阿尔泰阿舍勒铜锌矿床模型及找矿靶区预测

吴晓贵 秦纪华 陈鹏 何斌 陈泽粟 游富华

摘  要：阿舍勒大型铜锌矿是我国典型的海相火山岩块状硫化物（VMS）型矿床，赋存于阿舍勒盆地早—中泥盆世阿舍勒组海相火山-沉积岩系中。结合阿舍勒铜锌矿最新勘探成果，通过对阿舍勒铜锌矿床矿物组合分带、矿石构造分带及成矿温度分带的研究，在Ⅰ号矿体9～21线0 m标高以下划分出一走向近NS向的火山喷流通道并总结了成矿模型。最终划分出Ⅰ号矿体9～21线-200 m以下及Ⅴ号矿化蚀变带深部两处找矿靶区。

关键词：阿尔泰;矿化分带;补给通道;成矿模型;找矿靶区;阿舍勒铜锌矿

阿舍勒铜锌矿位于新疆维吾尔自治区哈巴河县城北偏西约31 km处，该矿床是一个与早—中泥盆世双峰式火山岩有关的典型块状硫化物（VMS）矿床。阿舍勒铜锌矿位于阿尔泰南缘阿舍勒-冲乎尔泥盆纪火山-沉积盆地内[1]，为晚古生代板块俯冲、热液活动产物[2]。该矿床自发现以来，众多专家学者对其成矿地质背景、控矿要素、矿床成因、成矿规律等进行了研究，认为该矿床具双层结构、很好的矿化分带和蚀变分带[3-7]。近年来，阿舍勒铜锌矿深部找矿取得较好成果[8]，在前人研究基础上[9-11]，本文据最新勘查成果，通过矿物组合分带、构造分带、成矿温度分带等推测火山喷气通道位置，重新建立成矿模型，为该矿床深边部找矿勘查提供依据。

1 矿床地质特征概况

阿舍勒矿集区出露地层以泥盆系为主，主要有下泥盆统托克萨雷组、中泥盆统阿舍勒组、上泥盆统齐也组、下石炭统红山嘴组（图1）。阿舍勒铜锌矿区主要出露阿舍勒组和齐也组（图2），其中阿舍勒组为主要赋矿层位。阿舍勒组分为两个岩性段，矿化主要产于第二岩性段，下部为凝灰岩、凝灰质砾岩、含角砾凝灰岩，顶部夹玄武岩、灰岩、重晶石岩;中部凝灰岩、角砾凝灰岩、沉凝灰岩，顶部夹硅质岩、重晶石岩、灰岩;上部玄武岩夹少量沉凝灰岩。矿区次火山岩发育，主要有（石英）闪长岩、（石英）闪长玢岩、潜玄武安山岩、英安斑岩、流纹斑岩，少量辉长岩脉。断裂主要呈近NS走向，其次是NW向、NE向、EW向。矿区受玛尔卡库里大断裂影响韧性剪切带发育，岩石片理化强烈，发育糜棱岩、碎裂岩、石香肠、肠状构造、拉伸线理等。矿区圈定矿化蚀变带十余条， 阿舍勒铜锌矿床的主矿体（Ⅰ号矿体）产于Ⅰ号矿化蚀变带中。Ⅰ号矿化蚀变带由七个矿体组成，Ⅰ号主矿体为隐伏矿体，占已探明铜金属量的 98%[12]。Ⅰ号主矿体受构造控制明显，走向近NS向，往北呈NW走向（图3），Ⅰ号矿体规模巨大，水平投影长740～850 m，侧伏向投影长1 180～1 300 m，厚13.55～18.09 m，沿倾向延深500～700 m，最大达900 m;厚大矿体集中于2～9线300～600 m标高及北面15～19线200～500 m标高，最深延伸至-560 m标高。

