袁峰等 : 西准噶尔萨吾尔地区主要矿床类型及成矿规律 389 育的镁铁 超镁铁岩体的岩浆 Cu Ni 硫化物矿床的找矿潜力 ; 阔尔真阔腊 布尔克斯岱地区斑岩型 浅成低温热液型金铜矿床的找矿潜力 ; 区域晚石炭世 早二叠世斑岩型 Cu Mo 矿床的找矿潜力 ; 萨吾尔断裂及其次级断裂控制范围内的 A

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1 /2015/031(02) ActaPetrologicaSinica 岩石学报 西准噶尔萨吾尔地区主要矿床类型及成矿规律 1 袁峰 1 周涛发 1 邓宇峰 2 郭旭吉 1 张达玉 1 许超 2 李鹏 2 张斌 YUANFeng 1,ZHOUTaoFa 1,DENGYuFeng 1,GUOXuJi 2,ZHANGDaYu 1,XUChao 1,LIPeng 2 andzhangbin 2 1 合肥工业大学资源与环境工程学院, 合肥 新疆有色地质勘查局 706 大队, 阿尔泰 SchoolofResourcesandEnvironmentalEnginering,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China 2 No 706GeologicalParty,XinjiangGeoexplorationBureauforNonferousMetals,Altai836500,China 收稿, 改回 YuanF,ZhouTF,DengYF,GuoXJ,ZhangDY,XuC,LiPandZhangB 2015 Ore formingtypeandregional metalogenicregularityinthesawuerregion,westjunggar,xinjiang ActaPetrologicaSinica,31(2): Abstract Sincethe1980s,manyneworedeposits(oroccurences)havebeenfoundintheSawuerregionoftheWestJunggar,but thegeologicalcharacteristics,spatialandtemporaldistribution,tectonicsetingandmetalogenicregularityofthedepositsarepoorly studied,whichconstraintsthefurtherexplorationworks ThispapersummarizedmetalogenicregularityofthedepositsintheSawuer regionbasedontheresearchoftheoredeposits(occurences) inthisarea,includingthetuerkubantaocu Niorespot,the KuoerzhenkuolaAu Cudeposit,theBuerkesidaiAudeposit,theHanzheganengCudeposit,theTasiteAudeposit,theHeishantouAu orespot,thenalinklacu Moorespot Accordingtothegenetictypeoforedeposits,thedepositsintheSawuerregioncanbedivided asfolowing:themagmaticni Cusulfidedeposit,theporphyry epithermalau Cu Modeposit,andthetectonic alteredrocktypeau depositrelatedtointermediate acidintrusiverocks ThemetalogenicelementsmainlyincludeAuandCu,folowedbyCu NiandMo ThesedepositswereformedintheMiddleDevonian,theEarlyCarboniferous,theLateCarboniferous,andmanlyconcentratedinthe EarlyCarboniferous(354~336Ma) Spatialy,themagmaticNi CusulfidedepositsaredistributedintheKekesentaoregionofthe northernsawuer,thetectonic alteredrocktypeaudepositsrelatedtointermediate acidintrusiverocksaredistributedinthenorthern Sawuerregion,whiletheporphyry epithermalau Cu ModepositsarelocatedatthesouthernmarginoftheSawuerregion Thedeposits inthisareawereformedinmiddledevonianisland arcseting,earlycarboniferousisland arcseting,andlatecarboniferouspost colisionenvironment ThemetalogenicregularityimpliesthattheSawuerregionhaspotentialforfurtherprospecting Themafic ultramaficintrusioninthekekesentaoregionofthenorthernsawuershouldberegardedasfavorableexplorationtargetofmagmaticcu