新疆北准噶尔成矿带地质特征及成矿规律分析

宋梦莹 杨在峰

摘   要：新疆北准噶尔成矿带位于哈萨克斯坦-准噶尔板块北缘北准噶尔晚古生代沟弧带，是新疆重要的铜、镍、铁、金、钼等多金属成矿带，共划分出2个Ⅳ级矿带。通过对该成矿带地质矿产特征的总结，从矿带中矿床的时间、空间、矿床类型及规模的分布规律入手，分析成矿规律。成矿带中矿床主要形成于晚古生代，矿床类型以岩浆作用为主。中下泥盆统托让格库都克组，中泥盆统查干山组、巴尔雷克组和下石炭统姜巴斯套组是带内Au，Cu，Fe的重要赋矿层位。铜镍矿与基性-超基性岩体密切相关，卡拉先格尔断裂与额尔齐斯断裂带交汇处是寻找成型矿床的有利部位。

关键词：北准噶尔;成矿地质特征;矿床类型;成矿规律

新疆共划分出24个Ⅲ级成矿（区）带，北准噶尔成矿带属于新疆北部的准噶尔成矿省，其西起于塔城市，東止于巴里坤县三塘湖乡，向西和向东分别延入哈萨克斯坦和蒙古国。成矿带矿种丰富、成矿类型多样，是新疆重要的镍、铜、钼、金、铁、膨润土等矿产的开发基地。20世纪70年代至21世纪初，前人通过对成矿带的区域地质调查及矿产调查，陆续发现了喀拉通克镍铜铂族矿床、阔尔真阔腊金矿床、玉勒肯哈腊苏铜钼（金）矿床、扎河坝膨润土、沸石矿床等大中型矿床，尤其是喀拉通克大型镍铜铂族矿床，开发综合利用居全国前列。前人研究主要针对单个矿床（点），且对矿床的成因划分较混乱，缺乏系统性研究。本文在前人成矿地质背景研究的基础上，结合矿带中矿床的时间、空间、矿床类型及规模的分布规律，采用新观点、新资料、新方法客观、全面地对北准噶尔成矿带成矿规律进行了研究，为新疆北准噶尔成矿带以后的地质勘查提供可靠依据。

1  成矿地质构造背景

1.1  大地构造特征

北准噶尔成矿带位于哈萨克斯坦-准噶尔板块北缘，北以额尔齐斯构造带与西伯利亚板块南缘的阿尔泰弧盆系相邻，南以洪古勒楞-阿尔曼太蛇绿混杂岩带与赛米斯台-三塘湖复合岛弧带相连[1]。成矿带大地构造位于北准噶尔晚古生代沟弧带（Ⅰ-3-1），北以查尔斯克-斋桑-额尔齐斯结合带为界，南界为萨吾尔山南缘大断裂-阿尔曼太大断裂与塔尔巴哈台-阿尔曼太带相邻，进一步划分为萨吾尔-二台晚古生代岛弧带（Ⅰ-3-11）和洪古勒楞-阿尔曼太沟弧带（Ⅰ-3-12）2个Ⅳ级构造单元。

萨吾尔-二台晚古生代岛弧带（Ⅰ-3-11）  带内泥盆—石炭系下部以岛弧型钙碱性玄武岩-安山岩-流纹岩建造及火山沉积建造为主。中泥盆统萨吾尔山组为安山质晶屑凝灰岩、安山质角砾熔岩、安山玢岩等不均匀互层夹硅质岩及凝灰砾岩透镜体，与上覆塔尔巴哈台组碎屑岩、火山碎屑岩及基-酸性火山熔岩整合接触;杜内晚期的黑山头组下部为正常陆缘碎屑岩，上部为中、酸性、中基性火山岩。维宪期的姜巴斯套组及维宪阶中—上部的那林卡拉组陆表海碎屑沉积覆盖于碰撞前及同碰撞花岗岩之上，称萨吾尔运动，发生在泥盆纪晚期至杜内早期与维宪期之间，代表斋桑-额尔齐斯洋盆的全面闭合。晚石炭世早期的吉木乃组（罗苏阶-滑石板阶）及恰其海组（达拉阶）为含安哥拉植物群的海陆交互相沉积及陆相火山岩的含煤岩系，为查尔斯克-斋桑-额尔齐斯洋盆向南俯冲消灭、闭合成为统一大陆的结果。

