新疆卡拉先格尔成矿带主要成矿类型、控矿因素及成矿过程探讨

贺永康 程建新 彭素霞 黑 欢 李文明

（中国地质调查局西安地质调查中心西安710054）

新疆卡拉先格尔成矿带主要成矿类型、控矿因素及成矿过程探讨

贺永康 程建新 彭素霞 黑 欢 李文明

（中国地质调查局西安地质调查中心西安710054）

卡拉先格尔成矿带位于西伯利亚板块与哈萨克斯坦－准噶尔板块接合部位,已有的铜、金、铁(钒)等矿产与深大断裂、浅部派生的次级断裂、岩浆活动、火山活动关系密切,不同类型的矿产成矿过程与控矿因素既有差异又存在着关联。

卡拉先格尔成矿带深大断裂成矿过程控矿因素

卡拉先格尔成矿带位于哈萨克斯坦-准噶尔板块北缘次级构造单元喀拉通克晚古生代岛弧带内,南北分别以玛因鄂博构造挤压带和卡依尔特-二台深大断裂为界(图1)。在早泥盆世-早石炭世,古亚州洋壳向北东西伯利亚板块和南西哈萨克斯坦－准噶尔板块双向俯冲,火山活动强烈,在喀拉通克岛弧带内形成泥盆世岛弧火山岩建造和早石炭世火山碎屑沉积岩、细碎屑岩建造,同时侵位一些浅成-超浅成的中酸性斑岩脉;晚石炭世-早二叠世,板块碰撞处于一定的弛张环境,致使基性岩浆底侵并部分熔融下地壳或上地壳中早期形成的岛弧火山岩,沿北西向断裂形成一系列以中酸性为主的复式岩体［1］。与各期构造活动相对应,形成了复杂多样的矿床类型。

1 主要成矿类型

根据成矿元素共伴生特征以及控矿因素的不同,成矿带内主要可分为斑岩型铜（金）矿、岩浆气液交代-充填型金（铜）矿、热液型铜（金）矿、火山沉积型铁（铜金）矿、岩浆分结型铁（钒）矿等5种类型.

1.1 斑岩型铜（金）矿

位于玛因鄂博构造挤压带南侧，成型矿床包括哈腊苏中型铜矿床与玉勒肯哈腊苏、卡拉先格尔和老山口等小型铜矿床，主要赋存在卡依尔特－二台断裂北东浅成斑岩体上盘与中泥盆统北塔山组中基性火山岩、火山碎屑岩内外接触带中，并大致等间距分布。矿石中金属矿物主要为黄铜矿、黄铁矿，另有少量的磁铁矿、斑铜矿、镜铁矿和辉钼矿；次生矿物有铜蓝、孔雀石和褐铁矿等，铜、金紧密共生,并大致呈正相关关系。矿石类型以稀疏浸染状和细脉浸染状为主，中-细粒半自形-它形粒状结构，浸染状和脉状构造，具有多期次成矿特征。脉石矿物有微斜长石、绢云母、黑云母、绿泥石、绿帘石、石英和碳酸盐（方解石）等；围岩蚀变具有面型蚀变分带特点：岩体内为钾长石化、黑云母化、硅化和黄铁矿化，接触带为石英绢云母化，围岩具青盘岩化［2］。

图1 卡拉先格尔成矿带地质矿产略图

1.2 岩浆气液交代-充填型金（铜）矿

主要集中分布在卡拉先格尔－接勒的卡拉他

2 主要控矿因素

2.1 构造控矿作用

深大断裂控矿作用。成矿带北部的玛因鄂博深大断裂（图1中F1）是阿尔泰与准噶尔成矿区的分界线，两侧构造单元和岩石建造存在显著差异，是阿尔泰地区最为重要的控矿因素；成矿带内的卡拉先格尔-接勒的卡拉他乌断裂（图1中F2）是受板块前缘碰撞影响而产生的深大逆冲断裂，呈舒缓波状，卡依尔特-二台断裂（图1中F3）是与玛因鄂博构造带同时产生的北北西向剪切裂隙贯通演化形成的区域性右行走滑深大断裂，在两条断裂带内及两侧从基性到中酸性侵入岩均有出露,局部可见苦橄岩和橄榄辉长岩，是早二叠世岩浆和矿液上升的主要运移通道。

