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      新疆托帕銅鉛鋅礦床地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志

      2021-09-16 09:13:18趙路通馬忠美楊衛(wèi)立
      礦產(chǎn)勘查 2021年4期
      關(guān)鍵詞:砂礫鉛鋅礦巖性

      趙路通,馬忠美,楊衛(wèi)立

      (1.中色紫金地質(zhì)勘查(北京)有限責(zé)任公司,北京 100012;2.新疆鑫匯地質(zhì)礦業(yè)有限責(zé)任公司,烏魯木齊 830000;3.紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司礦產(chǎn)地質(zhì)勘查院,廈門(mén) 361000)

      0 引言

      新疆境內(nèi)的烏拉根成礦帶位于塔里木盆地西緣,是產(chǎn)于中—新生界的層控砂礫巖型鉛鋅銅成礦帶,目前已發(fā)現(xiàn)烏拉根超大型鉛鋅礦(祝新友等,2010;劉增仁等,2011;李志丹等,2013;陳興和薛春紀(jì),2016)、薩熱克大型銅礦(祝新友等,2011;李志丹等,2011;方維萱等,2018)、巴什布拉克鈾礦(韓鳳彬等,2012),以及花園(張宇寒等,2017)、江格結(jié)爾(賈潤(rùn)幸等,2018)、加斯、托帕和吉勒格(趙路通等,2020)等中小型銅鉛鋅礦床。托帕銅鉛鋅礦床位于烏拉根成礦帶東段,其地質(zhì)特征與烏拉根成礦帶內(nèi)其他鉛鋅礦床相比有相似性,但在賦礦層位、成礦特色(Cu、Pb為主)等方面又有明顯的差異性。目前,關(guān)于托帕銅鉛鋅礦床地質(zhì)特征的報(bào)道較少,尤其缺乏對(duì)其地球物理及地球化學(xué)特征的總結(jié),不利于進(jìn)一步開(kāi)展找礦勘查工作。本文在總結(jié)托帕銅鉛鋅礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上,結(jié)合其礦床地球物理和地球化學(xué)特征,對(duì)礦床成因進(jìn)行了探討,總結(jié)了找礦標(biāo)志,以期為區(qū)域上砂巖型銅鉛鋅礦床的勘查工作提供參考資料。

      1 礦區(qū)地質(zhì)特征

      托帕銅鉛鋅礦區(qū)在大地構(gòu)造位置上屬于南天山山前褶皺沖斷帶(圖1A),在地理上位于新疆阿圖什市西北約32 km處(圖1B),其范圍位于75°42′00″E~75°48′00″E、39°47′15″N~39°49′00″N,面積約28 km2。

      圖1 托帕銅鉛鋅礦床大地構(gòu)造位置和礦區(qū)地質(zhì)圖(A據(jù)Xue et al.,2014修編,B據(jù)劉增仁等,2016①修編)

      1.1 地層

      礦區(qū)出露地層主要為下二疊統(tǒng)比尤列提群(P1by)、下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群(K1kz)、始新統(tǒng)卡拉塔爾組(E2k)和烏拉根組(E2w)、漸新—中新統(tǒng)克孜洛依組(E3-N1)k、中新統(tǒng)安居安組(N1a)等6個(gè)主要單元。礦區(qū)整體為復(fù)式背斜,核部出露下二疊統(tǒng),翼部由內(nèi)向外依次對(duì)稱出露下白堊統(tǒng)、古新統(tǒng)、始新統(tǒng)和漸新—中新統(tǒng),背斜北翼受斷裂切割出露不全,各地層單元分布及巖性組合特征如下:

      下二疊統(tǒng)比尤列提群(P1by):主要分布于礦區(qū)東部,呈近東西向不規(guī)整帶狀分布,巖石出露較好,有一層分布較穩(wěn)定的底礫巖,厚度1.30~1.50 m。礦區(qū)主要出露該群上段(P1by2),巖性主要為褐紅/暗紫色(豬肝色)塊狀粉砂質(zhì)泥巖、泥巖夾少量中薄層狀灰-灰綠色生物碎屑灰?guī)r、砂質(zhì)灰?guī)r、砂巖,出露寬度由西向東逐漸增厚。

