0 引言

中亚金腰带是中亚地区的一条世界级成矿带^[1]，横跨新疆西天山及中亚乌兹别克斯坦、吉尔吉斯斯坦等几个国家，在其境外的西段产有令世界瞩目的大型—特大型和世界级的金铜矿床^[1-3]。新疆西天山位于中亚金腰带的东段，近年来发现了众多金矿床、矿点及矿化点，特别是在新源县南部那拉提山的卡特巴阿苏、乌恰县萨瓦亚尔顿两处特大型金(铜)矿床的相继发现，显示出西天山良好的找矿前景^[4]。卡特巴阿苏特大型金铜矿床是2008—2010 年新疆地矿局第一区域地质调查大队在对“14 乙”综合异常进行检查时发现的，前人对卡特巴阿苏金铜矿床的发现过程进行了详细的报道^[4]，并对该矿床赋矿二长花岗岩岩石学、元素组成和时代进行了研究^[5]，但对矿床地质特征、矿床类型及矿床成因尚未进行总结与探讨。经过近几年的勘查，已探明资源储量近超大型规模，随着矿床勘探的不断深入，为矿床地质特征的研究和总结提供了条件。本文以新疆西天山那拉提山一带铜金矿整装勘查区关键基础地质研究项目为依托，在对矿体宏观特征、矿体矿物学特征、矿体生成顺序与成矿阶段、成矿蚀变类型及其分布、矿体化学成分研究的基础上，初步厘定了矿床的成因类型，为矿区深部及外围进一步找矿及整装勘查区矿产勘查工作部署提供了依据。

1 区域地质背景

卡特巴阿苏金铜矿床地处新疆新源县南部的那拉提山一带，距县城直线距离约30 km，有简易公路相通。矿区地处新疆西天山那拉提南、北缘断裂之间的中天山地区^{[1, 6-9]}，北临那拉提北缘断裂(图 1a)。中天山隆起带总体近东西走向，以北为哈萨克斯坦—伊犁板块，出露有元古宙变质基底，盖层主要为早古生代及晚古生代早期大陆边缘岛弧海相火山岩夹细碎屑岩和碳酸盐岩，二叠纪转为磨拉石建造^{[4, 10]}，晚古生代岩体分布广泛；以南为塔里木板块，地层建造主要为塔里木北缘被动大陆边缘沉积，其中常见有二叠纪偏碱性岩浆岩侵入^[7-9]。

区域主要出露有古元古界、长城系、志留系、石炭系、侏罗系和新生界(图 1)。古元古界那拉提群(Pt₁N)呈残留体或断块状分布于那拉提南部的岩体中，岩性主要为二长片麻岩、斜长片麻岩、石英片岩、黑云母变粒岩、石英岩、大理岩等，未见顶底。长城系泊仑干布拉克组(Chb)呈断块状出露于西北部，岩性主要为二云石英片岩、蓝闪石石英片岩、变安山岩、千枚岩、大理岩等。上志留统巴音布鲁克组(S₃by)主要沿那拉提北缘断裂以南成带状出露，岩性主要为玄武岩、安山岩、凝灰岩、大理岩、灰岩等。石炭系主要分布于那拉提北缘断裂以北，出露的地层主要有下石炭统大哈拉军山组(C₁d)、下石炭统阿克沙克组(C₁a)，上石炭统伊什基里克组(C₂y)。其中下石炭统大哈拉军山组可分为3个岩性段，彼此之间呈断层接触，岩性为中酸性晶屑岩屑凝灰岩、安山岩、流纹斑岩、霏细斑岩夹凝灰角砾岩和灰岩；下石炭统阿克沙克组与下伏大哈拉军山组呈平行不整合或断层接触，下部以灰岩为主，含腕足、珊瑚化石，上部为碎屑岩夹灰岩；上石炭统伊什基里克组(C₂y)与下伏地层为平行不整合或断层接触，岩性为陆相安山岩、火山角砾岩、凝灰砂岩及凝灰砾岩等。侏罗系主要分布于那拉提南缘断裂的南侧，为陆相小盆地沉积，岩性主要为碎屑岩和煤层。