Ni sulfidedeposit Therehaspotentialtofurtherprospectingforporphyry epithermalaudepositsinthekuoerzhenkuo Buerkesidaiarea The LateCarboniferous EarlyPermianintermediate acidintrusiverocksinthesawuerregionhavepotentialtofurtherprospectingforporphyry Cu Modeposits TheareawhichdevelopedtheSawuerfaultanditssecondaryfaultisfavorableexplorationtargetofAu Cudeposits Keywords Metalogenicregularity;Ore formingtype;tectonicseting;sawuerregion;westjunggar 摘要本文基于萨吾尔地区目前发育的主要矿床 ( 点 ) 吐尔库班套铜镍矿点 阔尔真阔腊金铜矿床 布尔克斯岱金矿床 罕哲尕能铜矿床 塔斯特金矿床 黑山头金矿点 那林卡拉铜钼矿点等的研究, 分析了区域矿化类型及成矿规律 认为萨吾尔地区矿床成因类型可分为三类, 岩浆 Cu Ni 硫化物矿床 斑岩型 浅成低温热液型 Au Cu Mo 矿床 与中酸性侵入岩有关的构造蚀变岩型 Au 矿床 矿化以 Au Cu 矿化为主,Cu Ni Mo 矿化次之 成矿时代分布在中泥盆世 早石炭世 晚石炭世, 集中于早石炭世 (354~336Ma) 空间上, 岩浆 Cu Ni 硫化物矿床分布于萨吾尔北部科克森套地区, 斑岩型 浅成低温热液型 Au Cu Mo 矿床 与中酸性侵入岩有关的构造蚀变岩型 Au 矿床主要分布于萨吾尔山南部 成矿构造背景分别对应于区域中泥盆世岛弧环境 早石炭世岛弧环境 晚石炭世碰撞造山后环境 区域成矿规律显示了进一步的找矿潜力 : 萨吾尔北部科克森套地区发 本文受 十二五 国家科技支撑计划项目 (2011BAB06B01) 国家自然科学基金项目 ( ) 新世纪优秀人才支持计划项目 (NCET ) 和矿床地球化学国家重点实验室开放基金 (201102) 联合资助. 第一作者简介 : 袁峰, 男,1971 年生, 教授, 矿物学 岩石学 矿床学专业,E mail:yf_hfut@163.com

2 袁峰等 : 西准噶尔萨吾尔地区主要矿床类型及成矿规律 389 育的镁铁 超镁铁岩体的岩浆 Cu Ni 硫化物矿床的找矿潜力 ; 阔尔真阔腊 布尔克斯岱地区斑岩型 浅成低温热液型金铜矿床的找矿潜力 ; 区域晚石炭世 早二叠世斑岩型 Cu Mo 矿床的找矿潜力 ; 萨吾尔断裂及其次级断裂控制范围内的 Au Cu 找矿潜力 关键词成矿规律 ; 矿床成因类型 ; 构造背景 ; 萨吾尔地区 ; 西准噶尔中图法分类号 P612 1 引言 西准噶尔萨吾尔地区位于哈萨克斯坦 准噶尔板块北缘的萨吾尔 阿尔曼太岛弧带, 地理坐标 : 北纬 ~47 40, 东经 ~87 10, 西起中国 哈萨克斯坦边界, 东止于乌伦古湖西岸, 全长 150km, 平均宽 30km 萨吾尔成矿带是哈萨克斯坦扎尔马 萨吾尔铜 金成矿带向我国境内的东延部分 该带哈萨克斯坦境内有岩浆型查尔斯克铬矿, 南马克苏特铜镍矿, 火山沉积岩型铜 多金属矿, 克孜尔卡茵 肯赛斑岩铜矿, 该成矿带延入我国西北准噶尔地区, 构成我国的萨吾尔成矿带 ( 图 1) 自 20 世纪 80 年代该成矿带内发现阔尔真阔腊 布尔克斯岱和塔斯特金矿床以来, 近年来相继发现了罕哲尕能 那林卡拉 黑山头和吐尔库班套等矿床点 ( 申萍等,2005;Shenetal,2008; 郭正林等,2010;Dengetal, 2013) 然而, 在区域上缺乏系统的矿床地质特征 时空分布 构造背景和成矿规律研究, 制约了进一步的找矿勘探工作 因此, 本文基于已有矿床资料的收集整理, 根据构造 岩浆演化和容矿岩建造, 将研究区金属矿床归并为 3 种类型并分析了各类型矿床的基本特点 时空分布 构造背景和成矿规律, 以期进一步深化新疆北部古生代成矿作用及成矿规律的研究, 服务于找矿勘探工作 2 区域地质背景 萨吾尔地区出露的地层有中泥盆统萨吾尔山组和蕴都喀拉组, 上泥盆统塔尔巴哈台组, 下石炭统黑山头组 哈拉巴依组和那林卡拉组, 上石炭统吉木乃组, 下二叠统喀尔交组和卡拉岗组 ( 图 2)( 新疆维吾尔自治区地质矿产局,1993), 萨吾尔山组主要分布于萨吾尔山南部, 包括中酸性火山岩 图 1 西准噶尔扎尔马 萨吾尔跨境成矿带简图 ( 据 Abdulinetal,1996;Windleyetal,2007 修改 ) Fig.1 Schematiccros bordermapofthezhaerma Sawuermetalogenicbelt,WestJunggar(modifiedafterAbdulinetal,1996; Windleyetal,2007)

