某鉛鋅礦地質(zhì)特征及成礦條件分析

段均波，張曉明

(新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第九地質(zhì)大隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830000)

0 引 言

近年來(lái)，礦區(qū)定位、礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)工作備受關(guān)注，立足新疆若羌喀臘達(dá)坂鉛鋅礦基本情況，深層次分析地質(zhì)特征、了解成礦因素，實(shí)現(xiàn)低成本、高效率的礦區(qū)勘測(cè)，為后續(xù)工作有序開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。基于此，該文針對(duì)該論題進(jìn)行分析，以便為相關(guān)人員提供理論支撐。

1 喀臘達(dá)坂鉛鋅礦介紹

新疆阿爾金山脈東段喀臘大灣地區(qū)是喀臘達(dá)坂鉛鋅礦形成的主源地，并有集礦區(qū)之稱(chēng)。當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)調(diào)查小組對(duì)區(qū)域查證分析，得知鉛鋅礦化規(guī)律，并了解礦化蝕變帶區(qū)域范圍。確切來(lái)說(shuō)，紅柳溝——拉配泉奧陶紀(jì)裂谷帶為喀拉達(dá)坂地區(qū)發(fā)展給與環(huán)境支持。由于地質(zhì)構(gòu)造環(huán)節(jié)受多種因素影響，再加上，回旋地質(zhì)作用于其中，這為巖石序列形成提供了有力條件。礦床途徑地帶基本無(wú)人居住，且水資源匱乏，這無(wú)疑會(huì)加大工作難度，并延長(zhǎng)礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)時(shí)間。以礦區(qū)常態(tài)開(kāi)發(fā)為切入點(diǎn)，相關(guān)學(xué)者和研究人員集中精力分析喀臘達(dá)坂鉛鋅礦地質(zhì)信息，總結(jié)成礦原因，這既能補(bǔ)充理論內(nèi)容，又能為深層次研究起到鋪墊作用，推動(dòng)喀臘達(dá)坂鉛鋅礦開(kāi)采活動(dòng)穩(wěn)步進(jìn)行。

2 喀臘達(dá)坂鉛鋅礦地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)方面

研究范圍內(nèi)，鉛鋅礦層位存在寒武——奧陶系拉配泉組，大量分布凝灰?guī)r、粉砂巖、變質(zhì)玄武巖等，其中，雙峰式火山巖夾正常沉積巖而成。礦區(qū)構(gòu)造活動(dòng)開(kāi)展時(shí)，基于喀臘達(dá)坂斷裂南側(cè)(阿爾金斷裂與阿爾金北緣斷裂中間地帶)出現(xiàn)褶皺構(gòu)造，其整體特征總結(jié)為：?jiǎn)涡睜?、北上傾斜。由于構(gòu)造擠壓力對(duì)其影響較大，再加上，巖漿外流活動(dòng)增多，所以形成了寬緩褶皺、直立尖棱狀褶皺。除此之外，蝕變現(xiàn)象嚴(yán)峻化，這為容礦構(gòu)造形成提供了必要條件，表現(xiàn)為地表銅、鉛、鋅礦化的非連續(xù)發(fā)育。

2.2 礦床方面

礦床特征匯總時(shí)，以Ⅰ號(hào)鉛鋅礦帶、Ⅱ號(hào)磁鐵鉛鋅礦帶、Ⅲ號(hào)銅鉛鋅礦帶(位置在礦區(qū)東部偏北，規(guī)模相對(duì)較大)為中心分析其分布情況和受控情況?；诶淙M第三段第二亞段淺變質(zhì)火山巖發(fā)育成三條礦帶，由上到下分別是磁鐵礦、銅鉛鋅礦，其周?chē)▏娏鞒练e型硫化礦物(重晶石、螢石、石膏等)。礦體圍巖是含鐵高硅質(zhì)巖石，整體方向?yàn)闁|偏北，傾向325°～348°，傾角38°～65°，在黃鉀鐵礬化、黃鐵礦化帶影響下，礦體數(shù)量為五個(gè)，均品位Pb+Zn2.8 %～5.5 %、Cu0.3 %～0.16 %。未氧化情形下，黃鐵礦化硅質(zhì)巖、黃鉀鐵礬化石英巖、含黃(磁)鐵礦綠泥石石英片巖等礦體圍巖常態(tài)存在，氧化后礦物分級(jí)存在，主要礦物包括褐鐵礦、黃鉀鐵礬、鉛礬等；次要礦物為銅藍(lán)、赤褐鐵礦、白鉛礦等。脈石礦物主要白云母、石英黑云母等。

