蔣忠祥，何 躍，屈李華，孟盛向

(1.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局地球物理化學(xué)探礦大隊，新疆昌吉 831100；2.新疆地礦投資(集團)有限責(zé)任公司,新疆烏魯木齊 830000)

0 引言

中亞成礦域環(huán)巴爾喀什-西準(zhǔn)噶爾成礦省成礦類型豐富多樣，已在哈薩克斯坦境內(nèi)北巴爾喀什成礦帶發(fā)現(xiàn)科翁臘德、阿克斗卡、科克賽、薩亞克等世界級斑巖型礦床，在新疆西準(zhǔn)噶爾巴爾魯克地區(qū)先后發(fā)現(xiàn)了蘇云河鉬礦、加曼鐵列克得銅礦、石屋銅金礦等斑巖型礦床，為研究巴爾喀什斑巖型成礦帶是否延伸至我國新疆西準(zhǔn)噶爾一帶提供了新的研究對象。眾多學(xué)者對以上兩個成礦帶進行了研究，王隆平(2001)研究中亞地球物理場分布規(guī)律，認為二級構(gòu)造系控制了中亞地區(qū)的超大型多金屬成礦??；李明等(2007)認為，哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾環(huán)狀磁力異常帶構(gòu)造控制了哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾環(huán)狀斑巖型銅鉬礦帶的形成；肖文交等(2008)認為中亞成礦域是受古亞洲洋演化控制的古生代構(gòu)造-巖漿-成礦帶；陳宣華等(2011)提出，中亞成礦域邊緣發(fā)育島弧巖漿作用的幾個復(fù)背斜和復(fù)向斜(盆地)的核部構(gòu)成了巴爾喀什成礦帶和西準(zhǔn)噶爾成礦帶的內(nèi)核；薛春紀(jì)等(2010)、董連慧等(2013)、黃鵬輝等(2016)、席曉鳳和馬珉藝(2019)等認為哈薩克斯坦環(huán)巴爾喀什地區(qū)的斑巖型銅鉬礦床和我國巴爾魯克山一帶的斑巖型礦床，都與晚古生代的大規(guī)模構(gòu)造-巖漿活動有關(guān)，構(gòu)造-巖漿活動為斑巖型礦床形成提供了有利的構(gòu)造背景和物質(zhì)來源；申萍等(2015)認為環(huán)巴爾喀什-西準(zhǔn)噶爾成礦省有九類成礦系統(tǒng)，哈薩克斯坦三條成礦帶向東延伸進入新疆西準(zhǔn)噶爾；宮麗明(2015)對西準(zhǔn)-環(huán)巴爾喀什成礦帶斑巖型銅礦的遙感信息進行對比研究，總結(jié)了西準(zhǔn)噶爾地區(qū)和中亞典型斑巖銅礦影像特征規(guī)律；黃鵬輝等(2016)的巖石地球化學(xué)與同位素示蹤等研究，表明新疆西準(zhǔn)噶爾地區(qū)花崗巖類的源區(qū)和虧損地幔組分與中亞造山帶的花崗巖類具有親緣關(guān)系；高俊等(2019)提出的“殘余洋中脊俯沖+預(yù)富集基性下地殼熔融”模型則揭示了哈薩克斯坦成礦省巴爾喀什-西準(zhǔn)噶爾成礦帶科翁臘德、阿克斗卡與新疆西準(zhǔn)噶爾的包古圖等斑巖銅礦在晚石炭世集中成礦。前人在新疆西準(zhǔn)噶爾達爾布特-廟爾溝一帶對斑巖型礦床的成礦地質(zhì)背景進行了大量研究工作，但對巴爾魯克一帶斑巖體的巖石成因、源區(qū)特征和構(gòu)造背景等還缺乏深入的研究和探討，特別是缺少地球物理場的分析，從而制約了對整個西準(zhǔn)噶爾成礦帶的識別。

本文在典型礦床研究和前人成果認識基礎(chǔ)上，重點研究巴爾魯克山西段區(qū)域重力成果，針對蘇云河鉬礦含礦巖體開展重力三維反演，從構(gòu)造環(huán)境、含礦巖體、成礦年齡等方面對比分析了蘇云河鉬礦與阿克斗卡銅礦的相似性，從成礦系統(tǒng)的角度來探討北巴爾喀什與巴爾魯克成礦帶的對接，以期為新疆西準(zhǔn)噶爾地質(zhì)找礦突破提供新的地質(zhì)認識。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

