The Ashele Deposit: A Recently Discovered Volcanogenic Massive Sulfide Cu-Zn Deposit in Xinjiang, China

Abstract: The Ashele Cu-Zn deposit is a recently discovered volcanogenic massive sulfide deposit in Xinjiang, Northwestern China. It is the largest Cu-Zn deposit in this type of deposits in China, which were formed in the early period of later Palaeozoic Era. This deposit is hosted within a suit of bimodal submarine volcanic rocks of the Ashele Formation of Lower-Middle Devonian System formed in an environment of paleocontinental margin rift setting. Lensoid orebodies occur between spilitic rocks developed at footwall and quartz-keratophyric tuff at hanging wall. Zonation of metal elements in the Ashele mine is one of typical volcanic-related exhalative Cu-Zn sulfide deposits in the world. Black ores enriched in Pb, Zn and Ag occurs on the top of the No. 1 orebody in the Ashele deposit, yellow ores enriched in Cu in the middle part, and the chalcopyritization stringer below the massive sulfide ores. Zonation of ore-structure in the No. 1 orebody is also apparent and corresponds to the zoning of elements, i. e. lamellar and/or banded sulfide-sulfate ores on the top, massive sulfide ores in the middle, and stockwork veinlets associated with altered breccia pipe on the bottom. Four epochs of mineralization in the Ashele deposit has been recognized. The first period of syngenetic-exhalative deposition of sulfides is the main epoch of mineralization, and the ores deposited subsequently subjected to thermo-metamorphism at the second epoch, superimposed by hydrothermal mineralization at the third epoch, and weathered or oxidized at the fourth epoch.
More than 100 categories of minerals have been recognized in the Ashele mine, but only pyrite, chalcopyrite, sphalerite, tetrahedrite, galena, barite, quartz, chlorite, sericite, and calcite are dominant, making up various types of ores, and alteration pipes or horizons. Studies of ore petrology suggest that the massive ores were volcanogenic and deposited by exhalative process.     

新疆阿舍勒VMS型铜锌矿床元素活化富集作用初步研究

新疆阿舍勒铜锌矿床位于阿尔泰增生型造山带南缘阿舍勒盆地内,受褶皱控制的透镜状矿体产于阿舍勒组地层中,矿体与围岩一起发生协和变形。成矿过程可分为两个成矿期:以条带状–块状矿石为代表的VMS成矿期和以脉状矿石为代表的热液成矿期。局部可见脉状矿石切穿条带状矿石,表明热液成矿期明显晚于VMS成矿期。大部分VMS成矿期矿石同生沉积特征保存较好。脉状矿石穿插条带状矿石时,会出现硫化物矿物颗粒变粗的现象,并伴随定向构造、压力影构造、碎裂结构、变斑晶结构、交代残余结构和港湾交代结构等现象。以上证据表明,后期变质变形导致矿石中局部硫化物品位提高。脉状矿石中的石英广泛发育流体包裹体,可分为水溶液包裹体(W型)、纯CO2包裹体(PC型)、CO2-H2O包裹体(C型)及含子矿物多相包裹体(S型)四类。显微测温表明,均一温度集中在220~280℃,流体盐度集中于4%~8%Na Cleqv之间。激光拉曼结果证实,流体包裹体中普遍富含CO2,甚至出现少量纯液相和纯气相的CO2包裹体。脉状矿石成矿流体具有中温、低盐度和富CO2的特征,与造山型金矿的变质流体特征一致。联系区域构造演化历史,晚古生代洋陆俯冲背景有利于形成VMS型矿石,而印支期碰撞拼贴过程的变形–变质流体作用导致阿舍勒铜锌矿床进一步加富。因此,新疆阿舍勒铜锌矿可作为变质加富VMS型矿床的典例,区域上火山岩地层和褶皱复合部位是寻找此类矿床的理想靶区。     

