新疆鞏留縣庫茹爾銅金礦蝕變特征及礦床成因

郭建平

（新疆維吾爾自治區有色地質勘查局七〇三隊 伊寧 835000）

1 礦床地質

庫茹爾銅金礦位于伊什基里克晚古生代裂谷系內。礦區的主體地層為下石炭統大哈拉軍山組，為一套中酸性火山巖建造，屬多韻律火山噴發產物。地層北西-南東向展布，總體南西傾，傾角在30°～60°。巖性以火山碎屑巖和中酸性火山熔巖為主：熔結凝灰巖、安山巖、巖屑凝灰巖、含角礫凝灰巖安山巖。

斷裂走向以北西向為主，北東向次之。規模最大的F1斷裂，性質為張扭性斷裂，波狀延伸，Ⅰ號銅金礦化蝕變帶嚴格受其控制，是區內重要的控礦、容礦構造。斷裂長約1.2 千米，寬5～60 米，走向120°～180°，傾向210°～270°，傾角30°～70°。

侵入巖主要為酸性脈巖、中基性脈巖。巖性有石英鈉長斑巖、閃長玢巖、輝綠玢巖等。脈巖侵位于大哈拉軍山組地層中，受北西向斷裂控制，呈北西-南東向展布，傾向南西，個別脈巖呈北東-南西向分布，傾角60°左右。在脈巖中普遍具有較強的黃鐵絹英巖化。

區內火山巖發育，主要為早石炭世海相火山噴發活動，具有多期噴發特征，分別與同時代的巖石地層相伴隨，組成火山—沉積建造。火山巖的展布受北西向區域性大斷裂的夾持，伴隨著斷裂分布，反映火山活動受古斷裂控制。火山巖相由爆發相—溢流相—爆發相過渡。

2 礦化蝕變特征

2.1 蝕變分帶特征

蝕變帶產于下石炭統大哈拉軍山組的角礫凝灰巖、巖屑凝灰巖、安山巖中，按蝕變組合、蝕變強度劃分出3個蝕變帶：中心帶-銅金礦化蝕變帶；內帶-黃鐵絹英巖化蝕變帶；外帶-綠泥石碳酸鹽化蝕變帶。

①中心帶-銅金礦化蝕變帶

為成礦期熱液活動的中心地帶，受北西向和北東向斷裂控制，代表巖性有石英脈、絹英巖、碎裂巖、強絹英巖化角礫凝灰巖等，巖石普遍破碎、扭曲變形，多見碳酸鹽脈及石英細脈呈脈狀、網脈狀充填于裂隙中，蝕變以絹云母化、硅化、碳酸鹽化為主，次有綠泥石化、黃鐵礦化、黃銅礦化，局部發育黑云母化、鈉長石化等，銅金礦化與強絹云母化、硅化密切相關。

礦化蝕變帶包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號4條帶，其中Ⅰ、Ⅳ號礦化蝕變帶規模大、礦化最強，呈南北向-北西向帶狀延伸，長約500～1200 米，寬5～70 米，西-南西傾，傾角45°～70°，Ⅰ號帶西段為區內Ⅰ-1 主礦體產出部位。

②內帶-黃鐵絹英巖化蝕變帶

主要分布于銅金礦化蝕變帶外側，北西-南東向分布，其北西側被第四系覆蓋，代表巖性黃綠色黃鐵絹英巖化角礫凝灰巖。蝕變帶長大于2500 米，寬200～600米，南西傾，傾角50°～60°。蝕變以彌散狀硅化、絹云母化、星點狀黃鐵礦化為主。

