地壳生长的复杂性和特殊性造就了中亚地区复杂多样的地质构造格局和极具特色的中亚成矿域，因此成为目前大陆动力学和成矿作用研究的重要热点区域，同时由于其巨大的资源潜力，吸引了各国矿产企业。中亚成矿域由若干个成矿省组成，其核心由阿尔泰成矿省、环巴尔喀什-准噶尔成矿省、楚伊犁-天山成矿省和西南天山成矿省构成。中亚成矿域核心区的主要特征如下：①早古生代地体的演化决定着中亚成矿域的成矿背景，环巴尔喀什-准噶尔成矿省具有的环形特征受其加里东基底的制约，西南天山成矿省的线形特征受晚古生代南天山洋缝合带控制；②环巴尔喀什-准噶尔成矿省具有在空间上相互叠加和迁移的成矿规律（从加里东晚期到华力西晚期，从外环到内环）；③与西南天山洋俯冲消减形成的岛弧相关的岩浆-流体系统的长期活动，控制着西南天山成矿省的形成与演化。
中亚地区早古生代斑岩铜矿带呈环带状沿巴尔喀什马蹄形构造外缘（即加里东造山带与古老地块交界处）分布。斑岩铜矿成矿时代分为3个阶段：①早奥陶世—早志留世，如博舍库利斑岩铜钼矿床形成于481Ma（Seltmann等，2005），谢列特斑岩铜钼矿床与晚奥陶世花岗闪长岩有关。②泥盆纪与云英山铜矿有关的斑岩体锆石U-Pb年龄为404Ma（李华芹等，2008），希勒克特哈腊苏花岗闪长斑岩和喀腊萨依二长闪长斑岩锆石U-Pb年龄分别为381Ma和376Ma（张招崇等，2006）。③科克赛斑岩铜矿形成于石炭纪，阿克斗卡斑岩矿床的成矿时代为320Ma，科翁纳德斑岩铜矿成矿时代为330Ma（见本书2.6节）。新疆包古图斑岩铜金矿赋存在石英闪长岩-闪长玢岩-花岗闪长斑岩中，其锆石U-Pb年龄为310～332Ma（刘玉琳等，2009，申萍等，2010），辉钼矿Re-Os模式年龄为310±3.6Ma（宋会侠等，2007）。成矿过程经历了黑云母-钾长石-钠长石阶段、石英-硫化物阶段和石英-碳酸盐阶段。
奥陶纪形成斑岩型、与花岗岩类有关的脉状金矿、矽卡岩型和VMS型金矿（Malchenko等，1996）。科克切塔夫东缘矿化密集区形成在科克切塔夫的断陷内，斑岩铜矿被上寒武统—下奥陶统托尔特库都克群和中上奥陶统不整合超覆。中寒武世辉长岩-斜长花岗岩体与成矿关系密切。博舍库利斑岩铜矿化和含铜黄铁矿矿化赋存于花岗岩体内部及其围岩玄武岩-辉绿岩建造中。矿化沿近EW向断裂、不同岩石的界面，以及爆破角砾岩分布。北哈萨克斯坦斯捷普尼亚克-别斯丘成矿带内的斑岩铜矿化与晚奥陶世—早志留世花岗岩-花岗闪长岩有关。志留纪形成的金矿较少，哈萨克斯坦的新涅吉普罗夫金矿可能形成于中志留世，别斯托别、瓦西尔科夫斯克、斯特普纳克与花岗岩类有关的脉状金矿形成于早泥盆世。
哈萨克斯坦晚古生代斑岩铜矿中酸性侵入体侵入到伊特木伦-秋利库姆复背斜。这些成矿岩体往往是环形构造的中心。在剖面上斑岩体具筒状（阿克托盖、科翁纳德）、滴状或蘑菇状（博尔雷）。巴尔喀什地区与斑岩铜矿有关的侵入体为闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩组合，多期次侵入，如科翁纳德斑岩矿床相关的岩体包含3次侵入事件（第一期辉长闪长岩、第二期石英闪长岩-花岗闪长岩、第三期花岗闪长岩-花岗斑岩），矿化主要与晚期斑岩有关。
