浅析苏云河钼矿床斑岩体特征与成矿地质背景

黄玮

[摘要]苏云河钼矿床位于新疆塔城地区裕民县境内，大地构造位置处于谢米斯台-库兰卡孜干晚古生代岛弧带与唐巴勒-卡拉麦里古生代复合沟弧带的接合部位，区内断裂，岩浆岩发育，矿床产于侵入体上部及其围岩中。本文主要对苏云河钼矿床斑岩体地球化学及成矿流体特征进行分析，结合成矿地球动力学背景进行了综合研究。

[关键词]苏云河钼矿床 地球化学特征 成矿流体 地球动力学背景

[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-8-126-3

苏云河钼矿位于中国铜钼矿北部成矿域额尔齐斯河斑岩成矿带南部边缘，与西邻哈萨克斯坦境内的滨巴尔喀什湖斑岩成矿带衔接，同属于世界三大斑岩铜钼成矿带之一的古亚洲带，境外已发现有科翁腊德超大型斑岩型铜钼矿床、萨亚克大型矽卡岩-斑岩型铜矿床、阿克斗卡超大型斑岩铜矿床等；我国在此之前在该成矿带尚未发现有较大规模和影响的斑岩型铜钼矿床。（图1）2010-2013年新疆地质矿产勘查开发局第一区域地质调查大队在苏云河发现了特大斑岩型钼矿床，填补了我国在该区无大型矿床的空白，引起了国内外诸多地质矿产学者及科研院所的极大关注，因此对该矿床地球化学和成矿流体，以及区域成矿地球动力学背景的研究，有很重要的意义。本文仅是抛砖引玉，望更多的专家和学者能关注该成矿带的成矿模式研究及在我国境内的延伸情况。

1 区域成矿地质背景

区域上划属哈萨克斯坦-准噶尔板块（Ⅰ级），准噶尔微板块（Ⅱ级），巴尔鲁克-北塔山古生代复合岛弧带（Ⅲ级）。进一步划分属谢米斯台-库兰卡孜干晚古生代岛弧带与唐巴勒-卡拉麦里古生代复合沟弧带的接合部位，构造复杂，褶皱、断裂发育，为矿床的形成提供了良好的储存、运移空间。矿区及其外围地层划属天山—兴安地层区，西准噶尔地层分区，玛依勒山地层小区[1]。区域出露地层主要为志留中、上泥盆统、下石炭统及第四系等。区域内火山岩主要分布于中泥盆统巴尔鲁克组，以火山碎屑岩为主，为一套滨浅海—海陆交互相火山碎屑岩、火山碎屑沉积岩夹生物灰岩沉积，为该区成矿提供了丰富的物质来源。侵入岩见有石炭纪石英闪长岩、二长花岗斑岩、花岗岩。闪长岩、石英闪长岩、二长花岗斑岩，均属造山晚期产物。侵入体为该区提供了大量的热流体和丰富的成矿物质来源。

2矿区地质特征

苏云河钼矿位于新疆巴尔鲁克山西段，与哈萨克斯坦相邻，为一大型斑岩型钼矿，属于中亚成矿域西准噶尔-环巴尔喀什湖成矿带。该区断裂以NE向和NNE向为主，矿区由3个花岗岩体组成，岩性主要为二长花岗斑岩，钾长花岗斑岩；区域内围岩主要为中泥盆统巴尔鲁克山组灰色、灰黑色凝灰岩、安山质凝灰岩以及含岩屑、晶屑凝灰岩、沉凝灰岩等[2]。

苏云河钼矿在主要发育在花岗岩体外部及与围岩的接触带附近，矿化以石英-硫化物脉为主，包括石英-辉钼矿脉、石英-钾长石-辉钼矿脉、石英-黄铁矿脉等；矿区中石英网脉十分发育，从几毫米到十几厘米不等，含矿石英脉宽度集中在1mm-2cm之间，蚀变类型主要为钾化、绢云母化及泥化，钾化和绢云母化与矿体关系密切。

