董少峰

(西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系，陜西 西安 710069)

西準(zhǔn)噶爾斑巖型礦床成礦流體的還原性

董少峰

(西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系，陜西 西安 710069)

[摘要]西準(zhǔn)噶爾地區(qū)位于中亞成礦域核心區(qū)，發(fā)育眾多斑巖型礦床，具有較大的找礦潛力。以斑巖型銅鉬礦床為代表，礦床的形成和巖漿-熱液流體的活動密切相關(guān)。流體的氧化還原性質(zhì)對成礦物質(zhì)的遷移、富集具有重要影響，一定程度上控制著礦床的品位和規(guī)模。西準(zhǔn)噶爾地區(qū)斑巖型銅鉬礦的成礦流體較多的呈現(xiàn)出還原性，可能是限制了礦床規(guī)模的原因之一。

[關(guān)鍵詞]斑巖型礦床；成礦流體；還原性；西準(zhǔn)噶爾

斑巖型銅鉬礦床是世界上已知的最重要的銅、鉬礦床，也是我國主要的金屬礦床之一，具有重要的經(jīng)濟(jì)和科研價值。中亞成礦域是重要的斑巖型礦床產(chǎn)區(qū)，發(fā)育眾多世界知名的大型、超大型斑巖銅礦，如阿克都卡、科翁臘德、科克賽、歐玉托勒蓋等。我國新疆西準(zhǔn)噶爾地區(qū)處于中亞成礦域的核心地區(qū)，近年來也陸續(xù)發(fā)現(xiàn)如包古圖、蘇云河、吐克吐克、宏遠(yuǎn)等一批斑巖型銅鉬礦床，找礦潛力較大。但是相比于毗鄰的環(huán)巴爾喀什湖成礦區(qū)帶，已發(fā)現(xiàn)的礦床在數(shù)量和規(guī)模上都有所不如，是因為本區(qū)確實沒有大礦還是暫時沒有發(fā)現(xiàn)呢？為此，除了繼續(xù)進(jìn)行找礦勘探工作，也要加強(qiáng)理論研究，拓寬思路，尋找本區(qū)特殊的成礦規(guī)律。

1西準(zhǔn)噶爾的斑巖型礦床

根據(jù)前人的研究，可將西準(zhǔn)噶爾地區(qū)劃入巴爾喀什-準(zhǔn)噶爾成礦省[1]。西準(zhǔn)噶爾地區(qū)可以分為北部的薩吾爾成礦帶、中部的謝米斯臺-沙爾布提成礦帶和南部的巴爾魯克-克拉瑪依成礦帶，三者依次與環(huán)巴爾喀什湖地區(qū)北部的扎爾瑪-薩吾爾成礦帶、中部的波謝庫爾-成吉斯成礦帶和南部的北巴爾喀什成礦帶相銜接。目前西準(zhǔn)噶爾地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的規(guī)模較大的斑巖型礦床主要分布在巴爾魯克-克拉瑪依成礦帶，其主要成礦特征見表1[2]。

2成礦流體的性質(zhì)

巖漿-熱液流體的活動與斑巖型銅鉬礦床的形成密切相關(guān)。成礦流體的成分、鹽度及溫度、壓力、氧逸度等性質(zhì)約束著礦床的成因、物質(zhì)來源、成礦規(guī)模及演化。根據(jù)成礦流體和花崗巖漿的氧化還原特性，可將斑巖型礦床劃分為氧化性斑巖礦床和還原性斑巖礦床[3]。一般來說，氧化性斑巖型礦床成礦流體的氧逸度較高，鹽度較高，金屬及硫化物中的硫等成礦物質(zhì)主要與鈣堿性花崗巖漿有關(guān)，流體揮發(fā)份主要為H2O、CO2、Cl-及氣態(tài)硫化物等(如SO2)，較少含有CH4、CO、H2等還原性物質(zhì)，如科翁臘德、博爾雷，阿克都卡等屬于這類礦床，成礦流體為氧化性H2O-NaCl-CO2-SO2體系。還原性斑巖礦床較多地富含還原性流體如CH4、CO等，氧逸度較低，原生磁黃鐵礦較發(fā)育，但是磁鐵礦等代表高氧逸度的礦物不發(fā)育，如包古圖、蘇云河、宏遠(yuǎn)等都屬于這類礦床，成礦流體為還原性H2O-NaCl-CH4-CO2體系[4]。

