新疆阿尔泰阿舍勒铜锌矿床矿物学特征及其地质意义*

张振龙，杨富全，李 强，杨成栋

（1 中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京 100037；2 合肥工业大学资源与环境工程学院，安徽合肥 230009）

阿尔泰造山带是中亚造山带的重要组成部分，从北西到南东横跨了俄罗斯、哈萨克斯坦、中国以及蒙古（Sengör et al., 1993; Xiao et al., 2009）。该造山带经历了古生代时期双向增生作用和中新生代时期陆内造山作用，岩浆活动以及构造活动复杂（何国琦等，1994；Jahn et al., 2000; Windley et al., 2002; 2007; Wang et al., 2009; Xiao et al., 2010;Yang et al., 2011）。哈萨克斯坦阿尔泰为闻名世界的VMS 型铜铅锌多金属成矿带之一，已发现多个大型、超大型矿床，如尼古拉耶夫大型铜锌矿、别洛乌索夫大型铅锌铜多金属矿、列宁诺戈尔斯克超大型铅锌铜多金属矿、孜良诺夫斯克超大型铅锌多金属矿等（Daukeev et al., 2004）。新疆阿尔泰是哈萨克斯坦阿尔泰东延部分，具有相似的成矿背景，是中国重要的VMS 型铜多金属成矿带，已发现多个VMS 型矿床，如阿舍勒大型铜锌矿床（陈毓川等，1996；Yang et al., 2018）、可可塔勒大型铅锌矿床（王京彬等，1998）。新疆阿舍勒铜锌矿是典型的VMS 型矿床，自1984 年发现以来，前人对该矿床的含矿火山系、矿床特征、成矿流体、成矿物质来源、成矿作用、成矿规律和成矿预测进行了许多研究工作（陈毓川等，1996；王登红等，2002；牛贺才等，2006；Cai et al., 2010；高珍权等，2010；柴凤 梅 等，2013；杨 富 全 等，2013；2015；吴玉峰等，2015；边春静，2018；Yang et al.,2018）。2009 年在阿舍勒开始了深部找矿工作，发现块状矿体继续向下延深，同时在深部发现了脉状矿化，储量不断增大。对于新发现矿体和矿化与已发现的矿体为同一成矿系统不清楚，影响了下一步的找矿勘查。本文在野外调查基础上，对新发现矿体和矿化现象进行研究，利用电子探针对矿物成分进行分析，探讨成矿环境，以期为探讨阿舍勒铜锌矿成矿作用，总结成矿规律和深部找矿提供依据。

1 成矿地质背景

新疆阿尔泰在地理上分为北阿尔泰、中阿尔泰和南阿尔泰（也称阿尔泰南缘），与海相火山作用有关的铁、铜、铅锌、金矿主要分布于南阿尔泰（图1a、b）。南阿尔泰北以阿巴宫-库尔特断裂为界，南与额尔齐斯构造带相邻。主要为上志留统—下泥盆统康布铁堡组和中-上泥盆统阿勒泰组变质火山沉积岩系，其次是下-中泥盆统阿舍勒组、上泥盆统齐也组和下石炭统红山嘴组火山沉积岩系。南阿尔泰泥盆纪变质火山沉积岩系主要分布在NW 向阿舍勒、冲乎尔、克兰和麦兹盆地中。

阿舍勒铜锌矿床位于阿舍勒盆地，主体为阿舍勒组和齐也组（图2）。阿舍勒组为含矿岩系，由海相中酸性、基性火山岩、火山碎屑岩、火山碎屑沉积岩夹碳酸盐岩组成。阿舍勒矿区主要出露阿舍勒组和齐也组（图3），阿舍勒组第一岩性段为凝灰岩、含角砾晶屑凝灰岩，少量霏细岩，夹灰岩透镜体。第二岩性段划分成3 个亚段：下亚段为（角砾）凝灰岩、霏细岩、凝灰质砾岩，少量集块岩、火山角砾岩、英安岩、安山岩、珍珠岩、玄武岩、沉凝灰岩和灰岩；中亚段主要为（含角砾）沉凝灰岩、（含）角砾凝灰岩、凝灰质砾岩、集块岩，少量火山角砾岩、玄武岩、安山岩、英安岩、灰岩；上亚段为玄武岩，少量沉凝灰岩透镜体。齐也组为集块岩、火山角砾岩、（角砾）凝灰岩、玄武岩、安山岩、流纹岩、沉凝灰岩、凝灰质砾岩、凝灰质砂岩、砂岩、粉砂岩。

图1 新疆阿尔泰构造位置图（a）区域地质略图（b，据Yang et al.,2018）1—第四系沉积物；2—侏罗系含煤岩系；3—石炭系火山-沉积岩；4—泥盆系变质火山-沉积岩；5—中-上志留统变质沉积岩和火山岩；6—中-上奥陶统变质火山-沉积岩；7—中寒武统—下奥陶统变沉积岩；8—震旦系—寒武系变质沉积岩、变质火山岩；9—侏罗纪—三叠纪花岗岩类；10—二叠纪—泥盆纪花岗岩类；11—志留纪—奥陶纪花岗岩类；12—断裂和推测断裂；13—矿床位置及编号矿床名称：1—萨尔朔克多金属矿床；2—阿舍勒铜锌矿床；3—大东沟铅锌矿床；4—乌拉斯沟多金属矿床；5—铁木尔特铅锌铜矿床；6—塔拉特铅锌铁矿床；7—阿克哈仁铅锌矿；8—铁列克萨依铅锌矿床；9—可可塔勒铅锌矿；10—萨吾斯铅锌矿床Fig.1 Tectonic location(a)and simplified regional geological map（b,after Yang et al.,2018）of the Altay Mountains,Xinjiang1—Quaternary sediments;2—Jurassic coal bearing clastics;3—Carboniferous volcanic-sedimentary rocks;4—Devonian metavolcanic-sedimentary rocks;5—Silurian metasedimentary rocks and volcanic rocks;6—Ordovician metavolcanic-sedimentary rocks;7—Middle-Cambrian to Early-Ordovician metasedimentary rocks;8—Proterozoic-Cambrian metasedimentary rocks and volcanic rocks;9—Triassic-Jurassic granitoid;10—Devonian-Permian granitoid;11—Ordovician-Silurian granitoid;12—Fault and inferred fault;13—Deposit and its No.Name of the deposits:1—Sarsuk polymetallic deposit;2—Ashele Cu-Zn deposit;3—Dadonggou Pb-Zn deposit;4—Wulasigou polymetallic deposit;5—Tiemierte Pb-Zn-Cu deposit;6—Talate Pb-Zn-Fe deposit;7—Akeharen Pb-Zn deposit;8—Tieliekesayi Pb-Zn deposit;9—Keketale Pb-Zn deposit;10—Sawusi Pb-Zn deposit