斑岩型铜-金矿床主要与石英闪长岩、花岗闪长斑岩、石英二长斑岩等浅成侵入体相关，矿化分布于岩体内或火山-沉积岩中。矿石中除出现自然金、银金矿外，多数金赋存于黄铁矿和黄铜矿中。伴生金矿床一般规模大、品位低，如科翁纳德铜矿中金储量为600 吨（金品位0.1×10-6～0.7×10-6），阿克斗卡铜矿中金储量＞45 吨（金品位0.03×10-6），博舍库利铜矿中金储量49吨（金品位0.05×10-6，Mutschler等，2000）。新疆包古图铜金矿中金品位0.2×10-6～0.3×10-6（许发军等，2003）。
断裂交汇部位是岩浆和成矿流体长期渗入汇聚并最终成矿的地方。环形构造与区域性断裂系的交汇点是形成斑岩铜矿的有利位置。斑岩铜矿化发育最强烈的地区，卫星图片上见不同规模环形构造（图7.1）。
图7.1 科翁纳德斑岩矿床位于大型环状构造的西南部位
（据GoogleEarth）
石炭纪—二叠纪是重要金成矿期。阿尔哈雷金矿田矿体赋存于早二叠世火山岩系中。巴克尔奇克金矿田的容矿岩系为下石炭统黑色岩系。受剪切带控制的金矿则相对年轻，主要形成于印支期。金矿在空间上沿构造-岩浆-热液活动带成群分布。巴尔喀什北岸和西准噶尔地区的金矿形成于后碰撞阶段，北哈萨克斯坦的一些金矿形成于加里东晚期。北哈萨克斯坦、卡拉套和楚伊犁—天山的金矿主要分布在花岗岩中并受剪切带控制，西南天山和斋桑一带的金矿主要产在剪切带中，滨巴尔喀什一带的伴生金矿分布于晚石炭世斑岩矿床中。成矿作用除了受构造环境控制外，褶皱轴部、碳酸盐岩层与侵入岩的接触带往往是矿体赋存的重要位置。
浅成低温热液型金矿围绕环巴尔喀什马蹄型构造带外缘分布，在空间上与斑岩型铜矿密切相关。天山晚古生代火山-沉积盆地中的一些金矿床受破火山口和与火山机构有关的断裂系统控制。含矿火山机构一般分布在区域断裂弯曲和交汇部位。矿体围绕火山口或潜火山岩分布。矿体赋存在火山熔岩、火山碎屑岩、次火山岩-斑岩中。矿化主要呈脉状、网脉状和角砾岩状，受多组断裂、裂隙控制，特别是放射性和环状裂隙系统。这些断裂构造起着双重作用，其下部为流体运移通道，上部为容矿构造。主要的蚀变组合为冰长石-石英-玉髓-绢云母。浅成低温热液型金矿床附近常有斑岩型铜矿床，如阿尔哈雷金矿床位于科克赛斑岩铜矿床附近。
在西天山吐拉苏盆地中，浅成低温热液型金矿赋存于泥盆纪—早石炭世火山-沉积建造中。火山岩带控制成矿带，火山机构控制金矿床的就位。金矿体受火山通道、次火山岩、环状断裂、放射状断裂及火山机构附近的后期断裂破碎带控制（安芳等，2008）。阿希金矿受破火山口控制。赋矿围岩为晚泥盆世火山岩，矿体以石英脉型为主，其热液成矿期包括玉髓状石英阶段、黄铁矿-石英脉阶段、白铁矿-碳酸盐-石英脉阶段、重晶石-碳酸盐脉阶段。阿希金矿金矿化时代（290Ma，Re-Os等时线年龄）稍晚于碰撞后花岗岩的侵位。依据矿床学和地球化学研究，阿希金矿原始成矿流体为岩浆水。流体演化早期，岩浆热液沿与火山机构有关的断裂系统迁移，与围岩相互作用形成玉髓状硅化。运移到浅部的岩浆热液与循环大气水混合，氧逸度升高，形成含金黄铁矿-石英脉。玉髓状硅化和黄铁矿-石英脉堵塞围岩孔隙，导致体系压力升高并诱发爆破，使玉髓状硅化和黄铁矿-石英脉角砾化。白铁矿-石英-碳酸盐胶结这些角砾，形成金品位较高的角砾岩型矿体。晚期重晶石-方解石脉穿切了早期蚀变和矿化。