3 390 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2015,31(2) 图 2 萨吾尔地区地质简图 ( 据 Fengetal,1989;Chouletetal,2012 修改 ) Fig.2 SchematicgeologicalmapoftheSawuerdistricts(modifiedafterFengetal,1989;Chouletetal,2012) 火山碎屑岩和少量玄武岩 塔尔巴哈台组出露于萨吾尔山南缘及东段, 上亚组为一套浅海相碎屑岩 火山碎屑岩夹少量火山岩, 下亚组为一套火山岩夹有少量火山碎屑岩 蕴都喀拉组分布于萨吾尔山北侧, 主要为中基性火山岩 粉砂岩 变细砂岩夹英安玢岩 火山角砾岩及大理岩透镜体 下石炭统黑山头组仅见于萨吾尔山东段, 属沉积 火山 火山碎屑岩建造, 包括暗灰色块状安山岩夹少量紫红色安山岩 含砾安山质凝灰岩和少量玄武岩 哈拉巴依组主要岩性为基性 中基性及中酸性火山喷发岩 那林卡拉组和吉木乃组出露于萨吾尔山北侧, 那林卡拉组为一套海相 海陆交互相含煤复理石建造 吉木乃组为砂岩 晶屑凝灰岩夹安山岩和玄武岩薄层 二叠系哈尔加乌组和卡拉岗组陆相火山 沉积岩系主要分布于萨吾尔山北侧 ( 图 2)( 新疆维吾尔自治区地质矿产局,1993) 萨吾尔地区褶皱主要为萨吾尔复式向斜和哈拉巴依复式背斜, 在科克森套地区发育科克森套复背斜, 其组成科克森套山的主体 断裂依据变形特征 空间组合以及相互切割顺序可分为近东西向逆冲断裂和走滑剪切断裂, 主要断裂为分布于研究区中部的萨吾尔大断裂 斋桑泊南缘 布伦托海深断裂和科克森套深断裂 ( 图 2) 区内侵入岩和火山岩发育, 侵入岩以中酸性岩为主, 基性岩和超基性岩仅零星出露, 加里东及海西中期侵入岩和火山岩主要分布于萨吾尔山附近岩浆弧上, 区内石炭纪中酸性岩从早到晚具有从钙碱性到碱性过渡的特征, 指示可能形成于碰撞造山后由挤压往伸展过渡的时期 ( 周涛发等,2006a; 袁峰等,2006; 范裕等, 2007) 而部分学者认为石炭纪火山岩形成于岛弧环境中 ( 申萍等,2005;Shenetal,2007,2008; 邓宇峰等,2014) 早二叠世是大陆板内岩浆岩活动阶段, 发育双峰式火山岩和 A 型花岗岩 ( 周涛发等,2006b;Zhouetal,2006,2007, 2008; 谭绿贵等,2007) 3 矿床地质特征 萨吾尔地区目前发育的主要矿床 ( 点 ) 有 : 吐尔库班套铜镍矿点 阔尔真阔腊金铜矿床 布尔克斯岱金矿床 罕哲尕能铜矿床 塔斯特金矿床 黑山头金矿点 那林卡拉铜钼矿点等 ( 图 2 图 3) 3 1 吐尔库班套铜镍矿点吐尔库班套铜镍矿点已开展了少量的探矿工程和物化探工作, 其中包括槽探和少量钻探 该矿点位于西准噶尔萨吾尔 加波萨尔古生代岛弧内的次级活动带中, 赋矿基性 超基性岩体长约 6km, 宽 0 2~ 0 5km, 呈带状沿中泥盆统蕴都喀腊组上 下亚组接触面侵入 ( 图 3a) 蕴都喀腊组上亚组为泥质板岩, 薄层硅质岩与泥质岩互层, 黑云母石英粉砂岩, 砂岩及灰岩透镜体, 下亚组为英安岩石英粗面岩凝灰岩及英安角砾岩 岩体由橄榄岩 辉石岩 辉长岩和闪长岩组成, 以辉长岩为主, 超镁铁岩在地表只是呈脉状 透镜状分布于镁铁岩中 岩体岩相学 矿物化学成分以及主微量地球化学特征表明该岩体为形成于岛弧环境中的阿拉斯加型岩体 (Dengetal,2013) 矿区内铜镍矿化主要见于辉长岩相中, 其次为橄榄岩相, 矿化类型为熔离型 接触带型 裂隙型 ( 郭正林,2009; 赵晓健,2012) 矿( 化 ) 体分布有 4 条, 长 140~250m, 宽 20~ 25m Ni:0 03% ~0 26%,Cu:0 02% ~2 17%, 伴生有 Au

4 袁峰等 西准噶尔萨吾尔地区主要矿床类型及成矿规律 ３９ 图 ３ 萨吾尔地区主要矿床 点 地质简图 据李树明 ２ ３ Ｓ ２ ７ 郭正林等 ２ Ｄ ２ ３修改 吐尔库班套铜镍矿点 ｂ 阔尔真阔腊金铜矿床 布尔克斯岱金矿床 ｄ 罕哲尕能铜矿床 塔斯特金矿床 ｆ 黑山头金矿点 那林卡拉铜钼矿点 Ｆ ３ Ｓ ｍ ｍ ｐ ｆ ｐ ｖ ｄ ｐ ｕ Ｓ ｗｕ ｄ ｍ ｄ ｆ ｄ ｆ Ｌ ２ ３ Ｓ ２ ７ Ｇｕ ２ Ｄ ２ ３ Ｔｕ ｋ ｕｂ Ｃｕ Ｎｍ ｚ ｕ ｂ Ｋｕ ｚ ｋｕ Ａｕ Ｃｕｄ ｐ Ｂｕ ｋ ｄ Ａｕｄ ｐ ｄ Ｈ ｚ Ｃｕ ｄ ｐ Ｔ Ａｕｄ ｐ ｆ Ｈ ｕａｕｍ ｚ ｕ Ｎ ｋ Ｃｕ Ｍｍ ｚ ｕ

5 Ａ Ｐ Ｓ 岩石学报 ２ ５ ３ ２ ３９２ 图 ４ 阔尔真阔腊金铜矿床岩 矿石特征 闪长玢岩中石英 黄铁矿 黄铜矿脉 ｂ 硅化青磐岩化闪长玢岩 钾化闪长玢岩中石英脉 ｄ 钾长石 磁铁矿化闪长玢岩 黑云 母磁铁矿化闪长玢岩 正交偏光 ｆ 黄铜矿 辉钼矿和黄铁矿共生 反射光 Ｑ 石英 Ｋｆ 钾长石 Ｂ 黑云母 Ｅｐ 绿帘石 Ｃ 绿泥石 Ｐｙ 黄 铁矿 Ｍ 磁铁矿 Ｃ ｐ 黄铜矿 Ｍ 辉钼矿 Ｆ ４ Ｔ ｐ ｐ ｆ ｐ ｄ ｍｐ Ｋｕ ｚ ｋ ｕ Ａｕ Ｃｕｄ ｐ Ｐ Ｐｄ 主要金属矿物为磁黄铁矿 镍黄铁矿 黄铜矿 黄铁 矿区内出露地层为下石炭统黑山头组 矿床主要的赋矿岩石 矿和磁铁矿 呈星点状 稀疏浸染状 细脉状分布 局部见似 为下石炭黑山头组安山岩 图 ３ｂ 矿区火山机构的环状 海绵陨铁结构 放射状断裂发育 区域近东西向断裂及其次级断裂叠加其 ３ ２ 阔尔真阔腊金铜矿床 岩蚀变有硅化 黄铁矿化 磁铁矿化 绢云母化 绿泥石化 绿 上 二者共同控制了本区矿化类型及矿体分布 矿区浅部围 阔尔真阔腊金铜矿床开发得较早 ２ 年以前开展了很 帘石化 等 申 萍 等 ２ ４ 矿 体 现 有 最 大 控 制 延 深 为 多钻探和物化探工作 并在矿区 ３ ｍ以上进行了金的采矿 ２ ９ ｍ 一般小于 ｍ 金平均品位 ６ ６ ２ 申萍等 ２ ５ ２ 年后 该矿床矿权转让并重新进行了钻探工作 本文的 对阔尔真阔腊矿区进行了火山岩构造 岩相填图 确定了古 工作对于这些钻孔的研究发现了 ３ ｍ以下发育的斑岩型铜 火山机构 矿化 该矿床位于西准噶尔西北缘萨吾尔晚古生代岛弧东段 已有研究认为区内火山岩地球化学特征与典型岛弧环 境中火山岩特征相似 原始岩浆可能是受俯冲板片析出流体