蘇云河鉬礦位于新疆巴爾魯克山西段的裕民縣境內(nèi)，目前已探明鉬金屬量約57萬噸，是西準(zhǔn)噶爾地區(qū)最大的斑巖型鉬礦床。礦床位于謝米斯臺晚古生代島弧帶中的巴爾魯克-北塔山古生代復(fù)合島弧帶內(nèi)，區(qū)內(nèi)多期次構(gòu)造活動強烈，褶皺、斷裂發(fā)育，為礦床的形成提供了良好的儲存、運移空間(任燕等，2013)。

區(qū)域主要出露中泥盆統(tǒng)巴爾魯克組、上泥盆統(tǒng)鐵列克提組地層。中泥盆統(tǒng)巴爾魯克組巖性以晶屑巖屑凝灰?guī)r、凝灰?guī)r為主，共分出三個巖性段十三層，其中第二巖性段為礦區(qū)內(nèi)主要含礦層位。上泥盆統(tǒng)鐵列克提組地層巖性以凝灰質(zhì)粉砂巖及凝灰?guī)r礫狀砂巖為主。

區(qū)域內(nèi)侵入巖發(fā)育，類型齊全，從超基性到酸性均有分布，以中酸性巖類為主，形成時代大多為石巖紀(jì)。巖體規(guī)模一般不大，多呈巖株、巖枝、巖墻、巖脈產(chǎn)出。石炭紀(jì)中酸性巖主要由閃長巖、石英閃長巖、石英閃長玢巖、花崗閃長巖、二長花崗巖、花崗斑巖組成。阿克圖約克巖體和加曼鐵列克得巖體為石炭紀(jì)石英閃長巖，侵位于中-上泥盆統(tǒng)地層中，巖性主要為鉀化石英閃長巖和高嶺土化石英閃長巖，在巖體邊緣產(chǎn)有配種站銅礦和加曼鐵列克得銅礦。石炭紀(jì)二長花崗斑巖呈不規(guī)則巖株狀產(chǎn)出，規(guī)模不大，圍巖角巖化強烈，蘇云河鉬礦產(chǎn)于該巖體與圍巖的接觸部位(宋必耀和鄭國平，2019)。除此之外，其余的二長花崗斑巖大多呈脈狀產(chǎn)出(圖1)。

圖1 巴爾魯克山西段構(gòu)造位置(a，據(jù)Xiao et al.,2009修編)及區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)圖(b，據(jù)①修編)

區(qū)內(nèi)巴爾魯克大斷裂形成于石炭紀(jì)，屬高角度逆沖斷層，兼左行走滑性質(zhì)，形成于擠壓扭動環(huán)境，切割中泥盆統(tǒng)巴爾雷克組、上泥盆統(tǒng)鐵列克提組。沿斷裂帶發(fā)育有石炭紀(jì)超基性-中性侵入巖體及酸性淺成斑巖體。

2 成礦單元劃分

新疆西準(zhǔn)噶爾地區(qū)是中亞造山帶的重要組成部分，向西與哈薩克斯坦境內(nèi)的巴爾喀什湖斑巖成礦帶相銜接②。該帶礦產(chǎn)極為豐富，已發(fā)現(xiàn)有科翁臘德銅鉬礦、莎亞克鐵銅礦、阿克斗卡銅礦、蘇云河鉬礦、齊依求金礦等(圖2)。

研究區(qū)位于巴爾喀什-準(zhǔn)噶爾古生代成礦帶內(nèi)③(丁建華等，2016)。吳楚等(2016)將巴爾喀什-準(zhǔn)噶爾古生代成礦帶劃分為3個成礦亞帶：(1)波謝庫爾-薩吾爾成礦帶；(2)北巴爾喀什-巴爾魯克成礦帶；(3)科翁臘德-包古圖成礦帶。其中，蘇云河鉬礦、加曼鐵列克德銅礦、石屋銅金礦與哈薩克斯坦境內(nèi)的阿克斗卡銅礦同屬北巴爾喀什-巴爾魯克斑巖成礦帶。

