新疆索尔库都克铜钼矿床两期矽卡岩叠加成矿作用研究

【摘要】：索尔库都克铜钼矿床位于东准噶尔北缘西南部,是该区具有代表性的矽卡岩型矿床。本文对其开展了矿床地质、成岩成矿年代学、岩石地球化学、矽卡岩矿物学和稀土元素地球化学、成矿流体演化、成矿物质来源等方面的研究,总结了矿床地质特征,对矿床成矿作用进行了探讨,并结合区域大地构造演化历史建立了成矿模式,丰富了区域上对斑岩-矽卡岩型矿床的成矿规律和成矿预测研究。矿床地质特征和成岩成矿年代学研究揭示出索尔库都克铜钼矿床是一个典型的具有叠加成矿特点的矽卡岩型矿床。矿区发育早、晚两期矽卡岩并分别伴有成矿作用,其中早期矽卡岩成矿时代为中泥盆世末(379.1+6.6Ma),成矿金属组合为Fe-Cu-Mo组合,成矿与粗面英安斑岩(387.6±1.8Ma)有关；晚期矽卡岩成矿时代为晚石炭世末(299.6±1.9Ma),成矿金属组合为Cu-Mo-Zn±Pb组合,成矿与花岗斑岩(294.7±2.9Ma)有关。矿物学和稀土元素地球化学特征表明,早期矽卡岩成矿过程中氧化还原环境经历了由进化变质阶段的弱还原-弱氧化条件→氧化物阶段的弱还原环境→退化变质阶段早期氧化环境→退化变质阶段中晚期弱氧化-还原环境的变化过程,而晚期矽卡岩成矿过程中氧化还原环境经历了由进化变质阶段的氧化环境→退化变质阶段的弱氧化-弱还原环境→石英-硫化物阶段的弱还原-还原环境→石英-方解石阶段还原环境的变化过程。虽然在具体的成矿过程方面有明显的区别,但氧化还原环境之间的转换主要集中于早、晚两期矽卡岩的主成矿阶段(早期矽卡岩退化变质阶段、晚期矽卡岩石英-硫化物阶段),氧化还原环境的转变为大量金属硫化物的形成创造了良好的条件。成矿流体研究显示,早期矽卡岩发育富气相包裹体(WV型)、富液相包裹体(WL型)和含子晶三相包裹体(S1型),初始成矿流体属高温的H2O-NaCl体系,主成矿期的流体为中高温盐度不饱和流体,并发生了强烈的流体沸腾作用。晚期矽卡岩发育富气相包裹体(WV型)、富液相包裹体(WL型)、含子晶三相包裹体(S1型)及固液两相包裹体(S2型),初始成矿流体也属高温的H2O-NaCl体系,但主成矿期的流体为中低温盐度过饱和流体,并发生了强烈的流体沸腾和流体混合作用。主成矿期流体的沸腾作用导致流体中Cu、Mo溶解度的快速下降,并最终致使金属硫化物大量沉淀,流体沸腾作用是造成早、晚两期矽卡岩矿质沉淀的主要机制。结合区域大地构造演化,认为索尔库都克铜钼矿床早期矽卡岩成矿系统形成于中泥盆世古亚洲洋向准噶尔板块俯冲的岛弧构造环境,俯冲洋壳的脱水交代地幔楔使其发生部分熔融,产生富含水和成矿物质的岩浆,岩浆在上侵的过程中演化出含矿流体,沿地层运移并对地层进行交代,形成以层状、似层状为特征的早期矽卡岩及矿化。索尔库都克铜钼矿床晚期矽卡岩成矿系统形成于晚石炭世后碰撞构造环境,后碰撞区域性的伸展作用引发幔源岩浆的底侵,导致新生下地壳的部分熔融产生富含水和成矿物质的岩浆,岩浆在上侵过程中演化出的成矿流体沿可能由构造运动产生的张性裂隙运移并对地层和早期矽卡岩进行交代,最终形成以不规则的脉状为特征的晚期矽卡岩及矿体。