新疆斑岩型铜矿

新疆斑岩型铜矿成因地质特征分析

摘要:斑岩铜矿是世界上重要铜矿工业类型之一.斑岩铜矿主要形成于聚合板

块的活动大陆一侧,一般为典型的边缘构造岩浆活动带的陆缘弧和岛弧环境,裂谷环境也有斑岩铜矿产出.在对斑岩铜矿一般特征介绍基础上,分析了新疆斑岩铜矿产出地质构造背景条件,初步总结了斑岩铜矿床(点)的时空分布规律.认为新疆目前发现的斑岩型铜矿床(点),大多属海西期构造-岩浆活动产物.晚泥盆世—石炭纪卡拉先格尔-琼河坝岛弧带和达拉布特、博罗霍洛、伊什基里克-阿吾拉勒铜矿带,是寻找海西期斑岩铜矿的首选地区,工作程度相对较低的那拉提和大同铜矿带,是寻找加里东期大型斑岩铜矿的有利地区.位于华南板块北部边缘岩浆弧带上的双羊达坂南和云雾岭铜矿带,是寻找燕山期大型斑岩铜矿值得重视的地区.

关键词:新疆;斑岩铜矿;成矿规律;找矿方向

斑岩铜矿是世界上重要铜矿工业类型之一，常以规模巨大、全岩均匀矿化、埋藏浅、品位较低、矿石成分简单、适于露采、选矿回收率高、伴有Mo,Au,Ag 等可供综合利用有益元素为特点。斑岩铜矿历来为众多学者和矿业界关注、研究的一个重要矿床类型.世界已知铜矿储量超过200×108 t 的99 个超大型以上规模铜矿中，有63 个为斑岩型铜矿，储量占总储量的63.1%。目前，我国已发现4 个超大型铜矿床，均为斑岩型铜矿床(德兴、玉龙、驱龙、土屋-延东)，占全国铜矿总储量的53.6%。新疆地处中亚-蒙古斑岩铜矿成矿域腹地，西段有发育于哈萨克斯坦境内的科翁腊德(铜储量790×108 t)、阿克斗卡(铜储量588×108 t)等超大型斑岩铜矿，东段有蒙古国近年发现的奥尤陶勒盖(铜资源量3 428×108 t,金1 092 t)巨型斑岩铜矿，新疆成矿地质构造环境与之类似，具有形成大型-超大型斑岩型铜矿的有利条件。近年，随着国家和自治区对地质勘查工作的投入增加，新疆斑岩铜矿找矿取得了重要进展。先后发现了土屋-延东、哈腊苏、包古图、莱历斯高尔、和尔赛、库勒萨依等一批具有大型以上远景规模的斑岩铜钼矿床，但很少有学者从全疆范围内进行总结，大多侧重于点上和局部区域的研究，只有个别学者提出了对新疆斑岩铜矿成矿条件和远景的认识。因此，有必要对全疆斑岩铜矿进行总结,研究其成矿特点，分析区域成矿规律，指出进一步工作方向，为新疆斑岩铜矿找矿实现新突破提供借鉴和参考。

1、斑岩型铜矿的基本特征

1.1 斑岩铜矿时空分布

从世界已知斑岩铜矿分布情况看，大致分为环太平洋、特提斯-喜马拉雅、古亚洲3 个全球性成矿域。世界上三大斑岩成矿域均通过我国，其中古亚洲成矿域横贯新疆大部地区.新疆目前已发现的主要斑岩型铜矿床(点)有:土屋-延东铜矿、哈腊苏铜矿、包古图铜矿、北达巴特铜矿、莱历斯高尔铜钼矿、和尔赛铜矿、白山钼矿、库勒萨依钼矿等，成矿时代均为晚古生代海西期。

