齐也组和下石炭统红山嘴组, 赋矿层位为阿舍勒组, 矿区内构造主体为一系列 SN 向褶皱和断裂构造, 阿舍勒矿床就分布在矿区中部的倒转向斜中 ( 陈毓川等,1996) 阿舍勒矿区赋矿层位为阿舍勒组, 该组为玄武岩 流纹岩建造, 是以酸性 中酸性火山碎屑岩为主的双峰式火山岩套, 我们对阿舍勒组 36 个火山岩样品 ( 包括玄武岩 英安岩 凝灰岩等 ) 进行了化学分析, 结果表明, 火山岩的化学成分以低碱和富铝为特征, 稀土配分模式呈平坦型, 微量元素蛛网图显示亏损高场强元素, 表明阿舍勒组形成于弧后拉张构造环境 ( 另文发表 ) 我们对阿舍勒铜矿已有的中段 ( 中段 ) 观察表明, 矿体显示明显的分带性, 上部矿体为块状硫化物矿体, 由厚薄不等 大致平行的硫化物矿层组成, 夹有凝灰岩 细碧岩和浸染状硫化物薄层, 上部矿体本身还具有次级分带, 底部为块状黄铁矿矿石, 中部为块状和纹层状黄铜矿黄铁矿矿石和铜锌黄铁矿矿石, 顶部为块状多金属矿石 矿石特征的纹层状构造是由不同硫化物成微细纹层相间排列而成, 具韵律层理和粒序层理, 是火山喷气 沉积成因矿石的典型标志 下部矿体为浸染状硫化物矿体, 为条带状和浸染状黄铁矿矿石, 矿石分带不明显, 局部

3 申萍等 : 新疆西北缘晚古生代金铜成矿作用与构造演化 1089 图 2 阿尔泰西南缘地质与矿产分布简图 ( 据王京彬等,1999; 李志纯,1999;Ruietal.,2002; 沈远超等,2007) 1 第四纪沉积物 ;2 中泥盆统托克萨雷组粉砂岩 千枚岩夹灰岩 ;3 中上泥盆统砂岩 千枚岩及火山岩 ;4 中泥盆统托克萨雷组灰岩 ;5 海西中期斜长花岗岩 ;6 海西中期闪长岩 ;7 海西中期辉绿岩 ;8 韧性剪切带 ;9 断层 ;10 铜锌金矿床 ;11 金矿床 ;12 铜矿床 ( 点 ) 1 玛尔卡库里剪切带,2 多拉纳萨依剪切带 Fig.2 GeneralizedgeologicmapofthesouthwesternAltayareashowingthelocationofthemostimportantcopperandgolddeposits (GeneralizedafterWangetal.,1999;Ruietal.,2002;Shenetal.,2007) 1 Quaternarysediment;2 MiddleDevonianTuokesaleiFormationsiltstone,phyliteandlimestone;3 Middle UpperDevonianstone,phyliteand volcanicrock;4 MiddleDevonianTuokesaleiFormationlimestone;5 MiddleHercynian plagiogranite;6 MiddleHercynian diorite;7 Middle Hercyniandiabase;8 Shearzone;9 Fault;10 Copper zinc golddeposit;11 Golddeposit;12 Copperdepositandspot 1Markakulishearzone;2Duolanasayishearzone 地段从下往上具有由黄铁矿矿石变为黄铜矿黄铁矿矿石的趋势, 容矿岩石为凝灰岩 晚期侵位的英安斑岩中也有含黄铜矿的黄铁矿细脉穿插 矿体与围岩之间的界限从下向上, 矿体与下盘凝灰岩之间界限从截然渐变为过渡, 这样的垂向变化特点反映了海底火山喷流补给带可能不在向斜核部, 而在倒转向斜东翼 在矿体走向上, 矿区北段以块状矿石为主, 向南为浸染状矿石, 反映了热流体补给可能偏向南部 总体上, 海底火山喷发中心可能偏向矿区的东南部 上述研究表明, 阿舍勒矿床形成与双峰式火山活动有关, 受一定层位控制, 矿床具有火山喷气 沉积成因块状硫化物矿床的典型特征 上部块状硫化物矿体由各种硫化物矿层组成, 这些硫化物矿层中还有次级分带, 反映了成矿流体演化的复杂韵律 ; 上部块状硫化物矿体中夹有围岩及下部浸染状硫化物矿体的薄层, 前者反映了海底火山喷气成矿作用具有间歇性, 后者反映了矿床在总体双层结构中有复杂的次级双层结构, 指示了海底火山喷气成矿作用的复杂韵律 ; 下部浸染状硫化物矿体局部从下往上矿石中黄铜矿有逐渐增加的趋势, 反映了成矿流体的演化特点 ; 晚期侵位的英安斑岩中还有脉状矿体的穿插 这些特点反映了阿舍勒铜矿成矿过程的复杂性和多期性, 同位素定年数据和区域构造演化也支持了这一认识 阿舍勒组铁质碧玉岩 Sm Nd 和 Rb Sr 等时线年龄分别是 372 7±14 3Ma 和 378 3±39Ma, 英安斑岩 Rb Sr 等时线年龄是 294±38Ma( 李华芹等,1998) 纹层状矿石 Rb Sr 等时线年龄是 364~377Ma, 块状矿石 Sm Nd 和 Rb Sr 等时线年龄分别是 281 5±10 8Ma 和 265±8Ma( 李华芹等,1998; 王登红等,2002), 黄铁矿石英脉 Rb Sr 等时线年龄是 302± 11Ma, 含黝铜矿碳酸盐石英脉 Rb Sr 等时线年龄是 255± 16Ma( 李华芹等,1998; 王登红等,2002) 可见, 火山岩和纹层状矿石等时线年龄集中在 360Ma, 矿床主要形成于中下泥盆统, 是同生矿床 英安斑岩和一些块状矿石 含矿石英脉等的年龄为石炭系 二叠系, 说明阿舍勒矿床的形成可能经历了长期的历史, 中下泥盆统形成阿舍勒矿床的主体, 石炭 二叠纪的区域构造岩浆活动可能对矿床进行了叠加和改造 我们还对阿舍勒铜矿及其周边铜金矿床进行了研究 ( 图 2), 提出了新的认识, 即晚古生代阿舍勒地区存在 海底火山喷流沉积 火山热液成矿体系, 受区域构造演化的影响, 本区金铜成矿作用经历了三个阶段 :(1) 早泥盆纪弧后拉张产生海底裂隙式火山喷发, 含矿火山喷流物质沉淀于海底火山喷流裂隙附近的凹陷中, 形成块状硫化物铜锌金矿床 ;(2) 在泥盆系 早石炭系, 阿尔泰南缘地区发生弧陆碰

4 1090 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2008,24(5) 撞, 大地构造体系由拉张转化为挤压, 形成中心式火山喷发, 含矿热液沿中心式火山喷发形成的断裂系运移并沉淀成矿, 形成萨尔塑克等火山热液型金 ( 铜 ) 矿床 ;(3) 晚石炭系 二叠系, 为后碰撞阶段, 次火山岩沿火山原生断裂系及区域性断裂构造侵入, 在与碳酸盐岩地层接触处, 形成多拉那勒等矽卡岩型铜矿化 这一研究为阿尔泰南缘火山岩盆地中寻找大型多金属矿床提供了新的找矿方向和找矿空间, 即时代上除早中泥盆世地层中找矿之外, 还要在晚泥盆世和早石炭纪地层中找矿 ; 空间上可在破火山口内找矿, 亦要在火山盆地的斜坡上 火山颈中, 甚至形成于沉积地层中或构造破碎带内找矿 1.2 韧性剪切带型金 ( 铜 ) 成矿作用韧性剪切带型金矿床集中分布于阿尔泰南缘的额尔齐斯断裂构造带, 沿该构造带长约 600km 范围内普遍发育韧性剪切带型金矿床, 从西向东主要有多拉纳萨依 哲兰德 托库孜巴依 金坝 萨尔布拉克 玛热勒铁 科克萨依等金矿 我们通过地质及深部地球物理研究认为, 额尔齐斯韧性剪切带具有向东收敛 向西散开的规律, 由此控制的金成矿作用具有东弱西强和东浅西深的特点 ( 沈远超等,2007), 预测额尔齐斯构造带西部至边境是形成大型金矿床的重要地区, 多拉纳萨依金矿床和托库孜巴依金矿床将成为大型金矿床, 最大矿化下限可达地下 600m( 沈远超等,2007) 矿业公司根据我们的预测, 经 3 年的地质勘探, 目前, 在额尔齐斯构造带西段哈巴河地区的金矿床如多拉纳萨依金矿床已经达到大型规模 (>23 吨金金属量 ), 