2  矿床分带及火山喷     气通道位置

通过阿舍勒铜锌矿矿化分带研究，初步确定脉状、网脉状矿化所在位置位补给通道或火山喷气通道位置。

2.1  矿物分带

研究表明，VMS型矿床块状矿体顶部或附近常出现特征性喷流沉积岩（重晶石、铁碧玉等），矿物学具典型分带现象，从外到内依次为闪锌矿-方铅矿-黄铁矿-重晶石带→黄铁矿-闪锌矿-方铅矿带→黄铜矿-黄铁矿-磁铁矿-磁黄铁矿带（图4-A）[13]。阿舍勒铜锌矿地表16线、7线附近可见重晶石，20线可见铁、碧玉等，深部钻孔中可見微量磁铁矿。13线剖面图显示，0 m中段以上由西往东（图4-B），矿物分带为黄铁矿+黄铜矿+闪锌矿±少量方铅矿→黄铁矿+黄铜矿±少量闪锌矿→黄铁矿+黄铜矿→黄铁矿±微量磁铁矿，说明可能原来的喷流形成层状或似层状矿体，成矿后由于后期地质作用，矿体与地层发生倾斜，这与阿舍勒铜矿体倾角普遍为80°左右相符。如将矿体恢复到近似水平状（图4-C），其分带与典型的VMS矿床分带基本一致。13线矿体上部及7线地表见重晶石，可能是喷流沉积时略靠边缘的矿体，13线下部（0～-200 m标高）靠近喷流中心，以黄铁矿+黄铜矿为主，上部距离喷流中心较远出现少量闪锌矿。

2.2  矿石构造分带

上述矿体中4个矿物组合分带结构构造明显不同。自下而上为黄铁矿±微量磁铁矿组合的矿石以细脉-网脉状稀疏浸染状构造为主，黄铁矿+少量黄铜矿组合的矿石以条带浸染状构造为主，黄铁矿+黄铜矿±少量闪锌矿组合的矿石以稠密浸染状构造为主，黄铁矿+黄铜矿+闪锌矿±少量方铅矿组合的矿石以块状、层状及层纹状构造为主。据编录成果，结合前人研究成果，建立阿舍勒矿床理想构造分带（图5）。

杨富全等认为[8]，阿舍勒铜矿中具明显后生成因的细脉状、网脉状或团块状的硅化或脉状多金属矿化，是火山喷气通道中热液充填交代成矿作用的产物，笔者在前述09～21线划分的火山喷气通道处观测到此类型的矿化蚀变现象（图6）。

2.3  成矿温度分带

程忠富对不同位置共生矿物的硫同位素组成计算温度进行统计[9]，并对包裹体温度进行统计，认为硫铁矿石在320℃以上温度条件下形成，铜硫矿石形成温度约为280℃～300℃，铜锌硫矿石形成于250℃～270℃，多金属矿石约180℃～220℃，重晶石-多金属矿石约在180℃以下形成，各类矿石形成温度具明显分带性。程忠富在进行温度统计时[9]，深部还未发现厚大矿体，仅对13线以南，0 m标高以上的样品进行了统计。本次工作以13线为例（图4-B），上部矿体由西往东形成温度逐渐升高，说明东部硫铁矿石最初在盆地底部，形成时间相对较早，温度梯度及矿石类型分带（由西向东依次为铜锌矿石-铜硫矿石-硫铁矿石）现象说明可能是原来的喷流形成层状或似层状矿体，成矿后由于后期地质作用，矿体与地层发生倾斜， 这与矿体倾角在80°左右事实相符。

2.4  初探火山喷气通道位置

阿舍勒勘探报告在阿舍勒一带划分出3处火山机构，其中Ⅰ号矿化带西古火山机构（3号）位于Ⅰ号矿化带西侧流纹斑岩体核部（图2），是阿舍勒旋回已知的唯一古火山机构。近火山口的西北部为含集块角砾凝灰岩，其余地段被齐也组覆盖。东南部远火山口相为含角砾晶屑凝灰岩，再远处为晶屑凝灰岩，远离火山口远离喷发中心，火山碎屑粒度由粗变细。

以往工作对古火山机构进行了初步划分，但对阿舍勒旋回的火山喷流通道没有提及，笔者通过阿舍勒铜锌矿床的分带研究，据孙希家等对火山喷流通道岩相的研究[14]，在Ⅰ号矿体9～21线0 m标高以下划分出一走向近NS的火山喷流通道（图7），该NS走向的火山喷流通道与阿舍勒旋回火山机构具有的裂隙式喷发特点相符[7]。

