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东天山成矿亚带海西成矿阶段硫化物矿床成矿系列研究进展和存在的问题

作者：刘院龙

来源：《知识窗·教师版》2016年第08期

摘要：新疆东天山成矿亚带矿种丰富，矿床类型齐全，是我国重要的岩浆型铜镍硫化物产出地，具有巨大的成矿前景。本文结合前人的研究，选取黄山、黄山东、图拉尔根和土墩典型铜镍矿床，对其产出的区域地质背景、构造演化、矿床特征、蚀变类型等进行总结归纳，初步拟定该区铜镍硫化物矿床的成矿规律、找矿潜力及方向。 关键词：东天山成矿亚带 铜镍硫化物 成矿规律

新疆东天山成矿亚带地处于哈萨克斯坦——准噶尔板块和塔里木板块的交汇部位，其成矿地质条件优越，是我国重要的金属成矿带，也是我国重要的岩浆型铜镍硫化物产出地。东天山成矿带位于康古尔塔格与苦水两条深大断裂之间，西起库姆塔格沙垄，东至镜儿泉，分布有土墩、二红洼、香山、黄山、黄山东、黄山南、葫芦、串珠、马蹄和图拉尔根等镁铁-超镁铁岩体。镁铁-超镁铁质岩体形成于早二叠世，应该是后碰撞阶段的产物。岩体高度分异，并普遍具有铜镍矿化，现已探明黄山、黄山东、图拉尔根为大型矿床，土墩、香山等为中型矿床。 近年来，东天山成矿带地质找矿和科研工作取得了令人瞩目的成绩，不仅新发现了图拉尔根铜镍硫化物、白石泉铜镍矿床和坡北铜镍硫化物矿床等，而且深入研究了该成矿带杂岩体的岩石学、岩石地球化学、地质年代学、大地构造背景以及构造与成矿，进一步拓宽了该区铜镍硫化物矿床的找矿空间，显示出东天山地区具有很好的找矿潜力和成矿资源前景。 一、岩浆岩 1.火山岩

东天山成矿带晚古生代火山岩十分发育，形成长达数百公里的东西向火山岩带。不同时代火山岩形成的构造环境会有所差异，泥盆系大南湖组和头苏泉组主要以拉斑玄武岩为主，夹有安山岩和流纹岩，火山活动以中心式和拉张裂隙式喷发为主，形成的环境为岛弧构造环境。大草滩断裂以南的石炭系小热泉子组合底坎儿组火山岩，被认为是一套发育完整且成熟的岛弧型火山岩；雅满苏断裂以南的雅满苏组合土古土布拉克组火山岩，为岛弧型钙碱性火山岩和火山裂隙构造环境有关的火山岩。二叠系火山岩主要分布于康古尔地区，为陆相火山岩，形成于陆相拉张盆地的构造环境中。 2.侵入岩

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研究区内岩浆活动频繁，侵入岩发育良好，从深成岩到浅成岩，从岩基、岩株到岩墙均有出露，有超基性、基性、中性和酸性各类岩体，其中以海西晚期岩体发育最好。

基性-超基性岩体主要分布于研究区的南北大沟和黄山地区，南北大沟地区基性-超基性岩体侵位于泥盆系和石炭系梧桐窝子组中，黄山地区基性-超基性岩侵位于石炭系干墩组和梧桐窝子组中，花岗岩类分布广泛，其中华力西中期岩体居多，主要分布于康古尔、黄山、南北大沟和雅满苏断裂附近（如图1所示）。 二、构造演化及构造单元划分 1.构造演化

东天山成矿带自古生代以来的构造演化可以划分为四个构造阶段：①泥盆纪至二叠纪初：洋盆收缩乃至最后闭合阶段，其主要特征是各个地块之间持续俯冲汇聚，彼此之间的洋盆相继关闭，与石炭纪晚期发生了比较强烈的碰撞造山作用；②二叠纪至三叠纪初：由后碰撞慢源岩浆底垫与地壳伸展作用；③三叠纪晚期一白垩纪：隆起剥蚀；④新生代：陆内活化，表现为地壳差异隆升，北东向左行走滑运动和自南向北的逆冲推覆。该区在古生代晚期具有多岛洋的特点，该洋盆闭合以后形成的相应的构造单元可以自北而南划分为吐哈地块南缘大南湖岛弧、康古尔塔格造山带、阿齐山-喀拉塔格地块、库鲁克塔格地块、星星峡-早山地块、北山造山带、敦煌北缘活动陆缘等。