③外帶-綠泥石碳酸鹽化蝕變帶

位于黃鐵絹英巖化蝕變帶南西側，分布范圍廣，代表巖性為灰綠色巖屑凝灰巖、灰綠色安山巖。主要蝕變為綠泥石化、碳酸鹽化、弱絹云母化。

2.2 礦床蝕變類型及分布特征

礦床主要蝕變類型有硅化、絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化和黃鐵礦化。

硅化呈細粒-隱晶集合體或細網脈狀分布，常與絹云母相伴，交代火山灰、火山角礫，脈狀石英是銅金礦化的主要載體，次生石英含量一般為15～30%，局部含量可達65%。絹云母化是重要的蝕變類型，主要發育在石英脈兩側和圍巖角礫中，交代火山灰、斜長石晶屑，呈鱗片狀-隱晶集合體分布。碳酸鹽化為方解石交代火山角礫、晶屑，呈團塊狀-脈狀分布。綠泥石化主要發育在石英脈邊部，呈浸染狀分布在圍巖中或充填在梳狀石英脈中心。黃鐵礦化由兩期組成，早期黃鐵礦多為五角十二面體，星點狀分布于火山碎屑間隙中，晚期黃鐵礦多與黃銅礦伴生，呈細脈-團塊狀分布于石英脈中，或呈細粒浸染狀于蝕變礦物間。

礦床蝕變具有多期次疊加的特點，穿插現象復雜。根據脈體穿插關系、礦石組構和礦物組合及其生成順序，可將流體成礦階段劃分為3 個階段：①早階段以發育石英-黃鐵礦-黃銅礦為特征；②中階段為石英-黃銅礦階段，黃鐵礦消失；③石英-碳酸鹽-黃銅礦階段。

3 礦床成因探討

3.1 成礦流體

庫茹爾銅礦熱液脈體中發育的各類包裹體能夠較好地反映各成礦階段的流體性質，為確定流體來源、反演成礦流體演化過程提供證據。

流體包裹體均一溫度從早階段到晚階段逐漸降低，早階段主要集中在190～310℃之間，個別可達420℃，中階段集中在130～190℃之間，晚階段集中在110～130℃之間。鹽度和均一溫度呈現正相關關系，表明初始成礦流體經歷了低溫、低鹽度大氣降水的稀釋作用。氫氧同位素特征顯示成礦流體主要為經水巖交換反應后氧同位素漂移的大氣降水，對比流體包裹體特征可發現巖漿流體的成礦信息被大規模的大氣降水熱液對流循環、稀釋作用抹除。

這一系列特征表明初始成礦流體具有高溫、高鹽度、富CO2的特征，隨著成礦作用進行，流體溫度、鹽度和CO2含量逐漸降低，至晚階段演化為貧CO2的低溫、低鹽度流體，成礦流體由巖漿熱液演化為大氣降水熱液。

3.2 成礦物質來源

庫茹爾礦區主要發育硅化、絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化和黃鐵礦化等蝕變類型，黃銅礦不與硫酸鹽共生，流體包裹體均一溫度較低，反映成礦流體主要為低溫、近中性的流體，此時硫主要以HS-和S2-的形式存在，所沉淀硫化物δ34S與整個流體接近。庫茹爾礦區8 件黃銅礦樣品δ34S 平均值為-3.4‰，總體接近原始地幔δ34S（0±3‰），暗示硫來源為賦礦圍巖大哈拉軍山組火山巖地層。

3.3 成礦機制

結合庫茹爾銅礦流體包裹體研究和礦相學研究，沸騰作用是礦區最重要的成礦機制。賦礦石英脈中存在沸騰包裹體群，不同類型包裹體共存，均一方式多樣，均一溫度相近，鹽度差距懸殊，尤其是C 類包裹體的存在，證明成礦流體發生過沸騰作用，CO2相因不混溶發生相分離，硫化物因過飽和發生沉淀。此外，礦石角礫狀構造和隱晶質石英的條帶狀構造也是流體沸騰作用的間接證據，粗粒石英與隱晶質石英交替形成條帶狀構造說明流體沸騰作用為脈動式，隨著脈動式沸騰作用，流體卸載大量成礦物質。

大氣降水熱液的混合、稀釋作用和成礦流體與圍巖的水巖反應也是不可忽視的成礦因素。根據流體包裹體特征和氫氧同位素特征可以證明流體混合作用的存在，混合作用可以稀釋、冷卻初始成礦流體并伴隨流體氧逸度和pH的升高，從而造成硫化物的少量沉淀。庫茹爾銅礦早期含礦石英脈邊部蝕變類型以絹云母化為主，晚期共生礦物組合為黃銅礦-綠泥石-碳酸鹽，隨著水巖反應的進行，流體pH從弱酸性向近中性轉變并伴隨著硫化物沉淀。

綜上所述，庫茹爾銅礦屬于淺成低溫熱液型礦床。