3斑岩体岩石化学特征

在苏云河钼矿区对分别对Ⅰ、Ⅱ号斑岩体采集了2个地表露头分析样，在Ⅰ号岩体实施的钻孔中采集了2件分析样岩石化学分析数据见表1（注：该样品由项目人员采集，第一区域地质调查大队实验室测试完成）

该岩体具以下特点：SiO2含量高，为72.73%-78.27%，平均75.45%。K2O+Na2O含量7.23%-7.99%，K2O/Na2O为0.88-1.28，属钾质岩石。（K2O+Na2O）- SiO2图解中（图2），全部落入亚碱性系列花岗岩区。FeO/MgO-SiO2图解中（图3），全部落入钙碱性系列，岩石里特曼指数为1.64-2.18，平均为1.85，岩石属高钾钙碱性系列岩石。Ca和AL含量低，CaO含量0.56%-1.46%之间，平均1.04%，AL2O3含量12.17%-13.31%，平均12.52%，铝饱和指数A/CNK=1.33-1.53，平均1.42，ACNK-ANK图解中（图4）样品均落入过铝质区，属过铝质花岗岩。Ti，P含量低，TiO2含量0.15%-0.36%，平均0.24%，P2O5含量0.02%-0.10%，平均0.05。综上，该岩体具富硅、富铝、富钾，贫钛、磷特征。

Mao等通过对比国内部分辉钼矿的铼含量后认为：从幔源、壳幔混源，輝钼矿的铼含量各递降一个数量级（从n×10-4到n×10-6）[3]。通过对苏云河13个样品钼矿铼含量分析结果进行统计（见表2），从5×10-6～200×10-6，表现壳幔混源的特征。说明在苏云河钼矿床的成矿物质有不同程度的幔源组分贡献。其岩浆来源具有壳幔混源的特征（S+I）。

4成矿流体特征

中国科学院矿产资源研究重点实验室造山带与成矿作用学科组2013年对苏云河钼矿进行了流体包裹体岩相学、显微测温分析和激光拉曼探针分析。岩相学研究表明，该矿区3个岩体和围岩的石英脉中流体包裹体均十分发育，流体包裹体大小不等，最大可达几十微米，小的不足1微米，主要集中在3-10cm之间；流体包裹体形态丰富，尤以椭圆形和不规则的长条形为主；包裹体类型以气体包裹体和液体包裹体为主。

显微测温表明，三个岩体的流体包裹体均一温度分布范围均在150-450℃之间，盐度分布范围在0-14%之间。含子晶包裹体均一温度均大于500℃。流体有3个阶段：第一阶段为高温热液阶段，温度>500℃；第二阶段为中温热液阶段，温度集中在350-375℃之间；第三阶段为中低温热液阶段，温度集中在175-225℃之间。3个含矿岩体的流体特征表现出相似性和差异性，1号和3号岩体主要发育第二和第三阶段的流体，2号岩体发育第一和第三阶段流体。苏云河钼矿含矿岩体主要为碱性长石花岗岩和钾长花岗斑岩，其次为斜长花岗斑岩和二长花岗斑岩。成矿流体为中高温低盐度流体，属于H2O-CH4-CO2-CACO3体系，该地区成矿流体中CH4普遍发育，说明成矿流体具有还原性，才导致MoS2的大量沉淀富集。

根据以上证据说明，成矿流体包括前期的高中温岩浆热液和后期混入的大气降水热液。

5成矿地球动力学背景分析

苏云河钼矿的形成与斑岩体的上侵有直接的关系，矿区主要出露的3个花岗岩体，其岩性为二长花岗斑岩，钾长花岗斑岩。年龄在290-310Ma左右（2013年钟世华、申萍），属晚石炭世-早二叠世，成矿流体包裹体研究显示，成矿温度在350-500℃之间，属高中温热液。