      下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群(K1kz):依據(jù)巖石組合特征劃分為3個(gè)巖性段。第1巖性段(K1kz1):該段底部局部見(jiàn)一層厚約1 m的灰色底礫巖,其上巖性為褐紅色塊狀泥巖夾灰綠色、灰白色中薄層砂巖,其中灰白色砂巖為礦區(qū)主要含Cu層位,此層位東、西兩側(cè)逐漸變窄,至東部轉(zhuǎn)折端處出露僅寬約10 m。第2巖性段(K1kz2):巖性主要為褐紅色-灰白色塊狀砂巖、巖屑砂巖夾少量褐紅色泥巖,局部夾有透鏡狀褐黃色砂礫巖。其頂部為一層透鏡狀褐紅色塊狀泥巖,礦區(qū)中、西部靠上部砂巖局部因后期蝕變而成褐黃、灰黃、灰黑色,此砂巖節(jié)理面充填大量的黃鐵礦,表面褐鐵礦化強(qiáng)烈,局部還可見(jiàn)黑色瀝青。第3巖性段(K1kz3):巖性主要為灰黃-褐黃-灰黑色塊狀砂礫巖、礫巖、含礫砂巖,頂部為一層透鏡狀泥巖。該段在走向上厚度變化較大,西部轉(zhuǎn)折端處較厚,向東逐漸變薄,至東部轉(zhuǎn)折端時(shí)呈褐紅色、淺褐紅色,礫石粒度變細(xì),礫石含量變少,且厚度小于1m,本巖性段為礦區(qū)Cu、Pb、Zn主要賦礦層位。

      始新統(tǒng)卡拉塔爾組(E2k):下部為透鏡狀坍塌角礫巖,上部為灰、灰白色灰?guī)r夾灰綠色泥巖,局部含生物碎屑及牡蠣化石。

      始新統(tǒng)烏拉根組(E2w):下部為灰綠、灰黃色含牡蠣鈣質(zhì)泥巖,上部為灰黃色含介殼鈣質(zhì)泥巖,頂部見(jiàn)有透鏡狀生物碎屑灰?guī)r、砂巖。

      漸新—中新統(tǒng)克孜洛依組(E3-N1)k:主要巖性為褐灰色砂巖、塊狀礫巖,褐灰、褐紅、灰綠色泥巖。依據(jù)巖性組合特征,細(xì)分上、下兩段:上段(E3-N1)k2:巖性為褐灰、褐紅、灰綠色泥巖夾砂巖,整體以泥巖居多。下段(E3-N1)k1:底部為灰色、淺褐紅色礫巖,礫巖在西部轉(zhuǎn)折端處穩(wěn)定,向東逐漸變薄直至消失,其上為褐灰色砂巖夾泥巖,整體以砂巖居多。

      中新統(tǒng)安居安組(N1a):在礦區(qū)西南部分別呈北西向帶狀分布,主要巖性為灰綠色塊狀砂巖、巖屑石英砂巖夾淺褐紅色泥巖、砂巖,整體以砂巖為主。

      1.2 構(gòu)造

      1.2.1 斷裂構(gòu)造

      礦區(qū)斷裂主要分布于中北部—北東部,主要為逆沖推覆斷裂,其次為平移斷裂(圖1)。

      (1)逆沖推覆斷裂:主要分布于礦區(qū)中北部—北東部,較大規(guī)模的有2條,走向近東西向,長(zhǎng)度分別大于2.1 km、3.3 km,斷面北傾,傾角70°~85°。斷裂構(gòu)造北側(cè)(上盤(pán))均為下二疊統(tǒng)比尤列提群(P1by)、南側(cè)(下盤(pán))為下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群(K1kz)。

      (2)平移斷裂:礦區(qū)西部、西南部發(fā)育數(shù)條北西、北東向平移斷裂,主要分布于下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群(K1kz)、古近系始新統(tǒng)烏拉根組(E2w)、卡拉塔爾組(E2k)及漸新—中新統(tǒng)克孜洛依組(E3-N1)k地層分布區(qū),斷裂延伸長(zhǎng)度不大,一般長(zhǎng)約0.3~0.8 km,對(duì)巖層及礦(化)體錯(cuò)斷特征較明顯。

