——“十二五”科技支撑计划“环巴尔喀什-西准噶尔成矿带矿产资源预测和靶区评价”纪实

　　申 萍

　　环巴尔喀什-西准噶尔成矿带横跨中国新疆西准噶尔地区和哈萨克斯坦环巴尔喀什地区，东西长约1000公里、南北宽约400公里，面积约40万平方公里，是矿产资源巨量赋存地区，主要发育斑岩型铜矿床、斑岩型钼钨矿床、与火山岩有关的金多金属矿床、矽卡岩型铜多金属矿床、造山带型金矿床和斑岩-浅成低温热液金矿床等。因此，环巴尔喀什-西准噶尔成矿带找矿潜力巨大，是中亚矿产资源预测与评价研究的首选地段。

　　对环巴尔喀什-西准噶尔成矿带发育的典型矿床解剖和大型矿集区进行研究，可以实现该成矿带乃至中亚成矿域成矿理论的创新，并能推动新疆找矿勘探的突破。此外，对该跨境成矿带进行整体研究和矿产资源评价，深化境外大型矿床的研究程度，可为我国矿山企业“走出去”开展风险勘探，利用两种资源提供科学先导，从而为国家战略性矿产资源接替基地建设提供理论依据和科技支撑。基于此，新疆维吾尔自治区人民政府国家“305”项目办公室组织实施了“十二五”国家科技支撑计划重点项目“新疆重要成矿带战略性矿产资源预测与靶区评价”的“环巴尔喀什-西准噶尔成矿带矿产资源预测和靶区评价”课题(编号: 2011BAB06B01)。

　　本课题由中国科学院地质与地球物理研究所承担，合作单位是合肥工业大学和西北大学。课题分解为三个专题：专题1环巴尔喀什–西准噶尔大型矿集区成矿系统研究及典型矿床解剖，由中国科学院地质与地球物理研究所承担，负责人申萍;专题2塔尔巴哈台-萨吾尔大型矿床找矿靶区优选与评价，由合肥工业大学承担，负责人：周涛发;专题3巴尔鲁克-谢米斯台大型矿床找矿靶区优选与评价，由西北大学承担，负责人：王居里。

　　课题深入研究环巴尔喀什-西准噶尔跨境成矿带成矿动力学背景、大型矿集区成矿系统和典型矿床，构建大型矿集区成矿系统的四维结构模型和大型矿床的成矿模式和找矿模型，进行靶区预测和评价，实现中亚成矿域成矿理论和勘查技术方法的创新，推动新疆大型矿床找矿勘探的突破;进行境外大型矿集区和典型矿床研究，为企业“走出去”开展风险勘探提供科学先导，从而为国家战略性矿产资源接替基地建设提供理论依据和科技支撑。

　　课题总经费901万元，研究工作历时5年(2011年1月- 2015年12月)，在新疆从事野外工作每年2-3个月，在哈萨克斯坦开展野外工作2次。参加本课题研究工作的科研人员累计53人，行程20余万公里，采集各类样品6000余件，进行各种实验测试分析3000余件。本课题对环巴尔喀什–西准噶尔地区的重要成矿带、大型矿集区及典型矿床进行了综合研究，开展了综合找矿方法技术组合研究，并进行了矿集区预测、靶区优选及资源量估算，取得了一些新认识。

　　确定了哈萨克斯坦三条成矿带与新疆西准成矿带对接，构成了北、中、南三条巨型跨境成矿带，提出了新疆西准地区具有寻找大型-超大型矿床的前景的认识，为新疆找矿勘探的突破提供了理论依据和科技支撑。具体如下：新疆西准噶尔北部的萨吾尔成矿带与哈萨克斯坦的扎尔玛-萨吾尔成矿带具有相同的成岩成矿时代(晚古生代)、构造环境(岛弧)和矿化类型(斑岩-浅成低温热液型、斑岩型、铜镍硫化物型)，是哈萨克斯坦的扎尔玛-萨吾尔成矿带的东延部分，构成研究区北部东西长约500公里晚古生代铜金成矿带，因此，新疆西准噶尔地区北部具有形成大型斑岩-浅成低温热液型矿床的前景。新疆西准噶尔北部的谢米斯台-沙尔布提地区与哈萨克斯坦的波谢库尔-麦卡因地区具有相同的成岩成矿时代(早古生代)、构造环境(岛弧)和矿化类型(斑岩型和VSM型)，是哈萨克斯坦的波谢库尔-成吉思成矿带的东延部分，构成研究区中部东西长约1000公里早古生代铜多金属成矿带，因此，新疆西准噶尔地区中部具有形成大型斑岩型和VMS型矿床的条件。新疆西准噶尔的巴尔鲁克和包古图地区和哈萨克斯坦的巴尔喀什地区发育两个时代两种类型的含矿岩体(石炭世中酸性岩和早二叠世花岗岩)、两种矿化类型(斑岩型铜矿和斑岩型钼矿)，新疆西准噶尔的巴尔鲁克-包古图成矿带是哈萨克斯坦巴尔喀什成矿带的东延部分，构成南部东西长约800公里晚古生代Cu-Mo-W-Au成矿带，因此，新疆西准地区南部具有形成大型斑岩型矿床的条件。

