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-宣揚(yáng)地學(xué)成果，傳播勘查技術(shù)方法- 點(diǎn)擊上方“覆蓋區(qū)找礦”，關(guān)注更精彩！ 西天山構(gòu)造演化與優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)成礦規(guī)律 張連昌1,2，馮京3，李平3，朱明田1，董志國(guó)1，高炳宇1，張新1，王長(zhǎng)樂(lè)1，陳博4，計(jì)文化4 1 中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，中國(guó)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 2 中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 3 新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局 4 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心 作者簡(jiǎn)介：張連昌，研究員，博士生導(dǎo)師，礦床地質(zhì)專(zhuān)業(yè)。 西天山造山帶為中亞造山區(qū)的重要組成部分。西天山地區(qū)洋陸轉(zhuǎn)換構(gòu)造發(fā)育、巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈、成礦條件優(yōu)越，是斑巖型銅金礦、淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V、造山帶型金礦、火山-沉積巖型鐵錳礦和海底噴流沉積型鉛鋅礦床等優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)的集中產(chǎn)區(qū)。近20年來(lái)，西天山地質(zhì)構(gòu)造演化和成礦作用受到地質(zhì)學(xué)家的廣泛重視，區(qū)域構(gòu)造演化、巖漿活動(dòng)和找礦預(yù)測(cè)方面已取得了一系列重大進(jìn)展。為了提升區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造演化認(rèn)識(shí)，更好的指導(dǎo)礦產(chǎn)勘查，需要對(duì)近年來(lái)取得的新成果和亟待解決的問(wèn)題進(jìn)行梳理，進(jìn)一步研究西天山地區(qū)鐵錳鉛鋅銅等大宗優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)的成礦條件及展布規(guī)律、深化區(qū)域構(gòu)造演化與大宗優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)成礦規(guī)律的認(rèn)識(shí)，具有極其重要意義。本文通過(guò)對(duì)區(qū)域地質(zhì)背景、沉積建造、巖漿演化、成礦地質(zhì)特征與物質(zhì)來(lái)源、控礦因素等方面資料的綜合研究，認(rèn)為西天山造山帶從前寒武紀(jì)到晚古生代經(jīng)歷了古陸邊緣裂解、洋-陸俯沖增生、陸-陸碰撞及后造山伸展等地質(zhì)過(guò)程；與此相應(yīng)形成了（1）前寒武紀(jì)古陸邊緣裂陷盆地環(huán)境的哈爾達(dá)坂鉛鋅成礦帶、（2）與古生代洋-陸俯沖、碰撞-碰撞后伸展環(huán)境有關(guān)的博羅科努金銅鉛鋅多金屬成礦帶、（3）與晚古生代島弧-弧后盆地有關(guān)的阿吾拉勒鐵多金屬成礦帶和（4）古生代島弧那拉提金銅多金屬成礦帶，在此基礎(chǔ)上建立了西天山主要成礦區(qū)帶的成礦模式，厘定了與西天山沉積建造-構(gòu)造活動(dòng)-巖漿活動(dòng)有關(guān)的成礦序列，總結(jié)了西天山鐵銅鉛鋅金等優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)時(shí)空結(jié)構(gòu)模型。本文研究成果為進(jìn)一步總結(jié)區(qū)域礦產(chǎn)成礦規(guī)律和指導(dǎo)新一輪找礦提供了理論依據(jù)。1 區(qū)域地質(zhì)與礦產(chǎn)概況2.1 哈爾達(dá)坂前寒武紀(jì)鉛鋅成礦帶3 西天山區(qū)域構(gòu)造演化與成礦規(guī)律3.1 區(qū)域沉積建造?構(gòu)造?巖漿活動(dòng)及其成礦序列3.2 區(qū)域構(gòu)造演化對(duì)區(qū)域成礦的控制西天山造山帶為中亞造山區(qū)的重要組成部分，主要由古生代陸緣巖系、洋殼殘片、前寒武紀(jì)微陸塊結(jié)晶基底等拼貼增生而成，其構(gòu)造特征與天山洋盆演化密切相關(guān)。西天山地區(qū)洋陸轉(zhuǎn)換構(gòu)造發(fā)育、巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈、成礦條件優(yōu)越，是斑巖型銅金礦、淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V、造山帶型金礦、火山-沉積巖型鐵錳礦和海底噴流沉積型鉛鋅礦床等優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)的集中產(chǎn)區(qū)。近20年來(lái)，西天山地質(zhì)構(gòu)造演化和成礦作用受到地質(zhì)學(xué)家的廣泛重視，區(qū)域構(gòu)造演化、巖漿活動(dòng)和找礦預(yù)測(cè)方面已取得了一系列重大進(jìn)展，但同時(shí)也存在一些亟待解決的問(wèn)題。如晚古生代西天山的構(gòu)造背景是裂谷還是活動(dòng)陸緣一直存在爭(zhēng)議。最近有學(xué)者提出天山地區(qū)在400~330Ma期間記錄了一個(gè)海山改造的造山過(guò)程，330Ma后轉(zhuǎn)變?yōu)檎８_并伴隨有大規(guī)模巖漿活動(dòng)和高壓巖石折返的新認(rèn)識(shí)。同時(shí)在成礦作用方面也存在一些不同的認(rèn)識(shí)，如卡特巴阿蘇金礦是造山帶型還是斑巖型，式可布臺(tái)鐵礦是火山沉積還是化學(xué)沉積成因等均存在不同的認(rèn)識(shí)。綜上所述，整體研究西天山地區(qū)鐵錳鉛鋅銅等大宗優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)的成礦條件及展布規(guī)律、深化區(qū)域構(gòu)造演化與大宗優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)成礦規(guī)律的認(rèn)識(shí)，是一項(xiàng)十分緊迫的任務(wù)。