浅谈阿舍勒铜矿成矿模式

田建磊

（新疆阿舍勒铜业股份有限公司 哈巴河 836700）

浅谈阿舍勒铜矿成矿模式

田建磊

（新疆阿舍勒铜业股份有限公司 哈巴河 836700）

阿舍勒铜锌矿床是一个典型的火山岩型块状硫化物矿床。综合研究矿区地质和矿化特征及矿床成因，提出阿舍勒海相火山岩型块状硫化物铜矿床成矿模型。该区火山成矿全过程，形象为“T”字形、“雨伞”状阿舍勒铜矿床成矿模式。

硫化物矿床 成矿模式 找矿远景

1 引言

阿舍勒铜矿区位于新疆哈巴河县北部，距县城31 km，新疆地矿局第四地质大队1984年发现该矿床，矿床产于中泥盆统阿舍勒组中酸性－中基性火山岩及沉积岩构成的火山机构中。矿体规模大、品位富、矿种多，潜在经济价值可观。

2 矿区成矿条件

2.1 含矿地层

区内出露中泥盆统阿舍勒组，分4个岩性段：

第一岩性段（D2a1），分布在南部，是一套正常沉积相火山沉积过渡的岩层。下部凝灰岩，上部流纹质凝灰岩夹火山角砾岩。

第二岩性段（D2a2），分布在西部、中部和东部，岩性为英安岩－流纹质集块岩、角砾岩、凝灰岩、英安岩和流纹岩，夹不纯灰岩透镜体。

第三岩性段（D2a3），主要分布在东部，部分分布在西部。岩性为流纹质集块岩、角砾岩、凝灰岩和流纹岩。

第四岩性段（D2a4），分布在西北角和东北角。岩性为英安质-玄武质集块岩、角砾岩、凝灰岩、安山岩和玄武岩。

其中，第二岩性段（D2a2）为主要的含矿层位。

区域范围内的泥盆系地层中阿舍勒组Cu、Zn含量较高（表1），显示该组火山岩为成矿岩石。

表1 区域地层成矿元素含量 ×10-6

表2 阿舍勒组与上下层位含成矿元素含量 ×10-6

从表2看出，阿舍勒组下部层位（含矿层）内Cu、Zn、Pb明显高于该组上部层位的含量，表明该组火山岩浆经深部分异后，含矿热液相对富集于早期阶段的火山岩浆热液中。

2.2 控矿构造

矿区控矿构造为阿勒泰褶皱带西北段，该褶皱带位于西伯利亚板块与准噶尔板块之间陡缘裂谷带内。

褶皱。矿区是1个复式向斜，包括1个次级背斜和2个次级向斜，即西部向斜、中部背斜和东部向斜，构成“W”状格架。

断裂。玛尔卡库里断裂从矿区西部通过，呈北北西-南南东展布。

区内次级断裂发育，主要有2组。1组北西向断裂，走向300°左右，断裂面倾向北东，倾角60°～80°；另1组近南北向断裂，走向0～15°，断裂面倾向东，倾角60°～80°。

2 组断裂均顺时针扭转，它们的复合部位控制火山活动和成矿作用。火山机构和成矿化带展布，北西斜列，南北竖行。构造变动，不但是火山活动和成矿作用全过程，而且在成矿之后还在强烈地活动，近年内常有3～4级地震发生。

2.3 岩浆活动及火山活动

岩浆（火山）活动，提供成矿物质来源。

矿区是一座泥盆纪古火山机构。泥盆纪中期，岩浆（火山）活动强烈，在矿区中部、东部、西部3处发生3个火山旋回，火山在海底环境中心式喷发、溢出和贯入，以3次主火山口为中心，形成流文质－英安质－安山质－玄武质岩系，构成3座火山机构。

中部第一旋回，分5个期次，从凝灰砂岩沉积开始，至辉绿玢岩、玄武玢岩充填火山口结束活动。

东部第二旋回，分5个期次，从强烈喷发开始，至闪长玢岩充填火山口完成该旋回的活动。

西部第三旋回，分3个期次，先英安质集块岩沉积，后辉绿玢岩充填火山口，构成火山机构。

其中，第一旋回，成矿作用发生在上部，形成工业矿体，即1号矿床等，出露地表。另2个旋回，成矿作用在深部1 500 m以下，地表仅见矿化蚀变带。

2.4 围岩蚀变

围岩蚀变是找矿标志。矿体围岩蚀变强烈，有硅化、高岭土化、绢云母化，叶腊石化、绿泥石化、黄铁矿化、黄铜矿化、绿帘石化、碳酸盐化等。以强蚀变硅化为中心，但成多个线形、面形、环状蚀变带，长百余米至千余米，宽几十米至百余米。近矿体，或在矿体顶部、上下盘，均有强烈围岩蚀变，并且上下盘蚀变对称，各种蚀变成为地质找矿的明显标志，为找矿提供依据。