托库孜巴依金矿床达到中型规模以上 (>15 吨金金属量 ) 多拉纳萨依金矿床多拉纳萨依金矿区位于多拉纳萨依剪切带中 矿区地层为中泥盆托克萨雷组第三岩性段碎屑岩及碳酸盐岩, 金矿主要发育于硅质条带灰岩与千枚岩接触带附近的千枚岩一侧 ( 图 3) 矿区内与成矿有关的岩浆活动发育, 包括萨尔乌增 宋哈尔和东格勒等斜长花岗岩体和石英闪长岩脉 ( 图 3), 石英闪长岩脉有两期, 早期闪长岩脉沿不同岩性界面 构造薄弱面成带分布, 构造挤压片理化发育, 矿物具有明显的定向排列, 含金性较好, 可单独构成规模较大的金矿体, 晚期闪长岩脉呈鲜绿色 中 粗粒结构 块状构造, 岩石较完整, 矿化弱 矿区主要构造是近南北向的韧性剪切变形带, 早期为韧性剪切断裂构造, 晚期为压扭及脆性构造 多拉纳萨依金矿床包括 Ⅰ 号 Ⅱ 号 Ⅲ 号矿脉群, 矿脉群受韧性剪切带控制, 呈等间距分段集中产出, 主要产于强变形带部位 控矿构造研究表明, 总体上, 多拉纳萨依剪切带早期形成北西向剪切断裂, 后期斜长花岗岩岩体侵入, 使北西向韧性剪切断裂构造局部发生弯曲, 形成近南北向的反 S 形构造, 同时侵入体的原生环形构造与区域断裂构造叠加, 造成岩体周围剪切构造复杂化, 形成了规模较大延深远的南北向导矿和容矿构造带 具体的控矿容矿构造部位有多样性, 包 图 3 多拉纳萨依金矿区地质略图 ( 据新疆地质局第四地质大队 2005 年资料修编 1) 1 第四纪沉积物 ;2 中泥盆统托克萨雷组灰岩 ;3 角岩带 ;4 中泥盆统托克萨雷组粉砂岩和千枚岩 ;5 海西中晚期斜长花岗岩 ; 6 海西中晚期闪长岩 ;7 断层 ;8 金矿体 ;9 勘探线及编号 Fig.3 GeologicalmapoftheDuolanasayigolddeposit, southernaltay(modified from No.4 GeologicalParty, XinjiangBureauofGeologyandMineralExplorationand Development.2005) 1 Quaternarysediment;2 MiddleDevonian TuokesaleiFormation limestone;3 Chertbelt;4 MiddleDevonianTuokesaleiFormation siltstoneand phylite;5 Middle latehercynian plagiogranite;6 Middle Late Hercynian diorite; 7 Fault; 8 Gold orebody; 9 Explorationlineandnumber 括以下几种情况 :(1) 韧脆性构造 ( 包括脆性构造 ) 与早期韧性构造叠加处 ;(2) 入 字型构造的交汇处, 即剪切构造与地层走向呈小角度斜交处 ;(3) 剪切带在走向和倾向方向上发生波状起伏及转弯处 ;(4) 构造封闭性处, 即在控矿构造有利成矿部位出现具屏闭作用的沉积盖层, 如断裂构造上盘围岩为不透水的灰岩层等 ;(5) 剪切带与花岗岩体原生环状断裂构造的叠加处等 1 新疆地质局第四地质大队.2005.

5 申萍等 : 新疆西北缘晚古生代金铜成矿作用与构造演化 1091 图 4 托库孜巴依金矿区地质图 ( 据新疆地矿局十一地质大队资料,2005 修改 ) 1 第四系 ;2 中泥盆统托克萨雷组上亚组的片岩 砂岩 页岩及灰岩和下亚组的片岩砂岩 凝灰岩及砾岩 ;3 中泥盆统阿勒泰组上亚组的凝灰质砂岩夹灰岩 凝灰岩 中酸性火山熔岩火山集块岩 ;4 中泥盆统阿勒泰组下亚组的黑云斜长片麻岩 含角砾凝灰岩 凝灰岩 ;5 大理岩 ;6 闪长岩脉 ;7 花岗岩脉 ;8 哈巴河斜长花岗岩 ;9 韧性剪切带 ;10 断层 ;11 金矿体 Fig.4 GeneralizedgeologicalmapoftheTuokuzibayigolddeposit(simplifiedfromNo.11GeologicalParty,Xinjiang BureauofGeologyandMineralExplorationandDevelopment,2005) 1 Quaternary;2 MiddleDevonianTuokesaleiGroupschist,shale,limestone,tufandconglomerate;3 MiddleDevonianUpperAltay Grouptufaroussandstone,localyinterbeddedwithcarbonate,tuf,intermediateandacidicvolcaniclava,volcanicagglomerate; 4 MiddleDevonianLowerAltayGroupbiotiteplagioclasegneis,tufbrecciaandtuf;5 Marble;6 Dioritedike;7 Granitedike; 8 Habaheplagiogranite;9 Ductleshearzone;10 Fault;11 Goldorebody 宏观上, 多拉纳萨依金矿区南北向构造带在走向上具有膨大缩小的规律, 矿床中 3 个矿体群分段出现的特点即表明了这一点 该控矿构造在倾向上也应具有类似的特点 我们在不同中段的研究表明, 赋存在剪切构造带膨大部位的含金石英脉在深部的确逐渐变小, 乃至尖灭, 然而, 在矿脉两侧的围岩如千枚岩和闪长岩中仍然发育 S C 组构 杆状石英等剪切构造, 表明剪切变形在深部并没有消失, 此外, 脆性变形如一些裂隙和断裂小角度斜切韧性剪切带等现象也常见 因此, 在已有勘探深度之下仍可能有剪切构造带膨大部位再次出现, 矿体在倾向上也可能具有膨大缩小, 尖灭再现的特点 我们对控制程度较低 ( 地下 100m~200m) 的 I 号矿体便于地球物理测量实施的 60 勘探线进行了 EH4 深部地球物 理勘测, 结果表明, 地表矿化引起的地球物理异常延伸至地下 400m, 且存在异常膨大部位 ( 沈远超等,2007) 预测多拉纳萨依金矿区金矿体可达地下深部 600m, 我们引进矿业公司进行勘探,2004 年在 Ⅱ 号矿体群完成的 10 个验证钻孔均见矿体, 矿体延深达 500m 以上, 目前多拉纳萨依金矿床垂向剖面已探明了三层矿脉群, 因此, 受韧性剪切构造控制的矿体的分布在走向和倾向上均具有膨大缩小, 尖灭再现的规律 这可能是由于该构造带是区域上的构造应力薄弱部位, 导致区域上含矿热液向此断裂运移 富集并沉淀, 形成金矿 矿体附近的东格勒斜长花岗岩体全岩 Rb Sr 等时线年龄为 297±11Ma( 芮行建等,1993) 含矿石英闪长岩脉年龄为 289±5Ma( 李华芹等,1998), 李华芹等 (1998) 测得含金石英脉中流体包裹体 Rb Sr 等时线年龄为 269Ma, 吴富和蔡

