新疆東天山三岔口西銅礦床成礦流體特征及礦床成因

魏 軍

（新疆地礦局第二區域地質調查大隊，新疆 昌吉 831100）

新疆東天山三岔口西銅礦床位于覺羅塔格島孤帶的東北部邊緣，北側以康古爾-鏡爾泉斷裂作為深大斷裂為邊界，南側與阿其克-庫都克斷裂相鄰，區域內的構造呈現東西側展布，主要是斷裂構造。該銅礦床出露的地層主要包括中石炭統梧桐窩子組和下石炭統干洞組，中石炭統梧桐窩子組是由石英角斑巖和角斑巖組成的火山巖系，而下石炭統干洞組是由石英巖、淺變質石英砂巖、板巖等組成的碎屑巖系。

鄧莉明等人[1]研究了新疆東天山阿奇山鉛鋅礦床成礦物質來源及礦床成因，新疆東天山阿奇山鉛鋅礦床的礦體賦存于下石炭統雅滿蘇組第四巖性段中，主要會受到該區域的地層控制，礦化類型為浸染狀和細脈狀，結果顯示，阿奇山鉛鋅礦床中，礦石硫化物的δ34S 值分布在-1.6‰～-7.3‰之間，14 件礦石圍巖樣品206Pb/204Pb，207Pb/204Pb和208Pb/204Pb 值 的 變 化 范 圍 分 別 為18.112～18.427，15.553～15.646 和37.980～38.441，根據新疆東天山阿奇山鉛鋅礦床的鉛構造模式圖解以及參數綜合分析，表明礦床中的鉛來自于殼幔物質混合，阿奇山鉛鋅礦床可能屬于火山熱液型礦床。

新疆東天山三岔口西銅礦床的成因是在21 世紀80 年代中期發現的，當時針對礦床成因就存在兩種不同的觀點，一種說法是斑巖銅礦，一種是熱液銅礦。20 世紀88 年到89 年間，有關學者對新疆東天山三岔口西銅礦床進行了專題研究，大多數學者都同意是熱液銅礦[2]。新疆東天山三岔口西銅礦床雖然與斑巖銅礦之間存在很多相似的地方，比如受到深大斷裂控制并產于島孤帶，含礦主巖都是英云閃長斑巖和石英閃長玢巖，但是除了這些以外的其他特征與斑巖銅礦存在很多不同之處。

1 新疆東天山三岔口西銅礦床成礦流體特征

1.1 成礦地質背景

新疆東天山三岔口西銅礦床的斷裂處于哈薩克斯坦板塊與塔里木板塊到準噶爾板塊之間的分界斷裂，但是還屬于赤湖一土屋一延東一紅嶺一小熱泉子銅成礦帶的邊界處南側，斷裂的南側緊挨著阿其克-庫都克斷裂，新疆東天山三岔口西銅礦床的成礦區域內，在構造線上呈現近東西展布，構造上主要是斷裂構造，如圖1 所示。

圖1 新疆東天山三岔口西銅礦礦區地質圖

新疆東天山三岔口西銅礦床屬于海西期中期侵入的一種復式巖體，整個銅礦床的出露面積大約在65 平方千米左右，新疆東天山三岔口西銅礦床賦存于斜長花崗巖體的邊緣位置。新疆東天山三岔口西銅礦床的含礦巖體鋯石SHRIMPU-Pb 同位素在278Ma 左右，全巖Rb-Sr 等時線年齡為276Ma，新疆東天山三岔口西銅礦床的成巖時代屬于早二疊世。

新疆東天山三岔口西銅礦床礦體受到礦床構造的控制非常明顯，在形態上大多呈現出脈狀、板狀或透鏡狀。新疆東天山三岔口西銅礦床的產狀與整個區域的構造線在方向上是一致的，主要受到次一級構造的破碎帶控制，在巖體走向上以北東向-南西向為主，規模上相對比較懸殊。

新疆東天山三岔口西銅礦床的礦體受到構造的控制非常明顯，新疆東天山三岔口西銅礦床的產狀主要受到次一級構造破碎帶的控制，新疆東天山三岔口西銅礦床的礦體長度在10m 到100m 之間，厚度一般在1 米到10 余米之間。新疆東天山三岔口西銅礦床的礦石礦物成分主要是鋅銅礦、黃鐵礦、輝銅礦、黃銅礦、斑銅礦等，在最近幾年的研究中發現了新疆東天山三岔口西銅礦床與黃銅礦共生的紅輝沸石。

