巴尔喀什成矿区铜金多金属矿床类型和时空分布

矿床成因及成矿机制讨论~

一、矿床成因
通过野外地质观察和室内分析结果及综合分析，可以初步判断，哈达门沟金矿床和柳坝沟金矿床成矿地质条件基本相同，矿石类型均为石英脉型，石英-钾长石脉型和钾硅化蚀变岩型，整个矿区钾化异常强烈，被人们称为 “红化” 现象，钾长石化与成矿关系十分密切，而且局部地段矿石类型就以钾长石脉为特征，根据矿石矿物组合及矿物穿插先后次序，大致将哈达门沟成矿划分为四个阶段：(1)钾长石-硫化物-氧化物阶段；(2)黄铁矿-石英阶段；(3)石英-多金属硫化物-（硫酸盐）阶段；(4)石英-碳酸盐阶段。流体包裹体测温表明，哈达门沟金矿成矿温度在160～300℃范围内，集中在200～280℃之间，为中温，包裹体盐度在5％～15％ NaCleq之间，集中分布在6％～12％ NaCleq和13％～14％ NaCleq之间，为中低盐度流体，成矿压力（平均值）为（139～366）×105 Pa，集中在（198～252）×105 Pa，对应的成矿深度为1.5～3 km（静水），为中-浅环境。包裹体气相成分中均以H2O（66.56％～89.81 mol％）和CO2（5.64％～16.74 mol％）为主，其次为N2，O2，含微量的CH4，C2H6，C2H2和C2H4等。CO2/CH4特征值141.39～407.10，说明成矿期的环境处于弱氧化状态，气相组分还原参数R/O比值为0.004～0.006，反映了成矿阶段偏氧化的状态。阴离子以Cl-和 为主，少量的 和F-，微量Br-；阳离子以Na＋，K＋和Ca2＋为主，含少量Mg2＋，Na＋＞K＋，因此成矿流体应属于 型流体。 的存在也说明当时流体可能为弱氧化状态。中国人民武装警察黄金指挥部（1995）计算成矿流体pH值为6.52～7.08，偏碱性，lgfO为-26.73～41.33，Eh为-0.57～0.83，表明其形成过程为弱还原-弱氧化条件，δ18OH-δD图上，投影点落在原生岩浆水及变质水附近，说明哈达门沟金矿成矿热液来源于岩浆水和部分变质热液。在铅构造模式图上，哈达门沟矿区矿石铅投点比较分散，绝大多数投在了地幔铅演化曲线和造山带铅演化曲线之间靠近地幔的一侧，表明哈达门沟黄铁矿中铅主要来自于地幔，同时有造山带铅和下地壳铅的混入，少量可能来自于上地壳，哈达门沟矿石硫化物δ34S变化于-21.7‰～5.4‰之间，平均值为-10.6‰，柳坝沟沟矿区δ34S值变化于5.4‰～-21.7‰之间，初步认为哈达门沟和柳坝沟成矿流体中硫主要为深部流体和太古代地层的混合硫。通过同位素年龄测定，哈达门沟Re-Os同位素等时线年龄为386.6±6.1 Ma，为早泥盆世，属海西早期构造-岩浆活动事件，而区内大桦背岩体的成岩年龄锆石SHRIMP U-Pb平均年龄为353±7 Ma，通过野外调查，发现矿区西部的169号脉被大桦背岩体的岩枝所穿插、截断，孟伟等（2002）也同样观察到在岩体边部见到花岗岩将含Au矿脉截断或 “吃掉” 的现象，故可以推断，成矿应早于大桦背黑云钾长花岗岩的形成时代，本次测定大桦背岩体成矿元素含量大部分小于地壳丰度，所以大桦背岩体与金矿成矿关系不大，岩体的侵入可能对已有矿化局部有叠加改造，沙德盖岩体通过本次锆石SHRIMP U-Pb年龄测定，获得平均年龄为221.6±2.1 Ma，远远小于成矿年龄，沙德盖岩体可能对已有矿化叠加改造，矿区变质岩成矿元素丰度较高，而且矿石硫、铅同位素特征也表明，成矿物质部分来源于区内变质岩，大部分成矿物质可能来源深部流体，这从矿石的S，Pb，H-O同位素也可说明。由于哈达门沟金矿区处于华北克拉通北缘，受北部兴蒙造山带多次开合碰撞的复杂构造活动影响，而引发区内构造-岩浆的多期活动，区内的山前、山后两条深大断裂也经历复杂的构造演化，沿着大断裂及其派生断裂，各期次的岩体、岩脉多期侵入，形成了今天所看到的山前钾化带、含金钾化蚀变岩、伟晶岩脉、花岗岩体等以及金、钼等多金属矿床。总体认为哈达门沟金矿床属于与深部钾质成矿流体有关的中温热液型脉状矿床。矿区北部西沙德盖钼矿Re-Os同位素等时线年龄为226.4±3.3 Ma，而且钼矿主要产于斑状花岗岩中，说明其与哈达门金-钼矿床为不同的成矿演化系列。