新疆阿尔泰阿舍勒铜锌矿床矿物学特征及其地质意义

新疆阿尔泰阿舍勒铜锌矿床位于阿舍勒盆地,矿体赋存于中-下泥盆统阿舍勒组海相火山-沉积岩系中,为典型的VMS型矿床。Ⅰ号矿化带主矿体为铜-锌矿体,呈似层状产于凝灰岩与玄武岩之间,补给通道相细脉-网脉状铜矿化。Ⅱ号矿化带产于凝灰岩中,上部为层状重晶石矿化,补给通道相为细脉-网脉状铜铅锌银矿化。文章对脉状矿化中黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、方铅矿、黝铜矿、辉碲铋和绿泥石进行了矿物学研究,电子探针分析表明,硫化物主成分含量接近其理论含量。黄铁矿中w（Fe）/w（S＋As）比值平均为0.874,暗示脉状矿化形成深度为中浅部。闪锌矿中w（Fe）较低,指示其在低温环境下形成。绿泥石为蠕绿泥石,形成温度为157~206℃,平均为190℃。黝铜矿普遍含Zn,可达到8%,Ⅰ号矿化带黝铜矿富砷,Ⅱ号矿化带富锑,指示Ⅱ号矿化带矿物形成时的温度相对Ⅰ号矿化带低。脉状矿体中Au主要赋存于黄铁矿、黄铜矿、黝铜矿和闪锌矿中,Ag主要赋存在黝铜矿中,可达2.365%,Se主要赋存在辉碲铋矿中,平均1.242%。脉状矿化的矿物在中、低温度,较高硫逸度的环境下形成。矿体从底部到上部硫逸度总体趋势降低并且层状矿体和脉状矿体为同期同源热液活动的产物。     

新疆阿舍勒铜锌矿区英云闪长岩年代学及地球化学

对新疆阿尔泰南缘阿舍勒铜矿区英云闪长岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄测定,获得了375.3±2.1Ma和386.2±3.8 Ma的加权平均年龄,表明英云闪长岩形成于早泥盆世晚期—中泥盆世早期。岩石地球化学分析结果表明:所有岩石具有高SiO2(74.72%~77.72%)和中等的Al2O3(12.06%~13.5%)含量,低的P2O5(<0.04%)和CaO(0.34%~1.65%)含量,且具有贫碱(K2O+Na2O=5.84%~6.59%)、富钠(Na2O/K2O=3.3~10.9)、过铝质(A/CNK=1.10~1.18)特点;富集LREE和Th、U、Pb元素,贫P、Sr、Nb、Ta、Ti元素,呈现明显的Eu负异常(δEu=0.47~0.81),属低钾过铝质岩石。综合阿尔泰造山带南缘的区域地质资料及英云闪长岩的地球化学特征,认为阿舍勒铜锌矿区英云闪长岩是早中泥盆世的活动大陆边缘环境陆壳岩石部分熔融的产物。     

短波红外光谱技术在新疆阿舍勒铜锌矿床勘查中的应用

新疆阿舍勒铜锌矿床是典型的火山岩型块状硫化物矿床,近年来矿产勘查向深部和外围扩展,由于矿体的厚度较小、埋深大,传统的物化探方法勘查效果不佳,急需寻找快速有效的勘查技术方法。本文在阿舍勒铜锌矿床开展了系统的短波红外光谱（SWIR）勘查研究,结果显示,与矿（化）体关系密切的白云母具有的Al—OH吸收峰位小于2 205 nm,总体具有富Al的特征;与矿（化）体关系密切的绿泥石具有的Fe—OH吸收峰值集中在2 250 nm,具有富Mg特征;白云母结晶度在矿区由南到北呈逐渐升高的趋势,表明热液（矿化中心）主要来自于矿区北部。研究表明,短波红外光谱技术能快速有效地识别出蚀变矿物类型,确定蚀变矿物组合,指示蚀变分带规律;白云母和绿泥石吸收峰波长和白云母结晶度的变化规律,可以作为阿舍勒铜锌矿床找矿的新标志。     

