西天山库茹尔铜金矿床成矿流体特征及矿床成因

赵凯培，顾雪祥,2*，章永梅,2，彭义伟，王冠南，何 宇，郭建平

(1.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京 100083；2.中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室，北京 100083；3.成都理工大学 地球科学学院，四川 成都 610059；4.南京大学 内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室，江苏 南京 210046；5.中国铝业集团有限公司，北京 100082；6.新疆维吾尔自治区有色地质勘查局七〇三队，新疆 伊宁 835000)

0 引 言

新疆西天山是中国浅成低温热液金(铅锌)矿床的重要产地。博罗科努成矿带位于西天山北部，带内的阿希矿集区发育众多的浅成低温热液金(铅锌)矿床，包括阿希、京希—伊尔曼德、塔乌尔别克、加曼特、小于赞等金矿床以及塔北、吐拉苏等铅锌矿床。这些矿床具有时空上集中产出、成因上与岛弧构造-岩浆活动密切相关的特点[1-5]。

库茹尔铜金矿床位于新疆西天山伊犁地块的晚古生代伊什基里克裂谷带，位于阿希矿集区以南约60 km处，并在时空产出上与其具有相似的特点。矿床规模为小型(铜资源量为3×104t，伴生金资源量为2 t)。前人对该矿床的研究主要集中于矿床地质、火山岩地球化学特征及成矿物质来源[6-10]。S(与陨石硫相似)来自于下石炭统大哈拉军山组(C1d)火山岩，Au以包体金形式赋存于硫化物中，Cu-Au矿化与晚古生代岩浆活动密切相关。目前，在成矿流体特征及其来源方面的研究较少，且在矿床成因类型的划分上存在较大争议：一种观点认为该矿床属于浅成低温热液矿床；另一种观点则认为是斑岩-高硫型浅成低温热液过渡矿床。本文通过对新疆西天山库茹尔铜金矿床地质特征研究，发现其明显区别于高硫/低硫型浅成低温热液矿床，属过渡矿床；对流体包裹体开展系统研究，旨在查明成矿流体性质、来源及其演化规律，探讨Au-Cu富集成矿的主要机制；通过与斑岩成矿系统中不同端元矿床的对比分析，限定矿床的成因类型，初步揭示斑岩成矿系统过渡端元形成机制，深化斑岩成矿系统理论认识，推动区域成矿规律和矿床控矿要素研究，对寻找深部斑岩体提供参考。

1 区域地质概况

1.1 区域地质背景

天山造山带从哈萨克斯坦和吉尔吉斯斯坦向中国西北延伸超过2 500 km，将其北部的西伯利亚克拉通与南部的塔里木克拉通相连接(图1)[11-12]。西天山位于中亚造山带西南边缘，以北天山、尼古拉耶—那拉提北缘和中南天山缝合线为界，由北到南依次为哈萨克斯坦—伊犁地块、中天山地块和南天山增生杂岩带[图1(a)]。中国新疆西天山位于北部的准噶尔地块与南部的塔里木地块之间[13-15]，库茹尔铜金矿床大地构造位置即处于哈萨克斯坦—伊犁地块中部的伊什基里克山北缘[图1(b)]。

图(a)引自文献[11]～[13]；图(b)引自文献[16]

西天山库茹尔地区晚古生代地层广泛出露，主要为下石炭统大哈拉军山组火山岩，下石炭统阿克沙克组(C1a)碳酸盐岩及砂岩，上石炭统伊什基里克组(C2y)砾岩、中—酸性熔岩和中二叠统铁木里克组(P2t)碎屑岩。其中，大哈拉军山组流纹斑岩、安山岩、安山质角砾凝灰岩以及阿克沙克组灰岩为区内金矿的主要地层建造[1-4,11-12,17]。新疆西天山的浅成低温热液矿床主要产出于早石炭世火山岩和火山碎屑岩中，如阿希、京希—伊尔曼德、加曼特和库茹尔等金矿床。

