——“十二五”科技支撐計劃“環巴爾喀什-西準噶爾成礦帶礦產資源預測和靶區評價”紀實

　　申 萍

　　環巴爾喀什-西準噶爾成礦帶橫跨中國新疆西準噶爾地區和哈薩克斯坦環巴爾喀什地區，東西長約1000公里、南北寬約400公里，面積約40萬平方公里，是礦產資源巨量賦存地區，主要發育斑巖型銅礦床、斑巖型鉬鎢礦床、與火山巖有關的金多金屬礦床、矽卡巖型銅多金屬礦床、造山帶型金礦床和斑巖-淺成低溫熱液金礦床等。因此，環巴爾喀什-西準噶爾成礦帶找礦潛力巨大，是中亞礦產資源預測與評價研究的首選地段。

　　對環巴爾喀什-西準噶爾成礦帶發育的典型礦床解剖和大型礦集區進行研究，可以實現該成礦帶乃至中亞成礦域成礦理論的創新，并能推動新疆找礦勘探的突破。此外，對該跨境成礦帶進行整體研究和礦產資源評價，深化境外大型礦床的研究程度，可為我國礦山企業“走出去”開展風險勘探，利用兩種資源提供科學先導，從而為國家戰略性礦產資源接替基地建設提供理論依據和科技支撐。基于此，新疆維吾爾自治區人民政府國家“305”項目辦公室組織實施了“十二五”國家科技支撐計劃重點項目“新疆重要成礦帶戰略性礦產資源預測與靶區評價”的“環巴爾喀什-西準噶爾成礦帶礦產資源預測和靶區評價”課題(編號: 2011BAB06B01)。

　　本課題由中國科學院地質與地球物理研究所承擔，合作單位是合肥工業大學和西北大學。課題分解為三個專題：專題1環巴爾喀什–西準噶爾大型礦集區成礦系統研究及典型礦床解剖，由中國科學院地質與地球物理研究所承擔，負責人申萍;專題2塔爾巴哈臺-薩吾爾大型礦床找礦靶區優選與評價，由合肥工業大學承擔，負責人：周濤發;專題3巴爾魯克-謝米斯臺大型礦床找礦靶區優選與評價，由西北大學承擔，負責人：王居里。

　　課題深入研究環巴爾喀什-西準噶爾跨境成礦帶成礦動力學背景、大型礦集區成礦系統和典型礦床，構建大型礦集區成礦系統的四維結構模型和大型礦床的成礦模式和找礦模型，進行靶區預測和評價，實現中亞成礦域成礦理論和勘查技術方法的創新，推動新疆大型礦床找礦勘探的突破;進行境外大型礦集區和典型礦床研究，為企業“走出去”開展風險勘探提供科學先導，從而為國家戰略性礦產資源接替基地建設提供理論依據和科技支撐。

　　課題總經費901萬元，研究工作歷時5年(2011年1月- 2015年12月)，在新疆從事野外工作每年2-3個月，在哈薩克斯坦開展野外工作2次。參加本課題研究工作的科研人員累計53人，行程20余萬公里，采集各類樣品6000余件，進行各種實驗測試分析3000余件。本課題對環巴爾喀什–西準噶爾地區的重要成礦帶、大型礦集區及典型礦床進行了綜合研究，開展了綜合找礦方法技術組合研究，并進行了礦集區預測、靶區優選及資源量估算，取得了一些新認識。

