2. 合肥工业大学资源与环境工程学院, 合肥 230009;
3. 长安大学地球科学与资源学院, 西安 710052;
4. 大陆动力学国家重点实验室, 西北大学地质学系, 西安 710069;
5. 沙特巴耶夫地质研究所, 地层实验室, 阿拉木图 050010
2. School of Resources and Environmental Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China;
3. College of Earth Sciences and Resources, Chang'an University, Xi'an 71005;
4. State Key Laboratory of Continental Dynamics, Department of Geology, Northwest University, Xi'an 710069, China;
5. Laboratory of Geological Formations, K. Satpaev Institute of Geological Sciences, Almaty 050010, Kazakhstan
环巴尔喀什-西准噶尔成矿省位于中亚成矿域核心区,横跨中国新疆和哈萨克斯坦环巴尔喀什地区,是中亚成矿域最重要的金属成矿省之一,该成矿省古生代构造-岩浆活动复杂,成矿作用丰富多样,形成多种类型的金属矿床,如斑岩型铜矿床(Kudryavtsev,1996; Zhukov et al., 1997; Dankeev et al., 2004b; 张锐,2006; 张连昌等,2006; 李光明等,2008; Shen et al., 2009,2010a,b; 郭正林等,2010; 袁峰等, 2006,2015; Chen et al., 2014a,b)、斑岩-石英脉-云英岩型钨钼矿床(Zhukov et al., 1997; Shen et al., 2013a,2014a,b; 李永军等,2012; 陈宣华等,2010; Chen et al., 2014a,b; 鄢瑜宏等, 2014,2015; 钟世华等,2015)、矽卡岩型铜(多金属)矿床(陈宣华等,2012)、火山成因块状硫化物型(VMS型)多金属矿床(Yakubchuk et al., 2012; Shen et al., 2014a,b)、浅成低温热液型金矿床(Shen et al., 2008a,b; 袁峰等,2015)、铜镍硫化物型矿床(朱永峰等,2014; 袁峰等,2015)、石英脉-蚀变岩型金矿床(沈远超和金成伟,1993)、与花岗岩有关的Be-U矿床(王谋等,2012; Zhang and Zhang, 2014)和豆荚状铬铁矿(Zhou et al., 2001; 张健等,2009; 谭娟娟和朱永峰,2010)等。这些矿床集中分布,形成多条成矿带,如哈萨克斯坦环巴尔喀什地区自北向南依次为扎尔玛-萨吾尔、波谢库尔-成吉斯和北巴尔喀什等成矿带(Kudryavtsev,1996; Zhukov et al., 1997; Dankeev et al., 2004b),新疆西准噶尔地区发育萨吾尔、谢米斯台、萨尔布提、巴尔鲁克、克拉玛依等成矿带(刘国仁等,2003; Shen et al., 2007,2014a,b; 郭正林等,2010; 朱永峰等,2014; 袁峰等,2015)。其中,哈萨克斯坦波谢库尔-成吉斯和北巴尔喀什等成矿带发育超大型金属矿床,其中不乏世界级矿床,如波谢库尔斑岩型铜金矿床(Cu>410万吨; Yakubchuk et al., 2012)、麦卡因VMS型金多金属矿床(Au>100吨; Lobanov et al., 2014)、科翁腊德斑岩型铜矿床(Cu>480万吨; Zhukov et al., 1997)和阿克都卡斑岩型铜矿床(Cu>1250万吨; Cooke et al., 2005)。哈萨克斯坦含有超大型和世界级金属矿床的成矿带向东是否延入、且如何延入我国新疆西准噶尔地区一直是备受关注的重大地质找矿问题。
普遍认为,西准噶尔北部的萨吾尔成矿带是哈萨克斯坦扎尔玛-萨吾尔成矿带的东延部分(刘国仁等,2003; Shen et al., 2007; 郭正林等,2010; 朱永峰等,2014; 袁峰等,2015)。然而,长期以来,西准噶尔中南部多条成矿带,由于其矿床类型、成矿特点和成矿时代与毗邻的哈萨克斯坦成矿带不同,导致二者成矿带是否及如何对接尚不清楚。近年来,西准噶尔地区找矿勘探取得了重大突破,相继发现并研究了罕哲尕能铜矿(郭正林等,2010)、白杨河Be-U矿(王谋等,2012; Zhang and Zhang, 2014)、谢米斯台铜矿(申萍等,2010)、阿尔木强铜锌矿(Shen et al., 2014a,b)、苏云河钼矿(Shen et al., 2013a,2014a,b; Chen et al., 2014a; 杨猛等,2015; 钟世华等,2015)、加曼铁列克德铜矿(Shen et al., 2013b)、包古图铜矿(张锐等,2006;张连昌等,2006; 宋会侠等,2007; Shen et al., 2010a,b,2013b;潘鸿迪和申萍,2014)、宏远钼矿等(李永军等,2012; Shen et al., 2013a; 鄢瑜宏等, 2014,2015),使西准噶尔成为我国重要的矿床集中区,同时,也使境内外成矿带对比研究和对接得以实现。
成矿带是成矿系统作用的环境和载体,而成矿系统则是成矿带形成的核心(翟裕生,1999)。本文在典型矿床研究和前人成果认识基础上,重点研究成矿带的成矿系统,包括成矿构造背景、矿床类型、成矿特点和成矿时代等,并从成矿系统的角度来探讨环巴尔喀什-西准噶尔成矿省多条成矿带的对接。期望为新疆西准噶尔地质找矿具有重大突破前景的认识提供新的依据。
2 区域地质概况
环巴尔喀什-西准噶尔成矿省涵盖了哈萨克斯坦和新疆的阿尔泰以南、天山以北、哈萨克斯坦的Erementtau以东、新疆的准噶尔盆地以西的广大地区,东西长约700~1000km,南北宽约300~700km,呈西宽东窄的楔形(图 1)。发育多条山脉和丘陵,如哈萨克斯坦环巴尔喀什地区北部的扎尔 玛-萨吾尔山、中部的波谢库尔、成吉斯、塔尔巴哈台山和南部的北巴尔喀什丘陵,新疆西准噶尔地区北部的萨吾尔山、中部的塔尔巴哈台山、谢米斯台山、沙尔布提山和南部的巴尔鲁克山、克拉玛依(哈图-包古图地区)丘陵等(图 2)。