本文通過(guò)區(qū)域成礦地質(zhì)背景、沉積建造、巖漿演化、成礦地質(zhì)特征、物質(zhì)來(lái)源及控礦因素等方面的綜合研究，總結(jié)了西天山各主要成礦區(qū)帶的成礦規(guī)律和成礦模式，建立了西天山造山帶鐵銅鉛鋅金等優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)時(shí)空結(jié)構(gòu)模型和區(qū)域成礦演化模式，為進(jìn)一步總結(jié)區(qū)域礦產(chǎn)成礦規(guī)律與深部預(yù)測(cè)提供依據(jù)。1 區(qū)域地質(zhì)與礦產(chǎn)概況西天山造山帶位于中亞增生型造山帶的西南緣，夾于準(zhǔn)噶爾地塊和塔里木克拉通之間，自北向南大致可劃分為伊犁地塊、中天山地塊和塔里木克拉通北部陸緣，各地塊之間分別被那拉提北緣斷裂和中天山南緣斷裂分割（圖1）。圖1 西天山區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)和主要礦床分布簡(jiǎn)圖 伊犁地塊可進(jìn)一步劃分為伊犁地塊北緣活動(dòng)陸緣、伊犁地塊、伊犁地塊南緣活動(dòng)陸緣；中天山地塊可劃分為中天山復(fù)合弧地體和西天山（高壓）增生楔。 （1）伊犁地塊北緣由不同巖性特征的前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系組成，主要包括元古代的溫泉群、哈爾達(dá)瓦群淺變質(zhì)碎屑巖，新元古界開(kāi)爾塔斯群、庫(kù)松木切克群碳酸鹽巖夾少量碎屑巖和震旦系凱拉克提群冰磧巖。主要出露于賽里木湖以北、科古琴山一帶，區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育沉積型鉛鋅礦，已知礦床有哈爾達(dá)坂、托克賽和四臺(tái)海泉鉛鋅礦等。 （2）伊犁地塊的主體相當(dāng)于伊犁盆地范圍，被中新生代沉積物覆蓋。該地塊東段阿吾拉勒山一帶出露石炭紀(jì)、二疊紀(jì)火山巖和沉積巖，以火山巖-火山沉積相鐵多金屬礦為特征。礦床與火山機(jī)構(gòu)相對(duì)位置不同常表現(xiàn)出不同的成礦作用特征，可形成火山沉積型、火山熱液型和礦漿噴溢型礦床。遠(yuǎn)離火山機(jī)構(gòu)的沉積型鐵錳礦形成于石炭紀(jì)的碎屑巖-碳酸鹽巖建造中，屬淺海陸棚相沉積，已知礦床有西天山的莫托沙拉鐵錳礦床等。 （3）伊犁地塊南緣，主要沿伊什基里克山、那拉提山北坡、阿吾拉勒山南緣一帶分布。淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V主要形成于晚古生代，受破火山機(jī)構(gòu)控制，多產(chǎn)于環(huán)形斷裂中，代表性礦床有阿希、博古圖。矽卡巖型鐵銅礦為近年發(fā)現(xiàn)并被評(píng)價(jià)的西天山哈拉尕提鐵銅多金屬礦體，產(chǎn)于大瓦布拉克二長(zhǎng)花崗雜巖體與上奧陶統(tǒng)呼獨(dú)克達(dá)坂組粉-泥晶灰?guī)r接觸帶矽卡巖中，形態(tài)不規(guī)則，嚴(yán)格受接觸帶矽卡巖控制。 （4）中天山復(fù)合地塊夾持于那拉提北緣斷裂-尼古拉耶夫線(xiàn)和中天山南緣斷裂之間，具前寒武紀(jì)變質(zhì)結(jié)晶基底，并廣泛疊加了古生代侵入巖、火山巖和沉積巖。 （5）西天山礦種較豐富，金屬礦產(chǎn)主要有金、銅（鎳）、鐵、鉛鋅、錳等（圖1）。其中大型金礦4處（阿希、卡特巴阿蘇、博古圖、雙泉），中型銅礦5處（嘛喇蘇、群吉哈勒尕提、博斯坦北、喬霍特），大型鐵礦4處（查崗諾爾、智博、敦德、備戰(zhàn)）、中型鐵礦7處（松湖、尼新塔格阿克薩依、塔爾塔格、式可布臺(tái)、闊拉薩依），中型錳礦2處（昭蘇、莫托薩拉），大-中型鉛鋅礦2處（哈爾達(dá)坂、托克賽）。在西天山金、鐵、錳、銅、鉛鋅礦是優(yōu)勢(shì)礦種。 西天山的礦床類(lèi)型主要包括火山巖型、沉積型、淺成低溫?zé)嵋盒?、矽卡巖型、巖漿巖型等（表1）。金礦類(lèi)型主要有斑巖型和淺成低溫?zé)嵋盒豌~礦類(lèi)型主要為火山巖型、矽卡巖型和斑巖型鉛鋅礦類(lèi)型主要為熱水沉積（SEDEX）型和熱液型，鐵礦主要為海相火山巖型、海相火山-沉積巖型，錳礦主要為海相沉積型，鉬礦主要為斑巖型和矽卡巖型，銅鎳礦為巖漿熔離型。還有幾個(gè)多金屬礦床（如嘛喇蘇、萊歷斯高爾等）具有斑巖-矽卡巖復(fù)合型礦床的特征。 表1 西天山成礦帶主要礦床類(lèi)型簡(jiǎn)表 西天山主要成礦帶包括哈爾達(dá)坂前寒武紀(jì)鉛鋅成礦帶、博羅科努古生代金銅鉛鋅多金屬成礦帶、阿吾拉勒晚古生代鐵錳多金屬成礦帶、那拉提古生代金銅多金屬成礦帶等。2.1 哈爾達(dá)坂前寒武紀(jì)鉛鋅成礦帶2.1.1 礦帶基本概況 哈爾達(dá)坂前寒武紀(jì)鉛鋅成礦帶是新疆有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院2010年前后在西天山開(kāi)展1：5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量及異常查證時(shí)在前寒武紀(jì)地層中新發(fā)現(xiàn)的熱水沉積型鉛鋅礦床，經(jīng)初步勘探目前已達(dá)大型規(guī)模。該礦帶構(gòu)造位置位于哈薩克斯坦-伊犁地塊北緣，容礦巖系由元古代變質(zhì)沉積巖系構(gòu)成。其中最老地層是元古界溫泉群，主要由角閃片巖、二云母片巖、斜長(zhǎng)角閃巖、黑云母斜長(zhǎng)片麻巖、云母石英片巖、眼球狀片麻巖等組成。這套變質(zhì)巖過(guò)去被認(rèn)為形成于古元古代。最近Liu et al.（2014）和Huang et al.（2016）依據(jù)碎屑鋯石研究，認(rèn)為伊犁地塊溫泉群變質(zhì)碎屑沉積巖主要沉積于新元古代。長(zhǎng)城系主要由變粒巖、石英巖夾變質(zhì)砂巖、板巖和千枚巖夾基性火山巖組成；薊縣系為一套含鎂質(zhì)較高的碳酸鹽巖夾中基性火山巖；青白口系和震旦系具穩(wěn)定型沉積特征，前者為淺海相鎂、硅質(zhì)碳酸鹽巖夾碎屑巖建造，后者不整合于其上，為冰磧成因的碎屑巖（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局，1993）。該成礦帶主要包括哈薩克斯坦一側(cè)的捷克利（Tekeli）超大型鉛鋅礦床和亞布洛諾沃耶（Yablonovoye）中型鉛鋅礦床、中國(guó)境內(nèi)的哈爾達(dá)坂大型鉛鋅礦、科克賽和四臺(tái)海泉中型鉛鋅礦（圖2）。 圖2 哈爾達(dá)坂鉛鋅礦與捷克利大型鉛鋅礦對(duì)比示意 該成礦帶代表性礦床有我國(guó)境內(nèi)的托克賽、哈爾達(dá)坂和哈薩克斯坦的捷克利鉛鋅礦。 （1）托克賽鉛鋅礦床位于新疆溫泉縣西近國(guó)界處，礦區(qū)出露地層為元古界溫泉群中等變質(zhì)的淺海陸棚相-深海相碳酸鹽巖夾碎屑巖建造。主要巖性有透閃石石英巖、大理巖、二云石英片巖和片巖等，鉛鋅礦化主要賦存于中部的薄層狀大理巖中。礦區(qū)地層呈單斜產(chǎn)出，總體走向近EW向，傾向南，傾角55°?67°。