矿区次火山岩发育，主要有（石英）闪长岩、（石英）闪长玢岩、玄武安山岩、英安斑岩、流纹斑岩，少量辉长岩脉。

玛尔卡库里断裂为区域大断裂，是切穿地壳的深大断裂，总体走向NW-SE 向，断层面倾向NE，平面上呈舒缓的反“S”型斜贯阿舍勒盆地，受该断裂影响，阿舍勒矿区发生韧性剪切变形。

图2 阿舍勒盆地地质略图（据新疆地质矿产勘查开发局第四地质大队，2015修改）1—第四系沉积物；2—红山嘴组凝灰岩、英安岩、安山岩；3—齐也组火山角砾岩、凝灰岩、安山岩；4—阿勒泰组片岩、变质砂岩、变质粉砂岩；5—阿舍勒组玄武岩、流纹岩和凝灰岩；6—托克萨雷组砂岩、粉砂岩夹灰岩；7—康布铁堡组变粒岩、片麻岩和变流纹岩；8—辉长岩和辉长闪长岩；9—石英闪长岩和闪长岩；10—花岗岩；11—英云闪长岩；12—断裂：①—玛尔卡库里深大断裂；②—别斯萨拉大断裂；③—加曼哈巴大断裂；13—推测断裂；14—矿床及编号矿床名称:1—萨尔朔克金多金属矿；2—齐也铜矿点；3—喀英德铜矿；4—阿舍勒铜锌矿；5—别斯铁热克南铜矿点；6—桦树沟铜矿；7—加曼阔依塔斯铜矿点；8—床阿依铜矿点；9—阿依托汗铜矿点；10—铁热克特萨依铜矿点；11—多拉纳勒铜矿点Fig.2 Geological sketch map of the Ashele Basin(modified after No.4 Geological party of the Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development,2015)1—Quaternary sediments;2—Tuff,dacite and andesite of Hongshanzui Fm.;3—Volcanic breccia,tuff and andesite of Qiye Fm.;4—Schist,metasandstone and metasiltstone of Altay Fm.;5—Basalt，rhyolite and Tuff of Ashele Fm.;6—Sandstone and siltstone intercalated with limestone of Tuokesalei Fm.;7—Granulite,gneiss and metarhyolite of Kangbutiebao Fm.;8—Gabbro and gabbro diorite;9—Quartz diorite and diorite;10—Granite;11—Tonalite;12—Fault:①—Maerkakuli large Fault;②—Biesisala large Fault;③—Jiamanhaba large Fault;13—Inferred fault;14—Deposit and its No.Name of the deposits:1—Sarsuk polymetallic gold deposit;2—Qiyexi copper occurrence;3—Kayingde copper deposit;4—Ashele copper—zinc deposit;5—Biesitierknan copper occurrence;6—Huashugou copper deposit;7—Jiamankuoyitasi copper occurrence;8—Chuang’ayi copper occurrence;9—Ayituohan copper occurrence;10—Tierketesayi copper occurrence;11—Duolanale copper occurrence

图3 阿舍勒铜锌矿区地质略图（据新疆地质矿产勘查开发局第四地质大队，2015修改）1—中新生界沉积物；2—齐也组第二段砂岩、凝灰质砂岩、火山角砾岩；3—齐也组第一段集块岩、火山角砾岩；4—阿舍勒组第二段玄武岩、流纹岩、凝灰岩、灰岩；5—阿舍勒组第一段凝灰岩夹沉凝灰岩；6—托克萨雷组砂岩、粉砂岩；7—闪长玢岩；8—石英闪长（玢）岩；9—辉长岩；10—潜玄武安山岩；11—英安斑岩；12—流纹斑岩；13—断裂；14—矿化蚀变带及编号；15—铁帽Fig.3 Geological sketch map of the Ashele Cu–Zn deposit(modified after No.4 Geological Party,Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development,2015)1—Mesozoic-Cenozoic sediments;2—Sandstone,tuffaceous sandstone and volcanic breccia of 2nd Member of Qiye Fm.;3—Volcanic agglomerate and volcanic breccia of 1nd Member of Qiye Fm.;4—Basalt,rhyolite and tuff of 2nd Member of Ashele Fm.;5—Tuff intercalated tuffite of 1nd Member of Ashele Fm.;6—Sandstone and siltstone of Tuokesalei Fm.;7—Diorite porphyry;8—Quartz diorite porphyry and quartz diorite;9—Gabbro;10—Subvolcanic basaltic andesite;11—Dacite porphyry;12—Rhyolite porphyry;13—Fault;14—Mineralization and alteration zone and its No.;15—Gossan

2 矿体特征

阿舍勒矿区已发现矿化蚀变带15 条，与地层走向基本一致，主要产于阿舍勒组第一、第二段中，Ⅰ号矿化带位于矿区中部的阿舍勒组第二段，是矿区内规模最大也是重要的矿化蚀变带，阿舍勒铜锌矿床主要赋存于该矿化带中。该蚀变带长约2600 m，宽约50～400 m，圈定出2 个矿体，呈层状或透镜状产于玄武岩与英安岩之间的（含角砾）凝灰岩中（图4），其中Ⅰ号为主矿体，属隐伏矿体，在16 到21 勘探线控制矿体长1640 m，厚2～74 m，垂直深度30～1500 m。Ⅰ号矿化带存在2 种矿化类型，即上部位喷流沉积相层状矿化和下部喷流通道相（或补给通道）脉状矿化。层状矿化主要为喷流沉积作用形成的块状、条带状、条纹状矿石，成矿元素为Cu和Zn；层状矿体下盘补给通道相及周围热液蚀变强烈，主要为强硅化、绢云母化、绿泥石化和黄铁矿化，发育细脉、网脉状矿化，主要成矿元素为Cu，其次是Zn，局部Au富集。

