新疆阿舍勒火山巖型塊狀硫化物銅礦硫、鉛同位素地球化學研究

溫超權

（新疆地質礦產勘查開發局第四地質大隊，新疆 阿勒泰 836500）

阿舍勒銅礦作為一種大型海相火山巖型塊狀硫化物的多金屬礦床，成礦背景在蘇聯地區礦區阿爾泰成礦帶的東延部分，具有良好的成礦條件，但經過了幾十年，依然缺乏工程控制，研究力度不足。我國在礦區研究當中，已經發現了諸多礦化帶，在樺樹溝等地也有了新發現。通過調查研究發現，銅礦產自于泥盆紀海相火山巖地層當中，其中圍巖是通過雙峰式細碧巖一石英角斑巖、適應攪拌質凝灰巖共同組成，占據大部分含量，也正因為成礦地帶的特殊環境，才形成了陸緣裂陷拉張盆地。針對成礦的原因眾說紛紜，有些學者認為是礦石填充，有些學者認為熱液礦床，還有些學者認為是海底火山噴氣。基于此，本文就對此類問題進行論證[1，2]。

圖1 阿舍勒礦區地質略圖

1 新疆阿舍勒礦區簡單概述

通過對阿舍勒礦區進行分析可知，其中最具代表性的就是Ⅰ號礦化帶中的Ⅰ號礦床以及Ⅱ號礦床（見圖1和圖2），Ⅰ礦床主要產于細碧巖與石英角斑質凝灰巖之間,其主要的礦物質元素是Cu一Zn，礦石產物包括閃鋅礦、黃鐵礦、黃銅礦等，這些礦石呈現為塊狀或層紋狀，脈石礦物較少，重晶石也很少見；Ⅱ礦床產自于石英角斑質凝灰巖中,底板有一層較薄的細碧巖,化學元素較多，主要包括Ba一Zn一Pb一Cu一Ag一Au等，包括方鉛礦、重晶石、閃鋅礦等，具有條狀礦石，包括絹云母、石英等。但是在過去Ⅰ號與Ⅱ號礦床被認定為同礦體的分開兩個部分。但實則不然，二者有著明顯的區別。

圖2 阿舍勒礦區5線剖面圖

2 硫同位素地球化學

通過對阿舍勒銅礦硫和圍巖硫同位素構成趨勢來看，其整體上是呈現曲線塔式分布特點，通過對比分析可以發現Ⅰ礦床和Ⅱ礦床之間有著很大的差別，Ⅰ礦床和英角斑質凝灰巖十分接近，但是和黃天礦相差較大，這就表示銅礦硫和酸性火山巖硫來源大致相同。通過圖1和圖2可以看到礦床當中帶有一層的凝灰巖，并在火山噴氣作用下產生了鐵碧玉等噴氣巖。

而火山噴氣會快速產生大量的硫，具有關調查發現，火山噴發的SO2一天可以達到5000t以上，這也有利于硫堆的形成。而Ⅱ礦床硫化物數值變化較大，相比Ⅰ礦床要高出5倍，這就表示出了火山外還有其他因素導致硫的出現和堆積，很有可能是火山和海水共同提供硫元素。

通過調查分析可知，如果S值從高到低依次為黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦時，則可以達到平衡共生，但是阿舍勒通常表現為不平衡情況。導致這一問題可能是兩方面原因，第一個是火山噴氣因為巖漿熱量所致的，導致硫化沉淀出現了非平衡；第二個是隨著英安斑巖的持續侵入，加熱變質的作用導致硫化物出現了脫硫情況，活性增加會加速丟失，造成礦體上部的S值偏高。主要的因素是和英安斑巖熱變有著直接關系。

3 鉛同位素地球化學

通過調查鉛同位素相關資料和文獻可以證明阿舍勒Ⅰ礦床和Ⅱ礦床具備不同礦物質來源。對表面結構圖可以發現Ⅰ礦床和Ⅱ礦床的樣品都在不同區域中呈現，Ⅰ礦床和火山巖很相近，Ⅱ礦床和酸性火山巖分布形態、范圍更加接近。Ⅰ礦床的主要物質是銅，而細碧巖恰恰具備低銅含量的特性，表示在礦床中的銅已經從細碧巖轉入到了礦體當中，Ⅱ礦床在酸性的火山巖當中，酸性條件下會呈現出更多的鉛，但是會減少銅的含量，所以Ⅱ礦床整體上成纖維鉛多銅少的態勢，與Ⅰ礦床銅多鉛少有著明顯特征。

通過鉛同位素資料還能夠挖掘成礦時代與環境，通過分析可知，阿舍勒礦區中的大部分巖石、礦石樣品的階段年齡都在320Ma～410Ma之間，和Rb一Sr、Sm一Nd等時線和古生物資料所反映的泥盆世相吻合。但也有特殊點，也就是酸性火山巖的年齡更大。從礦床實際表現來看，基性、酸性火山巖二者整體在呈現雙峰形態，在鉆孔當中隨處可見兩種火山巖，所以時代年齡表現應該一致。之所以Ⅰ礦床和Ⅱ礦床的鉛表現如此大的差異，可能是由于二者源有著不同反應，源區鉛位素構成變化相對較大，而這種不均性會造成地幔柱貫穿不同深度地殼、地幔當中，從而造成此類情況，也就是酸性鹽是殼源、基性巖是幔源，兩種巖漿房或源區被同構造的體系貫穿，再加上不同起源深度巖漿融合再噴發，從而形成導致基性巖和酸性巖中出現了不同的微量元素。

4 結語

總而言之，通過調查結果表明，Ⅰ礦床金屬元素與細碧巖同源、Ⅱ礦床則來自火山噴氣或酸性火山巖。硫源分析中，Ⅰ礦床主要是火山噴氣，Ⅱ是火山和海水共同作用。但也不能認為兩個礦床是因為褶皺而分開出兩個部分，更多是表現兩種礦化結果。Ⅰ礦床更多是深層的大礦，Ⅱ礦床更多是小層的淺礦。金屬元素主要是來自圍巖，通過水巖反應得出，硫更多是通過火山噴氣給予，氣體進入到鹵水池從而形成沉淀，最后成礦。建議在采礦當中需要找到基性巖、酸性鹽中的Cu一Zn富礦體、石英角斑質凝灰巖之中的多金屬重晶石礦體、細碧巖之中的銅礦化。