![]() | 图 1 中哈萨克斯坦和新疆北部地质和矿产分布略图(据Windley et al., 2007; 李光明等,2008; Xiao et al., 2008,2010; Goldfarb et al., 2014等资料修编) Fig. 1 Schematic map of the geology in Central Kazakhstan and northern Xinjiang showing principal ore deposits(modified after Windley et al., 2007; Li et al., 2008; Xiao et al., 2008,2010; Goldfarb et al., 2014; and other sources) |
![]() | 图 2 新疆西准噶尔地质和矿产分布略图(据Shen et al., 2014a,b修编) Fig. 2 Schematic map of the geology in the western Junggar,Xinjiang showing principal ore deposits(modified after Shen et al., 2014a,b) |
在哈萨克斯坦环巴尔喀什地区(图 1),呈北西向展布的扎尔玛-萨吾尔山主体由泥盆纪中基性火山岩-火山碎屑岩组成,其上是石炭系火山-沉积岩系,由安山质火山岩-火山碎屑岩和凝灰岩互层组成,二叠系为陆相沉积建造,含煤和油页岩层(Zhukov et al., 1997)。呈北西向展布的波谢库尔山、成吉斯-塔尔巴哈台山,发育寒武纪玄武岩-安山岩及火山碎屑岩、奥陶纪玄武岩-安山岩-英安岩及火山碎屑岩和奥陶纪-志留纪的磨拉石建造(Zhukov et al., 1997; Yakubchuk et al., 2012; Lobanov et al., 2014)。呈近东西向展布的巴尔喀什湖北岸丘陵地区,出露少量的寒武纪-奥陶纪硅质岩、陆缘碎屑岩和碳酸盐岩和志留纪-泥盆纪陆缘碎屑岩,广泛发育石炭纪英安岩-流纹岩和凝灰岩以及二叠纪玄武岩-流纹岩和凝灰岩等(Kudryavtsev,1996; Zhukov et al., 1997; Dankeev et al., 2004b; 陈宣华等,2010; 朱永峰等,2014)。
在西准噶尔地区(图 2),呈东西向展布萨吾尔山由泥盆纪的中基性火山岩-火山碎屑岩等钙碱性火山岩组成,其上不整合的是石炭系安山质火山岩-火山碎屑岩等,早二叠世出现双峰式火山喷发、碱性花岗岩及基性侵入杂岩体(周涛发等, 2006,2015; Zhou et al., 2008; Shen et al., 2008a,b; 郭正林等,2010; 袁峰等, 2006,2015)。呈东西向展布的塔尔巴哈台山、谢米斯台山和沙尔布提山在走向上岩石组合有变化,西部塔尔巴哈台山发育少量奥陶纪玄武岩-安山岩-英安岩及火山碎屑岩和奥陶纪-志留纪的磨拉石建造(朱永峰和徐新,2006; 周涛发等,2015),中部谢米斯台山发育志留纪中酸性火山岩和火山碎屑岩(Chen et al., 2010; 申萍等,2010; Shen et al., 2012a),东部沙尔布提山发育奥陶纪中基性火山岩和火山碎屑岩(Shen et al., 2014a)。北东向展布的巴尔鲁克山广泛发育泥盆纪凝灰岩以及石炭纪中酸性火山碎屑岩等,北东向展布的克拉玛依(哈图-包古图地区)广泛发育石炭纪中酸性火山碎屑岩和少量中基性火山岩(张连昌等,2006; 李永军等,2010; Yang et al., 2012; Shen et al., 2012b,2013c)。
区域断裂构造发育,主要为哈萨克斯坦近南北向 的中哈萨克斯坦断裂和北北西向成吉斯断裂(Windley et al., 2007; Xiao et al., 2008,2010; Choulet et al., 2012),其次为跨境的北西向-北西西向的额尔齐斯断裂带、洪古勒楞断裂带(朱永峰和徐新,2006; Shen et al., 2014a,b),在新疆西准噶尔南部发育北东向达拉布特断裂带、玛依勒断裂带和巴尔鲁克断裂带等(Xiao et al., 2008,2010; Yang et al., 2012; Zhang et al., 2011)。
巴尔喀什-西准噶尔成矿省侵入岩广泛发育,时代从元古代到二叠纪,以晚古生代为主(Heinhorst et al. 2000; Jahn et al., 2000; Han et al., 2006; Chen et al., 2010; 周涛发等, 2006,2015; Zhou et al., 2008; Shen et al., 2009; 郭正林等,2010; 袁峰等, 2006,2015)。元古代花岗岩类较少,出露在北巴尔喀什地区西部;早古生代花岗岩类较发育,出露在北部的成吉斯、谢米斯台山(Chen et al., 2010);晚古生代花岗岩类广泛发育(Jahn et al., 2000; 韩宝福等,2006; Chen et al., 2010; 周涛发等, 2006,2015; Zhou et al., 2008),表明这些侵入岩形成于不同的构造单元。
3 成矿带和主要矿床 3.1 环巴尔喀什成矿带和主要矿床
哈萨克斯坦环巴尔喀什地区发育三个成矿带,自北向南依次为扎尔玛-萨吾尔、波谢库尔-成吉斯和北巴尔喀什等成矿带(图 1)。
3.1.1 扎尔玛-萨吾尔成矿带和主要矿床
哈萨克斯坦晚古生代扎尔玛-萨吾尔成矿带北部以额尔齐斯缝合带与阿尔泰成矿省相邻,南部以塔尔巴哈台蛇绿岩带(Yakubchuk and Degtyarev, 1998)为界与波谢库尔-成吉斯成矿带相邻,呈北西向延伸。该成矿带主要发育斑岩型铜矿(如克孜尔卡茵、肯赛)、铜镍硫化物矿床(如南马克苏特)和伟晶岩型Nb-Zr-稀土矿床(如上埃斯佩等)(Zhukov et al., 1997; 朱永峰等,2014),以斑岩型铜金矿床和铜镍硫化物矿床为代表。
克孜尔卡茵斑岩型铜矿床位于东哈州的塔尔巴哈台地区、Priozer村南15km处(图 1)。矿区出露下石炭统火山-沉积建造,石炭纪中基性次火山玢岩侵入地层,包括早期的闪长岩和晚期的石英闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩等,矿区发育典型的中心式火山机构(图 3),热液蚀变主要为钠长石化、绿泥石化、碳酸盐化、绢云母化和黄铁矿化,钾化不发育。在火山机构的中心部位发育高级泥化、硅化和石膏化。矿化主要与石英细脉有关,原生矿石主要为黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿、辉铜矿和铜蓝,氧化带出现黄钾铁矾、蓝铜矿、孔雀石和绿铜矿(Zhukov et al., 1997; 李光明等,2008)。