2.3 礦石方面

礦區(qū)所在位置的水源不夠充足，再加上，金屬元素對(duì)所在環(huán)境適宜性提出較高要求，尤其在氧化條件下，更要分析金屬元素存在狀態(tài)，據(jù)此得知淋濾富集現(xiàn)象，并逐項(xiàng)紀(jì)錄。實(shí)際上，不同礦物體所在區(qū)域的環(huán)境特征各異，主要是因?yàn)榈V物質(zhì)自身非同表現(xiàn)，一旦出現(xiàn)礦物殘留，則各類(lèi)礦物在氧化環(huán)境中會(huì)差異化表現(xiàn)。從自然層面來(lái)看，硫化礦石內(nèi)含原生礦物，是深部礦體的主要組成部分，常見(jiàn)于混合礦。由于金屬礦物含量有多少之別，從閃鋅礦礦石、方鉛礦礦石兩個(gè)方面進(jìn)行分析，前者主成分是閃鋅礦，含量在2.5 %～28.5 %之間；后者主要成分是鉛礦，含量在1.5 %～28.7 %之間(見(jiàn)表1)。閃鋅礦礦石包含綠泥石英片巖、白云母石英微晶片巖，方鉛礦礦石主成分包含白云母石英微晶片巖、綠泥石英片巖，見(jiàn)表1。

表1 金屬礦物主成分及含量Tab.1 Principal Composition and Content of Metal Minerals

3 喀臘達(dá)坂鉛鋅礦成礦條件分析

新疆若羌喀臘達(dá)坂鉛鋅礦成礦活動(dòng)需要一段過(guò)程，從礦物質(zhì)來(lái)源、期次細(xì)分、成礦流程等方面進(jìn)行分析，這既能豐富喀臘達(dá)坂鉛鋅礦成礦經(jīng)驗(yàn)，又能為找礦勘測(cè)奠定基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)短時(shí)間、高效率的礦區(qū)定位，這對(duì)日后礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)與利用有積極影響，能夠全面提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3.1 成礦物質(zhì)由來(lái)

黃鐵礦δ34S為+17.48 ‰，內(nèi)部包括礦凝灰?guī)r、礦滑石片巖、方鉛重晶石脈中方鉛礦，其中δ34S分別為5.78 ‰、+2.49 ‰～+5.7 ‰、+9.46 ‰～+10.05 ‰。條帶狀和塊狀礦石方鉛礦δ34S為+6.5 ‰～+9.87 ‰，平均+7.93 ‰，見(jiàn)表2?？εD達(dá)坂鉛鋅礦床δ34S為平均+7.94 ‰。從數(shù)據(jù)分析中能夠看出，硫源特征變現(xiàn)為地殼來(lái)源或重熔巖漿巖來(lái)源，總結(jié)可知，成礦環(huán)境、成礦物理化學(xué)條件波動(dòng)幅度較小，換言之，成礦環(huán)境平穩(wěn)變化。

基于礦床原生含硫礦物層面細(xì)致分析，先得知組成要素，然后逐項(xiàng)總結(jié)同位素分餾情況，通過(guò)大小對(duì)比得出同位素測(cè)定結(jié)果，為成礦物質(zhì)來(lái)源分析提供思路?？εD達(dá)坂鉛鋅礦床主要為黃鐵礦，還包括部分方鉛礦、閃鋅礦，將礦物組合，能夠從中得知成礦熱液不同價(jià)態(tài)硫間同位素分餾作用強(qiáng)弱。具體來(lái)說(shuō)，結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況，具體得知成礦各環(huán)節(jié)硫同位素分餾情況，如果區(qū)域內(nèi)存在圍巖蝕變現(xiàn)象，則意味著成礦流體為弱酸性環(huán)境，同時(shí)，表現(xiàn)出不同成礦階段的硫同位素分餾較小。由此可見(jiàn)，相同礦床中硫同位素的分餾作用在不同硫化物之間存在。現(xiàn)今，多數(shù)學(xué)者加入到硫同位素分餾研究活動(dòng)，所得出的研究結(jié)論能為硫化物硫同位素分餾作用匯總提供理論指導(dǎo)?，F(xiàn)下，研究人員針對(duì)黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等常見(jiàn)硫化物的硫同位素分餾作用的研究較深入，在286°C條件下各硫化物之間的硫同位素分餾較小，據(jù)此得知，喀臘達(dá)坂鉛鋅礦床硫化物的硫同位素組成能夠與成礦流體的硫同位素組成相近。

