新疆阿舍勒块状硫化物铜锌矿成矿模式探讨

李和平 魏超城 陈泽粟

（新疆哈巴河阿舍勒铜业股份有限公司 哈巴河 836700）

阿舍勒铜锌块状硫化物矿床位于阿舍勒岛弧上，是阿尔泰山南缘贵重金属和有色金属成矿带的重要组成部分。该区早古生代沉积了陆源碎屑岩和火山岩。加里东晚期和华力西早期发生准噶尔洋板块俯冲于阿舍勒岛弧，伴有大面积岩浆活动及其有关的成矿作用。

1 矿床地质特征

1.1 主要控矿构造及赋矿围岩特征

矿区内发育强烈的褶皱变形和断裂，断裂构造按展布方向可分为南北向、北西向、北东向和东西向四组，与区域构造线基本一致。成矿作用受火山机构及阿舍勒马蹄形火山链（由西边6、4号古火山口及蝌蚪岩体、北部7号火山口及东部的5号火山口）形成的马蹄形火山沉积盆地控制，由近南北向断裂和轴向近南北向的次级向斜构造直接控制矿体。

矿区内出露地层主要为中泥盆统阿舍勒组、上泥盆统齐也组和下石炭统红山咀组。赋矿地层主要为中泥盆统阿舍勒组一套英安质—石英角斑岩质火山岩及火山碎屑岩，局部夹生物碎屑灰岩。

1.2 与矿化有关的岩体特征

阿舍勒矿区内泥盆纪火山活动可分为阿舍勒旋回和齐也组旋回。阿舍勒旋回构成了矿区内含矿化火山岩系，齐也组尚未见有重要矿化。

阿舍勒旋回岩石组合分为三个亚旋回：①主要为酸性火山碎屑岩组成，灰岩和火山沉积岩夹层较多，显示频繁的间歇式喷发特点。②由两个喷发韵律组成，每个喷发韵律都是酸性、中酸性火山碎屑岩夹基性熔岩开始到火山沉积岩结束。③由多个爆发—喷溢的基性火山岩韵律组成。在第一旋回的火山岩中产出Ⅲ、Ⅳ、桦树沟、喀英德等外围热液型、矽卡岩型铜锌矿床或铁铜金（点）。在第二亚旋回第二韵律产生出阿舍勒Ⅰ号块状硫化物矿床和Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ号浸染状、网脉状铜锌矿床。在第三亚旋回的玄武岩中没有矿化作业。浅成花岗闪长岩斑岩形成斑岩铜矿化。

1.3 矿床类型及围岩蚀变

阿舍勒铜锌矿分为海相火山-喷流沉积块状硫化物矿床和热液通道相热液浸染状、网脉状硫化物矿床。Ⅰ号主矿体与围岩同步褶皱，矿体形态大致呈一向西倒转的向斜，轴向近南北，向北倾伏。矿体主要产于倒转向斜的东翼，在转折端处矿层加厚。在剖面呈Y状，倒转向斜核部为玄武岩。Ⅱ号矿体位于Ⅰ号矿床倒转翼的东南。Ⅳ、Ⅴ号矿体与玄武岩互层，位于Ⅰ号矿体正常翼的下盘，与之平行。Ⅶ号矿体位于Ⅰ号矿体上盘，与之平行。

通道热液浸染状、网脉状硫化物铜锌矿床，矿体规模较小，品位较低。主要有Ⅱ号矿体，外围Ⅲ、Ⅳ、桦树沟等矿化带位于Ⅰ号矿床南部及东南，成带状分布；Ⅰ、Ⅶ号矿体在深部由块状铜锌硫化物矿体逐渐转变为通道热液铜锌硫化物矿体。