1.2 大地构造环境

斑岩铜矿产于板块汇聚边界，造山带控制了斑岩铜矿的分布。按大地构造环境分

为活动大陆边缘、岛弧、大陆弧、陆-陆碰撞带、板内构造-岩浆活动化带等。斑岩铜矿主要形成于聚合板块活动期的活动大陆边缘构造岩浆活动带中(安第斯斑岩铜矿带)，其次形成于岛弧环境。我国东南省区一些中生代斑岩铜矿床，产于远离俯冲带的大陆板内古生代构造层中，属板内构造-岩浆活化带。大多数斑岩铜矿分布在与俯冲作用有关的钙碱性线状火山深成弧上，产于活动板块俯冲带中的深大断裂带附近。受区域性深大断裂控制，与广泛发育的钙碱性系列中酸性-深成岩浆作用有关。汇聚板块边缘的造山作用对斑岩铜矿的形成十分有利，但并非所有斑岩铜矿都产于造山过程，有些斑岩铜矿可能与大陆裂谷作用有关，如中条山铜矿峪。

1.3 斑岩铜矿床主要特征

大多数斑岩铜矿产于火山岛弧岩浆岩中，多数岩体属钙-碱性和高钾钙-碱性系列，少数属碱性系列。控矿岩体主要为石英二长岩和花岗闪长岩类，少数为偏碱性花岗岩类。岩体多呈岩株、岩钟、岩枝、岩脉产出,出露面积多小于 1 km2，最上部常见同时代层状安山岩和英安岩,含矿斑岩就位深度限于地下0.5~4 km。斑岩铜矿成矿作用多与Ⅰ型花岗岩有关，岩体锶同位素初始值为0.703~0.706，绝大多数小于0.708。岛弧环境中的斑岩铜矿床,常含较高的金或铂族元素，含矿斑岩硫同位素值接近陨石硫，变化范围极窄(-0.5‰~5.5‰)，铅同位素比值较小。部分学者认为，斑岩铜矿床中1/3 左右的铜是在热液蚀变过程中,从辉绿岩或石英二长岩岩基中淋滤出来的[20]。含矿斑岩的稀土元素总量多数较高，轻稀土富集,铕异常不明显，富大离子亲石元素，具特征性很强的磁铁矿、磷灰石、榍石、金红石和锆石等副矿物组合，磁铁矿和其他暗色矿物为铜的重要载体。斑岩型铜矿体主要赋存于斑岩体内，或分布于斑岩体与围岩接触带中，少数产于近岩体围岩中。矿石构造主要为浸染状、细脉浸染状，少量为细脉状、网脉状，有用矿物为黄铜矿、斑铜矿，品位0.2%~1.0%，发育次生富集带时品位可达10%。在多旋回、多次侵入成矿条件下，铜矿化与次火山岩型铜矿化叠加，形成品位较富、规模大的铜矿床。成矿元素组合由下而上为：Mo(Sn,Bi,W)→Cu(Au,Ag)→Pb,Zn(Ag)→Co,Ni,Mn，具明显热液蚀变分带特征,由斑岩体中心向外、向上依次发育钾化带、绢英岩化带和青磐岩化带。绢英岩化带顶部常发育泥化带,其内常发育强烈的黄铁矿化。青磐岩化带内常见脉状铅锌矿化，矿化发生于钾化带与绢英岩化带过渡部位。围岩具透水性差、封闭好特点。斑岩体、矿体及围岩中微裂隙发育，可达300 条/m，发育程度与矿床规模成正比。成矿斑岩体顶部或附近常发育含铜角砾岩筒，为成矿有利部位。地表常出现Mo,W,Bi,Cu,Pb,Zn,Au,Ag,As,Sb 等元素地球化学异常，具明显水平分带。岩体接触带为Mo,Cu,As,Bi 组合异常，外接触带为Cu,Ag,Au,W,As,Sb 组合异常，远端为Pb、Zn、Ag、As、Sb、Bi 组合异常。激电异常明显,极化率3%~8%(土屋-延东3%~8%，哈腊苏3%~6.5%，包古图5%~7%)，视电阻率为100~1 500 Ωm，含矿斑岩体多位于激电异常梯度变化带上。

２、新疆的斑岩铜矿

新疆的斑岩铜矿主要分布在新疆的北部，新疆北部地区（北疆）西与独联体三国相连，北与俄罗斯毗邻，东与蒙古人民共和国相接，处于“东亚－中亚巨型成矿带”的关键部位，是我国金、铜、镍、稀有和有色金属大量发育的地区（涂光炽，１９９９；秦克章，２０００）。从大地构造位置上看，该地区处于古亚洲洋的