![]() | 图 3 克孜尔卡茵铜矿床地质图(据Zhukov et al., 1997) Fig. 3 Schematic geological map of the Kyzylkain Cu deposit(after Zhukov et al., 1997) |
南马克苏特铜镍硫化物矿床位于扎尔玛地区东北部,矿床形成与南马克苏特辉长岩类岩体有关,该岩体由辉长辉绿岩、辉长岩、苏长岩和斜长橄榄岩组成,铜镍硫化物矿床分布在南马克苏特岩体东部,矿化是含矿辉长岩类中的浸染状硫化物以及硫化物异离体。含矿带产于该岩体东部的下部,其形态与岩体底板一致(朱永峰等,2014)。
3.1.2 波谢库尔-成吉斯成矿带和主要矿床
哈萨克斯坦早古生代波谢库尔-成吉斯成矿带位于扎尔玛-萨吾尔成矿带南部,西起波谢库尔山,经成吉斯山和塔尔巴哈台山,东到中哈边界,呈北西向延伸约700km。在西部的波谢库尔山发育超大 型斑岩型铜金矿床(如波谢库尔等)和小型VMS型矿床(Yakubchuk,2005),在波谢库尔山东部的Baidaulet-Akbastau地区发育大型麦卡因(Maikain)和较小的Kosmurun、Mizek、Akbastau和Abyz等VMS型矿床(图 1)。
波谢库尔Cu-Au矿床位于中哈萨克斯坦西北部波谢库尔山(图 1),该矿床含有410万吨铜和100吨金(Yakubchuk et al., 2012),为一超大型斑岩Cu-Au矿床。矿区出露中下寒武统火山岩和早奥陶世英云闪长斑岩岩脉(Kudryavtsev,1996)。矿化出现在英云闪长斑岩和附近的中基性火山岩中(图 4)。英云闪长斑岩和附近的火山岩均发生强烈的蚀变,包括黑云母-磁铁矿、石英-绢云母和石英-绢云母-方解石-绿泥石等蚀变(Kudryavtsev,1996)。
![]() | 图 4 波谢库尔斑岩铜金矿床地质图(据Kudryavtsev,1996) Fig. 4 Schematic geological map of the Boshekul Cu-Au deposit(after Kudryavtsev,1996) |
麦卡因大型Au-Ag-Cu-Zn-Pb矿床位于波谢库尔山东部的Baidaulet-Akbastau地区,据波谢库尔Cu-Au矿床东部约100km(图 1),为典型的VMS型矿床(Yakubchuk,2005),是哈萨克斯坦早古生代VMS矿床中最大的,拥有大于4000万吨的矿石量,具有Au=2.5g/t,Ag=43g/t,Cu=0.9%~1.3%,Pb=0.4%,Zn=2.1%~2.6%(Lobanov et al., 2014)。我们研究认为矿区发育拉斑-钙碱性系列中基性火山岩(玄武岩和安山岩)和次火山岩(辉绿-辉长岩和辉绿岩)以及钙碱性系列安山岩,矿化与钙碱性系列安山岩有关(潘鸿迪等,2015)。矿体局限在构造破碎带和片理化带中,矿体是一系列呈雁行式分布的透镜体,其产状与围岩产状一致。矿体由致密状矿石组成,包括黄铁矿型、黄铁矿-重晶石型和黄铁矿-重晶石-多金属型矿 石。
3.1.3 北巴尔喀什成矿带和主要矿床
哈萨克斯坦晚古生代北巴尔喀什成矿带位于巴尔喀什湖北岸,呈东西向展布,晚古生代花岗岩类广泛发育,其中赋存有众多铜、钼、钨矿床,斑岩型铜矿床有石炭纪科翁腊德、阿克都卡和博尔雷等,矽卡岩型铜多金属矿床主要为萨亚克,石英脉-云英岩型钨钼矿有早二叠世扎涅特、阿克沙套、东科翁 腊德等,这些矿床构成了著名的石炭世-早二叠世北巴尔喀什成矿带(Kudryavtsev,1996; Zhukov et al., 1997; Shen et al., 2013a; Chen et al., 2014a,b; 朱永峰等,2014)。
科翁腊德铜矿床位于巴尔喀什湖西北部(图 1)。该矿床含有480万吨铜(Zhukov et al., 1997)。矿区出露早石炭世火山-沉积岩,中石炭世托克劳杂岩体侵入其中(图 5),容矿岩石是托克劳杂岩体中的花岗闪长斑岩和花岗闪长岩。热液蚀变包括钾化、绢英岩化以及青磐岩化蚀变和石英-高岭石-泥化蚀变(Kudryavtsev,1996; Zhukov et al., 1997)。脉状和角砾状矿化与绢英岩化有关。
![]() | 图 5 科翁腊德斑岩铜矿地质图(据Kudryavtsev,1996) Fig. 5 Schematic geological map of the Kounrad Cu deposit(after Kudryavtsev,1996) |
博尔雷Cu-Mo矿床位于巴尔喀什湖西北部,科翁腊德矿床西北约45km处(图 1)。该矿床含有60万吨铜(Chen et al., 2014a,b)。矿区出露石炭纪长英质火山-沉积岩和石炭纪侵入岩,矿化与晚石炭世侵入岩有关,包括石英闪长岩、花岗闪长岩和花岗斑岩。蚀变包括钾化和青磐岩化蚀变以及叠加其上的石英-方解石蚀变。
阿克都卡铜矿床组位于巴尔喀什湖东北部(图 1),该矿床组包括阿克都卡、阿尔达雷和卡兹卡亚矿床(图 6),含有1200万吨铜(Cooke et al., 2005)。矿区出露早石炭世火山岩,科尔达杂岩体侵入其中,容矿岩石是科尔达杂岩体中的英云闪长斑岩。热液蚀变包括英云闪长斑岩中的钾化和绢英岩化蚀变以及围岩中的青磐岩化蚀变。浸染状和少量的脉状矿化与绢英岩化蚀变有关。
![]() | 图 6 阿克都卡铜矿床地质图(据Zhukov et al., 1997) Fig. 6 Geological map of the Aktogai porphyry Cu deposit area(after Zhukov et al., 1997) |
萨亚克矿田处在巴尔喀什泥盆纪-石炭纪火山-岩浆弧的萨亚克复向斜内(Kröner et al., 2008)。地层主要由中石炭世萨亚克统海相火山-碳酸盐-陆源磨拉石和莫斯科阶安山岩组成。花岗岩体与中石炭世萨亚克统碳酸盐岩接触带上形成萨亚克矽卡岩型矿化,具有Cu-Au-Mo组合。萨亚克地区发育萨亚克Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、塔斯陶、墨尔德拜、詹巴斯、别尔卡拉、珠巴克等10余个矿床(图 7),其中萨亚克I-萨亚克Ⅳ、塔斯陶均为矽卡岩型铜矿床,墨尔德拜、别尔卡拉等均为斑岩型铜矿床,构成了萨亚克矽卡岩型-斑岩型铜矿田。主要矿石矿物为黄铜矿、磁铁矿、斑铜矿、磁黄铁矿、毒砂、辉钴矿及少量辉铜矿、黄铁矿、辉钼矿等。蚀变主要为矽卡岩化、绿帘石化、碳酸盐化、绿泥石化等。