二、成矿机制
区内乌拉山群变质岩，金含量很高，在区域变质、混合岩化过程中，金等成矿元素发生了初步活化、迁移，为金矿的形成提供了初步的物质条件。在泥盆纪早期华北板块北缘处于弧-陆碰撞后伸展构造背景（李锦轶，2009；Zhang et al.，2010；张晓晖等，2010a，b），这种伸展环境引发山前大断裂的活动，深部富钾含矿流体沿山前大断裂上升，在运移过程中不断萃取围岩中的金等成矿元素，在大断裂的次级断裂等构造有利部位充填、交代而成矿，关于这种金钼组合型的矿床，Sillitoe（2002）曾提出它与板块内部及边缘拉张环境下富碱性的A型花岗岩有密切的成因关系，哈达门沟金钼矿床正是产于这种地质背景，矿区深部可能有隐伏的碱性岩体存在（王信虎等，1994）。
泥盆纪早期华北板块北缘成矿具有普遍性，如东坪金矿同样在这个时期形成（罗镇宽，2001；李长明，2009），白云鄂博在该期有成矿作用的叠加（赵景德，1991），白乃庙铜矿南矿带含矿石英脉黑云母Ar/Ar等时线年龄为396±2 Ma（李文博，2008）。
尽管华北克拉通北缘早古生代的构造演化历史还知之甚少，但近年的研究认为在早古生代，古亚洲洋向南往华北板块俯冲，早泥盆世白乃庙处于岛弧环境（Xiao et al.，2003；张晓辉等，2010），白乃庙目前获得的绿片岩和花岗岩侵入岩年龄在466～386 Ma之间（Wang，1983；Tang ＆ Yan，1993），所以当时华北克拉通北缘有可能处于与古亚洲洋板块向南俯冲结束有关的弧后拉张环境（罗镇宽，2001；Jiang，2005；Zhang et al.，2007；李锦轶，2009；张晓辉等2010a，b；Zhang et al.，2010），沿华北克拉通北缘深大断裂，岩浆和成矿流体上升，形成哈达门沟及东坪金矿床以及沿华北克拉通北缘大断裂分布的近东西偏碱性侵入岩带。
随后在海西中期大桦背岩体的侵入，对已形成矿床局部叠加改造，印支期沙德盖岩体和西沙德盖岩体的侵入可能对已有矿床有进一步的叠加改造，岩浆分异结晶发育地段，局部形成钼多金属矿化，因此在本区显示出成矿年龄多样性，表现出多期成矿特点；在哈达门金矿成矿过程中，呼-包大断裂对金矿形成及后期改造起控制作用，山前钾化破碎蚀变带是该大断裂的派生构造，主要起导矿作用，其次级构造为成矿提供空间；成矿物质来源为复合来源，既有乌拉山群古老地层来源，也有深部高钾岩浆来源，还可能有后期岩浆的叠加，成矿流体既有有深部流体，也有大气水，变质水的参与，矿床成矿作用演化时间较长，首先是形成含金钾质脉体或钾化蚀变岩充填交代；然后受构造或热流体破碎，为后期含金硅质热液交代充填，表现石英脉、网脉，先期的钾质脉局部呈角砾状（热液角砾）为含金硅质热液胶结，在此阶段含金热液活动中也伴随钾化现象，表现为沿石英脉两侧和围岩接触带以及围岩碎块的 “红边”，这一阶段形成的矿物主要有石英和粗粒浸染状分布的黄铁矿等；继先期含金石英脉或含金硅化蚀变岩形成之后，后期硅质热液沿先期的石英脉所充填胶结，此阶段形成多金属硫化物石英脉，主要矿物组合为石英、方铅矿、黄铁矿、黄铜矿及少量闪锌矿等。到成矿后期，热液受地下水和大气氧化作用明显，主要形成石英方解石脉，黄铁矿颗粒粗大，局部可见镜铁矿等。