图4 阿舍勒铜锌矿I号矿化带21勘探线剖面图（据新疆地质矿产勘查开发局第四地质大队，2015修改）Fig.4 Cross-section of No.21 prospecting line of the Ashele Cu–Zn deposit(modified after No.4 Geological Party,Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development,2015)

Ⅱ号矿化带赋存于阿舍勒组第二段下亚段上部凝灰岩中，规模仅次于Ⅰ号矿化带，长约2050 m，宽120～260 m，地表与深部矿化较Ⅰ号带弱。地表为重晶石矿体，为喷流沉积作用形成，发育条带状构造、条纹状构造和块状构造。深部为强硅化、黄铁矿化、绿泥石化、碳酸盐化，其中硅化和黄铁矿化与细脉状、网脉状多金属矿化关系最密切，主要成矿元素为铜、铅、锌、银。层状重晶石矿体与脉状多金属矿体构成VMS型矿床的双层结构。

矿石构造主要有致密块状、块状、条带状、纹层状、斑杂状、稠密浸染状、稀疏浸染状、网脉状、细脉状、细脉-浸染状构造（图5a～f）。矿石中金属矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿，次为方铅矿、黝铜矿、斑铜矿、锌砷黝铜矿、自然金、磁黄铁矿、银金矿等。主要非金属矿物为石英、绢云母、白云母、绿泥石、重晶石、方解石、白云石、斜长石等。围岩蚀变主要发育在层状矿体的下盘和补给通道的脉状矿体周围，主要有硅化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化、黄铁矿化、碳酸盐化。矿区喷气岩主要有含铁碧玉岩、重晶石、强硅化带、黄铁矿层。

3 电子探针分析

3.1 样品及分析方法

前人对阿舍勒铜锌矿开展了大量矿物学研究（陈毓川等，1996；王登红等，2002），本文主要是针对近年来新发现的脉状矿化开展矿物学研究。样品采自Ⅰ号矿化带的ZK2102、ZK0810 钻孔，Ⅱ号矿化带的ZK0702、ZK0916A。ZK2102-8、ZK0810-21、ZK0916-13 和ZK0702-13 为黄铁矿黄铜矿石英脉、ASL13-1 为含黄铁矿重晶石矿石、ZK0702-3 为方铅矿闪锌矿石英脉、ZK0702-5为方铅矿矿石。

脉状矿体中金属矿物以黄铁矿+黄铜矿+方铅矿+闪锌矿+黝铜矿+辉碲铋矿为主，黄铁矿常呈立方体或半自形晶产出，黄铜矿呈他形粒状，细脉状，网脉状，黝铜矿，闪锌矿和方铅矿呈半自形到他形，方铅矿见典型的黑三角孔，辉碲铋矿呈自形到半自形。见黄铁矿常被黄铜矿和闪锌矿交代，黄铜矿又被方铅矿和黝铜矿交代，也常见黄铜矿、黝铜矿、闪锌矿、方铅矿连生并交代黄铁矿，黄铜矿、黝铜矿分布于黄铁矿中或充填黄铁矿粒间或裂隙中。本次对脉状矿石中的黄铁矿（图6a、b）、黄铜矿(图6b、d、e、g）、方铅矿(图6c～e）、闪锌矿(图6b～e）、砷黝铜矿(图6f～g）、辉碲铋矿(图6a）、锑黝铜矿(图6c、d、f、g）及绿泥石（图6h、i）进行了电子探针分析。

图5 阿舍勒铜锌矿床矿化特征a.致密块状黄铁矿矿石；b.稠密浸染状铜锌矿石；c.条带状铜锌矿石；d.含石英重晶石矿石；e.碧玉岩；f.黄铁矿黄铜矿石英脉Fig.5 Characteristics of mineralization in the Ashele Cu-Zn deposita.Dense massive pyrite ore;b.Dense disseminated copper-zinc ore;c.Banded copper-zinc ore;d.Quartz-bearing barite ore;e.Jaspilite;f.Pyrite-chalcopyrite-quartz vein

图6 阿舍勒矿床电子探针点位a.黄铁矿石英脉；b.黄铁矿黄铜矿闪锌矿脉；c.方铅矿闪锌矿矿石；d.方铅矿闪锌矿石英脉；e.黄铜矿方铅矿闪锌矿脉；f.方铅矿矿石；g.黄铜矿矿石；h.黄铁矿黄铜矿石英脉；i.黄铁矿重晶石矿石Fig.6 Point position of electron microprobe from Ashele deposita.Pyrite-quartz vein;b.Pyrite-chalcopyrite-sphalerite vein;c.Galena-sphalerite ore;d.Galena-sphalerite-quartz vein;e.Chalcopyrite-galenasphalerite vein;f.Galena ore;g.Chalcopyrite ore;h.Pyrite-chalcopyrite-quartz vein;i.Pyrite-barite ore

电子探针分析工作在中国地质科学院矿产资源研究所电子探针实验室完成，仪器型号为JXA-8230电子探针仪，仪器工作条件：-20 nA、电压15 kV，束斑直径5 μm。