表2 黃鐵礦、方鉛礦δ34S含量Tab.2 Content of δ34S in Pyrite and Galena

從上述硫同位素組成顯示可知，喀臘大灣及鄰區(qū)各礦床的硫源正向偏離隕石硫很大，說(shuō)明硫不是來(lái)源于深源硫，也不是來(lái)源于巖漿巖，然而海相沉積巖是硫的主要來(lái)源，確切來(lái)說(shuō)，與巖漿巖來(lái)源硫混合形成的結(jié)果。鉛同位素測(cè)定結(jié)果顯示：礦凝灰?guī)rδ34S為5.78 ‰、礦滑石片巖δ34S為+2.49 ‰～+5.7 ‰、方鉛重晶石脈中方鉛礦δ34S為+9.46 ‰～+10.05 ‰。利用先進(jìn)的投影設(shè)備進(jìn)行投影分析，觀察鉛同位素投影圖，投影全部落入。上地殼區(qū)，反映礦床的鉛主要來(lái)源于上地殼。由此得知，喀臘達(dá)坂鉛鋅礦床不僅與火山建造和化學(xué)沉積有關(guān)，而且受后期構(gòu)造影響較大，礦床類(lèi)型為火山噴流沉積改造型硫化物礦床，統(tǒng)稱(chēng)為火山巖型。

3.2 期次細(xì)分

薊縣系卓阿布拉克組第四巖性段中酸性火山巖是喀臘達(dá)坂鉛鋅礦床的主要發(fā)源地，由于礦體受地層層位控制，呈現(xiàn)海底火山-噴流成礦特征的同時(shí)，產(chǎn)出形狀多為層狀，礦床形成期次有三個(gè)，第一期次火山-沉積成礦期，由海相火山多次的噴發(fā)-沉積成礦作用，多個(gè)礦化階段后初步成礦，礦體與圍巖皆形成于連續(xù)的相近的地質(zhì)過(guò)程中。第二個(gè)期次是區(qū)域—?jiǎng)恿ψ冑|(zhì)變形期，火山噴發(fā)-沉積.成礦作用結(jié)束后，由于區(qū)域變質(zhì)作用、動(dòng)力變質(zhì)變形作用，固態(tài)礦石遭受強(qiáng)烈的剪切變形，形成一系列與剪切變形有關(guān)的礦石礦物組合和組構(gòu)。第三個(gè)期次是表生成礦期，前兩個(gè)期次(火山噴發(fā)-沉積成礦期和區(qū)域-動(dòng)力變質(zhì)變形期)結(jié)束后，礦床經(jīng)力抬升剝蝕暴露地表、表生氧化作用、氧化礦石及其有關(guān)的氧化礦物和次生硫化物形成這一程序，并生成新的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造。

3.3 同位素特征

圍繞硫同位素、鉛同位素進(jìn)行特征總結(jié)，這兩個(gè)同位素是成礦條件細(xì)分的必要內(nèi)容，具體分析如下。

3.3.1硫同位素

喀臘達(dá)坂西-大灣西鉛鋅礦區(qū)礦石土δ34S在+16.8 ‰～+19.78 %范圍內(nèi)分布，將其與自然界硫同位素對(duì)比，因?yàn)榕R近海域，其均值接近海相蒸發(fā)巖均值?；诖?，喀臘達(dá)坂西鉛鋅礦床具海相噴流沉積型礦硫同位素相似的分布特征。區(qū)內(nèi)δ34S黃鐵礦大于閃鋅礦δ34S，大體變化與富集情況相同，意味著成礦系統(tǒng)內(nèi)黃鐵礦與閃鋅礦失衡問(wèn)題得到規(guī)避，其后期改造作用不夠顯著。