6 1092 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2008,24(5) 永彪 (2003) 铅同位素研究说明, 黄铁矿中铅同位素模式年龄分为三组, 沉积成岩期为 408~415Ma, 岩浆热液成矿期为 311~377Ma, 动力变质成矿期为 208~248Ma 闫升好等 (2004) 测得 Ⅱ 号矿体含金蚀变岩中的绢云母 Ar Ar 同位素年龄为 292 8±1 0Ma, 可见, 矿床形成受岩浆活动的影响, 而主要受构造动力变质作用的控制, 矿床形成集中于早二叠世 托库孜巴依金矿床托库孜巴依金矿床位于多拉纳萨依金矿床东南约 40km 处, 玛尔卡库里构造带的次级断裂中 矿区内出露地层有中泥盆统阿勒泰组上亚组第二岩性段, 托克萨雷组上亚组 阿勒泰组上亚组的下部为变石英砂岩夹薄层绢云石英千枚岩和结晶灰岩, 上部为变晶屑凝灰岩 变流纹质熔结凝灰岩及变流纹岩等 托库孜巴依金矿床主要赋存在该亚组岩性层中 ( 图 4) 哈巴河斜长花岗岩体是矿区附近最大的岩体, 矿床产于该岩体的外接触带上 哈巴河岩体内及外接触带中闪长岩脉发育 矿区构造是北西向的玛尔卡库里韧性剪切变形带, 由数个次级北西向剪切构造组成, 早期为深部形成的韧性剪切断裂构造, 晚期为浅部形成的压扭及脆性构造 托库孜巴依金矿床包括 Ⅰ 号 Ⅱ 号 Ⅲ 号 Ⅳ 号矿脉群, 矿脉群受韧性剪切带控制, 呈等间距分段集中产出, 主要产于强变形带部位 ; 矿脉群的总体走向与区域构造带的走向基本一致, 但单个矿脉的走向与区域构造带有一定的夹角 (10 ~20 ), 矿脉更偏北 我们对托库孜巴依金矿床进行了控矿构造及其演化研究, 托库孜巴依金矿床的形成受剪切构造演化的控制, 早期韧性变形阶段形成沿糜棱面理发育的石英硫化物细脉, 含矿差 ; 韧性剪切带进一步发展使其抬升到脆韧性变形域, 形成剪张裂隙, 充填石英 硫化物脉, 形成金矿体 ; 在碰撞造山晚期由走滑向伸展体制转换形成韧脆性断裂, 伴随大量中酸性岩脉侵入, 形成石英多金属脉, 含金较好, 构成了主要矿体 ; 晚期脆性断裂发育, 其中充填白色石英 碳酸盐脉, 含少量硫化物, 基本不含金 我们也对托库孜巴依金矿床也进行了深部地球物理测量 ( 沈远超等,2007), 预测在深部 600m 仍有盲矿体产出,2004 年我们引进矿业公司进行勘探, 完成的 10 个验证钻孔均见矿体, 矿体延深达 500m 以上, 目前该矿床垂向剖面已探明了三层矿脉群, 说明矿体在走向上和倾向上均具有膨大缩小, 尖灭再现的规律 此外, 我们对托库孜巴依金矿床区域成矿规律进行了研究, 托库孜巴依金矿床与其西北哲兰德金矿点和阿舍勒铜矿处于同一构造带上 ( 图 2), 阿舍勒发育金铜矿化, 哲兰德金矿点已具有较强的铜矿化, 成矿构造带所控制的矿化类型具水平分带性, 即西北为金铜矿 东南为金矿 我们预测托库孜巴依金矿床在垂向上也应具有金 铜金 铜矿化的分带性 2007 年, 托库孜巴依金矿床在深部已经发现了铜矿化 程忠富和芮行建 (1996) 测得托库孜巴依金矿床含金蚀变岩中黑云母的 K Ar 年龄为 297 3~316 6Ma, 含金闪长岩 白云母 K Ar 年龄为 294 7Ma 李华芹等(1998) 测得糖粒状含金石英细脉流体包裹体 Rb Sr 等时线年龄为 294Ma 灰白色含金石英大脉流体包裹体 Rb Sr 等时线年龄为 305 6Ma, 闫升好等 (2004) 测得含金蚀变岩中的云母类矿物 Ar Ar 年龄为 289 2±3 1Ma; 李光明等 (2007) 测得黑云母 Ar Ar 同位素年龄为 ±2 54Ma 可见, 托库孜巴依金矿床的成矿年龄集中于 270~310Ma, 矿床形成于晚石炭世 早二叠世 1.3 火山热液型金 ( 铜 ) 成矿作用火山热液型金矿床主要发育于西准噶尔北部的萨吾尔山地区和南部达拉布特断裂以北的哈图地区 在萨吾尔山主要有阔尔真阔腊和布尔克斯岱金矿床以及和一系列金铜矿点 ( 如罕哲尕能铜 塔斯特和西亚克斯套等 ), 构成萨吾尔金铜成矿带, 以阔尔真阔腊金矿床为代表 (Shenetal., 2007) 在哈图地区, 晚古生代火山 火山碎屑 陆源碎屑岩建造中发育 200 多个火山热液金矿床和矿点, 以哈图金矿床为代表 ( 沈远超等,1993,1996) 阔尔真阔腊金矿床阔尔真阔腊金矿床位于萨吾尔金铜成矿带东段 矿区出露地层主要为上泥盆统塔尔巴哈台组和下石炭统黑山头组 我们对下石炭统黑山头组 31 个火山岩样品 ( 包括玄武岩 玄武安山岩 安山岩 凝灰岩等 ) 进行了化学分析, 结果表明, 稀土配分模式呈明显的右倾型, 微量元素蛛网图显示富集大离子亲石元素 亏损高场强元素, 表明下石炭统黑山头组火山岩形成于岛弧构造环境 (Shenetal.,2008a) 我们对区域 50km 2 范围内的火山岩进行了火山岩岩相 构造填图研究, 识别出阔尔真阔腊地区存在破火山口杂岩体, 并划分了火山 岩浆活动的 3 个旋 和 9 个岩相 该区破火山口杂岩体至少由一个椭圆状安山质破火山口和随后的小圆形安山质破火山口以及镁铁质火山颈和镁铁质 长英质脉岩组成 火山 岩浆活动的 3 个旋 和 9 个岩相如下 : 火山旋 Ⅰ 包括爆发相 溢流相和爆发相 ; 火山旋 Ⅱ 包括爆发相 溢流相和沉积相 ; 火山喷发 岩浆侵入旋 Ⅲ 包括火山颈相 次火山岩脉相和爆发相 ( 图 5) 本区断裂构造发育, 主要包括火山机构断裂系和区域近东西向的萨吾尔弧形断裂的次级断裂, 火山机构断裂系主要包括环状断裂和局部的放射状断裂, 这些断裂受到了区域近东西向断裂的叠加和改造而使其构造复杂化 容矿岩相为火山旋 Ⅰ 的溢流相安山岩 火山机构断裂系是本区重要的导矿和容矿构造, 矿床形成主要受火山机构断裂系控制, 其次也受区域断裂构造的影响, 即火山机构断裂构造和叠加其上的区域断裂构造控制了火山热液运移的通道和金沉淀富集的空间 火山热液沿此断裂系上升并在有利的构造部位沉淀富集形成金矿体, 因此, 矿体在平面上呈不同程度的弧形弯曲, 在剖面上呈漏斗状产出, 在空间上垂向延深大于水平延长,EH4 电导率成像系统测得矿化体

7 申萍等 : 新疆西北缘晚古生代金铜成矿作用与构造演化 1093 图 5 阔尔真阔腊金矿区火山构造 岩相略图 ( 实测 ) Fig.5 PetrofabricandtectonicsketchoftheKuoerzhenkuolagolddeposit,intheSawurgoldmetalogenicbelt, showinglocationsofkuoerzhenkuolaandbuerkesidaigolddeposits(measuredbyauthors) 在剖面上的特征已经证实这一点 (Shenetal.,2008b) 阔尔真阔腊金矿床东西长 1 7km, 宽 200m~500m 已发现 I Ⅱ Ⅲ Ⅳ 和 Ⅴ 等 5 个金矿体,I 和 Ⅱ 号矿体规模最大, 本区矿体大致呈东西向 ( 如 I Ⅱ Ⅲ 和 Ⅴ) 和少量南北向 ( 如 Ⅳ 号矿体 ) 分布, 平面上呈弧形分布于环状断裂系中 总体上, 矿体具有向上发散变小 向下敛变大 垂向延深大于水平延长的规律 阔尔真阔腊金矿床发育热液充填型脉状矿化及蚀变交代型浸染状矿化, 以蚀变岩型为主 ; 矿石类型包括粗粒块状黄铁矿矿石 浸染状石英 黄铁矿 硫化物矿石 网脉状石英 黄铁矿 硫化物矿石和角砾状石英 黄铁矿 硫化物矿石 ; 目前, 在矿床 1607 中段发现有石英 黄铜矿 黄铁矿矿石, 显示本区有铜矿化的存在, 因此, 阔尔真阔腊金矿床可能为金 ( 铜 ) 矿床 已有的同位素示踪研究结果表明 (Shenetal.,2007), 成矿流体主要为幔源流体, 有少量大气降水和海水的加入, 指示火山热液是主要的成矿流体来源, 即火山热液沿火山机构断裂构造和叠加其上的区域断裂构造上升并在有利的构造部位沉淀富集形成金矿体 我们对阔尔真阔腊金矿床和附近的布尔克斯岱金矿床进行了石英流体包裹 Ar Ar 年龄测定 (Shenetal.,2005), 成 矿年龄分别为 ±2 02~332 59±0 51Ma( 阔尔真阔腊 ),335 53±0 32Ma~336 78±0 50Ma( 布尔克斯岱 ), 李华芹等 (2000) 测得阔尔真阔腊金矿床的含金硅化石英脉中的石英 Rb Sr 等时线为 341±30Ma, 布尔克斯岱的石英钠长斑岩的石英 Rb Sr 等时线年龄为 294±13Ma; 容矿围岩安山岩全岩 Rb Sr 等时线年龄为 343±20Ma( 刘国仁等,2003)~ 347Ma( 贺伯初等,1994) 因此矿床主要形成于早石炭世 布尔克斯岱金矿床的石英钠长斑岩本身为矿体, 因此, 该区金矿床在早石炭系形成之后可能遭受到西准地区后碰撞作用的叠加富集 阔尔真阔腊金 ( 铜 ) 矿床主要产于火山溢流形成的安山岩中, 矿体分布于火山机构断裂系内, 成矿流体主要来源于地幔, 有少量大气水的加入, 矿体分布具有垂向延深大于水平延长的规律, 成矿与成岩年龄相近, 因此, 阔尔真阔腊金矿床的形成和分布均受火山活动的控制, 属火山热液型金 ( 铜 ) 矿床 哈图金矿床哈图金矿床位于达拉布特断裂以北的哈图金矿带中部 沈远超等 (1993) 对该矿床进行了研究, 认为哈图金矿的含矿围岩为一套火山岩, 由 3 个火山岩相组成, 确立了该区存在火山机构, 并提出了火山机构断裂系和区域断裂构造联合控