      礦區(qū)南部孜洛依組下段(E3-N1)k1底部礫巖、砂泥巖及烏拉根組(E2w)局部地層倒轉(zhuǎn),且在卡拉塔爾組(E2k)生屑灰?guī)r及灰綠色鈣泥巖、泥灰?guī)r中見(jiàn)有斷層擦痕、鏡面,推測(cè)在卡拉塔爾組中存在一斷面南傾的正斷層,傾角70°~80°。

      1.2.2 褶皺構(gòu)造

      礦區(qū)整體為托帕-塔什普什背斜,長(zhǎng)約17 km,南北寬約3~4 km,其核部分布于礦區(qū)中北部—北東部,出露下二疊統(tǒng)比尤列提群(P1by),地層傾角60°~80°,地表顯示背斜軸起伏不平,兩翼由內(nèi)向外依次對(duì)稱出露下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群(K1kz);始新統(tǒng)卡拉塔爾組(E2k)、烏拉根組(E2w)和漸新—中新統(tǒng)克孜洛依組(N3-N1)k地層,形成不規(guī)則狀環(huán)帶分布。北翼地層總體傾向340°~20°,傾角35°~63°,推覆特征明顯,地層出露不全,南翼地層總體傾向160°~230°,傾角60°~80°。在翼部形成多個(gè)次級(jí)褶皺,具復(fù)式背斜特征。

      背斜北翼地層?xùn)|部轉(zhuǎn)折端北翼發(fā)育一近東西向向西傾伏的向斜,為一北陡南緩的倒轉(zhuǎn)緊閉向斜,向斜軸較為平直,核部為漸新—中新統(tǒng),翼部地層由內(nèi)向外依次對(duì)稱出露為:漸新—中新統(tǒng)、下白堊統(tǒng),該向斜北翼因逆斷層影響部分地層缺失,北翼地層傾角70°~80°,南翼地層傾角30°左右。

      礦區(qū)中部下二疊統(tǒng)比尤列提群(P1by)所夾K1kz1組地層為一北陡南緩的向斜,向斜軸起伏不平,南翼產(chǎn)狀350°~10°∠40°~76°,北翼產(chǎn)狀160°~190°∠40°~80°。

      2 礦床地質(zhì)特征

      2.1 礦體特征

      根據(jù)礦區(qū)鉛鋅、銅礦(化)體分布位置及地段,本文將其劃分為西礦帶、中礦帶、南礦帶等3個(gè)成礦分布區(qū)。

      2.1.1 西礦帶Pb、Cu礦(化)體特征

      (1)I-1號(hào)銅礦體:位于托帕-塔什普什背斜西轉(zhuǎn)折端始新統(tǒng)卡拉塔什組(E2k)下部的褐黃色灰?guī)r中,礦體圍繞背斜呈弧狀展布。根據(jù)單個(gè)見(jiàn)礦工程推斷礦體長(zhǎng)度220 m,控制延深小于48 m,推測(cè)延深24 m,真厚度1.50 m,單樣銅品位0.77%,伴生鉛品位0.20%,礦體傾向245°~323°,平均約289°,傾角34°,呈似層狀產(chǎn)出。

      (2)I-2含銅鉛礦體:分布于下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群第3巖性段(K1kz3)中部礫巖、砂礫巖層中,礦體圍繞背斜呈弧狀展布。根據(jù)單個(gè)見(jiàn)礦工程推斷礦體長(zhǎng)度90 m,延深小于190 m,推測(cè)延深95 m,礦體真厚度4.98 m。礦體單樣鉛品位0.57%~3.65%,平均鉛品位1.71%,伴生銅品位0.03%~0.46%,平均銅品位0.16%。礦體傾向251°~287°,平均約275°,傾角34°,呈透鏡體狀-似層狀產(chǎn)出。