6 袁峰等 : 西准噶尔萨吾尔地区主要矿床类型及成矿规律 393 交代的地幔部分熔融形成 (Shenetal,2007,2008; 邓宇峰等,2014) 成矿流体研究显示( 申萍等,2004,2005), 阔尔真阔腊矿床成矿流体中氦 硫 碳 铅 锶同位素指示其主要来源于地幔, 但与正常地幔的差异又说明有少量壳源物质加入, 即幔源流体本身为混合来源 ; 包裹体测温均一温度分为 308~ ~ ~198 三个阶段, 成矿流体是岩浆热液与古大气降水混合而成, 流体混合及水 岩反应是造成金沉淀成矿的主要因素 基于浅部金矿体地质 地球化学 同位素地球化学 年代学等,Shenetal (2007,2008) 认为其总体上可归为浅成低温热液型金矿床, 更接近于其中的高硫化型 (HS) 矿床 本次工作对于近两年来阔尔真阔腊矿床勘探工作获得的钻孔的研究显示, 矿床深部发育闪长岩和闪长玢岩, 同时在 320~400m 深度岩体中发育铜矿化 ( 图 4a c), 以细脉浸染状和脉状为主 特别是具有斑岩型矿床的蚀变类型和蚀变分带特征, 即从深部到浅部发育钾硅酸盐化蚀变 硅化和青磐岩化蚀变, 其中钾硅酸盐化蚀变与深部铜矿化关系密切 钾硅酸盐化蚀变矿物主要有钾长石 黑云母, 其次有磁铁矿 石英 绿帘石等 ( 图 4b e) 青磐岩化蚀变主要发育于钾硅酸盐化蚀变的外围, 应稍晚于钾硅酸盐蚀变, 主要蚀变矿物为绿泥石 绿帘石, 此外还有少量黄铁矿 石英等 硅化常叠加于早期形成的青磐岩化之上 通过矿床中不同脉体之间穿插关系和不同矿物之间的交代关系等, 认为该矿床深部的斑岩型矿化成矿阶段可分为钾硅酸盐阶段 石英 硫化物阶段和石英 碳酸盐阶段 主要矿石矿物黄铜矿呈浸染状 脉状产出, 与石英 黄铁矿共生, 也有的与石英 黄铁矿 闪锌矿和辉钼矿共生 ( 图 4a,f) 本次工作获得的深部赋矿闪长岩的锆石 LA ICP MSU Pb 年龄为 346 6±2 9Ma, 在误差范围内与火山岩成岩年龄 (339 4±4 8Ma) 基本一致 ( 申萍等, 2004; 邓宇峰等,2014) 因此本文认为, 阔尔真阔腊矿床浅部为浅成低温热液型金矿化, 深部为斑岩型铜矿化, 具有上金下铜的垂直分带特征, 二者可构成统一的斑岩型 浅成低温热液型金铜成矿系统 3 3 布尔克斯岱金矿床布尔克斯岱金矿床位于哈萨克斯坦 准噶尔板块北缘萨吾尔岛弧带上, 与阔尔真阔腊矿床相邻, 矿区内出露地层为下石炭统黑山头组, 赋矿围岩主要为含碳粉砂质凝灰岩 安山岩 ( 图 3c) 矿区有钠长斑岩出露, 钠长斑岩中斑晶主要为钠长石, 含有少量的磁铁矿 布尔克斯岱金矿床地质特征及围岩蚀变特征与阔尔真阔腊矿床相似, 两者之间差异是, 布尔克斯岱金矿床绿泥石化较强而绿帘石化较弱, 磁铁矿含量少 在赋矿围岩含碳粉砂质凝灰岩中发育硅化 青磐岩化 绢云岩化 粘土化和碳酸盐化 主要金属矿物为黄铁矿以及少量黄铜矿 在强青磐岩化凝灰岩中发育绿帘石和绿泥石, 有石英脉 石英绿帘石 脉和绿泥石 绿帘石 方解石脉穿插其中 强硅化岩石中见大量石英并有石英碳酸盐脉穿插, 部分伴随有褐铁矿化 另外, 矿区还发育绢云岩化, 凝灰岩蚀变形成大量绢云母, 岩石表面可见明显的丝绢光泽 布尔克斯岱金矿床成矿作用受控于布尔克斯岱断裂构造和浅成 超浅成相中酸性岩, 矿体长 1100m, 厚 3 20m, 品位 申萍等 (2005) 认为布尔克斯岱矿床和阔尔真阔腊矿床是赋存于同一破火山口中 成因上相同的火山晚期热液型金矿床 对比分析认为其总体上可归为浅成低温热液型金矿床 (Shenetal,2008) 本文获得矿床硫化物中 δ 34 S( ) 为 0 37, 与幔源硫同位素值相似, 指示成矿物质可能来源于地幔 该矿床正在进行勘探工作, 矿床深部是否如阔尔真阔腊矿床一样发育斑岩成矿系统还有待进一步分析 3 4 罕哲尕能铜矿床罕哲尕能矿床处于萨吾尔晚古生代岛弧东段, 近五年来生产单位在矿区进行了普查工作, 发现并圈定出铜矿体 矿区内出露的地层主要有上泥盆统塔尔巴哈台组和下石炭统黑山头组, 其中下石炭统黑山头组主要位于矿区北部, 而上泥盆统塔尔巴哈台组主要位于矿区南部 ( 图 3d) 区内主要有区域断裂卧磨卡断裂, 该断裂为萨吾尔前弧断裂喀腊托腊盖断裂的分枝, 其派生北西向分枝断裂亦是罕哲尕能矿床的控 容矿断裂 矿床赋矿的花岗闪长岩具有岛弧岩浆的地球化学特征, 反映岩浆源区来源于亏损地幔分异的新生玄武质下地壳, 矿床可能形成于岛弧环境 ( 郭正林等, 2010) 罕哲尕能铜矿化分布于花岗闪长岩体中, 在 ZK11 1 和 ZK19 1 均见到较好的铜钼矿化 其中 ZK11 1 钻孔中 385~ 395m 发现与绿泥石 黑云母 石英脉有关的黄铜矿脉, 铜最高品位 6 4%, 平均为 2% 在 ZK15 2 钻孔中发现有石英单向固结结构 (UST) 结构 ( 图 5) 罕哲尕能矿区主要蚀变类型有泥化 碳酸盐化 青盘岩化 黄铁矿化 绢云母化 硅化以及钾化等 根据目前工作程度, 可划分出 5 个蚀变带 ( 郭正林, 2009), 由外向内依次为 (1) 黄铁矿化 碳酸盐蚀变带 ( 岩体外接触带蚀变 ) (2) 青盘岩化 泥化 绢云母化 ( 岩体内接触带蚀变 ) (3) 泥化 绢云母化 黄铁矿化 ( 含铜矿化 ) (4) 钾化 泥化 ( 磁 ) 黄铁矿化 ( 含铜矿化 ) (5) 钾化 硅化 黄铁矿化 矿石以脉状 浸染状 稀疏浸为主 矿石矿物主要有黄铜矿 黄铁矿 磁黄铁矿, 极少量磁铁矿 闪锌矿 辉钼矿等 铜矿化品位在 0 11% ~4 49%, 由浅向深, 铜矿化由脉状 细脉状逐渐向浸染状 星点状过渡, 矿石矿物组合也由黄铜矿 黄铁矿组合向黄铜矿 磁黄铁矿过渡 ( 郭正林等,2010) 本文获得的黄铁矿 黄铜矿和毒砂中 δ 34 S 为 ~0 24, 与幔源硫同位素值相似, 指示成矿物质可能来源于地幔 初步研究显示, 罕哲尕能矿床具有较好的斑岩型铜矿成矿条件以及蚀变类型及分带 ( 楚德元,2007; 郭正林, 2009)

