新疆西昆侖晚霞山鉛鋅礦地質特征及找礦標志

周曉穎，屈李華，趙芳

(新疆吾爾自治區(qū)地質礦產勘查開發(fā)局地球物理化學探礦大隊，新疆 昌吉 831100)

特提斯成礦帶既是全球3大成礦帶之一，又是世界上MVT鉛鋅礦最富集的地域。其中，世界上排名前三的伊朗的Mehdiabad、中國的金頂和火燒云鉛鋅礦床均在此帶上；巨量的鉛鋅金屬富集，反映特提斯域具有得天獨厚形成MVT礦床的地質條件[1]。近年來，在青藏高原喀喇昆侖地區(qū)相繼發(fā)現(xiàn)甜水海、多寶山、赤谷、天柱山、晚霞山、火燒云等鉛鋅礦，火燒云鉛鋅礦床資源量已達1 600×104t。本區(qū)的勘查程度并不高，仍有大量勘查程度低的地區(qū)和找礦“空白區(qū)”，尋找鉛鋅礦床的潛力巨大。通過對晚霞山鉛鋅礦床地質特征的分析，總結了研究區(qū)的礦床成因，歸納了鉛鋅礦找礦標志，其研究成果對于區(qū)域鉛鋅礦的形成機理及進一步的礦產勘查具一定指導意義。

1 區(qū)域地質背景

礦區(qū)位于青藏高原北緣的喀喇昆侖地區(qū)，大地構造屬于羌塘-三江造山系甜水海微地塊之神仙灣晚古生代邊緣裂陷帶(圖1-a)，成礦帶屬于喀喇昆侖-三江成礦省林濟塘Fe-Cu-Pb-Zn-Au-Mo-石膏礦帶[2-5]。古生代時期西昆侖褶皺帶為大陸邊緣的海溝、弧盆系統(tǒng)。寒武—石炭系中有銅、鉛、鋅、金、銀、鐵等成礦元素富集，某些地層中含生物碎屑巖和含碳巖系及碳酸鹽巖系。中生代早期西昆侖進入以斷塊抬升運動為主的活動階段，西昆侖山體向NE推覆，天山山體向SW擠壓，形成疊瓦式構造，為地層的物質交換和成礦提供了有利的構造條件[6-7]。

區(qū)域上出露侏羅系、白堊系、古近系、新近系和第四系。目前發(fā)現(xiàn)的礦產主要賦存于陸棚海相碳酸鹽巖-碎屑巖建造中，分別為侏羅系龍山組巖溶礫巖、生物碎屑灰?guī)r、細晶灰?guī)r；白堊系鐵隆灘組砂礫巖組的松散含礫不等粒巖屑砂巖、灰質礫巖。區(qū)內斷裂構造發(fā)育，走向以NS向和NW向為主。主要的區(qū)域性大斷裂有中部喬爾天山-岔路口斷裂、北部大紅柳灘-郭札錯斷裂、南部龍木措-雙湖斷裂，斷裂規(guī)模大、切割深。斷裂之間發(fā)育平行斷裂和配套斷裂，使盆地基底和蓋層以大小不等的斷塊形式存在，是深源成礦物質的運移通道，為成礦物質的交換、聚集、儲集成礦提供條件，對礦床的形成起積極作用，區(qū)內侵入巖不發(fā)育，火山活動較弱(圖1-b)[8-9]。