3 矿化特征与成矿作用

矿床产在火山机构中，成矿作用自始至终贯穿于山活动过程中。

3.1 矿体规模、形态、产状

经过矿山多年的勘探和开发基本查明了矿体由2部分组成，上部缓倾，似层状，下部陡倾，筒状（图1）。

图1 阿舍勒铜矿1、9、21线组合剖面图

上部矿体为重晶石多金属矿和铁帽，规模不大，长几十米至百余米，宽几米至几十米。

下部为筒状体，侧向多分支，延深较大，长500余米，宽百余米，斜深在800 m以下仍有延深。据生产单位（紫金矿业）提供，矿体深度达到1 200 m。

矿体产状，走向近南北，倾向东，倾角60°～80°，向北东倾伏，侧倾角60°，倾伏方位30°

3.2 矿石类型及结构构造

矿石类型。按氧化程度分氧化矿石和原生矿石。

氧化矿石矿体部或近地表，即含金、铜和铁矿矿石、孔雀石、蓝铜矿、铅黄、重晶石矿石、自然硫矿石，角银矿矿石。

原生矿石在矿体下部，自下而上，黄铁矿矿石、黄铜矿－黄铁矿矿石，含金、银铜矿石，含金、银多金属矿石，含金、银、重晶石多金属矿石。

按品位分富矿石（Cu＞1%）和贫矿石（Cu 0.5%～1%），其中富矿石占总矿石量的70%～80%。

矿石结构：自形、半自形晶粒结构，核晶结构，环状、长斑状结构，残余结构，似基底交结结构。

矿石构造：块状、似条带状、浸染状、星点状、角砾状、显微角砾状、细脉状、网脉状、细脉浸染状等。

3.3 矿物成分

矿石矿物包括硫化物、氧化物、盐类、自然元素类。

硫化物类：黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、辉铜矿、斑铜矿、磁黄铁矿、毒砂、铜蓝、方黄铜矿、辉铜银矿、辉银矿。

氧化物类：赤铁矿、赤铜铁矿、针铁矿、褐铁矿等。

盐类：锌砷黝铜矿、重晶石、铅黄、砷铝铅矾、蓝铜矿、孔雀石、白铅矿、碳酸钙镁矿、碲银矿、碲铋矿、角银矿等。

自然元素类：自然金、自然银、自然铜、自然硫、金银矿。

3.4 矿石化学成分和品位

3.4.1 化学成分

矿石成分复杂，多达35种元素，成独立矿体主元素有 Cu、Pb、Zn、Au、Ag、S，综合利用元素有 Ga、Li、Te、Se、Bi等。

3.4.2 矿石品位

矿床平均品位：Cu 2.44%，Zn 0.97%，其它矿种品位见表3。不同类型及品级矿石品位如下：

铜含量分为：贫铜矿石Cu 0.2%～0.5%，中等铜矿石Cu 0.5%～1%，富铜矿石Cu 1%～3%，特富矿石Cu＞3%，可达10%。矿体中富矿石、特富矿石，占矿石总量三分之二。

硫含量：一级25%～40%，二级15%～35%，三级8%～15%，部分矿石达51.15%。

锌含量：一般2%，高达16.32%，多在矿体中上部。

铅含量：一般1%～2%，局部达20%，多赋存于重晶石矿体内。

银含量：平均在30×10－6～40×10－6，局部重晶石矿体内达600×10－6。

金含量：平均0.5×10－6左右，局部重晶石矿体内达5×10－6。

表3 矿床平均品位 %

4 矿床成因

矿床成因与海底火山活动密切相关，下列研究结果可以证实。

4.1 硫同位素

据14件硫化物硫同位素测定，34S值为1.3‰～63.3‰，平均值4.6‰，说明硫同位素组成较均一，分馏作用弱，硫来源于上地幔和深部地壳。

4.2 氢氧同位素

据3件石英的氢氧同位素测定结果，与石英平衡的水溶液中的δ18O为+1.47‰～2.5‰，石英的均一温度为197～238℃，石英包裹体水的δD为43‰～37‰（程钟富，1990）。将其和相应的δD值投影到δ18OH2O-δD关系图上，投影点均落在混合水范围内，较接近黑矿流体，表明含矿溶液除来源于火山岩浆外，还有海水加入，组成混合的含矿热液。