洪古勒楞-阿尔曼太沟弧带（Ⅰ-3-12）  分布于北准噶尔洋内弧南侧，沿阿尔曼太断裂至洪古勒楞等一带的古生代复合岛弧带北侧断续分布，为侵位于泥盆纪岛弧带内的早古生代蛇绿混杂岩带，其南、北并无明显边界。由早古生代蛇绿混杂岩相的蛇绿岩亚相及洋岛海山亚相组成。蛇绿岩之上为晚泥盆世火山-沉积岩系不整合覆盖[1]，同位素年龄为475～561 Ma[2]，代表了早古生代洋盆消亡后残留下的碎片，被后期构造挤入泥盆纪岛弧带之中。在蛇绿岩组合的堆晶岩中，获得Sm-Nd同位素年龄为626 Ma[3];在塔城北山发现了早奥陶世蛇绿混杂岩（478 Ma）[4]，其上为早泥盆世火山角砾岩（392 Ma）不整合覆盖。洪古勒楞蛇绿混杂岩之上中—上志留统火山复理石不整合覆盖，反映早古生代洋盆已经封闭。

1.2  地层

成矿带属北准噶尔地层分区之福海地层小区，主要由泥盆系、石炭系和部分奥陶系、志留系、二叠系组成。其中下泥盆统托让格库都克组为铜的重要含矿层位;中泥盆统查干山组为铁的重要赋矿层位;中泥盆统巴尔雷克组和下石炭统姜巴斯套组为金的重要赋矿层位。

1.3  岩浆岩

带内侵入岩分为北准噶尔晚古生代构造岩浆岩亚带和西准噶尔古生代构造岩浆岩亚带，其中喀拉通克碰撞后伸展岩浆段中的基性-超基性岩体与铜镍矿密切相关。火山岩在早石炭世以前为岛弧环境的安山岩-英安岩-流纹岩等组合，晚石炭世及其后的火山岩为裂谷环境玄武岩-英安岩-粗面岩-流纹岩等组合，在喀拉通克一带发育早、中泥盆世埃达克质火山岩、玻镁安山岩等与俯冲作用相关的火山岩类型[5-7]，并见有中泥盆世苦橄岩出露[8-10]。

1.4  构造

带内构造以相对较宽缓的褶皱构造和断裂构造为主，主要断裂构造及大型变形构造特征有额尔齐斯断裂、卡拉先格尔断裂、阿尔曼太断裂、塔哈巴哈台逆冲走滑构造带，其中卡拉先格尔断裂显示多期活动的特征。断裂近代活动迹象清晰，是新疆著名的现代活动断裂带。

2  成矿地质特征

2.1  矿产资源特征

北准噶尔成矿带以产铜、铁、金、银、镍、锡、钼、煤、硫等矿种为主，是准噶尔成矿省内重要金属成矿带之一，带内共有各类矿产地187处，成型矿床31处。其中大型矿床1处、中型矿床6处、小型矿床24处、矿点157处（图1）。该成矿带主体为铜、镍、钼、金、铁矿，次为稀土、铂族、沸石、膨润土、煤矿等。

成矿带内大中型矿床主要有：与晚石炭世弛张期镁铁-超镁铁岩建造有关的新疆喀拉通克大型铜、镍、铂族矿床;与泥盆纪汇聚阶段火山-深成岩建造有关的希勒克特哈腊苏中型铜钼矿床，以及索尔库都克中型铜钼铁矿床、玉勒肯哈腊苏中型铜钼（金）矿床、和布克赛尔县阔尔真阔腊中型金矿床、沙尔布拉克中型金矿床;扎河坝膨润土、沸石矿床（中型）等。该成矿带的优势矿产已探获资源储量为：铁806×104 t，铜99.76×104 t，镍25.74×104 t，钼1.43×104 t，金24.03 t，银214 t，硫28×104 t。

