新疆西天山博罗科努成矿带主要发育两套(个)与晚古生代中酸性岩浆活动有关的多金属成矿系统(矿集区)。东部的莱历斯高尔矿集区主要为一套与中酸性侵入岩有关的矽卡岩-斑岩-热液脉型Fe、Cu、Mo、Pb、Zn成矿系统，代表性的矿床有哈勒尕提-木祖克、可克萨拉-艾木斯呆依、宏庆矽卡岩型铁铜(铅锌金)矿床，莱历斯高尔-3571斑岩型钼铜矿床，以及七兴热液脉型铅锌银矿床。西部的吐拉苏矿集区主要发育一套与中酸性火山-次火山岩有关的浅成低温热液-斑岩型Au、Pb、Zn、Cu成矿系统，代表性的矿床包括阿希、京希-伊尔曼得、塔吾尔别克金矿床，塔北、吐拉苏铅锌矿床，以及克峡希铜矿床等。这些矿床具有时空上集中产出、成因上与岛弧构造-岩浆活动密切相关的特点，它们在成矿地质条件、控矿因素、成矿过程以及矿化特征等方面既相互关联，又有各自鲜明的特点。作者曾对莱历斯高尔矿集区与中酸性侵入岩有关的铁铜钼多金属成矿系统典型矿床的地质地球化学特征进行了对比分析，探讨了该多金属成矿系统形成、演化及其与区域构造-岩浆作用的关系(顾雪祥等，2014)。本文则重点通过对吐拉苏火山岩盆地浅成低温热液-斑岩型金多金属成矿系统中典型矿床成矿特征的分析研究，探讨该成矿系统的形成、演化及保存条件，为新疆西天山地区的区域成矿预测和进一步找矿勘查提供理论依据。

新疆西天山位于西伯利亚板块、卡拉库姆-塔里木板块、华北板块和东欧板块之间的中亚造山带之西南部，北邻准噶尔板块，南部与塔里木板块相接，从北向南通常划分为北天山、伊利-中天山和南天山3个构造单元(图 1a; 王作勋等，1990; 朱永峰等，2007; 左国朝等，2008; 朱志新等，2011; 高俊等，2009; Gao et al.，1998，2009)。伊犁-中天山地块由北到南可细分为准噶尔微板块、依连哈比尔尕晚古生代弧前-海沟带、阿拉套-汗吉尕晚古生代陆缘盆地、赛里木地块、博罗科努晚古生代岛弧带、阿吾拉勒晚石炭世-二叠纪裂谷带和伊宁中央地块等构造单元(图 1b; 冯京等，2011)。本文讨论的吐拉苏火山岩盆地位于伊犁-中天山板块北缘的博罗科努晚古生代岛弧带西段(图 1b，c)。

图 1

Fig. 1

图 1 西天山大地构造略图(a)、伊犁-中天山地块构造单元简图(b)及吐拉苏地区区域地质图(c)(据朱永峰等，2007; 冯京等，2011修改) Fig. 1 Sketch tectonic map of the West Tianshan(a)，tectonic units of the Yili-Middle Tianshan block(b)，and regional geologic map of the Tulasu area(c)(modified after Zhu et al.，2007; Feng et al.，2011)

吐拉苏火山岩盆地基底由前寒武系和奥陶系-泥盆系两套岩石组成，两者为不整合接触。其中，前寒武系由中元古界蓟县系库松木切克群(JxKs)大理岩、变质砂岩和新元古界青白口系开尔塔斯群(QnK)片岩和大理岩构成；奥陶系-泥盆系由下至上依次为中奥陶统奈楞格勒达坂组(O₂n)海相灰岩夹硅质岩、泥灰岩、泥质粉砂岩，上奥陶统呼独克达坂组(O₃h)厚层灰岩夹钙质粉砂岩，下志留统尼勒克河组(S₁n)灰岩、大理岩夹少量凝灰质粉砂岩，上泥盆统托斯库尔他乌组(D₃ts)海陆交互相泥质粉砂岩夹石英安山岩。盆地盖层由下石炭统大哈拉军山组(C₁d)陆相钙碱性中酸性火山岩和不整合于其上的阿恰勒河组(C₁a)砾岩、砂岩、泥岩、生物灰岩等组成。

区域岩浆活动发育，中酸性侵入岩和火山岩均广泛出露，时代主要为泥盆纪-石炭纪。侵入岩多呈岩基、岩枝状大致沿北西西向展布，与区域构造线方向一致，岩性主要为二长花岗岩、钾长花岗岩、花岗闪长岩、二长闪长岩、花岗岩和花岗闪长斑岩等。喷出岩以吐拉苏盆地内广泛发育的早石炭世大哈拉军山组火山岩为典型代表，主要由中性-中酸性熔岩和火山碎屑岩组成，火山熔岩以安山岩为主，含少量玄武安山岩、玄武岩、英安岩和流纹岩；火山碎屑岩包括安山质-流纹质火山集块岩、火山角砾岩和熔结凝灰岩。区内已知的浅成低温热液型金-铅锌矿床均产于该套火山岩及其伴生的次火山岩中。

吐拉苏盆地内的大哈拉军山组火山岩总厚度为1000~4500m，自下而上分为5个岩性段。第一岩性段(C₁d¹)为砾岩段，主要由砾岩和含砾砂岩组成；第二岩性段(C₁d²)为酸性凝灰岩段，主要由流纹质凝灰岩夹凝灰质砂砾岩组成；第三岩性段(C₁d³)为安山岩段，主要由杏仁状安山岩、英安岩、安山质火山碎屑岩组成，局部夹玄武岩；第四岩性段(C₁d⁴)为安山质火山碎屑岩段，局部夹中基性熔岩；第五岩性段(C₁d⁵)为安山岩段，主要由杏仁状安山岩、英安岩、玄武岩、凝灰岩和角砾状凝灰岩组成。

区域构造线整体呈北西西、北西向展布，构造以大型断裂为主。博罗科努山北缘大断裂是一条形成时间早且长期活动的区域性大断裂，也是博罗科努成矿带(岛弧带)北缘的分界断裂；博罗科努山南缘大断裂(也称伊犁盆地北缘大断裂)是博罗科努晚古生代岛弧带和伊宁中央地块的分界断裂。上述两条边界断裂之间，发育一系列北西西、近东西向及少量北东向次级断裂，它们控制了博罗科努成矿带内晚古生代中酸性岩浆岩及相关金属矿床的形成和分布。

阿希金矿床是吐拉苏火山岩盆地内金矿床的典型代表。矿区出露地层主要为下石炭统大哈拉军山组第五岩性段(C₁d⁵)中酸性火山岩和阿恰勒河组(C₁a)碎屑岩(图 2)，前者主要由杏仁状安山岩、英安岩、玄武岩、凝灰岩和角砾状凝灰岩组成，为阿希金矿床的直接赋矿围岩；后者主要为砾岩、含砾砂岩、泥岩和泥灰岩，呈角度不整合覆盖于大哈拉军山组火山岩之上。此外，矿区还出露少量次火山岩，岩性为二长斑岩和长石斑岩，它们与大哈拉军山组火山岩一起构成一套从次火山岩相、火山通道相到喷发-溢流相的古火山机构。