喷气-沉积块状硫化物型铜锌矿，围岩蚀变主要发育在块状硫化物矿层之下，依次主要发育有块状黄铁矿化、条带状、浸染状黄铁矿化、极发育的条带状、网脉状石英脉黄铁矿脉、绢云母化、绿泥石化等。而上覆的玄武岩则黄铁矿化很弱。与Ⅰ号矿体界线明显，没有黄铜矿化、闪锌矿化。主要有绿泥石化、绿帘石化和碳酸盐化等，是后期区域变质的结果。块状硫化物矿层中的酸性、中酸性火山碎屑岩夹层由硅化、钠长石化、黄铁矿化、重晶石化和碳酸盐化等。蚀变带南北长达2450米，宽达100米，延深大于1500米。

喷气-沉积期的矿石具纹状构造、条带状构造、致密块状构造、同生角砾状构造及浸染状构造等；通道热液硫化物矿石具有脉状、网脉状、浸染状、褶皱、定向、角砾状构造。喷气-沉积期矿石结构包括自行、半自行晶粒状结构、他行粒状结构、填隙结构、交代残余结构。通道热液硫化物矿石结构包括碎裂结构、变晶结构、嵌晶结构、反应边结构以及固溶体分离结构。

含矿流体四周与细脉状和网脉状、浸染状矿体相伴，中心以黄铁矿化、黄铜矿化、少量闪锌矿化与强硅化、绢云母化条带呈脉状、网脉状，逐渐过渡为绿泥石化形成带状蚀变岩筒（成矿气液上升通道），而Ⅰ、Ⅶ号矿体深部为脉状、网脉状的硅化、黄铁矿化、黄铜矿化、闪锌矿化强烈，绢云母化发育，向周边逐渐过渡为绿泥石化。

桦树沟热液型铜矿深部发现斑岩型铜矿化，硅化、绢云母化、黄铁矿化极发育、黄铜矿化发育，呈条带状，外围绿泥石、绿帘石化发育，绿帘石呈3-8cm脉状。

阿舍勒Ⅰ号矿化带主矿体顶板阿舍勒组凝灰岩（ASL11-38）中10颗锆石U-Pb谐和年龄值为（387±4.2）Ma,与早中泥盆世地层年代相符[1]。

2 成矿模式

洋中脊是VMS块状硫化物铜锌矿、超极性岩铜镍硫化物矿等矿床主要成矿场所之一[2]。准噶尔大洋中脊亦如此，这些矿床被板块运送至额尔齐斯俯冲带，俯冲至上地幔，洋壳及铜、锌及铅矿床等沉积物都被熔化，并进行较为彻底的分异，形成含矿丰富的中酸性岩浆（图1）：铜、锌、铅、硫等金属、非金属从岩浆中分离出来沿断层通道喷流出地表，成矿物质进入马蹄形阿舍勒海底盆地时，由于温度、压力、pH值和氧逸度等物理化学条件改变时各种矿质络合物的溶解度各不相同，一般先是Fe、Cu，后是Pb、Zn(后者住住能迁移较远)，在一定的空间位置发生卸载、富集、沉积成矿块状硫化物铜锌矿床，喷流时间不同形成不同期次块状铜锌硫化物矿床。最后期次的Ⅰ号矿床成矿作用之后，又发生基性玄武岩的喷溢，整合覆盖于Ⅰ号矿体之上，喷流-沉积成矿作用结束；矿体下部的细脉（网脉）浸染状矿体是含矿热卤水的通道,其往往与层状矿体斜交。通道中成矿热液随着热液温度降低形成铜矿化、锌矿化，经多次叠加形成通道热液矿床；铜、锌、铅等金属从岩浆中没有分离随着岩浆一起上涌，而且没有喷出地表，分异、迁移、富集形成次火山岩型或斑岩型铜、锌、铅、金、银矿床。例如阿舍勒铜矿北5千米的萨尔朔克铜金锌矿床，深部发现斑岩铜矿。阿舍勒铜矿东南部的桦树沟18线剖面上部的通道铜矿与深部的斑岩型铜矿体能很好地连为一体。阿舍勒铜矿5线钻孔岩芯亦发现斑岩型铜矿化；如果该岩浆向上侵入灰岩中，则可形成矽卡岩型铜铁金多金属矿，例如阿依托汉矽卡岩型铜铁金矿点等系列矿床。因此，沉积块状铜锌硫矿床与通道热液型铜矿床、深部次火山岩型或斑岩型铜矿床及矽卡岩型铜铁金矿是该成矿模式形成的系列矿床。当然，也可能存在不同期次的斑岩型铜矿化。