礦區(qū)可見(jiàn)華力西中晚期細(xì)粒石英閃長(zhǎng)巖和花崗閃長(zhǎng)巖脈，脈體長(zhǎng)一般幾十至百余米，寬一般幾十厘米至數(shù)米，順層或斜切地層產(chǎn)出，在礦化體上下盤(pán)或礦化體內(nèi)?？梢?jiàn)到此類(lèi)巖脈，巖脈中未見(jiàn)鉛鋅礦化。區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)2個(gè)含礦層，I號(hào)含礦層出露長(zhǎng)度大于3.4km，寬20?40m，最寬處可達(dá)140m；Ⅱ號(hào)含礦層寬20?50m，斷續(xù)出露長(zhǎng)約1.4km。含礦層為薄層狀大理巖或大理巖化灰?guī)r，走向近東西，傾向南，傾角60°?70°。含礦層延伸穩(wěn)定，但其中的鉛鋅礦化不均勻，可見(jiàn)星點(diǎn)狀或稠密浸染狀分布的閃鋅礦及少量呈條紋或條帶狀的方鉛礦，閃鋅礦和方鉛礦條紋或條帶密集分布區(qū)構(gòu)成鉛鋅礦體。條紋或條帶一般寬0.3?0.5cm，局部寬可達(dá)1?3cm，條紋或條帶平直，延伸較穩(wěn)定。礦區(qū)內(nèi)圈出11個(gè)鉛鋅礦體，其中主礦體I-6呈層狀、似層狀產(chǎn)出，長(zhǎng)1680余米，寬7.08?15.74m，最寬處可達(dá)25.61m，鉛+鋅平均含量1.28%。礦石呈粒狀變晶結(jié)構(gòu)、半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)，條紋或條帶狀、細(xì)脈浸染狀、塊狀構(gòu)造等。礦石中主要金屬礦物有閃鋅礦和方鉛礦，含少量黃鐵礦、磁黃鐵礦和黃銅礦，脈石礦物主要為方解石，含少量石英和白云石。初步地質(zhì)勘查表明托克賽鉛鋅礦床具中等規(guī)模。 （2）哈爾達(dá)坂鉛鋅礦床位于新疆溫泉縣賽里木湖西北一帶，礦區(qū)容礦圍巖為一套元古代淺變質(zhì)的沉積碎屑巖夾碳酸鹽巖建造（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局，1993），主要巖性為灰?guī)r、含碳灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、大理巖化灰?guī)r、大理巖、碳質(zhì)板巖、變砂巖、變粉砂巖和硅質(zhì)巖以及它們的韻律互層。礦區(qū)地層呈近東西走向、傾向?yàn)槟稀A角70°~85°的單斜構(gòu)造。礦區(qū)斷裂不發(fā)育、多見(jiàn)海西中晚期閃長(zhǎng)巖脈。目前礦區(qū)已圈出63條鉛鋅礦體（含20條盲礦體），單礦體長(zhǎng)幾十至幾百米，最長(zhǎng)可達(dá)800m，厚幾米至十余米，最厚處可達(dá)30余米，這些礦體均呈透鏡狀或似層狀，近東西走向，與地層整合產(chǎn)出。鉛鋅礦體的直接容礦巖石包括含碳灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、細(xì)碎屑巖和碳質(zhì)板巖等，空間上表現(xiàn)出與哈爾達(dá)坂群海相沉積巖有密切關(guān)系。礦體下盤(pán)發(fā)育硅化、綠泥石化等熱液蝕變，而上盤(pán)不發(fā)育。原生礦石中金屬礦物主要為閃鋅礦，少量方鉛礦、磁黃鐵礦和黃鐵礦，非金屬礦物包括石英、長(zhǎng)石、方解石、絹云母等。礦石呈條帶狀、致密塊狀、浸染狀、角礫狀等構(gòu)造和微晶-細(xì)晶、半自形-他形粒狀等結(jié)構(gòu)。礦石品位Zn+Pb為5%~25%，最高可達(dá)30%。段士剛（2011）、薛春紀(jì)等（2014a）認(rèn)為該礦床與一般的熱水沉積型鉛鋅礦床地質(zhì)特征比較相似、圍巖蝕變不對(duì)稱(chēng)發(fā)育，近礦圍巖硅質(zhì)巖為熱水沉積成因，S和Pb穩(wěn)定同位素組成指示成礦物質(zhì)來(lái)自基底和元古宇蓋層。 本課題組新近獲得哈爾達(dá)坂鉛鋅礦賦礦圍巖含碳細(xì)碎屑巖的Re-Os同位素年齡為574Ma（未發(fā)表），與顧雪祥等（未發(fā)表）獲得的圍巖碎屑鋯石U-Pb年齡基本一致，代表圍巖及礦層的形成時(shí)代，即哈爾達(dá)板賦礦地層及沉積成礦時(shí)代為新元古代。通過(guò)將哈爾達(dá)坂與哈薩克斯坦捷克利（Teke-li）鉛鋅礦床進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)二者地質(zhì)背景、容礦巖性、沉積環(huán)境和形成時(shí)代等均具有相似性（表2），據(jù)此推測(cè)哈爾達(dá)坂鉛鋅礦的成礦條件十分有利。 表2 哈爾達(dá)坂與捷克利大型鉛鋅礦對(duì)比 
（3）捷克利（Tekeli）超大型鉛鋅礦床位于哈薩克斯坦-伊犁地塊北緣，已探明鉛鋅金屬儲(chǔ)量700X104t。礦區(qū)大面積出露前寒武紀(jì)變質(zhì)基底，其上覆地層有里霏系捷克利群海相碎屑巖-碳酸鹽巖、泥盆系碳酸鹽巖和中性火山巖、二疊紀(jì)基性火山巖建造。里霏系捷克利群下部主要為碳質(zhì)頁(yè)巖、硅質(zhì)頁(yè)巖、灰?guī)r的水平互層，有機(jī)質(zhì)含量較高（6%?15%），普遍發(fā)育浸染狀黃鐵礦和局部大量浸染狀閃鋅礦、方鉛礦，是區(qū)域鉛鋅礦床（點(diǎn)）的主要賦礦層位。礦床由捷克利、捷克利西和亞布洛諾沃耶（Yablonovoye）等礦段組成，礦體多呈透鏡狀或似層狀，EW向延伸，整合產(chǎn)于里霏系捷克利群底部黑色碳質(zhì)頁(yè)巖和硅質(zhì)頁(yè)巖中。礦體地表出露長(zhǎng)度為幾百米至幾千米，厚度為2~60m不等。礦石可分為鉛鋅硫化物礦石和黃鐵礦礦石兩類(lèi)，前者主要呈層狀、韻律層狀和紋層狀，而后者多呈致密塊狀。金屬硫化物主要為黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦，其次為硫銻鉛礦和車(chē)輪礦，含少量黃銅礦、黝銅礦、砷黃鐵礦、磁黃鐵礦和斜輝銻鉛礦，多呈顯微細(xì)晶結(jié)構(gòu)。礦石平均品位較高，Pb平均品位為2.8%，Zn為4.19%，Ag為42.6X106，伴有多種有益元素，可供綜合利用。綜合考慮礦床鉛鋅成礦背景和紋層狀礦化特征，薛春紀(jì)等 （2014a）認(rèn)為捷克利鉛鋅礦床屬于典型的SEDEX型。西天山地區(qū)，在元古代哈爾達(dá)坂巖群細(xì)碎屑巖-碳酸鹽巖建造中，形成了以哈爾達(dá)坂、托克賽、四臺(tái)海泉為代表的鉛鋅礦床，成礦構(gòu)造背景為Rodinia超大陸裂解期間哈薩克斯坦-伊犁地塊邊緣裂陷盆地系統(tǒng)（圖3），具體沉積環(huán)境為一套淺海陸棚-臺(tái)地相碎屑巖-碳酸鹽巖建造。區(qū)域沉積韻律、巖石組合與地球化學(xué)特征，反映其屬于被動(dòng)陸緣裂陷盆地中的沉積建造，在這種伸展背景下的古陸邊緣盆地裂陷過(guò)程導(dǎo)致了強(qiáng)烈的海底熱液活動(dòng)和熱水沉積，為區(qū)域熱水沉積型鉛鋅礦床的形成創(chuàng)造了有利的地質(zhì)環(huán)境。