8 1094 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2008,24(5) 图 6 哈图矿区火山构造 岩相图 ( 据沈远超等,1993) 1 火山角砾岩 集块岩 ;2 层凝灰岩 ;3 玄武岩 ;4 凝灰岩 硅质岩和碧玉岩 ;5 辉绿岩或玄武岩 ;6 破火山断裂系统 ;7 金矿体 ;8 地层产状 Fig.6 PetrofabricandtectonicsketchoftheHatugolddeposit,intheHatugoldmetalogenicbelt(afterShenetal.,1993) 1 volcanicbreccias;2 sedimentarytuf;3 basalt;4 tuf,siliceoussedimentandjasperrock;5 diabaseorebasalt;6 volcanicfracture;7 gold orebody;8 stratigraphicoccurence 制矿体的形成和分布, 预测哈图金矿深部有大量盲矿体存在, 在地下 300m~1000m 范围内仍可能有 37 吨金的储量 1989 年, 沈远超等进行了两个深孔 ( 分别为 600m 和 900m) 的钻探验证, 发现了地下 300m~900m 之间存在 10 层盲矿体 ( 沈远超等,1993) 2005 年, 在哈图金矿内 17 个钻孔探明了西段 L27 脉在地下 400m~600m 之间仍有富矿体 ( 新增储量 8 吨 ), 目前控制矿体深度达 900m, 迄今为止, 哈图金矿已经新增储量 16t, 成为新疆西北缘最大的金矿床 矿区出露的地层主要为下石炭统太勒古拉组和包古图组 容矿围岩为下石炭统太勒古拉组火山角砾岩 层凝灰岩 玄武岩和凝灰岩 沈远超和金成伟 (1993) 对哈图地区玄武岩的岩石化学研究显示, 该区火山岩主要为低钾低 TiO 2 的拉斑玄武岩, 稀土配分模式为平坦曲线,REE 总量相对较低, 具有大洋玄武岩特点, 指示构造环境为弧后盆地 区内岩浆活动频繁, 主要表现为海西晚期的中酸性岩浆侵入 区域内断裂发育, 主要有北北东向平行展布的安齐断裂和哈图断裂, 它们控制着本区的基本构造格局, 也控制着区域内金矿床的分布 沈远超等 (1993) 对哈图金矿岩石 岩相和地质构造进行了研究, 认为矿区存在一古火山机构 ( 图 6), 可划分 3 个岩相 :(1) 火山颈相, 由次火山岩 辉绿岩组成 ;(2) 火山溢流 喷发相, 由不同溢流 喷发旋回的玄武岩和凝灰岩组成 ;(3) 火山爆发相, 包括玄武质集块岩 凝灰角砾岩等火山角砾岩 此外还有古火山口洼地沉积成因的层凝灰岩和少量凝灰质粉砂岩 哈图金矿床赋存于各个岩相中, 包括火山颈相 火山溢流 喷发相和火山爆发相 受安齐断裂左旋错 动影响, 哈图古火山机构的南东部分已向北东方向迁移约 5km 哈图金矿床发育古火山机构环状和放射状断裂系, 金矿体都产在这些断裂系中, 这些断裂系受到区域安齐断裂构造的强烈改造, 使其不易辨认 哈图金矿区已发现金矿体近 30 条, 它们成群分布于安齐断裂上盘 2km 2 范围内 矿脉以单脉为主, 有些矿脉上 下盘往往发育有数条副脉或支脉 根据矿脉展布方向及特征, 大致可分为北西向 北东东向 北东向及少量北北西向矿脉组, 其中以北西向矿脉组含矿最富 单个矿化体一般几十米到几百米长,0 5m~4m 宽, 延深达 500 米, 矿体分布具有 一深 二盲 三西斜 特点 ( 沈远超等, 19901) 矿化类型有石英脉型和蚀变岩型, 矿物组合属黄铁矿 毒砂 自然金 石英组合类型 成矿流体包裹体氢氧同位素示踪研究 ( 沈远超等,1993; 范宏瑞等,1998) 表明, 成矿流体主要为幔源流体, 有少量大气水的加入, 指示火山热液是主要的成矿流体来源 沈远超等 (1993) 对哈图金矿带中的哈图金矿进行了 3 个含金石英脉 40 Ar/ 39 Ar 快中子法同位素定年, 分别为 ± ±3 2 和 341 6±1 1Ma, 属石炭世 李华芹和陈富文 (2004) 测得石英流体包裹体 Rb Sr 等时线年龄为 290 ±6 5Ma~288±20Ma, 属早二叠世 李华芹和陈富文 (2004) 测得萨尔托海的萨 Ⅰ 火山热液型金矿床的含金石英脉流体包裹体 Rb Sr 等时线年龄为 341±25Ma, 属早石炭世 1 沈远超等 哈图金矿带地质 物探 化探综合研究及找矿靶区优选,305 课题 Ⅱ1

9 申萍等 : 新疆西北缘晚古生代金铜成矿作用与构造演化 1095 沈远超和金成伟 (1993) 测得容矿围岩太勒古拉组硅质岩和玄武岩的 Rb Sr 等时线年龄分别为 296 6Ma 和 328±31Ma, 李华芹和陈富文 (2004) 测得结果分别为 323±22Ma 和 328 ±31Ma 可见, 金成矿作用与火山活动是同一地质热事件的产物, 属早石炭世, 而落入早二叠世范围的成矿年龄表明矿床形成后可能遭受到后碰撞的叠加富集 上述研究表明, 哈图金矿床产于火山活动形成的各个岩相中, 矿体分布于火山机构断裂系内, 成矿流体来源于地幔, 成矿与成岩年龄相近, 因此, 哈图金矿床是火山热液型金矿床 2.4 斑岩型铜矿床新疆西北缘斑岩型铜矿化发育, 包括达拉布特断裂南部的包古图 Ⅱ Ⅴ 号岩体斑岩型铜矿床, 此外, 在萨吾尔山西亚克斯套 罕哲嘎能和谢米斯台山东段也发现了斑岩型铜矿化 此处仅介绍包古图 Ⅴ 号岩体 包古图 V 号岩体斑岩铜矿床 ( 简称包古图斑岩铜矿床 ) 位于新疆西准噶尔地区达拉布特断裂以南, 克拉玛依市以西 40km 处 七五 期间, 中国科学院地质与地球物理研究所沈远超承担的国家 305 项目课题 (I 1 ) 首次在西准包古图地区研究并发现了一系列与小岩体有关的金铜矿床和矿点, 并在 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ V 号岩体发现了细脉浸染型铜矿化, 尤其以 Ⅴ 号岩体最为发育 ( 沈远超等,1993) 2002~2007 年, 新疆有色地勘局和甘肃建新公司投资, 由新疆有色地质勘察局地质研究所进行的研究和勘探发现了 V 号岩体深部的细脉浸染型铜矿, 基本为全岩矿化 ( 许发军和夏芳,2003; 张锐等,2005), 累计施工了 39 个钻孔, 总进尺 余米, 平均矿化累计厚度 170 多米, 目前已控制的 Cu 资源量大于 110 万吨, 其中还伴生 Mo(> ) Au(0 25g/t) Ag (2 8%) 等有益元素, 规模达大型 本区铜矿体中伴生有 Au 以及本区外围发育金矿床, 因此, 包古图斑岩铜矿应属于富金斑岩型铜矿床 包古图地区出露的地层主要是下石炭统的希贝库拉斯组和包古图组 ( 图 7), 为一套巨厚的深海 浊流海下扇建造 区域构造体系主要为南北向希贝库拉斯复向斜及南北向压扭性断裂, 希贝库拉斯复向斜由一系列开阔向斜和紧闭背斜组成 包古图 V 号岩体形态呈不规则状位于希贝库拉斯复向斜的东翼, 地表出露面积 