新疆烏恰縣康西鉛鋅礦“砂巖漂白”特征及其指示意義

王樂民，葉雷，劉增仁

(1.新疆維吾爾自治區(qū)地質勘查基金項目管理中心，新疆 烏魯木齊　830001；2.有色金屬地質礦產調查中心新疆地質調查所，新疆 烏魯木齊　830001)

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新疆烏恰縣康西鉛鋅礦“砂巖漂白”特征及其指示意義

王樂民1，葉雷2，劉增仁2

(1.新疆維吾爾自治區(qū)地質勘查基金項目管理中心，新疆 烏魯木齊830001；2.有色金屬地質礦產調查中心新疆地質調查所，新疆 烏魯木齊830001)

新疆烏恰縣康西鉛鋅礦位于西南天山造山帶與西昆侖造山帶接合部，塔里木盆地西北側，是近年來在西南天山烏拉根鉛鋅成礦帶找礦取得較大進展的一個礦床。鉛鋅礦體賦存于下白堊統克孜勒蘇群(K1kz)砂礫巖之中，賦礦砂礫巖在區(qū)域上顏色一般為紅色、紫紅色，但含礦地段變化為灰白色、灰色，顯示出“砂巖漂白”特征?！吧皫r漂白”是油氣發(fā)生大規(guī)模逸散的標志之一。礦區(qū)巖礦石的有機碳、總硫、Fe2+/Fe3+、有機地球化學測試表明，油氣是氧化還原作用中的還原劑，油氣活動參與了康西鉛鋅礦床的成礦過程。結合區(qū)域地質演化認為，印度-亞洲板塊碰撞導致帕米爾前緣斷裂在本區(qū)內與南天山造山帶對接，區(qū)域活動斷裂造成了盆地內古油氣藏的破壞，油氣在運移過程中促進了鉛鋅元素活化、遷移、沉淀乃至成礦。

砂巖漂白；鉛鋅礦；礦床成因；西南天山

康西鉛鋅礦位于新疆烏恰縣康蘇鎮(zhèn)西，毗鄰烏拉根鉛鋅礦，是近年來發(fā)現的具有大型礦床找礦遠景的一個礦床。烏恰地區(qū)中新生界中產出多個鉛鋅、銅、鈾等金屬礦床(點)以及煤、油氣田，如烏拉根、康西、江格結爾、托帕等鉛鋅礦，薩熱克、花園等銅礦，巴什布拉克鈾礦以及康蘇煤礦、阿克莫木氣田(高珍權等，2002)。

前人對區(qū)域鉛鋅礦床地質特征、礦床成因(劉宏林等，2010)及找礦預測(白洪海等，2008)等方面進行了系統研究。部分研究者在烏拉根、康西礦區(qū)發(fā)現了大量與鉛鋅礦有關的油氣逸散現象并進行了初步研究，認為包括康西、烏拉根等在內的鉛鋅礦床在成因上與區(qū)域新生代大規(guī)模油氣藏破壞、油氣逸散有著密切的聯系(韓鳳彬等，2013)。

研究表明(劉池陽等，2005)，“砂巖漂白”是氧化鐵被還原所致，與烴類流體活動密切相關，是區(qū)域發(fā)生大規(guī)模油氣逸散的標志。紅層因其中含有大量三價鐵(Fe3+)而表現為紅色，當還原性流體進入紅層，Fe3+被還原成Fe2+并從紅層中遷出而使紅層顯示出“漂白”現象。

筆者結合最近野外調查和前人資料，著重研究康西鉛鋅礦床“砂巖漂白”特征，結合有機地球化學測試，探討“砂巖漂白”成因機制及其對康西鉛鋅礦床形成過程的指示意義。

1　礦床地質特征

康西鉛鋅礦位于烏拉根隆起北側。礦區(qū)出露地層主要為侏羅系和白堊系、古近系、新近系。礦區(qū)內侏羅系為一套含煤碎屑巖建造，與下伏地層呈角度不整合接觸，其各巖性段之間為整合接觸。根據巖性組合特征分為三統六組：下侏羅統莎里塔什組(J1s)、康蘇祖(J1k)礫巖和含煤地層；中侏羅統楊葉組(J2y)、塔爾尕組(J2t)，為一套雜色和