2 礦區(qū)地質背景

2.1 地質

礦區(qū)出露侏羅系龍山組和白堊系鐵隆灘群，主要為一套淺海相碳酸鹽巖-碎屑巖建造。龍山組為主要的賦礦層位，可分為上下兩個巖性段，第一巖性段以灰白色-紫紅色復成分礫巖夾含礫鈣質巖屑砂巖、鈣質砂巖為主。砂巖段總體呈紫紅色，局部灰色-灰綠色，礫巖中礫石成分復雜，分選一般，砂巖結構和成分成熟度均較低，總體特征反映為炎熱、干燥環(huán)境下的陸相河流沉積；第二巖性段為灰?guī)r段，為一套淺海碳酸鹽巖建造。該段巖性以泥晶灰?guī)r、細晶灰?guī)r、砂屑灰?guī)r為主，局部可見礁灰?guī)r，應為淺海高能碳酸鹽臺地相沉積。頂部灰?guī)r段局部夾石膏層，具瀉湖相沉積特征。礦體受地層巖性控制明顯，礦體主要賦存于第二巖性段灰?guī)r下部，含礦層位穩(wěn)定，礦體呈層狀、似層狀產出。礦層較穩(wěn)定，在地表延伸較長，細晶灰?guī)r為主要的含礦巖層。礦區(qū)構造、巖漿巖不發(fā)育(圖2)。

圖1 晚霞山鉛鋅礦區(qū)域地質圖Fig.1 Regional geological map of the Wanxiashan lead-zinc deposit

2.2 礦區(qū)物探特征

礦床評價初期做過CSAMT剖面測量工作，資料顯示，電性參數(shù)測量鉛鋅礦石反映為中阻，圍巖反映中高阻。結合火燒云礦區(qū)物探剖面，該區(qū)CSAMT的中高阻異常反映龍山組灰?guī)r段，但CSAMT異常并未反映礦體的具體賦存位置。晚霞山礦區(qū)的礦體相比火燒云礦區(qū)礦體較小，且多為細脈-網(wǎng)脈狀，CSAMT異常對礦體反映差，從而推斷晚霞山工區(qū)CSAMT異常特征并不能反映深部礦體的賦存位置，而火燒云礦區(qū)重力異常明顯，礦體部位具明顯的剩余重力異常和布格重力異常，對礦體賦存位置具較好的指示作用。綜上所述，晚霞山礦區(qū)CSAMT中高阻異常雖然可以指示賦礦地層，但不能直接指示礦體的賦存位置，重力異常是礦區(qū)找礦的主要標志之一。

2.3 礦區(qū)化探特征

礦區(qū)評價初期進行過土壤測量工作，結果顯示：該區(qū)處于HS-83鉛鋅綜合異常中。

2.3.1 綜合異常特征

礦區(qū)位于鉛、鋅、銀元素為主的乙3類綜合異常中。異常內鉛元素顯示出較好的三級濃度分帶，各元素異常套合程度較好，其中鉛元素極大值為19 020×10-6，含量大于1 000×10-6的區(qū)域多達6個(表1)。異常主要分布于侏羅系龍山組和白堊系鐵隆灘群的接觸帶靠龍山組一側，局部被第四系覆蓋。大比例化探結果反映各元素呈EW向條帶分布，該異常形態(tài)與地層走向一致。鉛元素在礦區(qū)西部富集程度較強，具一定規(guī)律性，推斷此富集趨勢受控于地層因素。

圖2 晚霞山鉛鋅礦礦區(qū)地質圖Fig.2 Geological map of the Wanxiashan lead-zinc deposit

2.3.2 元素組合特征

R型聚類分析圖反映元素分為兩組，Sn和W元素相關系數(shù)最大，為0.909，元素耦合度高，As和Au元素相關系數(shù)為0.792 1，元素耦合度較高，其余元素相關系數(shù)均低于0.5水平，表現(xiàn)為不相關(圖3)。

通過對礦區(qū)元素分布特征及相關性研究，元素共生組合規(guī)律總結如下：①Cu，Ag，Pb，Mo，Bi元素為一套中溫、中-高溫親銅元素組合，反映了地質作用的多期性和復雜性，即與地層改造有關，又與后期成礦熱液侵入有關；②W和Sn元素組合為一套中-高溫元素組合，在區(qū)內多沿地層接觸帶兩側分布，與地層走向一致，局部呈峰值；③As和Au元素為礦區(qū)南部主成礦元素之一，在區(qū)內集中分布，呈帶狀分布。