　　確定了哈薩克斯坦三條成礦帶與新疆西準成礦帶對接，構成了北、中、南三條巨型跨境成礦帶，提出了新疆西準地區具有尋找大型-超大型礦床的前景的認識，為新疆找礦勘探的突破提供了理論依據和科技支撐。具體如下：新疆西準噶爾北部的薩吾爾成礦帶與哈薩克斯坦的扎爾瑪-薩吾爾成礦帶具有相同的成巖成礦時代(晚古生代)、構造環境(島弧)和礦化類型(斑巖-淺成低溫熱液型、斑巖型、銅鎳硫化物型)，是哈薩克斯坦的扎爾瑪-薩吾爾成礦帶的東延部分，構成研究區北部東西長約500公里晚古生代銅金成礦帶，因此，新疆西準噶爾地區北部具有形成大型斑巖-淺成低溫熱液型礦床的前景。新疆西準噶爾北部的謝米斯臺-沙爾布提地區與哈薩克斯坦的波謝庫爾-麥卡因地區具有相同的成巖成礦時代(早古生代)、構造環境(島弧)和礦化類型(斑巖型和VSM型)，是哈薩克斯坦的波謝庫爾-成吉思成礦帶的東延部分，構成研究區中部東西長約1000公里早古生代銅多金屬成礦帶，因此，新疆西準噶爾地區中部具有形成大型斑巖型和VMS型礦床的條件。新疆西準噶爾的巴爾魯克和包古圖地區和哈薩克斯坦的巴爾喀什地區發育兩個時代兩種類型的含礦巖體(石炭世中酸性巖和早二疊世花崗巖)、兩種礦化類型(斑巖型銅礦和斑巖型鉬礦)，新疆西準噶爾的巴爾魯克-包古圖成礦帶是哈薩克斯坦巴爾喀什成礦帶的東延部分，構成南部東西長約800公里晚古生代Cu-Mo-W-Au成礦帶，因此，新疆西準地區南部具有形成大型斑巖型礦床的條件。

　　查明了跨境成礦帶大型礦集區氧化和還原兩種流體成礦系統，揭示大型礦集區時空結構及其演化，構建了礦集區成礦系統模式，實現中亞成礦域礦集區成礦系統模式研究的理論創新。具體如下：礦床地質、含礦巖體和成礦流體研究表明，哈薩克斯坦的科翁臘德礦集區發育斑巖型銅礦(科翁臘德、博爾雷等)、斑巖型鎢鉬礦(東科翁臘德、扎涅特等)，礦床形成與高氧逸度鈣堿性中酸性巖和花崗巖有關，成礦流體為NaCl-H2O-CO2體系。同位素年代學和巖石地球化學研究表明，斑巖型銅礦形成于石炭世俯沖環境，而斑巖鉬鎢礦形成于早二疊紀碰撞環境。基于此，我們構建了科翁臘德礦集區石炭世陸緣弧斑巖型銅礦-早二疊世碰撞環境斑巖型鉬礦的氧化流體Cu-Mo-W成礦系統模式。礦床地質、含礦巖體和成礦流體研究表明，新疆西準噶爾的哈圖-包古圖礦集區發育斑巖型銅礦(包古圖、吐克等)、斑巖型鉬礦(宏遠等)、造山帶型金礦(哈圖)，礦床形成與高氧逸度鈣堿性中酸性巖和花崗巖以及韌性剪切帶有關，成礦流體為NaCl-H2O-CH4-C2H6體系。同位素年代學和巖石地球化學研究表明，斑巖型銅礦形成于晚石炭世俯沖環境，而斑巖型鉬銅礦和造山帶型金礦形成于早二疊紀碰撞環境。基于此，我們構建了哈圖-包古圖礦集區晚石炭世洋內弧斑巖型銅礦-早二疊世碰撞環境斑巖型鉬銅礦和造山帶型金礦的還原流體Au-Cu-Mo成礦系統模式。

