阿吾拉勒成矿带西段广泛发育晚石炭-二叠纪的钠长斑岩体,包括莫斯早特岩体、圆头山岩体、群吉岩体、109岩体、群吉萨伊岩体、斯兰巴斯套岩体和乌郎达坂岩体。这些岩体普遍Na2O含量较高,其中不少岩体发育铜矿化并形成中-小型铜矿,如莫斯早特、群吉、圆头山和109铜矿。本文通过对群吉和109岩体的野外地质特征、蚀变分带、岩相学、矿石矿物的显微结构、全岩主微量元素和Sr-Nd-Pb同位素、锆石U-Pb定年和Ce4+/Ce3+比值、硫逸度、硫化物硫同位素、石英流体包裹体测温以及H-O同位素等的系统研究,认为这些岩体赋含的是还原型斑岩铜矿。在此基础上,我们对该地区的斑岩铜矿进行了重新划分,并且讨论了还原型斑岩铜矿的成因机制,总结出该地区的铜成矿规律,并提出在该地区进一步找矿的方向。主要取得一下主要认识:(1)确定了群吉和109含矿钠长斑岩的形成时代为晚石炭纪利用激光ICP-MS定年技术,确定群吉和109含矿钠长斑岩的锆石U-Pb年龄分别为303±3 Ma和300±4 Ma。这些年龄值与该地区的群吉萨伊、莫斯早特、斯兰巴斯套和乌郎达坂岩体的年龄一致,表明这些岩体均是在碰撞后的伸展环境形成的。(2)查明群吉和109含矿钠长斑岩具有A型花岗岩的特征,但其形成压力、含水量以及氧逸度均低于典型的斑岩铜矿含矿斑岩群吉和109含矿钠长斑岩的斑晶主要为钠长石,群吉钠长斑岩的10000×Ga/Al比值为1.89~2.55,Zr含量为469~707×10-6,Nb含量为13.5~57.7×10-6,Zr+Nb+Ce+Y含量为597~716×10-6,(Na2O+K2O)/CaO为2.93~17.8,FeOT/MgO为5.98~21.4,在10000×Ga/Al-Zr、10000×Ga/Al-Nb、Zr+Nb+Ce+Y-(Na2O+K2O)/CaO和Zr+Nb+Ce+Y-FeOT/MgO图解上落于A型花岗岩的区域。109钠长斑岩的10000×Ga/Al为0.37~1.94,Zr含量为282~389×10-6,Zr+Nb+Ce+Y含量为349~494×10-6,(Na2O+K2O)/CaO为10.3~62.7,在10000×Ga/Al-Zr、Zr+Nb+Ce+Y-(Na2O+K2O)/CaO图解上落于A型花岗岩的区域。群吉和109含矿钠长斑岩的锆饱和温度分别为903℃和840℃,根据全岩主量元素与锆饱和温度估算的形成压力分别为2 kbar和5 kbar,斑岩的含水量分别为2.1%和4.0%,远低于典型斑岩铜矿含矿斑岩的形成压力(7~8 kbar)和含水量(6~8%)。群吉和109钠长斑岩中锆石Ce4+/Ce3+值分别为16.2~70.2和10.8~50.5,明显要小于智利、玉龙、土屋-延东等典型斑岩铜矿的含矿斑岩(>200)。此外,群吉和109斑岩铜矿的硫逸度分别为-8.4~-7.9和-8.5~-9.7,低于形成斑岩铜矿的岩浆热液的硫逸度,属于极低的硫化作用区域。因此,与典型斑岩铜矿的含矿斑岩相比,群吉和109斑岩铜矿的含矿斑岩氧逸度比较低。(3)提出群吉和109铜矿为还原型斑岩铜矿群吉和109铜矿的矿体规模较小,蚀变分带较弱,仅发育弱钾化和硅化,与还原型斑岩铜矿的地质特征类似。矿石矿物为黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿(黄铜矿-辉铜矿固溶体)和辉铜矿,缺乏硬石膏和磁铁矿等矿物,表现出低氧逸度岩浆形成的矿石矿物组合。