3.2 分析结果

黄铁矿电子探针数据见表1。11 点黄铁矿主要成分w(Fe)介于45.781%～46.720%，平均为46.275%，接近理论值（w(Fe)=46.55%），w(S)介于52.724%～53.311%，平均为52.906%，低于理论值（w(S)=53.45%），化学式为Fe0.99～1.01S2。n（S）/n（Fe）比值介于1.98～2.02，接近理论比值2。δFe或者δS参数可以表示元素Fe或S偏移程度。阿舍勒矿床脉状矿体黄铁矿的Fe 和S 偏移程度为δFe=（Fe×100-46.55）/46.55×100=-1.652～0.365，δS=（S×100-53.45）/53.45×100=−1.358～～−0.260，与层状矿体黄铁矿的Fe 和S含量偏移程度（δFe=-1.01～−14.97，δS=−8.49～-1.59）相比（张永革等，1993），其偏移程度小。陈光远等（1989）认为黄铁矿中Fe/（S＋As）比值与其深度具有较好的相关性，浅、中、深部的Fe/（S＋As）值分别为0.926、0.863、0.846。阿舍勒黄铁矿中w(As）介于0.008%～0.205%，其Fe/（S ＋As）值 范 围 为0.862～0.882，平均为0.874，估算其深度处于中部和浅部之间，与黄铁矿样品采自补给通道相的地质事实吻合。w(Se)介于0～0.049%（4个点低于检测值），w(Co)介于0.030%～0.145%，w(Ni)很低，仅1 个点为0.027%，Co/Ni 为3.37。测得8 个点w(Au)和w(Ag)分别是0.002%～0.057%，0.004%～0.022%。在脉状黄铁矿中还检测出Cu，Zn 等微量元素。对1 颗黄铁矿进行线分 析，w(S) 介 于52.729%～53.0331%，w(Fe) 介 于45.781%～46.72%，略亏S，且中部S亏损较边部大，Se核心部位含量高，向边部递减。温度是控制S 和Se之间类质同象发生活动的主要因素（刘英俊等，1984），温度越高，S和Se类质同象越容易进行。w(Se)变化表明黄铁矿形成核心部位时温度较高，然后逐渐下降，形成过程中热量变化趋势可能无波动。

表1 阿舍勒铜锌矿床黄铁矿电子探针分析结果Table 1 Electron microprobe analyses of pyrite in the Ashele Cu-Zn deposit

黄铜矿w(S)介于34.408%～34.881%，平均为34.653%，w(Fe) 介 于29.498%～30.567%，平 均 为30.150%，w(Cu) 介 于33.535%～34.715%，平 均 为34.192%（表2），主要元素Cu、Fe、S 的含量接近理论值（w(Cu)=34.56%，w(Fe)=30.52%，w(S)=34.92%），Cu/Fe 值在0.97～1.00，（Cu＋Fe）/S 值在0.98～1.00，化学式为Cu0.99～1.00Fe0.98～1.01S2。测得4 个点w(Au)变化于0.014%～0.072%，w(Ag)有2个点低于检测值，其余介于0.005%～0.042%，w(Co)变化于0.028%～0.093%，w(As)和w(Ni)很低，各有1 个点检测出分别为0.006%和0.004%，Co/Ni 比值大于1，含有Ge、Pb、Te、Zn、Se等微量元素。

闪锌矿w(S)介于32.896%～33.415%，平均为33.178%，略高于S含量理论值（w(S)=32.90%），w(Zn)介于66.347%～67.822%，平均为67.142%，接近理论值（w(Zn)=67.10%），Zn/S 比值介于0.98～1，接近理论值，化学式为Zn0.97～1.00S。w(Fe)介于0.030%～0.203%（表3），仅检测出3 个点Au，其w(Au)介于0.026%～0.037%，w(Ag)低于检测值，检测出4 个点Te，其w(Te)介于0.003%～0.068%，检测出7个点Se，其w(Se)介于0.004%～0.047%，含有Ge、Co、Ni、Pb 等微量元素。Se、Te及S为同一主族元素，化学性质相近，S常被Se、Te类质同象代替。

表2 阿舍勒铜锌矿床黄铜矿电子探针分析结果Table 2 Electron microprobe analyses of chalcopyrite in the Ashele Cu-Zn deposit

表3 阿舍勒铜锌矿床闪锌矿电子探针分析结果Table 3 Electron microprobe analyses of sphalerite in the Ashele Cu-Zn deposit

方铅矿中w(S)介于12.888%～13.317%，平均为13.216%，w(Pb) 介 于86.028%～86.906%，平 均 为86.351%，其理论值为w(Pb) = 86.6%，w(S)=13.40%，元接近理论值，样品Pb/S 值介于1～1.04，化学式为Pb1.00～1.04S，含有Hg、Se、Ge、Te、Co、Ni、Zn 等微量元素（表4）。

Ⅰ号矿化带（表5）黝铜矿(ASL2012-8) w(As)介于14.574%～16.313%，平均为15.488%，w(S)介于27.193%～27.893%，平 均 为27.534%，w(Cu) 介 于42.352%～42.692%，平 均 为42.525%，w(Zn) 介 于7.620%～7.869%，平均为7.719%，w(Sb)介于4.130%～5.938%，平均为6.147%，Au 检测出2 个点为0.020～0.075%，w(Ag)介于0.106%～0.180%，平均为0.146%，w(Fe)介于0.571%～0.955%，平均为0.707%。w(As)大于w(Sb)，且w(Zn)较高，属于锌砷黝铜矿，化学式为

Ⅱ号矿化带（表5）黝铜矿(ZK0702-5)w(As)介于13.584%～14.697%，平 均 为13.896%，w(S) 介 于26.985%～27.546%，平 均 为27.259%，w(Cu) 介 于40.879%～41.621%，平 均 为41.337%，w(Zn) 介 于7.070%～8.006%，平均为7.675%，w(Sb)介于8.039%～9.117%，平均为8.750%，Au 仅检测出1 个点为0.002%，w(Ag)介于1.024%～1.337%，平均为1.191%，Fe 介于0.449%～1.179%，平均为0.593%。w(As)大于w(Sb)，且w(Zn)较高，w(Ag)大于1%，属于含银锌砷黝铜矿，化学式为

表4 阿舍勒铜锌矿床方铅矿电子探针分析结果Table 4 Electron microprobe analyses of Galena in the Ashele Cu-Zn deposit

表5 阿舍勒铜锌矿床黝铜矿电子探针分析结果Table 5 Electron microprobe analyses of Tetrahedrite in the Ashele Cu-Zn deposit

Ⅱ号矿化带（表5）黝铜矿(ZK0702-3，ZK0702-13) w(As)介于7.600%～9.104%，平均为8.276%，w(S)介于26.114%～26.819%，平均为26.340%，w(Cu)介于38.426%～39.888%，平 均 为38.960%，w(Zn) 介 于7.527%～8.348%，平 均 为 7.841%，w(Sb) 介 于15.706%～17.738%，平均为16.971%，Au 检测出3 个点为0.006%～0.021%，w(Ag)介于1.182%～2.378%，平均为2.030%，w(Fe)介于0.270%～0.440%，平均为0.355%，含有Pb，Bi，Co等微量元素。根据元素含量分类，属于含银锌锑黝铜矿，化学式为