区域线性构造十分发育，以褶皱与断裂为主。其中，伊什基里克复式向斜为区内最显著的线性构造，与之伴生的一系列EW向压扭性断裂多出现于复式褶皱带内的向斜与背斜结合部位。区内的主干断裂包括伊什基里克山脊基底断裂和伊什基里克山北坡山前大断裂，呈近EW向展布，控制了区内岩浆活动及矿产的空间分布[图1(b)]，其次级NW向断裂为本区主要的控矿构造。

区内侵入岩主要沿近EW向伊什基里克山脊基底断裂分布。以海西中—晚期酸性侵入岩为主，呈岩基、岩床、岩脉产于下石炭统大哈拉军山组火山岩中，岩性主要为钾长花岗岩和花岗闪长岩[图1(b)]。区内火山岩喷发时代集中在早石炭世早期、晚石炭世，其中早石炭世火山岩与成矿联系密切。早石炭世早期火山岩组成了大哈拉军山组，也构成了伊什基里克山脉的主体，岩性较单一，以中性熔岩为主，东段表现为中基性—酸性多旋回韵律喷发特征；晚石炭世火山岩组成了伊什基里克组中—酸性熔岩，区内呈近EW向分布[6-8,10,18-19]。

西天山造山带经历多次构造事件，包括古生代俯冲和碰撞、中生代剥蚀和热沉降以及印度—欧亚大陆碰撞造成的新生代逆冲和抬升，其中古生代岩浆活动与库茹尔铜金矿床的形成密切相关[11-12,17]。

1.2 矿区地质特征

库茹尔铜金矿床位于伊什基里克山东北部，大地构造位于伊犁地块中部(图1)。矿区出露地层单一，主要为下石炭统大哈拉军山组火山岩，岩性包括安山质岩屑凝灰岩、角砾凝灰岩、熔结凝灰岩、安山岩和流纹斑岩等(图2)。其中，安山岩呈面状分布于矿区中部，流纹斑岩仅分布于矿区最南端，凝灰岩在区内广泛分布。矿体产于大哈拉军山组安山质岩屑凝灰岩、安山岩中[6-10]。

矿区构造单一，主要发育NW—SE向与NE—SW向两组断裂。其中，NW—SE向断裂为矿区最主要控矿断裂，以控制Ⅰ号铜金矿体的断裂规模最大，在Ⅰ号铜金矿体处断裂呈近SN向分布，断裂被石英脉和石英网脉充填，倾向SW，倾角为20°～70°，地表出露宽度为5～20 m，顺NWW向波状延伸约1 km，与伊什基里克山北坡山前大断裂近于平行，属于张扭性断裂。NE—SW向断裂的形成时间晚于NW—SE向主控断裂，为成矿后的张扭性破矿断裂，倾向NW，倾角为45°～85°，地表出露宽度为1～6 m，长大于800 m。

图件引自文献[16]

区内未见明显的侵入体出露，仅见受NW—SE向断裂控制的酸性和基性岩脉，岩性包括石英钠长斑岩、闪长玢岩和辉绿岩。石英钠长斑岩主要呈NW—SE向岩脉、岩枝状分布于矿区中部，矿化较弱，偶见少量孔雀石、黄铁矿和黄铜矿呈星点状分布其中；闪长玢岩主要呈岩枝、岩脉状分布于矿区西北部，见有绿泥石化和碳酸盐化。辉绿岩主要呈脉状分布于矿区西北部，多发育绢云母化。

1.3 矿体地质特征

铜金矿体产于下石炭统大哈拉军山组安山质岩屑凝灰岩、安山岩中，主要受NW—SE向断裂控制(图3)。矿体形态以脉状为主，可见分支复合、间断等现象(图2、3)。以Cu品位不低于0.2%和Au品位不低于1×10-6为边界品位，共圈出铜金矿体群10个，包括铜矿体26个、金矿体2个、铜金矿体3个，其中以Ⅰ号铜金矿体规模为最大。