从大厂矿田的发现和找矿历史来看，主要的找矿突破大致可分为三个主要阶段，第一阶段是20世纪60年代至20世纪70年代，长坡矿床91号和92号矿体的发现，在这之前人们对大厂地区找矿潜力的认识还相当谨慎，因为地表仅出露几条规模有限的矿脉，许多人甚至不看好该地区的找矿前景。第二阶段是20世纪80年代龙头山矿床100号和105号矿体的探明，在这两个矿体被发现之前，许多人对中泥盆统马家坳组生物礁灰岩的成矿条件和找矿潜力并不看好。第三阶段是大厂东区大福楼和亢马矿床的发现和探明。而三个阶段所探明的矿体在形态、产状和矿石类型方面都有显著差异。
长期以来，有关大厂矿田成因的争论一直非常激烈，主要观点以岩浆-热液成矿和热水沉积-叠生改造成矿为代表。虽然许多方面的争论至今依然难分伯仲，但应看到，大厂矿田乃至整个丹池成矿带的主要赋矿层位是泥盆系，层控性是丹池成矿带的标志性特征之一。因此，大厂矿田的找矿工作所针对的关键目标之一是泥盆系地层。
当然，燕山期岩浆岩在成矿中所扮演的角色也是不容忽略的，大厂矿田的龙箱盖矽卡岩型锌铜矿床在成因上和空间上明显受矿田中部出露的燕山期岩浆岩的制约。但仅强调燕山期岩浆岩的作用是不够的，在大厂矿田北西部的芒场地区，燕山期岩浆岩十分发育，虽然曾投入大量的勘探工作，研究程度也很高，但仍未发现具有一定规模的矿化带。与此形成对照的是分布在大厂矿田南东部的五圩矿田，该矿田尚未发现有燕山期岩浆岩分布，但其矿化规模远超芒场地区并达到大型。
大厂矿田的成矿条件则兼具五圩和芒场两个矿区的优势，即有利的地层层位、燕山期岩浆活动及丹池褶断带有利部位，这也是形成大厂矿田多样性矿化类型和超大型规模的关键。
从动态成矿角度分析，大厂矿田的锡石-硫化物型矿床与矽卡岩型锌铜硫化物矿床及锑钨石英脉型矿床分别代表了不同时期、不同地质环境的动态成矿作用的产物，其矿化元素组合、水-岩反应系统及找矿标志也有所不同。其中锡石-硫化物型矿床的形成与泥盆纪海底动态成矿作用有关，主要地质找矿标志与有利层位、岩相和同生断裂所构成的“层-相-位”系统有关，包括泥盆系硅质岩、礁灰岩、扁豆状-条带状灰岩，以及富黄铁矿、富碳质和富碳沥青层位等，硅质岩与扁豆状-条带状灰岩构成了海底热水沉积环境下的动态水-岩反应链，分别指示了偏酸性和偏碱性的卤水环境。Sn-Pb-Zn-Sb-Ag-As元素组合异常可作为锡石-硫化物型矿床的勘查地球化学标志。