区域岩浆侵入活动强烈，志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪均有岩体侵入。其中，石炭纪侵入岩分布岗岩、石英闪长岩、花岗闪长岩及正长花岗岩等，以花岗岩为主。矿区二长花岗岩为中粗粒花岗结构，块状构造，属高钾钙碱性岛弧岩浆系列，具有I型花岗岩特征，其成岩年龄为(345.5±2.6) Ma，前人认为是南天山洋俯冲形成的大陆边缘岛弧岩浆侵入体，为洋壳部分熔融的产物^[5]。卡特巴阿苏金铜矿床即产于二长花岗岩体内的断层破碎带中。

区域断裂构造较为发育，主要有那拉提南、北缘深大断裂及其两侧的次级断裂(图 2)，卡特巴阿苏金铜矿床即产于那拉提北缘断裂南侧的次级断层破碎带中。那拉提北缘断裂是中天山北缘与北天山(哈萨克斯坦—伊犁板块)的分界线，该断裂为新元古代—早古生代Terskey 洋奥陶纪关闭时在哈萨克斯坦—伊犁与塔里木板块之间形成的缝合带^{[6, 9]}，为长期活动的岩石圈断裂，经历多期挤压剪切构造活动^[11]，断裂面主体产状160°∠55°～70°，具微波状延伸的特点，断裂带内发育断层角砾岩及碎裂岩化、片理化、糜棱岩化岩石，目前对该带构造组合样式、变形机制的观点还不完全统一^[12-20]。断裂带南侧发育大量的石炭纪侵入岩和少量中元古代变质侵入岩，出露地层有古元古界角闪岩相变质的那拉提群、震旦纪蛇绿岩、上志留统巴音布鲁克组、上石炭统阿克沙克组等。断裂北侧大面积分布下石炭统大哈拉军山组、阿克沙克组。此外，沿断裂带南侧分布有近东西向断续延伸的韧性剪切带。那拉提北缘断裂可能形成于元古宙，长期处于活动状态，尤其在晚泥盆世—早石炭世活动最为强烈，控制了大哈拉军山组的沉积范围；那拉提南缘断裂为中天山南缘与南天山(塔里木板块)的分界线，该断裂代表古生代南天山洋石炭纪末关闭时在塔里木与中天山之间形成的缝合带^{[7-8, 21]}。

区域内多见铁、铜、金、多金属矿点，但仅个别小型铁矿被开发。

2 矿区地质特征 2.1 矿区地层

矿区出露上志留统巴音布鲁克组，岩性为基性-中酸性火山岩、火山凝灰岩、大理岩、灰岩等。基性-中酸性火山岩、火山凝灰岩主要分布于矿区西北角(图 2)，少量呈残留体零星分布于二长花岗岩顶部，厚度数米至数十米不等，表明目前赋矿二长花岗岩体出露位置为其顶部与地层接触带附近，岩体剥蚀深度较浅；灰岩、大理岩主要呈带状分布于矿区中西部南侧，在矿区西段(KT51线附近)深部二长花岗岩钻孔中发现大量大理岩、灰岩地层捕虏体，岩体与大理岩、灰岩的接触带矽卡岩化作用强烈，部分捕虏体已全部发生矽卡岩化。

2.2 矿区构造

矿区构造极为发育，主要呈北东东向，与区域构造带展布方向一致，以断层破碎带构造及节理构造为主。

2.2.1 断层破碎带

矿区位于那拉提北缘断裂(F₂)南侧，紧邻那拉提北缘断裂，从北向南依次分布有F₃—F₈等多条近平行的次级断层破碎带，次级断层破碎带控制了矿带的展布。其规模一般不大，延长1.5～5.0 km，宽0.3～4.5 m。各断层破碎带活动期次及对成矿的控制作用各不相同，矿化破碎带总体分布于F₄、F₇断层之间，受F₄、F₇断层之间破碎带的控制。