0 84km 2 晚古生代, 包古图地区为岛弧环境 沈远超和金成伟 (1993) 对包古图地区玄武岩的岩石化学研究显示, 该区火山岩复杂, 包括玄武岩 安山玄武岩 粗玄岩和玄武质粗玄岩, 稀土配分模式为右倾型曲线,REE 总量相对较高, 具有岛弧拉斑玄武岩或岛弧近大陆一侧的玄武岩特征 2005 年我们对包古图地区 40 多个岩石薄片进行了鉴定初步认为, 包古图 V 号岩体是由似斑状闪长岩 闪长玢岩和石英闪长玢岩等组成的一个复式岩株 ; 对 14 个岩石进行了化学分析, 岩石的稀土配分模式具有右倾型特点, 微量元素蛛网图具有岛弧岩浆的特点 ( 另文发表 ), 结合包古图地区安山玄武岩和粗玄岩 图 7 西准地区包古图斑岩 Ⅴ 号岩体铜金矿床地质图 ( 据沈远超等,1993) 1 下石炭统包古图组上亚组凝灰质中细粒砂岩 沉凝灰岩和凝灰质砾岩 ;2 下石炭统包古图下亚组沉凝灰岩 薄层状凝灰质粉砂岩 细砂岩 ;3 下石炭统希贝库拉斯组上亚组凝灰质中细粒砂岩 沉凝灰岩和碧玉岩 ;4 闪长岩 ;5 闪长玢岩 ;6 花岗斑岩脉 ; 7 闪长玢岩脉 ;8 断层 ;9 地质界限 ;10 地层产状 Fig.7 GeologicalmapoftheBaoguturockbodyⅤ copper golddeposit,in thebagutocopper gold metalogenicbelt (aftershenetal.,1993) 1 LowerCarboniferousupperBaogutuFormationtufaceousstoneand sedimentarytuf;2 LowerCarboniferouslowerBaogutuFormation sedimentarytufandtufaceoussilt;3 LowerCarboniferousupper XibikulasiFormationtufaceousstoneandsedimentarytufandjasper rock;4 granodiorite;5 granodioriteporphyry;6 graniteporphyry dike; 7 diorite porphyry dike; 8 fault; 9 geological boundary; 10 stratigraphicoccurence 研究结果, 我们初步认为包古图含矿斑岩的形成环境属岛弧环境 张连昌等 (2006) 也认为包古图含矿斑岩形成于与洋内俯冲有关的岛弧环境 矿区范围内广泛发育热液蚀变, 目前所识别出的蚀变类型主要有黑云母化 钾长石化 硅化 绢云母化 水云母化 高岭土化 绿泥石化 绿帘石化 电气石化及碳酸盐化等 本区岩体中微裂隙发育, 形成网脉状 细脉状构造, 主要发育石英 黄铜矿脉 石英 黄铁矿脉和石英 黄铜矿 辉钼矿脉等, 围岩中有石英 黄铁矿脉 碳酸盐脉等 矿化上部为细脉浸染状矿石, 向深部逐渐过渡为稀疏浸染状矿石 我们研究初步认为, 包古图地区从岩体到围岩逐渐顺序为铜钼矿化 铜矿化 铜金矿化 金矿化, 矿化主要为浸染状矿化和细脉浸染状矿化, 可能存在斑岩型和浅成低温热液型矿床的套合, 同位素年龄数据支持了这一认识, 沈远超等 (1993) 对包古图地区岩体进行了同位素年龄测量,V 号岩体

10 1096 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2008,24(5) Rb Sr 等时线年龄值为 322±30Ma,K Ar 年龄值为 322± 38Ma;I 号岩体获得的 U Pb 等时线 ( 锆石 ) 年龄为 305Ma, 属于晚石炭世 宋会侠等 (2007) 报道了包古图 V 号岩体辉钼矿的 Re Os 同位素数据为 310Ma 可见, 本区成岩成矿作用发生在中晚石炭世 此外, 李华芹和陈富文 (2004) 测得包古图金矿含金石英脉石英流体包裹体的 Rb Sr 等时线年龄为 311±9 8Ma 包古图斑岩与外围的金矿化为同时代的产物, 二者之间在成因上和时空关系上的规律值得进一步研究 沈远超等 (1993) 对包古图 Ⅴ 号岩体铜矿床的黄铁矿 磁黄铁矿和毒砂硫同位素测量结果表明, 所有蚀变岩中的硫化物具有十分相似的硫同位素组成,20 个样品的 δ 34 S 集中在 0~2 之间, 绝大部分在 之间, 反映了深源硫的特点 宋会侠等 (2007) 进行了 9 个硫化物样品硫同位素测量, 得出了相同的结论 (δ 34 S 集中在 -2 4~0 7 之间 ) 包古图 Ⅴ 号岩体是由中性侵入岩为主组成的浅成复式岩体, 岩体的热液蚀变分带明显, 具有细脉浸染型铜矿化, 包括浸染状 细脉状和网脉状铜矿化, 成矿物质来源于深部, 基本为全岩矿化, 具有斑岩铜矿的基本特点, 包古图 Ⅴ 号岩体为富金斑岩型铜矿床 3 不同金铜成矿作用动力学过程 3.1 不同金铜成矿作用的成矿时代阿尔泰南缘的阿舍勒铜锌金矿床主要形成于中下泥盆统, 是同生矿床, 也有少量的矿石形成于石炭系 二叠系, 表明阿舍勒矿床形成后可能遭受了弧陆碰撞及后碰撞的叠加富集 额尔齐斯构造带金成矿时代集中于晚石炭系 二叠系, 现有的同位素年龄数据表明, 额尔齐斯构造带在碰撞造山之后经历了两次构造岩浆热事件 : 早期深构造层次的中酸性岩脉侵位和韧性剪切作用, 晚期浅构造层次的韧脆性剪切 脆性断裂和斜长花岗岩体侵入 ( 闫升好等,2004), 金成矿作用可能与晚期构造岩浆热事件有关 西准噶尔北缘萨吾尔金矿带金成矿时代属早石炭世, 而萨吾尔东段的布尔克斯岱金矿床中的含矿钠长斑岩成矿时代为早二叠世, 西准噶尔南缘哈图金矿带金成矿时代为早石炭世, 但少量热液蚀变属于早二叠世, 因此, 西准噶尔金成矿作用与火山活动是早石炭世同一地质热事件的产物, 落入早二叠世范围的成矿年龄表明早石炭世矿床形成后可能遭受到后碰撞的叠加富集 西准噶尔地区发育两类花岗岩 ( 沈远超和金成伟,1993), 一类花岗岩为海西中期 (330~320Ma) 的中酸性小斑岩体, 另一类为海西晚期 (<270Ma) 的花岗岩基, 包古图地区斑岩铜矿成岩成矿时代为晚石炭世, 与海西中期中酸性侵入岩有关 可见, 新疆西北缘发育的块状硫化物型 火山热液型 斑岩型和韧性剪切带型金铜成矿作用均发生在海西中晚期, 成矿时代分别集中在中泥盆世 早石炭世 中晚石炭世和早二叠世 但金铜成矿作用在新疆西北缘贯穿于整个晚古生代, 因此, 在晚古生代早期发育的金铜成矿作用 ( 如块状硫化物型 火山热液型和斑岩型 ) 可能遭受了晚期区域构造岩浆活动的叠加和改造, 显示了新疆西北缘金铜成矿作用的多期性和复杂性 3.2 不同金铜成矿作用的动力学过程新疆西北缘是我国中亚成矿域的重要组成部分, 在古生代, 新疆西北缘经历了一个完整的洋 陆转化过程中的俯冲 碰撞和后碰撞演化阶段, 在每个构造演化阶段都发生了金铜成矿作用, 形成了一系列不同类型的金铜矿床 ( 图 8) 阿尔泰西南缘金铜成矿作用动力学过程阿尔泰西南缘地区, 晚古生代早中泥盆世 (400~ 380Ma), 由于斋桑洋盆向北俯冲, 导致西伯利亚板块南缘岛弧 弧后盆地体系的形成 (Xuetal.,2003), 火山沉积盆地发生双峰式火山活动和成矿作用, 形成阿舍勒等块状硫化物矿床 与此同时, 火山盆地中发育的泥盆纪火山沉积建造的成矿物质发生了初步富集, 为额尔齐斯金矿带中金矿床形成的沉积预富集期 在晚泥盆纪 石炭纪, 斋桑洋盆继续向北俯冲并与阿舍勒岛弧碰撞, 在晚石炭世 二叠纪, 该区发生后碰撞作用 ( 王京彬和徐新,2006), 酸性岩浆侵入活动强烈, 酸性岩浆活动如英安斑岩等叠加在阿舍勒铜矿之上, 使阿舍勒铜矿再次富集 阿尔泰西南缘后碰撞作用过程中, 额尔齐斯断裂及其次级断裂活动强烈, 这对额尔齐斯金矿带的金矿的形成具有重要作用 