由于锡石-硫化物型矿床也不同程度地受到燕山期岩浆-热液活动的改造，因此，燕山期岩浆岩，主要是西矿带的燕山期脉岩及深部隐伏的燕山期花岗岩岩凸可作为锡石-硫化物型矿床的间接或辅助找矿标志。对矽卡岩型锌铜硫化物矿床而言，其形成主要与燕山期岩浆-热液活动有关，其水-岩反应链由岩体接触带矽卡岩和铜、锌多金属硫化物构成，主要地质找矿标志包括燕山期花岗岩岩凸、岩体接触带矽卡岩及泥盆系扁豆状-条带状灰岩层，Cu-Zn-As元素组合异常可作为矽卡岩型锌铜硫化物矿床的勘查地球化学找矿标志。
总体上看，由于大厂矿田勘探程度和研究程度都较高，寻找新的、达到大型规模的深部隐伏矿床的难度较大。
根据对大厂矿田成矿地质条件和找矿标志的综合分析，将下列地段作为进一步找矿的远景区。
4.6.2.1 西矿带找矿远景区
在长坡矿区深部的锡石-硫化物矿床网脉型似层状矿体以下，矽卡岩化有逐步增强之势，并见显著矿化现象。根据重力异常反演所预测的隐伏黑云母花岗岩体顶板形态图分析（图4.17），西矿带分布有北东向岩脊隆起，在隐伏的D2和D1层位中寻找锡石-硫化物型和矽卡岩型矿床是可行的。
在巴力区的深部，95号矿体中见有矽卡岩型锌铜矿化；在龙头山区的深部，100号和105号矿体均为锡石-硫化物型，向深部和旁侧也有过渡为矽卡岩型锌铜矿化的迹象。重力异常显示，在巴力-龙头山一带分布有隐伏黑云母花岗岩岩脊隆起带，预测该区具有进一步的找矿潜力。
在巴力-龙头山之东侧，从瓦窑山至黄瓜洞一带，浅部发育近南北向银铅锌硫化物裂隙脉，深部有寻找似层状银铅锌矿床潜力。
在长坡北端的更庄区，处于大厂背斜倾伏端的延续部位，发育锡石重砂异常带，并见有铅锌矿化，在中、上泥盆统地层中有寻找锡石-硫化物型矿床潜力。
在那燕东侧的大厂背斜东翼，属于西矿带的南延部位，有中、上泥盆统分布，又有铅锌硫化物石英脉出露，是寻找锡石-硫化物矿床的潜力区。
4.6.2.2 东矿带找矿远景区
在大福楼北部的小槽地区，铅锌矿化较强，见有裂隙脉和薄层状矿体，具有找铅锌矿的潜力。
在亢马矿区，北西向次级褶皱及北西向、北东向断裂和裂隙发育，同时在细脉带型锡石-硫化物下部又有裂隙脉出现，与大福楼矿床的“排骨”型构式类比，其深部可能有似层状矿体分布。
4.6.2.3 中矿带找矿远景区
在龙箱盖黑云母花岗岩内外接触带，有锌铜硫化物裂隙脉发育。参照芒场矿床内接触带发育锡钼矿体的情况，应关注中矿带内接触带可能出现的锌铜和锡钼矿化。
在大燕、反背区的地表，发育有40多条锑钨裂隙脉，从杉木冲至响水湾一带也见锑钨裂隙脉断续出露，有寻找锑钨裂隙脉型矿床潜力。