F₄断层破碎带：位于矿区中北部，矿区内延长近4 000 m，产状为150°～210°∠40°～81°，变化较大，宽0.5～4.5 m，总体表现为逆冲断层性质。破碎带中分布有碎裂岩化二长花岗岩角砾、碎裂岩化矿石角砾、断层泥等，显示脆性构造特征。该断层破碎带为金铜矿化蚀变带的北界，其南侧岩石碎裂岩化和矿化程度均明显高于北侧，表明F₄断层在成矿期形成，成矿后有继承性活动。

F₇断层破碎带：位于矿区中南部，矿区内延长近3 500 m，产状为130°～200°∠38°～80°，变化较大，宽0.3～4.1 m，总体表现为逆冲断层性质。破碎带中见碎裂岩化二长花岗岩、碎裂岩化矿石角砾，显示脆性构造特征，为成矿期断裂，成矿期后有继承性活动。该断层破碎带为金铜矿化蚀变带的南界，其北侧岩石碎裂岩化和矿化程度均明显高于南侧。在KT71—103号勘探线间F₇断层为灰岩与花岗岩的分界线，接触带灰岩硅化强烈。

F₄、F₇断层破碎带为矿化带南、北的分界线。成矿期两断层之间还存在多条近平行、规模不等的断层破碎带，破碎强烈位置为矿体中心部位，在成矿期破碎程度大于F₄、F₇断层，这些断层破碎带及旁侧的节理构造系统，构成矿区主要的赋矿空间。

2.2.2 节理构造

矿区范围断层破碎带两侧的“X”型节理构造极为发育，节理面裂隙宽一般为0.1～0.5 cm，延伸数十厘米至数米，为共轭剪切节理。根据节理中有无矿化、节理分布范围、节理间的相互穿插关系，将矿区范围的节理构造划分为成矿期(图 3a、b)和成矿期后节理(图 3c、d)。成矿期节理构造系统发育在主矿体的两侧，从矿体中心向两侧节理密集程度降低，两者无明显界线，节理构造与破碎带共同组成一套破碎带-节理构造系统，破碎带角砾间的空隙及两侧发育的共轭剪切节理为主要的赋矿空间，为矿质所充填。通过测量，成矿期两组共轭剪切节理产状分别为45°～60°∠55°～88°和280°～300°∠45°～87°，挤压面理产状为150°～170°∠35°～75°，其节理走向玫瑰花图见图 4a，显示其构造应力场方向约为南东160°～165°，成矿期之后该套裂隙系统大部分愈合。

成矿期后节理构造在整个矿区均有分布，范围超过第一期节理构造，密集分布于成矿期后破碎带两侧，矿体各部位节理构造均较发育，节理裂隙宽度一般为0.1～0.2 cm，延伸数十厘米至数米，为共轭剪切节理。成矿期后节理与成矿期节理大部分呈小角度相交(图 3d)，局部见继承性叠加。两组共轭剪切节理产状为30°～70°∠55°～88°和300°～340°∠40°～85°，挤压面理产状155°～185°∠45°～80°，该套节理走向玫瑰花图见图 4b，显示其构造应力场方向为南东170°～175°，与第一期构造应力场呈小角度相交。该套裂隙系统未封闭，裂隙中未见矿化作用。