7 394 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2015,31(2) 图 5 罕哲尕能铜金矿床花岗闪长岩中 UST 结构 Fig.5 TheUSTtextureveincrosthegranodioriteinthe HanzheganengCu Audeposit 3 5 塔斯特金矿床塔斯特金矿床已经完成普查工作, 储量达到小型规模, 近两年在矿区外围进行了物化探和钻探工作, 矿床本身正在开采 该矿床产于塔斯特复式岩体中, 岩体由石英闪长岩 花岗闪长岩 钾长花岗岩 二长花岗岩组成, 其中主要为二长花岗岩和钾长花岗岩 ( 图 3e) 岩体侵入的围岩为下石炭统拉斯特组安山玄武质火山碎屑岩 金矿 ( 化 ) 体赋存于钾长花岗岩及其接触带围岩安山玄武质火山碎屑岩中, 受 NWW 向 NEE 向断裂构造破碎带控制 金矿体呈带状 脉状 透镜状延深, 平面上呈 NW 向雁列状展布 单个矿体水平宽 0 8~7 7m, 长 20~30m, 钻孔中最高品位可达 ( 雷宇涓,2004), 金常富集在铜含量高的样品中 根据金矿物或载金矿物的分布特征, 可将矿石分为四种类型 ( 董永观,1994):(1) 浸染型矿石 ;(2) 网脉型矿石 ( 图 6a);(3) 硅化脉型矿石 ;(4) 石英脉型矿石 ( 图 6b) 主要蚀变类型为绢云母化 硅化 浸染状黄铁矿化 绿泥石化 绿帘石化 碳酸盐化 主要金属矿物为黄铁矿 黄铜矿和磁铁矿 塔斯特金矿床成矿热液的 δo 18 H 2 O 值在 -5 0 ~2 之间, 表明成矿热液属岩浆热液和大气降水混合而成, 金矿床 中含金黄铁矿的铅同位素源区特征值小于 9 5, 说明铅具有上地幔和下部地壳混合来源的特征 ( 刘翔,1994) 金矿石石英流体包裹体测温显示成矿温度介于 176~496 之间, 为中高温热液 本文获得的黄铁矿中 δ 34 S 为 3 16 ~3 43, 高于幔源硫同位素值, 指示成矿物质可能来源于地幔和地壳混合源 刘翔 (1994) 认为, 塔斯特金矿形成于早石炭世, 产于岩体内部, 受岩浆同期断裂作用控制, 后期断裂活动造成热液叠加, 使原始金矿进一步叠加富集, 属于与花岗岩有关的构造破碎蚀变岩型金矿床 3 6 黑山头金矿点黑山头矿点为近两年来完成的普查工作所发现, 目前钻探控制深度 200m 左右 矿区内主要出露的地层为下石炭统黑山头组的浅海相复理石陆源碎屑岩夹火山岩建造, 发育的岩浆岩包括华力西晚期的花岗闪长岩 闪长岩 细晶花岗岩和石英斑岩等 ( 图 3f 图 7a) 矿区内圈出三个金矿体, 矿体受近东西向构造蚀变带控制, 矿体主要赋存于花岗闪长岩岩体的破碎蚀变带中, 金平均品位为 矿化区内硅化 青磐岩化 碳酸盐化等蚀变发育 其中钻孔中花岗闪长岩大部分发生青磐岩化, 暗色矿物已绿泥石化, 绿帘石脉穿插于青磐岩化花岗闪长岩中 ( 图 7a), 并与浸染状黄铜矿和黄铁矿共生 ( 图 7b), 青磐岩化花岗闪长岩中见方解石脉穿插 ( 图 7a) 主要金属矿物为黄铁矿 黄铜矿和磁铁矿 黄铁矿中 δ 34 S 为 ~ -4 31, 低于幔源硫同位素值 根据矿体赋存状态以及围岩蚀变, 初步确定该矿点为与中酸性侵入岩有关的构造蚀变岩型金矿床 3 7 那林卡拉铜钼矿点那林卡拉铜钼矿点正在进行普查工作, 已发现了一定规模的铜钼矿体 该矿点位于准噶尔北缘加波萨尔 萨吾尔晚古生代岛弧 图 6 塔斯特金矿床岩石学特征 (a) 钾长花岗岩裂隙中黄铁矿化 ;(b) 安山岩中石英脉 Fig.6 ThepetrologicalphotographsoftheTasiteAudeposit

8 袁峰等 : 西准噶尔萨吾尔地区主要矿床类型及成矿规律 395 图 7 黑山头金矿床岩石学特征 (a) 青磐岩化花岗闪长岩中碳酸盐脉 ;(b) 黄铜矿与黄铁矿共生 ( 反射光 ) Fig.7 ThepetrologicalphotographsoftheHeishantouAudeposit 图 8 那林卡拉铜钼矿床岩石学特征 (a) 青磐岩化花岗闪长斑岩中石英绿帘石脉 ;(b) 青磐岩化花岗闪长斑岩中石英硫化物脉 Fig.8 ThepetrologicalphotographsoftheNalinkalaCu Modeposit 带西段, 其北侧为额尔齐斯挤压带 ( 板块缝合构造带 ), 成矿带属于珠万喀腊成矿亚带, 该成矿亚带正处于札尔马 萨吾尔 南蒙铜镍金成矿带上 那林卡拉矿区岩浆岩发育, 地表形态为一不规则椭圆状, 东西长 1 7km, 南北宽 1 1km, 面积 1 5km 2, 由含橄辉长岩 辉长岩 闪长岩 花岗闪长斑岩组成 ( 图 3g)( 杜兴旺,2011), 岩体侵入于石炭系中统恰其海组 (C 2 q) 中性火山岩及火山碎屑岩中 铜钼矿化主要发育于花岗闪长斑岩体中, 以石英 硫化物脉类型为主, 钼品位最高达 0 11%( 杜兴旺,2011) 矿区内花岗闪长斑岩蚀变呈面状分布, 主要蚀变类型有碳酸盐化 黄铁矿化 泥化 绢云母化 青盘岩化 硅化等, 以青盘岩化最为发育且与矿化密切相关 ( 图 8a,b) 矿石矿物主要有黄铜矿 黄铁矿 辉钼矿 毒砂 磁铁矿等 ( 图 8b) 本文获得的黄铁矿和毒砂中 δ 34 S 为 ~-0 59, 与幔源硫同位素值相似, 指示成矿物质可能来源于地幔, 流体包裹体测温显示成矿温度介于 190~456 之间, 为中高温热液 根据上述蚀变特征与矿物组合, 初步认为其属于斑岩型矿化, 但目前的钻探深度尚未见钾硅酸盐化蚀变 4 成岩成矿时代 本文对萨吾尔地区部分矿床 ( 点 ) 内的赋矿岩石开展了定年研究, 同时结合前人已有年代学成果, 依次限定成岩成矿时代 测年样品经重液分离和磁选后, 挑选代表性的锆石制作样品靶, 在北京锆年领航科技有限公司对锆石进行了背散射图像及阴极发光 (CL) 分析 ( 图 9) 锆石激光原位 U Pb 同位素分析在合肥工业大学资源与环境工程学院质谱实验室开展, 使用激光 电感耦合等离子质谱仪 (LA ICP MS) 完成, 采用激光器为 GEOLAS, 激光剥蚀系统波长 193nm, 测试质谱仪为 Agilent7500a, 工作参数为 :Rf 功率 1300w, 进样深度 5 5mm 应用 nist610 玻璃作为元素外标, 锆石标样 进行同位素分馏校正, 锆石标样 MudTank 作为同位素监控样 数据处理采用中国地质大学 ( 武汉 ) 开发的 ICPMSDataCal8 0 软件完成, 选取谐和度 >90% 的样品点进行数据分析, 采用 Isoplot 软件绘制谐和图并计算加权平均年龄 基于锆石 LA ICP MSU Pb 测年, 本文得到黑山头金矿