![]() | 图 7 萨亚克矿田地质图(据Kudryavtsev,1996) Fig. 7 Geological map of the Sayak Cu deposit area(after Kudryavtsev,1996) |
阿克沙套大型钨钼矿床位于科翁腊德矿床西北约130km处(图 1)。该矿床有用元素主要为W(黑钨矿)、Mo、Be,资源量和品位如下:6.55万吨0.1%~0.3% WO3,1.75万吨0.04%~0.07% Mo,1.60万吨0.03%~0.07% Be(Yefimov et al., 1990)。该矿床为云英岩型浸染状矿床,具有云英岩型矿床的典型矿物组合、围岩蚀变、矿体形态和结构构造(图 8)。矿床形成与早二叠世淡色花岗岩具有密切关系,产出在花岗岩岩钟之中或岩钟的翼部,具有高温相角岩化岩石晕圈。花岗岩和接触带岩石中发育云英岩化、硅化和沸石化蚀变,呈面状和线性分带(Yefimov et al., 1990; Daukeev et al., 2004a)。
![]() | 图 8 阿克沙套钨钼矿床地质图(据Yefimov et al., 1990; Daukeev et al., 2004a) Fig. 8 Geological map of the Akshatau W-Mo deposit(after Yefimov et al., 1990; Daukeev et al., 2004a) |
扎涅特钼矿床位于科翁腊德斑岩型铜矿床的北西约80km处(图 1),为一个中型的石英脉-云英岩型钼矿床(陈宣华等,2010),主要矿石矿物为辉钼矿,同时具有较高含量的稀土和稀有元素等。辉钼矿主要产出在含钼的花岗斑岩、晚期石英脉和裂隙中,呈浸染状和脉状。围岩蚀变有钾化、黄铁矿化、云英岩化、绿帘石化等。晚期有伟晶岩脉产出。矿石中含黑钨矿、黄玉、萤石和绿柱石等。
东科翁腊德钨钼矿床位于科翁腊德斑岩型铜矿床东约11km处(图 1),矿床储量为20~25万吨Mo,品位0.056% Mo。矿床类型为石英脉-云英岩型(Burmistrov et al., 1990),主要矿石矿物为黑钨矿和辉钼矿,矿化主要赋存在石英脉和石英细脉状中,也出现在岩钟顶部和石英脉周围的云英岩中。主要矿物组合为白钨矿、黑钨矿、辉钼矿、磷灰石、硅铍石、绿柱石、黄玉等。
3.2 西准噶尔成矿带和主要矿床
我国新疆西准噶尔地区发育萨吾尔、谢米斯台、沙尔布提、巴尔鲁克和克拉玛依等成矿带(图 2)。
3.2.1 萨吾尔成矿带和主要矿床
西准噶尔北部的晚古生代萨吾尔成矿带位于额尔齐斯断裂以南洪古勒楞断裂以北,呈东西向延伸(图 2)。发育阔尔真阔腊浅成低温热液型金矿床(Shen et al., 2008a,b)、罕哲尕能斑岩铜矿点(郭正林等,2010)和吐尔库班套铜镍硫化物矿点(袁峰等,2015)。
阔尔真阔腊金矿床位于萨吾尔山南部(图 2),矿区出露地层为下石炭统黑山头组(图 9),火山岩构造-岩相填图确定了矿区发育古火山机构(Shen et al., 2008a,b),矿区浅部围岩蚀变有硅化、黄铁矿化、磁铁矿化、绢云母化、绿泥石化、绿帘石化等(Shen et al., 2007)。矿床深部闪长岩和闪长玢岩有铜矿化,以细脉浸染状和脉状为主,矿床具有斑岩型矿床的蚀变类型和蚀变分带特征,即从深部到浅部发育钾化、硅化和青磐岩化蚀变,其中钾化与深部铜矿化关系密切(袁峰等,2015)。深部赋矿闪长岩的锆石U-Pb年龄为346.6±2.9Ma(袁峰等,2015),在误差范围内与火山岩成岩年龄(339.4±4.8Ma)基本一致(邓宇峰等,2014)。因此,阔尔真阔腊矿床浅部为浅成低温热液型金矿化,深部为斑岩型铜矿化,具有上金下铜的垂直分带特征,二者可构成统一的斑岩型-浅成低温热液型金铜成矿系统(袁峰等,2015)。
![]() | 图 9 阔尔真阔腊金铜矿床地质图(据Shen et al., 2007) Fig. 9 Geological map of the Kuoerzhenkuola Au-Cu deposit(after Shen et al., 2007) |
罕哲尕能斑岩铜矿点出露地层主要有上泥盆统塔尔巴哈台组和下石炭统黑山头组,矿化赋存于花岗闪长岩体中,深部见到较好的铜钼矿化,并发现有石英单向固结结构(UST)结构(袁峰等,2015)。铜矿点发育5个蚀变带,由外向内依次为黄铁矿化-碳酸盐化、青盘岩化-泥化-绢云母化、泥化-绢云母化-黄铁矿化、钾化-泥化-(磁)黄铁矿化、钾化-硅化-黄铁矿化等(郭正林等,2010)。矿石以脉状、浸染状、稀疏浸为主,矿石矿物主要有黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿等(楚德元,2007; 郭正林等,2010)。
吐尔库班套铜镍矿点位于萨吾尔山北部,赋矿基性-超基性岩体呈带状沿中泥盆统蕴都喀腊组上、下亚组接触面侵入。岩体由橄榄岩、辉石岩、辉长岩和闪长岩组成,以辉长岩为主(袁峰等,2015)。矿区内铜镍矿化主要见于辉长岩相中,其次为橄榄岩相,矿化类型为熔离型、接触带型、裂隙型(赵晓健,2012)。主要金属矿物为磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿和磁铁矿,呈星点状、稀疏浸染状、细脉状分布,局部见似海绵陨铁结构(袁峰等,2015)。
3.2.2 谢米斯台-沙尔布提成矿带和主要矿床
谢米斯台-沙尔布提成矿带位于萨吾尔成矿带以南(图 2),谢米斯台山发育与花岗岩有关的Be-U矿床和火山岩型铜矿床,前者以白杨河Be-U矿床为代表(王谋等,2012),后者以谢米斯台铜矿点为代表(申萍等,2010);在其东部的沙尔布提山发育火山成因块状硫化物型(VMS型)铜多金属矿床,以洪古勒楞(也称为阿尔木强)铜锌矿为代表(Shen et al., 2014a,b),该矿床目前正在勘探中。
白杨河铍铀矿床位于谢米斯台山西段(图 2),是亚洲最大的Be矿床之一。矿区主要出露上泥盆统塔尔巴哈台组、下石炭统和布克河组、下石炭统黑山头组,主要为中酸性火山岩及火山碎屑岩(图 10)。侵入岩主要为富硅富碱花岗斑岩,铍铀矿体呈层状赋存于花岗斑岩与上泥盆统塔尔巴哈台组和下石炭统和布克河组的火山熔岩、火山碎屑岩的接触带部位,多期热液活动和矿化叠加是产生富大矿体的必要因素(王谋等,2012)。矿区内含铍矿物主要为羟硅铍石,铀矿物主要为沥青铀矿,铍铀矿体与赤铁矿化、萤石化关系密切(王谋等,2012)。