2.2  主要矿床类型

依据新疆矿产志中对矿床类型划分的原则1，北准噶尔成矿带主要矿床类型及其结构主要有2个一级分类、5个二级分类及13个三级类型，以岩浆作用矿床最为重要。另据矿床类型在成矿带的重要程度，将带内矿床划分为3种重要类型（脉状岩浆热液型、镁铁-超镁铁岩型、海相火山气液型），8种主要类型，6种次要类型（表1）。

3  区域成矿规律

3.1  主要成矿单元

北准噶尔成矿带北界为额尔齐斯断裂带，南界为塔尔巴哈台南缘大断裂。该带主要矿产有铜、镍、金、钼、铁及煤、膨润土等。在北准噶尔Ⅲ级成矿带基础上划分出2个Ⅳ级矿带[11]。

3.1.1  萨吾尔-二台（岛弧带）Cu-Ni-Au-Mo-Fe-        ERR-煤-膨润土-沸石矿带（Ⅳ-3-①）

矿带位于准噶尔北缘，新疆境内呈近EW向展布，长约 480 km，宽40～60 km。矿带的构造单元属于萨吾尔-二台晚古生代岛弧带Ⅰ-3-11。矿带西部以岛弧型钙碱性玄武岩-安山岩-流纹岩建造及火山沉积建造为主;矿带东部为苦橄岩及玻安岩建造，构成了独特的大洋环境建造组合，属洋内弧相的火山弧亚相。带内成矿作用主要发生在晚古生代，主要产出与泥盆纪汇聚阶段火山-深成岩建造有关的铁，铜，钼，金矿床（索尔库都克铜钼铁矿床、希勒克特哈腊苏铜钼矿床、乔夏哈拉铁多金属矿床等）、与石炭纪汇聚阶段花岗岩建造有关的金矿床（布尔克斯岱金矿床）、与晚石炭世后碰撞伸展期镁铁-超镁铁岩建造有关的铜，镍矿床（喀拉通克镍铜铂族矿床）、与晚石炭世—早二叠世后碰撞阶段韧性剪切带作用有关的变质（动热）型金矿床（扎河坝金矿床）、与石炭纪固结期含碳质碎屑岩建造及含矿流体作用有关的金矿床（沙尔布拉克金矿床）以及与二叠纪上叠盆地陆相火山岩建造有关的金，铜，多金属、沸石、膨润土矿床（阔尔真阔腊金矿床、扎河坝膨润土、沸石矿床）等。矿带内已发现各类矿产地162处，其中大型矿床1处（富蕴喀拉通克镍铜铂族矿床）、中型矿床6处、小型矿床20处，成矿强度为11.25（成型矿床/×104  km2）。

3.1.2  塔尔巴哈台-阿尔曼太（沟弧带）Au-Cu-Fe-膨             润土-萤石矿带（Ⅳ-3-②）

矿带位于萨吾尔-二台晚古生代成矿带与唐巴勒-卡拉麦里成矿带之间，呈NW向展布，长900 km，宽20～30 km。矿带的构造单元属洪古勒楞-阿尔曼太沟弧带Ⅰ-3-12。该带为成吉斯-塔尔巴哈台-阿尔曼太早古生代褶皱-推覆带。带内成矿作用主要发生在早古生代，晚古生代构造-岩浆活动进一步使早期形成的矿床叠加富集。其中早古生代主要以与志留纪汇聚阶段海相火山沉积作用、变质作用有关的铁矿床（沙拉普铁矿点、沙尔布尔铁矿点）为主;晚古生代主要产出与泥盆纪汇聚阶段变质作用有关的铁、石墨矿床（达布逊石墨矿床）、与石炭纪汇聚阶段花岗岩建造有关的铜、金多金属矿床（阿尔木强铜矿床、顿巴斯套金矿床）以及海相火山岩型的高岭土矿床（达因苏高岭土矿床）等。矿带内有各类矿产地25处，其中小型矿床4处，成矿强度为2 （成型矿床/×104  km2）。