图1 阿舍勒成矿模式图

据曾志刚[3]对阿舍勒铜锌矿黄铁矿中4件浸染状和条带状黄铁矿中流体包裹体研究，n(40Ar)/n(36Ar)比值被认为来源于海水的大西洋中脊TAG热液区硫化物n(40Ar)/n(36Ar) 比值287-359具有相似性。说明阿舍勒铜锌黄铁矿的成矿物质来源于准噶尔大洋中脊TAG热液区硫化物。

总之，阿舍勒铜矿成矿物质源于大洋壳俯冲熔化、分异、上涌海底喷流沉积形成。

3 成矿靶区预测

（1）深部Ⅰ号矿体的上下盘（或Ⅰ号矿体东西两侧）及Ⅰ号矿体的北部马蹄形阿舍勒盆地是寻找块状硫化物型铜锌矿的主要靶区：在马蹄形阿舍勒沉积盆地中，Ⅰ号矿体是最晚期的一次成矿，在Ⅰ号矿体成矿之前可能会有几期成矿，因此，在深部Ⅰ号矿体的上下盘（或Ⅰ号矿体东西两侧）有可能找到早期喷流-沉积形成的块状硫化物型铜锌矿体；Ⅰ号矿体位于马蹄形盆地的南部，南北向断层通过盆地，Ⅰ号矿北部盆地是阿舍勒组第二岩性段喷流-沉积块状硫化物型铜锌矿有利形成部位；

（2）通道下部与次火山岩接触的次火山岩中是寻找斑岩型（或次火山岩型）铜矿的主要靶区：阿舍勒组第三岩性段的玄武岩与Ⅰ号矿体接触界线非常清晰，是一种冷接触，接触面玄武岩没有矿化，接触面的上盘是致密块状硫化物铜锌矿体，品位高。这说明：在玄武岩喷发之前，成矿流体通道突然被缝合，断绝成矿物质的供给，海水中已没有任何成矿物质，包括铁、硫等矿物质；大量的成矿物质可能在通道附近的次火山岩中富集成矿，故而通道深部与次火山岩接触的次火山岩中是寻找斑岩型或次火山岩型铜矿的主要靶区。也可能发育不同期次的斑岩型铜锌矿床；

⑶齐也组下部阿舍勒组第二岩性段的盆地部位是寻找块状硫化物型铜锌矿的靶区，阿舍勒铜矿、阿舍勒铜矿外围、喀英德及阿依托汉勘探权分布着大面积的齐也组地层，齐也组下部覆盖着阿舍勒组第二岩性段，该段地层的盆地部位是火山喷流沉积块状硫化物铜锌矿化体的主要赋存层位。

总之，准噶尔大洋洋中脊形成的铜、锌等矿床被板块运移至俯冲带深处熔化、分异、迁移，经裂隙上涌喷流海底阿舍勒岛弧中的阿舍勒马蹄形盆地富集沉积形成块状铜锌硫化物矿床、通道型热液脉状、网脉状铜锌矿床、矽卡岩铜锌矿床、深部同期或不同期斑岩型铜矿床等系列矿床，预测阿舍勒铜矿深部及外围Ⅲ、Ⅳ、桦树沟铜矿化带深部可能存在斑岩型（或次火山岩型）铜矿体，Ⅰ号矿体东西两侧、阿舍勒盆地Ⅰ号矿体北部可能存在块状硫化物铜、锌矿体及齐也组下部阿舍勒组第二岩性段盆地可能存在块状硫化物铜、锌矿体。