图 2

Fig. 2

图 2 阿希金矿床地质图(a)和I勘探线剖面图(b)(据关瑞林，2008; 翟伟等，2010修改)图a中：1-下石炭统阿恰勒河组碎屑岩；2~8为下石炭统大哈拉军山组火山岩: 2-英安质角砾集块熔岩；3-石英角闪安山玢岩；4-安山质火山角砾岩；5-含火山弹火山角砾岩；6-安山岩；7-晶屑岩屑凝灰岩；8-安山质凝灰岩；9-长石斑岩；10-断裂及编号；11-金矿脉及编号；12-铅锌矿体.图b中：1-大哈拉军山组第五岩性段第二层火山角砾岩、杏仁状安山岩；2-第三层凝灰质角砾岩；3-第四层火山集块岩、英安岩；4-火山管道相，英安质角砾熔岩；5-火山管道相界线；6-断层；7-勘探线；8-阿恰勒河组第一岩性段第一层底砾岩；9-第二层凝灰质粗砂岩；10-第三层凝灰质细砂岩；11-蚀变带；12-矿体 Fig. 2 Geologic map(a)and No. I prospecting profile(b)of the Axi Au deposit(modified after Guan，2008; Zhai et al.，2010)

矿区发育一系列受破火山口控制的环状和放射状断裂，金矿体主要以含金石英脉的形式赋存于大哈拉军山组第五岩性段的环状断裂中，其中规模最大的主矿体(I)受F₂环形断裂控制，平面上呈向西凸出的弧形，倾向总体向东，倾角60°~80°。主矿体长大于1000m，厚一般11~15m，最厚可达35m，延伸300~450m，金品位多介于3~8g/t。近矿围岩蚀变以硅化、黄铁矿化为主，向外逐渐为绢云母化(伊利石化)、绿泥石化、碳酸盐化取代。

矿石中金属矿物主要为黄铁矿，次为白铁矿和毒砂，含少量的黄铜矿、闪锌矿、方铅矿和微量的自然金、银金矿、磁黄铁矿、黝铜矿等。非金属矿物主要为石英和玉髓，次为绢云母(伊利石)、方解石、铁白云石、菱铁矿、绿泥石和绿帘石，偶见微量的钠长石和冰长石。矿石多具脉状、条带脉状、结壳状、角砾状、晶洞-晶簇状等构造。根据矿石组构、矿物共生组合和脉体间穿插关系，热液成矿大致可分为三个阶段。第一阶段为隐晶质-微晶质石英(玉髓)阶段，灰白色-烟灰色的玉髓呈条带细脉状产出或呈胶状、结壳状胶结硅化火山岩角砾，同时在含金石英脉两侧围岩发育弥散状的硅化(玉髓化)，此阶段的石英(玉髓)中偶见少量的细粒自形-半自形黄铁矿。第二阶段为金的主要成矿阶段，主要形成石英+硫化物+自然金(银金矿)组合，石英呈烟灰色的脉状产出，脉体中局部含少量绢云母(伊利石)和冰长石，黄铁矿、白铁矿、毒砂等金属硫化物呈浸染状产于石英脉中，自然金、银金矿多包裹于石英、黄铁矿中或赋存于石英、黄铁矿的粒间和裂隙中，金成色较低，为701~866(翟伟等，2007，2010)。第三阶段为石英-碳酸盐阶段，石英多呈自形-半自形的梳状充填于开放裂隙的边部，脉体中间常被方解石、铁白云石等碳酸盐矿物增生。

矿床位于阿希金矿北西约12km处，是吐拉苏火山岩盆地中另一重要的浅成低温热液型金矿床。矿区内出露地层主要为下石炭统大哈拉军山组火山岩，在矿区东部出露少量上奥陶统呼独克达坂组灰岩(图 3)。赋矿地层主要为大哈拉军山组第二岩性段(C₁d²)酸性凝灰岩，次为第一岩性段(C₁d¹)砂砾岩，赋矿岩石均为孔隙度高、渗透率大且遭受不同程度热液蚀变(主要为硅化)的火山碎屑岩和粗碎屑岩，岩性变化较大，包括硅化的火山角砾岩、酸性凝灰岩、凝灰质砾岩、凝灰质含砾砂岩和热液角砾岩等。区内出露的侵入岩主要为潜英安岩，分布于京希矿区东南部(狮子山岩体)。

图 3

Fig. 3

图 3 京希-伊尔曼得金矿床地质图(据朱炳玉，2010修改) Fig. 3 Geologic map of the Jingxi-Yiermande Au deposit(modified after Zhu，2010)

矿区断裂构造较为发育，主要有NW、NE、近EW和近SN向4组，其中的NW向断裂为主干断裂，具压扭性质，与区域构造线方向一致，切割大哈拉军山组各段地层；近SN向断裂为张性构造，控制矿体的展布。

京希矿区有3个主矿体，呈似层状或透镜状产出，南北长250~700m，东西宽100~700m，向东或向西倾伏，倾角变化于20°~30°，厚度一般为20~50m，平均厚约33m，金平均品位为1.06g/t，最高46.8g/t。伊尔曼得矿区主矿体呈似层状产出，南北长约700m，东西宽约550m，总体倾向东，倾角20°~30°，厚度一般介于30~40m，平均厚约35m，金平均品位为0.81g/t，最高为15.6g/t。

矿体产状总体与赋矿火山岩地层一致，矿化主要以含金蚀变(硅化为主)火山岩形式产出，很少见有石英-硫化物的矿脉或网脉。金矿石类型主要包括热液角砾岩型、构造角砾岩型、凝灰岩-凝灰角砾岩型、砾岩型和砂岩型5类。矿石中金属硫化物主要为黄铁矿，次为毒砂、白铁矿、闪锌矿，含微量的黄铜矿和方铅矿，近地表的氧化矿石中见有褐铁矿、赤铁矿、黄钾铁矾、孔雀石、铜蓝等；非金属矿物主要为石英(玉髓)，次为斜长石、高岭石，含少量方解石、重晶石及微量的绢云母和绿泥石等。黄铁矿等金属硫化物多呈自形、半自形或他形晶浸染状分布于矿石中，局部呈细脉浸染状或团斑状产出，在氧化矿石中常被褐铁矿交代呈残余结构或假象结构。自然金呈不规则粒状赋存于脉石矿物的粒内、粒间或微裂隙中，成色很高，介于969~998之间(朱炳玉和马华东，2010^①(①朱炳玉，马华东. 2010. 新疆维吾尔自治区伊宁县金山金矿勘探报告. 乌鲁木齐))。矿石多具块状、多孔状(孔洞状或蜂窝状)、格子状、浸染状构造，少量为细脉状、网脉状构造。

矿区围岩蚀变十分发育且分带较明显，通常以矿体为中心，向外依次发育硅化-黄铁矿化带、高级泥化带、泥化带和绿泥石-碳酸盐化(青磐岩化)带，各蚀变带之间逐渐过渡并有相互叠置。硅化-黄铁矿化带以强硅化、黄铁矿化及弱高岭土化为特征，蚀变矿物组合为石英+黄铁矿+地开石(少量)，石英多为弥漫状交代而成的隐晶质玉髓。高级泥化带以出现大量的高岭石、地开石为特征，硅化和黄铁矿化较弱，含少量的伊利石、蒙脱石和硬水铝石。泥化带以中度泥化和弱硅化为特征，蚀变矿物组合为高岭石+伊利石+方解石+黄铁矿(少量)。绿泥石-碳酸盐化带远离金矿体，位于蚀变带的外围，以轻微的绿泥石化、绿帘石化和碳酸盐化为主。

