新疆阿舍勒块状硫化物矿床预测准则与外围找矿预测

牛磊，徐兴旺，洪涛，秦纪华，吴晓贵，肖辉，陈泽粟，刘涛，张美根，李杭，王学海

摘  要：阿舍勒块状硫化物矿床是中国阿尔泰成矿带重要的VMS矿床之一，位于阿尔泰西南缘的阿舍勒火山沉积盆地中。矿床受倒转紧闭向斜控制，边部发育喷流沉积岩。矿床上部层状块状铜锌矿体产出于玄武岩与英安质（火山）碎屑岩之间，与下部网脉状通道相矿化（体）构成典型的双层结构。在总结前人工作的基础上，依据构建的构造控矿模型与矿床结构模型，结合地层、构造、含矿岩石、矿化、蚀变、重力、电法等找矿标志，归纳了在矿区寻找①位于阿舍勒组第四岩性段顶部的向斜构造区;②出露大量喷流岩的地区; ③寻找具强铜锌元素异常和低阻、高重力组合异常特征的地区等找矿预测准则。预测了主矿体的北侧向斜核部、西侧齐也组下部、北侧齐也组下部和南部向斜核部4个找矿靶区，以期为矿床下一步找矿勘查提供依据。

关键词：阿舍勒;块状硫化物矿床;地质特征;找矿标志;靶区预测

阿舍勒矿床是新疆规模最大、品位最高的大型火山成因块状硫化物（VMS）铜锌矿床。自1984年发现以来，前人一致认为该矿床为VMS型矿床，具有双层结构，硫同位素以岩浆硫为主，成矿时代约为387 Ma [1-7]，并对矿床深部与外围开展了大量的找矿研究[8-10]。近年来，阿舍勒铜锌矿床深部找矿勘探有所突破[9-11]，但矿区外围找矿进展不大。针对这一问题，本文在野外调查的基础上，结合前人研究成果，对找矿预测准则进行归纳总结，提出了4个重点找矿靶区，以期为外围找矿提供依据。

1  区域地质背景

阿舍勒矿床所在的阿舍勒火山-沉积盆地位于阿尔泰造山带西南缘，是哈萨克斯坦矿区阿尔泰构造成矿带的东南延伸部分[3]。盆地出露的地层主要有下泥盆统康布铁堡组海相酸性火山岩、火山碎屑岩和陆源碎屑岩，普遍经历了低角闪岩相-高绿片岩相变质作用;中—下泥盆统托克萨雷组滨-浅海相沉积岩夹碳酸盐岩;中—下泥盆统阿舍勒组中酸性-基性海相火山-火山碎屑沉积岩夹碳酸盐岩;中泥盆统阿勒泰组海相复理石碎屑沉积岩;上泥盆统齐也组浅海-半深海相中酸性-基性火山-火山碎屑沉积岩;下石炭统红山嘴组滨-浅海相火山-碎屑沉积岩夹碳酸盐岩，还发育有新生代的沉积物[1，3，6]。盆地内断裂构造以NW向、近NS向为主，较大的断裂有玛尔卡库里断裂和别斯萨拉断裂[3]。岩浆活动频繁，侵入岩、次火山岩和火山岩均有发育[3，7]。盆地上分布着阿舍勒铜锌矿、萨尔朔克多金属矿、喀英德铜矿、桦树沟铜矿等诸多矿床[7]。

2  矿区地质特征

2.1 地层

阿舍勒矿区主要出露阿舍勒组和齐也组（图1）。其中阿舍勒组是阿舍勒矿床的主要赋矿层位，主要分布在盆地的西部和中南部。阿舍勒组为一套双峰式海相火山-火山碎屑沉积岩建造，局部夹有灰岩、重晶石岩、硅质岩等，可分为5个岩性段，从下往上依次为：硅质凝灰岩层（Das-A）、英安质层（Das-B）、流纹质层（Das-C）、矿层（Das-D）、及玄武岩层（Das-E）（图2）[7]。齐也组呈喷发不整合覆于阿舍勒组之上，分为3个岩性段：第一岩性段为火山角砾岩、集块岩、含角砾凝灰岩、熔结凝灰岩、晶屑凝灰岩、凝灰质砂岩、凝灰质粉砂岩，少量英安岩、流纹岩及角砾熔岩;第二岩性段主要为火山角砾岩、砂岩、粉砂岩、安山岩及（沉）凝灰岩，晚期发育潜火山岩[6];第三岩性段主要为角砾熔岩、火山角砾岩、砂岩、安山岩、枕状玄武岩及（沉）凝灰岩。