图4.17 大厂矿田隐伏花岗岩体顶板形态图

1.花岗岩体顶板等高线及标高（m）；2.背斜轴；3.向斜轴；4.倒转背斜轴；5.逆断层；6.正断层
4.6.2.4 矿田外围找矿远景区
在丹池大背斜东翼的东矿带以东，从青山到唐皇村一带，北西向断裂发育，在D3-C的残坡积层中见有锡石、辰砂和锆石等重砂矿物异常，有找锡石-硫化物型矿床及汞矿床远景。
在西矿带的南西侧宽洞地区，为北西向和北东向断裂交会部位，其五指山组条带状灰岩底部黄铁矿化较强，并见有锌矿化，有寻找多金属硫化物矿床潜力。
在西矿带西侧的关山地区，位于拉索背斜的倾伏端，北西向断裂发育，见锆石和镁钛矿的重砂异常，并有锌、汞、银矿化，有寻找汞及锌银多金属矿的潜力。

巴尔喀什地区是中亚地区重要的多金属成矿带，矿产种类多，但主要的金属矿产是铜、金、钼、铅和锌等。根据矿床的含矿主岩和成矿作用方式，金属矿床基本上可划分为下列类型：斑岩型铜矿床、矽卡岩型铜矿床、火山岩型铜矿床、浅成低温热液型金矿床和石英脉型金矿床（表7-2），其中斑岩型铜矿床的数量和储量在中亚成矿域中居首位，斑岩（矽卡岩）型铜矿床沿巴尔喀什晚古生代弧形火山-侵入岩带分布（李锦轶等，2006），矿体受近东西向区域性断裂、弧形构造和火山机构控制。以巴尔喀什湖为界，火山-侵入岩带分为北弧带和南弧带，大多数斑岩铜矿分布在北弧带，大地构造位置为巴尔喀什-伊犁板块北部晚古生代岛弧，目前探明的矿床有科恩腊德（超大型）、阿克斗卡（超大型）和博尔雷（大型）等（见图7-1），其赋矿地层为石炭系中基性火山岩和沉积岩，侵入岩有海西中-晚期的花岗闪长（斑）岩、花岗斑岩和闪长玢岩等，含矿主岩主要为海西中-晚期花岗闪长（斑）岩，时代多为海西中晚期（陈哲夫等，1999）。少数斑岩型铜矿分布在南弧带，大地构造位置为巴尔喀什-伊犁板块南部晚古生代裂谷，典型矿床为科克赛（大型）（见图7-1），其赋矿围岩为石炭系中基性火山岩、火山碎屑岩和沉积岩，侵入岩有海西中-晚期的花岗闪长（斑）岩和斜长花岗（斑）岩，含矿主岩为海西中-晚期花岗闪长（斑）岩，成矿时代为海西晚期（戴自希等，2001）。

表7-2 巴尔喀什成矿区铜金多金属矿床特征

续表

矽卡岩型铜矿床分布在巴尔喀什湖北部，属于巴尔喀什晚古生代弧形火山-侵入岩带北弧带，大地构造位置为巴尔喀什-伊犁板块北部晚古生代岛弧，探明的矿床有萨亚克（大型）和卡拉塔斯（中型）（图7-1）矿床。矿体受近东西向区域性断裂控制，赋矿地层为石炭系碳酸盐岩，侵入岩为海西中期石英闪长岩和花岗闪长岩，成矿时代为晚石炭世—早二叠世（新疆地质矿产局，1986；陈哲夫等，1999）。

陆相火山岩型铜矿床分布在巴尔喀什湖南部，属于巴尔喀什晚古生代弧形火山-侵入岩带南弧带，大地构造位置为巴尔喀什-伊犁板块南部晚古生代裂谷，典型铜矿床为卡图套（小型）。该矿床受近东西向区域性断裂控制，赋矿地层为下二叠统陆相双峰式火山岩，成矿时代为海西晚期（新疆地质矿产局，1986；陈哲夫等，1999；戴自希等，2001）。

浅成低温热液型金矿床分布在巴尔喀什湖北部，属于巴尔喀什晚古生代弧形火山-侵入岩带南弧带，大地构造位置为巴尔喀什-伊犁板块南部晚古生代裂谷，探明的矿床有阿尔哈雷（大型）、伊吉列克（小型）、克里姆贝克（小型）、比日（小型）、达拉巴（小型）和马来萨雷（小型）等，典型矿床为阿尔哈雷（见图7-1）。该矿体受近东西向区域性断裂和火山机构控制，赋矿地层为下二叠统陆相双峰式火山岩和火山碎屑岩，侵入岩为海西晚期闪长（斑）岩和钠长玢岩，成矿时代为海西晚期（陈哲夫等，1999；戴自希等，2001；刘德权等，2004）。

石英脉型金矿床分布在巴尔喀什湖南部，属于巴尔喀什晚古生代弧形火山-侵入岩带北弧带，大地构造位置为巴尔喀什-伊犁板块北部晚古生代岛弧，探明的矿床为多林诺耶（中型）、巴克塔依（小型）、奥尔塔赛（小型）和普斯特诺耶（小型）（中国地质调查局，1999），典型矿床为多林诺耶（见图7-1），该矿体受近东西向区域性断裂控制，赋矿地层为下石炭统砂砾岩和灰岩，侵入岩为海西晚期花岗闪长岩和石英闪长岩，含矿主岩主要为上述花岗闪长岩和石英闪长岩，成矿时代为早二叠世（中国地质调查局，1999；戴自希等，2001）。

---

交口县15321603359： 何谓斑岩型铜矿?如何形成的?有何特点? - ？
熊荔腺苷： [斑岩型铜矿] 班岩型铜矿是一种储量大品位低可用大规模机械化露采的铜矿床矿石储量往往达几亿吨铜品位常常小于1%, 据世界上103 个斑岩型矿床统计单个矿床矿石量平均可达5.5 亿吨, 铜品位0.6%, 它是世界上重要的铜矿工业类型之一. ...