3 礦床地質(zhì)特征

礦床賦礦地層為中泥盆統(tǒng)巴爾雷克組。巖性為灰色、灰綠色中性巖屑凝灰?guī)r夾凝灰?guī)r砂巖、鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、復(fù)理石、碧玉透鏡體；侵入巖為石炭紀(jì)二長花崗斑巖。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，四條北東東向主干斷裂(F1～F4)是礦區(qū)的重要的導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造，控制了鉬礦化蝕變帶的空間分布范圍、深部延伸規(guī)模及蝕變強度，其派生的次級斷裂則控制著礦體的空間展布形態(tài)(見圖3)。

區(qū)內(nèi)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號華力西期二長花崗斑巖體，呈巖株狀侵位于中泥盆統(tǒng)地層中，地表出露面積分別為0.075、0.07、0.03 km2。淺表巖性為鉀化二長花崗斑巖，隨深度增加斑巖構(gòu)造形跡逐漸減弱(楊猛等，2015；董少鋒等，2016)，巖體最終轉(zhuǎn)變?yōu)橹屑毩；◢弾r。

圖3 蘇云河鉬礦礦床地質(zhì)圖(據(jù)①修編)

鉬礦體在二長花崗巖、二長花崗斑巖中均有發(fā)現(xiàn)，礦化蝕變以褐鐵礦化、黃鐵礦化、硅化等為主。已發(fā)現(xiàn)的鉬礦化蝕變帶均位于次生斷裂之間，3條蝕變帶長約800～3200 m，寬600～900 m。其中，在Ⅰ號巖體蝕變帶中圈出鉬礦體7條，長200～600 m，厚1.44～202.86 m；圈出鎢鉬共生礦體3條，長150～165 m，寬1.33～4.22 m；賦礦巖石為角巖化凝灰?guī)r和中-基性角巖。礦體呈環(huán)形分布于含礦斑巖體與圍巖的外接觸帶，地表出露位置相對集中，除Ⅰ斑巖體外，Ⅱ、Ⅲ號斑巖體的礦化蝕變也有此特征。

礦石礦物主要為輝鉬礦、黃鐵礦、白鎢礦，及少量的黃銅礦、磁鐵礦和赤鐵礦。輝鉬礦呈片狀、鱗片狀或呈薄脈狀分布于含礦巖石的裂隙面，主要產(chǎn)出在石英等脈石礦物的顆粒間。脈石礦物主要有石英、長石、黑云母、角閃石、絹云母等。礦石結(jié)構(gòu)主要有鱗片-片狀自形晶、殘余、交代溶蝕等；輝鉬礦化有浸染狀、網(wǎng)脈狀和網(wǎng)脈浸染狀等結(jié)構(gòu)。

圍巖蝕變主要有絹云母化、高嶺土化、綠泥石化、綠簾石化、鉀長石化、硅化、角巖化、絹云巖化、碳酸巖化等。蝕變分帶現(xiàn)象不明顯，僅硅化有強弱之分。在巖體邊緣，角質(zhì)化強度逐漸減弱，從圍巖中消失。由于角質(zhì)化強度不同，角化巖石可分為灰色中基性角質(zhì)巖和淺灰色及灰色角化凝灰?guī)r，它們之間沒有明顯的接觸邊界，呈逐漸接觸狀態(tài)。

4 地球物理特征

研究區(qū)內(nèi)高磁異常位于較平緩正磁異常背景場中，長約5100 m，寬約2900 m，東西向展布，形態(tài)呈近圓形，正磁異常峰值1202 nT，具多個異常峰值。異常主體位于石炭紀(jì)石英閃長巖體之上，石英閃長巖體侵位于中上泥盆統(tǒng)地層中，該巖體為復(fù)式巖體。加曼鐵列克提銅礦、配種站銅礦就產(chǎn)于該巖體內(nèi)，前人認為加曼鐵列克得銅礦的含礦巖體為二疊紀(jì)巖體，成巖年齡為晚石炭世(董少峰等，2016；崔玉寶等，2017；胡洋等，2018)(圖4c、4d)。