图件引自文献[16]

Ⅰ号铜金矿体形态呈舒缓波状，受近SN向断裂控制，地表长约210 m，向深部规模变大。1 000 m标高处，钻孔ZK102、ZK103和ZK104所控制的矿体长度为400 m，倾向西，倾角为45°～50°。矿体真厚度为0.70～16.39 m，平均为6.64 m。单工程Cu品位最高为0.89%，最低为0.24%，平均为0.42%，伴生Au平均品位为0.41×10-6，矿体向深部Cu品位略变富[6-8]。矿体两侧围岩蚀变发育，以硅化、黄铁绢英岩化和青磐岩化为主。围岩蚀变水平分带明显，由矿体向外侧可大致划分为硅化带、黄铁绢英岩化带和青磐岩化带(图4)，以硅化和黄铁绢英岩化与成矿关系最为密切，青磐岩化分布最为广泛，使围岩略显灰绿色[图5(a)、(d)、(e)]。

图4 矿体蚀变分带

矿石中金属矿物主要为黄铁矿、黄铜矿，次为针铁矿、白铁矿、蓝辉铜矿、辉铜矿和褐铁矿。其中，黄铜矿呈铜黄色，具他形粒状结构，粒径为0.3～2.0 mm，常与黄铁矿伴生产出[图6(a)]；黄铁矿多具半自形晶粒结构，粒径为0.3～3.0 mm，可见其被黄铜矿包裹或交代[图6(a)、(i)]。Au主要以包体金的形式与黄铁矿伴生产出[图6(g)]。非金属矿物主要为石英、方解石、绿泥石、绢云母和绿帘石。矿石按结构构造可分为稀疏浸染状矿石、浸染状矿石[图5(d)～(f)]。矿石构造主要为稀疏浸染状构造、脉状构造。矿石结构以结晶结构、交代结构和碎裂结构为主(图6)。

根据矿物共生组合、矿石结构构造和不同脉体的穿插关系，可将库茹尔铜金矿床的热液成矿过程分为3个阶段：石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金阶段(Ⅰ阶段)，黄铜矿、黄铁矿等硫化物主要呈浸染状分布于石英脉中，为主要的成矿阶段[图5(d)]；石英-黄铜矿阶段(Ⅱ阶段)，黄铜矿多呈细脉浸染状分布，可见其切穿早期石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金[图5(g)]；石英-绿泥石/绿帘石-方解石阶段(Ⅲ阶段)，石英多呈不规则脉状，其中可见少量星散状黄铜矿，见其切穿早期石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金[图5(h)～(i)]。各阶段含矿细脉两侧常见明显的绢英岩化蚀变晕[图5(d)～(h)]。

Ccp为黄铜矿；Py为黄铁矿

2 流体包裹体特征

2.1 样品采集与分析方法

本文用于流体包裹体研究的样品采自于钻孔岩芯及地表，选择不同成矿阶段的12件样品进行岩相学观察及显微测温实验。流体包裹体显微测温在中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室矿床地球化学微区分析室完成，使用仪器为英国Linkam THMS600型冷热台与德国ZEISS公司偏光显微镜。冷热台测温范围为-196 ℃～600 ℃，加热/冷冻速率为0.01～130.00 ℃·min-1，测温精度在-120 ℃～-70 ℃温度区间为±0.5 ℃，在-70 ℃～100 ℃ 温度区间为±0.2 ℃，在100 ℃～500 ℃温度区间为±2 ℃。在加热-冷冻过程中设置的控温速率均小于20 ℃·min-1，在相变点附近速率降低至1 ℃·min-1以下[20]。