3.2  区域成矿基本规律

3.2.1  时间分布规律

由北准噶尔成矿带成矿时代结构可见（图2），石炭纪成矿居首，主要矿床有铜镍矿（富蕴喀拉通克镍铜铂族矿床）、金矿（沙尔布拉克金矿床）、铜矿（阿尔木强铜矿床）、高岭土（达因苏高岭土矿床）为主;泥盆纪次之，主要矿床有铁矿（乔夏哈拉铁多金属矿）、铜矿（科克库都克铜矿床）、铜钼矿（希勒克特哈腊苏铜钼矿床）、石墨（达布逊石墨矿床）;二叠纪第三，主要以金、煤、膨润土、萤石等矿种为主，其它各地质时期所占比例均较低，明显形成以泥盆纪、石炭纪、二叠纪为独峰 “偏正态”的不对称分布规律，呈倒“V”式结构特征。

综上所述，北准噶尔成矿带成矿时代以晚古生代为主。指示出进一步找矿的时代标志和方向。

3.2.2  空间分布规律

北准噶尔成矿带2个Ⅳ级矿带中矿产地数量以萨吾尔-二台矿带（Ⅳ-3-①）居多（图3，表2），其中大中型矿床有7个，以铜、镍、金矿为主，如富蕴喀拉通克镍铜铂族矿床、和布克赛尔县阔尔真阔腊金矿床、富蕴县索尔库都克铜钼铁矿床等大中型矿床。塔尔巴哈台-阿尔曼太矿带（Ⅳ-3-②）中以铜、金矿点居多;大中型礦床多分布于卡拉先格尔断裂与额尔齐斯断裂带交汇附近。综合成矿地质条件和成矿强度、探获的资源储量而论，萨吾尔-二台矿带     （Ⅳ-3-①）为重要的成矿带，为新疆铜、镍、金等矿种的主要勘查基地。

3.2.3  矿床类型及规模分布规律

据“中国矿产地质志”矿床（成因/工业）类型划分的方案?，北准噶尔成矿带矿床成因类型较复杂，主要有：镁铁-超镁铁岩型（3处，其中1处大型）、海相火山气液型（43处）、动力变成（热液）型（34处）、脉状岩浆热液型（32处）、中酸性侵入体内外接触带型（22处）、斑岩型矿床（11处）、陆相化学沉积型（11处）、陆相生物化学沉积型（11处）等（图4，表3）。其中镁铁-超镁铁岩型、海相火山气液型、动力变成（热液）型、脉状岩浆热液型、中酸性侵入体内外接触带型5种矿床类型的矿产地达132处，占已知矿产地的71.6%，是北准噶尔成矿带矿化类型的主体，反映矿化类型相对集中的产出规律，其中大中型矿床均分布于萨吾尔-二台矿带中。

4  结论

（1） 北准噶尔成矿带是新疆主要的成矿带之一，分布富蕴喀拉通克镍铜铂族矿床、和布克赛尔县阔尔真阔腊金矿床、富蕴县索尔库都克铜钼铁矿床等大中型矿床，是新疆铜、镍、金矿的重要产地。

（2） 北準噶尔成矿带位于查尔斯克-斋桑-额尔齐斯结合带以南，萨吾尔山南缘大断裂-阿尔曼太大断裂以北，带内构造、岩浆活动强烈，为成矿提供了有利空间和成矿流体，在大断裂附近形成了以铜、镍、金为主的大中型矿床。