同時(shí)哈爾達(dá)坂群沉積地層具有高Pb、Zn等成礦金屬背景值，為鉛鋅成礦提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。圖3 哈爾達(dá)坂元古代鉛鋅礦構(gòu)造背景與沉積環(huán)境 博羅科努金銅鉛鋅多金屬成礦帶位于西天山造山帶的中部，與博羅科努古生代島弧帶范圍吻合，區(qū)域巖性主要為古生代火山-沉積巖和古生代侵入巖。該成礦帶是西天山地區(qū)最重要的淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V床、斑巖型銅鉬礦床、矽卡巖型鐵銅鉬鉛鋅礦床的產(chǎn)出地。該成礦帶金屬礦床主要分布于兩個(gè)地區(qū)或礦集區(qū)，其中博羅科努山北坡的萊歷斯高爾礦集區(qū)發(fā)育與中酸性侵入巖有關(guān)的斑巖型鉬銅礦床及熱液脈型鉛鋅銀礦床，以萊歷斯高爾斑巖型鉬銅礦床、哈勒尕提矽卡巖型鐵銅礦床、七興熱液脈型鉛鋅銀礦床為代表；南坡的阿希礦集區(qū)發(fā)育與中酸性火山巖-次火山巖有關(guān)的淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V、斑巖-熱液型金、鉛、鋅、銅成礦系統(tǒng)，代表性礦床有阿希、京希-伊爾曼得、塔吾爾別克-阿庇因迪金礦床，塔北和吐拉蘇鉛鋅礦床，以及克峽希銅（鉬）礦床等。圖4 阿希金礦集中區(qū)地質(zhì)圖 近期該成礦帶的斑巖銅礦勘察有重要進(jìn)展，在伊寧縣發(fā)現(xiàn)的恰爾巴赫特銅鉬礦，是與中性淺成侵入巖有關(guān)的斑巖型銅鉬金礦床，成礦作用發(fā)生在海西中期；礦化組合具漸變的分帶現(xiàn)象，即地表淺部表現(xiàn)出熱液脈型銅金礦化，向深部漸變?yōu)橐?guī)模較大的細(xì)脈浸染型銅（金）礦化、往下銅礦化漸弱并趨于消失，鉬礦化漸強(qiáng)，呈稀疏的細(xì)脈浸染狀。因此，博羅科努地區(qū)是西天山最有希望找到大型斑巖型銅鉬礦床的地區(qū)。該成礦帶代表性礦床有萊歷斯高爾和3571斑巖型銅鉬礦床、哈勒尕提和肯登高爾矽卡巖型鐵銅鉬礦床、阿希和伊爾曼得淺成低溫?zé)嵋航鸬V等。(1)萊歷斯高爾斑巖型銅鉬礦床，位于精河縣城東南約120km的博羅霍洛山一帶。出露地層主要為上志留統(tǒng)博羅霍洛山組一段和二段，少量上奧陶統(tǒng)呼獨(dú)克達(dá)坂組。博羅霍洛山組是礦區(qū)主要賦礦和容礦地層，主要巖性為灰黑色泥巖夾粉砂巖，礦區(qū)地層構(gòu)成一個(gè)總體傾向NWW的單斜構(gòu)造；侵入巖發(fā)育，主要巖性為石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗斑巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖和斜長(zhǎng)花崗斑巖。萊歷斯高爾地表共圈定以鉬為主的工業(yè)礦體39個(gè)。鉬礦體產(chǎn)于花崗閃長(zhǎng)斑巖及外接觸帶角巖化粉砂巖中，地表礦體呈脈狀，長(zhǎng)22.0?194.5m，厚1.55?60.00m，Cu品位0.1%?0.2%，Mo品位0.062%?0.320%。礦床成因與巖漿活動(dòng)有直接關(guān)系，礦化程度受中酸性侵入體及其派生的節(jié)理、裂隙控制，礦床類(lèi)型屬斑巖型銅鉬礦。朱明田等(2010，2011)測(cè)得5件輝鉬礦的Re-Os同位素等時(shí)線(xiàn)年齡為(379.9±8.3)Ma，與斑巖體鋯石U-Pb年齡362.1?383.7Ma在誤差范圍內(nèi)基本一致。因此可認(rèn)為萊歷斯高爾銅鉬礦床的成巖、成礦時(shí)代為晚泥盆世。該年齡與處于同一構(gòu)造背景的喇嘛蘇花崗閃長(zhǎng)斑巖體(366Ma)和恰爾巴赫特閃長(zhǎng)巖體(368Ma)的年齡也基本一致。(2)哈勒尕提鐵銅多金屬礦床是博羅科努多金屬成礦帶上的一個(gè)典型矽卡巖礦床。顧雪祥等(2014b)通過(guò)對(duì)與成礦相關(guān)的二長(zhǎng)花崗巖和花崗閃長(zhǎng)巖中鋯石U-Pb同位素的測(cè)定，獲得其加權(quán)平均年齡分別為(376.4±3.2)Ma和(365.6±3.5)Ma，表明其侵入時(shí)代為晚泥盆世。矽卡巖礦石中輝鉬礦Re-Os等時(shí)線(xiàn)年齡為(368.9±3.1)Ma，與成巖時(shí)代在誤差范圍內(nèi)一致。可見(jiàn)，哈勒尕提礦床與同一成礦帶上的可克薩拉鐵銅礦床、萊歷斯高爾和3571銅鉬礦床等一起，構(gòu)成了一個(gè)與晚泥盆世-早石炭世中酸性侵入巖有關(guān)的矽卡巖-斑巖型鐵銅鉬多金屬成礦系統(tǒng)。（3）阿希金礦是20世紀(jì)80年代末前人在新疆西天山發(fā)現(xiàn)的一個(gè)大型低硫型淺成低溫?zé)嵋?/span>（冰長(zhǎng)石-絹云母型）金礦床，也是目前國(guó)內(nèi)同類(lèi)型礦床中儲(chǔ)量最大且最為典型的金礦（翟偉等，2010）。該金礦位于吐拉蘇盆地西段的火山-沉積巖中，火山巖剖面頂部的安山質(zhì)巖石是主要的賦礦圍巖。礦區(qū)發(fā)育與火山活動(dòng)密切相關(guān)的爆發(fā)相、溢流相、火山通道相和次火山巖相巖石構(gòu)成的一個(gè)古火山機(jī)構(gòu)。火山機(jī)構(gòu)中的放射狀和環(huán)狀斷裂控制著礦體的分布，其中弧形斷裂是主要的控礦斷裂，控制著阿希金礦絕大多數(shù)礦體。阿希金礦體呈脈狀沿走向延伸達(dá)上千米，厚度在數(shù)米到數(shù)十米不等，沿傾向延伸至地下300?400m，向深部逐漸變薄并出現(xiàn)分叉尖滅。礦體以石英脈型為主，少量蝕變巖型。礦石金品位為3?8g/t，常發(fā)育微晶結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)，角礫狀構(gòu)造、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造和梳狀構(gòu)造等。近礦圍巖蝕變包括硅化、絹云母化、綠泥石化、黃鐵礦化和碳酸鹽化，其中硅化和黃鐵礦化與金礦化關(guān)系密切。（4）京希-伊爾曼得金礦，是阿希之后在其外圍同一地層中發(fā)現(xiàn)的淺成低溫?zé)嵋航鸬V床。礦區(qū)特征和阿希金礦類(lèi)似，主要巖性為大哈拉軍山組安山質(zhì)火山巖、熔巖、粉砂巖和礫巖，以及奧陶紀(jì)的灰?guī)r。礦化通常發(fā)育在大哈拉軍山組火山巖底部與灰?guī)r接觸的部位，礦體呈層狀和透鏡狀。京希-伊爾曼得礦區(qū)蝕變礦化基本相似，都發(fā)育有孔狀石英、硅質(zhì)交代、泥化、碳酸鹽化等。孔狀石英是經(jīng)過(guò)蝕變的圍巖，殘留有大量孔洞，也是京希-伊爾曼得最顯著的特征。在孔狀石英形成之后，后續(xù)的熱液流體經(jīng)過(guò)孔洞時(shí)，會(huì)沉淀出次生石英并伴有金礦化，會(huì)形成致密塊狀的硅質(zhì)礦石。