黑色地層；上侏羅統庫孜貢蘇組(J3k)，為一套紅色地層，巖性為棕紅色的厚層狀礫巖、粗砂巖和中薄層狀砂巖，夾少量灰綠色粗砂巖，含孢粉、介形類和輪藻化石。

礦區(qū)地表和鉆孔中未見巖漿巖出露。賦礦地層為下白堊統克孜勒蘇群，為一套礫巖、砂礫巖、泥質-碳酸鹽巖建造，自下而上分為5個巖性段(K1kz1—K1kz5)。礦(化)體主要賦存于克孜勒蘇群第五巖性段(K1kz5)上部(圖1)，巖石組合為砂巖、砂礫巖和礫巖。礦體的上部蓋層為古新統阿爾塔什組(E1a)泥灰?guī)r、泥巖和石膏。礦體成層狀、似層狀產出，產狀總體與地層產狀一致。

本礦床的礦石類型均為砂礫巖型礦石，金屬礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦及其氧化物，脈石礦物少見。金屬礦物分布于砂礫間，主要以填隙物和膠結物的形式出現。

與礦化相關的圍巖蝕變不發(fā)育，主要表現為弱方解石化、白云石化、天青石化和黃鐵礦化等。

賦礦地層在區(qū)域上顏色普遍為紅色、紫紅色(圖2a、圖2b)，但礦區(qū)賦礦巖層顏色一般為灰白色、灰色(圖2c、圖2d)，指示曾發(fā)生過大規(guī)模“砂巖漂白”作用。

2　“砂巖漂白”特征

2.1康西礦區(qū)“砂巖漂白”特征

烏恰康蘇一帶區(qū)域上下白堊統克孜勒蘇群顏色一般為紫紅色、紅色(圖2b)，但康西礦區(qū)賦礦巖層顏色均為灰白色、灰色(圖2d)，與區(qū)域上普遍為紫紅色、紅色截然不同。在康西鉛鋅礦區(qū)地表和鉆孔中，同時在紅色的泥巖、砂巖、砂礫巖中，可見到大量形狀大小不一的黃色、灰色或黑色斑點或條帶，這些斑點和條帶大部分沿裂隙展布，形成串珠狀斑點或大面積條帶(圖2c)。

1.全新統沖洪積礫石、砂、亞砂土；2.安居安組巖屑砂巖與泥巖互層；3.克孜洛依組泥巖、砂巖；4.巴什布拉克組底部石膏、泥巖夾砂巖；5.烏拉根組鈣質泥巖夾介殼灰?guī)r；6.卡拉塔爾組介殼灰?guī)r、灰?guī)r夾鈣質泥巖、石膏；7.齊姆根組膏質泥巖、鈣質泥巖；8.阿爾塔什組石膏、砂礫巖，頂部為灰?guī)r，底部為坍塌角礫巖；9.克孜勒蘇群第五段礫巖、砂礫巖、砂巖，夾泥巖；10.克孜勒蘇群第四段砂巖夾泥巖、砂礫巖；11.克孜勒蘇群第三段砂礫巖、含礫砂巖、砂巖；12.克孜勒蘇群第二段泥巖、砂巖；13.平移斷層；14.地質界線；15.傾伏背斜；16.鉛鋅礦體；17.鉛鋅礦化體圖1　康西鉛鋅礦區(qū)地質圖(據葉雷等，2014)Fig.1　Geological map of Kangxi lead-zinc deposit(After YE Lei et al. ,2014)

a.下白堊統克孜勒蘇群(K1kz)紅色砂礫巖及鉛鋅礦層(灰白色部分)遠景(鏡頭向東南)；b.下白堊統克孜勒蘇群(K1kz)紅色砂礫巖；c.康西鉛鋅礦含礦砂礫巖中的灰色、黃褐色油氣活動殘留；d.康西鉛鋅礦含礦砂礫巖-砂巖漂白現象圖2　康西鉛鋅礦區(qū)砂巖漂白現象照片Fig.2　Evidence of Bleaching of sandstone from the Kangxi lead-zinc deposit