2.2  岩浆岩

矿区发育多种侵入岩，包括闪长岩、石英闪长岩、闪长玢岩、安山玢岩、次玄武安山岩、次英安斑岩、次流纹斑岩和少量辉绿岩及辉长岩脉。

2.3  构造

矿区断裂构造发育，主要呈近NS向，与区域构造线方向一致[4-5]。矿区中阿舍勒组与齐也组褶皱构造存在明显差异。阿舍勒組常发育紧闭的线型褶皱构造，局部发生倒转，为2个向斜和2个背斜构造，即矿床东部的II号矿带和矿床西部流纹斑岩附近的背斜构造，及矿区西部的蝌蚪岩体和矿床主矿体附近的向斜构造（图1）。齐也组发育较宽缓的线型褶皱构造，褶皱强度明显减弱，为一背两向的复式背斜构造，即矿区NE方向和NW方向的向斜构造，和矿区北部的宽缓背斜（图1）。这说明矿区在泥盆纪时期经历了至少两次近EW向挤压应力作用，且阿舍勒组褶皱在后期挤压应力作用下得到加强[12]。

3  矿床地质特征

阿舍勒矿区共圈定各类矿化蚀变带14条。其中，Ⅰ号矿化蚀变带圈定4条矿体，主矿体（Ⅰ号矿体）为隐伏矿体，铜储量占矿床总储量的98%[4，7]。主矿体位于阿舍勒组第四岩性段顶部，由厚薄不等的硫化物矿层组成，呈似层状或透镜体状与地层整合产出并同步褶曲[7，13，14]。网脉状-浸染状矿化位于阿舍勒组第四岩性段下部及第三段中，通常穿切地层产出。主矿体呈NS向展布，走向长1 200 m，NNE向侧伏，侧伏角45°～65°，枢纽倾伏长1 520 m，厚5～20 m，铜品位达2.46%[13]。

阿舍勒矿床总体表现为上部呈层（纹）状、透镜状及块状矿体，下部为脉状、网脉状及浸染状矿体，构成典型的“双层结构”（图2）[6-7，13，15]。矿石类型具明显的分带现象，沿矿体厚度方向上部矿体自下而上依次为黄铁矿矿石、含铜黄铁矿矿石、铜锌黄铁矿矿石、多金属矿石、多金属重晶石矿石[2，7，15]。与此对应的矿石矿物共生组合分带为：黄铁矿、黄铁矿-黄铜矿、黄铁矿-黄铜矿-闪锌矿、黄铁矿-黄铜矿-闪锌矿-黝铜矿-方铅矿、黄铁矿-闪锌矿-方铅矿-黝铜矿-（黄铜矿）-重晶石[2，15]。矿石构造主要为致密块状、条带状、层纹状、浸染状、网脉状等。矿石结构为自形-半自形晶粒结构、他形晶粒结构、反应边结构、固溶体分离结构、变晶结构等[6]。矿体边部或顶部（少量）常出现喷流沉积岩，其中，重晶石主要分布在矿体边部，铁碧玉主要分布在更边部，属远程相的产物。浸染状矿体内的矿石分带不明显，整体上含铜黄铁矿矿石位于通道相的中心，局部从中心向外有变为黄铁矿矿石的趋势[15]。围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、黄铁矿化、碳酸盐化、青磐岩化等[6]。

4  找矿预测准则

陈毓川等、冯京和徐仕琪简述了地层、构造、含矿岩石、矿化、蚀变、重力、电法及岩石化探等预测标志[1，16]。在此基础上，本文进一步归纳与完善找矿预测准则，主要有以下3个方面：

4.1  地层层序及褶皱构造

VMS矿床通常与同时代的火山岩及火山碎屑岩关系密切，矿床位于不同火山旋回的海相火山岩系中[17]，该类矿床一般品位高，规模大，且分布广泛，成群成带出现。矿床具层控及时控特征，矿体往往呈层状、似层状或透镜状产于地层中，且一般随地层褶皱而褶皱[18] 。综上说明，VMS矿床的矿床构造、矿体结构在垂向的变化对矿床的成因研究及矿床勘探具重要意义。此外，同时代地层的研究对寻找成群成带分布的多层层控的VMS型矿床至关重要。Niu et al. 基于详细的野外观察与剖面测量[7]，重新厘定了阿舍勒矿区的地层层序，进一步确定了阿舍勒矿区的褶皱构造，建立了新的矿区构造格架，为本次找矿预测提供了可靠的依据，主要体现在以下2个方面：①地层层序方面。阿舍勒组第四岩性段的英安质火山作用与构成阿舍勒VMS矿床主矿体的层状、块状铜锌矿化关系密切，而阿舍勒组第三岩性段主要发育网脉状通道相的矿化（图2）[7]。阿舍勒组第五岩性段玄武岩的发育可能标志着成矿事件的结束且作为盖层为矿体提供了良好的保存空间，这是由于上覆相对不透水的玄武岩层阻止了成矿流体向上运移，有助于下盘含矿岩石中硫化物的保存[7];②褶皱构造方面。阿舍勒组主要发育两背两向构造（图1）。就同一层位的矿体而言，向斜构造通常是保存矿体的有力位置，而在背斜构造中矿体往往遭受剥蚀。因此，在被玄武岩层覆盖的阿舍勒组第四岩性段顶部的向斜构造区，寻找与阿舍勒矿床同期、高品位、大规模的VMS矿床潜力更大。