矿床位于阿希金矿以南约2km，分为东塔、西塔、南塔、中塔、阿庇因迪和独立树6个矿段(图 4)。矿区出露的地层主要为大哈拉军组山第五岩性段(C₁d⁵)，岩性主要为辉石安山岩、玄武安山岩、英安岩、安山质火山角砾岩和凝灰岩。侵入岩主要为矿区中部出露的二长斑岩体，大致呈NNW向的椭圆状分布，此外有少量呈小岩株或小岩脉出现的辉长岩和辉绿岩。在南塔和中塔矿段，地表还见有火山隐爆(爆破)角砾岩。

图 4

Fig. 4

图 4 塔吾尔别克金矿床地质图(据赵晓波等，2014修改) Fig. 4 Geologic map of the Tawuerbieke Au deposit(modified after Zhao et al.，2014)

矿区内多个方向的断裂构造发育，主要有NW、NNW、近SN、NNE和NE向5组，其中与金矿化有关的主要是NW、NNW及近SN向断裂及其配套的裂隙构造，而NNE和NE向断裂多为破矿构造。金矿化主要受火山-次火山岩中上述方向断裂、裂隙系统控制，尤其是不同方向断裂构造交汇部位往往构成富而厚大的矿体，但矿化对岩性无明显的选择。例如，西塔矿段的矿体赋存于二长斑岩及其侵入的蚀变凝灰岩、安山岩中，受NW-NNW向的F₂断裂及其配套的裂隙构造控制，并被NE向的F₁断裂切割破坏；阿庇因迪矿段的矿体赋存于蚀变安山质凝灰岩中，受NW向断裂破碎带控制；在中塔和南塔矿段，矿化赋存于隐爆角砾岩及安山岩、玄武质安山岩中，受NW-NNW向断裂破碎带控制；在东塔矿段，矿体产于蚀变玄武质安山岩中，受NNW向断裂破碎带控制，平面上似呈雁行状排列，并被NNE-NE向的F₉断裂切割。

矿体形态主要为脉状、透镜状，产状与控矿断裂一致，走向310°~355°，除东塔矿段的矿体倾向NE、倾角60°~75°外，其他矿段的矿体倾向SW，倾角多数变化于50°~85°。矿化主要以交代蚀变岩的形式出现，即矿体中石英、硫化物、碳酸盐等热液矿物主要以细脉状、细网脉状、细脉浸染状、浸染状产出，很少或几乎不见宽大的热液脉。矿石中金属矿物主要为黄铁矿、白铁矿和赤铁矿，含少量的磁铁矿和微量的自然金、银金矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿，金属矿物多呈自形-他形粒状结构、交代残余结构、假象结构；非金属矿物主要为石英、长石、角闪石、黑云母，次为绢云母、绿泥石、方解石、高岭石等。

表 1 (Table 1)

表 1 吐拉苏地区大哈拉军山组火山岩主量元素含量(wt%)及特征参数 Table 1 Major element compositions(wt%)and related parameters of the Dahalajunshan volcanic rocks in Tulasu 矿区(样品数) 塔北铅锌矿床(3) 塔吾尔别克金矿床(10) 吐拉苏铅锌矿床(6) 变化范围 均值 变化范围 均值 变化范围 均值 SiO2 45.94~51.04 48.54 49.02 ~60.37 54.57 66.94~68.69 67.73 TiO2 0.76~0.98 0.89 0.53 ~0.86 0.66 0.32~0.39 0.35 Al2O3 13.27~18.88 16.24 12.04 ~17.52 14.91 14.14~15.03 14.49 Fe2O3T 5.43~8.80 7.60 4.07 ~9.87 7.02 2.56~2.99 2.73 MnO 0.06~0.24 0.15 0.06~0.14 0.10 0.03~0.07 0.04 MgO 2.24~4.53 3.38 2.21~8.22 4.79 0.68~1.15 0.88 CaO 4.25~8.58 6.20 2.90~7.56 5.16 1.87~3.11 2.45 Na2O 0.22~2.95 1.77 0.85~3.49 2.13 1.55~4.86 3.13 K2O 1.95~4.91 2.94 1.05~3.99 2.43 3.28~5.17 4.39 P2O5 0.11~0.26 0.19 0.11~0.21 0.16 0.10~0.13 0.11 LOI 10.23~12.54 11.76 4.97 ~9.81 7.55 2.31~4.12 3.17 总量 99.23~99.95 99.65 99.06~ 99.90 99.49 99.15~99.89 99.47 Na2O+K2O 4.09~5.12 4.71 3.41~5.60 4.56 6.72~8.14 7.52 σ 3.27~5.71 4.42 1.42~2.46 1.86 1.89~2.64 2.29 A/NK 2.35~3.32 2.68 1.74 ~4.74 2.52 1.10~2.31 1.48 A/CNK 0.62~1.17 0.97 0.73~1.54 0.98 0.78~1.49 1.01

表 1 吐拉苏地区大哈拉军山组火山岩主量元素含量(wt%)及特征参数 Table 1 Major element compositions(wt%)and related parameters of the Dahalajunshan volcanic rocks in Tulasu

围岩蚀变主要有硅化、黄铁绢英岩化、绿泥石化和碳酸盐化，在含矿断裂破碎带中蚀变多呈带状产出，在断裂构造交汇部位蚀变常呈面状分布。紧靠矿体的蚀变以硅化、黄铁矿化、绢云母化为主，向外则逐渐过渡为绿泥石化和碳酸盐化，局部见有高岭石化。

塔北铅锌矿床位于阿希金矿的南偏西侧，矿区出露的地层为下石炭统大哈拉军山组第五岩性段(C₁d⁵)的安山质凝灰岩(图 2a)。区内发育一条走向NNE的断层，矿体即呈脉状赋存于该断层破碎带中。矿体地表出露长约20m，宽约1.3m，倾向NWW，倾角约75°，平均品位Pb为0.32%，Zn为0.09%，含Ag(4.82g/t)和Au(0.45g/t)。矿体两侧围岩发育硅化、绢云母化、绿泥石化和石膏化。矿石中金属矿物主要为方铅矿和闪锌矿，次为黄铁矿和黄铜矿，见少量磁黄铁矿、褐铁矿等；非金属矿物主要有石英、方解石、石膏、绢云母、高岭石和绿泥石。除脉状、网脉状构造外，矿石中还发育大量指示浅成开放空间中低温热液成矿的构造，如梳状-对称梳状构造、晶簇-晶洞状构造等。矿石中热液矿物的生成顺序大致为：石膏→石英+方铅矿+闪锌矿+方解石±黄铁矿±黄铜矿→高岭石。

矿区出露地层主要为大哈拉军山组第四岩性段(C₁d⁴)的英安岩、英安质-流纹质火山碎屑岩，地表见一条走向近南北并向西呈弧形凸出的石英-硫化物矿脉，断续出露长约200m，宽数十厘米至数米，总体倾向东，倾角60°~65°。近矿围岩蚀变主要为硅化。矿石中金属矿物主要为方铅矿，见少量闪锌矿、黄铁矿和黄铜矿；非金属矿物主要为石英。矿石多呈自形-半自形晶结构，块状、浸染状、脉状、网脉状、角砾状、晶簇-晶洞状等构造。

3 成岩成矿地球化学 3.1 样品和分析方法

本文所分析的样品均采自路线地质剖面和典型矿床中新鲜的岩石和矿石。主量和微量元素分析在中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室矿床地球化学微区分析室完成，主量元素分析采用日本岛津公司生产的X荧光光谱仪(XRF-1800)，微量元素分析采用美国热电公司生产的X Series Ⅱ型等离子质谱仪(LCP-MS)。硫、铅、碳、氧同位素分析在核工业北京地质研究院分析测试中心完成，其中硫同位素分析采用MAT251气体同位素质谱仪完成，测量结果以V-CDT为标准，分析精度优于±0.2‰；铅同位素分析采用热表面电离质谱法，所用仪器型号为ISOPROBE-T，对1μg铅的²⁰⁴Pb/²⁰⁶Pb测量精度＜0.05%，²⁰⁸Pb/²⁰⁶Pb≤0.005%；碳、氧同位素分析利用磷酸分解并解冻收集纯净的CO₂气体，在MAT253质谱仪上进行测定，测定结果分别以PDB和SMOW为标准，精度优于±0.2‰。