黝铜矿中Ag 和Sb 有一定正相关性（图7a），Ag与Cu 呈负相关（图7b）。对1 颗砷黝铜矿进行线分析ZK0702-5-2-1～5（图8a～d），w(S)介于26.985%～27.546%，w(As) 介 于13.421%～14.697%，w(Cu) 介40.879%～41.621%，w(Sb)介于8.039%～9.117%。从边部-中心-边部w(S)和w(As)逐渐升高，w(Sb)变化趋势与w(As)相反，w(Cu)逐渐降低。对1 颗锑黝铜矿进行线分析（图8e～h），w(S)介于26.114%～26.359%，w(As) 变 化 于7.6%～8.441%，w(Cu) 为38.426%～39.312%，w(Sb)介于16.757%～17.738%。从中心到边部S、As、Sb、Cu 呈现出较为复杂的变化，w(S)逐渐升高，w(Cu)升高然后降低。黝铜矿中w(As)逐渐降低，w(Sb)逐渐增加，具有典型的正分带性，即w(Sb)/w(As＋Sb)值逐渐增加，暗示在矿物形成过程中，温度逐渐下降。

辉碲铋矿w(Bi)介于56.987%～58.752%，平均为57.917%，w(Te) 介 于33.973%～36.075%，平 均 为35.354%，w(S)介于4.029%～4.372%，平均为4.194%，与 理 论 值（w(Bi)=59.27%，w(Te)=36.18%，w(S)=4.55%）相比，Bi、Te、S含量偏低，可能是混入Se、Ag、Fe 等造成的，w(Se)介于1.099%～1.300%，平均为1.242%，w(Ag) 介 于0.013%～0.178%，Fe 介 于0～3.303%（表6），含有Zn，Cu，Ni 等微量元素，化学式为Bi2.02～2.20Te2.01～2.24S。

图7 黝铜矿Ag与Sb、Cu的含量关系Fig.7 Correlation of Ag-Sb and Ag-Cu in tetrahedrite

绿泥石中w(SiO2)介于24.300%～28.690%，平均为25.89%，w(Al2O3)介于22.759%～24.098%，平均为23.610%，w(MgO)介于13.929%～19.641%，平均为16.840%，w(FeO)介 于16.082%～24.617%，平 均 为2.570%，w(MnO) 介 于0.024%～0.252%，平 均 为0.140%，含有微量Na2O、K2O、TiO2、CaO 和Cr2O3等（表7）。绿泥石是层状结构硅酸盐矿物族，基本结构由2 个四面体层夹1 个八面体层组成，通式为[R2+，R3+]6Ⅵ[Si4-xR3+x]ⅣO10（OH）8，其 中R2+代 表Mg2+、Fe2+、Mn2+等，R3+代表Al3+、Fe3+、Cr3+等，绿泥石结构式和特征值以14 个氧原子为基础进行计算（表8），使用较为广泛Fe-Si 分类方案进行投图（Deer et al.,1962），显示绿泥石主要为蠕绿泥石（铁绿泥石），个别为密绿泥石（图9）。

4 讨 论

4.1 Au、Ag、Se赋存状态

本次研究发现Ⅰ号矿化带脉状矿体中黝铜矿的w(Ag)为0.106%～0.18%，黄铜矿中w(Ag)为0.008%～0.033%。Ⅱ号矿化带脉状矿体中黝铜矿w(Ag)为1.024%～2.378%，属于含银锌砷黝铜矿和含银锌锑黝铜矿，黄铁矿中w(Ag)为0.004%～0.022%，黄铜矿中w(Ag)为0.005%～0.042%，辉碲铋矿中w(Ag)为0.013%～0.178%，闪锌矿和方铅矿中w(Ag)低于检出限。因此，Ⅰ号矿化带脉状矿体伴生Ag主要赋存于黝铜矿中，少量在黄铜矿中，Ⅱ号矿化带脉状矿体中Ag 主要赋存于含银锌砷黝铜矿、含银锌锑黝铜矿，其次是黄铁矿、黄铜矿和辉碲铋矿中。周良仁等（1995）获得Ⅰ号矿化带层状矿体中黄铁矿中w(Ag)介于0.001%～0.017%，黄铜矿中w(Ag)介于0.001%～0.120%，闪锌矿w(Ag)介于0.006%～0.012%，王登红等（1998）获得Ⅰ号矿化带层状矿体中黝铜矿中w(Ag)介于0.02%～0.48%，Ⅱ号矿化带黝铜矿中w(Ag)介于0.45%～3.50%。因此，在层状矿体及补给通道相的脉状矿体中，黝铜矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿普遍含Ag元素。

本次获得脉状矿体黄铁矿中w(Au)介于0.002%～0.057%，黄铜矿中w(Au) 介于0.014%～0.072%，锑黝铜矿和砷黝铜矿中少量分析点中w(Au)介于0.002%～0.075%，闪锌矿中少量分析点中w(Au)介于0.026%～0.037%，辉碲铋矿和方铅矿中w(Au)均低于检出限。脉状矿体中伴生Au 主要赋存于黄铁矿、黄铜矿、黝铜矿和闪锌矿中。在层状矿体中黄铁矿w(Au)介于0.1×10-6～7.8×10-6，黄铜矿中w(Au)介于0～0.34%，闪锌矿中w(Au)介于0.10×10-6～0.36×10-6（张永革等，1993；王登红，1995；周良仁等，1995）。因此，层状矿体和脉状矿体主要含金矿物有黄铜矿、黄铁矿，其次是闪锌矿、锑黝铜矿和砷黝铜矿。