3 礦床特征

3.1 礦體特征

礦區(qū)礦體呈EW向展布，賦存于侏羅系龍山組中，礦體受EW向地層和構造裂隙帶雙重控制。層間裂隙及灰?guī)r與底礫巖接觸部位既是鉛鋅元素富集成礦最理想的場所，也是本區(qū)尋找鉛鋅富礦體的重要標志之一。礦體呈似層狀、層狀產出。據(jù)礦體產出空間位置及工程揭露控制情況，在礦區(qū)西部礦段共圈定出18條礦體，區(qū)內具代表性的礦體特征為：礦體L1是礦區(qū)主礦體，分布在59-63勘探線之間，礦體賦存在中侏羅系龍山組第二巖性段的細晶灰?guī)r段，頂板為粉砂巖、泥質粉砂巖，底板礫巖，礦體長440 m，寬為7.36～13.85 m，平均7.84 m，厚度從東至西逐漸減小，走向約172°，傾向42°，總體形態(tài)呈近水平規(guī)則層狀，礦體無分叉交叉現(xiàn)象(圖2)。

圖3 晚霞山鉛鋅礦“R”型聚類分析Fig.3“R”cluster analysis of the Wanxiashan lead-zinc deposit

表1 晚霞山一帶1∶1萬地球化學鉛元素參數(shù)統(tǒng)計Table 1 Parametric statistical table of Pb in Wanxiashan area

圖4 礦石顯微結構Fig.4 The microscale textures of ore mineral

3.2 礦石特征

礦石礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、黃銅礦、銅藍等。脈石礦物主要為白云石、石英、綠簾石、方解石等。

方鉛礦鉛灰色，它形不規(guī)則粒狀，局部半自形粒狀，粒徑主要為0.05～0.5 mm，少數(shù)自形程度較高的方鉛礦粒徑可達0.8 mm。在礦石中分布不均勻，含量為0.5%～6%，局部達10%。主要呈浸染狀、條帶狀分布在方解石-石英條帶中，或沿巖石裂隙呈帶狀分布，或沿閃鋅礦晶粒裂隙交代分布，少數(shù)呈微脈狀分布于閃鋅礦晶粒內(圖4)。局部見少量方鉛礦伴隨黃銅礦分布。

閃鋅礦淺棕褐色，透明-半透明，它形粒狀集合體。由于閃鋅礦中含一定量的鐵，使反射色呈深灰色。礦物粒徑多為0.02～1.6 mm。含量分布具不均勻性，為1%～5%。閃鋅礦主要呈浸染狀、不規(guī)則脈狀、條帶狀，順層分布于方解石-石英條帶中(圖4)。

黃鐵礦淺銅黃色，主要呈自形立方體狀，粒徑一般為0.01～0.5 mm，少量達1 mm。主要呈浸染狀、條帶狀分布于方解石-石英條帶中，部分分布在原巖為粗粉砂的條帶中，少量在綠泥石為主的原泥質條帶中，亦有少量分布于鉛鋅礦脈條帶中(圖4)。

白云石白色-淺白色，主要呈粒狀。粒徑多為0.05～0.5 mm，少數(shù)達0.8 mm，風化后呈褐色，玻璃光澤。

方解石有兩種產出形態(tài)。①粒狀方解石，自形-它形粒狀、楔狀、不規(guī)則狀，粒徑為0.05～2 mm，呈條帶狀、脈狀、團塊狀、填隙狀分布，局部浸染于綠簾石團塊、石英、金屬礦物間。②脈狀方解石，脈寬0.2～4 mm，脈內方解石粒度為0.1 mm×0.5 mm～0.5 mm×2 mm，呈板狀、脈狀順層或斜切層分布(圖 4)。

3.3 礦石組構

礦石結構主要為半自形-它形粒狀結構。方鉛礦呈半自形、它形晶粒狀，常與閃鋅礦相間分布在脈石礦物之間，或與黃銅礦以直線方式連生在一起。閃鋅礦呈它形不規(guī)則粒狀，其中包含細粒的黃銅礦。礦石構造主要以浸染狀構造、星點浸染狀為主，局部見塊狀構造。