      (3)I-3號(hào)銅礦體:分布于下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群第3巖性段(K1kz3)中部礫巖、砂礫巖層中,礦體圍繞背斜呈弧狀展布,位于I-2含銅鉛礦體東側(cè),形態(tài)與之基本一致。根據(jù)單個(gè)見(jiàn)礦工程推斷礦體長(zhǎng)度90 m,延深小于250 m,推測(cè)延深125 m,礦體真厚度1.30 m。單樣銅品位0.88%,伴生鉛品位0.13%,礦體傾向251°~287°,平均約275°,傾角34°,呈透鏡體狀-似層狀產(chǎn)出。

      (4)I-4號(hào)鉛礦體:分布于下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群第3巖性段(K1kz3)中部的礫巖、砂礫巖層中,礦體圍繞背斜呈弧狀展布,位于I-3銅礦體東側(cè),形態(tài)與之基本一致。根據(jù)單個(gè)見(jiàn)礦工程推斷礦體長(zhǎng)度90 m,延深小于256 m,推測(cè)延深128 m,礦體真厚度0.91 m。礦體鉛品位1.26%,伴生銅品位0.14%,礦體傾向251°~287°,平均約275°,傾角34°,呈透鏡體狀-似層狀產(chǎn)出。

      (5)I-5號(hào)含銅鉛礦體:分布于始新統(tǒng)卡拉塔什組(E2k)上部的角礫狀灰?guī)r(坍塌角礫巖)中。根據(jù)單個(gè)見(jiàn)礦工程推斷礦體長(zhǎng)度203 m,延深小于105 m,推測(cè)延深57.5 m,礦體真厚度1.12 m。礦體鉛品位0.79%,伴生銅品位0.21%。礦體傾向215°,傾角23°,呈似層狀產(chǎn)出。

      (6)I-6號(hào)銅礦體:分布于下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群第3巖性段(K1kz3)礫巖、砂礫巖層中,根據(jù)單個(gè)見(jiàn)礦工程推斷礦體長(zhǎng)度205 m,延深小于150 m,推測(cè)延深75 m,礦體真厚度2.21 m。礦體銅品位0.59%,礦體傾向212°,傾角57°,呈似層狀產(chǎn)出。

      2.1.2 中礦帶Cu礦(化)體特征

      (1)II-1銅礦體:分布于礦區(qū)中部下白堊系統(tǒng)克孜勒蘇群第1巖性段(K1kz1)底部灰白色中薄層砂巖層中,礦體長(zhǎng)508 m,控制礦體延深小于25 m,推測(cè)延深12.5~50 m,礦體真厚度0.96~3.89 m,平均真厚度1.90 m。礦體單樣銅品位0.47%~1.03%,平均銅品位0.64%,礦體傾向0°~5°,傾角42°~84°,呈似層狀產(chǎn)出。

      (2)II-2銅礦體:分布于礦區(qū)中部下白堊系統(tǒng)克孜勒蘇群第1巖性段(K1kz1)底部灰白色中薄層砂巖層中,單個(gè)見(jiàn)礦工程推斷礦體長(zhǎng)度100 m,延深小于50 m,礦化體真厚度0.31 m,銅品位0.70%。礦體傾向0°~5°,傾角42°~84°,呈似層狀產(chǎn)出。

      2.1.3 南礦帶Cu礦(化)體特征

      (1)III-1號(hào)銅礦體:分布于始新統(tǒng)卡拉塔什組(E2k)中部坍塌角礫巖中,地表延長(zhǎng)367 m,鉆孔控制最大延深大于305 m,礦體真厚度0.95~1.63 m,平均真厚度1.39 m。礦體單樣銅品位0.23%~0.86%,單工程銅品位0.53%~0.86%,平均銅品位0.59%,礦體傾向166°,傾角52°~76°,呈似層狀產(chǎn)出。

      (2)III-2號(hào)銅礦體:分布于下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群第3巖性段(K1kz3)灰褐-褐紅色塊狀砂礫巖層中,礦體走向近東西向,80°~85°,地表推測(cè)延伸長(zhǎng)度228 m,礦體真厚度1.96 m。礦體平均品位0.91%,礦體傾向175°,傾角52°,呈似層狀產(chǎn)出。