吐拉苏地区浅成低温热液-斑岩型金多金属矿床的赋矿围岩主要是下石炭统大哈拉军山组火山岩，采自塔北、塔吾尔别克和吐拉苏矿区的赋矿火山岩的主量和微量元素组成及其特征参数列于表 1和表 2。从塔北、塔吾尔别克到吐拉苏，大哈拉军山组火山岩的SiO₂含量逐渐增高(分别变化于45.94%~51.04%、49.02%~60.37%和66.94%~68.69%)，反映了酸性程度的逐渐增强。里特曼指数σ绝大多数＜3.3，显示钙碱性特征。在火山岩TAS图解上，塔北矿区火山岩主要分布于中基性岩区域，岩性为玄武岩、玄武安山岩；塔吾尔别克矿区火山岩主要位于中基性-酸性岩区域，岩性主要为玄武安山岩、安山岩、英安岩；吐拉苏矿区火山岩主要分布于中酸性岩区域，岩性为英安岩和流纹岩(图 5a)。岩石总体以钾质和高钾质为主(图 5c)，多数样品属高钾钙碱性系列和钾玄岩系列(图 5b)，并整体显示出偏铝质到过铝质特征(图 5d)。总体而言，大哈拉军山组火山岩与博罗科努成矿带东段莱历斯高尔矿集区同时代的侵入岩(顾雪祥等，2014)显示相似的岩石地球化学特征。

表 2 (Table 2)

表 2 吐拉苏地区大哈拉军山组火山岩稀土和微量元素含量(×10-6)及特征参数 Table 2 Rare earth and trace element compositions(×10-6)and related parameters of the Dahalajunshan volcanic rocks in the Tulasu area 矿区(样品数) 塔北铅锌矿床(3) 塔吾尔别克金矿床(10) 吐拉苏铅锌矿床(6) 变化范围 均值 变化范围 均值 变化范围 均值 La 31.41~42.69 36.05 21.08~47.85 34.36 29.49~98.85 80.18 Ce 65.54~82.57 71.73 44.06~96.88 66.63 63.92~121.89 106.65 Pr 8.15~10.06 8.82 5.95~11.42 8.17 6.01~12.64 11.00 Nd 31.88~39.90 35.38 23.83~43.08 31.91 20.97~40.89 35.85 Sm 6.81~8.56 7.82 4.85~9.03 6.75 3.65~7.12 6.18 Eu 1.11~1.16 1.13 0.74~1.14 1.00 0.70~0.93 0.76 Gd 7.03~8.45 7.94 4.63~8.77 6.71 3.43~7.06 6.11 Tb 1.37~1.61 1.51 0.82~1.60 1.25 0.57~1.25 1.07 Dy 8.52~9.99 9.28 4.80~9.68 7.64 3.30~7.82 6.51 Ho 1.79~2.11 1.94 0.93~2.02 1.55 0.71~1.63 1.36 Er 5.28~6.12 5.67 2.71~5.96 4.55 2.14~5.14 4.34 Tm 0.92~1.06 0.99 0.43~1.05 0.76 0.43~0.96 0.82 Yb 5.81~6.39 6.17 2.90~6.76 4.97 2.71~6.65 5.53 Lu 0.89~0.98 0.94 0.44~1.05 0.73 0.45~1.05 0.87 ΣREE 180.7~221.6 195.4 121.0~246.0 177.0 138.5~313.7 267.2 LREE/HREE 4.26~5.04 4.67 4.72~6.55 5.36 8.38~9.38 9.05 (La/Yb)N 3.37~4.51 3.95 3.98~6.33 4.82 7.35~10.94 9.57 δEu 0.40~0.49 0.44 0.35~0.67 0.46 0.33~0.60 0.39 Sc 13.92~16.14 14.96 10.01~67.06 17.10 2.41~4.98 4.17 V 92.78~134.2 108.9 18.09~124.2 77.04 9.77~28.51 20.26 Cr 12.26~46.07 23.78 17.82~319.8 122.5 0.87~28.17 10.54 Co 12.42~20.20 15.84 17.05~51.94 27.44 33.19~70.14 53.14 Ni 4.52~18.77 13.15 13.63~117.5 36.17 0.91~29.46 14.91 Cu 8.96~29.09 20.58 9.72~64.47 30.14 2.61~4.91 3.57 Zn 39.93~97.49 62.13 38.50~73.75 52.49 38.35~815.9 295.0 Ga 13.90~20.72 16.92 14.33~23.42 19.26 14.68~18.38 16.58 Rb 192.5~451.7 302.3 59.81~465.5 220.9 196.4~25.60 388.1 Sr 38.14~122.7 92.50 63.96~200.6 121.70 52.92~153.1 97.58 Y 50.19~59.19 54.38 23.78~53.86 41.93 17.00~48.25 39.54 Zr 301.4~331.2 318.9 199.8~340.9 271.9 108.6~168.9 140.6 Nb 14.23~21.25 16.64 9.25~20.19 15.33 19.39~32.81 29.73 Mo 0.30~1.22 0.73 0.19~4.42 1.73 0.70~35.52 7.21 Cs 57.81~82.09 68.38 10.12~108.9 51.83 7.47~65.12 37.79 Ba 24.59~61.78 49.27 47.10~506.9 132.4 361.1~669.2 462.4 Hf 7.42~8.31 7.79 5.23~8.24 6.91 4.63~5.64 5.01 Ta 1.05~1.29 1.16 0.82~1.47 1.16 2.01~3.37 2.90 Pb 10.04~113.6 45.82 7.93~30.38 16.23 31.68~292.0 113.6 Th 6.92~10.46 8.23 4.66~14.08 8.04 20.43~36.90 30.94 U 2.94~3.60 3.36 1.34~4.03 2.86 3.53~11.62 8.08

表 2 吐拉苏地区大哈拉军山组火山岩稀土和微量元素含量(×10-6)及特征参数 Table 2 Rare earth and trace element compositions(×10-6)and related parameters of the Dahalajunshan volcanic rocks in the Tulasu area

图 5

Fig. 5

图 5 吐拉苏地区中酸性火山岩岩石地球化学图解(a)TAS图解(Le Maitre，2002)；(b)K2O-SiO2图解(Peccerillo and Taylor，1976; Rickwood，1989)；(c)K2O-Na2O图解(Middlemost，1975)；(d)A/NK-A/CNK图解(Maniar and Piccoli，1989) Fig. 5 Geochemical diagrams for the intermediate to acidic volcanic rocks in the Tulasu area

各矿区大哈拉军山组火山岩的稀土元素配分曲线十分相似，以稀土元素总量较高、轻稀土富集、Eu负异常显著为特点(图 6a)。在微量元素组成上，U、Th和大离子亲石元素Rb、K富集，而Sr、Ba及高场强元素Nb、Ta、Ti、P等亏损(图 6b)。上述轻稀土和大离子亲石元素富集以及高场强元素亏损，均显示出明显的俯冲带岩浆作用的特点(Briqueu et al.，1984; Wilson，1989)。其中，Nb、Ta的亏损表明岩浆来源于俯冲带熔融的上地幔或俯冲板片，Th、Rb、K的相对富集可能反映岩浆上升过程中受到了俯冲带之上地壳物质一定程度的混染(McCulloch and Gamble，1991; Rollinson，1993; Lan et al.，1996)，而Eu的显著负异常和Sr的亏损则反映成岩过程中存在斜长石的分离结晶或部分熔融过程中斜长石残留在源区。