4.3 铅同位素

该矿床15件样品铅同位素测定（贵阳地质所1978），火山岩、硫化物及铁帽的铅同位素组成变化范 围206Pb/204Pb=17.854～18.238，207Pb/204Pb=15.466～15.633，208Pb/204Pb=37.644～38.082。其均方差和变化系数均＜1，表明铅同位素组成比较单一，是同一来源。在卡依三角坐标图上，岩石和矿石铅同位素全部落在正常铅范围内，反映该矿床铅同位素属于正常铅。威尔逊等人（1963）指出，如果矿石铅的初始同位素属于正常铅，则这种铅来源于下地壳或富铀的上地幔。

4.4 稀土元素

该矿床3件岩石样品的稀土测定结果，ΣREE为（45.54～83.67）×10－6，L/H 为 3.41～3.76，δEW为（0.76～1.03）×10－6，其特征是稀土总量较低，铕弱亏损或无亏损，配细分模型为较平缓的曲线，显示成矿物质来自地幔。

根据以上阿舍勒铜矿床成矿地质背景、成矿物质来源和成矿作用等方面分析，可归纳7点认识：

⑴阿舍勒铜矿床产于阿舍勒近海洋的过渡构造带中，海相火山岩作用成矿。

⑵成矿作用发生于中酸性为主的火山岩浆强烈喷发末期的气溢阶段，形成同生矿体，赋存于阿舍勒组第二岩性段（D2a2）英安质、角砾凝灰岩和凝灰岩中。

⑶矿体顶部和边部常发育火山气溢作用形成的硅质岩和重晶石。

⑷矿体中上部由似层状体和下部侧分支筒状体组成。

⑸矿石见条带状、层纹状、网脉状（互相穿切）、浸染状结构构造。

⑹矿床的金属硫化物呈明显的块状硫化物型铜矿床垂直分带规律。

⑺稳定同位素和稀土元素特征表明，成矿物质来源于上地幔或深部地壳的基性富钠火山岩浆，含矿水溶液来源于火山岩浆和部分海水。

因此，该矿床成因类型属于海相火山岩型铜矿床，又称块状硫化物型矿床。

5 成矿模式

综合研究矿区地质和矿化特征及矿床成因，提出阿舍勒海相火山岩型块状硫化物铜矿床成矿模型。

⑴成矿环境为海底

成矿构造为西伯利亚板块与准噶尔板块之间阿尔泰陡缘裂谷带。早、之间、中泥盆世，该区发生强烈火山活动，管道直通地幔。

⑵成矿物质来源于深部岩浆房

深部岩浆，在早、中泥盆世活动强烈，产生分溢作用，先中酸性岩浆活动，后中基性岩浆活动，最后含矿岩浆热液上升，或者喷出，或者溢出，或者贯入，Cu、Pb、Zn、Au、Ag等有用组分富集、沉淀形成矿床。

⑶成矿分期次

早期矿浆喷发，碎屑岩形成，矿体产在火山洼地内，层状、似层状，品位较低。

中期矿浆溢出熔岩成矿，矿体产在火山口内外边坡，似层状、透镜状，品位较高。

后期矿浆充填成矿，矿体产在火山管道内，筒状体，块状矿石，形成富矿、特富矿。

成矿垂直分带明显，从上而下，依次为硅铁钙、重晶石多金属矿石、多金属矿石、铜锌矿石、黄铜黄铁矿石、黄铁矿矿石。

综合该区火山成矿全过程，形象为“T”字形，“雨伞”状阿舍勒铜矿床成矿模式。

6 结束语

⑴1984年发现阿舍勒铜矿，2004年投入生产。据矿山提供的200 m水平、100 m水平坑道钻资料证实，富矿体继续向下延伸，至-200 m水平，矿体垂深已达到1 200 m，铜储量剧增，共生矿种也相应增加。

⑵随着采选工艺水平的提高，理论认识不断深入，应用新理论、新知识指导生产，可产生巨大的经济效益。

⑶矿区外围和深部仍有找矿远景，今后工作应引起重视。

致谢：本文主要依据新疆地矿局第四地质大队1998年编写的《新疆哈巴河县阿舍勒铜矿区一号铜锌矿床勘探地质报告》、《鄂尔多斯聚矿带金铜成矿条件及找矿靶位优选》和《准北区带阿尔泰南缘铜金靶位优选》及近年来阿舍勒铜矿深部勘探成果整理而成，在此谨向报告编者滕家欣、王京彬、赵云长等人致以忱挚的谢意！

收稿：2013-11-12