新疆哈密清白山鉛鋅礦礦床成因及成礦模型探討

摘? ?要：在總結(jié)清白山鉛鋅礦礦床地質(zhì)特征、控礦因素的基礎(chǔ)上，通過與MVT型礦床典型特征對(duì)比，認(rèn)為其成因類型為MVT型。通過總結(jié)控礦因素，討論了成礦時(shí)代，初步建立成礦模型，認(rèn)為礦床成型分為含礦流體沉淀的主成礦期、構(gòu)造改造期、巖漿改造期3個(gè)階段。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)特征;MVT型鉛鋅礦床;成礦時(shí)代;成礦模型

清白山鉛鋅礦床位于新疆哈密市雅滿蘇鎮(zhèn)南約80 km，2014年通過1∶25萬化探發(fā)現(xiàn)。礦帶地表斷續(xù)出露約10 km，走向NWW，礦體嚴(yán)格受控于中元古界長(zhǎng)城系古硐井巖群白云石大理巖。該套地層為一套古老變質(zhì)巖系，原始層理已消失殆盡，因此對(duì)深部的控制較欠缺。本文將通過礦床地質(zhì)特征及控礦因素的總結(jié)歸納，對(duì)礦床成因進(jìn)行對(duì)比研究，探討成礦時(shí)代，建立初步的成礦模型。

1? 礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)所處的塔里木微板塊北緣北山古生代裂谷系北山中間地塊，是在早古生代陸塊基礎(chǔ)上，經(jīng)歷了晚古生代多期次拉張-閉合演化過程，以相對(duì)穩(wěn)定的剛性體殘存，其被晚古生代裂谷包圍，礦區(qū)北側(cè)的方山口斷裂為區(qū)域主干斷裂。區(qū)內(nèi)發(fā)育NE向剪切構(gòu)造、近EW向扭性斷裂。由于經(jīng)歷多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，地層中背向形褶皺十分發(fā)育，多數(shù)呈帶狀褶疊層產(chǎn)出，造成地層宏觀有序、微觀無序。出露地層為長(zhǎng)城系古硐井巖群和薊縣系愛爾基干巖群。侵入巖發(fā)育，主要為晚古生代中酸性侵入巖。

塔里木板塊北緣構(gòu)造演化主要為新元古代中、晚期大陸裂谷作用和古生代期間被動(dòng)大陸邊緣演化[1-3]。區(qū)域主體構(gòu)造事件可分解為五個(gè)旋回：塔里木期與阿爾金期礦床所在區(qū)域開始進(jìn)入強(qiáng)烈活動(dòng)期，使容礦地層受到伸展減薄與匯聚褶皺造山，形成了變形強(qiáng)烈的變質(zhì)巖系;從加里東期開始直至華力西期，區(qū)內(nèi)進(jìn)入了陸塊裂解與陸內(nèi)裂谷發(fā)展演化階段，形成了近EW向的緊閉褶皺系?？傮w看來，容礦地層在區(qū)域上的構(gòu)造形態(tài)是以反復(fù)的NS向拉張收縮而形成的斷塊、手風(fēng)琴式褶皺（圖1）[4]。

2? 礦床地質(zhì)特征

礦體嚴(yán)格受長(zhǎng)城系古硐井巖群中白云石大理巖控制，層位穩(wěn)定，由于古硐井巖群為一套古老變質(zhì)巖系，巖石經(jīng)歷多期變質(zhì)變形改造和再造，原始層理已消失殆盡，為一套層狀無序地層，巖石褶疊沒有真厚度，礦體與巖層同時(shí)褶疊形成了一套復(fù)雜的復(fù)背斜系統(tǒng)。相對(duì)剛性的地塊在長(zhǎng)期的NS向應(yīng)力作用及巖漿作用下形成了近EW向?qū)捑彽谋承? ?（1級(jí)），多期次拉張匯聚應(yīng)力作用于中淺部構(gòu)造層，形成了次一級(jí)褶皺系（2級(jí)），淺表部動(dòng)力變形使巖層及內(nèi)部韌性變形形成固流褶皺（3級(jí)）[4]。