2.2康西礦區(qū)外圍“砂巖漂白”特征

康西礦區(qū)外圍中新生界有眾多油氣露頭顯示(王清華等，2003)。區(qū)內油氣顯示主要集中于中新統帕卡布拉克(N1p)和下白堊統克孜勒蘇群(K1kz)內。其中，以中下侏羅統泥巖(烴源巖)-下白堊統克孜勒蘇群(K1kz)砂巖(儲集巖)-上白堊統吐依洛克組(K2t)-古新統阿爾塔什組(E1a)膏泥巖(蓋層)構成的油氣生-儲-蓋組合最為典型。眾多的油氣顯示說明了區(qū)域地質演化過程中曾有過大規(guī)模的油氣(烴類)生成、運移、成藏和破壞的活動，位于康西礦區(qū)東部的殘留楊葉古油藏和阿克莫木氣田的發(fā)現，進一步表明了區(qū)內曾有油氣聚集成藏的過程。

在康西礦區(qū)西部，江格結爾鉛鋅礦區(qū)鉛鋅(銅)礦體與油氣殘留物質和瀝青共生。巴什布拉克鈾礦區(qū)下白堊統含礦層顯示出大規(guī)模油磧現象，并產出大量固體瀝青，紅色砂巖大面積褪色，變?yōu)榛野咨蜌饣顒託埩粑锷皫r，鉆孔巖心和礦層底部厚層泥巖裂隙中存在液態(tài)石油(圖3a)。

在康西礦區(qū)東部，烏拉根礦區(qū)中的含礦砂巖中發(fā)育的斑點油跡，與巴什布拉克含礦砂巖中的斑點狀油跡十分類似(韓鳳彬等，2013)。托帕鉛鋅礦區(qū)白堊系的紅色砂巖被強烈的油氣還原為灰黑色。在瓊阿布拉克鉛鋅礦區(qū)，沿紅色砂巖裂隙發(fā)育大規(guī)模的黃色、灰色條帶和串珠狀褪色帶，裂隙中殘留有灰黑色油氣物質(圖3b)。

3　礦區(qū)巖礦石和漂白砂巖的有機地球化學分析

有機碳(TOC)、全硫(∑S)、Fe2+/Fe3+值是判別氧化還原環(huán)境的重要指標。筆者對康西鉛鋅礦區(qū)礦石和下白堊統克孜勒蘇群(K1kz)無礦化的砂巖、泥巖等進行了TOC-∑S-Fe3+/Fe2+組成測試分析，測試在中國石油勘探開發(fā)研究院石油地質實驗研究中心和國家地質實驗中心完成。有機碳(TOC)、全硫(∑S)、Fe2+和Fe3+的檢測標準分別是GB9834-1988、GB7730.5-1987、GB/T14506.14-1993和GB/T14506.5-1993(表1)。

a.巴什布拉克鈾礦區(qū)巖芯油磧現象；b.瓊阿布拉克鉛鋅礦區(qū)紅色砂巖中的灰色褪色帶圖3　康西鉛鋅礦區(qū)外圍“砂巖漂白”現象照片Fig.3　Evidence of Bleaching of sandstone from the peripheral of Kangxi lead-zinc deposit

樣品號取樣位置巖性TOC(%)∑S(%)FeO(%)Fe2O3(%)Fe2+/Fe3+W10-0252線探槽方鉛礦化砂礫巖1.745.041.440.892.09W10-47-1W10-50-4W10-54-2W10-53-3W10-48-2W10-49-3W10-52-2康西灰白色含礫砂巖<0.10.0120.110.430.33灰白色砂礫巖<0.10.0120.0810.130.80灰白色粗砂巖<0.10.0080.310.570.70灰綠色砂巖<0.10.0050.300.450.86紫紅色砂巖<0.10.0360.161.410.15紫紅色砂巖<0.10.0140.180.930.25紫紅色泥巖夾砂巖<0.11.530.210.370.73

由表1可知，康西鉛鋅礦礦化砂(礫)巖的有機碳含量為1.74%(1件樣品)，相對含量較高。無礦化、紅色、紫紅色砂(泥)巖樣品的有機碳含量普遍較低，均在0.1%以下。

