新疆西天山色勒特果勒斑岩-矽卡岩型铜钼矿位于新疆维吾尔自治区精河县城南偏东约60km处,所处大地构造位置属于伊犁板块东北的博罗霍洛古生代岛弧带。矿区内出露的岩体主要为黑云母花岗岩、石英闪长斑岩和闪长斑岩。黑云母花岗岩呈岩基状产出,大面积分布于矿区北部及其相邻地区。石英闪长斑岩及闪长斑岩相互渐变接触,并都呈脉状侵入黑云母花岗岩以及东图津河组之中,分别导致黑云母花岗岩的绢英岩化和东图津河组地层的矽卡岩化、角岩化和大理岩化。矿体主要赋存于石英闪长斑岩、闪长斑岩以及接触带矽卡岩之中。色勒特果勒矿区内的矿石矿物主要有黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、辉钼矿、磁黄铁矿和白钨矿;脉石矿物主要是石榴子石、透辉石、符山石、绿帘石、绿泥石、角闪石、石英、方解石、绢云母等。本论文利用电子探针、LA-ICP-MS、LA-MC-ICP-MS、激光拉曼光谱、MAT-253等现代分析技术对该矿床重点开展了成岩成矿年代学、矿物学、成矿流体演化、同位素示踪等方面的研究,主要取得了以下认识:色勒特果勒矿区内主要出露三种岩体;分别为黑云母花岗岩,石英闪长斑岩和闪长斑岩。黑云母花岗岩的锆石LA-ICPMS U-Pb加权平均年龄为307±3 Ma,时代较晚的矿化的闪长斑岩和石英闪长斑岩的锆石LA-ICPMS U-Pb加权平均年龄均为302±3 Ma。辉钼矿Re-Os加权平均年龄为301±2 Ma,辉钼矿和矿化斑岩体具有相近的年龄。色勒特果勒矿区花岗岩类岩体的地球化学特征显示它们均富集大离子亲石元素(LILE)而亏损高场强元素(HFSE),并且都具有Nb、Ti与P的负异常;富集轻稀土,亏损重稀土并具有弱的Eu负异常,说明其形成于岛弧环境。正的锆石εHf(t)值,低的Mg#值以及低的Cr (<60ppm)和Ni(<15ppm)含量说明它们的源区为新生的下地壳,而新生下地壳主要由大洋板片的俯冲消减作用而导致的地幔楔部分熔融形成的岛弧岩浆增生而成。受洋壳板片持续的俯冲消减作用的影响,新生地壳发生了部分熔融作用,形成的长英质熔体分别上侵形成了具有岛弧岩浆性质以及正的εHf(t)值的色勒特果勒黑云母花岗岩以及斑岩体。色勒特果勒三种岩体均具有高的Th以及轻稀土含量说明在俯冲过程中大洋沉积物的加入。相对于黑云母花岗岩,两种斑岩具有更高的Th/La比值以及较低的εHf(t)值,说明它们中加入了更多的大洋沉积物。通过对该矿床区域大地构造背景分析以及晚石炭世到早二叠世花岗岩的对比,我们认为西天山俯冲环境向伸展环境转变的时间大概为石炭纪末—二叠纪初(300Ma)。石榴子石是重要的矽卡岩矿物,具有明显的分带性,根据石榴子石位置和颜色可以将色勒特果勒的石榴子石分为三类:内矽卡岩及岩体周围的红色石榴子石、中间带矽卡岩中棕色石榴子石和靠近灰岩的灰绿色石榴子石。石榴子石电子探针分析数据表明三类石榴子石主要为钙铝榴石,少量为钙铁榴石,以及微量钛榴石、锰铝榴石、镁铝榴石和铁铝榴石。说明它们都是在酸性还原的条件下形成的。棕色石榴子石具有振荡环带并含有相对富Fe和富Al的环带,相对富Fe的环带可能是由岩浆活动间歇期流体中CH4的流失导致氧逸度升高而形成,而富Al的环带则由岩浆再次活动期间富CH4的还原性流体的叠加而形成。根据色勒特果勒铜钼矿床的流体包裹体特征,可将它们分为四类:超临界包裹体、富气相包裹体、含子晶的高盐度包裹体以及富液相的低盐度包裹体。超临界包裹体主要发育于斑岩体的石英斑晶以及早期矽卡岩矿物如石榴石和符山石之中。超临界包裹体的均一温度较高(378℃~454℃),一部分超临界包裹体在升温过程中见临界均一的现象。富气相包裹体较少见,最后均一到气相,均一温度为352℃~398℃。含子晶的高盐度包裹体均一温度范围一般在200℃~400℃之间,石盐子晶消失的温度可以高于气泡消失的温度,也会低于气泡消失的温度。富液相的低盐度包裹体在降温过程中,包裹体中气泡会突然缩小,降下温度在回温过程中,气泡慢慢变大同时会有笼合物出现,笼合物成絮状,一般在温度为3℃~7℃时笼合物消失,包裹体均一温度范围在185℃~276℃之间。超临界流体从岩浆中分异出来以后,向上运移,随着温度和压力的降低,会发生不混溶(沸腾)作用,形成富气相包裹体和含子晶的高盐度包裹体。流体进一步向上运移,可能与天水发生混合则会形成富液相的低盐度包裹体。流体包裹体激光拉曼数据表明色勒特果勒成矿流体中的气相成分以CH4为主。超临界流体包裹体盐度在2.1 wt.% 到6.4 wt.%之间,平均值为3.8 wt.%;矿化的石英脉中流体包裹体盐度在3.0 wt.% 到7.5 wt.%之间,平均值为5.4 wt.%。超临界流体包裹体中CH4的含量在3.8mol/kg到10.4mol/kg之间,所对应的氧逸度在FMQ-0.5到FMQ-1之间(假设该流体在地下5 km被捕获)。色勒特果勒矿床不同矿物组合中的金属硫化物具有比较均一的硫同位素组成。δ34S值的变化范围在-1.22‰~+2.52‰之间,平均值+1.402‰,显示出幔源硫同位素的特征。色勒特果勒流体包裹体中甲烷的碳同位素范围δ13CV-PDB(‰)在-29.2‰ 到 -19.1‰ 之间,平均值为-25.7‰;而甲烷氢同位素δDV-SMOW(‰)范围在-273.3‰到-234.9‰ 之间,平均值为-256.9‰。甲烷的碳、氢同位素结果加上富CH4的超临界包裹体的发现说明流体中的CH4可能是直接从岩浆中分异出来,而不是由热液作用导致而成的。色勒特果勒铜钼矿床在空间上和成因上都与含钛铁矿的还原性斑岩体有关;成矿流体为富CH4的还原性的流体,其氧逸度在FMQ-0.5到FMQ-1之间(假设富CH4的流体在地下5 km被捕获);矿区发育大量代表低氧逸度的矿物如磁黄铁矿、钙铝榴石等而未发现磁铁矿、赤铁矿以及石膏等高氧逸度矿物,说明色勒特果勒是一个典型的还原性斑岩-矽卡岩型矿床。