3  成矿模型探讨

前人对阿舍勒铜锌矿成矿模型进行了研究[1，11，12]，笔者据推测的火山喷气通道，及野外地质观测，结合以往国内外典型VMS成矿模型的研究[15]，对阿舍勒铜锌矿成矿模型进行进一步探讨。通过地表11线剖面测制，结合以往矿床构造学研究认为[16-18]，阿舍勒盆地构造复杂，矿区具明显复式向斜特征，并建立了阿舍勒铜锌矿典型剖面（图8-A）。

近年来研究显示，阿舍勒铜锌矿形成时间在387～388 Ma[8]，该时段穿过火山岩向上排泄的热流体注入凹陷盆地，形成卤水池，下部沉积块状硫化物，上部形成含硫化物暗色重晶石层或硅质岩+重晶石+碧玉岩堆积，形成丘状结壳，热水通道内的流体淀积硫化物形成脉状矿石（图8-B）。Ⅰ号矿化蚀变带在喷流-沉积成矿作用完成后，后期的次火山岩侵位（379.4 Ma左右），对矿体产生一定破坏作用。随后在中—晚泥盆世（齐也旋回火山喷发之前）发生规模较大的构造运动，导致阿舍勒组火山岩强烈变形，形成目前的向斜构造（图8-C）。向斜东部地表对应为Ⅰ号矿化蚀变带（地表有铁碧玉和重晶石出露），向斜西部对应Ⅴ号矿化蚀变带（地表有铁碧玉）。这次构造运动使原本近似水平的矿体变成陡倾，将竖直方向的火山喷流通道转为近似水平，该特征与Ⅰ号矿体深部地质现象相符。

4  找矿靶区

阿舍勒铜锌矿自喷流-沉积期成矿（387～388 Ma）以来，经中—晚泥盆世构造破坏，形成如今的向斜构造模式。据前述推测火山喷流通道位置及建立成矿模型，认为目前阿舍勒铜锌矿存在以下找矿方向：

Ⅰ号矿体下部  以13线剖面为例（图9），在火山喷流通道右侧（剖面图上部）发现有大规模铜（锌）体，通道部位矿体较边部更厚大且没有工程控制，推测通道左侧（剖面图下部）也存在对应矿体。因此认为，9线～21线-200 m标高以下有进一步找矿空间（图8-A中1号靶区）。

Ⅴ号矿化蚀变带深部  向斜东部发现有Ⅰ号矿体，向斜对应的西部空间有一定找矿空间（图8-C），因此，在Ⅴ号矿化带下部划分出2号找矿靶区。据冯京等总结的找矿模型[1]，高重力异常+物探低阻及强Cu，Zn，Ag异常是定位矿体的有效信息。田建磊等认为CSAMT低阻异常对矿体有较好的指示[19]。Ⅴ号矿化蚀变带对应有明显的剩余重力异常（图7-A）。以往在Ⅴ号矿化带施工的ZK0102孔中14～30 m处见到Cu平均品位0.57%的铜矿体，如此小的矿体不能引起此等大规模的重力异常，结合北部13线剖面Ⅴ号矿化带深部有较好的CSAMT低阻异常，推测深部可能存在厚大矿体。

2015年1∶1万原生晕測量在Ⅴ号矿化带圈出一综合异常，元素组合有Cu，Pb，Zn，Au，Ag，As，Sb，Bi，Cd，Mo等，Cu元素异常峰值为565.7×10-6， Ag元素异常峰值为2.75×10-6，Zn元素异常峰值为390.7×10-6，Mo元素异常峰值为7.65×10-6。该组合异常与Ⅰ号矿化带的Cu，Zn，Pb，Ag，As，Sb，Bi，Au，Mo元素组合基本一致[3]，结合前述成矿模型及Ⅴ号矿化带对应有高剩余重力异常和CSAMT低阻异常，说明Ⅴ号矿化蚀变带深部具一定找矿前景（图8-A中2号靶区）。

致谢：野外工作期间得到新疆阿舍勒铜业股份有限公司肖辉、孟军辉、黄迁龙、刘涛等技术人员的大力支持和帮助。室内资料整理得到新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局总工程师冯京，中国地质科学院矿产资源研究所杨富全研究员、孟贵祥研究员及中国科学院地质与地球物理研究所徐兴旺研究员指导，在此一并表示衷心感谢。

参考文献

[1]    冯京，徐仕琪.阿舍勒铜锌矿综合找矿预测模型[J].新疆地质，2012，30（4）：418-424.