表1　巴爾魯克-克拉瑪依成礦帶與北巴爾喀什成礦帶比較

一般來講斑巖型礦床的成礦流體主要源于I型花崗巖的演化，由其產(chǎn)生的揮發(fā)性流體多數(shù)是氧化性的如SO2、CO2等，少見CH4、CO等還原性流體，而還原性斑巖礦床則相反。隨著研究的進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)還原性斑巖礦床中還原性流體的來源可以有多種途徑。其一，在巖漿流體演化過程中，如果受到含碳圍巖的混染作用，則比較容易產(chǎn)生CH4等還原性流體。另外一個重要途徑是巖漿演化過程中周圍S型花崗巖對I型花崗巖的混染，由于S型花崗巖相對氧逸度較低，硫含量較少，具有較高的CH4/SO2比值，兩者混合會導(dǎo)致I型花崗巖呈現(xiàn)出還原性。其他地質(zhì)過程如巖漿脫硫作用、地幔脫氣及深部鐵鎂質(zhì)熔體等也會帶來一定的還原性流體[5]。

3還原性流體對成礦的影響

在巖漿-流體演化過程中，硫是控制金屬成礦元素行為的最重要元素，能以S2-、S、SO2、SO3等多種形式存在。硫的賦存狀態(tài)受氧逸度的控制，氧逸度較高時，硫以氧化態(tài)(如SO2、SO42-)存在，當(dāng)氧逸度較低時以還原態(tài)(如H2S)存在。高氧逸度(fO2>ΔQFM+2)能夠增強(qiáng)硫的溶解度，使其以SO42-的形式存在，并促使金屬元素持續(xù)的在巖漿中富集[6]。高氧逸度狀態(tài)下，銅、鉬等金屬元素傾向于向硅酸鹽熔體富集，但是當(dāng)巖漿氧逸度降低時，如果熔體中有還原態(tài)硫化物，則銅、鉬等金屬元素就會以硫化物的形式沉淀析出。

成礦流體中主要的還原性物質(zhì)是CH4，其控制著流體的氧化還原狀態(tài)。大量CH4的存在，使成礦流體中的硫元素保持低價態(tài)，可能在巖漿-熱液演化早期就使系統(tǒng)中的SO2還原而不能在演化晚期形成硫酸鹽礦物，在巖漿-熱液演化早期就導(dǎo)致硫的過飽和，進(jìn)而促使形成金屬硫化物沉淀，對原始巖漿中的銅、鉬等金屬元素的溶解遷移造成不利影響，在一定程度上使成礦物質(zhì)分散，最終造成巖漿中成礦元素的貧化，導(dǎo)致還原性斑巖型銅鉬礦床的礦化和蝕變規(guī)模受到限制[7]。

4結(jié)語

(1)由于還原性流體對礦化的限制，在找礦勘查工作中，如果發(fā)現(xiàn)斑巖體周圍有含碳地層或者發(fā)現(xiàn)有S型花崗巖混染的情況，則說明成礦流體很可能是還原性的，那么近地表的礦床規(guī)模可能有限。

(2)西準(zhǔn)噶爾地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的斑巖型銅鉬礦床的成礦流體中普遍含有還原性流體，表明成礦過程中的物理化學(xué)條件改變了成礦元素的遷移富集行為，導(dǎo)致蝕變和礦化的規(guī)模受到限制，所以礦化規(guī)模普遍小于環(huán)巴爾喀什湖地區(qū)。

參考文獻(xiàn)

[1]朱永峰. 中亞成礦域核心區(qū)地質(zhì)演化和巨型成礦帶劃分[J]. 礦床地質(zhì).2014. 33(3): 471-485.

[2]申萍, 周濤發(fā), 袁峰,等.環(huán)巴爾喀什-西準(zhǔn)噶爾成礦省礦床類型、成礦系統(tǒng)和跨境成礦帶對接[J]. 巖石學(xué)報.2015, 31(2): 285-303.

[3]徐文剛, 張德會. 還原性流體與斑巖型礦床成礦機(jī)制探討[J]. 地質(zhì)學(xué)報.2012, 86(3):495-502.

[4]申萍, 潘鴻迪, SEITMURATOVA Eleonora. 中亞成礦域斑巖銅礦床基本特征[J]. 巖石學(xué)報.2015, 31(2):315-332.

[5]鐘世華, 申萍, 潘鴻迪,等. 新疆西準(zhǔn)噶爾蘇云河鉬礦床成礦流體和成礦時代[J]. 巖石學(xué)報.2015, 31(2):449-464.

[6]吳楚, 劉妍, 曹明堅,等. 還原性斑巖型Cu與Mo-Cu礦特征與形成機(jī)制[J]. 巖石學(xué)報.2015, 31(2):617-638.

[7]徐文剛, 范宏瑞.氧化性和還原性斑巖型礦床流體成礦特征分析[J]. 地學(xué)前緣.2011, 18(5):103-120.

[收稿日期]2016-01-08

[作者簡介]董少峰(1979-)，男，河南洛陽人，在讀碩士研究生，主攻方向：礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)。

[中圖分類號]P618.65

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B

[文章編號]1004-1184(2016)03-0251-02