      (3)III-3號(hào)銅礦體:分布于始新統(tǒng)卡拉塔什組(E2k)中部的塊狀灰?guī)r層中,礦體地表走向近東西向,單工程推測(cè)礦體延伸長(zhǎng)度約224 m,鉆孔控制最大延深大于162 m(圖2),礦體真厚度0.76 m。礦體單樣銅品位1.61%(也是單工程和礦體平均品位),礦體傾向175°,傾角52°,呈似層狀產(chǎn)出。

      圖2 托帕銅鉛鋅礦區(qū)第104勘探線剖面圖(據(jù)劉增仁等(2016)①修編)

      (4)III-4號(hào)銅礦體:分布于III-1號(hào)銅礦體的西延帶上,產(chǎn)于始新統(tǒng)卡拉塔什組(E2k)中部的塊狀灰?guī)r層中。礦體地表北東-南西走向,單工程推測(cè)礦體延伸長(zhǎng)度約224 m,鉆孔控制最延深大于162 m,礦體真厚度1.15 m。礦體單樣鉛品位0.86%~1.35%,平均鉛品位1.01%。礦體產(chǎn)狀多變,傾向217°~273°,平均245°,傾角50°上下,呈透鏡體狀產(chǎn)出。

      2.2 礦石特征

      2.2.1 礦石礦物組合

      銅礦石主要金屬礦物為孔雀石(圖3A、B)、赤鐵礦和褐鐵礦,鉆孔中可見(jiàn)少量輝銅礦(圖3C)、黃銅礦和斑銅礦??兹甘诘V石中常見(jiàn)他形不規(guī)則粒狀集合體分布,砂礫巖中的孔雀石集合體多分布于礫石間隙之中,在碳酸鹽角礫巖中也多分布于角礫的間隙中,集合體大小0.05~1.0 mm,單體粒度可達(dá)1.0 mm,一般多集中于0.04~0.4 mm。鉆孔中可見(jiàn)輝銅礦與斑銅礦共生(相互嵌套),呈層紋狀、層紋條帶狀分布。

      鉛鋅礦石主要礦物成分為方鉛礦,其次為閃鋅礦、白鐵礦和黃鐵礦,偶見(jiàn)孔雀石及輝銅礦、黃銅礦。方鉛礦在碳酸鹽礦石中呈微粒-細(xì)粒結(jié)晶粒狀集合體,粒度一般0.02~0.4 mm,與閃鋅礦、黃鐵礦(圖3D、E)共生,偶可見(jiàn)與黃銅礦(圖3F)共生,呈浸染狀分布于砂、礫及碳酸鹽礦物間。砂礫巖型礦石中的方鉛礦與黃鐵礦呈深淺交替的層紋狀、層紋條帶狀產(chǎn)出。

      2.2.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

      礦石結(jié)構(gòu)主要以粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)和膠結(jié)結(jié)構(gòu)為主。粒狀結(jié)構(gòu)為砂礫巖、砂巖容礦的礦石最典型結(jié)構(gòu),表現(xiàn)為金屬礦物呈它形粒狀均勻分布于碎屑顆??紫吨?。交代結(jié)構(gòu)普遍發(fā)育,表現(xiàn)為較晚生成的礦物交代溶蝕結(jié)晶較早的礦物而形成的結(jié)構(gòu),又包括交代侵蝕結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)和假象結(jié)構(gòu)。膠結(jié)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為砂巖容礦礦石中方解石膠結(jié)碎屑顆粒,當(dāng)方解石膠結(jié)物被金屬硫化物全部交代時(shí),金屬礦物則呈膠結(jié)物狀態(tài)交代碎屑顆粒。此外,閃鋅礦和黃鐵礦還偶見(jiàn)同心環(huán)狀結(jié)構(gòu)、圓球狀集合體結(jié)構(gòu),黃鐵礦還發(fā)育莓球狀結(jié)構(gòu)。