1.2 流體包裹體類型

根據新疆東天山三岔口西銅礦床在含礦石英脈中的流體包裹體具有均一方式、氣液比的特點，可以將新疆東天山三岔口西銅礦床中的流體包裹體分為氣型-液型包裹體、少量純液相包裹體兩類，兩類包裹體占所有流體包裹體總量的90%以上，主要特點是氣液比在3%～7%之間。新疆東天山三岔口西銅礦床在成礦時的流體溫度都比較低，可以反映出新疆東天山三岔口西銅礦床的成礦作用發生在巖漿期后熱液活動的晚期。從電子顯微鏡下觀察可知，新疆東天山三岔口西銅礦床的含礦石英脈中包裹體個體比較小，在形態上也呈現出渾圓狀，極少數都是不規則的形狀，大小上在3μm～10μm 之間，明顯反映出熱液成礦的特點。

1.3 氣液相成分

采用含礦英脈樣品分析新疆東天山三岔口西銅礦床包裹體的氣相和液相成分，在包裹體的液相成分中，主要的陽離子有Ca2+、Na+，其次是Mg2+、K+，然而Na+的含量遠遠大于K+的含量，主要的陰離子為HCO-3，其次為堿金屬離子Cl-、K+、Na+，并且K+的含量遠遠小于的Na+含量，這一比例導致了新疆東天山三岔口西銅礦床堿質蝕變，尤其是鉀化的強度也比較弱。

1.4 成礦溫度、鹽度

本文研究的重點是測定新疆東天山三岔口西銅礦床含礦石脈中包裹體的系統均一溫度，一共獲得13 個均一溫度數據，溫度的變化范圍在140℃～279℃之間，溫度平均值大約為210℃，新疆東天山三岔口西銅礦床的主要成礦時期是在中～低溫熱液條件下進行的，這一現象完全符合包裹體表現出的體積小、數量少、氣液比低及出現少量純液相包裹體的現象，與新疆東天山三岔口西銅礦礦區大面積發生的中低溫蝕變綠泥石化、綠簾石化、絹云母化、硅化相一致。

根據新疆東天山地區地質礦產研究所在1990 年對三岔口銅礦床流體包裹體在含鹽度方面的測定，一共獲得50 多個數據，三岔口銅礦床的成礦流體鹽度變化在4%～23%之間，大多數礦區的鹽度都小于10%，平均鹽度值大約在9.2%，說明新疆東天山三岔口西銅礦床中成礦流體的鹽度比較低，遠遠低于斑巖銅礦床成礦流體的含鹽度。

2 新疆東天山三岔口西銅礦床成因

2.1 硫同位素組成及硫源

新疆東天山三岔口西銅礦床中，不同類型的礦石主要礦物為黃銅礦和黃鐵礦。選擇了黃銅礦和黃鐵礦中純度大于99%的六件樣品，經過實驗測試δ34S 的變化范圍在1.43‰～1.72‰之間，六件樣品的δ34S 在新疆東天山三岔口西銅礦床中的分布屬于正態分布規律，具有明顯的塔式效應。從新疆東天山三岔口西銅礦床中礦物的同位素組成上看，表現出非常強的幔源硫特點。

2.2 氧同位素組成及熱液來源

新疆東天山三岔口西銅礦床中，礦物的氧同位素組成主要受礦物的結晶溫度、同位素組成以及變換程度的影響。利用與金屬硫化物共生的脈狀石英樣品，測定了同位素組成情況，計算了新疆東天山三岔口西銅礦床的氧同位素組成情況。如表1 所示。

表1 新疆東天山三岔口西銅礦床的氧同位素組成情況

2.3 鉛同位素組成及礦質來源

鉛同位素組成在新疆東天山三岔口西銅礦床研究中屬于成礦物質的主要來源，為了研究新疆東天山三岔口西銅礦床成礦物質的來源以及成礦作用發生的時間，測定了礦物的鉛同位素組成情況，結果如表2 所示。

表2 礦物的鉛同位素組成情況

分析表2 的結果可知，新疆東天山三岔口西銅礦床中鉛同位素的組成變化比較大，在同一個礦體范圍內，鉛同位素的組成變化率遠遠大于1%，超出了最大變化范圍，具有異常組成特征。由此可見，新疆東天山三岔口西銅礦床的成礦物質來源不僅與殼源及殼幔混源有關，還與巖漿活動的幔源有關，這一結果與礦床產出的大地構造環境相吻合。

3 結束語

本文提出了新疆東天山三岔口西銅礦床成礦流體特征及礦床成因，根據新疆東天山三岔口西銅礦床的成礦地質背景，分析了新疆東天山三岔口西銅礦床成礦流體特征，結合新疆東天山三岔口西銅礦床成因，提高了新疆東天山三岔口西銅礦床的硫逸度，為新疆東天山三岔口西銅礦床研究提供了理論基礎。