图 6

Fig. 6

图 6 吐拉苏地区中酸性火山岩稀土和微量元素地球化学图解(a)球粒陨石标准化稀土元素配分模式(标准化值据Sun and McDonough，1989)；(b)原始地幔标准化微量元素蛛网图(标准化值据Sun and McDonough，1989)；(c)La/Yb-Sc/Ni判别图解(Bailey，1981)；(d)La/Nb-La/Sm判别图解 Fig. 6 Geochemical diagrams for REE and trace elements of the intermediate to acidic volcanic rocks in the Tulasu area

在La/Yb-Sc/Ti图解上，大部分火山岩样品位于大陆岛弧区域内，少量吐拉苏矿区的酸性火山岩样品落在安第斯型活动大陆边缘范围(图 6c)，表明火山岩形成的构造环境与大陆边缘弧或岛弧密切相关。此外，大哈拉军山组火山岩的La/Nb与La/Sm比值间没有明显的正相关关系(图 6d)，可能暗示了岩浆在上升过程中受到陆壳物质混染的程度并不显著。

吐拉苏地区浅成低温热液-斑岩型金铅锌矿床中含硫矿物(59件硫化物和2件硫酸盐)的δ³⁴S值变化于-4.0‰~+10.5‰，平均为+2.6‰(表 3)，但绝大多数样品介于-2‰~+6‰之间，且在+3‰附近呈明显的塔式分布(图 7)，表明这些矿床中的硫主要来自于岩浆(赋矿火山岩)。值得注意的是，塔北铅锌矿床中2件成矿早阶段石膏脉样品的δ³⁴S值变化于+4.7‰~+5.3‰，平均为+5.0‰，与矿床中7件硫化物样品的δ³⁴S值变化范围(+0.5‰~+7.3‰)和平均值(+3.6‰)基本一致。这表明在硫化物沉淀前的早阶段热液中，作为硫主要存在形式的SO₄^2-并未显著富集³⁴S，其硫同位素组成与岩浆热液的总硫同位素组成一致，暗示了成矿早阶段的流体为强酸性和强氧化性的岩浆热液，或早阶段成矿流体中氧化态的SO₄^2-是通过火山射气带来的低价态硫(如H₂S和SO₂)在近地表快速氧化溶解形成的，在此过程中不同价态硫之间的同位素没有发生明显的分馏。

表 3 (Table 3)

表 3 研究区典型矿床中硫化物和硫酸盐的硫同位素组成 Table 3 Sulfur isotopes of sulfides and sulfates from typical deposits in the study area 矿床 矿物(样品数) δ34S(‰) 资料来源 范围 平均值 矿床总平均值 黄铁矿(6) -2.9~4.2 0.8 本文 阿希 黄铁矿(8) 2.9~10.5 6.0 贾斌等(2001) 黄铁矿(11) -4.0~1.4 -0.6 翟伟等(2007) 黄铁矿(8) 1.5~4.9 3.5 2.2 董连慧和沙德铭(2005) 京希-伊尔曼得 黄铁矿(6) 4.2~8.2 6.2 本文 塔吾尔别克-阿庇因迪 黄铁矿(7) 1.6~4.7 3.2 本文 闪锌矿(3) 4.2~7.3 5.6 塔北 方铅矿(3) 0.5~2.3 1.6 黄铜矿(1) 3.9 3.9 石膏(2) 4.7~5.3 5.0 3.9 本文 吐拉苏 方铅矿(6) -1.6~-0.3 -0.1 本文

表 3 研究区典型矿床中硫化物和硫酸盐的硫同位素组成 Table 3 Sulfur isotopes of sulfides and sulfates from typical deposits in the study area

图 7

Fig. 7

图 7 吐拉苏地区典型矿床中含硫矿物硫同位素组成频数直方图 Fig. 7 Histograms of δ34S values for sulfides and sulfates from typical deposits in the Tulasu area

吐拉苏地区各矿床中硫化物的铅同位素组成较为均一，²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb的变化范围均很小(表 4)，总体指示矿石铅主要为正常铅或仅有很少量放射性成因铅的混入。 在反映铅源区构造环境的²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb-²⁰⁶Pb /²⁰⁴Pb和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb-²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb图中，绝大多数样品均位于上地壳和地幔之间的造山带铅演化曲线附近(图 8a，b)；在同样反映铅构造环境的Δβ-Δγ图中，所有样品均落于上地壳与地幔混合的俯冲带岩浆作用铅源区(图 8c)。这些特征表明，研究区矿床中的矿石铅主要来自与俯冲带有关的上地壳铅和地幔铅的混合，即铅可能主要来自赋矿的火山岩，这与前述的大哈拉军山组火山岩地球化学特征所指示的俯冲带岩浆作用的特点吻合，也与矿石硫同位素组成反映的硫主要来自火山岩的特征一致。

表 4 (Table 4)

表 4 吐拉苏地区典型矿床中硫化物的铅同位素组成及特征参数 Table 4 Lead isotopes and related parameters of sulfides from typical deposits in the Tulasu area

表 4 吐拉苏地区典型矿床中硫化物的铅同位素组成及特征参数 Table 4 Lead isotopes and related parameters of sulfides from typical deposits in the Tulasu area

图 8

Fig. 8

图 8 吐拉苏地区典型矿床中硫化物的铅同位素组成图(c)底图据朱炳泉等(1998)，其中：1-地幔铅源；2-上地壳铅源；3-上地壳与地幔混合的俯冲带铅(3a岩浆作用，3b沉积作用)；4-化学沉积型铅；5-海底热水作用铅；6-中深变质作用铅；7-深变质下地壳铅；8-造山带铅；9-古老页岩上地壳铅；10-退变质作用铅 Fig. 8 Diagrams showing Pb isotopic compositions of sulfides from typical deposits in the Tulasu area

研究区矿床中热液方解石的δ¹³C_PDB值变化于-2.9‰~+6.3‰，δ¹⁸O_SMOW值介于+6.2‰~+20.4‰(表 5)，前者与地幔储库(-5‰左右)或海相碳酸盐岩的碳同位素组成(0‰左右; Hoefs，2009)相似，后者介于地幔储库(+6‰~+10‰)与海相碳酸盐岩(+22‰~+30‰)之间(图 9)。这表明，成矿流体中的CO₂由岩浆及海相碳酸盐岩溶解作用提供，或主要来自与碳酸盐岩发生过氧同位素交换后的岩浆热液。值得注意的是，在无碳酸盐岩出露的塔吾尔别克和塔北矿区，热液方解石的碳氧同位素组成变化较小(δ¹³C_PDB=-2.9‰~+4.9‰，δ¹⁸O_SMOW=+6.2‰~+13.3‰)，多位于花岗岩类碳氧同位素组成变化范围内，指示成矿流体中的碳主体由岩浆提供；而在有碳酸盐岩出露的京希-伊尔曼得矿区，热液方解石的δ¹³C_PDB值(-2.8‰~+6.3‰)和δ¹⁸O_SMOW值(+6.3‰~+20.4‰)变化范围均较大，暗示成矿流体中的碳可能主要来自与碳酸盐岩发生过氧同位素交换后的岩浆热液(图 9)。

表 5 (Table 5)