2.2 包裹体类型及岩相学特征

寄主矿物石英及方解石中的流体包裹体丰富，以原生包裹体为主，次生包裹体相对较少，包裹体多呈孤立随机分布于矿物颗粒内部，未见一定的排列顺序或切穿矿物颗粒的边界和裂缝发育。根据流体包裹体的岩相学特征及其冷冻-加热过程中的相态变化，可将原生包裹体划分为富液相水两相包裹体、富气相水两相包裹体、CO2-H2O三相包裹体、含石盐子晶多相包裹体。其中，石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金阶段各类包裹体均有发育，石英-黄铜矿阶段和石英-绿泥石/绿帘石-方解石阶段则主要为富液相水两相包裹体。

(1)富液相水两相包裹体,为不同成矿阶段热液矿物中最主要的包裹体类型，约占包裹体总数的85%。在室温(25 ℃)下，由液相水(LH2O)和气相水(VH2O)组成[图7(a)、(f)、(g)、(i)]，形态多呈椭圆形、长条形、负晶形、圆形及不规则状，大小为5～10 μm，气液比主要集中于5%～20%，呈孤立状分布于石英或方解石中。在冷冻-加热过程中，包裹体以气相消失而达到完全均一。

(2)富气相水两相包裹体,含量较低，仅见于石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金阶段石英中，约占包裹体总数的5%。室温下，由气相水和液相水组成[图7(a)、(e)、(f)]，形态以椭圆形为主，大小主要为5～10 μm，气液比大于60%。在加热过程中，以液相水消失而完全均一。

(3)CO2-H2O三相包裹体,仅见于石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金阶段石英中，含量较少，约占包裹体总数的3%。室温下呈液相水、液相CO2(LCO2)、气相CO2(VCO2)三相，CO2相充填度为10%～70%。包裹体形态呈圆形、椭圆形或不规则状[图7(c)、(d)]，大小一般为8～20 μm，呈孤立状分布于石英中。同一视域可见其与富液相水两相包裹体共存。

(4)含石盐子晶多相包裹体,仅见于石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金阶段石英中，含量极少，岩相学观察仅发现3个，约占包裹体总数的2%。室温下包裹体由固相石盐子晶、气相水和液相水等三相组成[21]，形态呈圆形或椭圆形，大小为8～16 μm[图7(a)、(b)]。

2.3 包裹体显微测温

各阶段热液石英和方解石中的原生气液水两相包裹体、CO2-H2O三相包裹体和含石盐子晶多相包裹体显微测温研究结果见表1和图8。利用冰点温度、NaCl子晶熔化温度和CO2笼形物消失温度[22-25]，分别计算获得了气液水两相包裹体、含石盐子晶多相包裹体和CO2-H2O三相包裹体的盐度。根据刘斌等提出的NaCl-H2O溶液包裹体的密度式和等容式[26-27]及Flincor软件，计算库茹尔铜金矿床矿区各阶段不同类型流体包裹体的密度(表2)。

石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金阶段富液相水两相包裹体的冰点温度为-7.2 ℃～-2.5 ℃，对应盐度为4.1%～8.5% NaCleq，均值为6.4% NaCleq，主要集中于6.0%～6.9% NaCleq，均一温度为184 ℃～359 ℃，均值为260 ℃，主要集中于210 ℃～290 ℃；富气相水两相包裹体冰点温度为-4.3 ℃～-3.6 ℃，对应盐度为5.9%～6.9% NaCleq，均值为6.5% NaCleq，均一温度为209 ℃～252 ℃，均值为229 ℃；加热-冷冻过程中完全均一至液相或气相；气液相水两相包裹体密度为0.78～0.98 g·cm-3，均值为0.89 g·cm-3。CO2-H2O三相包裹体的初熔温度为-59.5 ℃～-56.9 ℃，CO2笼形物消失温度为6.8 ℃～9.5 ℃，对应盐度为1.0%～6.0% NaCleq，均值为3.6% NaCleq；CO2部分均一温度为26.5 ℃～30.1 ℃，部分均一至液相或气相；CO2-H2O三相包裹体均一温度为250 ℃～319 ℃，均值为285 ℃，在冷冻-加热过程中，包裹体以液相CO2消失而达到完全均一；CO2-H2O三相包裹体总密度为0.59～0.69 g·cm-3。两个含石盐子晶多相包裹体的气泡消失温度为229 ℃～263 ℃，NaCl子晶熔化温度为216 ℃～238 ℃，对应盐度为32.7%～33.9% NaCleq，密度为1.08～1.09 g·cm-3。