3.3.2鉛同位素

阿北鉛銀礦床、喀臘達(dá)坂鉛鋅礦床、喀臘大灣銅礦床的變化范圍為18.3658～18.6358(主要指206Pb/204Pb)，此外，15.6347～15.6365的變化區(qū)間在207Ppb/204P4Pb；15.63865～15.6324變化區(qū)間在208Pp/204pb。3組同位素化率均≥1.42 %，并且均存在同源特征。總結(jié)來(lái)看，礦帶上的銅鉛鋅礦與火山建造存在緊密聯(lián)系，礦床類(lèi)型為與海相火山巖相關(guān)的塊狀硫化物礦床(VMS)。

3.4 成礦模式

礦床成礦活動(dòng)最初是火山活動(dòng)，由于火山噴發(fā)與巖漿外流，會(huì)形成高溫環(huán)境，進(jìn)而產(chǎn)生中酸性熔巖、火山碎屑巖，當(dāng)這類(lèi)巖石接觸礦物體，會(huì)在物理反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)作用下生成新的物質(zhì)，舉例來(lái)說(shuō)，中酸性熔巖、火山碎屑巖接觸成礦流體，即在火山噴氣道噴出，最后置入沉積洼地，形成海底噴流沉積鉛鋅礦體，受區(qū)域變質(zhì)因素影響，應(yīng)礦體外形變化、礦物質(zhì)組合，這為改造型硫化物礦體形成提供必要條件。當(dāng)成礦模式確定后，逐項(xiàng)分析地層要素、構(gòu)造要素，并總結(jié)巖漿活動(dòng)特征、圍巖蝕變特征，為找礦實(shí)踐做足充分準(zhǔn)備。地層要素分析期間，掌握地層建造條件，結(jié)合火山運(yùn)動(dòng)過(guò)程中成礦物質(zhì)類(lèi)型及沉積速度，為礦源層形成條件確定提供依據(jù)。同時(shí)，兼顧熱力變質(zhì)影響因素，得知礦源層軌跡移動(dòng)情況，讓勘探人員準(zhǔn)確找到富集的多金屬元素。現(xiàn)今，調(diào)查區(qū)域內(nèi)多金屬礦床、礦點(diǎn)確切存在，其中，成礦母巖在火山巖之中形成。對(duì)于構(gòu)造要素，區(qū)域內(nèi)存在沉積、巖漿運(yùn)動(dòng)、變質(zhì)等因素的多重作用，一定程度上影響礦產(chǎn)構(gòu)造，使得多種類(lèi)元素聚集，從而形成礦藏。隨著成礦元素動(dòng)態(tài)變化，成礦范圍相應(yīng)擴(kuò)大、礦產(chǎn)總量逐漸增多。對(duì)于巖漿活動(dòng)，因?yàn)榍秩霂r大范圍流動(dòng)，其流動(dòng)軌跡與礦產(chǎn)資源分布位置有一定聯(lián)系，受巖漿活動(dòng)影響，成礦物質(zhì)隨之出現(xiàn)。圍巖條件形成后，成礦物質(zhì)集聚得到有力條件支持，從溫度、壓力、富礦液等條件中可以看出。在這一過(guò)程中，聯(lián)用多種找礦模式，具體來(lái)說(shuō)，借助現(xiàn)代化信息技術(shù)總結(jié)地質(zhì)信息、地球物理信息、地球化學(xué)信息，根據(jù)信息顯示情況得知相關(guān)元素組合情況，推動(dòng)找礦活動(dòng)穩(wěn)步進(jìn)行。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，找礦實(shí)踐活動(dòng)大范圍開(kāi)展，為提高礦區(qū)勘測(cè)精確度，以及礦床開(kāi)發(fā)利用成功率，應(yīng)落實(shí)礦區(qū)特征、礦床特征、礦石特征匯總工作，并多方面、深層次分析成礦條件，推動(dòng)礦區(qū)工作規(guī)范化進(jìn)行。了解成礦物質(zhì)由來(lái)、得知成礦模式后，有依據(jù)、有計(jì)劃開(kāi)展找礦活動(dòng)，使礦區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)與開(kāi)發(fā)穩(wěn)步推進(jìn)，最終礦區(qū)綜合效益最大化。