寒武纪及其之前，西准噶尔地区处于一种多岛洋的构造环境，很可能在奥陶纪形成了岛弧，并开启了洋壳俯冲机制，形成了奥陶纪唐巴勒蛇绿岩带，西准噶尔洋继续演化，在晚奥陶世形成了玛依勒蛇绿岩以及克拉玛依蛇绿岩带（朱永峰等，2013；Zhu等，2013）。泥盆纪初期，洋壳俯冲消减结束，形成了达拉布特蛇绿岩，与之伴生重要的铬铁矿矿床（如萨尔托海-琼鱼-达拉布特铬铁矿）。之后，该地区开启了板内均衡过程，并一直持续到石炭纪末期。伴随着大规模的岩浆活动（包括石炭纪早期的钙碱性岩浆喷发以及石炭纪末期的中性岩浆侵入），形成了斑岩型铜金矿化，与之相关的岩浆热液活动，在火山-沉积盆地中形成了大规模的金矿成矿作用（如萨尔托海-哈图-宝贝-包古图金矿）。该地区的金矿成矿作用有其特殊性，例如包古图金矿中的自然砷中常包裹银金矿。自然砷仅在主要金矿化阶段形成，该阶段形成的主要矿物组合为自然砷-辉锑矿-银金矿-辉锑银矿-银黝铜矿-毒砂-磁黄铁矿-黄铁矿。在包古图地区，斑岩型铜矿床与浅成低温热液型金矿床在空间上共存。斑岩型矿床与浅成低温热液型矿床有某种成因上的联系，它们都产于同一岩浆岩带。与金成矿有关的岩体主要为中酸性侵入岩。金矿体受断裂破碎带和裂隙控制。矿石类型以石英脉型为主。
在新疆西准噶尔地区，晚石炭世花岗岩侵入下石炭统火山-沉积地层中，围岩发生硅化、碳酸盐化、绿泥石-绿帘石化以及黄铁矿化，同时萃取了围岩中的成矿元素（图7.2a）。早期较高温流体沿裂隙运移，在深部围岩裂隙中形成石英-钠长石脉，并导致裂隙两侧围岩发生硅化（图7.2b）。之后流体温度下降，在深部形成不含矿的黄铁矿-石英-钠长石细脉，在浅部形成不含矿的粗大石英-钠长石-硫化物脉（图7.2c）。主要金矿化阶段，深部形成含金毒砂-碳酸盐细脉和黄铁矿-黝铜矿-碳酸盐细脉，浅部形成含金的石英-硫化物脉。由于循环大气水混入，流体氧逸度较高，浅部石英脉中出现磁铁矿和赤铁矿（图7.2d）。成矿晚期形成不含矿的石英-方解石脉（图7.2e）。
在哈图金矿深部发现了蚀变岩型矿体（安芳等，2007；邱添等，2009），石英脉型矿体主要分布于浅部。矿山企业的钻探表明，深部的蚀变岩型矿化一直延伸到地下1200 多米。前人研究表明，哈图金矿石英脉型矿体与花岗岩关系密切，认为成矿流体来源于花岗岩（李华芹等，2000；王莉娟等，2006）。对哈图金矿蚀变岩型矿体的研究表明，围岩蚀变以黄铁矿化、毒砂化和碳酸盐化为主，其中碳酸盐化以出现大量铁白云石、菱铁矿以及方解石为特征。蚀变岩型矿体成矿作用可以划分为5个阶段：石英-钠长石、黄铁矿-钠长石、毒砂-碳酸盐、黄铜矿-碳酸盐和石英-方解石阶段。金主要以自然金的形式存在于毒砂颗粒间隙或被黄铁矿包裹（安芳等，2007）。在哈图金矿蚀变岩型矿体中存在大量黄铜矿和少量辉铜矿，这些矿物与铁白云石、菱铁矿和方解石共生。在萨吾尔地区发现的恰尔墩巴斯希矿床磁铁矿、铜和金矿床分别与晚古生代晚期的辉长岩、闪长岩和花岗闪长岩密切相关。铜矿化集中于闪长岩体的外接触带。金矿化与花岗闪长岩密切相关，该花岗闪长岩遭受了强烈蚀变，并局部糜棱岩化，金矿化作用发生在糜棱岩化之后。