浅部断裂控矿作用。成矿带内浅部断裂主要为卡拉先格尔-接勒的卡拉他乌与卡依尔特-二台两条深大断裂发展演化过程中形成的一系列次级同向断裂，次为在北东—南西向挤压应力作用下形成的一系列东西向、北东东向、南东东向以张扭性为主的断裂，是带内岩浆活动后期残余中酸性岩浆携带含矿热液贯入成矿的主要容矿构造。

2.2 侵入岩控矿作用

带内侵入岩的成矿专属性显著，中-晚泥盆世的中酸性浅成斑岩体是斑岩型铜（金）矿的直接母岩，早二叠世的混源岩浆活动一方面提供成矿物质，在基性侵入岩中形成岩浆分结型铁（钒）矿,另一方面又提供热源，从围岩中萃取成矿物质，既对早期形成的斑岩型、火山岩型矿床进行叠加改造，又在有利部位形成新的岩浆气液交代-充填型或热液型矿产。

2.3 火山岩控矿作用

带内火山岩的控矿作用表现为两个方面，一是作为矿源层，为斑岩型、岩浆气液交代-充填型、热液型、火山岩型等成矿作用提供成矿物质，在泥盆纪火山岩中，铜元素平均含量是同类岩石的1.72～3.30倍，金元素平均含量是同类岩石的2.0～2.8倍［1］，不同类型矿床矿石中S同位素值均显示出富集轻硫同位素特征，反映部分成矿物质来自于泥盆纪海相火山岩地层；二是提供容矿空间，带内除哈旦孙岩浆分结型铁钒矿外，其余已知的各类矿产都主要赋存在泥盆纪火山岩中，已知矿产的选择性分布特征进一步说明其成矿作用与泥盆纪火山岩密不可分。

3 成矿过程探讨

（1）斑岩型成矿作用。华力西中期因大洋板块乌断裂两侧,早二叠世混源花岗岩与中泥盆世北塔山组、蕴都喀拉组中基性火山岩接触部位,已经发现的主要成型矿床包括托库特拜、托斯巴斯套南、加马特及大红山等小型金矿床,矿化以细脉浸染状黄铁矿化、黄铜矿化、孔雀石化为主,围岩蚀变主要为绿帘石化、绿泥石化、黑云母化、硅化、碳酸盐化,金矿化与硅化、黄铜矿化、孔雀石化关系密切,矿化富集地段岩石一般较为破碎,铜、金紧密共生,并大致呈正相关关系。

1.3 热液型铜（金）矿

广泛分布于玛因鄂博断裂以南喀拉通克晚古生代岛弧带内各套地层、各期次侵入岩及脉岩中，地表矿化一般以孔雀石为主，次为黄铜矿化、黄铁矿化、蓝铜矿化、褐铁矿化等，多呈薄膜状、星点状分布在岩石节理、裂隙中，部分分布在石英脉中，围岩一般具有不同程度的绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化等蚀变。该类矿产以规模小、品位变化大为特征，部分石英脉型金矿点中金最高品位可达数十克/吨。

1.4 火山沉积型铁（铜金）矿

带内以托斯巴斯套小型铁矿床为代表性,处于早二叠世中性侵入岩与中泥盆世北塔山组接触部位,矿体赋存在北塔山组基性火山岩与火山碎屑沉积岩分界部位的似层状矽卡岩中,呈断续层状或透镜状产出,层控特征明显。矿石类型以稠密浸染状和致密块状为主,次为细脉-浸染状,矿石矿物以磁铁矿为主,次为黄铜矿、黄铁矿,地表次生矿物孔雀石和褐铁矿发育;脉石矿物包括石榴子石、绿帘石、绿泥石及少量透辉石。TFe品位一般可达40×10-2～50×10-2,其中伴生组分Cu、Au均已达到综合利用要求。