9 396 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2015,31(2) 图 9 锆石 CL 图及 LA ICP MSU Pb 年龄协和图 Fig.9 TheCLimagesofthezirconsandtheirLA ICPMSU Pbconcordiadiagrams 图 10 萨吾尔地区岩浆岩构造环境判别图 ( 据 Wood,1980;Pearce,1996) N MORB 为正常洋中脊玄武岩 ;E MORB+WPT 为富集型洋中脊玄武岩和板内拉板玄武岩 ;WPAB 为碱性板内玄武岩 ;CAB 为钙碱性火山弧玄武岩 ;IAT 为拉斑火山弧玄武岩 ;VAG 为火山弧花岗岩 ;syn COLG 为同碰撞花岗岩 ;WPG 为板内花岗岩 ;DRG 为洋脊花岗岩 ;post COLG 为碰撞后花岗岩 Fig.10 Thetectonicdiagramsofthemafic felsicmagmatismfromsawuerarea,westjunggar(afterwood,1980;pearce,1996) 点含矿花岗闪长岩为 351 1±3 2Ma, 阔尔真阔腊金铜矿床赋铜闪长岩为 346 6±2 9Ma, 塔斯特金矿床含矿钾长花岗岩成岩年龄为 353 7±3 1Ma, 那林卡拉铜钼矿点含矿花岗闪长斑岩年龄为 313 6±3 1Ma( 图 9) 前人已有的年代学研究显示, 吐尔库班套铜镍矿点辉长岩锆石 LA ICP MSU Pb 年龄为 394 6±4 9Ma( 郭正林, 2009); 阔尔真阔腊金铜矿床赋金玄武安山岩锆石 LA ICP MSU Pb 年龄为 339 4±4 8Ma( 邓宇峰等,2014), 石英流体包裹体 Ar Ar 年龄为 332±2 02Ma( 申萍等,2005); 罕哲尕能铜矿床石英二长岩 LA ICP MSU Pb 谐和年龄为 343 6± 5 7Ma~345 3±8 3Ma, 二长花岗斑岩为 334 9±7 3Ma~ 336 4±7 5Ma( 郭正林等,2010) 可见, 萨吾尔地区矿床 ( 点 ) 主要形成于三个时期 : 中泥盆世 早石炭世 晚石炭世, 主要集中在早石炭世 (354~ 336Ma) 在空间上, 与镁铁 超镁铁岩有关的铜镍矿床分布于萨吾尔北部科克森套地区, 斑岩铜钼矿床分布于萨吾尔山北部, 而铜金矿床分布于萨吾尔山南部 5 成矿构造背景 如前述, 吐尔库班套铜镍矿点赋矿岩体形成于晚泥盆世, 与西准噶尔地区晚泥盆世蛇绿岩以及岛弧岩浆岩形成年

10 袁峰等 : 西准噶尔萨吾尔地区主要矿床类型及成矿规律 397 表 1 萨吾尔地区主要矿床 ( 点 ) 特征 Table1 Thegeologicalcharacteristicsofthemineraldeposits(occurences)inSawuerarea,WestJunggar 成因类型名称 / 规模年龄 (Ma) 分布赋矿岩石围岩蚀变矿石矿物构造背景 岩浆 Cu Ni 硫化物矿床 吐尔库班套 / 矿点 394 6±4 9 萨吾尔山北部科克森套地区 橄榄岩 辉石岩 辉长岩 蛇纹石化 高岭土化 磁黄铁矿 黄铜矿 镍黄铁矿 岛弧 罕哲尕能 / 小型 336 4±7 5 萨吾尔山南部 花岗闪长岩 青磐岩化 绢云母化 硅化及钾化 泥化等 黄铜矿 黄铁矿 磁黄铁矿 岛弧 斑岩型 浅成低温热液型 Au Cu Mo 矿床 阔尔真阔腊 / 中型 布尔克斯岱 / 中型 339 4±4 8 萨吾尔山南部安山岩 337±51 萨吾尔山南部安山岩 青磐岩化 黄铁绢英岩化 泥化 青磐岩化 绢云岩化 泥化等 黄铁矿 黄铜矿 磁铁矿 黄铁矿 岛弧岛弧 那林卡拉 / 矿点 313 6±3 1 萨吾尔山北部 花岗闪长斑岩 青磐岩化 硅化 绢云母化 高岭土化等 辉钼矿 黄铁矿 黄铜矿 毒砂 碰撞后 与中酸性侵入岩有关的构造蚀变岩型 Au 矿床 塔斯特 / 小型 黑山头 / 矿点 353 7±3 1 萨吾尔山南部 351 1±3 2 萨吾尔山南部 钾长花岗岩 闪长岩 硅化 青磐岩化 绢云岩化 碳酸盐化等 硅化 青磐岩化 碳酸盐化等 黄铁矿 黄铜矿 磁铁矿 黄铁矿 黄铜矿 岛弧 岛弧 龄相似 (Chenetal,2010;Yangetal,2012), 在 Hf Th Nb 构造判别图解中, 岩体样品投点在岛弧岩浆岩区域 ( 图 10a), 显示晚泥盆世萨吾尔地区处于俯冲环境中 (Denget al,2013) 阔尔真阔腊金铜矿床和布尔克斯岱金矿床含金围岩为石炭世黑山头组 ( 申萍等,2004;Shenetal,2008), 黑山头组底部为海相火山细碎屑岩建造, 上部为浅海相细碎屑岩建造, 火山岩内部发育有较多的灰岩透镜体, 地层中发现含有海相化石, 说明该地区在早石炭世还存在有广泛的大洋, 并非陆内环境 ( 刘国仁等,2003; 周刚,2000; 申萍等,2005) 而获得的黑山头组玄武安山岩以及阔尔真阔腊金铜矿床深部赋铜闪长岩年龄均为早石炭世 ; 在构造判别图解中, 样品投点在岛弧岩浆岩区域 ( 图 10a,b), 显示阔尔真阔腊和布尔克斯岱矿床应形成于早石炭世岛弧背景 罕哲尕能铜矿床 黑山头金矿点以及塔斯特金矿床的含矿花岗岩类均形成于早石炭世, 岩石地球化学特征也显示了火山弧花岗岩特征 ( 图 10b) 