人們對(duì)于阿希金礦的成礦時(shí)代和礦床類(lèi)型等方面還存在不同的認(rèn)識(shí)，早期多認(rèn)為阿希金礦形成于晚泥盆世-早石炭世，屬低硫型淺成低溫?zé)嵋旱V床。但近期董磊磊（2018）提出與前人不盡相同的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為阿希、京希-伊爾曼得兩個(gè)金礦分別屬于中硫型、高硫型淺成低溫?zé)嵋旱V床；同時(shí)利用原位分析技術(shù)分析了流體的δ18O和黃鐵礦δ34S值，結(jié)果表明阿希金礦成礦流體具有巖漿來(lái)源的屬性。使用同樣的方法，揭示出京希-伊爾曼得金礦流體的δ18O值落在巖漿水的氧同位素區(qū)間，礦床普遍發(fā)育孔狀石英，代表流體的強(qiáng)酸性。這一系列特征說(shuō)明京希-伊爾曼得金礦為高硫型淺成低溫?zé)嵋旱V床。在硅化強(qiáng)的礦石中存在鋯石包裹體，鋯石高Th/U比值指示其可能是巖漿來(lái)源，鋯石的SIMS年齡為?297Ma，這限定了金礦成礦時(shí)代的上限。結(jié)合京希礦體南部流紋巖的SIMS鋯石U-Pb年齡，再考慮到京希-伊爾曼得、阿希金礦兩者的成礦時(shí)代和流體屬性，董磊磊（2018）建立了早二疊世巖漿活動(dòng)和兩個(gè)礦床的成因聯(lián)系。這與An and Zhu（2018）報(bào)道的阿希含金黃鐵礦Re-Os年齡（299士35Ma）基本一致，進(jìn)一步表明阿希金礦成礦時(shí)代為早二疊世，形成于后碰撞伸展環(huán)境。奧陶紀(jì)-晚石炭世，北天山洋經(jīng)歷了南向俯沖消減和洋盆收縮過(guò)程。博羅科努山地區(qū)中奧陶世奈楞格勒達(dá)坂組火山巖發(fā)育，火山噴發(fā)以玄武巖為主；晚奧陶世溫泉巖體的侵入活動(dòng)表明北天山洋盆已經(jīng)開(kāi)始向南部的伊犁板塊之下俯沖消減，形成博羅科努大陸?。?/span>而大規(guī)模持續(xù)的洋-陸俯沖事件發(fā)生在泥盆紀(jì)-石炭紀(jì)（圖5a），引發(fā)了一系列鈣堿性巖漿侵入及火山噴發(fā)活動(dòng)，形成了喇嘛蘇、萊歷斯高爾巖體及大哈拉軍山組火山巖，以及與侵入巖漿活動(dòng)有關(guān)的矽卡巖-斑巖-熱液脈型鐵、銅、鉬、金、鉛、鋅成礦系統(tǒng)；該大陸弧的南側(cè)在石炭紀(jì)末-早二疊世進(jìn)入后造山伸展環(huán)境，形成了吐拉蘇上疊火山斷陷盆地，以及與次火山熱液活動(dòng)有關(guān)的淺成低溫?zé)嵋?/span>-斑巖型金、鉛、銅成礦系統(tǒng)（圖5b）。圖5 博羅科努島弧與阿希礦集區(qū)構(gòu)造演化與成礦系統(tǒng)示意阿吾拉勒鐵多金屬成礦帶位于古生代伊犁地塊東北緣活動(dòng)帶內(nèi)（圖6）。區(qū)域地層有元古界、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系和侏羅系，但以石炭系和二疊系為主。阿吾拉勒鐵多金屬礦賦礦地層為下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組基性-酸性火山巖和上石炭統(tǒng)伊什基里克組火山沉積巖。石炭紀(jì)次火山巖體一般沿大哈拉軍山組與伊什基里克組接觸部位侵入，呈東西向帶狀展布，巖性為中性和堿性的過(guò)渡類(lèi)型。區(qū)域斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要有位于北緣的依連哈比爾尕?cái)嗔眩ㄖ刑焐奖本墧嗔眩?、南緣的尼古拉耶夫線(xiàn)-那拉提北坡斷裂和長(zhǎng)阿吾子-烏瓦門(mén)斷裂（中天山南緣斷裂）。區(qū)域內(nèi)巖漿侵入活動(dòng)強(qiáng)烈且分布范圍廣泛，侵入活動(dòng)自志留紀(jì)開(kāi)始，于泥盆紀(jì)變強(qiáng)，在石炭紀(jì)達(dá)到頂峰，至二疊紀(jì)結(jié)束，侵入巖主要為花崗巖類(lèi)，多呈帶狀東西向展布的巖基、巖株及巖脈等。圖6 阿吾拉勒鐵多金屬成礦帶地質(zhì)簡(jiǎn)圖 阿吾拉勒鐵多金屬成礦帶是近年來(lái)西天山地區(qū)發(fā)現(xiàn)的最重要的礦產(chǎn)集中地。帶內(nèi)以鐵為主，伴生錳、銅、鋅、金等礦產(chǎn)（李鳳鳴等，2011），這些鐵多金屬礦床形成了一條長(zhǎng)約250km、寬約20km，沿著阿吾拉勒山主脊斷裂帶延展的大型成礦帶。區(qū)內(nèi)鐵多金屬礦床類(lèi)型主要有海相火山巖型、火山熱液型、矽卡巖型和海相沉積型，以海相火山巖型和沉積型最重要。海相火山巖型鐵礦賦礦地層為下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組，典型礦床為智博鐵礦（大型）、查崗諾爾鐵礦（大型）、敦德鐵礦（大型）、備戰(zhàn)鐵礦（大型）。初步研究表明這些大型鐵礦床均受火山機(jī)構(gòu)控制。主要賦礦圍巖為中基性火山巖-火山碎屑巖建造，賦礦巖石為玄武巖和安山質(zhì)凝灰?guī)r，礦體多呈似層狀和透鏡狀。金屬礦物以磁鐵礦為主，其次有黃鐵礦、磁赤鐵礦和黃銅礦等。礦石呈他形-半自形微粒結(jié)構(gòu)及自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造有塊狀、浸染狀和角礫狀等。這些鐵礦均具有巖漿礦床、火山熱液型礦床及矽卡巖型礦床的一些特征。智博鐵礦床礦化帶東西長(zhǎng)4.5km，分為東、中、西和Fe13四個(gè)含礦段，共圈定24條磁鐵礦體。礦體的形態(tài)呈層狀、似層狀和透鏡狀，從形態(tài)變化和產(chǎn)狀來(lái)看，礦體與圍巖地層呈不整合的侵入關(guān)系。主礦體東西長(zhǎng)800m，南北寬600m，傾向南西，鐵品位35%?60%，平均品位38%。礦體產(chǎn)于石炭系大哈拉軍山組第二亞組的安山巖、蝕變安山巖、粗面安山巖和玄武安山巖中，頂?shù)装宥酁槲g變安山巖，同時(shí)發(fā)育鉀化、綠簾石化和陽(yáng)起石化等，與礦體呈漸變的接觸關(guān)系。金屬礦物主要為磁鐵礦，次為赤鐵礦和黃鐵礦，偶見(jiàn)黃銅礦；非金屬礦物有輝石、角閃石、斜長(zhǎng)石和綠簾石等。礦石呈浸染狀、致密塊狀、條帶狀、角礫狀和斑雜狀等構(gòu)造；礦石結(jié)構(gòu)以中-粗粒、半自形-自形板狀和他形粒狀等為主。王志華等(2012)據(jù)礦物共生組合和礦石結(jié)構(gòu)特征，將礦床劃分為巖漿期和熱液期；馮金星等(2010)認(rèn)為智博鐵礦床是巖漿型和熱液型的復(fù)合礦床；蔣宗勝等(2012)獲得礦區(qū)大哈拉軍山組英安巖和閃長(zhǎng)巖鋯石U-Pb年齡分別為305Ma和300Ma，指示該地區(qū)的構(gòu)造格架從晚石炭世開(kāi)始，由匯聚轉(zhuǎn)向后碰撞伸展，是鐵成礦的有利構(gòu)造環(huán)境。