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西天山跨境成矿带

专著信息

书名：	西天山跨境成矿带
责任者：	薛春纪
丛书项：
出版社：	地质出版社
出版时间：	2016
ISBN：
项目资助信息：	西天山成矿环境和成矿规律研究
摘要：	西天山是重要的Au-Cu-Pb-Zn成矿带，但其地质矿产勘查和研究工作比较薄弱，在区域地壳的结构、构造单元及其演化，成矿带重要成矿系统形成的地质环境和成矿带、矿带厘定等方面存在诸多问题。本次研究目的为基本查明西天山地壳结构、构造单元及其地质过程，进一步揭示西天山金属成矿的大陆动力学背景；初步查明西天山重要成矿带和大型矿集区地质环境，揭示重要大型矿集区形成机制和分布规律；查明构造-岩浆-热液Cu Mo Au Fe、造山型Au Sb、盆地流体Pb Zn Cu 3类成矿系列的形成条件，构建区域成矿模式。在历时5年的研究中，在充分收集和学习整理前人有关地质矿产勘查和研究成果基础上，以成矿系列和成矿系统的理论与方法为指导，将新疆西天山及境外邻区天山作为统一的整体，开展了西天山成矿动力学背景调查总结、跨境成矿带大型矿集区地质环境分析、典型矿床解剖和形成机制研究、重要矿集区成矿系统厘定、新疆西天山重要矿集区预测等工作，专题研究取得了如下主要进展和成果： 1、揭示出西天山区域地壳演化中出现的4类重要成矿环境及其相关的重要成矿类型，划分出4个成矿带、10个成矿亚带，地质预测出30个大型金铜铅锌铁矿集区，进一步明确了找矿方向；西天山大致经历了前寒武纪古陆形成、古生代洋-陆俯冲增生、晚古生代末期陆-陆碰撞造山和中-新生代陆内成盆等四个时期的地壳演化，依次形成元古宙陆缘盆地、古生代增生岛弧、古生代末期碰撞造山和中-新生代山前盆地等四类重要成矿环境，发育造山型金矿、斑岩型金铜矿、侵入体有关金矿、浅成低温热液型金矿、矽卡岩型金铜铅锌矿、砂岩型铅锌铜矿、喷流沉积（SEDEX）型铅锌铜矿等七个重要成矿类型。造山型金矿形成于古生代俯冲增生和碰撞造山两个构造演化时期两类地质环境，斑岩型金铜矿形成于古生代不同时期的成熟岛弧环境，SEDEX型铅锌矿在新元古代陆缘盆地富集，砂岩型铅锌矿形成于中-新生代山前盆地。构造-成矿带对比和重要矿集区调研基础上，在西天山划分出北天山Cu-Au-Pb-Zn-Fe、中天山Cu-Au-Pb-Zn和南天山Au-Hg-Pb-Zn、塔里木北缘Cu-Pb-Zn等4个成矿带，Tekeli-赛里木Pb-Zn-Cu-Mo、楚－伊犁Cu-Fe-Pb-Zn-Au、Andash-Taldybulak Lev. Cu-Au-Pb-Zn、Kurama-Chatkal Cu-Au-Pb-Zn等10个成矿亚带和Muruntau-Daugyztau Au、Almalyk Cu-Au-Pb-Zn、捷克利Pb-Zn等30个大型金铜铅锌矿集区；西天山金铜铅锌成矿类型和环境优越，找矿潜力巨大，新疆西天山有望实现金铜铅锌找矿持续重大突破。 2、提出西天山“亚洲金腰带”地质找矿概念，建立了“亚洲金腰带”内造山型和斑岩型两大成矿系统勘查准则，产学研结合有力推动了新疆西天山地质找矿突破，新疆新源县探获卡特巴阿苏大型金矿床，乌恰县萨瓦亚尔顿金矿床金储量大幅度增加； “亚洲金腰带”是指中天山隆起带及其南北缘东西向横贯中亚天山、大型-超大型矿床集中形成的世界级金（锑汞）成矿带。