表 5 研究区典型矿床中热液方解石碳氧同位素组成 Table 5 Carbon and oxygen isotopes of hydrothermal calcites from typical deposits in the study area 矿床 矿物(样品数) δ13CV-PDB(‰) δ18OV-PDB(‰) δ18OV-SMOW(‰) 数据来源 阿希金矿床 方解石 2.6~4.9 翟伟等(2007) 京希-伊尔曼得 方解石(6) -2.76~6.26 -23.82~-10.15 6.3~20.4 朱亿广(2011) 塔吾尔别克-阿庇因迪 方解石(5) -2.9~1.3 -23.9~-17.1 6.2~13.3 本文 塔北 方解石(5) 0.5~1.5 -22.5~-20.9 7.8~9.4 本文

表 5 研究区典型矿床中热液方解石碳氧同位素组成 Table 5 Carbon and oxygen isotopes of hydrothermal calcites from typical deposits in the study area

图 9

Fig. 9

图 9 研究区典型矿床中热液方解石的碳氧同位素组成(底图据刘建明和刘家军，1997;毛景文等，2002修改) Fig. 9 Carbon and oxygen isotopic compositions of hydrothermal calcite from typical deposits in the study area(after Liu and Liu，1997; Mao et al.，2002)

已有的年代学资料表明，西天山北部晚古生代的岩浆活动大致可分为中晚泥盆世-早石炭世、晚石炭世和早中二叠世3期(顾雪祥等，2013)。其中，中晚泥盆世-早石炭世是北天山洋向伊犁-中天山板块俯冲消减的高峰期，在活动大陆边缘环境下形成了大规模的中酸性侵入岩和火山岩。本文所讨论的吐拉苏地区与成矿相关的火山岩即形成于这一时期。翟伟等(2006)报道的阿希金矿区大哈拉军山组安山岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄为363.2±5.7Ma(晚泥盆世)；安芳和朱永峰(2008)测得京希-伊尔曼得金矿区大哈拉军山组流纹岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄为386.4±9.3Ma(中晚泥盆世)；唐功建等(2009)测得东塔吾尔别克金矿区大哈拉军山组安山岩的锆石U-Pb年龄为347.2±1.6Ma(早石炭世)。作者采自吐拉苏盆地大哈拉军山组第二至第五岩性段5件火山岩样品的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄介于377~367Ma，为晚泥盆世(彭义伟，2015)。上述年代学数据的差异可能表明区内大哈拉军山组陆相火山岩具有穿时性特征，但总体反映了该套火山岩是在中晚泥盆世-早石炭世北天山洋向伊犁-中天山板块俯冲消减的高峰期喷发形成的。

吐拉苏地区的矿床由于缺乏适合于精确同位素定年的矿物，因而成矿时代一直存在较大的争议。李华芹等(1998)、李华芹和陈富文(2004)报道了阿希金矿床中石英脉的流体包裹体Rb-Sr等时线年龄介于340~301Ma(石炭纪)；彭义伟(2015)则认为阿希金矿床成矿时代限定在363~347Ma(早石炭世)。赵晓波等(2014)报道了塔吾尔别克金矿区花岗斑岩矿石中载金黄铁矿的Re-Os等时线年龄为323±11Ma；彭义伟(2015)则将塔吾尔别克金矿床的成矿时代限定在367~315Ma之间，并认为成矿很可能发生于晚泥盆世-早石炭世。总体而言，区内矿床的成矿时代与赋矿火山岩基本同时或略晚。

上述吐拉苏盆地内的金铅锌矿床均显示出与赋矿火山岩-次火山岩密切相关的浅成低温热液-斑岩型矿床的成矿特征。

阿希金矿区发育一系列受破火山口控制的环状和放射状断裂，金矿体主要以陡倾的含金石英脉形式赋存于大哈拉军山组安山岩段的环状断裂中。矿石多具脉状、条带脉状、结壳状、角砾状、晶洞-晶簇状等指示浅成开放空间充填成矿的特征构造，围岩发育硅化(玉髓化)、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化等低温蚀变，石英脉和蚀变围岩中局部见冰长石。主矿化阶段石英脉中流体包裹体均一温度主要变化于120~240℃，盐度介于0.2%~6.3% NaCleqv；成矿流体的δD_H2O=-116‰~-98‰，δ¹⁸O_H2O=-1.8‰~0.4‰，为与火山岩发生了氧同位素交换的大气降水(Zhai et al.，2009; 翟伟等，2010; 彭义伟，2015)。矿石硫、铅同位素研究显示，成矿物质主要来自于岩浆或赋矿的火山岩。这些特征均指示，阿希矿床属低硫型浅成低温热液金矿床。

京希-伊尔曼得金矿床在矿体形貌、矿石物质成分和组构、围岩蚀变等方面均明显区别于阿希金矿床。该矿床的矿体主要呈似层状或透镜状的蚀变交代体形式产于孔隙度高、渗透率大的大哈拉军山组火山碎屑岩和粗碎屑岩中，很少见有石英-硫化物的细脉或网脉。矿石呈角砾状、多孔状、细脉浸染状构造，常见由强酸性溶液淋滤蚀变形成的多孔状、叶片状、格子状石英以及重晶石、高级粘土化矿物组合(高岭石、地开石、硬水铝石)。这种多孔状构造石英是由于在强酸性流体作用下，矿化的岩石中除硅质和TiO₂(金红石)外，其他组分全部被溶解淋失而残留下的，它与叶片状、格子状石英一起，常见于高硫型浅成低温热液金矿床中(Hedenquist et al.，1994; White and Hedenquist，1995)。成矿期多孔状石英中流体包裹体均一温度变化于198~275℃，盐度为0.7%~5.0% NaC1eqv；成矿流体δD_H2O=80‰~60‰，δ¹⁸O_H2O=1.7‰~4.3‰，为岩浆水与大气降水的混合热液(肖龙等，2001)。矿石的硫、铅、碳、氧同位素特征指示成矿物质来自于岩浆或赋矿火山岩。因此，京希-伊尔曼得矿床应属高硫型浅成低温热液金矿床。

塔吾尔别克金矿床的特征也与邻近产出的阿希金矿床存在较大差异，矿化主要以交代蚀变岩的形式产出，并受NW、NNW及近SN向断裂及其配套的裂隙构造控制，矿体中石英、硫化物(以黄铁矿、白铁矿为主)、碳酸盐等热液矿物主要以细脉状、细网脉状、细脉浸染状、浸染状产出，很少或几乎不见宽大的热液脉。矿床中既有产于火山岩中并受构造控制的蚀变交代型矿体，又有产于二长斑岩体中的细脉浸染型矿化，在南塔和中塔矿段的地表褐铁矿化隐爆角砾岩中也发育金矿化，金品位一般为0.2~2g/t，最高可达10g/t(夏立献等，2011)；矿体围岩既有硅化、黄铁绢英岩化、绿泥石化和碳酸盐化(青磐岩化)等典型的斑岩型矿床蚀变组合，局部又有高岭石等代表酸性溶液蚀变的高级粘土化矿物叠加。上述特征表明，该矿床中很可能存在浅成低温热液型和斑岩型两类金矿化的套合或叠加。

