阿爾泰阿舍勒銅鋅礦床模型及找礦靶區(qū)預(yù)測

吳曉貴 秦紀華 陳鵬 何斌 陳澤粟 游富華

摘? 要：阿舍勒大型銅鋅礦是我國典型的海相火山巖塊狀硫化物（VMS）型礦床，賦存于阿舍勒盆地早—中泥盆世阿舍勒組海相火山-沉積巖系中。結(jié)合阿舍勒銅鋅礦最新勘探成果，通過對阿舍勒銅鋅礦床礦物組合分帶、礦石構(gòu)造分帶及成礦溫度分帶的研究，在Ⅰ號礦體9～21線0 m標高以下劃分出一走向近NS向的火山噴流通道并總結(jié)了成礦模型。最終劃分出Ⅰ號礦體9～21線-200 m以下及Ⅴ號礦化蝕變帶深部兩處找礦靶區(qū)。

關(guān)鍵詞：阿爾泰;礦化分帶;補給通道;成礦模型;找礦靶區(qū);阿舍勒銅鋅礦

阿舍勒銅鋅礦位于新疆維吾爾自治區(qū)哈巴河縣城北偏西約31 km處，該礦床是一個與早—中泥盆世雙峰式火山巖有關(guān)的典型塊狀硫化物（VMS）礦床。阿舍勒銅鋅礦位于阿爾泰南緣阿舍勒-沖乎爾泥盆紀火山-沉積盆地內(nèi)[1]，為晚古生代板塊俯沖、熱液活動產(chǎn)物[2]。該礦床自發(fā)現(xiàn)以來，眾多專家學(xué)者對其成礦地質(zhì)背景、控礦要素、礦床成因、成礦規(guī)律等進行了研究，認為該礦床具雙層結(jié)構(gòu)、很好的礦化分帶和蝕變分帶[3-7]。近年來，阿舍勒銅鋅礦深部找礦取得較好成果[8]，在前人研究基礎(chǔ)上[9-11]，本文據(jù)最新勘查成果，通過礦物組合分帶、構(gòu)造分帶、成礦溫度分帶等推測火山噴氣通道位置，重新建立成礦模型，為該礦床深邊部找礦勘查提供依據(jù)。

1 礦床地質(zhì)特征概況

阿舍勒礦集區(qū)出露地層以泥盆系為主，主要有下泥盆統(tǒng)托克薩雷組、中泥盆統(tǒng)阿舍勒組、上泥盆統(tǒng)齊也組、下石炭統(tǒng)紅山嘴組（圖1）。阿舍勒銅鋅礦區(qū)主要出露阿舍勒組和齊也組（圖2），其中阿舍勒組為主要賦礦層位。阿舍勒組分為兩個巖性段，礦化主要產(chǎn)于第二巖性段，下部為凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)礫巖、含角礫凝灰?guī)r，頂部夾玄武巖、灰?guī)r、重晶石巖;中部凝灰?guī)r、角礫凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r，頂部夾硅質(zhì)巖、重晶石巖、灰?guī)r;上部玄武巖夾少量沉凝灰?guī)r。礦區(qū)次火山巖發(fā)育，主要有（石英）閃長巖、（石英）閃長玢巖、潛玄武安山巖、英安斑巖、流紋斑巖，少量輝長巖脈。斷裂主要呈近NS走向，其次是NW向、NE向、EW向。礦區(qū)受瑪爾卡庫里大斷裂影響韌性剪切帶發(fā)育，巖石片理化強烈，發(fā)育糜棱巖、碎裂巖、石香腸、腸狀構(gòu)造、拉伸線理等。礦區(qū)圈定礦化蝕變帶十余條， 阿舍勒銅鋅礦床的主礦體（Ⅰ號礦體）產(chǎn)于Ⅰ號礦化蝕變帶中。Ⅰ號礦化蝕變帶由七個礦體組成，Ⅰ號主礦體為隱伏礦體，占已探明銅金屬量的 98%[12]。Ⅰ號主礦體受構(gòu)造控制明顯，走向近NS向，往北呈NW走向（圖3），Ⅰ號礦體規(guī)模巨大，水平投影長740～850 m，側(cè)伏向投影長1 180～1 300 m，厚13.55～18.09 m，沿傾向延深500～700 m，最大達900 m;厚大礦體集中于2～9線300～600 m標高及北面15～19線200～500 m標高，最深延伸至-560 m標高。