表1 流体包裹体均一温度及盐度测定结果

注：L为富液相水两相包裹体，V为富气相水两相包裹体，C为CO2-H2O三相包裹体。

表2 流体包裹体密度及流体成矿压力、成矿深度计算结果

注：L-V为气液水两相包裹体。

石英-黄铜矿阶段气液水两相包裹体的冰点温度为-3.9 ℃～-0.1 ℃，对应的盐度为0.2%～6.7% NaCleq，均值为3.9% NaCleq，主要集中于2.2%～3.7% NaCleq；均一温度为144 ℃～212 ℃，均值为169 ℃，主要集中于150 ℃～190 ℃，加热-冷冻过程中完全均一至液相；密度为0.87～0.96 g·cm-3，均值为0.93 g·cm-3。

石英-绿泥石/绿帘石-方解石阶段气液水两相包裹体的冰点温度为-1.8 ℃～-0.1 ℃，对应盐度为0.1%～3.1% NaCleq，均值为1.6% NaCleq；均一温度为114 ℃～163 ℃，均值为143 ℃，加热-冷冻过程中完全均一至液相；包裹体密度为0.93～0.97 g·cm-3，均值为0.94 g·cm-3。

2.4 成矿压力与成矿深度

根据邵洁涟等提出的成矿压力经验计算公式[28]，利用各阶段代表性矿物流体包裹体的均一温度和盐度[29]计算出库茹尔铜金矿床各阶段流体的成矿压力和成矿深度(表2)。成矿压力计算公式为

T0=374+920S

P0=219+2 620S

P=P0Tt/T0

式中：T0为初始温度；Tt为包裹体的均一温度；S为流体盐度；P0为初始压力；P为流体成矿压力。

孙丰月等对断裂带内流体的数据进行了分段拟合，得出了流体成矿压力和成矿深度之间的关系式[30]：当测得的流体成矿压力小于40 MPa时，用静水压力梯度(10 MPa·km-1)来计算，即H=P/10。其中，H为流体成矿深度。依据上述关系式可以计算出主成矿阶段(Ⅰ阶段)静水成矿压力对应的成矿深度为1.7～2.6 km。

3 讨 论

3.1 成矿流体特征及其演化

石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金阶段以气液水两相包裹体为主，含少量CO2-H2O三相包裹体与含石盐子晶多相包裹体，均一温度分别为184 ℃～359 ℃、250 ℃～319 ℃、229 ℃～263 ℃，盐度分别为4.1%～8.5% NaCleq，1.0%～6.0% NaCleq、32.7%～33.9% NaCleq。3类包裹体的密度分别为0.78～0.98、0.59～0.69和1.08～1.09 g·cm-3，总体属中—低密度。综上所述，石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金阶段成矿流体属于中—高温、中—低和高盐度、中—低密度的NaCl-H2O-CO2体系。

石英-黄铜矿阶段石英中气液水包裹体均一温度为144 ℃～212 ℃，集中在130 ℃～190 ℃。相对于石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金阶段，该阶段均一温度明显降低。气液水两相包裹体盐度为0.2%～6.7% NaCleq，较石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金阶段盐度明显下降。流体包裹体密度为0.87～0.96 g·cm-3，属中—高密度。因此，该阶段成矿流体为中—低温、中—低盐度、中—低密度的NaCl-H2O体系。