新疆阿舍勒铜锌矿区脆韧性剪切带中绢云母~(40)Ar/~(39)Ar年代学及其地质意义

新疆阿舍勒VMS型铜锌矿位于阿尔泰造山带西南缘的阿舍勒盆地,额尔齐斯深断裂的次级玛尔卡库里大断裂带以北,矿床赋存于下—中泥盆统阿舍勒组火山岩系中。矿床在主成矿期喷流-沉积阶段形成之后,遭受岩浆热液叠加、剪切变形作用改造以及表生氧化作用。片理、拉伸线理、S-C面理、旋转碎斑、黄铁矿不对称压力影、流劈理、石英带状消光及扭裂等剪切变形构造在矿区普遍发育。本文通过对脆-韧性剪切作用形成绢云母的40Ar/39Ar同位素测年获得等时线年龄和坪年龄分别为(251.6±2.9)Ma和(251.2±1.6)Ma,在误差范围内基本一致,从而限定矿区脆韧性剪切带形成时间为晚二叠世—早三叠世,为额尔齐斯断裂区域大规模剪切-走滑活动后的局部剪切运动。阿舍勒铜矿主成矿期形成于早泥盆世末期—中泥盆世,晚二叠世—早三叠世韧性剪切变形对矿床具有一定的改造作用。     

新疆阿舍勒铜矿床中黝铜矿的特征

新疆阿舍勒火山岩型块状硫化物铜矿床中黝铜矿广泛产出,并以锌砷黝铜矿为特征。在以铜为主的主矿体（Ⅰ号矿体）中,黝铜矿几乎均属锌砷黝铜矿,含银甚低,其化学成分在时空分布上变化不大且无显著的变化规律,不同类型矿石之间黝铜矿的成分变化也不大;但在以铅锌为主的次要的Ⅱ号矿体中黝铜矿含一定量的银。与其它各类矿床相比,锌砷黝铜矿是阿舍勒黝铜矿的主要类型,也是阿尔泰成矿带的主要黝铜矿类型。     

新疆阿尔泰阿舍勒矿集区铜多金属矿床模型

阿舍勒是新疆十分重要的铜多金属矿集区,矿化均赋存于下–中泥盆统阿舍勒组火山岩系中。矿化类型多,成矿元素组合复杂(Cu、Cu-Zn、Cu-Zn-Au、Cu-Pb-Zn-Au、Cu-Pb-Zn-Ag)。阿舍勒组火山活动时间是402~375 Ma,矿化时间为394~379 Ma,持续了15 Ma。本文通过对阿舍勒铜锌矿和萨尔朔克金多金属矿的系统研究,提出阿舍勒矿集区矿床模型,认为尽管矿集区铜多金属矿化类型多,成矿元素组合复杂,但成矿均与火山作用有关,属同一VMS成矿系统,只是不同部位存在矿化差异。在火山斜坡和洼地喷流沉积形成层状铜锌矿体和重晶石矿体,补给通道中形成脉状铜(锌)矿体和铜铅锌银矿体,潜流纹岩中形成脉状金铜铅锌矿体,潜英安岩中形成铜矿体,潜火山岩接触带形成铜矿体,在断裂或裂隙中形成铜矿体。     

