西天山库茹尔铜金矿床地质特征及成矿流体特征分析.docx

西天山库茹尔铜金矿床地质特征及成矿流体特征分析

边自强　张新贵
【摘 要】库茹尔铜金矿床位于新疆西天山伊犁地块的晚古生代伊什基里克裂谷带，矿床规模为小型。本文通过对新疆西天山库茹尔铜金矿区地质特征分析，对流体包裹体开展系统研究，旨在查明成矿流体性质、来源及其演化规律;通过与斑岩成矿系统中不同端元矿床的对比分析，限定矿床的成因类型，推动区域成矿规律和矿床控矿要素研究，对寻找深部斑岩体提供参考。
【关键词】西天山;库茹尔铜金矿床;成矿流体特征;矿床成因
前人对该矿床的研究主要集中于矿床地质、火山岩地球化学特征及成矿物质来源。S（与陨石硫相似）来自于下石炭统大哈拉军山组（C1d）火山岩，Au以包体金形式赋存于硫化物中，Cu-Au矿化与晚古生代岩浆活动密切相关。目前，在成矿流体特征及其来源方面的研究较少，且在矿床成因类型的划分上存在较大争议：一种观点认为该矿床属于浅成低温热液矿床;另一种观点则认为是斑岩-高硫型浅成低温热液过渡矿床。
1矿区地质特征
库茹尔铜金矿床位于伊什基里克山东北部，大地构造位于伊犁地块中部。矿区出露地层单一，主要为下石炭统大哈拉军山组火山岩，岩性包括安山质岩屑凝灰岩、角砾凝灰岩、熔结凝灰岩、安山岩和流纹斑岩等。其中，安山岩呈面状分布于矿区中部，流纹斑岩仅分布于矿区最南端，凝灰岩在区内广泛分布。矿体产于大哈拉军山组安山质岩屑凝灰岩、安山岩中。
矿区构造单一，主要发育NW—SE向与NE—SW向两组断裂。其中，NW—SE向断裂为矿区最主要控矿断裂，以控制Ⅰ号铜金矿体的断裂规模最大，在Ⅰ号铜金矿体处断裂呈近SN向分布，断裂被石英脉和石英网脉充填，倾向SW，倾角为20°～70°，地表出露宽度为5～20M，顺NWW向波状延伸约1km，与伊什基里克山北坡山前大断裂近于平行，属于张扭性断裂。NE—SW向断裂的形成时间晚于NW—SE向主控断裂，为成矿后的张扭性破矿断裂，倾向NW，倾角为45°～85°，地表出露宽度为1～6M，长大于800m。
区内未见明显的侵入体出露，仅见受NW—SE向断裂控制的酸性和基性岩脉，岩性包括石英钠长斑岩、闪长玢岩和辉绿岩。石英钠长斑岩主要呈NW—SE向岩脉、岩枝状分布于矿区中部，矿化较弱，偶见少量孔雀石、黄铁矿和黄铜矿呈星点状分布其中;闪长玢岩主要呈岩枝、岩脉状分布于矿区西北部，见有绿泥石化和碳酸盐化。辉绿岩主要呈脉状分布于矿区西北部，多发育绢云母化。
2成矿流体特征及其演化
用于流体包裹体研究的样品采自于钻孔岩芯及地表，选择不同成矿阶段的12件样品进行岩相学观察及显微测温实验。寄主矿物石英及方解石中的流体包裹体丰富，以原生包裹体为主，次生包裹体相对较少，包裹体多呈孤立随机分布于矿物颗粒内部，未见一定的排列顺序或切穿矿物颗粒的边界和裂缝发育。通过实验数据分析可知：
石英-黄铜矿黄铁矿-自然金阶段以气液水两相包裹体为主，含少量CO2-H2O三相包裹体与含石盐子晶多相包裹体，均一温度分别为184℃～359℃、250℃～319℃、229℃～263℃，盐度分别为4.1%～8.5%Nacleq，1.0%～6.0%Nacleq、32.7%～33.9%Nacleq。3类包裹体的密度分别为0.78～0.98、0.59～0.69和1.08～1.09g·cm-3，总体属中—低密度。综上所述，石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金阶段成矿流体属于中—高温、中—低和高盐度、中—低密度的Nacl-H2O-CO2体系。
石英-黄铜矿阶段石英中气液水包裹体均一温度为144℃～212℃，集中在130℃～190℃。相对于石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金阶段，该阶段均一温度明显降低。气液水两相包裹体盐度为0.2%～6.7%Nacleq，较石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金阶段盐度明显下降。流体包裹体密度为0.87～0.96g·cm-3，属中—高密度。因此，该阶段成矿流体为中—低温、中—低盐度、中—低密度的Nacl-H2O体系。