　　查明了跨境成矿带大型矿集区氧化和还原两种流体成矿系统，揭示大型矿集区时空结构及其演化，构建了矿集区成矿系统模式，实现中亚成矿域矿集区成矿系统模式研究的理论创新。具体如下：矿床地质、含矿岩体和成矿流体研究表明，哈萨克斯坦的科翁腊德矿集区发育斑岩型铜矿(科翁腊德、博尔雷等)、斑岩型钨钼矿(东科翁腊德、扎涅特等)，矿床形成与高氧逸度钙碱性中酸性岩和花岗岩有关，成矿流体为NaCl-H2O-CO2体系。同位素年代学和岩石地球化学研究表明，斑岩型铜矿形成于石炭世俯冲环境，而斑岩钼钨矿形成于早二叠纪碰撞环境。基于此，我们构建了科翁腊德矿集区石炭世陆缘弧斑岩型铜矿-早二叠世碰撞环境斑岩型钼矿的氧化流体Cu-Mo-W成矿系统模式。矿床地质、含矿岩体和成矿流体研究表明，新疆西准噶尔的哈图-包古图矿集区发育斑岩型铜矿(包古图、吐克等)、斑岩型钼矿(宏远等)、造山带型金矿(哈图)，矿床形成与高氧逸度钙碱性中酸性岩和花岗岩以及韧性剪切带有关，成矿流体为NaCl-H2O-CH4-C2H6体系。同位素年代学和岩石地球化学研究表明，斑岩型铜矿形成于晚石炭世俯冲环境，而斑岩型钼铜矿和造山带型金矿形成于早二叠纪碰撞环境。基于此，我们构建了哈图-包古图矿集区晚石炭世洋内弧斑岩型铜矿-早二叠世碰撞环境斑岩型钼铜矿和造山带型金矿的还原流体Au-Cu-Mo成矿系统模式。

　　进行典型矿床解剖，阐明大型矿床的成矿过程，建立了新疆西准噶尔斑岩-浅成低温热液型金铜矿、斑岩型铜矿、斑岩型钼矿和造山带型矿床的成矿模式，实现中亚成矿域成矿模式研究的理论创新，并为区域找矿提供了新思路。具体如下：矿床地质特征显示阔尔真阔腊矿床具有斑岩型和浅成低温热液型矿床特征，同时具有明显的深部铜矿化、浅部金矿化及其有关蚀变的分布特征，这一新认识对西准噶尔地区区域找矿提供了重要的理论依据。西准噶尔发育的斑岩型矿床具有还原成矿特点，原始岩浆为氧化岩浆，该岩浆侵位后发生了围岩混染，含碳质围岩混入导致岩浆氧逸度降低及还原流体的形成和成矿作用的发生，具有氧化岩浆-围岩混染-还原流体成矿的机理，构成浅部就位围岩混染模式成矿模式，这一认识对岩浆弧环境斑岩成矿模式进行了补充。传统观点认为大型斑岩钼矿的形成与古老地壳基底有关，然而，苏云河大型斑岩型钼矿床含矿岩浆源于新生的地壳，与早二叠世碰撞有关，新生地壳是苏云河大型斑岩钼矿的主要钼金属来源，这一认识丰富了世界斑岩钼矿的成矿理论。矿床地质特征(剪切构造控矿)和成矿流体来源(变质热液和壳源流体)显示哈图具有造山带型金矿床特征，矿床形成受早石炭世玄武岩、早二叠世韧性剪切构造和花岗质岩浆热动力和流体控制，这一新认识对西准噶尔地区区域找矿提供了新思路。

　　课题还建立了评价斑岩铜矿规模的新的氧逸度指标，可用于评价斑岩铜矿的规模。中亚成矿域发育许多大型和超大型斑岩铜矿床，岩浆氧逸度达到多高就能形成大型-超大型斑岩铜矿是人们高度关注的问题。我们进行了中亚成矿域9个斑岩铜矿床含矿岩浆氧逸度研究，提出了岩浆氧逸度>NNO+2形成大型铜矿(>200万吨铜)，为评价斑岩铜矿规模提供一种新指标，即氧逸度指标。

　　课题确定了多维分形化探数据处理及异常提取+近红外蚀变矿物分析(PIMA)矿化识别+遥感异常提取的综合找矿方法技术组合，并进行了实践，取得了很好的效果。圈定了西准噶尔巴尔鲁克大型斑岩型Mo-Cu-Au矿集区一处。新发现或新圈定的异常或矿点13处。圈定找矿靶区8处(阿依德、塔塑克、锡伯、巴汗、喀因德、劳根纳呼都格南、劳根纳呼都格南东、布拉特)。提交资源量铜30.5万吨和金14.9吨。获得国家支撑计划项目滚动立项“塔尔巴哈台-萨吾尔地区塔塑克、锡伯及乌图布拉克铜金找矿靶区评价”及“新疆塔城地区塔塑克-巴汗一带金铜找矿靶区评价”。

　　课题实施过程中开展了广泛的国际合作和学术交流，比如，开展了与哈萨克斯坦萨特巴耶夫地质研究所的跨境成矿带的合作研究，深化了境外大型矿床(科翁腊德、波谢库尔、努尔卡斯甘、迈卡因等)的研究程度，为企业“走出去”开展风险勘探提供科学先导;课题组人员多次参加国际学术研讨会，并进行专题报告，受到了国际同行的高度关注，提升了环巴尔喀什-西准噶尔成矿带在国内外矿产资源研究和开发领域的影响力;

　　课题实施过程中培养和造就一批具有国际地学视野的中青年人才，如4名硕士生获得硕士学位(2人获得国家奖学金)，3名博士研究生获得博士学位并完成国家留学基金资助的赴澳大利亚著名大学的联合培养，1名青年老师晋升为教授，3名青年老师晋升为副教授;这为实施国家矿产资源保障工程做出贡献;

　　课题发表论文56篇，其中，SCI论文43篇(国外SCI论文25篇，国内SCI论文18篇)，核心期刊论文13篇，受到了国内外同行的高度关注。

　　作者系中国科学院地质与地球物理研究所研究员