圖4 巴爾魯克山西段重力和磁法異常平面圖

研究區(qū)重力異常表現(xiàn)為大面積平緩變化的低值區(qū)，呈面狀東西向展布，寬約18 km、長約21 km，異常最低值為-131.4×10-5m/s2，變化范圍達19×10-5m/s2。蘇云河鉬礦處的重力低異常非常明顯，呈橢圓形，東西長約10 km，南北長約7 km，異常疊加于重力低背景場中，依據(jù)異常形態(tài)大致可以推斷隱伏蘇云河巖體的空間賦存狀態(tài)(圖4a、4b)。該異常南部有兩處突出明顯疊加有淺源低密度地質(zhì)體，剩余異常反映更加明顯，對應(yīng)于加曼鐵列克得巖體的兩處分支。重力異常與礦產(chǎn)有著直接或間接的關(guān)系，蘇云河鉬礦、配種站銅礦和加曼鐵列克得銅礦位于重力低異常上。低緩的重力場反映了區(qū)內(nèi)穩(wěn)定沉積環(huán)境，局部的重力異常與構(gòu)造變動和巖漿巖的侵入密不可分。

巴爾魯克山西段在晚石炭-早二疊世時期，處于增生造山向山彎構(gòu)造的轉(zhuǎn)換過程中，我國中天山-伊犁南緣-吉爾吉斯北天山-中哈薩克斯坦-科克切塔夫-成吉思巨型巖漿弧發(fā)生彎曲，呈現(xiàn)出馬蹄形構(gòu)造，并在山彎構(gòu)造內(nèi)側(cè)西準(zhǔn)噶爾地區(qū)形成圈閉的西準(zhǔn)噶爾洋殘余盆地(高俊等，2019)。這在布格重力場中表現(xiàn)為大面積低緩重力低特征，證實了巴爾魯克山西段在晚石炭世時處于俯沖拉伸相關(guān)的島弧環(huán)境，為西準(zhǔn)地區(qū)構(gòu)造單元劃分和演化提供了地球物理證據(jù)(圖5)。

圖5 晚石炭世西準(zhǔn)噶爾殘余洋脊俯沖的平面示意圖(據(jù)Xiao et al.,2010修編)

期間西準(zhǔn)噶爾殘余洋中脊的俯沖伴隨熾熱軟流圈上涌，高溫巖漿巖和中基性巖墻群的同步共生，新生基性地殼隨之熔融，形成含銅斑巖巖漿，另外長期演化的巖漿弧也使地殼厚度持續(xù)增加，最終形成斑巖體，為斑巖型礦產(chǎn)形成提供了物質(zhì)條件(董連慧等，2009；黃鵬輝等，2016；吳楚等，2016)。含礦斑巖體在重力場中通常表現(xiàn)為圈閉的疊加重力異常，蘇云河含礦巖體的重力異常即表現(xiàn)為該特征(圖4b)。

區(qū)內(nèi)剩余異常均呈橢圓形，東西向展布，面積約38 km2。異常范圍大且幅值較低，異常值最低約為-6.4×10-5m/s2，異常等值線邊部密集，中心相對疏緩，為規(guī)模較大地質(zhì)體的重力異常特征反映。

由物性統(tǒng)計結(jié)果可知④，晚石炭世侵入的二長花崗巖的密度小于2.4×103kg/m3，中泥盆統(tǒng)巴爾雷克組地層密度約為2.63×103kg/m3，可以明確重力低異常是由以二長花崗巖為主的蘇云河侵入巖體引起(張明君和嚴加永，2014)。該巖體地表出露面積較廣泛，引起重力異常規(guī)模大、幅值較高，重力梯度較大，表明該巖體深部巖基規(guī)模巨大。上延2000 m，異常仍然存在，表明其延深明顯增大。

從重磁正演擬合結(jié)果來看，蘇云河巖體寬度超過9 km，花崗巖一般呈無磁性或弱磁性，這與航磁異常所反映磁異常特征較為吻合。加曼鐵列克得巖體也具有一定的規(guī)模，產(chǎn)狀為向南緩傾，依據(jù)磁異常特征，推斷巖體的北段還存在一個隱伏的中基性巖體(圖6)。