石英-绿泥石/绿帘石-方解石阶段方解石中气液水两相包裹体的均一温度为114 ℃～163 ℃，温度变化范围较窄。气液水两相包裹体的盐度为0.1%～3.1% NaCleq，密度为0.93～0.97 g·cm-3，为中—高密度。与石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金阶段和石英-黄铜矿阶段相比，该阶段均一温度和盐度进一步降低，成矿流体演化为中—低温、低盐度、中—高密度的不饱和NaCl-H2O体系。

流体包裹体的均一温度和盐度从石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金阶段向石英-绿泥石/绿帘石-方解石阶段呈现出明显降低的趋势，密度呈逐渐增大趋势。3个阶段流体包裹体的均一温度和盐度均有一定的重合区间，反映成矿流体的连续演化过程(图9)[31-32]。

3.2 成矿流体来源

根据主成矿阶段(石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金阶段)流体包裹体特征(含石盐子晶多相包裹体与富气相水两相包裹体共存、CO2-H2O三相包裹体与富气相水两相包裹体共存)，推测初始成矿流体为中—高温、中—低和高盐度岩浆热液[33-35]。中—晚阶段流体包裹体以富液相水两相包裹体为主，温度及盐度较早阶段流体包裹体呈现出明显降低的趋势，表明可能有大气降水的加入。

底图引自文献[31]

郭建平等对库茹尔铜金矿床氢氧同位素的研究结果[7,10]表明，成矿流体演化至中—晚阶段有大气降水的加入。从已发表的西天山吐拉苏盆地内浅成低温热液矿床的氢氧同位素资料[36-39]来看，低硫型阿希金矿床和高硫型京希—伊尔曼德金矿床的成矿流体分别以大气降水和岩浆水为主[3,40-41]。Peng等报道的塔乌尔别克金矿含矿石英脉的δ18OH2O值和δDH2O值远低于原生岩浆水，成矿流体来源于大气降水，反映了大气降水与围岩之间的相互作用[36]。上述同位素特征表明，吐拉苏盆地浅成低温热液矿床中均有大气降水的参与，但与斑岩成矿系统联系密切的矿床更显示出岩浆水的特征。

3.3 矿质沉淀机制

流体不混溶、流体沸腾、水岩反应、温度或压力的变化及流体的混合作用等是导致成矿流体中金属沉淀的主要机制。金属沉淀是成矿物质溶解度降低及发生水解作用的结果[42-46]。金属元素主要是以络合物形式在热水溶液中迁移[47]。以往实验研究表明，在斑岩-矽卡岩-浅成低温热液成矿系统中，CuCl0络合物是成矿热液中Cu最重要的搬运形式[47]。在成矿流体沿断裂运移、上升过程中，随着温度和压力的逐渐降低而发生沸腾作用，导致相分离，从而产生出高盐度的富液相水两相包裹体和低盐度的富气相水两相包裹体[48-50]。库茹尔铜金矿床主成矿阶段(早阶段)发生流体不混溶作用，主要依据为：①在同一视域中，可以看到富气相水两相包裹体与含石盐子晶多相包裹体共存[图7(a)]，两种包裹体均一温度相近，盐度差别较大(分别为5.9%～6.9% NaCleq和32.7%～33.9% NaCleq)，证明它们是在两种性质不同的流体中捕获的；②在同一视域中，可以看到富液相水两相包裹体与CO2-H2O三相包裹体共存[图7(c)]，说明当时流体发生了不混溶作用，相分离后，形成以CO2为主的气相和盐水溶液相；③气液比相差较大的气液水两相包裹体共存[图7(e)]，两种类型包裹体均一温度相近；④在同一视域中，气相分数变化大的富气相水两相包裹体和富液相水两相包裹体共存，具有相近的均一温度[图7(f)]。流体不混溶会导致诸如CO2等气体挥发性急剧下降[51]，因此,在中—晚阶段未见CO2-H2O三相包裹体。CO2逸失提高了流体中金属元素含量，改变流体的pH值，造成Cu过饱和沉淀[52]。Au可能是以硫氢络合物形式搬运，在成矿过程中，CO2的存在使得Au含量在成矿流体中趋于最高[53]。不混溶作用致使CO2逸出，pH值升高，引起络合物分解，导致Au沉淀。野外地质观察表明，成矿中—晚期几乎不成矿或成矿很少。成矿流体经历早期流体不混溶作用之后，大气降水的加入将流体冷却和稀释形成低温、低盐度流体，导致中—晚阶段弱矿化现象。因此，库茹尔铜金矿床的成矿机制主要为流体不混溶。

