新疆巩留县库茹尔铜金矿蚀变特征及矿床成因

郭建平

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局七〇三队 伊宁 835000）

1 矿床地质

库茹尔铜金矿位于伊什基里克晚古生代裂谷系内。矿区的主体地层为下石炭统大哈拉军山组，为一套中酸性火山岩建造，属多韵律火山喷发产物。地层北西-南东向展布，总体南西倾，倾角在30°～60°。岩性以火山碎屑岩和中酸性火山熔岩为主：熔结凝灰岩、安山岩、岩屑凝灰岩、含角砾凝灰岩安山岩。

断裂走向以北西向为主，北东向次之。规模最大的F1断裂，性质为张扭性断裂，波状延伸，Ⅰ号铜金矿化蚀变带严格受其控制，是区内重要的控矿、容矿构造。断裂长约1.2 千米，宽5～60 米，走向120°～180°，倾向210°～270°，倾角30°～70°。

侵入岩主要为酸性脉岩、中基性脉岩。岩性有石英钠长斑岩、闪长玢岩、辉绿玢岩等。脉岩侵位于大哈拉军山组地层中，受北西向断裂控制，呈北西-南东向展布，倾向南西，个别脉岩呈北东-南西向分布，倾角60°左右。在脉岩中普遍具有较强的黄铁绢英岩化。

区内火山岩发育，主要为早石炭世海相火山喷发活动，具有多期喷发特征，分别与同时代的岩石地层相伴随，组成火山—沉积建造。火山岩的展布受北西向区域性大断裂的夹持，伴随着断裂分布，反映火山活动受古断裂控制。火山岩相由爆发相—溢流相—爆发相过渡。

2 矿化蚀变特征

2.1 蚀变分带特征

蚀变带产于下石炭统大哈拉军山组的角砾凝灰岩、岩屑凝灰岩、安山岩中，按蚀变组合、蚀变强度划分出3个蚀变带：中心带-铜金矿化蚀变带；内带-黄铁绢英岩化蚀变带；外带-绿泥石碳酸盐化蚀变带。

①中心带-铜金矿化蚀变带

为成矿期热液活动的中心地带，受北西向和北东向断裂控制，代表岩性有石英脉、绢英岩、碎裂岩、强绢英岩化角砾凝灰岩等，岩石普遍破碎、扭曲变形，多见碳酸盐脉及石英细脉呈脉状、网脉状充填于裂隙中，蚀变以绢云母化、硅化、碳酸盐化为主，次有绿泥石化、黄铁矿化、黄铜矿化，局部发育黑云母化、钠长石化等，铜金矿化与强绢云母化、硅化密切相关。

矿化蚀变带包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号4条带，其中Ⅰ、Ⅳ号矿化蚀变带规模大、矿化最强，呈南北向-北西向带状延伸，长约500～1200 米，宽5～70 米，西-南西倾，倾角45°～70°，Ⅰ号带西段为区内Ⅰ-1 主矿体产出部位。

②内带-黄铁绢英岩化蚀变带

主要分布于铜金矿化蚀变带外侧，北西-南东向分布，其北西侧被第四系覆盖，代表岩性黄绿色黄铁绢英岩化角砾凝灰岩。蚀变带长大于2500 米，宽200～600米，南西倾，倾角50°～60°。蚀变以弥散状硅化、绢云母化、星点状黄铁矿化为主。