苏云河钼矿区位于全球范围内最典型的碰撞造山带地区之一准噶尔造山带[4]。该区位于西伯利亚和准噶尔-哈萨克斯坦等大陆板块的接合部位，碰撞造山作用和伴随的成矿作用复杂而典型。

西准噶尔造山带的碰撞造山作用呈先压后张的特征，与世界典型碰撞造山带的演化模式相一致。该区强烈的碰撞挤压作用始于中石炭世，晚石炭世达到高潮；挤压作用在二叠纪开始减弱，并发生造山带的伸展；伸展作用有浅向深发展，在二叠纪末时已深达地幔，大陆碰撞造山作用结束（图5）。表明碰撞造山作用时间主要发生在中石炭世-二叠世，这与苏云河钼矿成矿时代相吻合。

依据陈衍景的碰撞造山成矿理论研究认为[5]，陆内俯冲是碰撞造山作用的具体机制，陆内俯冲过程中，物质依晶格能由低到高的顺序活化，并向低温低压的浅部迁移，从而造成仰冲板片随离陆内俯冲缝合带距离的增大，依次出现热液矿床带（D带）、花岗岩基带（G带）和斑岩带（P带）（图6）；碰撞造山作用或陆内俯冲作用早期，成矿流体是来自俯冲板片和仰冲板片的深源（主要是地壳层次）上升流体，晚期为浅源下渗流体，中期为深源上升流体与浅源下渗流体的混合（这与苏云河成矿流体研究成果完全符合）；中期矿化发生在碰撞造山作用的挤压-伸展转变期，成矿作用最强烈、最复杂、最重要。因此，苏云河钼矿床具体成矿时间应在碰撞后的挤压-伸展转换期，成矿空间上位于P区。

6结论

（1）苏云河斑岩体具富硅、富铝、富钾，贫钛、磷的特征，属高钾钙碱性系列过铝质花岗岩。其岩浆来源具有壳幔混源的特征（S+I）。

（2）苏云河钼矿的成矿作用主要发生在晚石炭世-早二叠世，与碰撞造山的作用时间相一致，空间上位于西准噶尔大陆碰撞造山内部或俯冲较强烈的地段，钼成矿作用时间应在碰撞后的挤压-伸展转变期，成矿流体包括前期的高中温岩浆热液和后期混入的大气降水热液。成矿温度在350-500℃之间，属高中温热液。成矿流体中CH4普遍发育，说明成矿流体具有还原性，才导致MoS2的大量富集。

（3）苏云河钼矿床的成矿时间、空间、地球动力学背景与准噶尔地区碰撞造山作用的发生时间、空间及动力学背景完全吻合，证明碰撞造山成矿模式是准噶尔地区在晚石炭世-早二叠世主要的成矿模式，在该区外围，又新近发现了多个斑岩型铜金、钼等矿化点（如加曼铁列克特铜矿点、石屋铜金矿点、协特克钼矿点等），上述矿点在空间分布、成矿时间上与碰撞造山成矿模式基本吻合，通過该模式可以指导在该区的找矿勘查和成矿理论研究。

参考文献

[1]新疆西准噶尔巴尔鲁克山地区1∶5万区域地质矿产调查报告[M]91-96.

[2]新疆裕民县苏云河钼矿床详查报告[M] .

[3]Mao Jingwen， Zhang Zhaochong， Zhang Zuoheng， et al.Re-Os isotopic dating of molybdenites in the Xiaoliugou W （Mo） deposit in the northern Qilian mountains and its geological significance[J]. Geochim Cosmochim Acta， 1999， 63（11-12）：1815-1818.

[4]涂光炽.新疆北部地质演化和成岩成矿作用的若干特点[M]北京：科学出版社1993.3-10 .

[5]陈衍景.准噶尔造山带碰撞体制的成矿作用及金等矿床分布规律[J].地质学报，1996，70（3）：253-261.