蔣宗勝等(2012)、王志華等(2012)認(rèn)為智博鐵礦與火山活動(dòng)有密切的成因聯(lián)系，由晚石炭世大陸島弧巖漿活動(dòng)分異的富鐵巖漿流體形成，鐵礦化與火山活動(dòng)的巖漿-熱液交代作用有關(guān)。申萍等(2020)將阿吾拉勒成礦帶海相火山巖型鐵礦床進(jìn)一步劃分為兩個(gè)亞類(lèi)，即火山通道型鐵多金屬礦床(敦德)和火山邊緣型鐵礦床(查崗諾爾、智博、備戰(zhàn))，并建立了火山通道相熱液富集鐵多金屬成礦模式和火山邊緣相沉積-熱液富集鐵成礦模式。海相沉積巖型鐵錳礦賦礦地層為下石炭統(tǒng)阿克沙克組和上石炭統(tǒng)伊什基里克組沉積巖，典型礦床有莫托薩拉鐵錳礦、式可布臺(tái)鐵礦和昭蘇錳礦等。其中，莫托薩拉鐵錳礦床位于西天山阿吾拉勒成礦帶東端，下石炭統(tǒng)阿克沙克組為賦礦地層，主要巖性包括底部火山角礫巖和凝灰?guī)r，中部砂巖、粉砂巖、鐵礦層、鐵碧玉及硅質(zhì)巖及錳礦層，上部細(xì)晶灰?guī)r和礫狀灰?guī)r等。莫托薩拉鐵錳礦床的鐵礦層在下，錳礦層在上，兩者中間為厚2?62m的含鐵、錳條帶粉砂巖，礦層與圍巖整合產(chǎn)出。鐵礦層主體呈一巨厚的單層近東西向展布，東西長(zhǎng)約1.6km，南北寬300?500m，礦體中間厚，邊部薄，呈透鏡體。鐵礦層的主要夾層為硅質(zhì)巖，其次為鐵質(zhì)粉砂巖和鐵碧玉。錳礦層可細(xì)分為下、中、上3層錳礦，下層礦較穩(wěn)定，呈層狀，東西長(zhǎng)約1km，南北寬約400m，最厚約11m，平均厚度為4.7m；中層礦呈似層狀，不穩(wěn)定，分布范圍小于下層礦，厚度變化大，最厚約18m，平均厚度為4.9m，中下兩層礦相距1~12m；最上層礦不穩(wěn)定，斷續(xù)呈透鏡體產(chǎn)出，厚度很薄，多在0.2?2.0m之間，與中層礦相距約20m。莫托薩拉的鐵礦石鐵品位在45%?54%之間，平均為47.21%；礦石構(gòu)造類(lèi)型主要為致密塊狀和條帶狀，常見(jiàn)顯微鱗片結(jié)構(gòu)、鮞狀結(jié)構(gòu)和半自形粒狀結(jié)構(gòu)；主要金屬礦物為赤鐵礦，次為磁鐵礦、鏡鐵礦以及少量黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等；非金屬礦物主要為碧玉，次為重晶石、石英以及少量的綠泥石、陽(yáng)起石等。錳礦石錳品位在9.59%?29.07%之間，平均為18.77%；礦石構(gòu)造類(lèi)型主要為致密塊狀和條帶狀，常見(jiàn)顯微球粒結(jié)構(gòu)和自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)。錳礦石礦物組合可分為兩種類(lèi)型：一種以菱錳礦為主，次為赤鐵礦、石英、水鐵礦、方解石、玉髓等；另一種以錳硅酸鹽為主，次為重晶石、石英、蒙脫石、云母和黑錳礦等。該礦床在成因方面存在熱水沉積、沉積-熱液改造和膠體化學(xué)沉積等爭(zhēng)論。董志國(guó)等(2021)在莫托薩拉礦區(qū)發(fā)現(xiàn)了熱液長(zhǎng)石巖，其主要由鈉長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石以及少量重晶石、霓石、鋅鐵黃長(zhǎng)石等礦物組成，發(fā)育隱晶-微晶結(jié)構(gòu)，與“白煙型”海相熱水沉積巖特征相似。莫托薩拉錳礦層的主微量元素和稀土元素具有海底熱液成因的特征，典型的熱水內(nèi)碎屑結(jié)構(gòu)指示錳礦層沉積于海底熱液噴流口附近。而鐵錳共存但獨(dú)立成礦是莫托薩拉鐵錳礦床的一大特色，筆者推測(cè)其鐵錳分離過(guò)程不僅與古地理環(huán)境和氧化還原條件變化有關(guān)，還可能受控于微生物的選擇性氧化沉淀作用。其中式可布臺(tái)鐵礦賦礦建造為海相火山噴發(fā)-沉積建造，賦礦巖石為綠泥絹云千枚巖、絹云千枚巖，礦體多呈層狀、似層狀、透鏡狀，礦層嚴(yán)格受層位控制。式可布臺(tái)鐵礦區(qū)域面積約11km2，礦區(qū)礦帶東西方向長(zhǎng)4.6km，南北方向?qū)?/span>1.3km，主要由3個(gè)主要礦段所組成，分別為位于中部的主礦段、位于西側(cè)的西礦段及東側(cè)的東礦段。主礦段礦體范圍最大，近E-W向延展，長(zhǎng)約1.3km，南北向?qū)捈s100?120m，共計(jì)14層鐵礦體，其中3層較厚，長(zhǎng)度一般400?600m。單個(gè)礦體厚約2?6m，礦層累計(jì)最厚約41m，長(zhǎng)約100?400m，最長(zhǎng)約900m。該礦段多為含鐵碧玉及重晶石夾層的似層狀、層狀及透鏡狀礦體，在絹云母千枚巖中順層發(fā)育。礦石礦物以赤鐵礦為主含少量菱鐵礦，脈石礦物主要為鐵碧玉和石英，含少量絹云母、重晶石。礦石呈自形-半自形粒狀、細(xì)晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，致密塊狀和條帶狀構(gòu)造。張新等（2020）通過(guò)對(duì)礦石中赤鐵礦和菱鐵礦電子探針?lè)治?、礦石主量元素和微量稀土元素測(cè)試，結(jié)合地質(zhì)調(diào)查及顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)式可布臺(tái)鐵礦床中赤鐵礦為氧化-低氧過(guò)渡環(huán)境海水條件下的化學(xué)沉積成因，其物質(zhì)來(lái)源主要與海底熱水噴流沉積作用有關(guān)，菱鐵礦為在有機(jī)質(zhì)參與下成巖、由赤鐵礦轉(zhuǎn)換形成。阿吾拉勒鐵多金屬成礦帶形成于晚古生代北天山洋南向俯沖過(guò)程形成的島弧和弧后盆地環(huán)境。依據(jù)西天山阿吾拉勒鐵礦及周?chē)F錳礦的研究，表明火山機(jī)構(gòu)的不同部位控制不同類(lèi)型的礦床（圖7b）：賦存在火山通道相的有敦德和闊拉薩依鐵礦、在火山口附近形成與火山-次火山熱液活動(dòng)有關(guān)的包括查崗諾爾鐵礦和智博鐵礦、受火山環(huán)狀和放射狀斷裂控制的是松湖鐵礦，在遠(yuǎn)離火山口主要受沉積細(xì)碎屑巖控制的礦床有式可布臺(tái)鐵礦和莫托薩拉鐵錳礦，更遠(yuǎn)處則為化學(xué)沉積型昭蘇錳礦。后面幾類(lèi)沉積礦床同時(shí)受海底熱液和有機(jī)質(zhì)參與成礦作用的影響。