1.5 岩浆分结型铁（钒）矿

带内目前仅发现哈旦孙一处小型矿床，矿体主要呈不规则透镜状、似层状赋存在早二叠世辉长岩体中部，展布方向与岩体走向近于垂直，主矿体穿切岩体与围岩界线。矿石中矿物成分与辉长岩中造岩矿物成分基本相同，但矿物粒度较粗,有用矿物组分相对富集，矿石矿物主要为磁铁矿和钛铁矿，二者呈格架状、板片状、脉片状紧密连生，次为钛磁铁矿、黄铜矿，少量金红石；脉石矿物以辉石、角闪石、斜长石、黑云母为主，少量绿帘石、绿泥石。矿石类型以稀疏－中等浸染状为主，少量块状、条带浸染状矿石，具它形－半自形细粒结构，浸染状、条带状构造。TFe品位一般20×10-2～35×10-2,伴生有益组分铜、钒、铂、钯、镓、钪等含量都已达到综合利用要求［3］。的俯冲作用，形成喀拉通克晚古生代岛弧，俯冲带亏损地幔熔融喷发形成了巨厚的中基性火山岩，在卡拉先格尔一带大洋板块部分熔融形成了类似埃达克质的中酸性岩浆，在岩浆上侵过程中，挥发性组分富集程度逐渐增高，当其超过饱和点时，活动性极强的挥发组分从残余岩浆中分馏出来，在岩体内引起黑云母化、钾长石化蚀变，早期由于成矿流体氧逸度较高，岩浆中难以形成铜的硫化物沉淀，而主要形成磁铁矿，随着温度的降低，成矿流体酸性逐渐增高，热液中的S以S2-的形式存在，与成矿流体中的金属离子结合生成金属硫化物而发生沉淀，形成了早期的浸染状斑岩铜矿化。当成矿热流体从岩浆中释放出来时，产生了强大的机械能，导致斑岩体上盘和围岩中网状裂隙发育，为后期的热液型矿化提供了容矿空间。

（2）火山沉积成矿作用。在华力西中期火山喷发间歇期，伴随着深部压力释放产生火山喷气作用，海水沿断裂裂隙密集带下渗，在海底热水泵式循环机制的作用下，不断从中基性火山岩中淋滤、萃取成矿贱金属形成高密度成矿流体，在海水的静压力条件下，成矿流体沿火山斜坡向洼地运移，当物理化学条件发生改变时，溶解度相对较低的Fe、Cu络合物在较高的氧逸度环境下于一定位置发生卸载，形成早期的稠密浸染状和致密块状含铜磁铁矿体。

（3）岩浆气液交代-充填与热液成矿作用。华力西晚期板块碰撞处于一定的弛张环境，基性岩浆底侵并部分熔融上部先成岩石形成混源岩浆，产生的岩浆气液沿断裂裂隙运移并从中基性围岩中萃取铁、铜、金等金属离子，随着物理化学条件的改变，一方面发生沉淀富集成矿，另一方面又对早期形成的斑岩型铜（金）矿、火山岩型铁矿进行叠加改造，形成细脉状、网脉状矿化。该期矿化主要由构造控制，因此具有不均匀的矿化特征，蚀变类型也随气液温度及迁移距离发生明显变化，靠近岩体部位温度较高，主要为绿帘石化、黑云母化、硅化等，远离岩体逐渐过渡为绿泥石化、绢云母化、碳酸盐化。

（4）岩浆分结成矿作用。华力西晚期，部分基性岩浆顺断裂带上升，由于岩浆中氧逸度较高，早期晶出的金属矿物以铁、钛氧化物为主，少量铜硫化物，因比重较大下沉堆积在岩浆底部形成含矿熔浆。上部岩浆冷凝速度较快，形成细粒辉长岩，下部含矿熔浆结晶时间相对较为充足，矿物粒度明显较大，但在岩浆内部挤压作用以及区域构造应力作用下，含矿熔浆尚未完全固结又顺构造薄弱部位发生迁移，因流动性较差，迁移距离不远，最终形成的矿体虽与母岩体发生了交截，但主体仍位于母岩体内。

［1］新疆地矿局第四地质大队.新疆青河县阿拉图拜幅、哈依尔很幅1∶5万区域地质矿产调查报告,2006.

［2］新疆地矿局第四地质大队.新疆青河县哈腊苏铜矿Ⅰ号矿床详查报告,2009.

［3］新疆地矿局第四地质大队.新疆青河县哈旦孙铁矿预查地质报告,2006.

收稿：2015-04-28

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2015.04.013

项目资助：阿尔泰-准噶尔北缘成矿带矿产资源调查（12120113041900）