      礦石構(gòu)造主要以浸染狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造為主。浸染狀構(gòu)造是砂礫巖、砂巖容礦的礦石最典型的構(gòu)造類型,主要表現(xiàn)為輝銅礦、閃鋅礦、方鉛礦的細(xì)晶顆粒呈星散狀均勻地分布于砂巖中,局部金屬硫化物含量大于30%時(shí)構(gòu)成稠密浸染狀構(gòu)造。金屬硫化物沿著砂巖中的平行層理進(jìn)行填充交代,形成條帶狀構(gòu)造,條帶狀構(gòu)造在礦區(qū)發(fā)育較少。角礫狀構(gòu)造和脈狀構(gòu)造是碳酸鹽巖容礦的礦石主要構(gòu)造類型,它們都是由含礦熱液沿著碳酸鹽巖的裂隙、破碎的角礫或白云巖己存開(kāi)放空間充填交代形成的。脈狀構(gòu)造表現(xiàn)為閃鋅礦、方鉛礦等金屬硫化物沿著白云巖裂隙填充,脈體形態(tài)不規(guī)則,與圍巖界限清晰。角礫狀構(gòu)造表現(xiàn)為破碎的白云巖角礫被金屬硫化物膠結(jié),膠結(jié)物主要為閃鋅礦,白鐵礦呈放射狀構(gòu)造不均勻地分布于閃鋅礦中,或呈環(huán)狀包圍白云巖角礫。

      2.3 圍巖蝕變

      礦區(qū)圍巖蝕變主要表現(xiàn)為巖石的褪色蝕變(圖3G),主要蝕變類型有碳酸鹽化、天青石化、黃鐵礦化(褐鐵礦化)、黃鉀鐵礬化、硅化、孔雀石化。

      圍巖蝕變多呈帶狀展布,與礦化體基本一致,自礦化體由內(nèi)向外依次為黃鐵礦化(褐鐵礦)→硅化→黃鐵礦化(褐鐵礦)→碳酸鹽化,其中碳酸鹽化范圍分布較廣,與含礦層原生沉積相關(guān),黃鐵礦化、硅化范圍則相對(duì)較小,與礦化基本一致。

      礦區(qū)賦礦砂巖、砂礫巖普遍黃鐵礦化(圖3H),局部見(jiàn)有草莓狀(圖3I)、腎狀黃鐵礦,黃鐵礦呈膠結(jié)物分布于巖屑或礦物顆粒之間,多為膠狀體,結(jié)晶程度差,總體上沿巖層具有定向排列的趨勢(shì)??兹甘酁榧?xì)脈狀、星點(diǎn)狀、浸染狀,分布與賦礦層位吻合。

      圖3 托帕銅鉛鋅礦區(qū)礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造和圍巖蝕變特征

      3 礦區(qū)地球化學(xué)特征

      3.1 溝系次生暈元素特征

      礦區(qū)1∶2.5萬(wàn)溝系次生暈測(cè)量顯示Pb、Ag、Ba、Sr、As、Sb等為區(qū)域性豐度值相對(duì)富集元素,其濃度克拉克值(KK)分別為1.86、1.83、1.42、1.34、4.85、3.84;Cu和Zn為區(qū)域性豐度值相對(duì)貧化元素,其濃度克拉克值(KK)分別為0.46和0.61。除Ag元素的變異系數(shù)值(Cv)為0.71,屬均勻分布型元素外,其他元素的變異系數(shù)值(Cv)均大于1,屬?gòu)?qiáng)分異型元素。Cu和Pb元素為該區(qū)主成礦元素,Ag和Zn為該區(qū)成礦伴生元素,Ba和Sr為該區(qū)沉積環(huán)境特征指示元素,As和Sb為該區(qū)熱液活動(dòng)特征指示元素。

      根據(jù)綜合異常元素組合關(guān)系說(shuō)明,異常元素組合主要分為兩類,一類為多金屬元素Cu-Ag-Pb-Zn-(Sb-As)組合,反映出與熱液成因作用關(guān)系密切,另一類為Cu-Ba-Sr-Ag元素組合,反映出與沉積成因作用關(guān)系密切。

      3.2 綜合異常特征

      根據(jù)異常元素組合特征及所處地質(zhì)背景,礦區(qū)綜合異常整體呈東西向帶狀分布,主要元素組合為Cu-Pb-Zn-Ag,西段以Pb、Zn異常為主,具異常范圍大、異常強(qiáng)度高特點(diǎn),至中部則以Cu、Ag異常為主,形成范圍大、異常強(qiáng)度高的綜合異常。實(shí)際勘查結(jié)果顯示異常所對(duì)應(yīng)礦化區(qū)在西段以Pb、Zn礦化為主,至異常帶中部以Cu礦化為主。