那林卡拉铜钼矿点赋矿花岗闪长斑岩形成于晚石炭世, 与该地区 A 型花岗岩和陆内双峰式火山岩形成年龄 ( 周涛发等,2006a,b; 谭绿贵等,2007;Zhouetal,2008) 相似, 花岗闪长斑岩地球化学成分投点于碰撞后花岗岩和火山弧花岗岩重叠区域 ( 图 10b), 可能指示了碰撞造山后的成矿环境 6 区域成矿规律 综上, 萨吾尔地区主要矿床 ( 点 ) 特征如表 1 所示, 按矿 床成因类型分为三类, 即岩浆 Cu Ni 硫化物矿床 斑岩型 浅成低温热液型 Au Cu Mo 矿床 与中酸性侵入岩有关的构造蚀变岩型 Au 矿床 第一类为岩浆 Cu Ni 硫化物矿床, 主要有吐尔库班套铜镍矿点, 矿化主要与晚泥盆世岛弧背景下的阿拉斯加型镁铁 超镁铁岩有关, 其所在的萨吾尔北部科克森套地区, 还分布有许多类似的镁铁 超镁铁岩体, 具有进一步寻找该类型矿床的潜力 第二类为斑岩型 浅成低温热液型 Au Cu Mo 矿床, 包括阔尔真阔腊金铜矿床 布尔克斯岱金矿床 罕哲尕能铜矿床 那林卡拉铜钼矿点, 除那林卡拉形成于晚石炭世碰撞造山后环境外, 均形成于早石炭世岛弧环境 其中, 阔尔真阔腊金铜矿床由于深部斑岩型铜矿化的发现, 可能构成了斑岩型 浅成低温热液型金铜成矿系统, 为该矿床本身以及萨吾尔地区提出了新的研究思路和找矿方向, 同时也指示, 相邻的具有相似成矿条件的布尔克斯岱金矿床可能也具有相似的深部成矿潜力 而具有斑岩型矿化特征的那林卡拉铜钼矿点, 其形成时代最晚, 为晚石炭世, 虽然在新疆北部碰撞造山后环境中分布有晚石炭世 早二叠世的斑岩型矿床 ( 赵振华等, 2004;Zhouetal,2008; 龙灵利等,2009; 王玉往等, 2012), 萨吾尔地区也广泛发育晚石炭世 早二叠世中酸性岩浆岩, 但区内却很少发现晚石炭世 早二叠世的斑岩型矿化, 因此, 那林卡拉斑岩型铜钼矿化的认识, 显示了区域晚石炭世 早二叠世斑岩型矿床的找矿潜力 第三类为与中酸性侵入岩有关的构造蚀变岩型 Au 矿床, 包括塔斯特金矿床和黑山头金矿点, 均形成于早石炭世岛弧环境

11 398 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2015,31(2) 7 结论 图 11 萨吾尔地区晚古生代地球动力学演化与成岩成矿作用模式图 Fig.11 ThesketchmodeloftheLatePlaeozoicgeodynamic evolutionwithmagmatismandmineralizationinsawuerarea 此外, 从矿床时 空分布以及成矿背景上看, 阔尔真阔腊金铜矿床 布尔克斯岱金矿床 罕哲尕能铜矿床 黑山头金矿点, 都形成于 340Ma 左右, 均为岛弧构造背景, 分布范围集中, 受萨吾尔断裂及其次级断裂控制明显, 显示了萨吾尔断裂控制范围的找矿潜力 结合区域地球动力学演化, 可建立研究区构造 岩浆 成矿作用演化过程 ( 图 11): 西准噶尔地区古生代以来, 古亚洲洋向南北两侧大陆板块之下俯冲, 导致两侧大陆不断增生, 中间的古亚洲洋不断萎缩 ; 从晚泥盆世开始, 两大板块逐渐对接, 形成多条蛇绿岩带 ( 张弛和黄萱,1992; 徐新等, 2006; 朱永峰和徐新,2006; 何国琦等,2007; 杨高学等, 2012;Yangetal,2012), 属于典型的增生造山带 ( 肖文交等,2006;Xiaoetal,2008) 早泥盆世, 准噶尔洋向北俯冲 (Shenetal,2007), 至中泥盆世在萨吾尔北缘形成吐尔库班套镁铁 超镁铁岩体, 并伴随有 Cu Ni 矿化 石炭纪, 准噶尔洋不断向南北两侧大陆板块俯冲, 早石炭世在西准噶尔洋壳北缘形成萨吾尔岛弧 (Shenetal,2007;Zhouetal, 2008; 邓宇峰等,2014), 并形成一套以安山岩为主体的钙碱性火山岩及中酸性岩浆侵入体, 同时发生金铜成矿作用, 形成斑岩型 浅成低温热液型 Au Cu 矿床 与中酸性侵入岩有关的构造蚀变岩型 Au 矿床 晚石炭世至早二叠世, 萨吾尔地区处于后碰撞构造背景, 并逐渐由挤压 拉张过渡阶段演化到拉张阶段 ( 周涛发等,2006a,b; 袁峰等,2006; 范裕等,2007;Shenetal,2007,2008), 于晚石炭世挤压 伸展转换的后造山 ( 碰撞 ) 环境形成斑岩型 Cu Mo 矿床 综上, 西准噶尔萨吾尔地区成矿规律如下 : 矿床成因类型分为三类, 岩浆 Cu Ni 硫化物矿床 斑岩型 浅成低温热液型 Au Cu Mo 矿床 与中酸性侵入岩有关的构造蚀变岩型 Au 矿床 ; 矿化以 Au Cu 矿化为主,Cu Ni Mo 矿化次之 ; 成矿时代分布在中泥盆世 早石炭世 晚石炭世, 集中于早石炭世 (354~336Ma); 空间上, 岩浆 Cu Ni 硫化物矿床分布于萨吾尔北部科克森套地区, 斑岩型 浅成低温热液型 Au Cu Mo 矿床 与中酸性侵入岩有关的构造蚀变岩型 Au 矿床主要分布于萨吾尔山南部 ; 成矿构造背景分别对应于区域中泥盆世岛弧环境 早石炭世岛弧环境 晚石炭世碰撞造山后环境 显示的进一步找矿潜力如下 : 萨吾尔北部科克森套地区发育的的镁铁 超镁铁岩体的岩浆 Cu Ni 硫化物矿床的找矿潜力 ; 阔尔真阔腊 布尔克斯岱地区斑岩型 浅成低温热液型金铜矿床的找矿潜力 ; 区域晚石炭世 早二叠世斑岩型 Cu Mo 矿床的找矿潜力 ; 萨吾尔断裂及其次级断裂控制范围的 Au Cu 找矿潜力 致谢本文的研究得到了新疆 305 项目办公室 新疆有色 706 地质队 合肥工业大学 LA ICP MS 实验室的大力支持, 以及中国科学院地质与地球物理研究所申萍研究员的指导和帮助, 在此一并致以诚挚的感谢! References Abdulin AA, Bespaev HA, Votsalevsky ES, Daukeev SZH and