2? 礦床分帶及火山噴? ? ?氣通道位置

通過阿舍勒銅鋅礦礦化分帶研究，初步確定脈狀、網(wǎng)脈狀礦化所在位置位補給通道或火山噴氣通道位置。

2.1? 礦物分帶

研究表明，VMS型礦床塊狀礦體頂部或附近常出現(xiàn)特征性噴流沉積巖（重晶石、鐵碧玉等），礦物學(xué)具典型分帶現(xiàn)象，從外到內(nèi)依次為閃鋅礦-方鉛礦-黃鐵礦-重晶石帶→黃鐵礦-閃鋅礦-方鉛礦帶→黃銅礦-黃鐵礦-磁鐵礦-磁黃鐵礦帶（圖4-A）[13]。阿舍勒銅鋅礦地表16線、7線附近可見重晶石，20線可見鐵、碧玉等，深部鉆孔中可見微量磁鐵礦。13線剖面圖顯示，0 m中段以上由西往東（圖4-B），礦物分帶為黃鐵礦+黃銅礦+閃鋅礦±少量方鉛礦→黃鐵礦+黃銅礦±少量閃鋅礦→黃鐵礦+黃銅礦→黃鐵礦±微量磁鐵礦，說明可能原來的噴流形成層狀或似層狀礦體，成礦后由于后期地質(zhì)作用，礦體與地層發(fā)生傾斜，這與阿舍勒銅礦體傾角普遍為80°左右相符。如將礦體恢復(fù)到近似水平狀（圖4-C），其分帶與典型的VMS礦床分帶基本一致。13線礦體上部及7線地表見重晶石，可能是噴流沉積時略靠邊緣的礦體，13線下部（0～-200 m標高）靠近噴流中心，以黃鐵礦+黃銅礦為主，上部距離噴流中心較遠出現(xiàn)少量閃鋅礦。

2.2? 礦石構(gòu)造分帶

上述礦體中4個礦物組合分帶結(jié)構(gòu)構(gòu)造明顯不同。自下而上為黃鐵礦±微量磁鐵礦組合的礦石以細脈-網(wǎng)脈狀稀疏浸染狀構(gòu)造為主，黃鐵礦+少量黃銅礦組合的礦石以條帶浸染狀構(gòu)造為主，黃鐵礦+黃銅礦±少量閃鋅礦組合的礦石以稠密浸染狀構(gòu)造為主，黃鐵礦+黃銅礦+閃鋅礦±少量方鉛礦組合的礦石以塊狀、層狀及層紋狀構(gòu)造為主。據(jù)編錄成果，結(jié)合前人研究成果，建立阿舍勒礦床理想構(gòu)造分帶（圖5）。

楊富全等認為[8]，阿舍勒銅礦中具明顯后生成因的細脈狀、網(wǎng)脈狀或團塊狀的硅化或脈狀多金屬礦化，是火山噴氣通道中熱液充填交代成礦作用的產(chǎn)物，筆者在前述09～21線劃分的火山噴氣通道處觀測到此類型的礦化蝕變現(xiàn)象（圖6）。

2.3? 成礦溫度分帶

程忠富對不同位置共生礦物的硫同位素組成計算溫度進行統(tǒng)計[9]，并對包裹體溫度進行統(tǒng)計，認為硫鐵礦石在320℃以上溫度條件下形成，銅硫礦石形成溫度約為280℃～300℃，銅鋅硫礦石形成于250℃～270℃，多金屬礦石約180℃～220℃，重晶石-多金屬礦石約在180℃以下形成，各類礦石形成溫度具明顯分帶性。程忠富在進行溫度統(tǒng)計時[9]，深部還未發(fā)現(xiàn)厚大礦體，僅對13線以南，0 m標高以上的樣品進行了統(tǒng)計。本次工作以13線為例（圖4-B），上部礦體由西往東形成溫度逐漸升高，說明東部硫鐵礦石最初在盆地底部，形成時間相對較早，溫度梯度及礦石類型分帶（由西向東依次為銅鋅礦石-銅硫礦石-硫鐵礦石）現(xiàn)象說明可能是原來的噴流形成層狀或似層狀礦體，成礦后由于后期地質(zhì)作用，礦體與地層發(fā)生傾斜， 這與礦體傾角在80°左右事實相符。

2.4? 初探火山噴氣通道位置

阿舍勒勘探報告在阿舍勒一帶劃分出3處火山機構(gòu)，其中Ⅰ號礦化帶西古火山機構(gòu)（3號）位于Ⅰ號礦化帶西側(cè)流紋斑巖體核部（圖2），是阿舍勒旋回已知的唯一古火山機構(gòu)。近火山口的西北部為含集塊角礫凝灰?guī)r，其余地段被齊也組覆蓋。東南部遠火山口相為含角礫晶屑凝灰?guī)r，再遠處為晶屑凝灰?guī)r，遠離火山口遠離噴發(fā)中心，火山碎屑粒度由粗變細。

以往工作對古火山機構(gòu)進行了初步劃分，但對阿舍勒旋回的火山噴流通道沒有提及，筆者通過阿舍勒銅鋅礦床的分帶研究，據(jù)孫希家等對火山噴流通道巖相的研究[14]，在Ⅰ號礦體9～21線0 m標高以下劃分出一走向近NS的火山噴流通道（圖7），該NS走向的火山噴流通道與阿舍勒旋回火山機構(gòu)具有的裂隙式噴發(fā)特點相符[7]。

