中亚造山带经历了长期复杂的洋盆拉张,洋壳俯冲和陆陆碰撞等演化过程,有利于发育大规模流体活动。本论文选取了阿尔泰造山带南缘克兰盆地内3个脉状Au-Cu-Pb-Zn多金属矿床(包括萨热阔布金矿、乌拉斯沟铜矿和铁木尔特铅锌铜矿)和麦兹盆地内1个似层状Pb-Zn矿床(可可塔勒铅锌矿)开展对比研究,系统解剖其矿床地质、流体包裹体、成岩成矿年代学、S-Pb-C-H-O-Sr-Nd同位素及微量元素等特征。据此厘定了克兰盆地(又称阿巴宫成矿带)内脉状多金属矿床的成因类型,识别出了中亚造山带首例造山型Au-Cu-Pb-Zn成矿带,首次发现中亚造山带印支期变质热液成矿事件,并确定中亚造山带在晚二叠-三叠纪处于陆内碰撞造山的动力学背景。取得的主要创新性成果如下:
(1)区域成矿年代学方面,采自麦兹盆地和克兰盆地5个矿床7个与多金属石英脉共生的云母族矿物之Ar-Ar年龄集中于260-204Ma,据此认为中亚造山带晚二叠-三叠纪(P-T)存在一期重要的造山型(变质热液)成矿事件,暗示中亚造山带增生造山的最终拼贴碰撞时间可能为二叠-三叠纪(P-T);
(2)利用矿床地质和流体包裹体探针手段,识别出中亚造山带第一例造山型铅锌矿——铁木尔特铅锌(铜)矿,以受阿巴宫大断裂控制的脉状矿体,中温、富CO2、低盐度的成矿流体为标志性特征;锆石U-Pb年代学证实铁木尔特铅锌(铜)矿床成岩年代为400Ma,黑云母Ar-Ar年代学表明成矿年代为239Ma,因此,铁木尔特为典型的后生矿床,且成矿年龄略微滞后于区域造山作用有关的变质作用峰期(250Ma);
(3)利用矿床地质、流体包裹体探针和成岩成矿年代学手段,识别出中亚造山带第一例非岩浆热液作用造山型铜矿——乌拉斯沟铜矿,以受断裂控制的脉状矿体,富CO2、低盐度的成矿流体及后生(成岩时间400Ma vs成矿时间220Ma)为标志性特征;
(4)利用矿床地质、流体包裹体探针、成矿年代学和黄铁矿LA-ICP-MS微量元素等手段,识别出中亚造山带内第一例遭受印支期造山运动叠加富集的晚古生代的VMS型矿床——可可塔勒铅锌矿,火山热液喷流沉积作用发生在约400Ma,变质热液成矿(造山型)叠加富集作用发生在260Ma。微量元素在泥盆纪VMS成矿阶段以类质同相替换的方式进入黄铁矿晶格位,受三叠纪变质流体的萃取作用,Cu,Pb,Zn,Au,Ag等成矿元素迁移出来沉淀在构造有利部位,从而造成可可塔勒矿床矿石品位加富;
(5)首次运用硫化物LA-ICP-MS原位测试技术,对中亚造山带内造山型金矿(萨热阔布金矿)、造山型铅锌矿(铁木尔特铅锌矿)、改造富集VMS型铅锌矿(可可塔勒铅锌矿)的硫化物进行系统测定,揭示印支期拼贴碰撞造山运动既可以形成新的脉状造山型矿床,也可以叠加富集先存的矿床。
综上所述,我们认为阿尔泰南缘至少存在两期重要的成矿事件,泥盆纪洋陆俯冲体制下弧后盆地内的VMS型成矿事件和晚二叠-三叠的碰撞造山过程中变质热液(造山型)成矿事件。其中,被前人长期忽视的晚二叠-三叠纪变质热液成矿事件,不但可以单独形成脉状造山型矿床,而且对于早先存在的VMS型层状矿体的加富具有重要意义。这项成果对于完善阿尔泰南缘矿床模型和区域成矿规律以及指导找矿部署具有重要意义。