[2]    董连慧，屈迅，朱志新，等.新疆大地构造演化与成矿[J].新疆地质，2010，28（4）：351-357.

[3]    陈毓川，叶庆同，冯京，等.阿舍勒铜锌成矿带成矿条件和成矿预测[M].北京：地质出版社，1996，

[4]    贾群子.新疆阿舍勒块状硫化物矿床成矿特征及形成环境[J].矿床地质，1996（3）：76-86.

[5]    叶庆同，傅旭杰，张晓华.阿舍勒铜锌块状硫化物矿床地质特征和成因[J].矿床地质，1997（2）：2-11.

[6]    曾乔松，陈广浩，王核，等.基于多因复成矿床理论探讨阿舍勒铜矿的成因[J].大地构造与成矿学，2005（04）：123-128.

[7]    蔡志超.新疆阿舍勒铜锌块状硫化物矿床的成矿规律[J].资源环境与工程，2006（3）：211-215.

[8]    杨富全，李凤鸣，吴玉峰，等.新疆阿尔泰阿舍勒铜锌矿床[M].地质出版社，2015，145-159.

[9]    程忠富.阿舍勒塊状铜锌硫化物矿床矿物分带[J].火山地质与矿产，1991（3）：75-86.

[10]  任秉琛.新疆阿舍勒铜锌型硫化物矿床地质地球化学分带性研究[J].矿物岩石地球化学通报，1995（4）：234-236.

[11]  田建磊.浅谈阿舍勒铜矿成矿模式[J].新疆有色金属，2014，37（2）：51-56.

[12]  杨富全，吴玉峰，杨俊杰，等.新疆阿尔泰阿舍勒矿集区铜多金属矿床模型[J].大地构造与成矿学，2016，40（4）：701-715.

[13] Lydon JW.Volcanogenic massive sulfide deposits Part Ⅰ：a descriptive model[J].Geoscience Canada，1984，11：195-202.

[14]  孙希家，张新涛，华晓莉，等.火山发育区通道相类型、特征、成因及对油气的控制作用[J].地质论评，2018，64（4）：937-946.

[15]  侯增谦，曲晓明，徐明基，等.四川呷村VHMS矿床：从野外观察到成矿模型[J].矿床地质，2001（1）：44-56.

[16]  张愉才，冯京.用正交函数拟合方法揭示新疆阿舍勒铜锌矿区构造[J].地质论评，1996（1）：37-44.

[17]  陈哲夫.阿舍勒铜锌矿床的开合构造特征及找矿方向[J].新疆地质，2002（1）：34-37.

[18]  高珍权，赵青，方维萱，等.新疆阿舍勒铜矿酸性火山岩的地球化学特征与构造背景[J].矿产勘查，2010，1（5）：431-440.

[19]  田建磊，秦纪华，郑开平，等.可控源音频大地电磁测深在阿舍勒铜锌矿床深部找矿中的应用[J].矿床地质，2014，33：821-822.

Volcanic Conduits and Metallogenic Model of Ashele Cu-Zn Deposit

Wu Xiaogui1，Qin Jihua1，Chen Peng1，He Bin1，Chen Zesu2，You Fuhua3

（1.Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development，Urumqi，Xinjiang， 830000，China;

2.Xinjiang Ashele Copper Company Limited， Habahe， Xinjiang，836700，China;3.Zijin Mining

Group Co.Ltd.，Shanghang，364200，Fujian，China）

Abstract： The Ashele large-scale copper-zinc deposit is a typical volcanogenic massive sulfide deposit in China，which is hosted in the marine volcaniclastic-sedimentary sequence of the Early to Middle Devonian Ashele Formation.Based on the latest exploration results of Ashele Cu-Zn deposit，through the study of mineral assemblages zoning，ore structure zoning and metallogenic temperature zoning of Ashele Cu-Zn deposit，a volcanic vent with a north-south orientation is divided below the 0 m elevation of line 9-21 of No.1 orebody，and the metallogenic model is summarized. Finally， two prospecting target areas are divided，the first one located in below -200m elevation of line 9-21 in No.1 orebody，the other one located in deep of No.5 mineralization alteration zone.

Key words：Altay;Mineralization zoning;Supply chute;Metallogenic model;Prospecting target area;Ashele Cu-Zn deposit