圖7 西天山阿吾拉勒鐵石炭紀(jì)多金屬成礦帶構(gòu)造動(dòng)力學(xué)背景及成礦模式 a.成礦帶構(gòu)造背景；b.成礦帶成礦系列，據(jù)李鳳鳴等（2011）修改；1.火山熔巖；2.含火山角礫熔巖、火山角礫巖；3.凝灰?guī)r；4.凝灰質(zhì)砂巖；5.砂巖；6.灰?guī)r；7.鐵錳礦體；8.斷裂；9.火山物質(zhì)運(yùn)移方向。地層代號(hào)：C1y.上石炭統(tǒng)伊什基里克組；C1a.下石炭統(tǒng)艾肯達(dá)坂組；C1d.下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組。代表礦區(qū)：①昭蘇錳礦；②闊拉薩依鐵礦；③式可布臺(tái)鐵礦；④松湖鐵礦；⑤查崗諾爾鐵礦；⑥智博鐵礦；⑦備戰(zhàn)鐵礦；⑧敦德鐵礦；⑨莫托薩拉鐵錳礦 那拉提晚古生代金銅多金屬成礦帶位于西天山造山帶的南部，為中亞“金腰帶”在中國(guó)境內(nèi)的延伸。該成礦帶構(gòu)造上屬伊犁地塊南緣的增生雜巖帶。那拉提南、北緣斷裂是成礦帶的主要構(gòu)造，其次級(jí)平行斷裂縱貫整個(gè)成礦帶，帶內(nèi)巖漿巖發(fā)育。礦帶已知礦化以金、銅、鎳為主，近年來(lái)的地質(zhì)找礦工作取得重要突破。在石炭紀(jì)花崗巖破碎蝕變巖帶中發(fā)現(xiàn)了卡特巴阿蘇特大型金礦床，同時(shí)在距卡特巴阿蘇南西西約70km處找到一處中型泥牙子鐵克協(xié)金礦、距卡特巴阿蘇東部約200km處找到阿臘斯托金礦。目前礦帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有金、銀、銅、鎳、鉑族金屬、鐵等礦種，但以金、銅、鎳為主，礦帶內(nèi)各類(lèi)礦產(chǎn)地計(jì)31處，其中特大型礦床1處、大型礦床1處、中型礦床7處、小型礦床22處（圖8）。圖8 那拉提成礦帶構(gòu)造分區(qū)、礦床分布略圖 1.新生代凹陷盆地；2.石炭紀(jì)火山島弧；3.晚古生代巖漿弧；4.石炭紀(jì)沉積盆地；5.早古生代巖漿弧；6.志留紀(jì)火山島弧；7.前寒武紀(jì)結(jié)晶基底；8.斷裂；9.銅礦；10.鎢礦；11.金礦；12.鐵礦；13.銅鎳礦 那拉提成礦帶包括斑巖型(或造山帶型)金礦、矽卡巖型鐵銅多金屬礦、破碎蝕變巖型金銅礦及銅鎳硫化物礦床等。卡特巴阿蘇金銅礦位于伊犁-中天山地塊南緣活動(dòng)陸緣，距新源縣南直線(xiàn)距離大約30km。該礦于2008年由新疆地礦局第一地質(zhì)大隊(duì)發(fā)現(xiàn)，目前探明儲(chǔ)量約76t，平均品位3.84g/t。礦體呈厚板狀和透鏡狀，南傾，傾角20°?70°不等。礦體厚度從幾米到幾十米，走向上延伸將近2km。礦體產(chǎn)在兩個(gè)礦化蝕變帶內(nèi)，包括有金、銅及金銅3種不同工業(yè)礦體。礦體與圍巖之間呈漸變過(guò)渡關(guān)系，表現(xiàn)為斷裂破碎帶內(nèi)的二長(zhǎng)花崗巖、少部分為花崗閃長(zhǎng)巖及閃長(zhǎng)玢巖發(fā)生熱液蝕變所形成的含金銅地質(zhì)體。礦體受礦區(qū)斷裂構(gòu)造控制，產(chǎn)狀與斷裂構(gòu)造基本一致。礦體部分出露地表，銅礦體或金銅礦體多為隱伏礦體。卡特巴阿蘇金礦為近些年來(lái)發(fā)現(xiàn)的大型金礦，是我國(guó)境內(nèi)南天山找礦的一大突破。然而對(duì)于這一新發(fā)現(xiàn)的礦床，研究工作還處于初級(jí)階段，研究者對(duì)其礦床類(lèi)型和成礦時(shí)代存在頗多爭(zhēng)議。薛春紀(jì)等(2014b)認(rèn)為卡特巴阿蘇是造山型金礦，與境外南天山穆龍?zhí)椎认嗨?/span>；而楊維忠等(2013)則認(rèn)為其是巖漿期后熱液改造型金礦。Liu et al.(2017)認(rèn)為卡特巴阿蘇金礦與巖漿活動(dòng)有關(guān)。趙樹(shù)銘等(2012)則根據(jù)花崗巖和花崗閃長(zhǎng)巖的性質(zhì)，推測(cè)卡特巴阿蘇是斑巖型銅金礦床。總體看卡特巴阿蘇金礦的成礦時(shí)代、流體性質(zhì)和成因類(lèi)型有待深入研究。董磊磊(2018)通過(guò)對(duì)卡特巴阿蘇金礦地表、深部蝕變填圖，獲得了較全面的圍巖蝕變和礦化空間展布情況，發(fā)現(xiàn)卡特巴阿蘇金礦發(fā)育有鉀長(zhǎng)石化、絹英巖化和綠泥綠簾石化；礦化呈浸染狀、細(xì)脈狀，并且礦化和鉀長(zhǎng)石化、絹英巖化密切相關(guān)，這種蝕變礦化樣式與斑巖型相似，以此判斷卡特巴阿蘇金礦與斑巖型礦床類(lèi)似，應(yīng)為巖漿熱液型礦床；流體的氧同位素組成也說(shuō)明熱液主要來(lái)源于巖漿熱液；利用黃鐵礦單顆粒進(jìn)行TIMSRb-Sr等時(shí)線(xiàn)定年，得到322.5±6.8Ma成礦年齡；依據(jù)S同位素組成，認(rèn)為卡特巴阿蘇金礦中的S來(lái)源于晚石炭世與俯沖有關(guān)的古老板片。與基性-超基性巖有關(guān)的銅鎳硫化物礦床的代表為菁布拉克礦床。含礦超鎂鐵雜巖體沿那拉提南緣深斷裂北側(cè)的次級(jí)斷裂侵位于下元古界那拉提巖群變質(zhì)巖中。研究表明含銅鎳巖體為同源深源巖漿多次分異、多期侵入形成；巖體在深部分異較強(qiáng)，巖相分帶明顯，呈環(huán)帶構(gòu)造；礦體產(chǎn)于橄欖巖相帶和輝石巖相帶中，礦床成因類(lèi)型屬巖漿熔離型；那拉提南緣深斷裂屬巖石圈斷裂，控制著一系列超基性雜巖體的空間分布。倪守斌等(1994)通過(guò)Sm-Nd等時(shí)線(xiàn)測(cè)定該巖體的年齡為320Ma，并認(rèn)為該礦形成于造山晚期的伸展環(huán)境。2.4.3 成礦模式 基于卡特巴阿蘇斑巖型金礦的成礦時(shí)代(?323Ma)及卡特巴阿蘇礦區(qū)東南?332Ma蛇綠巖的發(fā)現(xiàn)等證據(jù)，筆者推測(cè)晚石炭世伊犁-中天山地塊南緣的構(gòu)造環(huán)境還是一個(gè)由南天山洋北向俯沖形成的陸緣弧。因此推斷，卡特巴阿蘇金礦床賦礦巖體二長(zhǎng)花崗巖、花崗巖和花崗閃長(zhǎng)巖形成于與洋殼俯沖有關(guān)的島弧環(huán)境(圖9)。實(shí)際上早期形成的粗粒花崗閃長(zhǎng)巖-二長(zhǎng)花崗巖復(fù)式巖體富含較多金屬硫化物，初步富集了成礦有用元素，伴隨巖體侵位后的區(qū)域斷裂活動(dòng)，在巖體內(nèi)形成具一定規(guī)模的斷裂破碎帶，該構(gòu)造帶不僅為成礦熱液活動(dòng)提供了礦液運(yùn)移通道，還提供了儲(chǔ)礦空間。進(jìn)一步研究表明，卡特巴阿蘇金礦與東天山的土屋-延?xùn)|斑巖銅礦（?340?320Ma），以及西部境外的Almalyk斑巖銅金礦（?315Ma）的形成環(huán)境與成礦時(shí)代均具有相似性。 圖9 那拉提成礦帶石炭紀(jì)成礦動(dòng)力學(xué)模式 3 西天山區(qū)域構(gòu)造演化與成礦規(guī)律3.1 區(qū)域沉積建造-構(gòu)造-巖漿活動(dòng)及其成礦序列西天山造山帶區(qū)域沉積-構(gòu)造及巖漿活動(dòng)具有時(shí)代古老、構(gòu)造及巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，成礦多期多階段發(fā)育等特點(diǎn)（圖10）。