额尔齐斯金矿带中的金矿床受深层次韧性剪切带控制, 沿额尔齐斯构造带从西到东, 几乎都发育大量呈构造透镜体顺片理化带产出的不含矿或含矿较差的石英脉, 但金矿体主要定位于剪切带内浅层次脆性构造中 ( 王京彬等, 1999; 李志纯,1999), 因此, 金矿床主要受走滑向伸展构造体制转换脆韧性构造及脆性构造的控制 ( 王京彬等,1999; 李志纯,1999), 额尔齐斯金矿带西段韧性构造和韧脆性构造叠加并存于同一构造带内的事实说明, 剪切带经历了从深部构造层次到浅部构造层次的抬升过程, 这种韧性剪切变形抬升到脆韧性和脆性剪切变形域可能是形成本区大型金矿床的主要条件, 而额尔齐斯金矿带东段缺乏脆韧性剪切变形域的叠加 ( 也可能是被剥蚀掉了 ), 造成了东段金成矿作用不发育 西准地区金铜成矿作用动力学过程晚古生代, 西准北缘以岛弧构造为主 ( 肖序常等,1992; 王广瑞等,1996; 王务严等,1997), 主要是发育于洪古勒楞 阿尔曼太复合岛弧南北两侧的晚古生代岛弧 ( 北侧为萨吾尔 阿吉博格多岛弧带, 南侧为谢米斯台 三塘湖岛弧带 ) 和一个弧间盆地 ( 王广瑞等,1996) 前已述及, 西准地区南部的哈图地区为弧后盆地 ( 沈远超等,1993), 包古图地区为岛弧环境 ( 沈远超等,1993; 沈远超和金成伟,1993; 张连昌等,2006) 在上述研究的基础上, 结合西准地区最新研究成果 ( 何

11 申萍等 : 新疆西北缘晚古生代金铜成矿作用与构造演化 1097 图 8 新疆西北缘晚古生代金铜成矿作用与构造演化关系图 A.D 1, 在西伯利亚板块南缘的弧后盆地发生双峰式火山活动和 VMS 矿床的形成 B.D 2 C 1, 斋桑洋向南俯冲形成萨吾尔岛弧和有关的火山热液型金矿床, 同时, 准噶尔洋向北俯冲, 形成包古图岛弧和哈图弧后盆地, 伴随有斑岩型铜金矿床和火山热液型金矿床的形成 C.C 2 P 1, 后碰撞岩浆活动, 大规模额尔齐斯剪切构造发生, 形成与韧性剪切构造有关的金矿床 Fig.8 SchematicdiagramsshowingtheLatePaleozoicevolutionandformationofgoldandcoppermineralizaioninnorthwestern Xinjiang A.D 1,thebackarcextensioninthesouthernmarginoftheSiberianplateledtoanimportantbimodalvolcanicactivityandasociatedVMS deposits. B.D 2 C 1,southernsubductionofZaisanOceancausedtheSaurarcandasociatedwithvolcanogenehydrothermalgolddeposits,meanwhile, northwardsubductionofthejunggaroceanwasresponsibleforthebaogutuarcandthehatuback arcbasin.porphyrycu Audepositsandmany volcanogenicgolddepositsareformedinthebaogutuarcandhatuback arcbasin,respectively. C.C 2 P 1,contemporarytopost colisionalmagmaticactivity,developmentofthelarge scaleirtyshshearzonetookplace.thisledtothe formationofshearzonehostedgolddeposits 国琦和朱永峰,2006; 何国琦等,2007; 朱永峰等,2007), 我们初步总结西准地区晚古生代构造演化过程如下 : 泥盆纪 早石炭世, 斋桑洋盆向南俯冲和准噶尔洋向北俯冲, 在西准北缘洪古勒楞 阿尔曼太复合岛弧南北两侧分别形成萨吾 尔岛弧和谢米斯台岛弧 岛弧发育中晚泥盆世 早石炭世钙碱性火山活动及随后的花岗岩体侵入活动, 形成火山热液金矿床和斑岩型铜金矿化 与此同时, 在西准地区南部, 准噶尔洋向北俯冲, 形成了

12 1098 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2008,24(5) 包古图岛弧和哈图弧后盆地, 发育海相火山沉积, 包括安山岩 玄武岩和一些混杂堆积 ( 沈远超等,1993,1996), 在哈图弧后盆地发育下石炭统太勒古拉组和希贝库拉斯组, 主要为一套海底喷发的玄武质熔岩 玄武质凝灰岩和火山碎屑岩等, 其中发育众多的火山热液型金矿床 在包古图岛弧出露有下石炭统包古图组, 侵入的闪长 ( 玢 ) 岩中形成了斑岩型铜矿床 晚石炭世 二叠世, 西准地区进入了后碰撞阶段, 形成大规模的花岗岩类岩体和陆相火山磨拉石建造 ( 沈远超等,1993,1996) 4 结论 新疆西北缘为中亚成矿域的重要组成部分, 在晚古生代板块经历了洋 陆转化过程中的俯冲 碰撞和后碰撞演化阶段, 每个构造演化阶段都有一套金属元素的大富集和金铜矿床的形成 VMS 型成矿作用主要形成于中泥盆世弧后盆地拉张构造环境, 火山热液型成矿作用既可形成于早石炭世弧后盆地拉张环境, 也可形成于早石炭世岛弧挤压环境, 斑岩型成矿作用主要形成于中晚石炭世岛弧挤压环境, 而韧性剪切带成矿作用形成于早二叠世后碰撞的弛张阶段 金铜成矿作用在新疆西北缘可能贯穿于整个晚古生代, 因此, 在晚古生代早期发育的金铜成矿作用可能遭受了晚期弧陆碰撞和 ( 或 ) 后碰撞阶段的构造岩浆活动的叠加和改造, 显示了新疆西北缘金铜成矿作用的多期性和复杂性 致谢野外工作中得到了阿舍勒铜矿 新疆第一 第四 第十一地质队 新疆有色 地质队 新疆有色研究所 新疆有色研究院 哈图金矿 哈巴河国土资源局 吉木乃县国土资源局 和布克赛尔县国土资源局和托里县国土资源局等单位的大力支持, 国家 305 项目办公室对本研究给予了关心和指导 审稿人对文章修改提出了很好的建议, 谨致谢忱 References ChenYC, YeQT and FengJ Ore formingconditionsand MetalogenicPrognosisoftheAsheleCopper zincmetalogenicbelt, Xinjiang,China.Beijing:GeologicalPublishingHouse,1-70(in Chinese) ChengZFandRuiXJ.1996.MetalogeneticcharacteristicsofSaidugold depositinhabahecounty.xinjianggeology,14(3): (inchinesewithenglishabstract) FanHR,JinCW andshenyc.1998.ore Formingfluidgeochemistryof thehatu gold depositin Xinjiang, NorthwestChina. Mineral Deposits,17(2): (inChinesewithEnglishabstract) HeBC,TanKRandWuQH.1994.AgesandSr,Ndisotopicevidences ofmantlesourcemagmatateinthebu sgolddeposit,jimunai County,NorthernXinjiang.GeotectonicaetMetalogenia,18(3): (inChinesewithEnglishabstract) HeGQ,LiuJB,ZhangYQandXuX.2007.Keramayophioliticmlange