2.3 侵入岩

矿区范围出露的岩浆岩主要有中粗粒二长花岗岩、正长花岗岩及花岗闪长岩、石英闪长岩，少量闪长岩、闪长玢岩脉等。二长花岗岩在矿区出露面积最大，呈岩基或岩株状分布；正长花岗岩出露面积稍小，呈岩株状产出，与二长花岗岩呈相变接触关系，其中未发现蚀变及矿化；花岗闪长岩主要以岩脉和岩枝状侵入到二长花岗岩和正长花岗岩中，沿裂隙见有矿化及蚀变现象。此外，矿区西段二长花岗岩中还分布较多闪长质脉体，岩性主要有石英闪长岩、闪长岩、闪长玢岩，地表及浅部坑道中见闪长质脉体除主要沿近东西向构造破碎带产出外，还可见呈北东、北西、近南北走向产出。坑道中可见闪长质岩脉切断金矿化体，同时见部分闪长质脉中有细脉浸染状铜矿化或金铜矿化，或在闪长质岩脉附近的断层破碎带中见有脉状金铜矿化体或铜矿化体，表明闪长质脉体与金铜矿化关系密切。矿区东段及西段浅部矿化作用主要发生在二长花岗岩内的断层破碎带中；西段深部钻孔中矿化作用主要发生在二长花岗岩与大理岩捕掳体接触带、闪长质岩脉与大理岩捕掳体接触带附近，同时，接触带矽卡岩化作用强烈。

3 矿床地质特征 3.1 矿体特征

卡特巴阿苏金铜矿床矿体、矿化体主要分布于F₄、F₇断层之间的破碎蚀变带中，总体走向近东西，整个破碎带均可见有不同程度的矿化蚀变，破碎带地表出露长约3 000 m，宽40～300 m。以07号勘探线为界将矿带分为东、西两段，西段走向近70°，东段走向近110°，矿带南倾，倾角37°～75°。金铜矿体主要分布于KT36—103号勘探线之间，见矿标高1 860～2 945 m，总体向南西侧伏。已圈定金(铜)矿体44个，铜(金)矿体32个，金矿体、金铜矿体、铜矿体均有产出。主要矿体有9个，其中I₁、I₂、I₃、I₄、I₉号金铜矿体及L₅、L₁₂号铜矿体规模较大，其他矿体规模相对较小。金、铜矿化体在空间不完全重叠，独立的金矿化体主要分布于东矿段，独立的铜矿化体主要分布于西矿段。同一金铜矿化体纵投影图上从东到西铜品位明显增高，从金矿化逐渐变化为金铜矿化；东矿段8号勘探线剖面上见部分矿体中心为金铜矿化向两侧铜矿化逐渐减弱，转变为独立的金矿化(图 5)。

本区典型矿体特征如下：

I₂号金铜矿体：为本区主要矿体之一，分布于KT10—75号勘探线之间，东侧出露地表，向南西侧伏。矿体走向总体为北东东向，东段及西段上部矿体产于二长花岗岩断层破碎带中，西段深部矿体主要产于二长花岗岩与大理岩接触带矽卡岩中。东段及西段上部矿体与围岩之间为渐变过渡关系，无明显界线，呈带状、脉带状产出，连续性较好，仅靠品位分析结果来圈定矿体边界；矿体中心为团斑状矿化，两侧为细脉浸染状矿化，矿化强度受裂隙密集程度的控制；围岩蚀变以钾化、绢英岩化、绿泥石化等为主。西段KT39—75号勘探线深部矿体主要呈透镜状产出(图 6)，尖灭再现明显，偶见分支复合现象；矿体与围岩界线明显，金、铜品位均明显高于东段及西段浅部，围岩蚀变以矽卡岩化为主，矿体除分布于矽卡岩中外，还延伸到二长花岗岩中，显示叠加矿化型矽卡岩矿床的特征^[22]。已控制矿体长1 780 m，斜深420 m，厚度0.55～22.03 m，平均为4.29 m，产状154°～210°∠38°～71°，矿体金品位(0.12～243.20)×10^-6，平均为4.22×10^-6，铜品位0.01%～2.36%，矿体产状及金、铜品位变化均较大。主要矿石矿物为黄铁矿、黄铜矿，少量闪锌矿、方铅矿等。该矿体已探明金(332+333)资源储量25.4 t，铜(332)资源储量0.85×10⁴ t，以金铜矿化为主。

L₅号铜矿体：该矿体位于KT43—63号勘探线之间，为隐伏铜矿体，埋深32～337 m。矿体主要产于二长花岗岩与大理岩捕虏体接触带的矽卡岩中，受捕虏体边部形态及断层破碎带的控制，呈透镜状、树枝状产出(图 6)。已控制矿体断续长400 m，斜深240.6 m，厚度0.53~11.94 m，平均2.62 m，铜品位0.006%～4.370%，平均0.670%，金(0.55～4.98)×10^-6，主要为铜矿化体。矿石矿物主要为黄铁矿、黄铜矿。