图7.2 哈图金矿成矿模式图
（据安芳，2011）
巴尔喀什-准噶尔成矿省地质演化与成矿作用之间存在良好的对应关系。哈萨克斯坦中部马蹄形构造外部从寒武纪到奥陶纪增长，内部从寒武纪到石炭纪增长。成吉思-塔尔巴哈台带发育铜-钼-铅多金属矿床。火山沉积黄铁矿建造与早寒武世—晚奥陶世含碳硅质陆源碎屑岩建造密切相关，含矿岩层为火山岩与沉积岩的互层。与闪长岩有关的斑岩铜-钼矿床主要产于侵入体边界及断裂带内。阿克巴斯陶-科斯木伦矿田属黄铁矿-铜-锌矿石建造，位于阿克巴斯陶背斜核部。容矿岩石为中奥陶世—晚奥陶世安山岩-玄武岩和英安岩。发育次生石英岩带和含黄铁矿化石英-绢云母蚀变带。黄铁矿-重晶石多金属矿化与中寒武世角斑安山岩建造有关。阿克巴斯套矿床有3层矿体，其中最大的矿体呈似整合透镜状，矿体在背斜褶皱轴部加厚。矿石矿物包括黄铁矿、黄铁矿-黄铜矿和黄铁矿-闪锌矿-黄铜矿。科斯木伦矿床有两层矿体，上层矿体产在凝灰岩和层凝灰岩中，下层矿体产于凝灰岩与熔岩之间。上层矿以磁黄铁矿为主，主矿体以铜锌矿石和铜-黄铁矿矿石为主。主要矿石矿物包括黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿，脉石矿物包括石英、重晶石、绿泥石和绢云母。热液沉积和交代形成了磁黄铁矿矿化阶段，含重晶石、含金黄铜矿-闪锌矿-黄铁矿是后期热液交代的产物。
迈卡英-阿尔卡麦根带黄铁矿多金属矿化与火山机构中的英安岩-安山岩-玄武岩建造有关。华力西构造-岩浆活动在该带形成了两类矿床：一是在具有加里东基底的断陷盆地内与基性火山活动有关的铁-锰-铅锌矿床，二是与花岗岩有关的钨-锡-钼矿化。与华力西期岩浆活动有关矿化多分布在该带的边缘。黄铁矿-重晶石多金属建造形成于早-中寒武世安山岩建造和安山质次火山岩体边部蚀变带内。黄铁矿-铜-锌建造赋存于中-晚奥陶世粗面英安岩-玄武岩建造和安山岩-玄武岩-英安岩建造中。
中哈萨克斯坦北部博舍库利矿床与侵入寒武纪铁镁质火山岩的早奥陶世闪长岩-英云闪长岩伴生（Kudryavtsev，1996）。在泥盆纪岛弧中发现了Samarskoye矿床。哈萨克斯坦中部的钼钨成矿作用与晚石炭世岩浆作用有关。石炭纪岛弧叠覆在泥盆纪和奥陶纪岛弧之上。哈萨克斯坦中部的稀土-Zr-Nb矿化作用与二叠纪钠长石-霓石花岗岩带有关，该成矿带通过哈萨克斯坦延伸到新疆西准噶尔。西准噶尔是重要金矿区，金矿产于石炭纪火山-沉积岩中，受区域性断裂控制。
