喀喇昆侖甜水?！馃埔粠сU鋅礦成礦規(guī)律及成礦模式淺析

孫臣林，明金發(fā)

（1.達(dá)州市達(dá)川區(qū)自然資源局，四川 達(dá)州 635000；2.新疆地礦局第十一地質(zhì)大隊(duì)，新疆 昌吉 831000）

喀喇昆侖是古亞洲構(gòu)造域和特提斯構(gòu)造域的結(jié)合部位，成礦條件優(yōu)越。近年來(lái)，已在甜水海-火燒云一帶的中生代地層中發(fā)現(xiàn)了火燒云、多寶山、甜水海等鉛鋅礦床20余處，顯示出了巨大的鉛鋅找礦前景。關(guān)于成礦地質(zhì)環(huán)境、礦床成因及成礦模型等存在一些爭(zhēng)議，如：宋玉財(cái)?shù)日J(rèn)為火燒云礦床屬于表生非硫化物礦床，是發(fā)生表生氧化的MVT鉛鋅礦床；仇銀江等提出火燒云礦床屬于碳酸鹽巖層控鉛鋅礦床(MVT)，董蓮慧等認(rèn)為火燒云鋅碳酸鹽礦床具有層控礦床特征，提出了原生噴流-沉積(SEDEX)鋅碳酸鹽礦床模式。本文通過(guò)重點(diǎn)對(duì)比分析研究區(qū)內(nèi)火燒云、甜水海、多寶山等典型鉛鋅礦礦床的地質(zhì)特征、成礦環(huán)境、控礦因素等，探討了其成礦規(guī)律及成礦模式。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于特提斯成礦域之喀拉昆侖-三江成礦省-喀喇昆侖-林濟(jì)塘(陸緣盆地)Fe-Pb-Zn-Gu-Au-Mo-石膏礦帶內(nèi)，甜水海地塊和喀喇昆侖地塊的交接部位。早侏羅紀(jì)地層經(jīng)歷了印支期的變形和淺變質(zhì)，不整合上覆于白堊世和侏羅世地層，白堊統(tǒng)鐵龍灘組角度不整合于侏羅統(tǒng)龍山組和克勒青河組之上。北部的喬爾天山-岔路口斷裂和南部的阿爾金斷裂控制了神仙灣裂陷盆地的基本結(jié)構(gòu)單元，也是鉛鋅礦的主要控礦因素。沿著喬爾天山-岔路口斷裂分布有新世至更新世堿性巖漿巖和早白堊世花崗巖，反映了這個(gè)斷裂在碰撞事件中具有多期活動(dòng)并伴生巖漿熱液活動(dòng)的特點(diǎn)。侵入巖主要為燕山期花崗閃長(zhǎng)巖-二長(zhǎng)花崗巖。

2 鉛鋅礦成礦系列劃分

通過(guò)對(duì)喀喇昆侖甜水海-火燒云一帶（圖1a）的鉛鋅典型礦床特征、控礦因素、礦床成因、成礦模式等研究，筆者認(rèn)為火山云鉛鋅礦為早-中侏羅世沉積碳酸巖型礦床（SEDEX型Pb-Zn礦床新型），多寶山鉛鋅礦為中侏羅世層控MVT型Pb-Zn礦，甜水海鉛鋅礦為碎屑巖型Pb-Zn硫化物礦床，寶塔山和天神鉛鋅礦為晚白堊世層控型硫化物礦床，落石溝鉛鋅礦為噴流沉積型硫化物礦床。以成礦時(shí)間和成礦作用為主線(xiàn),結(jié)合礦床產(chǎn)出的空間位置、礦石礦物組成及其特征等，將喀喇昆侖甜水海-火燒云鉛鋅礦成礦系列進(jìn)行了劃分。

3 典型礦床特征

3.1 火燒云鉛鋅礦

火燒云鉛鋅礦位于神仙灣裂陷盆地的南緣，喬戈里-空喀山口大斷裂從其南側(cè)通過(guò)。礦區(qū)出露地層主要為上三疊統(tǒng)克勒青河組和中侏羅統(tǒng)龍山組（圖1b）。賦礦地層為中侏羅統(tǒng)龍山組，含礦巖性主要為深灰色中-厚層微晶灰?guī)r、礫屑微晶灰?guī)r、鮞?；?guī)r。有上、下兩個(gè)鉛鋅礦化層,與地層產(chǎn)狀近于一致，整體10°～25°,傾角3°～7°。礦區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有8個(gè)鉛鋅礦體，主礦體一般長(zhǎng)880m～1440m，寬480m～880m，厚8.29m～14.21m，Pb品位0.25%～13.30%，Zn品位0.80%～30.26%。Pb與Zn估算資源量超1800×104t（已達(dá)超大型規(guī)模），是目前全國(guó)規(guī)模最大的鉛鋅礦床，也是全球罕見(jiàn)的巨型鉛鋅礦床。礦石礦物主要有白鉛礦、菱鋅礦，少量閃鋅礦、方鉛礦。礦石主要為粉晶結(jié)構(gòu)、細(xì)晶結(jié)構(gòu)、粒狀結(jié)構(gòu)、構(gòu)造角礫結(jié)構(gòu)，礦石具有條帶構(gòu)造、紋層構(gòu)造、膠狀皮殼狀構(gòu)造、鮞狀構(gòu)造、同心環(huán)狀構(gòu)造等同生沉積的標(biāo)志。