I₉号金(铜)矿体：该矿体位于KT35—59号勘探线之间，为隐伏金铜矿体。矿体主要产于二长花岗岩、闪长质岩石与大理岩捕虏体接触带的矽卡岩中，形态、产状主要受岩体与捕虏体的边部形态及断层破碎带的控制，呈似层状、透镜状、囊状产出，金铜矿体在矽卡岩及蚀变二长花岗岩中均有分布，显示矿化叠加矽卡岩的特征(图 6)。总体走向呈近东西向，产状153°～185°∠23°～77°，已控制矿体走向延长480 m，斜深161～330 m，矿体厚度0．24～12.48 m，平均3．03 m，金品位(1.08～66.83)×10^-6，平均3.59×10^-6，铜品位0.01%~1.61%，平均0.58%，以金、铜矿化为主。矿石矿物主要为黄铁矿、黄铜矿。

3.2 围岩蚀变特征

矿区围岩蚀变强烈，矿区东段及西段浅部与矿区西段深部围岩蚀变类型存在明显不同，其特征分别如下：

矿区东段、西段浅部：矿体产于二长花岗岩断层破碎带及节理系统中，矿体呈带状、脉带状产出，如I₂、I₃、I₄号等矿体，从矿体中心到两侧蚀变类型依次变化为钾长石化、硅化绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、高岭土化等，不同空间位置蚀变带宽度不一。矿体中心为强矿化钾长石化蚀变岩石，脉石矿物主要为钾长石，矿石矿物黄铁矿、黄铜矿呈团斑状、星点状分布于蚀变矿石中(图 7a)，钾长石碎斑周围见后期生长交代的钾长石，金属矿物分布于交代钾长石颗粒间的空隙中(图 7b)，表明矿体中心位置二长花岗岩强烈破碎后，原岩中除钾长石外的其他矿物大部分被钾长石所交代。钾长石化带外侧的绢云母化矿石及硅化矿石，空间上两者无明显界线，统一划分为绢英岩化蚀变带(图 7c)，石英碎斑裂纹发育、波状消光明显、边部见次生加大，显示岩石强烈破碎后被绢云母、石英交代(图 7d)。绢英岩化带外侧主要为绿泥石化带。矿化主要分布在钾化带、绢英岩化带中，绿泥石化带矿化明显减弱。

西段深部岩体与大理岩接触带：岩体与大理岩接触带矽卡岩化作用强烈，内、外接触带均见矽卡岩化蚀变，具有双交代的特征。外接触带从中心到外侧依次为石榴石化带、透辉石化带、透闪石阳起石化带、绿帘石化带、大理岩带，从高温无水矽卡岩矿物到中低温含水矽卡岩矿物均较发育，两期热液作用明显。对外接触带典型岩石样品进行显微观察，多见石榴石矽卡岩强烈破碎后，石榴石被绿帘石沿裂隙交代(图 8a)，绿帘石矽卡岩及其中的方解石石英细脉被阳起石交代穿切(图 8b)，方解石细脉穿切到石榴石矽卡岩中，细脉中的方解石被后期绿帘石交代(图 8c)，绿帘石矽卡岩及其中的长英质细脉被后期透闪石阳起石脉穿切(图 8d)，阳起石绿帘石矽卡岩中的方解石细脉被后期绿帘石交代(图 8e)，以上矽卡岩矿物间的相互穿插关系特征表明本区至少存在两期矽卡岩化作用。内接触带均为矽卡岩化二长花岗岩，从接触带向岩体分别为透辉石化二长花岗岩(图 8f)、透闪石化二长花岗岩(图 8g)、绿帘石-阳起石化二长花岗岩(图 8h)等，往岩体内侧矽卡岩化逐渐减弱。透闪石化二长花岗岩中见少量绿帘石沿裂隙交代的现象，显示内接触带同样具有两期矽卡岩化作用，但第二期热液作用的范围相对较小。矿体主要产于接触带或矽卡岩-破碎带中，矽卡岩化可作为金铜矿的重要找矿标志。