塔北和吐拉苏铅锌矿床的矿体形貌、矿石物质成分和组构、围岩蚀变等均显示出浅成低温热液脉状矿床的特点，它们与阿希、京希-伊尔曼得及塔吾尔别克金矿床一起，构成了一套与火山-次火山岩在时间、空间和成因上密切相关的浅成低温热液-斑岩型金多金属成矿系统(图 10)。一般认为，西天山北部在早古生代早期北天山洋扩张形成被动大陆边缘基础上，于中晚奥陶世开始由于北天山洋向南部的伊犁-中天山板块之下俯冲消减而转化为活动大陆边缘。强烈持续的洋陆俯冲作用发生于晚古生代的泥盆纪-石炭纪，由此引发的大规模中酸性岩浆侵入，在博罗科努地区形成岛弧岩浆带以及与中酸性侵入岩有关的矽卡岩-斑岩-热液脉型铁铜钼多金属成矿系统(顾雪祥等，2014)；同时，位于弧后拉张背景下的吐拉苏地区则形成断陷盆地，接受了大面积的火山喷发沉积，并形成了与火山-次火山岩有关的浅成低温热液-斑岩型金多金属成矿系统(图 10a)。晚石炭世末至二叠纪，研究区进入碰撞造山和造山后的陆内伸展环境(图 10b)。

图 10

Fig. 10

图 10 研究区构造演化与成矿系统示意图 Fig. 10 Sketch map showing tectonic evolution and mineralization system in the study area

在吐拉苏火山断陷盆地中(图 10c)，伴随着大哈拉军山组火山-次火山岩浆活动，高温、酸性、氧化的岩浆气液沿高角度的断裂破碎带上升，在通道及附近具高孔隙度和渗透率的火山碎屑岩中通过强烈的酸滤和蚀变交代作用，形成高硫型的浅成低温热液金矿床(京希-伊尔曼得)。同时，受火山机构和次火山岩加热循环的大气降水，则具有低温、近中性及相对还原的性质，它们通过萃取赋矿火山岩中的成矿物质并主要沿开放的高角度断裂和裂隙系统充填、交代，形成低硫型的浅成低温热液金矿床(阿希)。在火山机构的外围，早期上升的火山气体在近地表被氧化为酸性的硫酸盐溶液，并沉淀出石膏，而后续上升的火山-次火山热液与浅部的大气降水混合，形成了过渡于高硫型与低硫型之间的、以铅锌银矿化为主的浅成低温热液脉型矿床(塔北、吐拉苏)。在塔吾尔别克地区，岩浆热液在次火山岩体(二长斑岩)顶部、边部及接触带附近火山岩中交代形成斑岩型金矿化的同时或稍晚，又叠加了受断裂破碎带控制的浅成低温热液型金矿化。然而，该矿床中同时存在的斑岩型和浅成低温热液型两类金矿化之间，究竟是受成矿流体物理化学演化过程控制的上下叠置关系(Gammons and Williams-Jones，1997; Heinrich et al.，2004)，还是与热液活动时期古夷平面下降有关的套合叠加关系(Sillitoe，1994; Müller et al.，2002)，还有待于深入研究。在上述与中酸性火山-次火山岩有关的浅成低温热液-斑岩型金多金属成矿系统中，成矿流体可来自火山-次火山热液(高硫型)、大气降水(低硫型)或两者的混合热液(斑岩型、热液脉型)，而金属和S、C等组分则主要来自岩浆所分泌的热液和/或同时代的火山-次火山岩。

近年来，在吐拉苏盆地北缘克峡希一带的辉石闪长岩、闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩和闪长玢岩等小岩体群中，发现了斑岩型工业铜矿体，并伴生有金和钼的矿化(薛春纪等，2013)。铜矿化主要产于闪长岩和石英闪长岩中，有黄铜矿-石英脉和细脉浸染状铜(钼)矿化两类，前者一般长数米，最长可达200m；后者在地表为长10~50m的矿化体，深部岩体全岩发生矿化。在花岗闪长岩与新元古界开尔塔斯群灰岩接触带见少量矽卡岩型铜矿化，在深部钻孔的石英闪长岩内还见有细脉状辉钼矿化。这些矿化的小岩体侵位于357~348Ma的早石炭世，其地球化学组成显示与盆地内同时代的大哈拉军山组火山岩属同源岩浆产物(薛春纪等，2013)。此外，在吐拉苏盆地东南缘阔库确科地区出露的二长花岗岩和花岗闪长岩小岩体与下志留统尼勒克河组碳酸盐岩接触带上，产有多个矽卡岩型铁铜铅锌多金属矿体，目前探明的主矿体铁矿石量约为400万吨，铜金属量3000余吨，铅锌金属量近4万吨。

由此可见，吐拉苏盆地内及周边存在低硫型(阿希)、高硫型(京希-伊尔曼得)浅成低温热液Au矿床、斑岩型(±矽卡岩型，克峡希)Cu(Au、Mo)矿床以及矽卡岩型Fe、Cu、Pb、Zn(阔库确科)等多种矿床类型，并在同一矿床中存在浅成低温热液型与斑岩型Au矿化的共生叠置或套合叠加(塔吾尔别克)。这些矿床在空间上毗邻，成岩、成矿时代相近，构成了一个与晚古生代火山-次火山岩有关的浅成低温热液-斑岩(-矽卡岩)金多金属成矿系统。

浅成低温热液型矿床由于成矿深度浅(通常＜1~1.5km)，因而中新生代以前的矿床大多遭受风化剥蚀而难以保存下来(Cooke and Simmons，2000)。吐拉苏盆地中的浅成低温热液型金铅锌矿床之所以能很好地保存下来，主要得益于成矿后良好的保存条件。在晚泥盆世-早石炭世板块俯冲造成的弧后拉张构造背景下，吐拉苏断陷盆地在短时间内接受了厚度巨大的(1000~4500m)大哈拉军山组火山岩沉积。在浅成低温热液矿床形成后，大哈拉军山组遭受了短暂和轻微的剥蚀(阿希)，随后又进一步沉降接受了总厚约1200m的下石炭统阿恰勒河组(C₁a)陆源碎屑沉积。据翟伟等(2010)估算，阿希金矿床形成后的剥蚀深度约为360m，剥蚀时间为3~4Ma。阿恰勒河组呈角度不整合覆盖于大哈拉军山组火山岩和阿希金矿体之上，并在不整合面之上的底砾岩中见有来自阿希金矿区的含金石英脉砾石。阿恰勒河组沉积后，又被上石炭统浅海相碎屑岩不整合覆盖。早二叠世起，区内进入陆内造山时期，西天山开始抬升，但大规模的快速隆升可能始于新生代，尤其是中新世晚期(~10Ma)以来，由于印度板块由南往北对欧亚板块的挤压，造成天山造山带的短缩和快速抬升(Abdrakhmatov et al.，1996)。其结果，使大哈拉军山组火山岩之上的部分盖层被风化剥失，其中产出的浅成低温热液矿床重新出露至地表或近地表而被发现。

从吐拉苏盆地及周边出露的地层层位、岩体规模和蚀变矿化等情况来看，各地矿床的剥蚀和保存程度差异明显，并显示一定的规律性特征。盆地内部的阿希矿区剥蚀程度最低，地表出露的最新地层为下石炭统阿恰勒河组，地表及钻孔500m以下均未见有侵入岩体，矿化为低硫型浅成低温热液金矿化；位于阿希西北的京希-伊尔曼得矿区和以南的塔吾尔别克矿区剥蚀程度次之，地表出露的最新地层为下石炭统阿恰勒河组或大哈拉军山组，出露的浅成侵入体面积不足1km²，矿化以高硫型浅成低温热液和斑岩型金矿化为主。吐拉苏盆地周缘的剥蚀程度最高，盆地北缘的克峡希矿区地表已剥露至前寒武纪基底，出露地层为青白口系开尔塔斯群和震旦系凯拉克提群，与矿化有关的小岩体群出露面积约为4.5km²，发育斑岩型Cu、Mo、Au矿化和少量矽卡岩型Cu矿化及相应的蚀变；盆地东南缘的阔库确科地区出露最新地层为下志留统尼勒克河组，成矿岩体出露面积达176km²，发育典型的矽卡岩型蚀变和矿化(Fe、Cu、Pb、Zn)。