formedduring Early Paleozoic in western Junggarbasin. Acta PetrologicaSinica,23(7): (inChinesewithEnglish abstract) HeGQandZhuYF.2006.Comparativestudyofthegeologyandmineral resourcesinxinjiang,china,anditsadjacentregions.geologyin China,33(3): (inChinesewithEnglishabstract) HuAQ, Wang ZG and Tu GZ GeologicalEvolution and MagmatizmandMineralizationRegularyinNorthXinjiang.Beijing: SciencePres,1-246(inChinesewithEnglishabstract) LiGM,ShenYC,LiuTB,ShenPandZhouNW.2007.Metalogenic evolutionoftuokuzibayigold depositin southern Altay, north Xinjiang:Evidencefrom characteristicsofquartzvein systems, isotopicgeochemistryandar Archronology.MineralDeposits,26 (1):15-32(inChinesewithEnglishabstract) LiHQ and Chen FW Isotopic Geochronology ofregional MineralizationinXinjiang,China.Beijing:GeologicalPublishing House,19-42(inChinesewithEnglishabstract) LiHQ, ChengFW and CaiH Studyon chronologyofthe Buerkesidaigold depositin northwestern margin ofthejungger basin.geologyandmineralresourcesofsouthchina,4:15-18 (inchinesewithenglishabstract) LiHQ, Xie CF and Chang HL Study on Metalogenetic ChronologyofNonferousandPreciousMetalicOreDepositsinNorth Xinjiang,China.Beijing:GeologicalPublishingHouse, (inchinesewithenglishabstract) LiZC.1999.Twotectono metalogenictypesofaudepositsandtheir metalogenicmodelsinthesouthernaltaymountain.geotectonicaet Metalogenia,23(1):16-28(inChinesewithEnglishabstract) LiuGR, Long ZN and Chen QZ The formation age and geochemicalcharacteristicsofvolcanicrockofkuoerzhenkuolasgold mineinxinjiang.xinjianggeology,21(2): (inchinese withenglishabstract) QinKZ,SunS,LiJL,FangTH,WangSLandLiuW.2002.Paleozoic epithermalauandporphyrycudepositsinnorthxinjiang,china: epochs, features, tectonic linkage and exploration significance. ResourceGeology,52: RuiXJ,ZhuSH andliukj.1993.regionalmineralizingmodeland basicfeaturesofprimarygolddepositsinaltai,xinjiang.geological Review,39(2): (inChinesewithEnglishabstract) RuiZY,GoldfarbRJ,QiuYM,ZhouTH,PirajnoFandYunG Paleozoic earlymesozoicgolddepositsofthexinjiangautonomous Region,northwesternChina.MineraliumDeposita,37: ShenP,ShenYC,LiuTB,LiGM andzengqd.2007.genesisof volcanic hostedgold depositsin the Sawurgold belt, northern Xinjiang,China:Evidencefrom REE,stableisotopes,andnoble gasisotopes.oregeologyreviews,32: ShenP,ShenYC,LiuTB,LiGM andzengqd.2008a.geologyand geochemistryofthe Early CarboniferousEastern Sawurcaldera complex and asociated gold epithermalmineralization, Sawur Mountains,Xinjiang,China.JournalofAsianEarthSciences,32: ShenP,ShenYC,LiuTB,LiGM andzengqd.2008b.predictionof hiddenauandcu Nioresfrom depletedminesinnorthwestern China:Fourcasestudiesofintegratedgeologicalandgeophysical investigations.mineraliumdeposits,43: ShenP,ShenYC,ZengQD,LiuTBandLiGM Ar 39 Arage andgeologicalsignificanceofthesawuergold beltin northern Xinjiang,China.ActaGeologicaSinica,79: ShenYC,JinCW andqijy.1993.ore formingmodelandmechanism ofgoldmineralizationareainwestjunggar.in:tugc(ed.).new developmentsofsolidearthsciencesofnorthernxinjiang.beijing: SciencePres, (inChinese) ShenYC,LiuTB,ZengQDandLiGM.2001.TheoryandMethodof MetalogenicPrognosisonChinaGoldDeposits.Beijing:Science Pres,1-165(inChinesewithEnglishabstract) ShenYC andjincw.1993.goldmineralizationinwestjunggar.