3.3 矿石矿物组成及矿石结构构造

本区矿石矿物成分较为简单，但脉石矿物成分复杂。矿石矿物主要为黄铁矿、黄铜矿，少量闪锌矿、方铅矿、辉钼矿、针硫铋铅矿、针镍矿等；脉石矿物主要有长石、石英、白云母、绢云母、高岭石、绿泥石、绿帘石、透闪石、阳起石、透辉石、石榴石、方解石、白云石等。含金矿物主要为自然金、含银自然金及银金矿，金矿物主要赋存于黄铁矿(图 9a)和黄铜矿(图 9b)中，其次与石英、绢云母、白云石等矿物连生，主要有裂隙金、晶隙金和包裹金3种形式，呈粒状、薄片状、树枝状等形态分布。

矿石结构主要有：自形—半自形粒状结构、他形粒状结构、交代结构、交代残余结构、包含结构、碎裂结构等；矿石构造主要有：细脉状构造、细脉浸染状构造、团斑状构造、致密块状构造、角砾状构造及疏松粉末状构造、晶洞构造等。其主要结构特征如下：

自形—半自形粒状结构：在早期形成的细脉状、团斑状矿石中，黄铁矿呈立方体等自形—半自形粒状产出。

他形粒状结构：矿区大部分以致密块状构造形式存在的黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等多金属硫化物呈此结构分布。

交代结构交代残余结构：主要见早期黄铁矿碎裂后，黄铜矿沿裂隙充填、交代黄铁矿(图 9c)，部分黄铁矿呈孤岛状分布于黄铜矿中，表明黄铁矿和黄铜矿为不同成矿期产物。

包含结构：主要表现为黄铁矿中包含自然金、黄铜矿等(图 9a)，该黄铁矿、黄铜矿、自然金为共生关系，为早期成矿作用产物；黄铜矿沿黄铁矿裂隙充填，其中包含自然金(图 9b)，该黄铜矿和自然金为晚期产物。表明黄铜矿、自然金均具有两期成矿作用。

碎裂结构：黄铁矿在后期构造应力作用影响下发生碎裂或碎粒化(图 9d)。

主要构造特征如下：

致密块状构造：矽卡岩型矿石中，常见黄铁矿、黄铜矿等金属硫化物局部富集，呈致密块状形式出现(图 9e)。

细脉状构造：主要表现为石英黄铁矿细脉沿二长花岗岩节理分布(图 9f)，细脉宽度一般为0.1～0.5 mm，部分裂隙矿脉充填后愈合。

浸染状构造：主要表现黄铁矿等金属硫化物呈粒状、星点状分布于矿石中。

团斑状构造：主要出现在钾化强烈的蚀变岩中，一般出现在脉带状矿体中心位置，主要表现为黄铁矿及少量黄铜矿呈大小不等的集合体分布于块状构造的钾长石化蚀变岩中，似团块斑点(图 7a)。

角砾状构造：团斑状矿石呈角砾状分布于致密块状矿石中(图 9e)。

3.4 成矿期次、阶段划分

本区金铜矿体矿化样式、围岩蚀变类型及相互交代关系、矿石结构构造、矿化和蚀变空间分带特征、岩浆作用期次及与矿化蚀变的关系均显示出本区具有两期热液蚀变和矿化，据此将矿床的形成划分为3个成矿作用期：第一期为与二长花岗岩岩浆期后热液作用有关的以金矿化为主的成矿作用；第二期为与闪长质岩浆期后热液作用有关的金、铜矿化作用；第三期为表生成矿作用。第一期成矿作用进一步划分为矽卡岩阶段、石英-钾长石阶段、石英-黄铁矿化阶段、石英-方解石(黄铁矿)阶段；第二期成矿作用划分为矽卡岩阶段、石英-黄铁矿化阶段、石英-多金属硫化物阶段、石英-方解石阶段；表生作用期主要为风化淋滤阶段。无水矽卡岩主要形成于第一期热液作用的早期阶段，第二期矽卡岩化温度相对较低，范围较小，未见大量矽卡岩矿物形成。矿区矿物生成顺序见表 1。