新疆阿尔泰阿舍勒Cu-Zn矿床结构模型与成矿演化

阿舍勒火山成因块状硫化物(VMS)矿床是中国最大、最具代表性的VMS型Cu-Zn矿床, 但其结构模型仍缺乏系统的总结。在前人研究的基础上, 本次研究进行了野外调查、探槽剖面观察、岩芯采样, 基于观察到的大量钻孔剖面, 本文对阿舍勒矿床进行了解剖, 结果显示: (1)阿舍勒矿床矿石类型多样, 主要包括(致密)块状矿石、条带状矿石、层状矿石、角砾状矿石、浸染状矿石和网脉状矿石, 其中块状与层状矿石属于沉积相矿体, 而网脉状、角砾状矿石与部分浸染状矿石属于通道相矿体。(2) I号矿床包含3个喷流系统, 每个喷流系统都由沉积相与通道相组成。其中位于13线以北的矿体I-2主要为沉积相的块状矿体, 矿体上部的网脉状矿化蚀变带铜锌含量低、并被后期侵位的英安斑岩穿切; 主矿体I-1由2个较大的通道共同补给。(3)矿床喷流成矿具多阶段与叠置成矿特征, 晚期成矿作用交代早期矿体, 矿床顶部的铜锌矿层为后期富集交代而成。通道蚀变分带明显, 中心为硅化带与绿泥石化带, 两侧为绢云母化带; 通道相脉体也表现出垂向的变化特征, 从深部向层状矿体依次为稀疏浸染的微脉带、稀疏浸染的细脉带、中等浸染的粗脉带、稠密浸染的黄铁矿脉及块状黄铁矿。矿床侧向远端发育重晶石与含铁碧玉岩。在此基础上, 本文构建了阿舍勒Cu-Zn矿床结构模型, 探讨了阿舍勒矿床的成矿演化模型, 指出矿床的形成经历了漫长的演化历史, 包括(多期多阶段的)喷流沉积期、变质热液叠加期、剪切变形期和表生氧化期, 并在矿床形成后遭受了绿片岩相变质作用等后期的各种地质作用改造。

     

新疆阿舍勒铜矿英安-玄武-安山质火山岩的地球化学特征与构造背景

新疆阿舍勒铜矿床中泥盆统阿舍勒组的英安-安山-玄武质火山岩组合属亚碱性拉斑玄武系列,为铝过饱和、低钾、富镁系列的火山岩,相对富集MgO和轻稀土元素,亏损Ti、Nb、P和Ta,具有弱铕负异常(δEu值为0.84～0.94)和Th/Ta高比值(5.53～12.58)等特点。英安-安山-玄武质火山岩微量元素含量及比值特征、大离子半径及稀土元素配分模式、微量元素构造环境判别图的投点结果,显示它们具有同源区特点,均起源于富集地幔,属于玄武岩浆经岩浆结晶分异作用的产物,它们形成的大陆动力学背景为成熟岛弧环境。     

新疆阿舍勒铜锌矿区潜玄武安山岩的岩石地球化学特征及其地质意义

对新疆阿舍勒铜锌矿区潜玄武安山岩进行了岩石学、岩石地球化学和同位素地球化学研究,结果表明:岩石具有中等的SiO_2(51.90%~52.85%)、MgO(4.44%~5.08%)、Al_2O_3(14.94%~16.11%)、TiO_2(0.99%~1.03%)含量,较低的K_2O(0.01%~0.27%)含量,属于低钾拉斑玄武岩系列;岩石具有较低的稀土元素总量,ΣREE=38.07×10~(-6)~41.70×10~(-6),亏损轻稀土元素,LREE/HREE=0.57~0.61,(La/Yb)N=0.84~0.91,具有明显Eu正异常(δEu=1.13~1.23);富集Sr、Ba、Th等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,具有洋中脊玄武岩(MORB)和岛弧拉斑玄武岩(IAB)的特征,形成于岛弧(或弧前)环境;具有相对高的εNd(t)值(+6.9~+7.6),表明其原始岩浆来源于俯冲流体交代地幔楔的部分熔融,没有明显深海沉积物加入。结合阿尔泰造山带南缘的区域地质资料及潜玄武安山岩的地球化学特征,认为阿尔泰南缘在晚古生代处于活动大陆边缘,阿舍勒盆地处于岛弧(或弧前)背景。     

辽宁树基沟铜锌矿床地球化学特征及成因

辽宁树基沟铜锌块状硫化物矿床产于太古宙绿岩带中,矿床形成后经历了强烈的变质和变形,变质程度达到高级角闪岩相。通过含矿岩系地球化学研究,讨论了岩浆来源、成岩构造背景及成因。研究表明,含矿岩系明显富集大离子亲石元素、轻稀土元素及活泼的不相容元素,相对亏损高场强元素和重稀土元素,具有较高的Th/Ta、Ce/Yb、La/Nb、La/Ta比值,其原始地幔标准化的微量元素蛛网图模式与典型钙碱性岛弧玄武岩模式极为相似,均呈"三隆起"的形式,原岩为一套中酸性火山-沉积岩组合,区内这套英安岩、流纹岩、安山岩-玄武岩的钙碱性火山岩组合是由同源岩浆分异所得,其形成于岛弧环境。综合矿床形成背景环境、成矿物质来源和矿床地质特征,笔者初步认为其成因类型为诺兰达型块状硫化物矿床。     