礦體形態(tài)多為似層狀，小礦體部分為透鏡狀，產(chǎn)狀與巖層層理平行。礦體微觀形態(tài)為發(fā)育包絡(luò)面隨巖地層產(chǎn)狀變化的層間褶皺、緊閉褶皺形成的復(fù)式褶皺。礦石的造巖礦物主要為富鎂碳酸鹽巖，MgO/CaO比值約為1∶2。礦石結(jié)構(gòu)主要有他形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)-糜棱結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造有星散浸染狀構(gòu)造（主要出現(xiàn)在礦體邊部或低品位礦石中，閃鋅礦、方鉛礦與黃鐵礦/褐鐵礦集合體星散狀分布于白云石大理巖之中）、細(xì)脈狀構(gòu)造（主要出現(xiàn)在巖性邊界、張性裂隙及方解石脈兩側(cè)，部分出現(xiàn)在糜棱巖化帶中，張性空間成為礦物沉淀的有利部位）、條帶狀構(gòu)造（富礦石的主要構(gòu)造，層間重結(jié)晶碳酸鹽條帶提供了礦石礦物沉淀的物理化學(xué)條件，礦石礦物沿該層理呈條帶狀分布），局部發(fā)育碎裂巖化、糜棱巖化。

礦石礦物主要為黃鐵礦/褐鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦，次要礦物為磁黃鐵礦、磁鐵礦等，氧化帶中存在異極礦。閃鋅礦是礦區(qū)最主要的金屬硫化物，與方鉛礦密切共生，多為他形粒狀結(jié)構(gòu)，粒徑極小，多為0.05～0.25 mm，肉眼幾乎不可見，主要以細(xì)脈浸染狀（脈寬小于0.5 mm）、星點(diǎn)狀（粒徑多為0.05～0.2 mm）等形態(tài)賦存于礦石中（圖2）。閃鋅礦賦存特征主要分為2類：第一類是脈狀填充于脈石礦物之間的張性裂隙內(nèi)（圖2-A），證明礦石礦物就位與張性構(gòu)造環(huán)境有關(guān);第二類是星散狀產(chǎn)出于次生方解石脈兩側(cè) （圖2-C，D），證明成礦流體與形成方解石脈的熱液活動(dòng)密切相關(guān)。方鉛礦分布不均，含量相對(duì)閃鋅礦較低，多為他形粒狀，粒徑小于10 μm。與閃鋅礦密切共生，主要以蠕蟲狀、蛇紋狀細(xì)脈產(chǎn)出于閃鋅礦內(nèi)部（圖2-B），少量分布于閃鋅礦外側(cè)及閃鋅礦間。

蝕變以碳酸鹽化為主，主要分為3類：①脆-韌脆性斷裂中填充的方解石脈。該類方解石脈是主成礦期主要的熱液在斷裂中交代而形成的，金屬礦物在該脈體兩側(cè)沉淀;②沿層狀面理重結(jié)晶的方解石。熱液通過層狀面理運(yùn)移，使方解石重結(jié)晶，部分金屬礦物同時(shí)沉淀，為主成礦同期形成。后期構(gòu)造活動(dòng)發(fā)生固態(tài)流變等層間活動(dòng)同樣也會(huì)產(chǎn)生該類面理，但僅會(huì)發(fā)生礦石礦物的局部富集或破壞;③后期疊加張性裂隙中填充的方解石脈。成礦后的張性構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的切層裂隙，被方解石填充，粒徑很小，多為他形結(jié)構(gòu)。這類方解石脈一般與成礦無關(guān)，但仍可見礦石中有礦石礦物隨著方解石填充其中。一般含礦的方解石脈規(guī)模較小，寬度很窄，一般不超過2 mm，較大的裂隙和劈理中填充的方解石脈一般不含礦。

3? 礦床成因?qū)Ρ?/p>

將清白山鉛鋅礦床與MVT型鉛鋅礦床的典型特征進(jìn)行對(duì)比（表1）[5]，發(fā)現(xiàn)在容礦圍巖、地層層序、構(gòu)造背景、成礦建造、礦物組合、圍巖蝕變方面具較高的相似性，在礦體形態(tài)、礦石組構(gòu)、控礦因素、有機(jī)質(zhì)作用方面具一定的相似性。

