新疆鞏留縣喀拉臺(tái)奇鉛銀礦成礦地質(zhì)特征及成因模式分析

徐 晟 熊榮輝 劉良文

（①新疆地礦局第十一地質(zhì)大隊(duì) 昌吉 831100 ②中煤能源新疆天山煤電有限責(zé)任公司烏魯木齊 831100）

1 地質(zhì)背景

新疆鞏留縣喀拉臺(tái)奇鉛銀礦大地構(gòu)造位置處于伊犁微板塊伊什基里克石炭—二疊紀(jì)裂谷帶中（圖1）。該裂谷帶是早古生代褶皺基底上發(fā)展起來(lái)的火山—沉積盆地，呈東西走向的狹長(zhǎng)條帶狀，以產(chǎn)金、銅、鉛鋅多金屬礦為主，是西天山地區(qū)重要的多金屬成礦帶。區(qū)域上已發(fā)現(xiàn)與此類似的特克斯縣闊拉薩依鐵鋅多金屬礦、群吉薩依銅多金屬礦。

圖1 西天山構(gòu)造格局圖

區(qū)域內(nèi)由老到新出露地層有：下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組第二段（C1d2）、中二疊統(tǒng)曉山薩依組（P2x）、哈米斯特組（P2h）、塔姆其薩依組（P2tmq）、中侏羅統(tǒng)西山窯組（J2x）。該礦通過(guò)前期地表及淺部工程控制工作，鉛已達(dá)小型礦產(chǎn)規(guī)模。

2 礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)出露地層為中二疊統(tǒng)哈米斯特組、塔姆其薩依組（圖2）。哈米斯特組為一套陸相火山巖建造，主要為火山熔巖，少量火山碎屑巖、次火山巖。塔姆其薩依組為一套湖相灰-灰黃色細(xì)砂巖、粉砂巖、灰色粗砂巖、中粒砂巖、砂礫巖、礫巖及深灰色炭質(zhì)泥巖組合。

圖2 新疆鞏留縣喀拉臺(tái)奇一帶區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖

2.1 地層

賦礦地層哈米斯特組主要為火山集塊巖（圖3）、流紋質(zhì)火山角礫巖、流紋質(zhì)角礫巖屑玻屑凝灰?guī)r杏仁狀玄武巖、玄武巖、英安巖。從巖石地球化學(xué)特征分析該地層有以下特征：

圖3 哈米斯特組火山集塊巖

⑴氧化物含量特征

由礦區(qū)內(nèi)采集的巖石化學(xué)樣表1可知：中二疊世火山巖化學(xué)成分變化范圍為：SiO244.34%～74.28%、TiO20.11%～3.44%、Al2O312.11%～18.26%、Fe2O3+FeO 2.11%～14.95%、MnO 0.02%～0.17%、MgO 0～1.89%、CaO 0～9.44%、Na2O+K2O 3.9%～11.01%、P2O50～1.06%。與中國(guó)相應(yīng)巖類的平均化學(xué)成分對(duì)比；玄武巖SiO2、FeO、MnO、MgO、Na2O、K2O含量偏低，其它氧化物偏高；英安巖中SiO2、Fe2O3+FeO、Na2O、K2O、P2O5含量偏高，其它氧化物含量偏低，流紋巖中SiO2、MgO、Na2O+K2O含量偏高，其它氧化物含量偏低，隨著SiO2的升高，Na2O+K2O、K2O呈升高趨勢(shì)，而其它氧化物呈降低趨勢(shì)。

表1 巖石化學(xué)成分及有關(guān)參數(shù) %

⑵巖石化學(xué)指數(shù)特征

有關(guān)巖石化學(xué)指數(shù)見(jiàn)表2。哈米斯特組火山巖：AR 1.65～7.06、AlK 3.9～11.1、K2O/Na2O 多數(shù)0.82～1.58（與活動(dòng)陸緣相近），基性巖富鈉，中酸性、酸性巖富鉀，從早到晚巖石堿度呈升高趨勢(shì)，巖漿由富鈉向富鉀方向演化。