3? 成礦模型探討

前人對阿舍勒銅鋅礦成礦模型進行了研究[1，11，12]，筆者據(jù)推測的火山噴氣通道，及野外地質(zhì)觀測，結(jié)合以往國內(nèi)外典型VMS成礦模型的研究[15]，對阿舍勒銅鋅礦成礦模型進行進一步探討。通過地表11線剖面測制，結(jié)合以往礦床構(gòu)造學(xué)研究認為[16-18]，阿舍勒盆地構(gòu)造復(fù)雜，礦區(qū)具明顯復(fù)式向斜特征，并建立了阿舍勒銅鋅礦典型剖面（圖8-A）。

近年來研究顯示，阿舍勒銅鋅礦形成時間在387～388 Ma[8]，該時段穿過火山巖向上排泄的熱流體注入凹陷盆地，形成鹵水池，下部沉積塊狀硫化物，上部形成含硫化物暗色重晶石層或硅質(zhì)巖+重晶石+碧玉巖堆積，形成丘狀結(jié)殼，熱水通道內(nèi)的流體淀積硫化物形成脈狀礦石（圖8-B）。Ⅰ號礦化蝕變帶在噴流-沉積成礦作用完成后，后期的次火山巖侵位（379.4 Ma左右），對礦體產(chǎn)生一定破壞作用。隨后在中—晚泥盆世（齊也旋回火山噴發(fā)之前）發(fā)生規(guī)模較大的構(gòu)造運動，導(dǎo)致阿舍勒組火山巖強烈變形，形成目前的向斜構(gòu)造（圖8-C）。向斜東部地表對應(yīng)為Ⅰ號礦化蝕變帶（地表有鐵碧玉和重晶石出露），向斜西部對應(yīng)Ⅴ號礦化蝕變帶（地表有鐵碧玉）。這次構(gòu)造運動使原本近似水平的礦體變成陡傾，將豎直方向的火山噴流通道轉(zhuǎn)為近似水平，該特征與Ⅰ號礦體深部地質(zhì)現(xiàn)象相符。

4? 找礦靶區(qū)

阿舍勒銅鋅礦自噴流-沉積期成礦（387～388 Ma）以來，經(jīng)中—晚泥盆世構(gòu)造破壞，形成如今的向斜構(gòu)造模式。據(jù)前述推測火山噴流通道位置及建立成礦模型，認為目前阿舍勒銅鋅礦存在以下找礦方向：

Ⅰ號礦體下部? 以13線剖面為例（圖9），在火山噴流通道右側(cè)（剖面圖上部）發(fā)現(xiàn)有大規(guī)模銅（鋅）體，通道部位礦體較邊部更厚大且沒有工程控制，推測通道左側(cè)（剖面圖下部）也存在對應(yīng)礦體。因此認為，9線～21線-200 m標高以下有進一步找礦空間（圖8-A中1號靶區(qū)）。

Ⅴ號礦化蝕變帶深部? 向斜東部發(fā)現(xiàn)有Ⅰ號礦體，向斜對應(yīng)的西部空間有一定找礦空間（圖8-C），因此，在Ⅴ號礦化帶下部劃分出2號找礦靶區(qū)。據(jù)馮京等總結(jié)的找礦模型[1]，高重力異常+物探低阻及強Cu，Zn，Ag異常是定位礦體的有效信息。田建磊等認為CSAMT低阻異常對礦體有較好的指示[19]。Ⅴ號礦化蝕變帶對應(yīng)有明顯的剩余重力異常（圖7-A）。以往在Ⅴ號礦化帶施工的ZK0102孔中14～30 m處見到Cu平均品位0.57%的銅礦體，如此小的礦體不能引起此等大規(guī)模的重力異常，結(jié)合北部13線剖面Ⅴ號礦化帶深部有較好的CSAMT低阻異常，推測深部可能存在厚大礦體。

2015年1∶1萬原生暈測量在Ⅴ號礦化帶圈出一綜合異常，元素組合有Cu，Pb，Zn，Au，Ag，As，Sb，Bi，Cd，Mo等，Cu元素異常峰值為565.7×10-6， Ag元素異常峰值為2.75×10-6，Zn元素異常峰值為390.7×10-6，Mo元素異常峰值為7.65×10-6。該組合異常與Ⅰ號礦化帶的Cu，Zn，Pb，Ag，As，Sb，Bi，Au，Mo元素組合基本一致[3]，結(jié)合前述成礦模型及Ⅴ號礦化帶對應(yīng)有高剩余重力異常和CSAMT低阻異常，說明Ⅴ號礦化蝕變帶深部具一定找礦前景（圖8-A中2號靶區(qū)）。

致謝：野外工作期間得到新疆阿舍勒銅業(yè)股份有限公司肖輝、孟軍輝、黃遷龍、劉濤等技術(shù)人員的大力支持和幫助。室內(nèi)資料整理得到新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局總工程師馮京，中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所楊富全研究員、孟貴祥研究員及中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所徐興旺研究員指導(dǎo)，在此一并表示衷心感謝。

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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，F(xiàn)ujian，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