科克舍套地区是北哈萨克斯坦重要的金矿集区，成矿时代跨度较大（中奥陶世、中志留世、早-中泥盆世、晚泥盆世、石炭纪）。基于科克舍套地区金矿形成的地球动力学、岩浆岩、控矿构造和同位素地球化学研究，建立成矿模型如图7.3所示。在5～7km深度，流体运移通道附近出现金矿化，随着中泥盆世花岗岩的侵入，在其顶部接触带形成脉状锡-钼-铋-金矿（萨雷穆别锡多金属矿）。在3～5km深度，随着花岗岩侵入，在灰岩接触带形成矽卡岩型金矿，在岩体内形成与花岗岩类有关的脉状金矿。在岩体外接触带出现黄铁细晶岩化，伴随金-银矿化，含矿热液沿深断裂向上运移，形成钠长石化，伴随铀-钼-金-铂矿化（如科萨奇铀钼矿）。在近地表环境（＜1.5km）伴随泥盆纪中酸性火山岩喷发和次火山岩侵入，形成了致密块状和浸染状金-银-重晶石多金属矿和脉状金矿。
图7.3 科克舍套地区金矿地壳连续分布成矿模型
（刘春涌编译，2005，引自杨福泉等，2010）
1—里菲期—文德期碳质-陆源-碳酸盐岩建造（R-V）；2—寒武纪片岩-片麻岩-角闪岩；3—泥盆纪中酸性火山岩-次火山岩；4—晚奥陶世辉长岩-闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩；5—泥盆纪白岗岩-花岗岩；6—控矿断裂；
7—云英岩化；8—高岭石化；9—黄铁细晶岩化；10—钠长石化；11—石英绢云母化；12—青磐岩化；13—脉状矿石；14—网脉状矿石；15—浸染状—细脉浸染状矿化带；16—含金矽卡岩型矿体；17—致密块状和浸染状金-银-重晶石-多金属矿体；18—成矿元素；19—矿液运移方向；20：Ⅰ—近地表相，Ⅱ—浅成相，Ⅲ—浅成—中深成相；
Ⅳ—中深成相
中亚成矿域核心区经历了复杂的地壳运动，形成了一系列造山带和火山-沉积盆地。前寒武纪和早古生代基底被泥盆纪—石炭纪火山-沉积地层覆盖。下泥盆统主要为海相陆源沉积，个别地段夹安山岩，下-中泥盆统中常包含有凝灰岩和火山碎屑沉积岩。中泥盆世开始形成大规模安山岩、英安岩和流纹岩。早石炭世在北滨巴尔喀什地区广泛发育陆相流纹岩-英安岩建造。在巴尔喀什地区，矿化主要与花岗闪长斑岩-石英二长斑岩-花岗斑岩有关。这些斑岩体在不同位置形成不同类型矿化，如在2.5～3.5km深度，在斑岩体顶部与灰岩接触带形成富铜矽卡岩矿化（萨亚克）。在2～3km，岩浆热液活动在花岗闪长斑岩和围岩中形成强烈蚀变，从岩体中心向围岩依次出现硅化带、钾长石化带、绢云母化带、绿泥石化带。形成了多期矿化阶段：葡萄石-黑云母-钾长石-石英-硫化物、绢云母-石英-硫化物、电气石-硫化物、碳酸盐-沸石阶段。前两个矿化阶段形成了阿克斗卡式铜金矿床。在最晚期的花岗闪长斑岩岩株中形成铜矿化。辉钼矿、硫砷铜矿和黄铁矿主要出现在花岗闪长斑岩外带的泥化和绢英岩化区域。随深度增加，辉钼矿也相应增加。斑岩型成矿系统上部经常形成浅成低温热液金-银矿化（石英-冰长石型矿床，如阿尔哈雷金矿和新疆阿希金矿）。在巴尔喀什地区斑岩型、矽卡岩型和浅成低温热液型矿床具有密切的成因联系，形成时间相近，空间上共生，共同构成了斑岩成矿系统（图7.4）。剥蚀深度实际上控制着斑岩型矿床和浅成低温热液金矿的出露位置。新疆包古图地区的斑岩型矿床仅仅出露了成矿系统的头部，其上部的浅成热液成矿系统刚刚出露地表，主要表现为富含自然砷的石英脉型金矿。因此，包古图地区深部的找矿潜力巨大。
图7.4 巴尔喀什西准噶尔地区斑岩成矿系统示意图
中酸性岩浆浅侵位于火山沉积地层中，形成斑岩成矿系统