阿舍勒铜锌块状硫化物矿床地质特征和成因

阿舍勒矿床与早－中泥盆世双峰式火山活动有着成因联系，产于火山洼地中，它在喷气－沉积阶段形成，后又细历了变质改造和岩浆热液叠加。矿床具有双层结构，很好的矿化分带和刨变分带。成矿流体的温度，压力和酸碱度等物理化学条件变化引起了围岩蚀变和矿石堆积，在海底界面上下形成了具有成因联系的两套矿化。     

新疆阿舍勒铜锌矿区(潜)火山岩LA-MC-ICP-MS 锆石U-Pb年龄及其地质意义

阿舍勒铜锌矿床是中国阿尔泰南缘典型的VMS型矿床,赋存于阿舍勒盆地阿舍勒组一套海相火山-沉积岩系中。Ⅰ号主矿体呈层状位于凝灰岩与玄武岩之间,矿化呈(致密)块状、条带状、层纹状、稠密浸染状、细脉状。在潜英安岩中也伴有热液蚀变及矿化。前人对该矿床进行了大量的研究,但对容矿火山岩、潜火山岩及成矿时代还缺乏年代学资料。文章应用LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年法对矿体的直接围岩凝灰岩、玄武岩、潜英安岩和石英闪长岩进行了研究。获得年龄:凝灰岩为(387.0±4.2) Ma,玄武岩为(388.2±3.3) Ma,潜英安岩为(379.4±0.8) Ma,石英闪长岩为(378.5±0.9) Ma,限定阿舍勒组时代为早-中泥盆世。阿舍勒铜锌矿为同生沉积矿床,Ⅰ号主矿体产于玄武岩和凝灰岩之间,限定了Ⅰ号主矿体喷流沉积期形成于早泥盆世末期(388~387 Ma);潜英安岩的U-Pb年龄为(379.4±0.8) Ma,表明与潜火山岩有关的岩浆热液期矿化形成于中泥盆世。获得玄武岩、凝灰岩、潜英安岩和石英闪长岩中古老锆石U-Pb年龄变化于743~2505 Ma,暗示了阿尔泰造山带存在前寒武纪结晶基底。     

四川九龙里伍铜(锌)矿床中闪锌矿的成分特征研究

运用光学显微镜、原子吸收光谱、能谱扫描电子显微镜等分析手段,从矿相学、成分分析等方面研究里伍铜(锌)矿床中主要含锌矿物闪锌矿的矿物学特征,通过研究分析得出,里伍铜(锌)矿床中的闪锌矿定名为铁闪锌矿,矿石中Zn的平均含量为1.11%,致密块状矿石中Zn含量最高可达1.88%。闪锌矿在矿石中的分布率为79.49%。     

新疆阿舍勒铜锌矿床矿石化学组分分带研究及意义

阿舍勒铜锌矿床是近年来发现的大型火山成因块状硫化物矿床之一。由于矿床成矿后遭受构造变质变形作用，使矿体的形态、产状发生了很大变化，所以矿体的分带结构也很难保留该类矿床所具有的理想分带型。因此，研究矿床分带性，对于了解矿床的成矿方式以及确定矿体的分布型式、产出状态、，进而指导找矿预测等方面均具一定意义。     