脉状矿体中辉碲铋矿中w(Se)介于1.099%～1.283%。黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿中w(Se)分别为0.002%～0.049%、0.001%～0.030%和0.004%～0.047%，部分低于检出限。方铅矿中多数w(Se)低于检出限，少量介于0.010%～0.025%。锑黝铜矿和砷黝铜矿中Se 均低于检出限。层状矿体中黄铁矿w(Se)介于0.001%～0.010%，黄铜矿中w(Se)介于0～0.29%，闪锌矿中w(Se)介于0～0.001%（周良仁等，1995）。因此，层状矿体及补给通道脉状矿体中，黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿普遍含Se。

图8 砷黝铜矿和锑黝铜矿中w(S)、w(As)、w(Sb)、w(Cu)变化（横坐标是图6的测点号）Fig.8 Variation of S,As,Sb,and Cu contents in tennantite and tetrahedrite(The horizontal coordinate is measuring point number in Fig.6)

综上所述，层状矿体和脉状矿体无论是含Au、Ag、Se 矿物的种类还是含量变化范围，并没有大的差别，表明它们的成矿物质相似，流体中都普遍含有Au、Ag、Se 等元素，因此，层状矿体和脉状矿体为同期同源热液活动的产物。

4.2 矿物成分的地质意义

阿舍勒铜锌矿是典型的火山成因块状硫化物矿床，具有“双层结构”。Ⅰ号矿化带上部由层状硫化物组成的铜锌矿体，自下往上，矿石类型分为黄铁矿矿石→黄铜矿黄铁矿矿石→铜锌黄铁矿矿石→多金属矿石→多金属重晶石矿，与地层整合产出。下部补给通道中为细脉状、网脉状铜（锌）矿体，局部富含金。Ⅱ号矿化带上部为喷流沉积形成的层状重晶石矿体，下部为补给通道中形成的铜铅锌银矿体。电子探针分析表明Ⅰ和Ⅱ号矿化带脉状矿体的黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等其主要元素的含量和理论值比较接近。层状矿体中黄铁矿在黄铁矿矿石中平均Fe∶S 为1∶2，含铜黄铁矿矿石中平均Fe∶S 为1∶1.98，在铜锌黄铁矿矿石中平均Fe∶S 为1∶2.02，在多金属矿石中Fe∶S 为1∶2，表明层状矿体中，自底部向上，黄铁矿中硫略有差别（周良仁等，1995），脉状矿体中的黄铁矿平均Fe∶S 为1∶2，与多金属矿石中黄铁矿的Fe∶S 相似。脉状矿体中的黄铜矿与层状矿体中的黄铜矿主元素含量比相似，Cu∶Fe与（Cu＋Fe）∶S值接近1∶1。

表6 阿舍勒铜锌矿床辉碲铋矿电子探针分析结果Table 6 Electron microprobe analyses of Tetradymite in the Ashele Cu-Zn deposit

表7 阿舍勒铜锌矿床绿泥石电子探针分析结果Table 7 Electron microprobe analyses of chlorites in the Ashele Cu-Zn deposit

黄铁矿的Co/Ni 比值以及含量具有一定的成因意义，如沉积成因的黄铁矿通常Co/Ni 比值小于1，与火山热液、岩浆热液相关的黄铁矿Co/Ni比值大于1。本次研究获得阿舍勒脉状矿体黄铁矿的w(Co)值大于0.03%，w(Ni)值较小，很多点低于检测限度，w(Co)和w(Ni)符合海相火山作用硫化物高Co（平均480×10-6）、低Ni（＜100×10-6）的特征（靳是琴等，1984），检测出Ni 含量的点位其Co/Ni 比值为3.37，周良仁等（1995）获得网脉状黄铁矿化硅化岩中黄铁矿Co/Ni 比值大于1。阿舍勒层状矿体中黄铁矿矿石Co/Ni 比值大于1，11 点含铜黄铁矿矿石、铜锌黄铁矿矿石和多金属矿石的黄铁矿Co/Ni 比值多数大于1，平均为1.09（周良仁等，1995），表明无论是层状矿体、脉状矿体还是蚀变岩中黄铁矿，均为火山热液成因。

图9 阿舍勒铜锌矿床绿泥石分类图解（据Deer et al.,1962）Fig.9 Classification of chlorites from the Ashele Cu-Zn deposit(after Deer et al.,1962)

阿舍勒矿床的黝铜矿以含锌为特点，上部层状矿体中黝铜矿和下部补给通道的黝铜矿都含有Zn元素，w(Zn)可达8%，另外还有少量Fe和Ag元素（周良仁等，1995；陈毓川等，1996；王登红等，1998）。Ⅰ号矿化带脉状矿体中黝铜矿富砷，Ⅱ号矿化带脉状矿体中的黝铜矿富锑。研究表明成矿温度越高，形成的黝铜矿族矿物中，砷黝铜矿的含量占比越高（徐国风，1978），阿舍勒矿床黝铜矿的分布特点暗示Ⅰ号矿化带脉状矿体形成时温度较Ⅱ号矿化带的温度高。

叶庆同等（1997）获得阿舍勒层状矿体中多金属重晶石矿石的闪锌矿形成温度在180～230℃，多金属矿石中的闪锌矿形成温度为180～240℃，铜锌黄铁矿矿石中的闪锌矿形成温度在220～280℃，含铜黄铁矿矿石和黄铁矿矿石中闪锌矿含量较少，根据其他矿物测温，形成温度分别为280～362℃和280～410℃。周良仁等（1995）获得阿舍勒层状矿体的多金属重晶石矿石中闪锌矿的FeS 分子百分含量平均为0.118%，多金属矿石中闪锌矿的FeS平均为1.002%，铜锌黄铁矿矿石中闪锌矿的FeS 平均为1.128%，黄铜矿黄铁矿石中闪锌矿的FeS平均为2.04%，黄铁矿矿石闪锌矿的FeS 平均为2.31%（图10）。w(FeS)变化与不同类型的矿石形成温度相关，温度升高，w(FeS)增大。本次通过电子探针分析脉状矿体中闪锌矿得出FeS 分子百分数平均为0.1%，这与多金属重晶石矿物中闪锌矿的FeS 相接近而明显低于其他矿石类型中FeS 含量，说明脉状矿体形成温度与多金属重晶石矿体的形成温度相似，属于中低温度，在200℃左右。

