新疆阿舍勒火山岩型块状硫化物铜矿硫、铅同位素地球化学研究

温超权

（新疆地质矿产勘查开发局第四地质大队，新疆 阿勒泰 836500）

阿舍勒铜矿作为一种大型海相火山岩型块状硫化物的多金属矿床，成矿背景在苏联地区矿区阿尔泰成矿带的东延部分，具有良好的成矿条件，但经过了几十年，依然缺乏工程控制，研究力度不足。我国在矿区研究当中，已经发现了诸多矿化带，在桦树沟等地也有了新发现。通过调查研究发现，铜矿产自于泥盆纪海相火山岩地层当中，其中围岩是通过双峰式细碧岩一石英角斑岩、适应搅拌质凝灰岩共同组成，占据大部分含量，也正因为成矿地带的特殊环境，才形成了陆缘裂陷拉张盆地。针对成矿的原因众说纷纭，有些学者认为是矿石填充，有些学者认为热液矿床，还有些学者认为是海底火山喷气。基于此，本文就对此类问题进行论证[1，2]。

图1 阿舍勒矿区地质略图

1 新疆阿舍勒矿区简单概述

通过对阿舍勒矿区进行分析可知，其中最具代表性的就是Ⅰ号矿化带中的Ⅰ号矿床以及Ⅱ号矿床（见图1和图2），Ⅰ矿床主要产于细碧岩与石英角斑质凝灰岩之间,其主要的矿物质元素是Cu一Zn，矿石产物包括闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿等，这些矿石呈现为块状或层纹状，脉石矿物较少，重晶石也很少见；Ⅱ矿床产自于石英角斑质凝灰岩中,底板有一层较薄的细碧岩,化学元素较多，主要包括Ba一Zn一Pb一Cu一Ag一Au等，包括方铅矿、重晶石、闪锌矿等，具有条状矿石，包括绢云母、石英等。但是在过去Ⅰ号与Ⅱ号矿床被认定为同矿体的分开两个部分。但实则不然，二者有着明显的区别。

图2 阿舍勒矿区5线剖面图

2 硫同位素地球化学

通过对阿舍勒铜矿硫和围岩硫同位素构成趋势来看，其整体上是呈现曲线塔式分布特点，通过对比分析可以发现Ⅰ矿床和Ⅱ矿床之间有着很大的差别，Ⅰ矿床和英角斑质凝灰岩十分接近，但是和黄天矿相差较大，这就表示铜矿硫和酸性火山岩硫来源大致相同。通过图1和图2可以看到矿床当中带有一层的凝灰岩，并在火山喷气作用下产生了铁碧玉等喷气岩。

而火山喷气会快速产生大量的硫，具有关调查发现，火山喷发的SO2一天可以达到5000t以上，这也有利于硫堆的形成。而Ⅱ矿床硫化物数值变化较大，相比Ⅰ矿床要高出5倍，这就表示出了火山外还有其他因素导致硫的出现和堆积，很有可能是火山和海水共同提供硫元素。

通过调查分析可知，如果S值从高到低依次为黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、方铅矿时，则可以达到平衡共生，但是阿舍勒通常表现为不平衡情况。导致这一问题可能是两方面原因，第一个是火山喷气因为岩浆热量所致的，导致硫化沉淀出现了非平衡；第二个是随着英安斑岩的持续侵入，加热变质的作用导致硫化物出现了脱硫情况，活性增加会加速丢失，造成矿体上部的S值偏高。主要的因素是和英安斑岩热变有着直接关系。

3 铅同位素地球化学

通过调查铅同位素相关资料和文献可以证明阿舍勒Ⅰ矿床和Ⅱ矿床具备不同矿物质来源。对表面结构图可以发现Ⅰ矿床和Ⅱ矿床的样品都在不同区域中呈现，Ⅰ矿床和火山岩很相近，Ⅱ矿床和酸性火山岩分布形态、范围更加接近。Ⅰ矿床的主要物质是铜，而细碧岩恰恰具备低铜含量的特性，表示在矿床中的铜已经从细碧岩转入到了矿体当中，Ⅱ矿床在酸性的火山岩当中，酸性条件下会呈现出更多的铅，但是会减少铜的含量，所以Ⅱ矿床整体上成纤维铅多铜少的态势，与Ⅰ矿床铜多铅少有着明显特征。

通过铅同位素资料还能够挖掘成矿时代与环境，通过分析可知，阿舍勒矿区中的大部分岩石、矿石样品的阶段年龄都在320Ma～410Ma之间，和Rb一Sr、Sm一Nd等时线和古生物资料所反映的泥盆世相吻合。但也有特殊点，也就是酸性火山岩的年龄更大。从矿床实际表现来看，基性、酸性火山岩二者整体在呈现双峰形态，在钻孔当中随处可见两种火山岩，所以时代年龄表现应该一致。之所以Ⅰ矿床和Ⅱ矿床的铅表现如此大的差异，可能是由于二者源有着不同反应，源区铅位素构成变化相对较大，而这种不均性会造成地幔柱贯穿不同深度地壳、地幔当中，从而造成此类情况，也就是酸性盐是壳源、基性岩是幔源，两种岩浆房或源区被同构造的体系贯穿，再加上不同起源深度岩浆融合再喷发，从而形成导致基性岩和酸性岩中出现了不同的微量元素。

4 结语

总而言之，通过调查结果表明，Ⅰ矿床金属元素与细碧岩同源、Ⅱ矿床则来自火山喷气或酸性火山岩。硫源分析中，Ⅰ矿床主要是火山喷气，Ⅱ是火山和海水共同作用。但也不能认为两个矿床是因为褶皱而分开出两个部分，更多是表现两种矿化结果。Ⅰ矿床更多是深层的大矿，Ⅱ矿床更多是小层的浅矿。金属元素主要是来自围岩，通过水岩反应得出，硫更多是通过火山喷气给予，气体进入到卤水池从而形成沉淀，最后成矿。建议在采矿当中需要找到基性岩、酸性盐中的Cu一Zn富矿体、石英角斑质凝灰岩之中的多金属重晶石矿体、细碧岩之中的铜矿化。