圖6 蘇云河巖體重磁聯(lián)合正演擬合圖

蘇云河巖體規(guī)模較大，采用5000 m×5000 m窗口進行了剩余異常分離，并使用EMIGMA軟件進行了重力位場的三維反演(何敬梓等，2015)，對蘇云河巖體的空間賦存狀態(tài)進行大致的判斷。蘇云河巖體初始模型長7 km，寬3.5 km，高3 km，巖體密度2.5×103kg/m3，圍巖密度2.67×103kg/m3。從反演結(jié)果來看，蘇云河巖體呈平躺“梨形”,東西長約9.4 km，南北寬約3 km，垂向延伸較大，底板埋深最小2.2 km，最大可達7.3 km，巖體向北西向緩傾側(cè)伏，向北有一明顯分支(圖7)。

圖7 蘇云河巖體重力場三維反演結(jié)果圖

蘇云河鉬礦成礦與二長花崗斑巖關(guān)系密切，圈出的礦體均分布在巖體邊部及圍巖中。但地表出露的Ⅰ、Ⅱ號華力西期二長花崗斑巖體，面積僅為0.075、0.07 km2。重力成果顯示深部花崗巖體規(guī)模巨大，具有非常優(yōu)越的成礦條件。

5 境外斑巖型礦床對比研究

巴爾魯克山地區(qū)在地理位置上緊鄰世界著名的北巴爾喀什斑巖型成礦帶，有學(xué)者認為新疆西準(zhǔn)噶爾地區(qū)構(gòu)造單元可與哈薩克斯坦境內(nèi)的構(gòu)造單元相連(申萍等，2015；吳楚等，2016)。因此，開展蘇云河鉬礦與阿克斗卡銅礦的對比研究，對查明巴爾魯克山地區(qū)的成礦條件、地球物理背景等具有重要的意義，為哈薩克斯坦巴爾喀什成礦帶向東延伸到中國境內(nèi)提供重要依據(jù)。

從表1可以看出，上述兩處礦床具有類似的特點，表現(xiàn)為：(1)構(gòu)造背景類似均為火山弧環(huán)境；(2)成礦物質(zhì)來源均為殼幔混合源；(3)巖石類型均為高鉀鈣堿性I型花崗巖；(4)含礦巖體巖性類似，都與晚石炭世巖漿活動有關(guān)；(5)地球物理特征相似，均反映了含礦巖體特征。這些特征表明，巴爾魯克山區(qū)與北巴爾喀什斑巖型成礦帶在成礦條件、地球動力學(xué)背景具有可對比性。

表1 蘇云河鉬礦與阿克斗卡銅礦成礦條件對比表

6 結(jié)論

(1)研究區(qū)存在的大面積平緩變化的重力場反映了西準(zhǔn)噶爾洋殘余盆地的重力特征，證實了巴爾魯克山西段在晚石炭世時處于俯沖拉伸相關(guān)的島弧環(huán)境。

(2)與蘇云河鉬礦成礦有關(guān)的二長花崗斑巖在地表出露面積較小，重力成果顯示深部存在規(guī)模巨大的隱伏酸性巖體，巨型巖體的存在表明深部存在廣闊的找礦空間。

(3)對比分析認為新疆西準(zhǔn)噶爾地區(qū)蘇云河鉬礦與哈薩克斯坦境內(nèi)的阿克斗卡銅礦同屬一條斑巖型成礦帶，為哈薩克斯坦巴爾喀什成礦帶向東延伸到中國境內(nèi)提供了相應(yīng)的證據(jù)。

致謝論文編寫過程中引用了新疆西準(zhǔn)噶爾地區(qū)的區(qū)域地質(zhì)、礦床地質(zhì)、地球物理資料以及新疆礦產(chǎn)資源潛力評價項目部分成果，在此對相關(guān)地質(zhì)工作者表示感謝！誠摯感謝匿名評審專家及責(zé)任編輯對本文的認真審閱。

[注 釋]

① 新疆地礦局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊.2014.新疆裕民縣蘇云河鉬礦普查報告[R].

② 新疆地質(zhì)調(diào)查院.2002.中國新疆及周邊鄰國毗鄰地區(qū)成礦帶對比研究專題報告[R].

③ 新疆地質(zhì)調(diào)查院.2000.新疆維吾爾自治區(qū)北部境內(nèi)外準(zhǔn)噶爾-阿爾泰山地區(qū)遙感對比解譯及成礦預(yù)測報告[R].

④ 新疆地礦局物化探大隊.2017.新疆裕民縣蘇云河-托里縣阿克塔斯一帶1:5萬綜合物探普查報告[R].