      4 礦區(qū)地球物理特征

      4.1 物性參數(shù)特征

      極化率測(cè)定結(jié)果顯示巖(礦)石視極化率在0.28%~0.87%間變化,K1kz1砂巖、P1by砂巖、K1kz3生物碎屑灰?guī)r和坍塌角礫巖極化率稍高,其余巖(礦)石極化率略低,極化率差異不明顯。巖(礦)石電阻率(ρs)在20.81~362.24 Ω·m 間變化,K1kz3砂巖和砂礫巖電阻率較高,其余巖(礦)石電阻率相對(duì)較低。整體上礦區(qū)內(nèi)巖(礦)石極化率不高且相差不明顯,多數(shù)表現(xiàn)為低極化率、低阻的特征。

      4.2 激電異常特征

      礦區(qū)范圍內(nèi)激電區(qū)域場(chǎng)總體變化不大,激電異常(ηs)值在1%~4%范圍內(nèi)變化,一般0.5%~1.5%之間,局部出現(xiàn)了與地層走向一致的相對(duì)高值異常帶(1.5%~4%),高值異常帶由西向東呈近東西向。激電特征反映礦區(qū)地層ηs背景值不高,屬低極化率巖層,且該區(qū)無(wú)碳質(zhì)等干擾層因素,因此高極化率異常區(qū)可認(rèn)為對(duì)應(yīng)地層中金屬硫化物的富集地段,同時(shí)高極化率異常帶與地層或斷裂構(gòu)造走向基本一致,顯示受其控制特征。

      礦區(qū)內(nèi)視電阻率大面積為低阻,僅K1kz2、(E3-N1)k、N1a出現(xiàn)斷續(xù)高阻巖層,分布在托帕-塔什普什背斜的兩翼,顯示了托帕-塔什普什背斜的輪廓特征。

      礦區(qū)視極化率背景值取1%,異常下限綜合確定為1.5%,但由于下二疊統(tǒng)比尤列提群(P1by)極化率普遍較高,P1by相關(guān)的視極化率異常下限定為2.0%。根據(jù)上述確定的激電異常下限值,礦區(qū)共圈定IP1、IP2-1、IP2-2等3個(gè)異常(見(jiàn)表1、圖1B),異常顯示視極化率異常強(qiáng)度不大、呈近東西展布、基本對(duì)應(yīng)于背斜的軸部及翼部地層的特征。

      表1 托帕礦區(qū)激電異常特征匯總表

      5 礦床成因及找礦標(biāo)志

      5.1 礦床成因

      托帕礦區(qū)鉛鋅礦體控礦巖石組合為下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群第三巖性段灰白色(K1kz3)砂礫巖和上覆的始新統(tǒng)卡拉塔爾組(E2k)底部的坍塌角礫灰?guī)r,整體具有層控特征,圍巖蝕變以砂巖褪色化和碳酸鹽化為主,礦體是褪色砂礫巖的一部分。礦石礦物組合以方鉛礦和孔雀石為主,閃鋅礦、黃鐵礦次之,可見(jiàn)白鐵礦、斑銅礦及黃銅礦,金屬礦物多呈現(xiàn)交代或開(kāi)放空間充填的礦化特征并表現(xiàn)出礦物間穿插、包裹現(xiàn)象,表現(xiàn)出后生低溫?zé)嵋撼傻V作用特點(diǎn),礦體成因是與盆地鹵水成礦作用有關(guān)(祝新友等,2010)。