巖石中有機碳(TOC)含量是其處于氧化、還原狀態(tài)的良好指示。從本次樣品分析結果來看，鉛鋅礦化越強，TOC含量越高，說明處于還原狀態(tài)。這說明，在氧化條件下形成的紅色、紫紅色的原生巖石到灰白色的含礦巖石，期間經歷了從氧化狀態(tài)到還原狀態(tài)的轉變。原始沉積時，賦礦巖層中有機碳含量相對較少，經過含油氣流體還原后鉛鋅富集成礦，TOC含量變高。

巖石中全硫(∑S)是硫酸鹽還原作用的產物，其含量高低反映巖層氧化還原性的高低。一般認為∑S為0.05%時就表征具還原性?？滴鞯V區(qū)樣品全硫平均含量為0.83%(8件樣品)。從表1得出，油氣顯示越明顯，鉛鋅礦化越強，∑S值越大，無礦化、紅色、紫紅色砂(泥)巖樣品的∑S值一般較小。這說明從原生巖石到鉛鋅富集成礦，還原性依次增強，暗示了從氧化狀態(tài)向還原狀態(tài)轉變過程中，發(fā)生了鉛鋅成礦作用，油氣則是氧化還原作用中的還原劑。

Fe2+/Fe3+值反映出地質體的化學環(huán)境，Fe2+/Fe3+值大于1時為還原環(huán)境；Fe2+/Fe3+值等于1時為中性環(huán)境；Fe2+/Fe3+值小于1時為氧化環(huán)境。本區(qū)未發(fā)生褪色蝕變的紫紅色砂巖Fe2+/Fe3+值均小于1，指示原始沉積環(huán)境為氧化環(huán)境；而礦化和油氣還原的灰白色、灰黑色砂巖樣品的Fe2+/Fe3+值相對變大，大于1或接近于1，說明Fe3+被還原成Fe2+并大量遷出，原生氧化狀態(tài)變成了中性或還原環(huán)境狀態(tài)。

4　討論

康西鉛鋅礦區(qū)烴源巖主要為中、下侏羅統湖相泥巖和頁巖，主要集中于楊葉組(J2y)和康蘇組(J1k)。最主要的儲層為下白堊統克孜勒蘇群(K1kz)粗碎屑巖。區(qū)內眾多油氣顯示說明了區(qū)域地質演化過程中曾有過大規(guī)模的油氣(烴類)生成、運移、成藏和破壞的活動。區(qū)域油氣儲層和鉛鋅等金屬礦床賦礦層位一致。

中新生代以來，西昆侖山和西南天山兩大逆沖推覆構造體系對沖構造運動活躍，致使康西一帶逆沖斷裂十分發(fā)育，形成了隆起(烏拉根隆起)-盆地沉積的構造格局，為賦存于下白堊統克孜勒蘇群(K1kz)或者下伏層位的油氣形成、運移和金屬元素的活化、遷移等提供了有利的構造條件。

研究證實(葉雷等，2014)，康西鉛鋅礦區(qū)出露地層與烏拉根鉛鋅礦、江格結爾鉛鋅礦、托帕鉛鋅礦等區(qū)內典型礦床的出露地層基本相同，賦礦層位均為下白堊統克孜勒蘇群(K1kz)，具有明顯的層控特征。這些鉛鋅礦床賦礦地層均為透水性良好的砂巖或含礫砂巖、礫巖，其頂板巖石均為相對不透水的灰?guī)r、白云質灰?guī)r、泥灰?guī)r、鈣質砂巖、泥鈣質砂巖或石膏層等。這種透水巖石與上部相對不透水巖石的組合控制了本區(qū)鉛鋅礦的發(fā)育與產出。

康西、烏拉根鉛鋅礦及其外圍大量油氣活動殘留跡象的發(fā)現，推測油氣活動廣泛參與了西南天山與西昆侖山之間狹長的前陸盆地中新生代地層中產出的鉛鋅銅鈾等金屬礦床的成礦過程。