![]() | 图 10 白杨河Be-U矿床地质略图(据王谋等,2012; Zhang and Zhang, 2014) Fig. 10 Schematic geological map of the Baiyanghe Be-U deposit(after Wang et al., 2012; Zhang and Zhang, 2014) |
谢米斯台铜矿点位于谢米斯台山南部(图 2),是我们在进行区域构造-岩浆填图过程中发现的(申萍等,2010)。矿区发育火山岩、次火山岩和侵入岩,火山岩具有安山岩-英安岩-流纹岩组合,次火山岩为霏细岩,侵入岩为花岗岩,铜矿化为细脉状矿化,与火山岩和次火山岩有关(图 11)。谢米斯台铜矿发育火山机构,矿化受火山机构和区域断裂联合控制,在地表圈出了3个矿化体,火山机构的深部可能存在斑岩型矿化。随后,在谢米斯台南部发现了金矿化,并发现了花岗岩体中的浸染状黄铜矿化(王居里等,私人通信),谢米斯台地区存在斑岩型铜金成矿作用。
![]() | 图 11 谢米斯台铜金矿地质略图(据申萍等,2010) Fig. 11 Schematic geological map of the Xiemisitai Cu-Au deposit(after Shen et al., 2010) |
阿尔木强铜锌矿床位于沙尔布提山西部,是近年来新疆地质矿产开发局和地方企业在沙尔布提山勘探发现的。我们对该矿床进行了研究,矿区发育奥陶纪拉斑系列和钙碱性系列中基性火山岩,矿化与钙碱性系列中基性火山岩有关(Shen et al., 2014a)。矿区发育火山机构,铜矿化赋存于安山岩中,矿化受火山机构和区域断裂联合控制,矿化类型复杂,包括杏仁状铜矿化、细脉状铜矿化、角砾状铜矿化和块状铜矿化等,我们初步将其定名为VMS型铜多金属矿床(Shen et al., 2014a,b)。
3.2.3 巴尔鲁克-克拉玛依成矿带和主要矿床
晚古生代巴尔鲁克-克拉玛依成矿带位于西准噶尔南部。巴尔鲁克山位于西准噶尔西部,与哈萨克斯坦毗邻,发育加曼铁列克德铜矿点、石屋铜金矿床和苏云河钼钨矿床。克拉玛依成矿带位于巴尔鲁克山东部,东临准噶尔盆地,发育包古图铜矿床、宏远钼矿床、哈图金矿床和萨尔托海铬矿床等。我们前期的研究认为巴尔鲁克山和克拉玛依地区发育相同的矿化类型,具有相同的成矿时代和构造环境,认为巴尔鲁克成矿带和克拉玛依成矿带应是同一成矿带(Shen et al., 2013a,b)。该成矿带以苏云河钼钨矿床、包古图铜矿床、宏远钼矿床、哈图金矿床和萨尔托海铬矿床为代表。
苏云河钼钨矿床位于新疆西准噶尔巴尔鲁克山西南侧(图 2),已探明钼金属量约57万吨(据新疆地矿局区调队,2014资料),矿区内出露3个花岗斑岩体,呈岩株状侵入到中泥盆统地层中(图 12)。我们对其进行了研究(Shen et al., 2013a; 钟世华等,2015),矿体主要赋存于岩体与围岩的外接触带,矿化类型以脉状和网脉状为主,有少量浸染状,常见的脉体是钾长石脉、石英-钾长石脉、 石英-钾长石-多金属硫化物脉、石英-黑云母脉、石英-辉钼矿脉、石英-白钨矿脉、石英-辉钼矿-黄铁矿脉、石英-黄铁矿脉、石英-萤石-辉钼矿脉以及石英-碳酸盐脉。矿石矿物主要为辉钼矿、黄铁矿、白钨矿。蚀变类型主要为硅化、钾化、绢云母化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化、高岭土化和黑云母化。
![]() | 图 12 苏云河钼钨矿床地质图(据新疆地矿局区调队,2014①资料) Fig. 12 Schematic geological map of the Suyunhe W-Mo deposit |
包古图铜矿床位于新疆西准噶尔地区(图 2)。该矿床含有63万吨铜(张锐等,2006)。矿区出露早石炭世中酸性火山-沉积岩,晚石炭世中性侵入岩侵入其中。矿化与中性侵入岩岩株有关(图 13)。热液蚀变包括岩体内部的黑云母蚀变和围岩的青磐岩化蚀变和叠加其上的晚期的绢英岩化。矿化与绢英岩化蚀变有关(Shen et al., 2010a)。该矿床发育原生磁黄铁矿,成矿流体富含还原性气体CH4(Shen et al., 2010a,b),属于还原性斑岩铜矿床(Shen and Pan, 2013),其还原特点是由于含矿的中性岩浆侵位时与含碳质围岩发生了同化混染作用所致(潘鸿迪和申萍,2014)。
![]() | 图 13 包古图斑岩铜矿床地质图(a)和WE01勘探线剖面图(b)(据Shen and Pan, 2013) Fig. 13 Geological map of the Baogutu porphyry Cu deposit(a) and geologic cross section along WE01 showing the host rocks to the Baogutu deposit and the copper ore bodies(b)(after Shen and Pan, 2013) |
宏远钼矿床位于克拉玛依市东北15km处(图 2),是克拉玛依岩体周边新发现的钼矿(李永军等,2012)。我们对宏远钼矿床进行了研究(鄢瑜宏等, 2014,2015),该矿床位于克拉玛依岩体东部的花岗岩岩株中,该岩株的岩性主要为花岗岩、花岗斑岩和似斑状花岗闪长岩,侵位于石炭系太勒古拉组凝灰岩中。矿石矿物以辉钼矿为主,其次为黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿和毒砂等,主要呈细脉状和稀疏浸染状分布于岩体中;矿化脉系主要为石英-辉钼矿细脉、石英-辉钼矿-黄铜矿-黄铁矿细脉、石英-白云母-辉钼矿细脉和石英-黄铁矿细脉。热液蚀变发育,包括白云母化、硅化、绢云母化、泥化和电气石化等。
哈图金矿床位于克拉玛依市北西60km处(图 2),矿床累计金资源量56吨金(肖飞等,2010)。前人对哈图金矿床进行了系统的研究(沈远超和金成伟,1993),认为矿区存在古火山机构,火山机构环状和放射状断裂发育,金矿体赋存于火山机构断裂系和区域断裂构造中。肖飞等(2010)研究认为,矿脉体产出均受到断裂构造控制,并集中分布于安齐断裂的NW盘,主要赋存于NW向和EW向断裂中(图 14)。矿体主要为盲矿体,新探明的L27-8号隐伏矿脉是矿区最大的工业盲矿体,长约800m,延深达700m,矿脉平均厚约4.23m,最大厚度25m,平均品位4.99g/t,最高达300g/t。主矿脉上下盘发育平行矿脉,主矿脉在走向和倾向上呈舒缓波状,并具有分支复合的特点。矿体可分为两类:(1)地下400m以上主要发育石英脉型,包括贫金的方解石-石英脉、含金的绢云母-石英脉和富金的绢云母-毒砂-黄铁矿石英脉,主要分布于矿区的东南部;(2)地下400m以下主要发育蚀变岩型,包括含金黄铁绢云母化玄武岩和含金黄铁绢英岩,主要分布于矿区的西南部和下部石英脉的两侧,也可独立呈脉状矿体产出。在地下约600米的坑道中见有多条蚀变岩型与石英脉型金矿体发育。