圖10 西天山地區(qū)沉積建造-構(gòu)造-巖漿活動(dòng)及其成礦序列 西天山伊犁地塊的南北緣，因Rodinia超大陸裂解作用形成中新元古代裂陷盆地，在北部溫泉-賽里木地區(qū)接受哈爾達(dá)坂群和溫泉溝群海相沉積巖系，并伴生海底熱液活動(dòng)和熱水沉積，形成哈爾達(dá)坂等SEDEX型鉛鋅礦床，該礦床可與境外哈薩克斯坦東南部的捷克利超大型鉛鋅礦進(jìn)行對(duì)比。西天山地區(qū)在古生代，因特克斯洋(Turkes)、北天山洋和南天山洋的先后打開(kāi)，在島弧與弧后盆地廣泛發(fā)育火山-火山沉積建造。但是什么時(shí)候開(kāi)始洋殼俯沖，尚存在爭(zhēng)議。近期曹勝楠和王博(2021)在伊犁北緣果子溝地區(qū)奧陶系黑色硅質(zhì)頁(yè)巖中發(fā)現(xiàn)多層斑脫巖，其鋯石U-Pb年齡為458?460Ma，表明存在中-晚奧陶世古洋殼向伊犁地塊之下俯沖的證據(jù)；而晚古生代石炭紀(jì)火山-沉積巖系最為發(fā)育，是西天山鐵、錳沉積礦床的主要賦礦層位，下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組為基性-中酸性火山巖夾少量細(xì)碎屑巖，阿吾拉勒火山巖型鐵礦產(chǎn)于其中，下石炭統(tǒng)阿克沙克組由碎屑巖、灰?guī)r、硅質(zhì)巖和少量火山巖組成，賦存有莫托沙拉鐵錳礦床和昭蘇沉積碳酸錳礦床；而上石炭統(tǒng)伊什基里克組主要見(jiàn)于西段，主要巖性為中酸性火山巖-沉凝灰?guī)r、硅質(zhì)巖和少量碳酸鹽巖，賦存有式可布臺(tái)沉積型礦床。西天山地區(qū)的巖漿活動(dòng)具有長(zhǎng)期性和多階段性的特征，主要與古陸裂解和俯沖造山構(gòu)造活動(dòng)有關(guān)。與成礦有關(guān)的中酸性巖漿活動(dòng)主要出現(xiàn)在晚古生代與洋-陸俯沖有關(guān)的島弧區(qū)，并形成一系列斑巖和矽卡巖金、銅、鉬、鐵礦床，如著名的博羅科努和那拉提多金屬成礦帶。一些基性-超基性巖體主要侵入于晚古生代造山晚期的伸展環(huán)境，一般沿深大斷裂展布，并伴生菁布拉克等銅鎳礦化。石炭紀(jì)未到早二疊世，西天山進(jìn)入后造山或陸內(nèi)伸展環(huán)境，形成多個(gè)陸內(nèi)斷陷盆地，陸相火山-次火山巖發(fā)育，形成阿希等淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V。3.2 區(qū)域構(gòu)造演化對(duì)區(qū)域成礦的控制西天山造山帶形成于特克斯洋（中新元古代-奧陶紀(jì)，圖11a，11b）、南天山洋（奧陶紀(jì)-石炭紀(jì)，圖11c）、北天山洋（早古生代-石炭紀(jì)，圖11a?11c）的打開(kāi)、發(fā)展及消亡等演化過(guò)程，先后經(jīng)歷了陸緣裂陷、增生島弧、碰撞造山等成礦環(huán)境。西天山成礦時(shí)代跨度較大，較老的成礦時(shí)期是新元古代鉛鋅礦，早古生代僅出現(xiàn)少數(shù)鐵、銅礦床，晚古生代區(qū)內(nèi)鐵礦、金礦和銅礦基本都與下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組有關(guān)，具有集中爆發(fā)成礦的特點(diǎn)。
圖11 西天山區(qū)域成礦演化 新元古代伊犁地塊為邊緣裂陷盆地環(huán)境，在長(zhǎng)城紀(jì)哈爾達(dá)坂巖群和薊縣紀(jì)庫(kù)松木切克巖群的細(xì)碎屑巖-碳酸鹽巖建造中，形成了以哈爾達(dá)坂、托克賽、四臺(tái)海泉為代表的熱水沉積鉛鋅礦床（圖11a）。晚古生代帶伊犁地塊北部為與北天山洋俯沖有關(guān)的島弧和弧后盆地環(huán)境，即北天山洋向南部的伊犁地塊俯沖，在其北部島弧區(qū)形成了中酸性巖漿侵入活動(dòng)，形成了喇嘛蘇、萊歷斯高爾等斑巖型銅鉬礦，同時(shí)在弧后盆地形成阿吾拉勒鐵多金屬成礦帶。而位于西天山南部的晚古生代那拉提金銅成礦帶與南天山洋的俯沖與碰撞環(huán)境有關(guān)（圖11c，11d）。石炭紀(jì)未到早二疊世，西天山進(jìn)入后造山或陸內(nèi)伸展環(huán)境，形成多個(gè)陸內(nèi)斷陷盆地，陸相火山-次火山巖發(fā)育，形成阿希等多個(gè)淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V床（圖11e）。本文綜合研究了前人及筆者有關(guān)西天山區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、礦床地質(zhì)和地球化等成果，探討了西天山地區(qū)構(gòu)造演化與成礦規(guī)律之間的關(guān)系。取得以下主要認(rèn)識(shí)：（1）西天山造山帶位于中亞增生型造山帶的西南緣，其構(gòu)造特征與天山洋演化密切相關(guān)。西天山地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，成礦獨(dú)特，是斑巖銅金礦、淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V、火山-沉積巖型鐵錳礦和熱水沉積型鉛鋅礦的集中區(qū)。(2)西天山從前寒武紀(jì)到晚古生代大致形成4個(gè)重要的成礦區(qū)帶，主要包括：①哈爾達(dá)坂前寒武紀(jì)鉛鋅成礦帶，②博羅科努古生代金銅鉛鋅多金屬成礦帶，③阿吾拉勒晚古生代鐵錳多金屬成礦帶，④那拉提古生代金銅多金屬成礦帶。(3)通過(guò)對(duì)區(qū)域地質(zhì)背景、沉積建造、巖漿演化、成礦地質(zhì)特征/物質(zhì)來(lái)源及區(qū)域控礦因素等方面的綜合研究，建立了西天山地區(qū)主要成礦區(qū)帶的成礦模式，厘定了西天山地區(qū)沉積建造-構(gòu)造-巖漿活動(dòng)及其成礦序列，總結(jié)了西天山地區(qū)鐵銅鉛鋅金等優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)區(qū)域分布規(guī)律和時(shí)空結(jié)構(gòu)模型。致謝：本文得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃深地專(zhuān)項(xiàng)和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助，以及新疆地礦局地質(zhì)調(diào)查院的大力支持；同時(shí)新疆305項(xiàng)目辦公室對(duì)本研究工作提供了各種幫助，肖文交、高俊和馬華東研究員等對(duì)本文研究進(jìn)行了具體指導(dǎo)，在此一并表示衷心感謝！原文來(lái)源：張連昌，馮京，李平，朱明田，董志國(guó)，高炳宇，張新，王長(zhǎng)樂(lè)，陳博，計(jì)文化，2022。西天山構(gòu)造演化與優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)成礦規(guī)律。地球科學(xué)，47（9）：3127—3146。 導(dǎo)讀評(píng)論和排版整理等：《覆蓋區(qū)找礦》公眾號(hào).
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