4 讨论 4.1 金、铜矿化之间的关系

矿床野外地质观察结果显示，早期热液蚀变矿化在成矿期破碎带-节理构造系统和二长花岗岩与大理岩捕掳体接触带上均有分布，蚀变岩型矿化与早期矽卡岩矿化为同期矿化，矿石矿物主要为黄铁矿，同时见少量黄铜矿共生，自然金主要包裹于黄铁矿中，矿化特征显示早期主要以金矿化为主，铜矿化极弱。铜矿化体与闪长质岩脉关系密切，矿体主要产于闪长质脉体与大理岩接触带及附近的断层破碎带中，部分闪长质脉体即是铜矿体，这些脉体在矿带西段分布密集，从而使西段铜矿化明显强于东段，独立的铜矿体也主要分布于西矿段。早期黄铁矿碎裂后的裂隙被后期黄铜矿充填，黄铜矿中包裹有大量自然金，表明晚期热液成矿以(金)铜矿化为主，晚期成矿热液在西段叠加于早期金矿体之上，致使同一金矿体从东段到西段金、铜品位明显增高。因晚期热液作用的强度、范围相对较小，在早期矿体中心叠加时，形成了剖面中见到的矿体中心为金铜矿化、两侧为金矿化的复合金、金铜矿化体的现象。表明本区金铜矿床具有叠加复合成矿作用特征。

4.2 矽卡岩与破碎带蚀变岩的关系

矽卡岩与破碎带蚀变岩分布于矿区不同的空间位置，矿区东段及西段浅部，矿化围岩为二长花岗岩，矿体产于二长花岗岩破碎带中，围岩蚀变类型以钾化、绢英岩化、绿泥石化、碳酸盐化、高岭土化为主，矿化主要分布在钾化带、绢英岩化带中；西段深部矿体产于二长花岗岩、闪长质脉与大理岩捕掳体接触带矽卡岩及断层破碎带中，在矽卡岩及破碎带中连续分布，显示为叠加矿化型矽卡岩矿床的特征，内、外接触带均见不同程度的矽卡岩化，蚀变类型以石榴石化、透辉石化、透闪石阳起石化、绿帘石化、大理岩化为主，矿化在空间上与晚阶段含水矽卡岩关系密切，为矽卡岩化之后晚期阶段的产物。从金铜矿化特征与蚀变类型的关系显示，早期热液作用造成矿区大范围的围岩蚀变，接触带为矽卡岩化，二长花岗岩破碎带中为钾化、绢英岩化等；晚期热液蚀变类型与早期基本相同，但强度和范围较小，空间上叠加于早期蚀变之上，局部后期热液温度高于早期。因此，矿区具有两种蚀变类型、两期围岩蚀变的特征。

4.3 构造与成矿作用的关系

早期成矿作用受北东东向断层破碎带-节理构造系统、二长花岗岩与大理岩捕掳体接触带构造的控制。破碎带-节理构造系统发育于矿区东段及西段浅部，破碎带为矿化中心，形成团斑状矿化，节理构造中为细脉浸染状金矿化，往两侧矿化随节理密集程度降低而逐渐减弱，致使破碎带-节理构造系统中形成带状矿体，矿体与蚀变矿化围岩之间无明显界线，需化学分析圈定矿体边界。大理岩捕掳体主要分布于矿区西段深部，二长花岗岩与大理岩接触的部位，矿体形态受接触带构造及破碎带的控制，形成透镜状、似层状、巢状、串珠状形态分布的矿体，矿石以块状构造为主。