4.2  矿床模型

喷流沉积岩（铁碧玉等）的出露通常被认为是VMS矿床的标志之一。喷流沉积岩一般产出于块状硫化物矿床上盘地层中，主要分布在矿床的顶部或环绕在矿床边部附近。距离VMS矿床数百米或更远的位置也可能出现喷流沉积岩，但通常很难确定它们与硫化物层的成因关系，喷气岩很少出现在硫化物矿床的下盘地层中。阿舍勒矿床结构模型研究表明，喷流岩主要出露于矿体边部，顶部仅见到少数几处喷流岩出露，且规模小、厚度薄。因此，在阿舍勒地区寻找出露大量喷流岩的地区可作为找矿准则之一。

4.3  重力及电法

矿区内包含18个重力异常区，总体上强度由西向东逐渐降低，呈近NS向展布，局部走向为NW向，与矿区构造线方向基本一致（图3）。其中，矿区西部边缘显示的高重力与低重力相间的线型分布特征，可能与玛尔卡库里断裂有关，而矿区东部重力异常及磁异常可能是由辉长岩等基性侵入体引起。中部的GF1重力异常主要由块状硫化矿体和玄武岩引起。GF2与GFl处于同一个重力高值带中，二者异常特征相似。

矿体与重力异常区能够很好的吻合，表明高精度重力勘探效果明显，可作为找矿标志之一。此外，剩余重力异常与埋藏深度有关，埋深较小的矿体剩余重力异常较高、且规模较大，Δg剩，max>500×10-8  m/s2。当矿体向北西倾伏后，随矿体埋深加大，剩余重力异常变弱、规模减小，Δg剩，max为200×10-8～500×10-8  m/s21。随着地质找矿工作的不断深入，发现地表矿的可能性极小，大概率是寻找隐伏矿床。虽然重力异常对找矿有效，但矿床并非直接产于重力异常最高的部位，而是产于重力梯度带部位，所以不能完全依照重力异常的强弱来识别矿床，需适当拓展至高重力异常周边区域。无论如何，高重力正异常是重要的找矿标志之一。

前人总结的地球物理找矿标志包括：①激电。存在激电异常（极化率ηs>8×10-2）;②瞬变电磁（TEM），出现低阻异常（不超过200 Ω·m）;③自电。物探测井出现负电异常（△V<-160 mV），则可能为块状矿体（石）引起;④EH4双源大地电磁测深，出现低阻异常（不超过200 Ω·m，200～350 Ω·m主要对应浸染状矿化）[9，16，19]。此外，可控源音频大地电磁法（CSAMT）由于具较强的人工信号源、抗干扰能力強、勘探深度大、垂向分辨能力好、受地形影响小等特点，被广泛应用于多个领域[9]。阿舍勒矿区部分CSAMT低电阻率异常特征明显，可能是金属硫化物矿化引起的低阻异常。田建磊等对矿区21线进行了CSAMT法测量[9]，并对低阻异常进行了钻孔验证，最终发现了2个分别厚22 m和44 m的铜矿体。因此，使用CSAMT寻找低电阻率异常进行找矿勘查可能具有一定的效果。