运用正交函数拟合预测新疆阿舍勒地区块状硫化物矿床

新疆阿舍勒块状硫化物铜锌矿床,是一个正在勘探的大型富铜矿床,矿体呈厚大透镜状,具层控特征,矿体和围岩之间密度差较大。地面重力方法,理应是最有效的勘探方法,但是,由于阿舍勒矿区地质构造过分复杂,地下不同深度的多种密度体叠合在一起,往往掩盖了矿体所产生的重力异常。为了解决这个疑难问题,通过研究,选择适当的正交函数去进行拟合,实现目标信息分离,将成矿层位的重力异常从实测重力异常值中分离出来,勾绘出了矿区线状构造成矿带的轮廓,揭示了矿区构造;指出找矿方向,圈出１１个重力异常,根据矿区矿石的最低密度大于围岩最高密度的实事,可以说：“凡有矿的地方必然显示出重力异常”。故使用本方法处理重力资料,在阿舍勒这类矿区,可具直接找矿效果。     

Types,geological features and geodynamic significances of gold-copper deposits in the Kanggurtag metallogenic belt,eastern Tianshan,NW China

Occupying the middle of the central Asia Paleozoic accretionary and collisional orogenic belt, the eastern Tianshan area has a great economic potential due to Au-Cu mineralization during syn- and post- orogenic events. In the Kanggurtag Au-Cu metallogenic belt, three major types of gold deposits have been recognized: ductile-shear-zone-hosted gold deposits, magmatic hydrothermal gold deposits, and epithermal gold deposits. Four kinds of copper deposits have also been identified recently: the porphyry-type, the skarn-type, the magmatic type, and volcanic/sedimentary-type. Tectonically, the development of these late Paleozoic gold and copper deposits was closely associated with the subduction and collision of the ancient Tianshan ocean that intervened between the Tarim craton and the Siberian block. In the early to mid-Carboniferous, N-dipping subduction beneath the Dananhu arc generated magmatic intrusions, leading to formation of the porphyry Cu deposits. The magmatic front migrated southward to form the Yamansu arc upon the Kanggurtag accretionary wedge. In the latest Carboniferous to early Permian, during the closure of the ancient Tianshan ocean, large mafic-ultramafic complexes were emplaced, resulting in several magmatic copper-nickel deposits. Gold deposits of the shear-zone-type are controlled by the Kanggurtag ductile shear zone, which is related to collisional orogenesis. The epithermal gold deposits are associated with extensional tectonics and post-tectonic volcanic activity. The tectonic settings, geological features, and temporal and spatial distributions of these different types of gold and copper deposits reflect, to a great extent, the accretionary and collisional tectonics that occurred between the northern margin of the Tarim block and the southern margin of the Siberian block.     

新疆且末卡特里西铜锌矿地质特征及找矿标志

卡特里西铜锌矿位于塔里木陆块南缘晚古生代喀拉米兰弧沟系中,成矿与海相火山沉积作用有关,含矿地层为下石炭统托库孜达坂群基性凝灰岩层,矿体与基性凝灰岩层产出几乎一致,层控特征明显,一般呈层状、似层状、透镜状。以寻找海相火山沉积型矿床为目标,在矿区共圈出5条工业矿体,并经深部钻探,结果显示含矿层延深稳定,矿区资源储量规模有望达到中大型,深部找矿潜力突显。通过深入总结卡特里西铜锌矿的地质特征及找矿标志,为矿区下一步找矿及东昆仑地区同类型矿床的找矿工作提供参考。     

新疆金山金矿床中Cu-Zn合金矿物的发现及其地质意义

在研究新疆金山金矿床物质组分的过程中,通过对矿石矿物进行反光显微镜下观察与电子探针分析,发现了Cu-Zn合金矿物。与国内外已发现的Cu-Zn合金矿物相比,所发现的Cu-Zn合金矿物中Cu含量(81.35%～85.36%,平均83.75%)较高,Zn含量(6.08%～10.10%,平均为7.39%)较低,并含少量的Sn(4.13%～6.75%,平均为5.23%)、Ni(0.88%～1.38%,平均为1.05%),属于为α相Cu-Zn合金矿物。Cu-Zn合金矿物在自然界极为罕见,其生成条件也很独特。结合金山金矿成矿特征和形成条件,作者认为该Cu-Zn合金矿物是在热液成矿晚阶段(第Ⅳ阶段)强还原条件下的缺氧、缺硫环境中形成的。