MiroshnichenkoLA.1996.MapofmineralresourcesofKazakstan: Non ferousmetals,scale ,IPC,Alma Ata BureauofGeologyandMineralResourcesofXinjiangUygurAutonomous Region.1993.RegionalGeologyofXinjiangUygurAutonomous Region. Beijing: GeologicalPublishing House, (in Chinese) ChenJF,HanBF,JiJQ,ZhangL,XuZ,HeGQandWangT ZirconU PbagesandtectonicimplicationsofPaleozoicplutonsin northernwestjunggar,northxinjiang,china.lithos,115(1-4): ChouletF,FaureM,CluzelD,ChenY,LinW,WangBandJahnBM Architectureand evolution ofaccretionaryorogensin the Altaidscolage:TheEarlyPaleozoicWestJunggar(NW China). AmericanJournalofScience,312(10): ChuDY.2007.Analysisofgeologicalcharacteristicsandminerogenetic conditionofthehanzheganengcopperdepositinjimunaicounty, XinjiangProvince.XinjiangNonferousMetals,(3):1-3(in Chinese) DengYF,YuanF,ZhouTF,XuC,ZhangDY andguoxj GeochemicalcharacteristicsandtectonicsetingoftheTuerkubantao mafic ultramafic intrusion in WestJunggar, Xinjiang, China. GeoscienceFrontiers,doi: /j.gsf DengYF,ZhouTF,YuanF,GuoXJ,ZhangDY,XuCandLiP LA ICP MS U Pb zircon ageofbasalticandesitein the Kuoerzhenkuolagolddepositanditsgeologicalsignificance.Acta GeologicaSinica,88(5): (inChinesewithEnglish abstract)

12 袁峰等 : 西准噶尔萨吾尔地区主要矿床类型及成矿规律 399 DongYG.1994.FeaturesofwalrockalterationoftheTasitegolddeposit injimunaicounty,xinjiangprovince.goldgeologicalscienceand Technology,(1):16-22(inChinese) DuXW Analysisofgeologicalcharacteristicsand deep ore prospectingofthenalinkalacopperdepositin JimunaiCounty, XinjiangProvince.XinjiangNonferousMetals,(1):22-25(in Chinese) FanY,ZhouTF,YuanF,TanLG,CookeD,MefreS,YangWPand HeLX.2007.LA ICPMSzirconageofTasitePlutoninSawuer regionofwestjunggar,xinjiang.actapetrologicasinica,23(8): (inChinesewithEnglishabstract) FengY,ColemanRG,TiltonGandXiaoX.1989.Tectonicevolutionof thewestjunggarregion,xinjiang,china.tectonics,8(4): GuoZL Tectonic metalogenicdivision, regionalmetalogenic regularityandexplorationpotentialanalysisinnorthwesternmarginof Junggar,NW China.Ph.D.Disertation.Beijing:Instituteof GeologyandGeophysics,ChineseAcademyofSciences,1-152(in Chinese) GuoZL,LiJX,QinKZ,DongLH,GuoXJ,TangDM andduxw ZirconU PbgeochronologyandgeochemistryofHanzheganeng Cu AudepositinWestJunggar,Xinjiang:Implicationsformagma sourceandmetalogenictectonicseting.actapetrologicasinica,26 (12): (inChinesewithEnglishabstract) HeGQ,LiuJB,ZhangYQandXuX.2007.Keramayophioliticmélange formedduring Early Paleozoic in western Junggarbasin. 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