南缘，为西伯利亚与塔里木等古板块汇聚地带。在长期的地质演化过程中，北疆地区经历了古生代地块拼合增生和中新生代的陆内造山过程（Ｃｏｌｅｍａｎ，１９８９；Ｗｉｎｄｌｅｙｅｔａｌ．，１９９０；ＳｅｎｇEｒｅｔａｌ．，１９９３；Ｘｉａｏｅｔａｌ．，２００４ａ，２００４ｂ），在其独特复杂的地质演化过程中，造成了区内古生代地层大量出露，断裂纵横交错，各类岩浆岩十分发育，金、铜、镍、稀有和有色矿床（点）星罗棋布，构成我国最重要的贵金属和有色金属矿化集中区之一（王登红等，２００２）。北疆的地理组成是由两山（阿尔泰和天山山脉）夹一盆（准噶尔盆地）为其基本特征，该区位于西伯利亚和塔里木克拉通之间，作为中亚造山带的重要组成部分，该区经历了长期复杂的地质构造演化历史，西伯利亚和塔里木板块在古生代期间的增生、碰撞以及与消亡的古亚洲洋壳板块之间的相互作用，构成北疆地区大地构造演化的主旋律。北疆主要由一系列向南凸出的构造———岩浆岩带所组成，同时也记录了古亚洲洋板块扩张和消亡及其与古大陆碰撞的历史，也蕴藏着极其丰富的矿产资源（肖序常等，１９９２）。

通过我国地质工作者的不懈努力，在新疆北部主要是东天山一带，发现了几个不同规模的斑岩型铜矿；自西向东分布有延东、土屋、灵龙、赤湖、鸭子泉等，其中延东、土屋已经达到大型规模。近年来，在阿尔泰山南缘和西准噶尔地区，又相继发现了希勒克特哈腊苏铜矿和包古图铜矿（许发军等，２００３；杨文平等，２００５），显示了北疆地区斑岩型铜矿床具有很好成矿远景和资源潜力。通过前人对这些矿床的详细调查研究，得出了新疆斑岩铜矿的一些基本特征和全球大多数斑岩铜矿的基本特征是相似的。比如：岩浆条件、围岩条件、区域剥蚀程度等。

2.1岩浆条件

斑岩铜矿主要与钙碱性及偏碱性花岗岩类有关，含矿岩石可以是闪长岩、斜长花岗岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、石英斑岩等成份斑岩，岩性成份范围较宽。岩性差异影响成矿元素组合（主要是铜与钼的比例）。岩石均为壳幔同熔型（即“Ｉ”型）。

2.2围岩封闭条件

斑岩铜矿形成需要一定的封闭条件，一是使流体相对集中；二是流体进入斑岩体后，被封闭在斑岩体内或就近。显然这要求岩浆岩带在隆起时不要伴随较大的断裂活动。如果隆起伴随大量张性裂隙生成，显然会使流体散失。封闭条件对围岩的岩性有一定要求。从客观实际看斑岩铜矿的有利围岩以花岗岩类为最好（如巴尔喀什矿带），其次为火山岩类、碳酸盐岩类及粒度细小的粉砂岩－页岩类。具较高孔隙度的砂岩类不利于斑岩铜矿形成。

2.3区域剥蚀程度

区域剥蚀程度直接影响斑岩铜矿的保存。由于斑岩铜矿的形成深度范围较窄（一般认为１３ｋｍ，才能具备深源流体与天水的交互作用条件），区域剥蚀程度超过这个深度，斑岩铜矿床就不能在地表附近保存。这里说的区域剥蚀程度是指对斑岩铜矿形成层而言，而不是泛指一般剥蚀程度。

