琼库都克铜银多金属矿矿床成因浅析

张帅

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局704队 哈密 839000）

1 成矿背景

琼库都克矿区位于哈尔里克火山岛弧东段。该岛弧与其南侧康古尔塔格碰撞带前身洋盆向北的俯冲有密切关系。哈尔里克山俯冲型造山带构造演化总体上经历了洋盆收缩-弧后扩张阶段（石炭世）、洋盆关闭-弧（陆）-陆碰撞阶段（晚石炭世）、后碰撞-伸展与挤压阶段（早二叠世-中侏罗世）和陆内-挤压与再挤压（中侏罗世晚期-晚新生代）4个阶段。跟成矿有关的为第一阶段，该阶段早期矿区外围发生了火山喷发作用，大量的火山灰快速沉积形成了矿区主要的地层下石炭统雅满苏地层。

2 成岩、成矿时代限定

琼库都克矿区南部的二长花岗岩、北部的黑云母花岗岩和矿区中部的花岗斑岩的年龄值分别为：314.3±1.5 Ma、320.0±2.8 Ma和 312.1±1.7 Ma，代表了该岩浆岩的形成年龄。表明岩体的侵位年龄为晚石炭世，属华力西中期的岩浆活动产物。对矿区地质环境及区域成矿条件分析，与成矿有关的花岗斑岩的岩浆侵入时间为晚石炭世，岩浆后期分异出来的成矿热液沿裂隙侵入并成矿。推断矿床的成矿年龄应与花岗斑岩体年龄相同或稍晚，成矿年龄应在晚石炭世。伴随着火山作用的减弱，岩浆房内残余的岩浆侵入到地层中形成了矿区与成矿有关的花岗斑岩脉。岩浆热液经过后期的分异形成的含矿火山热液继续上侵。由于哈尔里克山的造山作用处于弧后扩张阶段，热液沿着扩张形成过程中产生的断裂充填，与围岩地层接触并发生交代反应，硅化，绿泥石化等围岩蚀变产生。同时含矿热液也萃取了一部分地层中的成矿元素。在热液上侵过程处于拉张环境，大气降水沿裂隙进入成矿热液流体与之混合。大气降水的混入导致成矿流体的温度降低，导致热液中含矿元素与硫同位素以化合物的形式沉淀，并在有利的构造环境中富集成矿。

3 成矿物质来源

通过对琼库都克铜银多金属矿床的野外考察和镜下鉴定发现：硫化物是该矿床中最主要的矿物，基本所有硫化物δ34S的值都在5‰～7‰之间，而矿床中又极少见硫酸盐类矿物，含硫矿物比较单一，因此可以直接利用硫化物的硫同位素组成近似地代替成矿流体原始硫同位素组成（图1）。通过本次测试对矿床中各硫化物的δ34S平均值比较（表1），闪锌矿（δ34S=6.356‰、6.103‰，平均值为6.22‰）、黄铜矿（δ34S=5.37‰）、黄铁矿（δ34S=-1.747‰、6.028‰，平均值为2.14‰）、方铅矿（δ34S=0.971‰、3.669‰，平均值为2.32‰）。

图1 矿区硫同位素δ34S值范围对比

表1 矿区硫同位素分析结果

4 成矿流体特征及其物化性质

琼库都克铅锌银矿床石英的氢-氧同位素研究结果表明，矿区成矿流体受到大气降水和岩浆水的作用明显，在早期阶段，成矿流体以岩浆水为主，随着成矿作用的进行，在晚期阶段成矿更多的大气降水加入到成矿溶液中，流体以大气降水为主。流体包裹体测试分析表明，琼库都克矿区石英样品中包裹体主要以气液两相为主。成矿早期阶段测得151～280℃，平均值为207℃。主成矿阶段均一温度为131～261℃，平均值为178℃。密度为0.84～1.00 g/cm3，平均值为 0.91 g/cm3。成矿压力为 6.7～66 MPa，平均值为30.57 MPa。成矿深度为0.2～2.3 km，平均值为1.0 km。温度和盐度结果表明，琼库都克矿床成矿流体属于低温热液矿床，成矿盐度计算表明成矿流体属于低盐度流体（图2）。

图2 琼库都克铜银多金属矿床与不同类型矿床中包裹体的均一温度-盐度对比图

5 成矿模式

琼库都克矿区，自早石炭世开始处于哈尔里克岛弧的弧后盆地。前石炭世开始火山喷发作用开始，火山喷发出来的火山灰快速沉积，通过成岩作用压实成岩，形成了矿区的主要的赋矿地层—下石炭统雅满苏组层，其主要岩性为含角砾晶屑岩屑灰岩。伴随着火山作用的减弱，岩浆房内残余的岩浆侵入到地层中形成了矿区与成矿有关的花岗斑岩脉。岩浆热液经过后期的分异形成的含矿火山热液继续上侵。由于哈尔里克山的造山作用处于弧后扩张阶段，热液沿着扩张形成过程中产生的断裂充填，与围岩地层接触并发生交代反应，硅化，绿泥石化等围岩蚀变产生。同时含矿热液也萃取了一部分地层中的成矿元素。在热液上侵过程处于拉张环境，大气降水沿裂隙进入成矿热液流体与之混合。大气降水的混入导致成矿流体的温度降低，导致热液中含矿元素与硫同位素以化合物的形式沉淀，并在有利的构造环境中富集成矿。根据以上总得出琼库都克银多金属矿床成矿模式（图3）。

哈尔里克山的造山作用进入到后碰撞阶段，矿区又一次经历伸展与挤压的过程。由于造山作用导致矿体抬升至浅地表，在伸展阶段矿床在再一次进入到伸展阶段，矿床处在一个开放的构造环境中。在开放的环境中矿体接受氧化，部分硫化物氧化形成如褐铁矿、孔雀石、铅矾等矿床表生期矿物。最后在哈尔里克山造山作用最后挤压阶段矿床构造环境闭合，矿区继续接受沉积。最终琼库都克银多金属矿床形成。整个矿床形成过程伴随着哈尔里克山的造山作用，大致可以推断矿床形成的时间范围为早石炭世-晚二叠世之间。

图3 琼库都克铜银多金属矿床成矿模式

6 结语

通过从矿床的成矿背景及成岩成矿时代的分析、成矿物质来源的确定、成矿流体特征及其物化性质和成矿模式的分析，笔者认为琼库都克铜银多金属矿是石炭世晚期在哈尔里克火山岛弧带隆起伸展体制下形成的浅成低温热液充填（交代）矿床。

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