4? 形成時(shí)代探討

從容礦地層來看，礦床形成于老地層中，相對(duì)層控的礦床應(yīng)是較早期地層還未受較強(qiáng)烈構(gòu)造演化時(shí)的產(chǎn)物;從礦石礦物特征來看，金屬礦物多在方解石脈兩側(cè)沉淀，證明方解石脈是成礦流體運(yùn)移的產(chǎn)物;從控礦構(gòu)造方面來看，礦物特征表明成礦流體是在張性環(huán)境下運(yùn)移和沉淀的，通過梳理區(qū)域構(gòu)造事件，阿爾金期和加里東期的變形機(jī)制是拉張裂解，但阿爾金期的構(gòu)造形跡主要為伸展固態(tài)流變構(gòu)造形態(tài)特征，斷裂不發(fā)育，無法形成流體運(yùn)移通道，早—中加里東期構(gòu)造形跡為NS向拉張裂解為伸展盆地，斷裂發(fā)育，能夠形成良好的成礦流體運(yùn)移通道;之后泥盆紀(jì)巖漿活動(dòng)開始，區(qū)內(nèi)巖體及巖枝兩側(cè)的礦體未見品位升高現(xiàn)象，相關(guān)性較小。因此，礦床形成時(shí)代大概在晚寒武—晚奧陶世之間。

5? 成礦模型

通過對(duì)控礦因素研究總結(jié)，結(jié)合典型MVT型礦床的成礦模式，初步建立了清白山鉛鋅礦床的成礦模型（圖3）。礦床的形成主要分3個(gè)階段：

第一階段（主成礦期）? 加里東期開始直至華力西期，區(qū)內(nèi)進(jìn)入了陸塊裂解與陸內(nèi)裂谷發(fā)展演化階段。早—中加里東期，塔里木板塊北緣由于地幔柱作用發(fā)生板底墊托，產(chǎn)生大規(guī)模近EW向的伸展-拉張作用，造成下部地殼高度拉薄，上部地殼拉張，形成地壘-地塹相間的古生代北山復(fù)合裂谷海槽。由于伸展環(huán)境下流體溫度和鹽度的增高，在形成的張性斷裂及裂隙中，熱鹵水活動(dòng)強(qiáng)烈，形成大規(guī)模碳酸鹽化，并使含礦流體在合適滲透率的白云巖中沉淀形成礦（化）體，離斷裂較近的區(qū)域礦化更強(qiáng)烈。

第二階段（構(gòu)造改造期）? 華力西期為北山裂谷裂解活動(dòng)最強(qiáng)烈的時(shí)期。從華力西早期至中期北山裂谷發(fā)生大規(guī)模手風(fēng)琴式的裂解-閉合-裂解-閉合;晚期北山裂谷發(fā)生強(qiáng)烈的NS向匯聚運(yùn)動(dòng)，并造成北山裂谷的閉合消亡、褶皺造山，結(jié)束了海相盆地發(fā)展演化歷史，形成總體為近EW走向的復(fù)雜褶皺系。在強(qiáng)大的區(qū)域構(gòu)造作用下對(duì)礦床形態(tài)有極大改變，較大的溫壓條件變化對(duì)含礦層產(chǎn)生了以固流褶皺、重結(jié)晶、糜棱巖化等作用為主的影響。

第三階段（巖漿改造期）? 華力西早—中期兩次在地殼中部發(fā)生大規(guī)模的巖漿活動(dòng)，中泥盆世和晚石炭世酸性巖漿巖在區(qū)內(nèi)侵入就位，就位方式為裂谷拉張環(huán)境下，沿構(gòu)造薄弱部位被動(dòng)就位。侵入體后期受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響發(fā)生一定的糜棱巖化或碎裂巖化。巖漿活動(dòng)所產(chǎn)生的熱事件及期后熱液作用對(duì)含礦層造成一定程度的改造。

表生作用期? 此后至晚古生代晚期，塔里木陸塊和準(zhǔn)噶爾板塊碰撞，古亞洲洋封閉，地殼繼續(xù)抬升，含礦層升到地表遭受剝蝕，表層淋濾作用形成氧化礦。

6? 小結(jié)

綜上所述，通過清白山鉛鋅礦床與MVT型鉛鋅礦床的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)二者具廣泛的相似性，都是以富鎂碳酸鹽巖為圍巖，受斷裂控制，與低溫?zé)猁u水活動(dòng)相關(guān)，碳酸鹽化廣泛發(fā)育，屬與巖漿熱液無直接關(guān)系的中低溫?zé)嵋汉笊鷮涌匦偷V床。礦床經(jīng)受后期改造期次多、因素復(fù)雜，但本質(zhì)仍為層控型礦床，在勘查工作中應(yīng)盡量考慮各因素，分析其影響范圍，逐步分解其原有構(gòu)造。地表出露產(chǎn)狀應(yīng)謹(jǐn)慎采用，多為緊閉褶皺的產(chǎn)物，地層產(chǎn)狀可能為其復(fù)式褶皺包絡(luò)面的產(chǎn)狀，希望進(jìn)一步按此思路探索深部礦體形態(tài)。

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