表2 巖石化學(xué)參數(shù)表

戈蒂里指數(shù)（L）、分異指數(shù)（DI），隨SiO2的升高而增大，固結(jié)指數(shù)（Sl），隨SiO2的升高而減少。氧化度（OX）基性巖高于其它巖類，各類巖石CNK（克分子）均＞1.1。

⑶標(biāo)準(zhǔn)礦物特征

標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。各巖類均含Q，屬SiO2過(guò)飽和類型。流紋巖中出現(xiàn)C，屬鋁過(guò)飽和類型，其它巖類為正常類型，隨SiO2含量的升高，標(biāo)準(zhǔn)礦物Q含量減少增大，Or、An、Ab、Hy變化無(wú)規(guī)律，Mt、Il、Ap含量減少。

表3 標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算結(jié)果表 %

中二疊世火山巖為堿性橄欖玄武巖-英安巖-流紋巖組合，與大陸裂谷雙峰式火山巖有相似之處。

巖石化學(xué)成分上反映巖漿向富硅、堿，尤其向富鉀、貧鎂鈣方向演化，巖石類型為正?！X過(guò)飽和，AI/CNK（克分子）＞1.1。構(gòu)造環(huán)境圖解（圖4、圖5）進(jìn)行綜合分析在中二疊世中期為大陸環(huán)境。中二疊世中期，大陸邊緣再次擴(kuò)張，從該區(qū)已出露的火山相帶分析，該區(qū)火山噴發(fā)至少經(jīng)歷了6個(gè)火山噴發(fā)韻律。

圖4 里特曼-戈蒂里圖解（sfterA.Rittm ann,1973）

圖5 FeO-MgO-Al2O3圖解（after Pearce,1977）

由爆發(fā)-溢流-沉積結(jié)束，相應(yīng)形成了爆發(fā)相、溢流相，火山-沉積相及火山通道相產(chǎn)物。

區(qū)域上在哈米斯特火山旋回末期間歇階段發(fā)生了火山熱液爆發(fā)，火山活動(dòng)經(jīng)歷了三次沉積間斷，活動(dòng)強(qiáng)度較弱，主要表現(xiàn)為寧?kù)o的溢流。在該火山噴發(fā)旋回劃分的六個(gè)韻律中，在第四個(gè)噴發(fā)韻律早期產(chǎn)生了具體的成礦作用，火山噴氣-熱液沉積成礦的鉛銀礦體呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，也說(shuō)明了這一點(diǎn)。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)褶皺構(gòu)造不發(fā)育，僅見(jiàn)少量不完整的微型向斜盆地構(gòu)造，其余構(gòu)造行跡主要表現(xiàn)為脆性斷裂構(gòu)造。哈米斯特組褶皺不發(fā)育，地層產(chǎn)狀總體為向北、北北西傾的單斜構(gòu)造，傾角48°～65°。斷裂構(gòu)造按產(chǎn)生地質(zhì)時(shí)期、不同方向和性質(zhì)分為北西（北北西）向、北北東（近南北）向和北東東向等3組。其中北北西向斷裂與成礦關(guān)系活動(dòng)密切。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖主要包括火山巖及侵入巖，其中，火山巖大面積覆蓋工區(qū)，主要發(fā)育有正常火山碎屑巖，火山碎屑熔巖，火山—沉積碎屑巖、火山熔巖和次火山巖，以火山熔巖為主體。礦區(qū)見(jiàn)少量石英脈和碳酸鹽脈，走向以近東西、北東和北西為主。脈體寬幾厘米至1米多，長(zhǎng)數(shù)米至幾十米不等。其中個(gè)別碳酸鹽脈，具方鉛礦化、孔雀石化。