归根结底，我们可以用万天丰的两期构造事件，即第一期为泥盆纪末期（或早石炭世末），第二期为晚石炭世末期-早二叠世。对于邻近许多NW向断层的活动性质研究及其同位素测年结果发现，第一期晚泥盆世-早石炭世（385～323Ma）的碰撞作用是该区的主碰撞时期，使区域性一系列走向北西的断层均表现为右行走滑活动；第二期晚石炭世-二叠纪（316～280 Ma）的构造作用却使一系列NW向断层都呈现出大幅度的左行走滑特征，其运动滑移特征与第一期晚泥盆世-早石炭世完全相反。 2.大地构造与矿产关系

不同的大地构造单元有其自身独特的地球化学背景场和成矿低值特征，所以矿床（点）的空间分布受大地构造的控制十分明显。在康古尔塔格深大断裂以北的康古尔塔格-大南湖-哈尔里克岛弧带，地球化学场主要有Cr、Ni、Co、V、Ti、Cu、Zn等铁族、亲铜元素的广泛分布，特别是铜元素显示出高背景。该区发现有小热泉子铜锌矿床、土屋-延东斑岩型铜矿床。介于康古尔塔格深大断裂与雅满苏大断裂之间，是研究区内金成矿作用最显著的地区，已经发现有康古尔、马头滩、康西和石英滩等众多金矿床（点），研究区地球化学场为元素复杂的多元素异常特征，元素组合主要为Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Hg、W、Sn、Mo等，尤其是Au元素呈现高背景区，元素分带明显，浓集中心呈带状、规模大，是找金最有希望的远景地区。弛张期幔源成矿流体沿深大断裂上涌，由于岩浆深部熔离作用和后期贯入作用，形成与镁铁质-超镁铁质有关的铜镍硫化物矿床。

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三、主要典型矿床特征及控矿分析 1.黄山铜镍矿床

矿石矿物以金属硫化物为主，少量氧化物，偶见硫砷化物。金属硫化物以磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿为主，含量分别大于80%、14%、6%，次要矿物有紫硫镍矿、四方硫铁矿（马基诺矿）、黄铁矿、白铁矿、闪锌矿、针镍矿、墨铜矿、方硫镍矿和方黄铜矿等，微量矿物有银镍黄铁矿、砷铂矿、辉砷镍矿和辉砷钴矿，表生矿物有孔雀石、镍华、黄钾铁矾、褐铁矿和石膏等，脉石矿物主要有橄榄石、辉石、角闪石、斜长石、金云母及蚀变形成的蛇纹石、滑石、阳起石、绿泥石、菱镁矿、方解石、石英等。

各阶段岩石稀土丰度低，为弱富集，属平坦型稀土分配型，表明原始岩浆来源于上地幔。再者，δ34S为0.86‰～1.09‰～1.70‰，接近陨石硫范围，再次表明硫来源于上地幔。 2.黄山东铜镍硫化物矿床

黄山东铜镍硫化物矿床矿体主要赋存于岩体内2套橄榄岩-辉长岩组合的底部，以及岩体底部的苏长岩中，赋矿岩石以二辉橄榄岩和辉石岩为主。矿石以浸染状为主，含少量的块状矿石。矿石矿物以磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿等金属硫化物为主，次要矿物有黄铁矿、紫硫镍矿、马基诺矿、白铁矿、闪锌矿、针镍矿、墨铜矿、方硫镍矿和方黄铜矿等。

黄山东岩体二辉橄榄岩随氧化镁的降低，三氧化二铁降低而氧化铝和氧化钙升高，二氧化钛也随氧化镁的降低而升高。岩体大离子亲石元素（Rb、Ba、Th、U）相对富集，而部分高场强元素（Nb、Ta、Ti）相对亏损。另外，黄山东岩体的橄榄辉长岩和角闪辉长岩具有明显Sr的富集和Eu的正异常，而黄山西岩体的辉长苏长岩没有或具有弱的Sr的富集和Eu异常。总之，其地球化学特征大致与东天山成矿带一致。 3.土墩镍（铁、铜）硫化物矿床

土墩镍矿床由十多个大小矿体及矿化体组成，它们主要赋存在超基性岩中，其辉长岩仅有矿化显示。两个规模较大的工业矿体，均分布于南岩体单辉橄榄岩相中。矿石分为稀疏浸染状矿石、稠密浸染状矿石及块状矿石三种自然类型，矿石矿物有铬铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿、紫硫锌铁矿、辉砷镍矿、黄铜矿、辉砷钴矿、马基诺矿。

土墩矿区内的超基性岩体都是铁质超基性岩，微量元素表现出相容元素（如Ni、Cr、Co、V）含量高，不相容元素（如Rb、Ba、Th、U等）含量低的特点，ω（∑REE）随着基性程度的降低而增高，为球粒陨石的2～8倍。其中Eu异常不明显（Eu/Eu*=0185～1112），表明斜长石的分离结晶作用及堆晶作用不明显。 四、成矿规律