从成系统的角度来看，在与板块俯冲有关的岛弧火山-次火山岩环境中，浅成低温热液型矿床常与斑岩型和矽卡岩型矿床共生/伴生或相互套合叠加，构成在时间上、空间上、成因上相互关联的多金属成矿系统，尤其是在高硫型浅成低温热液金矿床的深部或附近，常伴随有斑岩型铜金矿床的产出，而当下伏岩体接触带附近存在碳酸盐岩时，则可能形成矽卡岩型的Cu、Au、Pb、Zn等矿床(Hedenquist et al.，1998; Muntean and Einaudi，2001; Hollings et al.，2005; Masterman et al.，2005; Garwin et al.，2005; Valencia et al.，2008; Pudack et al.，2009; Chang et al.，2011; Waters et al.，2011; Cooke et al.，2011)。此类实例在环太平洋成矿域，尤其是在西南太平洋地区十分常见。例如，在菲律宾北吕宋岛Mankayan矿集区约25km²范围内，产有Lepanto高硫型浅成低温热液Cu-Au矿床、Victoria中硫型浅成低温热液Au-Ag矿床、Teresa低硫型浅成低温热液Au-Ag矿床以及Far Southeast、Guinaoang、Buaki和Palidan等斑岩型Cu-Au矿床(点)，这些矿床均形成于大约3~1Ma之间(Arribas and Hedenquist，1995; Hedenquist et al.，1998; Garwin et al.，2005; Chang et al.，2011)。在北吕宋岛Baguio地区，成矿时代相近的Acupan、Antamok、Itogon等浅成低温热液型Au-贱金属矿床与Nugget Hill、Chico、Santo Tomas Ⅱ等斑岩型Cu-Au矿床以及Mexico矽卡岩型Cu-Au矿床、Thanksgiving矽卡岩型Au-Zn矿床等一起，构成一巨型的浅成低温热液-斑岩-矽卡岩型铜金多金属成矿系统(Waters et al.，2011; Cooke et al.，2011)。在我国江西德兴地区，发育多个中生代斑岩型Cu-Au-Mo矿床和浅成低温热液型Ag-Pb-Zn多金属矿床(Mao et al.，2011)；在福建上杭紫金山矿田内，产有与燕山晚期火山-次火山岩有关的高硫型浅成低温热液Cu-Au矿床(紫金山)、低硫型浅成低温热液Ag-Au矿床(碧田)和斑岩型Cu-Mo矿床(罗卜铃)(黄仁生，2008)。这些实例启发我们，在发现一种类型矿床的地区应特别注意寻找同时期与其共/伴生或叠加的另一种类型矿床。事实上，在过去的30多年中，世界上一些重要的浅成低温热液和/或斑岩型矿床正是在这一认识基础上发现的。例如，菲律宾北吕宋岛的Lepanto高硫型浅成低温热液Cu(硫砷铜矿)-Au矿床早在14世纪就已被发现和利用，但大规模的开采是由Cantabro-Filipino公司于1865年开始的(Chang et al.，2011)。1979年，该矿山的地质学家在Lepento矿体的东段地表火山管道角砾岩中发现了含Cu-Au矿化的斑岩角砾，因而预测该矿体坐落在一个斑岩系统之上，其下部可能存在斑岩型Cu-Au矿体；同年的激电测量在Lepanto东部识别出了长1.5km的高极化率异常(Sillitoe，1983，1995; Chang et al.，2011)。1980年10月实施的一个钻孔从海拔约1400m钻至1100m，在下部200m的淡色石英闪长岩中见有低品位矿化(Cu 0.16%，Au 0.31g/t)；同年底在井下海拔1000m处实施的另一个钻孔，揭示出厚475m的Cu-Au矿体(Cu 0.46%，Au 0.41g/t)，矿化一直延续至钻孔底部，且品位有向下增高的趋势(Chang et al.，2011)。这两个钻孔标志着Far Southeast(FSE)斑岩型铜金矿床的发现。随后开展了大规模的深部钻探，圈定出了365Mt矿石量，平均品位Cu 0.73%，Au 1.24g/t，成为菲律宾已知品位最高的斑岩型矿床之一(Concepciòn and Cinco，1989)。

因此，就吐拉苏地区而言，在目前以浅成低温热液型金矿床为主的吐拉苏盆地内部剥蚀程度较低的阿希、京希-伊尔曼得和塔吾尔别克等地区，应特别注意寻找斑岩型或矽卡岩型的铜金多金属矿床。在发育高硫型浅成低温热液型金矿化的京希-伊尔曼得矿区内，发育一次火山岩体(狮子山岩体)，岩性为潜英安岩，侵入于大哈拉军山组第二和第四岩性段，岩体出露面积约0.6km²，锆石SHRIMP U-Pb年龄为370.5±2.1Ma(安芳等，2014)，与大哈拉军山组火山岩属同期岩浆作用产物。该岩体是否与矿区的高硫型金矿化有关以及岩体内是否存在斑岩型金铜矿化，值得进一步关注和研究。在塔吾尔别克地区，斑岩体已局部剥露出地表，并在斑岩体内外接触带均见有金矿化，暗示该地区的斑岩型矿床具有良好的找矿前景，其深部甚至不排除有矽卡岩型铜金矿产出的可能。在吐拉苏盆地周边剥蚀程度较高的地区，浅成低温热液型矿床很可能难以保存，但斑岩型和矽卡岩型矿床仍具有找矿前景。

5 结论

新疆西天山吐拉苏火山岩盆地的浅成低温热液-斑岩型金多金属成矿系统，是在晚古生代北天山洋向南部的伊犁板块之下俯冲消减的活动大陆边缘背景下形成的。浅成低温热液型金(阿希、京希-伊尔曼得)和铅锌矿床(塔北、吐拉苏)产于大哈拉军组中酸性火山岩中，受断裂破碎带以及具高孔隙度和渗透率的火山岩控制；斑岩型金矿化主要发育于塔吾尔别克地区，受斑岩体及火山岩中的断裂和裂隙系统控制，并很可能存在浅成低温热液型金矿化的套合或叠加。赋矿的火山岩形成于晚泥盆世-早石炭世，其地球化学组成显示出俯冲构造背景下岛弧岩浆作用的特点。矿床S、Pb、C、O等同位素特征指示，成矿物质主要来自岩浆所分泌的热液和/或同时代的火山-次火山岩。

矿床形成后的构造变动和抬升剥蚀等，对矿体的保存和变化具有重要影响。在吐拉苏盆地内大哈拉军山组火山岩剥蚀量不大或其上有少量地层覆盖的区域，具备浅成低温热液型金铅锌矿床的保存条件，在其深部还应注意寻找斑岩型或矽卡岩型铜金矿床；在剥蚀程度较高的吐拉苏盆地周缘，浅成低温热液型矿床可能难以保存，但斑岩型和矽卡岩型矿床仍具有较好的找矿前景。

致谢  野外工作中得到了新疆自治区国家305项目办公室、新疆地矿局第七地质大队、阿希金矿、塔吾尔别克金矿、塔北铅锌矿、克峡希铜矿等单位领导和技术人员的大力帮助与支持；审稿人提出了建设性意见；谨此致谢！