3.4 圍巖蝕變特征

礦區(qū)圍巖蝕變主要為硅化、孔雀石化、碳酸鹽化、白云巖化、褐鐵礦化等?；疑[巖夾層中及兩側見孔雀石化、褐鐵礦化；角礫巖、復成分礫巖中見褐鐵礦化、方鉛礦化蝕變。

4 礦床成因及找礦標志

4.1 礦床成因

綜上所述，該礦床明顯受地層和巖性控制。礦體賦存于侏羅系龍山組灰白色細晶灰?guī)r中，頂板為粉砂巖、泥質粉砂巖，底板礫巖，礦體層位穩(wěn)定，呈似層狀、層狀，具層控特征。礦石成分中原生礦物以鉛灰色方鉛礦為主，淺粽色閃鋅礦次之，方鉛礦與方解石共生，并表現(xiàn)出礦物間穿插、包裹現(xiàn)象。其中黃鐵礦、方解石等礦物組合特征反映是中低溫條件下的產物。晚霞山礦區(qū)內缺少巖漿活動，礦床具簡單的鉛鋅金屬組合，碳酸鹽巖容礦，原生硫化物賦存在灰?guī)r中，呈交代或開放空間充填的礦化特征。初步認為深部的含礦熱液、鹵水沿斷裂不斷向上運移并持續(xù)地對地層中成礦元素進行萃取，上升至表層并與地表水混合，隨著成礦物理化學條件的變化在巖石孔隙、裂隙等構造地段富集成礦，形成礦體與圍巖界線基本清楚的現(xiàn)象。將晚霞山鉛鋅礦床與密西西比河谷型鉛鋅礦礦床進行對比，礦床具簡單的鉛鋅金屬組合，碳酸鹽巖容礦，原生硫化物賦存在灰?guī)r中，呈交代或開放空間充填的礦化等特征，這些均與MVT礦床礦化特征一致，原生礦床應為MVT礦床。推斷晚霞山鉛鋅礦具MVT型鉛鋅礦礦床特征[11-13]，屬于碳酸鹽巖-層控型熱液礦床。

4.2 找礦標志

4.2.1 層位標志

礦區(qū)內鉛鋅礦體賦存于中侏羅統(tǒng)龍山組灰?guī)r段下部。區(qū)域上火燒云鉛鋅礦、甜水海鉛鋅礦等礦床亦產于此層位，推斷中侏羅統(tǒng)龍山組灰?guī)r段可作為找礦的地層層位標志。同時，區(qū)域上龍山組灰?guī)r段下部的紅褐色砂礫巖段在地表具明顯的標志性色調和地貌特征，易于識別追蹤。

4.2.2 圍巖蝕變標志

礦床圍巖蝕變總體較弱且類型簡單，主要為褐鐵礦化、黃鐵礦化、硅化、方解石化、孔雀石化、絹云母化等。其中，孔雀石化、黃鐵礦化較強且與礦化富集關系密切。區(qū)內賦礦地層發(fā)育細脈狀、網(wǎng)脈狀孔雀石化，鉛鋅礦化的交代現(xiàn)象，反映熱液交代特征。由此可見，礦區(qū)內的孔雀石化應是深部含礦熱液持續(xù)交代產物，是本區(qū)找礦的主要標志。

4.2.3 化探異常標志

礦區(qū)異常帶元素為鉛、鋅、金，呈橢圓狀、線性延伸。其中，直接反映礦化信息的元素為鉛、鋅，化探異常與礦體套合較好，是本區(qū)鉛鋅礦找礦的有利地段。

4.2.4 物探異常標志

礦區(qū)CSAMT電阻率表現(xiàn)為中阻特征，但此異常不能直接用于找礦，應結合重力異常作為本區(qū)物探找礦標志。

5 結論

通過對晚霞山礦區(qū)域成礦地質背景、礦區(qū)及礦床地質特征的分析，總結了該礦床的礦床成因，歸納了地層、巖性組合、圍巖蝕變、地球化學異常及地球物理異常等找礦標志，對該區(qū)進一步找礦工作提供了一定的指導意義。