表8 绿泥石特征值（以14 个氧原子为基准）Table 8 Characteristic values of chlorites in the Ashele Cu-Zn deposit（based on 14 oxygen）

图10 阿舍勒矿床不同类型矿石中闪锌矿中w(FeS)变化1—脉状矿化矿石；2—多金属重晶石矿石；3—多金属矿石；4—铜锌黄铁矿矿石；5—黄铜矿黄铁矿石；6—黄铁矿矿石Fig.10 Variation of FeS content in sphalerite in the Ashele deposit1—Vein type ore;2—Barite-polymetallic ore;3—Polymetallic ore;4—Copper-zinc pyrite ore;5—Chalcopyrite-pyrite ore;6—Pyrite ore

研究表明闪锌矿中的铁含量与温度和硫逸度有关联（Barton et al., 1966; Warmada et al., 2003），并作温度-硫逸度lgf(S2)相关图（图11）。阿舍勒矿床脉状矿体中闪锌矿w(Fe)低，形成于中低温（卢焕章，1975）。利用Yang 等（2018）测定的补给通道脉状矿体形成温度进行投图，黑色阴影部分为硫逸度值范围（图11），得出硫逸度（lgf(S2)）范围在-15～-11 之间，叶庆同等（1997）根据热力学和闪锌矿中FeS 分子百分数估算层状矿体形成时的硫逸度，黄铁矿矿石的硫逸（lgf(S2)）范围为-16.46～-6.56，主要为-9.61，含铜黄铁矿矿石硫逸度（lgf(S2)）范围为-16.41～-6.27，主要为−8.67，铜锌黄铁矿硫逸度（lgf(S2)）为-15.9～-11.1，主要为-13.7，多金属矿石硫逸度（lgf(S2)）为−17.1～−14.2，主要为-15.0，多金属重晶石矿石硫逸度（lgf(S2)）为-19.9～-15.1，主要为−16.5，显示出不同产状矿体的形成时硫逸度有一定的连续性，矿体从底部到上部硫逸度总体趋势降低。

4.3 绿泥石成分限定成矿温度

绿泥石颗粒细小，结构复杂，利用电子探针分析绿泥石成分时容易产生误差。因此，需要剔除一些被混染的测点。Foster（1962）提出以（Na2O+K2O+CaO）<0.5%作为标准来判断测点数据是否符合要求，如果w（Na2O+K2O+CaO）＞0.5%，则表明绿泥石成分存在混染，需要剔除。尽管Fe2+不能通过电子探针分析直接获得，但可以利用晶体化学原理，间接计算Fe2+和Fe3+的含量，利用Droop（1987）提出的方法计算得出，阿舍勒的绿泥石不含Fe3+。

图11 阿舍勒铜锌矿床共生硫化物形成时温度与硫逸度的关系（据Warmada et al.,2003）Bo—斑铜矿；Py—黄铁矿；Cpy—黄铜矿；En—硫砷铜矿；Te—黝铜矿；Po—磁黄铁矿Fig.11 Conditions of deposition of the sulfide paragenesis in terms of t-lgf(S2)(after Warmada et al.,2003)Bo—Bornite;Py—Pyrite;Cpy—Chalcopyrite;En—Enargite;Te—Tetrahedrite;Po—Pyrrhotite

绿泥石结构位置的替代关系常用AlⅣ、AlⅥ以及（AlVI+Fe2+）−（Mg2+）等值解释。当绿泥石AlⅣ/AlⅥ值接近1 时，其四面体位置离子替代关系为完全的钙镁闪石型替代（Xie et al.,1997）。阿舍勒矿床绿泥石的AlⅣ值为1.13～1.41，AlⅥ值为1.45～1.68，AlⅥ/AlⅣ值变化于0.66～0.91，平均为0.87。因此，阿舍勒矿床绿泥石结构中四面体位置上不是单纯的钙镁闪石型置换。AlⅣ-AlⅥ图解（图12a）显示两者之间有一定的正相关性，AlⅥ=0.76AlⅣ+0.50（R2=0.51），说明在AlⅣ置换Si 的过程中，在八面体位置上存在AlVI置换Fe2+或Mg2+。

图12 绿泥石中主要阳离子间的相关关系图解Fig.12 Correlation of main cations in chlorites from the Ashele Cu-Zn deposit

在AlⅣ-Fe2+/（Mg2++Fe2+）图解中（图12b），AlⅣ-Fe2+/（Mg2++Fe2+）有较好的正相关关系：AlⅣ=1.55 Fe2+/（Mg2++Fe2+）-1.68（R2=0.73）。AlⅣ随着Fe2+/（Mg2++Fe2+）值的增加而增加，表明在Fe2+替换Mg2+的过程中，由于绿泥石结构的调整，促进了AlⅣ对Si置换。Mg2+-（Fe2++AlⅥ）关系图（图12c）可以解释绿泥石八面体位置的置换关系，拟合曲线关系为（Fe2++AlⅥ）=−0.99Mg2++5.87（R2=0.996），二者为负相关关系，表明该位置主要被Fe2+、Al3+、Mg2+元素占据，进行着Fe2+、Al3+对Mg2+的置换。拟合Fe2+−Mg2+，AlⅥ−Mg2+线性关系（图12d、e），分别得出曲线为Fe2+=−0.88Mg2++4.08（R2=0.99），AlⅥ=−0.11Mg2++1.81（R2=0.83），表明在八面体位置上Fe2+置换Mg2+的地位高于AlⅥ，处于主导地位。研究显示若绿泥石经历一次作用形成，那么Mg2+与主要阳离子则具较好的线性相关性（Xie et al.,1997），阿舍勒大多数的绿泥石中的Mg2+与Fe、AlⅥ、Si 及AlⅣ之间具有较好的相关性，暗示本区绿泥石可能为经历一期作用而形成。