研究认为Terskey洋和Turkestan-南天山洋的发生、发展和消亡是“亚洲金腰带”基本地球动力学背景；“亚洲金腰带”内金矿床大致可划分为两大成矿系统，即斑岩金（铜）成矿系统（包括斑岩型、矽卡岩型和浅成低温热液型金铜矿床）和造山型金成矿系统（成矿作用与俯冲、碰撞不同造山过程中大型脆韧性变形带及其中岩浆侵入活动有关。其中，成熟岛弧环境、深源岩浆浅成侵入、叠加复合长期成矿是“亚洲金腰带”斑岩型金成矿系统关键控制。“古老地壳+构造变形+岩浆热液”是西天山“亚洲金腰带”造山型金成矿的关键控制和勘查准则。由于三者的配置式样、作用方式、成矿贡献，以及成矿古深度等差异，造山型金矿床地质和地球化学特征复杂多样，“亚洲金腰带”的成矿和找矿潜力巨大。“亚洲金腰带”向东延伸确切进入我国新疆西天山，那拉提山—额尔宾山一带的中天山及南北缘造山型金成矿要素齐全且配置好，产学研联合攻关在新疆新源县发现卡特巴阿苏超大型金矿床，探明金储量87吨，乌恰县萨瓦亚尔顿金矿床近年新增金储量约100吨，新疆西天山可望实现金矿找矿持续重大突破。 3、识别出西天山区域板块运动中洋陆俯冲增生楔和陆陆碰撞造山带两个时期两种环境两类不同造山型金矿作用，丰富了造山型金成矿研究内容，为“亚洲金腰带”新疆段地质找矿进一步明确了方向。造山型金矿是西天山“亚洲金腰带”最为重要的金成矿类型，发育于古生代俯冲增生和晚古生代陆陆碰撞两个构造演化时期，前者与洋-陆增生及相关的变形变质过程有关，后者与陆-陆碰撞过程中构造-流体作用有关。吉尔吉斯斯坦北天山Taldybulak Leveberezhny金矿床产于新元古-寒武纪强变形的绿片岩中，金矿化受北西向韧脆性变形带控制，针对载金黄铁矿Re-Os测年获得511±18 Ma成矿时代，金成矿与寒武-奥陶纪Dzhalair–Naiman洋盆往南向Aktyuz地体之下俯冲增生及其相关的区域性变形变质过程有关；新疆西天山卡特巴阿苏金矿床形成于南天山洋关闭，塔里木板块与中天山陆块碰撞相关的逆冲推覆和走滑剪切过程的陆陆碰撞过程中。地壳中大型变形构造驱动了深部/变质流体；这种流体富CO2、中高温、中低盐度，从构造−流体经过的中天山地壳（基底地层、下古生界火山岩、晚古生代岩体等地质体）中不断萃取金等成矿物质并向地壳浅处迁移；由于构造转换或温度、压力改变，导致金属物质在中天山地壳压扭性变形带中沉淀富集，形成卡特巴阿苏成群出现的大型透镜状/似板状工业金矿体。 4、以西天山Almalyk、吐拉苏两个矿集区为对象并彼此对比，揭示出西天山斑岩铜金成矿系统基本结构，提出吐拉苏盆地发育斑岩铜金成矿系统，产学研结合实现了地质找矿的新突破；乌兹别克斯坦Almalyk矿集区以晚古生代斑岩为主岩形成5个世界级和大型斑岩铜金矿床，在斑岩体与泥盆系灰岩接触带形成大型矽卡岩型铅锌矿床，以石炭纪安山岩和火山碎屑岩为主岩形成20余个大型浅成低温热液型金矿床，矿集区内这些不同类型金铜矿床形成于相同地球动力学背景和相似地质环境、显示密切的时-空和成因联系，构成有机关联的斑岩型铜金成矿系统，是Turkerstan洋演化末期Beltau-Kurama成熟岛弧环境中构造-岩浆-热液作用的产物；类似的成矿系统在新疆西天山吐拉苏盆地也有明显表现，专题组近几年产学研联合攻关在吐拉苏盆地揭示出酸性蚀变-高硫-低硫浅成低温热液金矿化蚀变系列，在泥盆-石炭纪火山岩中新发现二长斑岩和细晶闪长岩等岩石包体并在靶区多处观测到铜矿化线索和标志，预测提出吐拉苏具有形成斑岩铜金成矿系统巨大潜力的新认识，建立了区域斑岩铜金成矿模式；以此引导，引领产学研联合在靶区北缘克峡希开展地质填图和矿产勘查评价发现斑岩铜矿化小岩体群，显示出良好的找矿前景。