      與區(qū)域?yàn)趵U鋅礦床相比,托帕銅鉛鋅礦床也存在一定的成礦差異性,主要表現(xiàn)在:(1)烏拉根鉛鋅礦床控礦巖石組合下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群第五巖性段(K1kz5)灰白色砂巖和上覆古新統(tǒng)(E1a)阿爾塔什組底部坍塌角礫灰?guī)r,而托帕礦區(qū)地表缺失K1kz4、K1kz5、E1a等地層,表現(xiàn)為K1kz3和E2k組合;(2)烏拉根鉛鋅礦床成礦以Zn為主(Zn-2.61%、Pb-0.45%),托帕礦區(qū)成礦以Pb為主,Zn僅達(dá)到礦化級(jí)別,同時(shí)托帕礦區(qū)還以發(fā)育Cu成礦,與江格結(jié)爾銅鉛鋅礦床成礦作用相似(賈潤(rùn)幸等,2018)。一般認(rèn)為賦存于沉積巖中的鉛鋅礦床成因與盆地內(nèi)的紅層巖系具有密切聯(lián)系,該類盆地底部通常存在一套或多套紅色沉積層,因此成礦物質(zhì)最直接或最有可能的來(lái)源就為這些陸源碎屑巖層(Brown,1997)。托帕礦區(qū)賦礦的下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群紫紅色砂巖層可能為礦床成礦提供了物質(zhì)來(lái)源,但由于礦區(qū)紅層較薄,不足以提供礦床所需的全部成礦物質(zhì),推斷礦區(qū)出露的高金屬元素背景值的前寒武紀(jì)變質(zhì)基底長(zhǎng)城系淺變質(zhì)巖提供了部分成礦物質(zhì)。烏拉根鉛鋅礦區(qū)容礦的克孜勒蘇群第五巖性段砂礫巖其源區(qū)主要與蘇魯鐵熱列克隆起和烏拉根隆起有關(guān),即源區(qū)與基底中元古界長(zhǎng)城系阿克蘇群(Chak)有關(guān)(何岸北,2017;高榮臻,2018),筆者注意到托帕礦區(qū)和江格結(jié)爾礦區(qū)除了發(fā)育基底中元古界長(zhǎng)城系阿克蘇群(Chak)建造,還發(fā)育晚古生界建造,因此推測(cè)成礦差異性可能與基底建造或物源區(qū)不同有關(guān)。

      5.2 找礦標(biāo)志

      (1)賦礦層位標(biāo)志:下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群灰黃-褐、黃-灰黑色塊狀礫巖、砂礫巖層及卡拉塔爾組(E2k)底部的坍塌角礫巖及中上部角礫狀灰?guī)r為礦區(qū)鉛(鋅)和銅礦化賦存層位,其中含礫砂巖為烏拉根式鉛鋅礦的賦礦層位,礦床具明顯的層控特征。

      (2)褪色蝕變標(biāo)志:礦區(qū)蝕變褪色明顯,出露寬度常達(dá)數(shù)十米,鉛(鋅)和銅礦(化)體產(chǎn)于褪色的砂礫巖石中。

      (3)角礫巖標(biāo)志:卡拉塔爾組(E2k)碳酸巖層下部的坍塌角礫巖發(fā)育程度與成礦呈正相關(guān)性。

      (4)圍巖蝕變標(biāo)志:圍巖蝕變主要為天青石化、黃鐵礦化、黃鉀鐵礬化等。

      (5)化探異常標(biāo)志:以Pb-Zn-Cd-Ag-W-Mo-Sr和Cu-Pb-Zn-Ag-As-Sb為元素組合的綜合異常濃集中心分別是尋找Pb、Zn以及Cu礦體賦存地段的有利地球化學(xué)特征。

      6 結(jié)論

      托帕銅鉛鋅礦床為與盆地鹵水成礦作用有關(guān)的砂巖型銅鉛鋅礦床,下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群及始新統(tǒng)卡拉塔爾組廣泛發(fā)育的褪色蝕變及含銅鉛鋅金屬礦物為礦區(qū)宏觀的找礦標(biāo)志,以Pb-Zn-Cd-Ag-WMo-Sr和Cu-Pb-Zn-Ag-As-Sb為元素組合的地球化學(xué)異常及地球物理中激電高極化率異常區(qū)是尋找礦化有利地段的微觀標(biāo)志。

      注 釋

      ①劉增仁,葉雷,任經(jīng)武,余子昌、吉蘊(yùn)生.2016.新疆烏恰縣托帕地區(qū)鉛鋅礦普查報(bào)告[R].新疆鑫匯地質(zhì)礦業(yè)有限責(zé)任公司,1-144.

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