![]() | 图 14 哈图金矿床地质图(据沈远超和金成伟等,1993; 肖飞等,2010) Fig. 14 Schematic geological map of the Hatu Au deposit(modified after Shen and Jin, 1993; Xiao et al., 2010) |
萨尔托海铬矿床位于克拉玛依市北东约60km处(图 2)。萨尔托海铬铁矿是我国已知的第二大铬铁矿床(张建等,2009),产于达拉布特蛇绿岩带东端的萨尔托海超基性岩体内,是一个典型的与蛇绿岩有关的豆荚状铬铁矿矿床(Zhou et al., 2001; 张建等,2009; 谭娟娟和朱永峰,2010)。萨尔托海超基性岩体围岩是下石炭统包古图组火山岩和凝灰质粉砂岩等,岩体由斜辉辉橄岩和少量的纯橄岩、斜辉橄榄岩、二辉橄榄岩等组成。矿区包括26个矿群,共有563个铬矿体,矿体主要赋存在纯橄榄岩-斜辉辉橄岩内,其次为斜辉辉橄岩。矿体形态复杂,主要为透镜状、似透镜状、囊状和脉状,矿石包括块状和稠密浸染状矿石、中等浸染状矿石、稀疏浸染状矿石和少量条带状、斑杂状矿石等(Zhou et al., 2001; 张建等,2009; 谭娟娟和朱永峰,2010)。
4 成矿带成矿系统
成矿系统是具有成矿功能的一个自然系统,成矿带是成矿系统作用的环境和载体,而成矿系统则是成矿带形成的核心(翟裕生,1999)。因此,本文从成矿系统(包括成矿构造背景、成矿时代和成矿特点等)入手,对成矿带进行研究。
4.1 哈萨克斯坦环巴尔喀什成矿带成矿系统 4.1.1 扎尔玛-萨吾尔成矿带成矿系统
在扎尔玛-萨吾尔成矿带,斑岩型铜矿床形成具有如下特点,即矿床形成于早石炭世岛弧构造环境,矿床赋存于古火山机构,矿化与早石炭世中基性次火山玢岩有关(Zhukov et al., 1997),构成早石炭世岛弧环境斑岩型Cu成矿系统。
岩浆熔离型铜镍硫化物矿床形成于泥盆纪岛弧构造环境,矿床赋存于泥盆纪辉长岩类岩体底部,矿化与泥盆纪辉长岩类岩体有关(Zhukov et al., 1997),构成泥盆纪岛弧环境岩浆熔离型铜镍硫化物成矿系统。
4.1.2 波谢库尔-成吉斯成矿带成矿系统
在波谢库尔-成吉斯成矿带,发育斑岩型铜金矿床(如波谢库尔等)和VMS型多金属矿床(如麦卡因等)。波谢库尔地区发育寒武纪中基性火山岩和寒武纪-奥陶纪花岗岩类,为岛弧构造环境(Yakubchuk et al., 2012)。我们未发表的数据表明,该地区发育的火山岩为拉斑系列-钙碱性系列玄武岩和钙碱性系列安山岩和少量的英安岩,含矿岩体为英云闪长斑岩,火山岩和含矿斑岩均形成于洋内弧环境。含矿岩体全岩Rb-Sr等时线年龄为481±23Ma(Kudryavtsev,1996),属于早奥陶世,构成奥陶纪洋内弧斑岩型铜金成矿系统。
麦卡因地区发育中基性火山岩和次火山岩,形成于洋内弧环境(潘鸿迪等,2015),VMS型金多金属矿化主要与钙碱性安山岩活动有关,含矿安山岩锆石SIMS U-Pb年龄为459.1±4.8Ma(潘鸿迪等,2015),属于晚奥陶世,构成奥陶纪洋内弧VMS型金多金属成矿系统。
4.1.3 北巴尔喀什成矿带成矿系统
在北巴尔喀什成矿带,发育斑岩型铜矿床、矽卡岩型铜多金属矿床和石英脉-云英岩型钨钼矿床。大部分矿床位于北巴尔喀什成矿带的西段,如科翁腊德、博尔雷斑岩型铜矿床和扎涅特、阿克沙套、东科翁腊德等石英脉-云英岩型钨钼矿床,少量矿床位于北巴尔喀什成矿带的中段(如萨亚克)和东段(如阿克都卡等)(图 1)。
在北巴尔喀什成矿带的西段,斑岩型铜矿床与钙碱性中酸性岩浆有关(Kudryavtsev,1996; Heinhorst et al., 2000; 刘刚等,2012; Shen et al., 2013a),石英脉-云英岩型钨钼矿床形成与高钾钙碱性花岗岩有关(Heinhorst et al., 2000; Liu et al., 2012; Shen et al., 2013a)。斑岩型铜矿床含矿岩体εNd(t)值变化较大,从-0.46~+0.53(Heinhorst et al., 2000; 刘刚等,2012),石英脉-云英岩型钨钼矿床含矿岩体εNd(t)值变化较大,从-3.03~+2.56(Heinhorst et al., 2000; 刘刚等,2012),指示其成矿构造环境具有岛弧和陆缘弧过渡的特点。科翁腊德铜矿床含矿二长花岗岩锆石SHRIMP U-Pb年龄为327.3±2.1Ma(Chen et al., 2014a)。博尔雷铜钼矿床斑状花岗闪长岩锆石SHRIMP U-Pb年龄为316.3±0.8Ma(Chen et al., 2014a),辉钼矿模式年龄为315.9Ma(陈宣华等,2010)。东科翁腊德石英脉-云英岩型钨钼矿床的辉钼矿模式年龄为298.0Ma(陈宣华等,2010)。扎涅特钨钼矿床的辉钼矿模式年龄为295.0Ma(陈宣华等,2010)。阿克沙套钨钼矿床的辉钼矿模式年龄为289.3Ma(陈宣华等,2010)。
在北巴尔喀什成矿带的中段,矽卡岩型铜矿床与钙碱性中酸性岩浆有关(Kudryavtsev,1996; 陈宣华等,2012),含矿岩体具有正的εNd(t)值,为+4.82~+5.94(刘刚等,2012),指示其成矿构造环境为洋内弧。与萨亚克矿田成矿作用有关的岩浆活动主要有两期335±2Ma和308±10Ma,其中,335±2Ma可能为主成矿期(陈宣华等,2012)。
在北巴尔喀什成矿带的东段,斑岩型铜矿床与钙碱性中酸性岩浆有关(Kudryavtsev,1996; Heinhorst et al., 2000; 刘刚等,2012; Shen et al., 2013a),含矿岩体具有正的εNd(t)值,为+2.86~+5.94(Heinhorst et al., 2000; 刘刚等,2012),指示其成矿构造环境为洋内弧。阿克都卡铜矿床含矿石英闪长岩和斑状花岗闪长岩锆石SHRIMP U-Pb年龄分别为335.7±1.3Ma和327.5±1.9Ma(Chen et al., 2014a,b)。
基于此可以认为,北巴尔喀什成矿带发育两种类型的成矿系统,即石炭世岛弧和陆缘弧过渡弧的斑岩型-矽卡岩型Cu-Mo-Au成矿系统和早二叠世岛弧和陆缘弧过渡弧的石英脉-云英岩型Mo-W成矿系统。