晚期与成矿作用有关的闪长质岩脉沿东西、北东、北西和近南北向侵入，接触边界不平直，其中常见有围岩或早期矿石角砾，岩石呈斑状或细粒结构，显示在隆升过程中沿张性构造浅成就位的特征。该期成矿作用形成的矿体与岩脉在空间上紧密伴生，但其形成的南北、北东、北西向矿体延长一般较短，在与东西向构造交汇部位形成柱状矿体。矿区西段闪长质岩脉分布相对密集，表明西段为晚期矿化中心，两期成矿作用在西段叠加，致使西段矿体品位高于东段。

4.4 地层对成矿作用的控制

矿区地表残留上志留统巴音布鲁克组基性-中酸性火山岩、大理岩、灰岩及二长花岗岩中分布的大理岩地层捕掳体，均显示出岩体剥蚀深度较浅，出露为其顶部位置。上覆的巴音布鲁克组中基性火山岩与二长花岗岩之间形成了岩性不整合界面，地层似岩体“顶盖”，将成矿热液封闭于二长花岗岩顶部的破碎带-节理构造系统中，形成浅部厚度大的矿体，而向深部矿化蚀变减弱。矿带西段深部大理岩捕掳体与二长花岗岩、闪长岩之间，形成了典型的“硅钙”界面，矽卡岩化作用强烈，形成了典型的矽卡岩型金铜矿床。因而，地层在成矿作用过程中起着重要的控制作用。

4.5 岩浆作用对成矿作用的控制

据前人研究，二长花岗岩于晚泥盆世末期—早石炭世早期侵位^{[5, 23]}，成矿年龄为310 Ma的晚石炭世^[24]，认为是南天山洋向北俯冲在伊犁—中天山地块南缘活动大陆边缘形成的岛弧背景下的产物^{[5, 24-25]}。东段及西段深部二长花岗岩体内的破碎带-节理构造系统中发生了强烈的钾化、绢英岩化及金矿化，西段深部二长花岗岩与大理岩捕虏体接触带发生了强烈的矽卡岩化和金矿化，表明成矿作用与二长花岗岩岩浆期后热液作用有关；闪长质岩脉规模较小，主要分布在西段深部，与金铜矿化在空间上紧密伴生，金铜矿体、铜矿体主要分布在岩脉内及其附近的断层破碎带中，岩脉在西段深部与大理岩接触带发生了矽卡岩化，部分叠加于早期矽卡岩之上，矿石结构也反映出本区具有叠加成矿特征。以上特征表明，本区存在两期热液成矿作用，早期为与二长花岗岩岩浆期后热液作用有关的金矿化，晚期为与闪长质岩脉有关的金铜矿化，两期成矿在空间上不完全重叠，形成了本区具有两种蚀变类型及独立金矿体、铜金矿体、铜矿体的现象。

5 结论

1) 卡特巴阿苏金铜矿床的矿床类型为矽卡岩型破碎带蚀变岩型，矽卡岩型铜金矿主要分布于岩体与大理岩地层接触带矽卡岩及断层破碎带中，为叠加矿化型矽卡岩矿床；破碎带蚀变岩型金铜矿床主要分布于二长花岗岩破碎带中。

2) 本区存在两期成矿作用，早期成矿与二长花岗岩岩浆作用有关，形成矽卡岩-破碎带蚀变岩型金矿床，第二期成矿作用与闪长质岩浆作用有关，以金铜矿化为主，局部叠加于早期矿体之上，使金铜矿进一步富集。

3) 矿区围岩蚀变有两种类型，岩体与大理岩接触带形成了钙铝榴石、透辉石、透闪石阳起石、绿帘石等从高温无水到低温含水的矽卡岩矿物，二长花岗岩破碎带中蚀变主要为钾化、硅化、绢云母化、绿泥石化等。

4) 二长花岗岩体内的地层捕掳体及地表分布的残留地层表明，岩体剥蚀深度较浅，矿床保存完整，深部找矿潜力巨大，岩体顶部及深部地层捕虏体与岩体接触带是最有利的赋矿部位。