（3） 北准噶尔成矿带成矿时代主要为石炭纪、泥盆纪，次为二叠纪，与查尔斯克-斋桑-额尔齐斯洋盆向南俯冲消亡、闭合成为统一大陆的时间一致，表明大地构造转换时期是大矿形成的有利时期。

（4） 北准噶尔成矿带晚古生代构造旋回所发育的成矿类型多样，为成矿高峰期，尤其表现出以岩浆成矿作用为主，变质成矿作用和沉积成矿作用为辅的成矿特征。

参考文献

[1]   赵同阳，朱志新，刘阁，等.新疆东准噶尔地区洋板块地质特征及构造演化[J].新疆地质，2017，35（4）：380-391.

[2]   肖文交.北疆地区阿尔曼太蛇绿岩锆石SHRIMP年龄及其大地构造意义[J].地质学报，2006，80（1）：32-37.

[3]   黄建华，吕喜朝，朱星南，等.北准噶尔洪古勒楞蛇绿岩研究的新进展[J].新疆地质，1995，1（13）：20-30.

[4]   朱永峰，徐新.新疆塔尔巴哈台山发现早奥陶世蛇绿混杂岩[J].岩石学报，2006，22（12）：2833-2842.

[5]   刘德权，唐延龄，周汝洪.新疆北准噶尔泥盆纪洋内弧及博宁岩[J].新疆地质，1993，11（1）：1-12.

[6]   王玉往，王京彬，龙灵利，等.新疆准噶尔北缘早石炭世金-铜-钼成矿事件：年代学证据[J].岩石学报，2015，31（5）：1448-1460.

[7]   张海祥，牛贺才，Sato H，等.新疆北部晚古生代埃达克岩、富铌玄武岩组合：古亚洲洋板块南向俯冲的证据[J].高校地质学报， 2004，10（1）：106-113.

[8]   陈毓川，刘德权，王登红，等.新疆北准噶尔苦橄岩的发现及其地质意义[J].地质通报，2004， 23（11）：1059-1065.

[9]   冯延清，钱壮志，段俊，等.新疆喀拉通克铜镍矿镁铁质岩体形成时代、成矿特征与深部找矿前景[J].矿床地质，2017，36（6）：1387-1401.

[10] 张作衡，王志良，朱和平，等. 新疆西天山菁布拉克基性杂岩体闪长岩锆石SHRIMP定年及其地质意义[J].矿床地质，2007，（4）：353-360.

[11] 董连慧，冯京，刘德权，等.新疆成矿单元划分方案研究[J].新疆地质，2010，28（1）：1-15.

Geological Characteristics and Metallogenic Rule Analysis of the North Junggar Metallogenic Belt in Xinjiang

Song Mengying，Yang Zaifeng，Gao Peng，Jin Jianbin

（XinJiang Institute of Geology and mineral resources，Urumqi，XinJiang，830000，China）

Abstract：The north of Junggar metallogenic belt is located in the northern Junggar late paleozoic gully arc belt at the northern margin of the Kazakstan-Junggar Plate，it's an important polymetallic metallogenic belt in xinjiang，such as copper，nickel，iron，gold and molybdenum，are divided into two level Ⅳ ore belt.Based on the summarization of the geological and mineral characteristics of the ore-forming belt，the ore-forming rules are analyzed from the distribution rules of the time，space，type and scale of the ore deposits in the ore-forming belt.The ore deposits in the metallogenic belt are mainly formed in late Paleozoic，the type of deposit is mainly magmatism.Middle and Lower Devonian Tuoranggekuduke Formation （D1t），Middle Devonian Chaganshan Formation （D2c），Baerleike Formation （D2b） and Lower Carboniferous Jiangbasitao Formation （C1j） are important ore-bearing strata of Au，Cu and Fe in the belt. Copper-nickel ore is closely related to basic-ultrabasic rock masses. The intersection of Kalaxiange Fault and Erqisi Fault zone is an advantageous place to look for forming deposits.

Key words： North Junggar; Metallogenic characteristics; Deposit type; Mineralization regularity