交口县15321603359： 简述新疆矿产资源 - ？
熊荔腺苷： 一、矿产资源的主要特点 1、矿产种类多,资源相对齐全配套.目前,新疆已发现矿种约占全国已发现矿产的85%,是全国少数几个矿种比较齐全的省、区之一,仅次于四川省,列全国第2位.经济发展所必需的能源矿产种类全,资源量大;其...

交口县15321603359： 中国成矿带都有哪些? - ？
熊荔腺苷： 1、吉黑成矿带:主要有翠宏山铁(钨)多金属矿,二股西山和赵家湾子钨矿,白石应钨矿和弓棚子铜钨锌矿,岫岩钨矿,成矿类型为石英脉+矽卡岩型.2、内蒙—大兴安岭成矿带:已知钨矿(点)30多处,石英脉型钨矿有太朴寺白石有洼钨矿...

交口县15321603359： 内蒙古矿产资源 - ？
熊荔腺苷： 内蒙古是我国矿床类型比较齐全的省区之一.现已发现各类矿床4100多处,种类达128种.已探明储量并上储量平衡表的有83种,其中能源矿两种,金属矿32种,非金属矿49种.在已探明储量的矿种中,储量居全国首位的有7种,前3位的有22...

交口县15321603359： 阿勒泰 自然资源 - ？
熊荔腺苷： 1.动植物资源 全地区有野生动物近400种,药用植物200余种,分布在8个自然保护区,其中喀纳斯国家级自然保护区的动植物分布最广.2.草原畜牧资源.阿勒泰草场辽阔,有四季草场1.47亿亩.可耕地多,达1600多万亩,开发潜力巨大.畜牧...

交口县15321603359： 南极有多少种矿藏 - ？
熊荔腺苷： 在南极发现矿床、矿点百余处.美国地质调查所把南极大陆划分出三个主要的成矿区:安第斯多金属成矿区,主要为铜、铂、金、银、铬、镍、钻等矿产;横贯南极山脉多金属成矿区,有铜、铅、锌、金、银、锡等矿产;东南极铁矿成矿区,除大量铁矿外,尚有铜、铂等有色金属,并发现金伯利岩.

交口县15321603359： 铅黄铜cuzn39pb3是什么材料 - ？
熊荔腺苷： CuZn39Pb3,是一种铅黄铜金属材料.材料名称:CuZn39Pb3铅黄铜标准:(BS EN 12164-1998)化学成分:Cu:57.5-59.5Ni:0.5Fe:0.5Pb:2.0-3.0Zn:余量杂质:1.2力学性能力学性能:抗拉强度:(σb/MPa)440-450伸长率:(δ10/%)5.5

交口县15321603359： 中国铜排铜材中铜矿物的特点及分布特征? - ？
熊荔腺苷： 中国铜排铜材中铜矿物的特点: (1)适合选冶生产的铜矿物赋存于多种矿床类型.其中,具有重要开采价值的矿床类型有岩浆型铜镍硫化物矿床、斑岩型铜矿床、夕卡岩型铜和多金属矿床、热液脉型铜矿床、火山-沉积块状硫化物型铜矿床、沉积型层状矿床等. (2)矿石结构构造复杂,嵌布粒度不均,多为不均匀浸染粒度矿石,甚至有不少矿物嵌布粒度细微,成分复杂,难选矿石较多. (3)矿石化学成分多样,伴生、共生多种有益有害组分,选冶工艺条件复杂.铜材铜排找深圳国英铜业.目前开发的矿区多数是综合性的铜矿床.

交口县15321603359： 多宝山铜矿是什么类型的矿床 麻烦您详细点 - ？
熊荔腺苷： 斑岩型

交口县15321603359： 南极有哪些矿产资源? - ？
熊荔腺苷： 有色金属矿产 有色金属在国防工业、机械制造和日常生活中都有广泛的用途,其中许多又是贵重金属.南极洲地域广阔,与地质构造和地质历史相似的其他大陆比较,可能潜藏有丰富的矿产资源.由于南极大陆面积的98%被巨厚的冰盖所覆盖...