该小岩体群由辉石闪长岩（357.2±3.0Ma）、石英闪长岩（356.4±2.2Ma）、花岗闪长岩（350.8±3.8Ma）、闪长玢岩（348.0±2.2Ma）构成，与吐拉苏地区下石炭统火山岩同时代，岩浆均属钙碱性系列，弧岩浆性质明显。 5、编制出1:100万西天山成矿规律和成矿预测图，产学研结合在群吉、巴音布鲁克实现了找矿突破。在全面收集境内外西天山地质矿产资料基础上，编制了1:100万西天山成矿规律和成矿预测图，构造-成矿带对比和地物化遥资料综合在新疆西天山圈定出11个大型金铜铅锌预测区，并按照成矿地质条件划分出A级预测区4处（乔霍特、群吉萨依、吐拉苏塔乌尔别克和哈勒尕提-3571）、B级预测区4处（达巴特、艾姆劲-肯登高尔、库木斯、克孜赛-查岗若尔），C级预测区3处（库松木切克、可可萨拉-艾木斯呆依和式可布台）。产学研联合在乔霍特、群吉萨依两个预测区开展矿产勘查和评价，重大找矿突破前景良好。巴音布鲁克乔霍特靶区位于中天山南缘，是南天山洋奥陶-志留纪向中天山板块之下俯冲形成的火山岛弧环境。区域广泛出露早古生代富铜中基性岛弧火山岩及中酸性浅成-超浅成侵入的岩脉，成矿流体主体为中温（260°C ~320°C）、中高盐度（16.0%～17.0% NaCleq.）、δDH2O V-SMOW=－66.5‰～－77.2‰，δ18OH2O V-SMOW=1.84‰～3.79‰的岩浆水。矿石硫同位素指示成矿过程中硫的来源为岩浆热液还原海水中硫酸盐，铅同位素指示成矿金属来源于上地壳和地幔混合。运用相位激电测深对比分析11条剖面的等效极化率异常分布特点，圈定出了4个较明显的极化率异常带，优选提出结水盖勒沟口和鑫鑫两个重点铜矿找矿靶区，提出应加强在深部（500~1000 m）寻找斑岩型铜矿及与斑岩相关脉状铜矿新思路；钻孔工作验证在靶区较多钻孔中发现较为连续铜矿化体。群吉萨依铜矿化呈浸染状和细脉浸染状产在侵入在下二叠统陆相双峰式火山岩的辉绿岩岩体中，发育绿帘石化、绿泥石化、碳酸盐化、硅化的热液蚀变组合，金属矿物以辉铜矿和斑铜矿为主。辉绿岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得289.9±1.4 Ma的成岩年龄，铜精粉Re-Os等时线测年获得307±10 Ma的成矿年龄。矿石显示变化范围极小的δ34S和铅同位素组成以及低的187Os/188Os(i) 比值（0.42 ± 0.19），指示成矿金属和硫为统一岩浆来源。地面激电测深和高精度磁测表明，围绕靶区出现环状分布的磁异常带，靶区内低阻高极化激电异常明显，可能指示火山口或岩浆/热活动中心，产学研联合布置深孔在钻孔中打出近百米斑岩型铜矿。
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