2.4 地球化學(xué)特征

據(jù)本區(qū)1∶50萬(wàn)化探成果，在區(qū)內(nèi)圈有金、銀、銅、鋅、砷、鎢、鉬、鉍、鎘等異常，其中金、銀異常套合較好，三級(jí)濃度分帶明顯，金異常面積達(dá)500 km2，平均值為 3.32×10-9，最高值 13×10-9；銅異常面積達(dá) 72 km2，平均值為55×10-6，最高值為69×10-6；鋅異常面積達(dá)165 km2，平均值為35×10-6，高峰值為40×10-6。

該組巖性主要為陸相火山巖夾湖相碎屑巖建造，從表4中可以看出，Ag、As、Bi、Cu、Mo、Pb、Zn等元素平均值都高于區(qū)域背景值，特別是Ag、As、Pb、Zn等元素相對(duì)富集系數(shù)明顯較高，表明該組地層對(duì)上述元素富集成礦最有利。

表4 哈米斯特組元素相對(duì)富集系數(shù)

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦化帶特征

礦區(qū)經(jīng)過(guò)近兩年普查評(píng)價(jià)，共圈出5處礦化蝕變帶，即SP1-SP6礦化蝕變帶，其中SP5規(guī)模最大；且與礦化關(guān)系密切，為礦區(qū)的主礦化蝕變帶。SP5礦化蝕變走向約90°，長(zhǎng)約450 m，最寬約40 m。

3.2 礦體特征

喀拉臺(tái)奇鉛銀礦礦體賦存于中二疊統(tǒng)哈米斯特組偏基性的火山巖-杏仁狀玄武巖、玄武巖、安山質(zhì)玄武巖、玄武質(zhì)安山巖、安山巖中。在規(guī)模較大6條蝕變帶中，圈出鉛銀礦體64條，其中盲礦體37條（圖6）。其中Pb8為礦區(qū)主礦體，地表總長(zhǎng)790 m，控制最大斜深282 m，厚度0.67～9.31 m，平均厚度3.73 m，厚度變化系數(shù)85%，礦體單工程鉛品位0.45%～3.71%，平均品位0.88%，品位變化系數(shù)86%，礦體傾向0°，傾角58°～71°，礦體伴生銀，銀平均品位27.47 g/t，含礦巖性為蝕變（橄欖）玄武巖、杏仁狀玄武巖、安山質(zhì)玄武巖，礦體頂板巖性為橄欖玄武巖、玄武巖、杏仁狀玄武巖，礦體底板巖性為安山巖、杏仁狀安山巖、粗粒玄武巖、杏仁狀玄武巖。礦區(qū)內(nèi)主要礦體經(jīng)鉆探工程淺部驗(yàn)證得知，在礦區(qū)東部礦體上部以銀礦體為主，下部以鉛為主，西部主要為鉛礦體出露，基本符合熱液礦床條件產(chǎn)出的地球化學(xué)特征。

圖6 鞏留縣喀拉臺(tái)奇鉛銀礦地質(zhì)圖

3.3 礦石特征

3.3.1 礦石結(jié)構(gòu)

礦區(qū)礦石結(jié)構(gòu)主要有半自形粒狀結(jié)構(gòu)、它形粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)三種。

⑴它形、半自形粒狀結(jié)構(gòu)：方鉛礦礦物以它形晶、半自形晶微細(xì)粒狀結(jié)構(gòu)為主，以塊狀、脈狀及星點(diǎn)狀分布于巖石中，粒度大小不等，以微細(xì)粒為主，粒徑一般0.01～0.25 mm，少量1 mm左右。方鉛礦礦物含量一般2%～5%。