3.4 矿床成因

斑岩型矿床与浅成低温热液矿床在时空分布上关系密切，常共/伴生产出[46,54]。Sillitoe根据其成矿温压条件、围岩蚀变、矿体特征和含矿建造，建立了斑岩-浅成低温热液成矿系统[55]，包括深部斑岩体及其周围矿化的斑岩型Cu±Au±Mo 矿床、斑岩体上部/侧上部火山岩中发育的浅成低温热液Cu-Au±Ag矿床。此外，当斑岩体与碳酸盐岩围岩接触时，在靠近斑岩体一侧还发育矽卡岩型Cu-Au 矿床，往外依次发育矽卡岩型Au/Pb-Zn 矿床和交代碳酸盐型Zn-Pb-Ag±Au 矿床。

由于热液作用是一个连续的演化过程，势必会形成连续矿化。除形成斑岩型和浅成低温热液型的端元矿化以外，还会在深部斑岩体及周围矿化的斑岩型矿床外侧发育次浅成低温热液Zn-Cu-Pb-Ag±Au矿脉或过渡矿脉[49,55-56]，属斑岩型矿床热液演化晚期或浅成低温热液矿床热液演化早期的产物。其空间产出位置、脉体形态和矿物组合具有显著的特征[49,55-58]：①在斑岩型矿化、过渡型矿化和高硫/低硫型浅成低温热液矿化均发育的成矿系统中，其矿脉间的切穿关系明显，表现为次浅成低温热液矿脉切断斑岩型矿化期的石英-硫化物脉，并被后期高硫/低硫型浅成低温热液矿脉切断，其脉体更宽、更连续和更平直；②矿脉位于斑岩成矿系统外侧青磐岩化带中，绢英岩化带之下，受断裂和裂隙控制；③脉体两侧发育强烈的绢英岩化蚀变晕；④矿脉中金属矿物可见黄铁矿、斑铜矿、辉铜矿、铜蓝、硫盐矿物及闪锌矿等，某些矿床可见碲化物，且越靠近高硫型矿床现象越明显，非金属矿物以石英为主，其次发育方解石、绢云母、绿泥石、重晶石、电气石等。

国外学者报道的次浅成低温热液矿脉的研究多集中在流体包裹体方面，结果显示形成这类脉体的流体成矿温度为240 ℃～300 ℃，盐度为3%～25% NaCleq[49,56,59]，接近斑岩型矿化晚期或浅成低温热液矿化早期的流体成矿温度和盐度。同时，国外学者对其稳定同位素开展过研究工作。Lefort等对加拿大西部的Mount Milligan 斑岩型Cu-Au矿化外围火山岩中的次浅成低温热液Au-Pt矿脉的绿泥石、石英、方解石和电气石进行了氢氧同位素分析[56]，结果显示18OH2O富集和DH2O亏损，这与现代大气降水变化不一致，显示出与岩浆的亲缘性。Catchpole等从石英-黄铁矿-辉钼矿脉和乳白色石英脉中获得两个云母样品的δ18OH2O值分别为9.1‰和10.4‰，对应的δDH2O值分别为-95‰和-89‰[58]。Maydagan等研究指出碳酸盐阶段的石英δ18OH2O值为9.4‰～13.8‰，其中18OH2O亏损的样品δ13C值为-9.0‰～-7.9‰，18OH2O富集的样品δ13C值为-6.4‰～-4.7‰[59]。上述同位素数据均显示热液流体具有显著的岩浆特征。