4.2 新疆西准噶尔成矿带成矿系统 4.2.1 萨吾尔成矿带成矿系统
在萨吾尔成矿带,发育斑岩型-浅成低温热液型铜金矿床(如阔尔真阔腊等)、斑岩型铜矿(如罕哲尕能等)和铜镍硫化物矿床(如吐尔库班套)(图 2)。
阔尔真阔腊金铜矿床含矿火山岩εNd值为+3.5~+4.7(Shen et al., 2008a,b),含矿火山岩的原始岩浆是受俯冲板片析出流体交代的地幔部分熔融形成(Shen et al., 2008a; 邓宇峰等,2014),含矿玄武安山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为339.4±4.8Ma(邓宇峰等,2014),深部赋矿闪长岩的锆石U-Pb年龄为346.6±2.9Ma(袁峰等,2015),石英流体包裹体Ar-Ar年龄为332±2.02Ma(Shen et al., 2007)。罕哲尕能斑岩铜矿赋矿的花岗闪长岩岩浆来源于亏损地幔分异的新生玄武质下地壳,矿床形成于岛弧环境(郭正林等,2010),石英二长岩LA-ICP-MS U-Pb谐和年龄为343.6±5.7Ma~345.3±8.3Ma,二长花岗斑岩为334.9±7.3Ma~336.4±7.5Ma(郭正林等,2010),由此构成早石炭世岛弧环境斑岩-浅成低温热液型Au-Cu成矿系统。
吐尔库班套铜镍矿点赋矿岩体形成于晚泥盆世(袁峰等,2015),与西准噶尔地区晚泥盆世蛇绿岩以及岛弧岩浆岩形成年龄相似(Chen et al., 2010; Yang et al., 2012),岩体形成于岛弧环境(邓宇峰等,2015),矿化与晚泥盆世基性-超基性岩体有关(袁峰等,2015),构成泥盆纪岛弧环境岩浆熔离型铜镍硫化物成矿系统。
4.2.2 谢米斯台-沙尔布提成矿带成矿系统
谢米斯台-沙尔布提成矿带发育斑岩铜金矿点、VMS型Cu-Au多金属矿床和与花岗岩有关的Be-U矿床(图 2)。
谢米斯台铜矿含矿岩石为钙碱性中酸性火山岩和次火山岩,形成于岛弧环境,含矿火山岩SIMS锆石U-Pb年龄为422.5±1.9Ma(Shen et al., 2012a),为晚志留世,该地区还发育与晚志留世花岗岩体有关的金矿化,构成志留纪岛弧斑岩型Cu-Au成矿系统。
阿尔木强铜锌矿床含矿钙碱性系列中基性火山岩,形成于岛弧环境,成岩年龄为中奥陶世(Shen et al., 2014a,b),构成奥陶纪岛弧VMS型Cu-Zn多金属成矿系统。
白杨河Be-U矿床赋存于白杨河花岗斑岩与围岩的内接触带处,白杨河花岗斑岩形成于弧后盆地(Zhang and Zhang, 2014),含矿花岗斑岩锆石U-Pb年龄为313.4±2.3Ma(Zhang and Zhang, 2014),指示矿床可能形成于晚石炭世,构成晚石炭世弧后盆地Be-U成矿系统。
4.2.3 巴尔鲁克-克拉玛依成矿带成矿系统
巴尔鲁克-克拉玛依成矿带发育斑岩型铜矿床、斑岩型或斑岩-石英脉型钼钨矿床、石英脉-蚀变岩型金矿床和与蛇绿岩有关的豆荚状铬铁矿(图 2)。
斑岩铜矿床包括包古图斑岩铜矿床和加曼铁列克德斑岩铜矿点,含矿岩体均为钙碱性中性岩体,形成于岛弧环境(Shen et al., 2009,2013b)。包古图斑岩铜矿床主阶段含矿闪长岩和晚阶段闪长玢岩锆石SIMS U-Pb年龄分别为313.0±2.2Ma和312.3±2.2Ma,辉钼矿Re-Os等时线年龄为312.4±1.8Ma(Shen et al., 2012b)。加曼铁列克德斑岩型铜矿含矿闪长岩和闪长玢岩锆石SIMS U-Pb年龄分别为313±4Ma和310±5Ma(Shen et al., 2013b)。由此构成晚石炭世岛弧斑岩型Cu成矿系统。
斑岩型或斑岩-石英脉型钼钨矿床包括苏云河钨钼矿床和宏远钼矿床,含矿岩体均为高钾钙碱性花岗岩体,形成于岛弧环境(Shen et al., 2013a)。我们获得的苏云河钨钼矿床辉钼矿Re-Os模式年龄为300.7Ma(Shen et al., 2013a)和等时线年龄为294.4±1.7Ma(钟世华等,2015),宏远钼矿辉钼矿Re-Os模式年龄为294Ma(李永军等,2012)和等时线年龄为314.3±1.9Ma(鄢瑜宏等,2014)。构成晚石炭世-早二叠世岛弧斑岩型或斑岩-石英脉型Mo-W成矿系统。
石英脉-蚀变岩型金矿床主要为哈图、齐Ⅱ、齐Ⅲ、齐Ⅳ、齐Ⅴ等金矿床,含矿玄武岩形成于早石炭世弧后盆地环境(沈远超和金成伟,1993; Shen et al., 2013c),矿床形成受后期区域断裂控制,李华芹等(2000)测得哈图和齐Ⅱ金矿床石英流体包裹体Rb-Sr等时线年龄分别为290±6.5Ma和288±20Ma,属早二叠世。在晚石炭世-早二叠世,哈图地区处于岛弧构造环境,由此构成早二叠世岛弧石英脉-蚀变岩型Au成矿系统。
豆荚状铬铁矿床主要为萨尔托海铬矿床,含矿岩体是基性-超基性岩,矿床形成与泥盆纪蛇绿岩有关(Zhou et al., 2001),构成与泥盆纪蛇绿岩有关豆荚状铬铁矿成矿系统。
5 成矿系统对比和跨境成矿带对接 5.1 成矿带成矿系统对比
在上述成矿带成矿系统研究基础上,本文将环巴尔喀什-西准噶尔成矿省不同成矿带成矿系统进行了总结,认为该成矿省至少发育九类成矿系统:(1)奥陶纪-志留纪岛弧斑岩型Cu-Au成矿系统;(2)奥陶纪岛弧VMS型多金属成矿系统;(3)泥盆纪岛弧岩浆熔离型铜镍硫化物成矿系统;(4)泥盆纪与蛇绿岩有关的豆荚状铬铁矿成矿系统;(5)早石炭世岛弧斑岩-浅成低温热液型Cu-Au成矿系统;(6)石炭纪岛弧或岛弧和陆缘弧过渡弧的斑岩型-矽卡岩型Cu-Mo-Au成矿系统;(7)晚石炭世弧后盆地与花岗岩有关的Be-U成矿系统;(8)早二叠世岛弧或岛弧和陆缘弧过渡弧的斑岩-石英脉-云英岩型Mo-W成矿系统;(9)早二叠世岛弧石英脉-蚀变岩型中温热液金成矿系统(表 1)。
| 表 1 环巴尔喀什-西准噶尔成矿省成矿带和成矿系统对比表 Table 1 Metallogenic belts and systems of the Circum-Balkhash-West Junggar metallogenic province |
前已述及,西准噶尔萨吾尔成矿带是哈萨克斯坦扎尔玛-萨吾尔成矿带的东延部分。长期以来,由于西准噶尔谢米斯台-沙尔布提成矿带未发现与哈萨克斯坦波谢库尔-成吉斯成矿带同时代相同的矿床类型,类似地,西准噶尔巴尔鲁克-克拉玛依成矿带也未发现与哈萨克斯坦北巴尔喀什成矿带同时代相同的矿床类型,二者成矿系统不同,致使境内外毗邻成矿带是否能对接证据不足。近年来,新疆西准噶尔勘探和研究取得了重大突破,使境内外成矿带对接成为可能。本次研究在成矿带成矿系统对比的基础上,进行了境内外成矿带对接。