⑵交代結(jié)構(gòu)：乳白色鉛礬（白鉛礦）交代方鉛礦，呈反應(yīng)邊狀、殘晶狀分布。

3.3.2 礦石構(gòu)造

礦區(qū)礦石構(gòu)造以浸染狀、港灣浸染狀、細(xì)脈狀為主，少量塊狀、星點(diǎn)狀構(gòu)造。

⑴浸染狀構(gòu)造：方鉛礦、黃鐵礦等金屬礦物呈稀疏浸染狀或稠密浸染狀分布于蝕變巖石中，部分碳酸鹽脈中金屬礦物也呈浸染狀產(chǎn)出。

⑵港灣浸染狀構(gòu)造：方鉛礦等金屬礦物沿碳酸鹽礦物團(tuán)塊外側(cè)呈港灣狀，同時(shí)又呈浸染狀產(chǎn)出。

⑶細(xì)脈狀構(gòu)造：方鉛礦等金屬礦物呈細(xì)脈、細(xì)網(wǎng)脈狀，又呈浸染狀產(chǎn)出，同時(shí)伴生碳酸鹽細(xì)脈。

⑷致密塊狀構(gòu)造：方鉛礦礦物呈粒狀集合體或團(tuán)塊狀、致密塊狀產(chǎn)出，鉛礦物含量大于80%。

3.4 圍巖蝕變

礦區(qū)蝕變帶、礦體均產(chǎn)于中二疊統(tǒng)哈米斯特組偏基性火山巖中，圍巖蝕變普遍，局部地段十分強(qiáng)烈。蝕變礦化主要為碳酸鹽化、綠泥石化、綠簾石化、弱硅化、弱絹云高嶺土化及方鉛礦化、孔雀石化、褐鐵礦化、赤鐵礦化、黃鐵礦化、黃銅礦化等。其中鉛銀礦化與后期碳酸鹽化強(qiáng)弱關(guān)系明顯。

3.5 成礦作用

根據(jù)礦區(qū)遙感解譯特征顯示在遙感解譯的環(huán)形構(gòu)造與線形構(gòu)造交切部位，鉛銀礦化才夠工業(yè)品位，即經(jīng)過(guò)多次火山作用有利于成礦（圖7）。同時(shí)該礦床的形成也被限定在北西向斷裂與近東西向斷裂相交的三角形地段內(nèi)，反映了成礦熱液在該區(qū)域受區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)收斂造成礦質(zhì)富集沉淀的形成礦床。強(qiáng)烈的鉛銀礦化往往發(fā)生在火山盆地邊部線形斷裂帶中。此外在火山穹窿邊部的環(huán)狀、放射狀斷裂交匯部位，破火山口和側(cè)火山口部位以及火山通道處和潛火山巖中有較為富集的鉛銀礦體呈脈狀產(chǎn)出。

圖7 礦區(qū)遙感解譯構(gòu)造圖

4 成因初探

據(jù)最新的地質(zhì)調(diào)查及區(qū)域地質(zhì)資料分析，推測(cè)礦區(qū)邊部存在隱伏較大規(guī)模的古火山機(jī)構(gòu)，礦化可能與此古火山機(jī)構(gòu)有關(guān)。從喀拉臺(tái)奇鉛銀礦區(qū)域地質(zhì)背景、成礦物質(zhì)來(lái)源、礦床地質(zhì)特征、礦體特征以及已有的地質(zhì)成果分析，初步認(rèn)為本礦床應(yīng)與中酸性火山噴發(fā)-侵入活動(dòng)有關(guān)，成因類型應(yīng)屬與古火山機(jī)構(gòu)有關(guān)的陸相火山巖型鉛銀礦床。

[1]古菊云,辛石川,葛晉熙.中國(guó)銀礦床[M].四川.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1990.

[2]張良臣,劉德權(quán),王有標(biāo),等.中國(guó)新疆優(yōu)勢(shì)金屬礦產(chǎn)成礦規(guī)律[M].北京：地質(zhì)出版社,2006.

[3]王靜純,陳民揚(yáng).火山作用與銀礦化[J].地質(zhì)論評(píng),1990.45(8)：167-173.