绿泥石在中低温压条件下可以稳定存在，对于其形成温度，学者们建立了一系列的定量模型（Cathelineau et al., 1985; 1988; Kranidiotis et al.,1987; Jowett, 1991; Stefano, 1999）。Cathelineau 等（1985）发现绿泥石的形成温度与绿泥石AlⅣ之间有着良好的相关性，因此提出利用AlⅣ含量来计算绿泥石的形成温度，温度方程为t=212AlⅣ+18。然而忽略 了AlⅣ受 其Fe、Mg 值 的 影 响。Kranidiotis 等（1987）对其提出修正公式t=106[AlⅣ+0.35 Fe2+/( Mg2++Fe2+)]+18，强调使用条件为Al 饱和型绿泥石。Jowett（1991）将Fe、Mg 值对绿泥石温度计的影响引入方程t=319[AlⅣ+0.1Fe2+/(Mg2++Fe2+)]－69，前提条件是温度范围为150～325℃，Fe/（Fe+Mg）＜0.6的地热系统，本文应用该温度计得出阿舍勒矿床温度在299～393℃，与温度计的适用范围矛盾。Stefano（1999）认为绿泥石的形成温度计算可以用X 射线衍射数据来计算，提出绿泥石网面间距d001与温度之间的关系式：d001（0.1 nm）=14.339-0.001 t（℃）。在缺失X 射线衍射数据时，可以应用AlⅣ、Fe2+值去计 算d001（0.1nm）值（Rausell et al., 1991; Nieto,1997），计算公式为d001（0.1 nm）=14.339-0.1155AlⅣ-0.0201Fe2+。

阿舍勒矿区绿泥石的Fe2+/（Mg2++Fe2+）值与AlⅣ值呈较好的正相关关系（图12b），因此，必须考虑Fe、Mg 对绿泥石温度计的影响。通过显微镜观察，绿泥石主要与石英或黄铜矿、黄铁矿等硫化物共生，未见与富Al 的矿物共生，电子探针数据显示绿泥石w(Al2O3)介于22.759%～24.098%，显示绿泥石并非Al 饱和型绿泥石。因此，采用Stefano（1999）提出的温度公式和Rausell 等（1991）及Nieto（1997）提出的d001值公式联合计算绿泥石形成温度和d001值。计算出阿舍勒绿泥石的形成温度为157～206℃，平均190℃，d001为14.13～14.16，平均14.15。计算出绿泥石的形成温度与I 号矿化带脉状矿体中石英的包裹体均一温度较为一致，后者变化于121～335℃，峰值在170℃（Yang et al.,2018），也与闪锌矿估算的温度范围温一致，说明脉状矿体的形成温度属于中低温环境。

阿舍勒矿床绿泥石主要是蠕绿泥石，说明热液流体中富含Fe。刘英俊等（1987）认为Fe 运移与流体介质具有酸性和还原性特征有关。基性岩中绿泥石的Mg/Fe+Mg 值较高，而产于含铁建造中绿泥石的Mg/Fe+Mg 值则较低（Laird, 1988）。绿泥石Mg/（Fe+Mg）值为0.5～0.67，平均为0.6，相对偏高，表明绿泥石的形成环境与基性岩关系比较密切。绿泥石形成的可能机制是溶蚀-迁移-结晶，热液流经围岩时，对凝灰岩中的矿物（如黑云母等）进行溶蚀，并萃取矿物中的Fe 等元素，经过搬运后在矿物裂隙沉淀形成绿泥石。因此，在显微镜下常见绿泥石呈浸染状与黄铜矿、黄铁矿和毒砂等矿物共（伴）生。

4.4 成矿作用

晚古生代阿尔泰处于活动大陆边缘，古亚洲洋板块向北俯冲到西伯利亚板块之下，由此形成一系列岛弧火山岩、大陆边缘伸展断陷盆地及多金属矿床（Wang et al., 2006;Windley et al., 2007; Sun et al.,2009; Cai et al., 2011）。早-中泥盆世阿舍勒盆地内形成了阿舍勒组火山岩系，阿舍勒组火山最早喷发在402 Ma，随后在火山喷发间隙形成了阿舍勒铜锌矿床的Ⅱ号矿化带（394 Ma）及Ⅰ号矿化带（388 Ma）（Yang et al.,2014）。前人通过分析阿舍勒铜锌矿床同位素组成得知成矿流体主要为深循环海水与岩浆水混合，金属元素主要来自于围岩及火山喷气，硫主要来自火山喷气，少量来自海水（陈毓川等，1996；张志欣等，2014；Yang et al., 2018）。海水沿断层和裂缝渗透，从围岩淋滤出金属元素，深部循坏的海水混合岩浆流体，受次火山热液系统驱动沿着补给通道向上迁移，喷发到海底，在低洼处或斜坡位置形成层状矿体。层状矿体自深部向浅部，成矿温度逐渐降低（410～110℃），成矿压力逐渐降低（35～10 MPa），硫逸度范围（lgf(S2)）在−19.9～−6.56，流体盐度w(Naclq)范围在2%～8% (陈毓川等，1996；叶庆同等，1997；Yang et al.,2018)。随着温度的下降，在中低温的条件下，补给通道内铜、锌、金络合物的分解和大量硫化物的析出，形成了脉状矿化的铜（锌）矿体。

致 谢野外工作期间得到新疆阿舍勒铜业股份有限公司领导和技术人员的大力支持和帮助；电子探针分析得到了中国地质科学院矿产资源研究所电子探针室的帮助，在此一并致以衷心的感谢。

5 结 论

（1）黄铁矿w(Co)/w(Ni)值显示其形成与火山热液相关；w(Fe)/ w(S＋As）比值为0.874，显示其形成中浅部位。闪锌矿形成时硫逸度lgf(S2)在−15～−11之间。黝铜矿元素含量在As 和Sb 2 个组分端员之间变化，w(Zn)平均在7.68%，并含有Ag。脉状矿体的主量和微量元素组成与层状矿体具有相似性，为同期热液作用的产物。

（2）脉状矿体中Ag 主要赋存于含银锌砷黝铜矿和含银锌锑黝铜，少量在黄铁矿、黄铜矿、辉碲铋矿中。

（3）Au主要赋存于黄铁矿、黄铜矿、黝铜矿和闪锌矿中；Se 主要赋存于辉碲铋矿中，少量在黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿中。

（4）绿泥石主要为蠕绿泥石，形成的机制可能是溶蚀—迁移—结晶，温度为157～206℃，平均为190℃，形成于中低温环境。