3、新疆与邻国（区）斑岩铜矿带及形成构造环境对比

尽管新疆的斑岩铜矿和别的地方的斑岩铜矿的基本特征都是相同的，但斑岩铜矿的形成构造环境还是有区别的。由于斑岩铜矿的形成构造环境不同，全球共划分了三个主要的斑岩铜矿带；分别是：环太平洋成矿带、特提斯成矿带和古亚洲成矿带三大全球性斑岩铜矿带。新疆横跨欧亚古生代带和特提斯中新生代带两个斑岩铜矿成矿带，周边国家和地区已有较多斑岩铜矿带发现。已知重要的斑岩铜矿带有：哈萨克斯坦的巴尔喀什带、吉尔吉斯斯坦的肯德克塔斯塔拉斯带、乌兹别克斯坦的库拉马带、蒙古的查干苏布尔加带、中国西藏的玉龙带等。

3.1新疆邻国（区）斑岩铜矿带的形成构造环境

这些成矿带都分别横跨古亚洲和特提斯成矿带，根据类比的方法可以得出它们之间有着相似的斑岩铜矿的成矿物质来源、斑岩铜矿形成的时空分布及其形成构造背景、斑岩铜矿的蚀变与矿化分带特征、斑岩铜矿的成因模式。在这些斑岩铜矿带中都分别发现不同规模的斑岩铜矿。哈萨克斯坦的巴尔喀什带，该带的构造环境为北滨巴尔喀什造山花岗岩带；其中发现了近百个斑岩铜矿床（点），其中科恩纳德矿床为世界著名的超大型斑岩铜矿床之一。吉尔吉斯斯坦的肯德克塔斯塔拉斯带，该带位于北天山构造带，目前已知２０处斑岩铜矿床（点），其中塔尔迪布拉克矿床为超大型。本带斑岩铜矿均与侵入于寒武－奥陶纪火山－沉积建造中的奥陶纪闪长岩－花岗闪长岩有关。含矿岩体有大量Ｕ－Ｐｂ同位素年龄４４０～５７１Ｍａ，多数在４４４～４６８Ｍａ间，为晚奥陶世。其构造环境为吉尔吉斯北天山加里东造山花岗岩带。乌兹别克斯坦的库拉马带，该带的构造环境为库拉马古生代构造岩浆活化带，其中发现了十余个斑岩铜矿床点。其中卡尔马基尔、达尔涅为超大型矿床，沙雷切库和克扎塔为中型矿床。蒙古的查干苏布尔加带，该带构造带本身为泥盆纪初发育起来的岩浆型被动陆缘，泥盆系为双峰式火山岩建造，石炭纪汇聚，堆积基－中－酸性火山岩建造及类复理石建造，伴随大规模钙碱性花岗岩类侵入，石炭纪末或二叠纪初固结。固结期有较多钾长花岗岩－碱长花岗岩体生成，及局部偏碱性的火山磨拉石。该带的构造环境为西伯利亚板块南缘古生代造山带和中生代活化花岗岩带，其中发现了查干苏布尔加斑岩铜矿床。中国西藏的玉龙带，玉龙斑岩铜矿带是我国重要的大型斑岩铜矿带之一，位于三江褶皱带中段。带内出露基底为前寒武纪基底上的古生代台型盖层。三叠纪初发育成不典型的岩浆型被动陆缘，有双峰

式火山岩建造堆积。晚三叠世汇聚，沉积含中－酸性火山岩的海陆交互相碳酸盐岩－碎屑岩建造，侏罗纪固结后隆起为陆地。构造带内花岗岩类很少，第三纪时发生构造－岩浆活化，有一系列小的高侵位酸性斑岩体生成。玉龙斑岩铜矿带与此期斑岩成矿有关。矿带在长５０ｋｍ范围内已发现玉龙（超大型）、马拉松多、多霞松多（以上大型）、扎拉尕、莽总（以上中型）等５个斑岩铜。

４、新疆斑岩铜矿的找矿远景

通过新疆与邻国的斑岩铜矿成矿带的对比得知，新疆觉罗塔格带具有优良的斑岩铜矿成矿条件，除土屋矿床达到超大型规模外，还有找到大型－超大型矿床的远景。其次木孜塔格带、西昆仑带、祁曼塔格带找到构造－岩浆活化带型大型－超大型斑岩铜矿床的远景也很大。新疆其它有斑岩铜矿远景的尚有东准噶尔、博罗科努、诺尔特等成矿带。新疆是我国斑岩铜矿最重要的远景区之一，建议加强工作。

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