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谢米斯台地区位于新疆西准噶尔的北部,是波谢库尔-成吉思火山弧在中国境内的东延部分,属于中亚成矿域巴尔喀什-准噶尔成矿省波谢库尔-成吉斯-谢米斯台-沙尔布提成矿带。区内岩浆活动发育,形成于志留纪的小斑岩体及次火山岩中发育有斑岩型的铜(金)矿化。本文在前人研究基础上,选取谢米斯台布拉特斑岩型铜矿化,对其地质特征、成矿物理化学条件、成矿物质及流体来源进行了较系统的研究,基本理清了本区斑岩型铜矿的成矿条件、主要控制因素以及矿床保存条件,探讨了成矿过程,指明了斑岩型矿床找矿目标地质体,分析了深部找矿潜力,为区内早古生代斑岩型铜矿的进一步找矿勘查提供理论指导。论文取得了以下认识和成果:(1)通过详细野外地质观测及室内岩(矿)相学研究,查明了布拉特斑岩型铜矿化的地质特征并划分了成矿期次布拉特斑岩型铜矿化赋存于布拉特矿化次火山岩(英安斑岩及流纹斑岩,分别形成于早志留世和晚志留世)中。岩石发育强烈的绿帘石化面状蚀变以及硅化、碳酸盐化、绿泥石化等蚀变,局部出现泥化作用,发育石英脉、石英绿帘石脉、绿帘石石英脉、碳酸盐脉等多种交代、充填脉体。岩石中发育强烈的铜矿化,地表岩石近乎全岩矿化,原生硫化物主要为斑铜矿、黄铜矿及黄铁矿,并发生强烈的次生氧化作用,形成孔雀石、辉铜矿等。矿石结构主要为半自形-他形粒状结构、交代结构及典型的黄铜矿-斑铜矿固溶体分离结构,矿石构造主要为浸染状、细脉浸染状及细脉状。成矿期次可以划分为主成矿期(岩浆期后热液期)和表生成矿期(次生氧化期),主成矿期根据不同赋矿岩石可分别划分为三个阶段:蚀变斑岩中的铜矿化阶段、石英-硫化物阶段和绿帘石石英脉-硫化物阶段。(2)开展了石英流体包裹体及S、H-O、Si稳定同位素矿床地球化学研究,分析了流体的演化特征及成矿物质、流体来源包裹体研究显示,成矿流体属于Na Cl-H2O体系,成矿热液从早期的中高温、中低盐度、中低密度成矿流体(均一温度为475.3~194.3℃,主要集中于430~290℃,盐度变化于6.0~23.66wB%Na Cleqv,密度变化于0.57~0.97g/cm3)向晚期的中低温、中低盐度、中低密度(均一温度为242.2~154.2℃,盐度变化于0.7~17.4wB%Na Cleqv,密度变化于0.84~1.01g/cm3)变化,流体的混合作用在流体演化过程中起到主导作用。稳定同位素显示,铜矿化中硫化物δ34S组成范围较广,主要分布于三个区间:-20.2‰~-18.53‰,-13.7‰~-5.8‰,-1.3‰~0.62‰,集中分布于0附近及-8‰~-6‰之间,表明成矿物质硫既有岩浆来源也有地层有机硫来源,但主要为深源岩浆来源;石英δ18O值为4.3‰~13.0‰,流体的δD值为-96.5‰~-70.4‰,成矿流体与石英达到平衡时δ18OH2O值为-8.2‰~7.6‰,表明成矿流体在成矿早期为岩浆来源,随着成矿作用的进行逐渐有大气降水的加入,在成矿作用晚期以大气降水为主;石英δ30Si分布范围为-0.5‰~0.2‰,且不同成矿阶段石英的δ30Si组成无明显差异,表明Si O2的来源基本一致且来源于岩浆或与岩浆有密切关系。上述结果显示出布拉特斑岩型铜矿化成矿流体及成矿物质为多来源,但主要为岩浆来源。(3)探讨了成矿过程志留纪,谢米斯台地区发生强烈的岩浆活动,形成于俯冲背景下的陆缘弧环境,起源于新生下地壳部分熔融并有少部分源自地幔楔的岩浆混合的相差大致10Ma的具有较高氧逸度的英安质、流纹质岩浆携带大量的成矿元素分别向上侵位至近地表环境,在岩浆上升过程中,温度、压力明显下降,导致岩浆中的大部分挥发分络合了大量的成矿物质进入到岩浆热液流体中。在岩浆活动的晚期,源自岩浆中的铜元素和流体发生明显聚集,在流体混合等作用下,破坏了成矿流体的物理化学平衡条件,最终在合适的构造部位及岩性条件下大量Cu卸载、富集,形成布拉特斑岩型铜矿。(4)分析了本区斑岩型铜矿的成矿潜力和找矿方向谢米斯台地区具备有利的斑岩型铜矿床成矿地质背景、构造环境和地质条件,有利的成矿岩浆条件、物源条件和流体条件,具有良好的斑岩型铜矿床成矿潜力和找矿前景。且成矿后该区抬升剥蚀不是很强烈,矿床保存条件良好。综合区内已经发现赋存于志留纪浅成侵入岩的布兰萨拉铜金矿及赋存于志留纪次火山岩的布拉特铜矿的矿化信息,显示谢米斯台地区具有较好的斑岩型铜成矿潜力。谢米斯台地区形成于中志留世的中酸性小斑岩体是寻找斑岩型铜金矿化的目标地质体;志留纪中酸性次火山岩是寻找斑岩型铜矿化的目标地质体,相较而言,其深部应该具有更好的斑岩型铜矿找矿潜力。与早古生代岩浆活动相关的斑岩型铜(金)矿化是谢米斯台地区后续找矿突破的主要矿化类型。