5.2.1 北部成矿带对接
新疆西准噶尔萨吾尔成矿带是哈萨克斯坦扎尔玛-萨吾尔成矿带的东延部分,本文从成矿系统的角度提供了更多的证据。哈萨克斯坦扎尔玛-萨吾尔成矿带发育斑岩型Cu成矿系统和岩浆熔离型铜镍硫化物成矿系统。新疆西准噶尔萨吾尔成矿带新厘定了罕哲尕能斑岩型铜矿点(郭正林等,2010)、阔尔真阔腊斑岩-浅成低温热液铜金矿床(袁峰等,2015)和吐尔库班套岩浆熔离型铜镍硫化物矿点(袁峰等,2015),萨吾尔成矿带发育斑岩型和斑岩型-浅成低温热液型Cu-Au成矿系统和岩浆熔离型铜镍硫化物成矿系统。可见,境内外成矿带具有相同的成矿系统,即早石炭世岛弧斑岩型和斑岩-浅成低温热液型Cu-Au成矿系统、泥盆纪岛弧岩浆熔离型铜镍硫化物成矿系统,因此,新疆西准噶尔萨吾尔成矿带是哈萨克斯坦扎尔玛-萨吾尔成矿带的东延部分,构成东西长约700km的泥盆纪-早石炭世扎尔玛-萨吾尔Cu-Au成矿带(图 1)。
5.2.2 中部成矿带对接
哈萨克斯坦波谢库尔-成吉斯成矿带发育早奥陶世岛弧斑岩型Cu-Au成矿系统和晚奥陶世岛弧VMS型金多金属成矿系统,西准噶尔的谢米斯台-沙尔布提成矿带近年来新发现了谢米斯台铜金矿(申萍等,2010)、阿尔木强VMS型铜锌矿(Shen et al., 2014a,b)和白杨河Be矿(王谋等,2012),该成矿带发育志留世岛弧斑岩型Cu-Au成矿系统、中奥陶世岛弧VMS型铜多金属成矿系统和晚石炭世弧后盆地与花岗岩有关的Be-U成矿系统,晚石炭世Be-U成矿系统为叠加于早古生代成矿系统之上的晚古生代成矿系统。因此,境内外成矿带具有相似的成矿系统,即奥陶纪-志留世岛弧斑岩型Cu-Au成矿系统、中奥陶世岛弧VMS型铜多金属成矿系统,因此,可以认为,新疆西准噶尔谢米斯台-沙尔布提成矿带是哈萨克斯坦波谢库尔-成吉斯成矿带的东延部分,构成西长约1000km的波谢库尔-成吉斯-谢米斯台Cu-Au-Be-U多金属成矿带(图 1)。
5.2.3 南部成矿带对接
哈萨克斯坦北巴尔喀什成矿带发育石炭纪岛弧-陆缘弧过渡弧和岛弧斑岩型-矽卡岩型Cu-Mo-Au成矿系统和早二叠世岛弧-陆缘弧过渡弧石英脉-云英岩型Mo-W成矿系统,西准噶尔的巴尔鲁克-克拉玛依成矿带发现并确定了加曼铁列克德、包古图等斑岩型铜矿,苏云河、宏远等斑岩型或斑岩-石英脉型钼钨矿床,结合已有的矿床类型(豆荚状铬铁矿、石英脉-蚀变岩型金矿),巴尔鲁克-克拉玛依成矿带发育泥盆纪与蛇绿岩有关的豆荚状铬铁矿成矿系统、晚石炭世岛弧斑岩型Cu成矿系统、晚石炭世-早二叠世岛弧斑岩-石英脉型Mo-W成矿系统和早二叠世岛弧石英脉-蚀变岩型金成矿系统,境内外成矿带具有相似的成矿系统,即晚石炭世斑岩型Cu成矿系统、晚石炭世-早二叠世斑岩-石英脉型Mo-W成矿系统等,因此,新疆西准噶尔巴尔鲁克-克拉玛依成矿带是哈萨克斯坦北环巴尔喀什成矿带的东延部分,构成西长约800km的泥盆纪-早二叠世北巴尔喀什-克拉玛依Cu-Mo-W-Au-Cr成矿带(图 1)。 5.3 新疆西准噶尔找矿突破问题
哈萨克斯坦三条成矿带向东延入新疆西准噶尔地区,境内外成矿带东西向对比研究表明,相邻成矿带具有相同或相似的成矿系统,表明二者具有相同的成矿构造背景、矿床类型和成矿时代,因此,新疆西准噶尔地区找矿突破前景良好。对比研究还表明,在同一成矿带境内外部分的矿床规模及成矿特点存在差异。根据二者异同,探讨西准噶尔找矿突破问题。
在扎尔玛-萨吾尔成矿带,尽管境内外成矿带具有相同的成矿系统和成矿条件,然而,在新疆西准噶尔部分,矿床规模较小,比如,斑岩型矿床和铜镍硫化物矿床仅为矿点,斑岩-浅成低温热液型金铜矿床仅仅进行了浅部勘探。因此,应重视西准噶尔斑岩型和铜镍硫化物型矿点的研究和勘探,重视斑岩-浅成低温热液型金铜矿床深部的勘探。
在波谢库尔-成吉斯-谢米斯台成矿带的新疆部分,即谢米斯台-沙尔布提成矿带,早古生代矿床规模较小,比如,斑岩型铜金矿仅为矿点,矿化主要赋存于火山岩和次火山岩中,VMS型矿床目前正在勘探等。应重视谢米斯台山与斑岩体有关的铜金钼矿化的研究和勘探,重视阿尔木强铜锌矿成矿特点的研究以及深部的勘探。
在巴尔鲁克-克拉玛依成矿带,与北巴尔喀什成矿带同类型矿床对比,除了苏云河钼钨矿床之外,其它矿床规模较小,且蚀变特征有差异,比如,位于克拉玛依岩体南部的宏远钼矿仅为矿点,矿区内云英岩化不发育,而在矿区外围发育强烈的黄铁绢英岩化;位于巴尔鲁克断裂两侧的加曼铁列克德铜矿、石屋金铜矿和协德克金矿仅为矿点,围岩蚀变和成矿特点尚未开展系统的研究;因此,应重视这些矿点围岩蚀变和成矿特点的研究,查明矿化蚀变类型及空间分布规律,确定矿床类型,同时应加大勘探力度。
6 结论
(1)环巴尔喀什-西准噶尔成矿省发育至少九类成矿系统:即奥陶纪-志留纪斑岩型Cu-Au成矿系统、奥陶纪VMS型多金属成矿系统、泥盆纪岩浆熔离型铜镍硫化物成矿系统、泥盆纪与蛇绿岩有关的豆荚状铬铁矿成矿系统、早石炭世斑岩型和斑岩-浅成低温热液Cu-Au成矿系统、石炭纪斑岩型-矽卡岩型Cu-Mo-Au成矿系统、晚石炭世与花岗岩有关的Be-U成矿系统、晚石炭世-早二叠世斑岩-石英脉-云英岩型Mo-W成矿系统和早二叠世石英脉-蚀变岩型中温热液金成矿系统。
(2)新疆西准噶尔成矿带和与其毗邻的哈萨克斯坦成矿带具有相同或相似的成矿系统,新疆西准噶尔成矿带分别是哈萨克斯坦相应成矿带的东延部分,构成了该成矿省北部的晚古生代扎尔玛-萨吾尔、中部的早古生代波谢库尔-成吉斯-谢米斯台和南部的晚古生代北巴尔喀什-克拉玛依等三条巨型跨境成矿带。
(3)哈萨克斯坦三条成矿带向东延伸进入新疆西准噶尔,西准噶尔具有很好的成矿条件,有望实现斑岩型、铜镍硫化物型、石英脉-云英岩型和VMS型等矿床找矿突破。
致谢 本研究工作以国家“305”项目办公室建设的中哈合作研究工作站为基地,得到新疆地矿、有色、核工业等勘查单位和领导专家以及科翁腊德、阿克都卡、萨亚克、波谢库尔、麦卡因等中外矿企多方支持与帮助,作者谨在此表示衷心感谢。| [1] | Burmistrov AA, Ivanov VN and Frolov AA. 1990. Structural and mineralogical types of molybdenum-tungsten deposits of central Kazakhstan. International Geology Review, 32(1): 92-99 |
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