石英-绿泥石/绿帘石-方解石阶段方解石中气液水两相包裹体的均一温度为114℃～163℃，温度变化范围较窄。气液水两相包裹体的盐度为0.1%～3.1%Nacleq，密度为0.93～0.97g·cm-3，为中—高密度。与石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金阶段和石英-黄铜矿阶段相比，该阶段均一温度和盐度进一步降低，成矿流体演化为中—低温、低盐度、中—高密度的不饱和Nacl-H2O体系。
流体包裹体的均一温度和盐度从石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金阶段向石英-绿泥石/绿帘石-方解石阶段呈现出明显降低的趋势，密度呈逐渐增大趋势。3个阶段流体包裹体的均一温度和盐度均有一定的重合区间，反映成矿流体的连续演化过程。
3成矿流体来源
根据主成矿阶段（石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金阶段）流体包裹体特征（含石盐子晶多相包裹体与富气相水两相包裹体共存、CO2-H2O三相包裹体与富气相水两相包裹体共存），推测初始成矿流体为中—高温、中—低和高盐度岩浆热液。中—晚阶段流体包裹体以富液相水两相包裹体为主温度及盐度较早阶段流体包裹体呈现出明显降低的趋势，表明可能有大气降水的加入。
通过库茹尔铜金矿床氢氧同位素的研究结果表明，成矿流体演化至中—晚阶段有大气降水的加入。从已发表的西天山吐拉苏盆地内浅成低温热液矿床的氢氧同位素资料来看，低硫型阿希金矿床和高硫型京希—伊尔曼德金矿床的成矿流体分别以大气降水和岩浆水为主。同位素特征表明，吐拉苏盆地浅成低温热液矿床中均有大气降水的参与，但与斑岩成矿系统联系密切的矿床更显示出岩浆水的特征。
4矿床成因分析
斑岩型矿床与浅成低温热液矿床在时空分布上关系密切，常共/伴生產出。根据其成矿温压条件、围岩蚀变、矿体特征和含矿建造，建立了斑岩-浅成低温热液成矿系统，包括深部斑岩体及其周围矿化的斑岩型Cu±Au±Mo矿床、斑岩体上部/侧上部火山岩中发育的浅成低温热液Cu-Au±Ag矿床。此外，当斑岩体与碳酸盐岩围岩接触时，在靠近斑岩体一侧还发育矽卡岩型Cu-Au矿床，往外依次发育矽卡岩型Au/Pb-Zn矿床和交代碳酸盐型Zn-Pb-Ag±Au矿床。
由于热液作用是一个连续的演化过程，势必会形成连续矿化。除形成斑岩型和浅成低温热液型的端元矿化以外，还会在深部斑岩体及周围矿化的斑岩型矿床外侧发育次浅成低温热液ZN-Cu-Pb-Ag±Au矿脉或过渡矿脉，属斑岩型矿床热液演化晚期或浅成低温热液矿床热液演化早期的产物。
流体包裹体特征显示主成矿阶段（石英-黄铜矿-黄铁矿-自然金阶段）热液石英中发育气液水两相包裹体、含石盐子晶多相包裹体和CO2-H2O三相包裹体，均一温度为184℃～359℃，气液水两相包裹体及含石盐子晶多相包裹体盐度分别为4.1%～8.5%Nacleq和32.7%～33.9%Nacleq，流体特征表明初始成矿流体具岩浆热液特征。
结语
综合矿床地质特征及成矿流体特征研究，认为库茹尔铜金矿床成因类型为次浅成低温热液矿床。
参考文献：
[1]王敏，吴艳爽，汪立今，等.新疆加曼特金矿与阿希金矿的成矿条件及矿物学特征对比研究[J].中国矿业，2015，
[2]顾雪祥，章永梅，彭义伟，等.西天山博罗科努成矿带与侵入岩有关的铁铜钼多金属成矿系统：成岩成矿地球化学与构造-岩浆演化[J].地学前缘，2014，21（5）：
[3]刘文臣.新疆巩留县库茹尔金铜矿地质特征及成矿分析[J].新疆有色金属，2012（2）：1-4.
[4]郭建平.新疆巩留县库茹尔铜金矿地质特征浅析[J].新疆有色金属，2016（1）：31-33.
（作者单位：陕西地矿第一地质队有限公司）

-全文完-