考慮到印度-亞洲板塊碰撞遠程效應，帕米爾前緣斷裂在本區(qū)內已經與西南天山造山帶對接，區(qū)域活動斷裂發(fā)育，地震活動頻繁，推測本區(qū)內中新生代盆地內的金屬礦床整體受控于區(qū)域古油氣藏的演化。中新生代沉積巖有關的鉛鋅銅鈾等多金屬成礦與區(qū)域一系列壓縮性前陸盆地的形成和演化相關。鉛鋅礦主要賦存在K1kz5和E1a(如烏拉根鉛鋅礦)中，銅礦賦存于J3-K2(如薩熱克銅礦)和N1a(如花園銅礦)中，鈾礦(如巴什布拉克鈾礦)賦存于K1kz1-2中，石膏、鉀鹽、鈉鹽等礦產主要賦存于E1a中。與中新生代沉積巖有關的鉛鋅銅鈾等多金屬成礦系列與海進-海退、湖進-湖退關系密切?？滴縻U鋅礦區(qū)東部托云盆地早白堊世至古近紀期間發(fā)生的大規(guī)模火山活動亦為區(qū)域金屬成礦提供了構造-熱動力條件。帕米爾構造楔不斷向北逆沖，造成了盆地內古油氣藏的破壞，油氣在運移過程中促進了鉛鋅活化成礦，亦即區(qū)域中新生代大規(guī)模油氣還原成礦，康西鉛鋅礦床即是其中的一例。

5　結論

(1)康西鉛鋅礦區(qū)賦礦層位下白堊統克孜勒蘇群第五巖性段(K1kz5)砂巖、砂礫巖發(fā)生有明顯的漂白現象，其可能與區(qū)域油氣藏遭破壞、油氣逸散密切相關。油氣則是氧化還原作用中的還原劑。

(2)區(qū)域油氣還原作用是康西鉛鋅礦床的主要成因。

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The “Bleaching of Sandstone”Characteristicsand Its Implications of the Kangxi Lead-Zinc Deposit in Wuqia County, Xinjiang

WANG Lemin1，YE Lei2，LIU Zengren2

(1. Xinjiang Department of Land and Resources, Urumqi 830001, Xinjiang, China; 2.Xinjiang Geological Survey, China Non-ferrous Metals Resources Geological Survey, Urumqi 830001, Xinjiang, China)

Situated the binding site between Southwest Tianshan and West Kunlun orogenic belts,the Kangxi lead-zinc deposit is located in the northwest edge of TarimBasin,which isa prospecting deposit in the Wulagen lead-zinc metallogenic belt of Southwest Tianshan in recent years.The lead-zincore-bodies were occurred in the glutenite of Lower Cretaceous Kzlesu Formation (K1kz), the colors of ore-bearing rocks generally are red and purple on the region, but ore-containing area changes into hoary and gray color, showing the “bleaching of sandstone” characteristics. The bleached sandstone is one of the symbols of a massive oil and gas from escaping. Organic carbon, total sulfur, Fe2+/Fe3+organic geochemical tests show that the oil and gas serve as the reducing agents of oxidation reduction effect, and that the oil and gas activities were involved in the metallogenic process of Kangxilead-zinc deposit.In combination with regional geological evolution, it’s believed that India-Asia plate collision led to Pamir frontal fracture in this area and the Southwest Tianshan orogenic belt and docking, the regional active faults caused basin ancient reservoir, the oil and gas in the process of migration promoted the activation, migration, precipitation and mineralization of lead and zinc element.

bleaching of sandstone; Pb-Zn deposit; genesis of mineral deposit; Southwest Tianshan

2016-03-03；

2016-05-23

國家科技支撐計劃項目“西南天山優(yōu)勢礦產成礦規(guī)律與預測評價研究”(2015BAB05B04-01、2015BAB05B04-02)、國家自然科學基金項目(U1403292、41502085)聯合資助

王樂民(1971-)，男，甘肅永登人，本科，1997年畢業(yè)于東華理工大學地質礦產勘查專業(yè)，高級工程師。E-mail：WLM66888@163.com

P618.42；P618.43

A

1009-6248(2016)03-0091-08