5  矿区外围找矿靶区预测

科学的找矿预测需以基础地质特征为基础，同时结合地物、地化信息进行综合分析。依据地层层序、褶皱构造、矿床模型及重力异常特征，结合电阻率异常及化探异常，提出了4个重点找矿靶区（图4），现简述如下：①基于地层层序及褶皱构造准则，我们认为阿舍勒矿床已知主矿体北侧（靶区A）可能为潜力较大的找矿靶区（表1）。首先，靶区A处于向斜核部，出露地层为阿舍勒组第四岩性段，与阿舍勒矿体层位一致，且地表发育黄铁矿化蚀变（现已氧化为褐铁矿）。此外，该靶区具良好的化探异常[20]，是潜在找矿靶区之一。②基于地层层序及褶皱构造准则与矿床模型准则，我们认为阿舍勒矿床已知主矿体西侧（靶区B）具有一定找矿潜力（表1）。首先，靶区B处于西侧向斜的核部，被齐也组覆盖。据地层相互关系可知，齐也组下方可能保存有阿舍勒组玄武岩层与矿层（图2）。此外，该靶区附近分布有大量的位于VMS矿床侧向的重晶石与铁碧玉，且该处石英脉与强蚀变次生石英岩也较为常见，可作为潜在靶区之一。③基于地层层序及褶皱构造准则与重力异常准则，我们认为阿舍勒矿床已知主矿体北侧3 km处（靶区C）具有一定找矿潜力（表1）。首先，尽管靶区C处于齐也组背斜核部附近，但齐也组宽缓的背斜为阿舍勒组经历不整合事件后构造作用的产物，实际上该靶区仍处于阿舍勒组向斜构造中。其次，尽管现今被齐也组覆盖，但据地层相互关系推测盖层下方可能保存有阿舍勒组第四岩性段含矿层位。此外，该靶区还具良好的重力异常（GF4异常）和CSAMT异常（图3）。CSAMT显示该重力异常区深部发育具一定规模的低阻异常，值得进一步开展地球物理查证与钻探验证。④基于地层层序及褶皱构造准则与重力异常准则，我们认为阿舍勒矿床已知主矿体正南2 km处（靶区D）具有一定的找矿潜力（表1）。首先，靶区D同样处于向斜核部，尽管现被第四系覆盖，但据地层走向及产状推测盖层下方可能保存有阿舍勒组第四岩性段含矿层位。此外，该靶区还具良好的重力异常（图4）。尽管如此，该靶区仍需地球物理勘探的进一步查证，为后续找矿工作提供更详细的信息。

6  结论

阿舍勒矿床具有双层结构，为典型的VMS矿床，找矿信息丰富。在找矿工作中应重点注意出露大量喷流岩的地区及被玄武岩层覆盖的阿舍勒组第四岩性段的向斜构造区。此外，还应着重关注出现高重力正异常与低电阻率异常的地区。

致谢：野外工作期间得到新疆阿舍勒铜业股份有限公司郭森、游富华、孟军辉及新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局胡林朝等技术人员的大力支持和帮助。室内资料整理得到中国地质科学院矿产资源研究所杨富全研究员及孟贵祥研究员的帮助，在此一并致以衷心感谢。

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Prediction Criteria and Prospecting Prediction of Ashele Volcanogenic Massive Sulfide Deposit in Xinjiang

Niu Lei1，2，3， Xu Xingwang1，2，3， Hong Tao4，5， Qin Jihua6， Wu Xiaogui6， Xiao Hui7， Chen Zesu7， Liu Tao7，

Li Hang1，2，3， Wang Xuehai1，2，3

（1.Key Laboratory of Mineral Resources， Institute of Geology and Geophysics， Chinese Academy of Sciences， Beijing， 100029， China; 2.Innovation Academy for Earth Science， Chinese Academy of Sciences， Beijing， 100029， China; 3.University of Chinese Academy of Sciences， Beijing， 100049， China; 4.Guangdong Provincial Key Lab of Geodynamics and Geohazards， School of Earth Sciences and Engineering， Sun Yat-sen University， Guangzhou， Guangdong， 510275， China; 5.Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory （Zhuhai）， Zhuhai， Guangdong， 519082， China; 6.Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development， Urumqi， Xinjiang， 830000， China; 7.Xinjiang Ashele Copper Company Limited， Habahe， Xinjiang， 836700， China）

Abstract： The Ashele volcanogenic massive sulfide （VMS） deposit， located in the Ashele volcano-sedimentary basin of the southwest margin of Altay， is one of the important VMS deposits in the Chinese Altay metallogenic belt. The Ashele deposit occurs within a tightly closed overturned syncline， and most exhalites occur at the edge of the deposit. The orebodies of the Ashele deposit are characterized by a double layered structure with a feeder zone of veinlet-disseminated and stockwork orebodies overlain by massive/stratiform orebodies. The stratabound Cu–Zn orebody shows a conformable contact with the overlying basalt， and with the underlying dacitic volcanic or volcano-pyroclastic rocks. According to the tectonic framework of ore district and structure model of deposit， this paper defines the prospecting criteria and prediction criterion， predicts the prospecting target area， and tries to provide useful insights for further exploration. On the basis of summarizing the previous work， according to the tectonic framework of ore district and structure model of deposit， combined with strata， structure， ore bearing rocks， mineralization， alteration， gravity anomaly and resistivity anomaly， this paper summarizes that ① the synclinal structural areas located at the top of the fourth member of Ashele Formation， ②the areas where a large number of exhalative rocks are exposed， and ③the areas with strong copper and zinc anomalies， low resistivity and high gravity anomalies， predicts four prospecting targets of the main ore body， namely， the syncline core in the north of the main ore body， the lower part of Qiye Formation in the west of the main ore body， the lower part of Qiye Formation in the north of the main ore body and the syncline core in the south of the main ore body， and tries to provide useful insights for further exploration.

Key words： Ashele; Massive sulfide deposit; Geological characteristics; Prospecting criteria; Target prediction