　　進行典型礦床解剖，闡明大型礦床的成礦過程，建立了新疆西準噶爾斑巖-淺成低溫熱液型金銅礦、斑巖型銅礦、斑巖型鉬礦和造山帶型礦床的成礦模式，實現中亞成礦域成礦模式研究的理論創新，并為區域找礦提供了新思路。具體如下：礦床地質特征顯示闊爾真闊臘礦床具有斑巖型和淺成低溫熱液型礦床特征，同時具有明顯的深部銅礦化、淺部金礦化及其有關蝕變的分布特征，這一新認識對西準噶爾地區區域找礦提供了重要的理論依據。西準噶爾發育的斑巖型礦床具有還原成礦特點，原始巖漿為氧化巖漿，該巖漿侵位后發生了圍巖混染，含碳質圍巖混入導致巖漿氧逸度降低及還原流體的形成和成礦作用的發生，具有氧化巖漿-圍巖混染-還原流體成礦的機理，構成淺部就位圍巖混染模式成礦模式，這一認識對巖漿弧環境斑巖成礦模式進行了補充。傳統觀點認為大型斑巖鉬礦的形成與古老地殼基底有關，然而，蘇云河大型斑巖型鉬礦床含礦巖漿源于新生的地殼，與早二疊世碰撞有關，新生地殼是蘇云河大型斑巖鉬礦的主要鉬金屬來源，這一認識豐富了世界斑巖鉬礦的成礦理論。礦床地質特征(剪切構造控礦)和成礦流體來源(變質熱液和殼源流體)顯示哈圖具有造山帶型金礦床特征，礦床形成受早石炭世玄武巖、早二疊世韌性剪切構造和花崗質巖漿熱動力和流體控制，這一新認識對西準噶爾地區區域找礦提供了新思路。

　　課題還建立了評價斑巖銅礦規模的新的氧逸度指標，可用于評價斑巖銅礦的規模。中亞成礦域發育許多大型和超大型斑巖銅礦床，巖漿氧逸度達到多高就能形成大型-超大型斑巖銅礦是人們高度關注的問題。我們進行了中亞成礦域9個斑巖銅礦床含礦巖漿氧逸度研究，提出了巖漿氧逸度>NNO+2形成大型銅礦(>200萬噸銅)，為評價斑巖銅礦規模提供一種新指標，即氧逸度指標。

　　課題確定了多維分形化探數據處理及異常提取+近紅外蝕變礦物分析(PIMA)礦化識別+遙感異常提取的綜合找礦方法技術組合，并進行了實踐，取得了很好的效果。圈定了西準噶爾巴爾魯克大型斑巖型Mo-Cu-Au礦集區一處。新發現或新圈定的異常或礦點13處。圈定找礦靶區8處(阿依德、塔塑克、錫伯、巴汗、喀因德、勞根納呼都格南、勞根納呼都格南東、布拉特)。提交資源量銅30.5萬噸和金14.9噸。獲得國家支撐計劃項目滾動立項“塔爾巴哈臺-薩吾爾地區塔塑克、錫伯及烏圖布拉克銅金找礦靶區評價”及“新疆塔城地區塔塑克-巴汗一帶金銅找礦靶區評價”。

　　課題實施過程中開展了廣泛的國際合作和學術交流，比如，開展了與哈薩克斯坦薩特巴耶夫地質研究所的跨境成礦帶的合作研究，深化了境外大型礦床(科翁臘德、波謝庫爾、努爾卡斯甘、邁卡因等)的研究程度，為企業“走出去”開展風險勘探提供科學先導;課題組人員多次參加國際學術研討會，并進行專題報告，受到了國際同行的高度關注，提升了環巴爾喀什-西準噶爾成礦帶在國內外礦產資源研究和開發領域的影響力;

　　課題實施過程中培養和造就一批具有國際地學視野的中青年人才，如4名碩士生獲得碩士學位(2人獲得國家獎學金)，3名博士研究生獲得博士學位并完成國家留學基金資助的赴澳大利亞著名大學的聯合培養，1名青年老師晉升為教授，3名青年老師晉升為副教授;這為實施國家礦產資源保障工程做出貢獻;

　　課題發表論文56篇，其中，SCI論文43篇(國外SCI論文25篇，國內SCI論文18篇)，核心期刊論文13篇，受到了國內外同行的高度關注。

　　作者系中國科學院地質與地球物理研究所研究員