③外带-绿泥石碳酸盐化蚀变带

位于黄铁绢英岩化蚀变带南西侧，分布范围广，代表岩性为灰绿色岩屑凝灰岩、灰绿色安山岩。主要蚀变为绿泥石化、碳酸盐化、弱绢云母化。

2.2 矿床蚀变类型及分布特征

矿床主要蚀变类型有硅化、绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化和黄铁矿化。

硅化呈细粒-隐晶集合体或细网脉状分布，常与绢云母相伴，交代火山灰、火山角砾，脉状石英是铜金矿化的主要载体，次生石英含量一般为15～30%，局部含量可达65%。绢云母化是重要的蚀变类型，主要发育在石英脉两侧和围岩角砾中，交代火山灰、斜长石晶屑，呈鳞片状-隐晶集合体分布。碳酸盐化为方解石交代火山角砾、晶屑，呈团块状-脉状分布。绿泥石化主要发育在石英脉边部，呈浸染状分布在围岩中或充填在梳状石英脉中心。黄铁矿化由两期组成，早期黄铁矿多为五角十二面体，星点状分布于火山碎屑间隙中，晚期黄铁矿多与黄铜矿伴生，呈细脉-团块状分布于石英脉中，或呈细粒浸染状于蚀变矿物间。

矿床蚀变具有多期次叠加的特点，穿插现象复杂。根据脉体穿插关系、矿石组构和矿物组合及其生成顺序，可将流体成矿阶段划分为3 个阶段：①早阶段以发育石英-黄铁矿-黄铜矿为特征；②中阶段为石英-黄铜矿阶段，黄铁矿消失；③石英-碳酸盐-黄铜矿阶段。

3 矿床成因探讨

3.1 成矿流体

库茹尔铜矿热液脉体中发育的各类包裹体能够较好地反映各成矿阶段的流体性质，为确定流体来源、反演成矿流体演化过程提供证据。

流体包裹体均一温度从早阶段到晚阶段逐渐降低，早阶段主要集中在190～310℃之间，个别可达420℃，中阶段集中在130～190℃之间，晚阶段集中在110～130℃之间。盐度和均一温度呈现正相关关系，表明初始成矿流体经历了低温、低盐度大气降水的稀释作用。氢氧同位素特征显示成矿流体主要为经水岩交换反应后氧同位素漂移的大气降水，对比流体包裹体特征可发现岩浆流体的成矿信息被大规模的大气降水热液对流循环、稀释作用抹除。

这一系列特征表明初始成矿流体具有高温、高盐度、富CO2的特征，随着成矿作用进行，流体温度、盐度和CO2含量逐渐降低，至晚阶段演化为贫CO2的低温、低盐度流体，成矿流体由岩浆热液演化为大气降水热液。

3.2 成矿物质来源

库茹尔矿区主要发育硅化、绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化和黄铁矿化等蚀变类型，黄铜矿不与硫酸盐共生，流体包裹体均一温度较低，反映成矿流体主要为低温、近中性的流体，此时硫主要以HS-和S2-的形式存在，所沉淀硫化物δ34S与整个流体接近。库茹尔矿区8 件黄铜矿样品δ34S 平均值为-3.4‰，总体接近原始地幔δ34S（0±3‰），暗示硫来源为赋矿围岩大哈拉军山组火山岩地层。

3.3 成矿机制

结合库茹尔铜矿流体包裹体研究和矿相学研究，沸腾作用是矿区最重要的成矿机制。赋矿石英脉中存在沸腾包裹体群，不同类型包裹体共存，均一方式多样，均一温度相近，盐度差距悬殊，尤其是C 类包裹体的存在，证明成矿流体发生过沸腾作用，CO2相因不混溶发生相分离，硫化物因过饱和发生沉淀。此外，矿石角砾状构造和隐晶质石英的条带状构造也是流体沸腾作用的间接证据，粗粒石英与隐晶质石英交替形成条带状构造说明流体沸腾作用为脉动式，随着脉动式沸腾作用，流体卸载大量成矿物质。

大气降水热液的混合、稀释作用和成矿流体与围岩的水岩反应也是不可忽视的成矿因素。根据流体包裹体特征和氢氧同位素特征可以证明流体混合作用的存在，混合作用可以稀释、冷却初始成矿流体并伴随流体氧逸度和pH的升高，从而造成硫化物的少量沉淀。库茹尔铜矿早期含矿石英脉边部蚀变类型以绢云母化为主，晚期共生矿物组合为黄铜矿-绿泥石-碳酸盐，随着水岩反应的进行，流体pH从弱酸性向近中性转变并伴随着硫化物沉淀。

综上所述，库茹尔铜矿属于浅成低温热液型矿床。