库茹尔铜金矿床与斑岩型矿床在地质特征方面明显不同,青磐岩化分布范围最大，使矿石整体呈灰绿色，并普遍发育粗粒立方体黄铁矿；在矿物组成、矿石结构构造、蚀变矿化等方面与高硫型、低硫型矿床存在显著区别，未发现指示高硫型矿化的多孔状石英、高岭石、明矾石、硫砷铜矿等特征矿物，也未发现代表低硫型矿化的冰长石、伊利石、皮壳状石英等指示性矿物。地质特征表明库茹尔铜金矿化特征与上述次浅成低温热液矿化[49,55-57]十分相似：矿体以石英-硫化物脉形式赋存于下石炭统大哈拉军山组凝灰岩中，受断裂控制；Cu-Au矿化呈脉状产出，脉体类型单一且平直，以细小含金石英-硫化物脉形式产出，脉体两侧发育强烈绢英岩化蚀变晕；石英-硫化物脉主要产于黄铁绢英岩化带及青磐岩化带，矿化与硅化、黄铁绢英岩化关系最为密切；金属矿物主要为黄铁矿、黄铜矿，其次为针铁矿、白铁矿、蓝辉铜矿等；非金属矿物主要有石英、方解石、绿泥石、绢云母等(图6)。

流体包裹体特征显示主成矿阶段(石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金阶段)热液石英中发育气液水两相包裹体、含石盐子晶多相包裹体和CO2-H2O三相包裹体，均一温度为184 ℃～359 ℃，气液水两相包裹体及含石盐子晶多相包裹体盐度分别为4.1%～8.5% NaCleq和32.7%～33.9% NaCleq，流体特征表明初始成矿流体具岩浆热液特征。库茹尔铜金矿床流体包裹体特征与典型的低硫型(阿希金矿床)和高硫型(京希—伊尔曼德金矿床)浅成低温热液金矿床有着显著的区别：库茹尔铜金矿床发育CO2-H2O三相包裹体和少量含石盐子晶多相包裹体；包裹体的均一温度明显偏高，最高接近斑岩型矿化期温度，且流体显示中—高盐度的特征。这些特征与国外报道的次浅成低温热液矿床流体包裹体特征[49,56]十分相似。

综合矿床地质特征及成矿流体特征研究，认为库茹尔铜金矿床成因类型为次浅成低温热液矿床。

4 结 语

(1)新疆西天山库茹尔铜金矿床流体包裹体主要为气液水两相包裹体，可见少量含石盐子晶多相包裹体、CO2-H2O三相包裹体。包裹体的均一温度和盐度从石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金阶段(Ⅰ阶段)向石英-绿泥石/绿帘石-方解石阶段(Ⅲ阶段)呈现出明显降低的趋势，密度呈逐渐增大趋势。根据气液水两相包裹体，计算出主成矿阶段(石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金阶段)成矿深度为1.7～2.6 km，表明该矿床属浅成环境。

(2)包裹体岩相学特征、显微测温结果及氢氧同位素特征表明，成矿流体演化至中—晚期时，以大气降水为主。流体不混溶或沸腾作用是导致Au-Cu富集成矿的主要机制。

(3)库茹尔铜金矿床在矿物组成、热液蚀变、矿化类型和流体包裹体特征等方面与高硫型、低硫型及斑岩型矿床存在显著区别。根据矿床地质特征及成矿流体特征研究，认为库茹尔铜金矿床成因类型为次浅成低温热液矿床。

野外工作得到了新疆维吾尔自治区有色地质勘查局七〇三队梁清栋工程师、陈瑞瑞助理工程师的大力支持与帮助，室内实验及成文过程中得到了中国地质大学(北京)王佳琳老师、刘丽老师、郑少华博士研究生、葛战林硕士研究生、白炜硕士研究生、王勇硕士研究生等的帮助，在此一并表示感谢！