同时,在群吉钠长斑岩的锆石熔体包裹体中发现了C-H组合的还原性有机物的存在,说明成矿热液具还原性。矿石中普遍发育黄铜矿-斑铜矿固溶体结构,反映了成矿热液富含Fe2+。但是,与其他还原型斑岩铜矿相比,群吉和109斑岩铜矿缺少磁黄铁矿,说明成矿热液中的Fe相对于S是不足的,无法形成磁黄铁矿。因此,我们提出,群吉和109铜矿为还原型斑岩铜矿。(4)查明了群吉和109铜矿的成矿物质硫来源于地幔群吉斑岩铜矿硫化物的δ34S值为0~-3.4‰,接近地幔值,不同硫化物之间的δ34S值也差别不大,说明硫化物沉淀时未发生较大的分馏作用,即硫化物的δ34S值与成矿热液的δ34S值相似。109斑岩铜矿中的硫化物的δ34S值为+1.4~+3.0‰,也表现为地幔硫同位素特征。另外,109斑岩铜矿的石英流体包裹体δ18O值为5.1~13.4‰,D同位素为-50.3~-72.6‰,说明成矿热液中的水为原生岩浆水。因此,我们认为,群吉和109铜矿的成矿热液和硫具有单一来源,成矿物质可能来自赋矿岩体的源岩。(5)阐明了群吉和109铜矿中矿石矿物的形成过程群吉铜矿浸染状矿石中的自形黄铁矿含47.8~5515×10-6 Cu,0.53~13.5×10-6Ag,而脉状矿石中的他形黄铁矿的Cu含量为4500~27100×10-6、他形黄铁矿、黄铜矿和斑铜矿的Ag含量为48.8~387×10-6Ag,说明自形黄铁矿与其他硫化物不是由同一种热液形成的。矿石中普遍发育的交代结构和固溶体结构说明热液中S含量不足,不能满足多种硫化物同时沉淀。矿物之间34S值的差异说明硫化物形成过程中氧逸度由低到高氧的转变过程。硫化物的形成顺序为黄铁矿→黄铜矿→斑铜矿(黄铜矿-斑铜矿固溶体)→辉铜矿。109斑岩铜矿矿石矿物形成的顺序为黄铜矿→斑铜矿→辉铜矿,反映了成矿热液氧逸度由低到高的演化方式。斑铜矿和辉铜矿中的高温微量元素(如Sn、In等)小于黄铜矿中的含量,而低温微量元素(如Ag)则大于黄铜矿,与成矿热液的温度由高到低的过程一致。109斑岩铜矿的石英流体包裹体测温获得的均一温度区域为300℃和200℃,可分别对应黄铜矿-斑铜矿固溶体的形成温度(225~475℃)和斑铜矿-辉铜矿固溶体的形成温度(175~225℃),因此,石英流体包裹体的均一温度可分别代表早期黄铜矿和斑铜矿的形成温度与晚期辉铜矿的形成温度。因此,矿石矿物的形成过程为:初始含矿热液为低氧逸度,随着早期硫化物的沉淀,pH值降低,使得含矿热液的氧逸度升高,进而形成了大量的斑铜矿和辉铜矿。(6)提出了阿吾拉勒成矿带西段晚石炭纪还原型斑岩铜矿的成矿模式西天山阿吾拉勒成矿带斑岩铜矿产于碰撞后的伸展环境中,软流圈地幔来源的岩浆底侵至下地壳,造成新生下地壳重熔形成钠长斑岩体。在伸展体系下,岩浆表现出低氧逸度、低压和含水量低的特征。岩浆低的含水量造成围岩蚀变分带较弱、并且只发育少量热液蚀变矿物。低氧逸度造成岩浆中硫的溶解度降低,导致岩浆晚期热液也呈低氧逸度和低S含量,因此,矿石矿物在成矿热液中依次结晶、矿物之间普遍发育交代结构和黄铜矿-斑铜矿固溶体结构,并表现为低氧逸度热液形成的矿石矿物组合。大量斑铜矿是在前期硫化物形成后,成矿热液pH值降低、氧逸度升高的过程中形成的。由于成矿热液在低氧逸度条件下S含量低,因此,该地区斑岩铜矿普遍规模较小。