13 申萍等 : 新疆西北缘晚古生代金铜成矿作用与构造演化 1099 Beijing:SciencePres, (inChinese) ShenYC,ShenP,LiGM,ZengQDandLiuTB.2007.Structuralore controlregularitiesofirtysh gold metalogenic beltin Northern Xinjiang.MineralDeposits,26(1):7-31 (inchinesewith Englishabstract). ShenYC,XiaoZandLiuH.1996.ThecharacteristicsoftheAltay Junggargoldmineralizationbelt.In:JinC(ed.).GeologyofMain Gold Metalogenic Belts in Northern PartofChina. Beijing: SeismologicalPres,7-31(inChinesewithEnglishabstract) SongHX,LiuYLandQuWJ.2007.GeologicalcharactersofBaogutu porphyrycopperdepositinxinjiang,nw China.ActaPetrologica Sinica,23(7): (inChinesewithEnglishabstract) WangGR, ChengSD, Yang, SD, ZhangZM andouys ExplanationforthetectonicformationmapoftheNorthXinjiangand neighbouringcountry.wuhan:chinauniversityofgeosciencepres (inchinese) Wang JB and Xu X Postcolisionaltectonic evolution and metalogenesisinnorthernxinjiang,china.actageologicasinica, 80(1):23-31(inChinese) WangJB,LiBQandZhangJB.1999.MetalogenicPrognosisandCu Au ConditionsoftheErtixOreBelt.Beijing:MetalurgicalIndustry Pres,62-79(inChinesewithEnglishabstract) WangWY,WuSZ,WuXZ,XiangSZ,ZhaoYDandWangX TectoniccharacteristicsinFuhaiareainNorthernXinjiang.Xinjiang Petroleum Geology,18(1):18-23(inChinesewithEnglish abstract) WangDH,ChenYC,XuZG,LiTDandFuXJ.2002.Minernogenetic SeriesofMineralDepositsandRegularityofMineralizationinthe AltaidMetalogenicProvince,Xinjiang, China. Beijing: Atomic EnergyPres,498(inChinese) WuFandCaiYB.2003.Mechanismandgeologicalcharacteristicsofthe DuolanasayigolddepositinXinjiang.XinjiangNon ferousmetals, (Sup.):18-30(inChinese) XiaoXC,TangYQ,FengYM,ZhuBQ,LiJY andzhaom TectonicEvolution ofthe Northern Xinjiang and Its Adjacent Regions.Beijing: GeologicalPublishingHouse,1-169 (in ChinesewithEnglishabstract) XiaoWJ,HanCM,YuanC,ChenHL,SunM,LinSF,LiZL,Mao QG,ZhangJE,SunSandLiJL.2006a.UniqueCarboniferous Permiantectonic metalogenicframeworkofnorthernxinjiang(nw China):ConstraintsforthetectonicsofthesouthernPaleoasian Domain.ActaPetrologicaSinica,22(5): (inChinese withenglishabstract) XiaoWJ,WindleyBF,YanQR,QinKZ,ChenHL,YuanC,SunM, LiJLandSunS.2006b.SHRIMPzirconageoftheAermantai ophiolitein the North Xinjiang Area, China and its tectonic implications.actageologicasinica,80(1):32-36(inchinese) XiaoW,WindleyBF,BadarchG,SunS,LiJ,QinK andwangz Palaeozoic accretionary and convergenttectonics ofthe southernaltaids: Implicationsforthe growth ofcentralasia. London,JournaloftheGeologicalSociety,161: XuFJandXiaF.2003.GeologicalcharacteristicsofBaogutucopper gold porphyrydepositinwesternjunggar.xinjiangnon ferousmetals, (Sup.):11-14(inChinesewithEnglishabstract) XuJF,PaternoR,CastiloChenFR,NiuHC,YuaXYandZhenZP GeochemistryoflatePaleozoicmaficigneousrocksfrom the Kuertiarea,Xinjiang,northwestChina:Implicationsforbackarc mantleevolution.chemicalgeology,193: YanSH,ChenW,WangYT,ZhangSCandChenBL Ar/ 39 Ar datinganditssignificanceoftheertixgoldmetalogenicbeltinthe AltayOrogen,Xinjiang.ActaGeologicaSinica,4: (in Chinese) ZhangR,ZhangYXandDongGS.2005.Geologicalcharacteristicsand originofbaogutoucopperdepositinxinjiangmeetingofchinese ScienceandtechnologyAsociation,Urümgi,1-6(inChinese) ZhuYF,XuX,WeiSN,SongBandGuoX.2007.Geochemistryand tectonicsignificanceofoib typepilowbasaltsinwesternmts.of Keramaycity(western Junggar), NW China. ActaPetrologica Sinica,23(7): (inChinesewithEnglishabstract) 附中文参考文献 陈毓川, 叶庆同, 冯京 阿舍勒铜锌成矿带成矿条件和成矿预测. 北京 : 地质出版社,1-70 程忠富, 芮行健 哈巴河县赛都金矿成矿特征. 新疆地质,14 (3): 范宏瑞, 金成伟, 沈远超 新疆哈图金矿成矿流体地球化学. 矿床地质,17(2): 何国琦, 刘建波, 张跃迁, 徐新 准噶尔盆地西缘克拉玛依早古生代蛇绿混杂岩带的厘定. 岩石学报,23(7): 何国琦, 朱永峰 中国新疆及其邻区地质矿产对比研究. 中国地质,33(3): 贺伯初, 谭克仁, 吴堑虹 北疆吉木乃布氏金矿幔源岩岩浆岩时代及 Sr Nd 同位素证据. 大地构造与成矿学,18(3): 胡霭琴, 王中刚, 涂光炽 新疆北部地质演化及成岩成矿规律. 北京 : 科学出版社,1-246 李光明, 沈远超, 刘铁兵, 申萍, 周能武 新疆阿尔泰南缘托库孜巴依金矿成矿演化 : 石英脉系 同位素地球化学及其 Ar Ar 年代学证据. 矿床地质,26(1):15-32 李华芹, 陈富文 中国新疆区域成矿作用年代学. 北京 : 地质出版社,19-42 李华芹, 成富文, 蔡红 准噶尔盆地西北缘布尔克斯岱金矿床成矿作用年代学研究. 华南地质与矿产,4:15-18 李华芹, 谢才富, 常海亮 新疆北部有色贵金属矿床成矿作用年代学. 北京 : 地质出版社, 李志纯 阿尔泰南缘两类构造成矿类型金矿床及其成矿模式. 大地构造与成矿学,23(1):16-28 刘国仁, 龙志宁, 陈青珍等 新疆阔尔真阔腊金矿一带火山岩形成时代及地球化学特征. 新疆地质,21(2): 芮行键, 朱韶华, 刘抗娟 新疆阿尔泰原生金矿基本特征及区域成矿模式. 地质论评,39(2): 沈远超, 金成伟, 齐进英等 西准噶尔金矿化集中区的成矿模式和形成机理. 见 : 涂光炽主编. 新疆北部固体地球科学新进展. 北京 : 科学出版社, 沈远超, 金成伟 西准噶尔地区岩浆活动与金矿化作用. 北京 : 科学出版社, 沈远超, 刘铁兵, 曾庆栋, 李光明 中国金矿床成矿预测的基本理论与方法. 北京 : 科学出版社,1-106 沈远超, 申萍, 李光明, 曾庆栋, 刘铁兵 新疆额尔齐斯金矿带构造控矿规律研究. 矿床地质,26(1):33-42 沈远超, 肖增岳, 刘洪涛 阿尔泰 准噶尔金矿带特点. 见 : 金成伟主编. 中国北方主要金矿带地质. 北京 : 地震出版社, 7-31 宋会侠, 刘玉琳, 屈文俊等 新疆包古图斑岩铜矿矿床地质特征. 岩石学报,23(8): 王登红, 陈毓川, 徐志刚, 李天德, 傅旭杰 阿尔泰成矿省的成

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