圖1 A-B-C為火燒云Pb-Zn 礦床聯(lián)合斷面圖

礦石標(biāo)本和光薄片鏡下觀察發(fā)現(xiàn)硫化物均為微細(xì)粒結(jié)晶產(chǎn)出,具有晶洞晶簇構(gòu)造、沉積紋層構(gòu)造、溶蝕孔穴構(gòu)造，反映了低溫快速沉積的特點(diǎn)。礦物組合：菱鋅礦+白鉛礦+閃鋅礦+方鉛礦+黃鐵礦+方解石+石膏，反映了熱水沉積成因鉛鋅礦床的特征。閃鋅礦Rb-Sr等時(shí)線(xiàn)年齡為(186±6)Ma，與地層年代相近。鉛鋅硫化物細(xì)脈為富鉛鋅硫化物熱液的運(yùn)移通道，成礦流體運(yùn)移至火燒云地區(qū)，發(fā)生噴流作用，與富集CO32-的海水相互作用并沉淀形成碳酸鹽型鉛鋅礦，具原生沉積層控特征，噴流沉積成因，為SEDEX型Pb-Zn礦床新型?；馃沏U鋅礦床的形成可以分為：碳酸鹽型Pb-Zn礦階段、碳酸鹽型Zn礦階段、Pb-Zn硫化物階段（以前兩者為主）。

3.2 多寶山鉛鋅礦

多寶山鉛鋅礦位于神仙灣裂陷盆地的中部北緣，喬爾天山斷裂南緣，淺海盆地碳酸鹽巖臺(tái)地相沉積環(huán)境，賦礦地層為上白堊統(tǒng)鐵隆灘組中,含礦巖性主要為角礫狀灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、含生物碎屑泥晶灰?guī)r。礦區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)有6個(gè)鉛鋅礦段，地表礦體8個(gè)，隱覆礦體11個(gè)。其中Ⅰ號(hào)礦段是礦區(qū)礦體數(shù)量最多、規(guī)模最大的礦段，礦體呈似層狀、脈狀、透鏡狀。Ⅰ-2號(hào)礦體為主礦體，分布在Ⅰ號(hào)礦段西南部，長(zhǎng)200m，平均厚24.11m，鉛平均品位5.89%，鋅平均品位2.97%。礦石的金屬礦物主要為方鉛礦、白鉛礦、閃鋅礦，少量黃鐵礦。礦石結(jié)構(gòu)主要為他形粒狀結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造主要有脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造，圍巖蝕變主要有碳酸鹽化、硅化、高嶺土化、黃鐵礦化。

礦體明顯受碳酸鹽巖和構(gòu)造破碎帶控制,多賦存于碳酸鹽巖巖溶角礫巖中，成因?yàn)楹笊?層控。大規(guī)模流體沿?cái)嗔褞?、可滲透帶、巖相巖性變異帶向上運(yùn)移，流體包裹體研究表明成礦具有盆地?zé)猁u水特征。與鄰區(qū)MVT型卡蘭古鉛鋅礦床、典型密西西比河谷型(MVT)鉛鋅礦床特征對(duì)比，筆者認(rèn)為多寶山鉛鋅礦屬密西西比河谷型(MVT)鉛鋅礦。董連慧等提出多寶山鉛-鋅礦的成礦年齡為186±6Ma，與火燒云的時(shí)代一致。多寶山鉛鋅礦與火燒云鉛鋅礦是同期海底噴流體在不同環(huán)境的成礦體現(xiàn)，為中-早侏羅世MVT型Pb-Zn礦床。

3.3 甜水海鉛鋅礦床

甜水海鉛鋅礦床位于神仙灣裂陷盆地的中部北緣，喬爾天山斷裂北緣。出露地層主要為中侏羅統(tǒng)龍山組，次為上白堊統(tǒng)鐵龍灘群，兩套地層為角度不整合接觸關(guān)系。賦礦地層為中侏羅統(tǒng)龍山組，含礦巖性主要為復(fù)成分礫巖、碳酸質(zhì)礫巖、碳酸質(zhì)角礫巖、千枚質(zhì)礫巖及砂巖夾層中，在絹云母千枚巖與復(fù)成分礫巖接觸部位構(gòu)造發(fā)育。圈定5條礦體，主礦體長(zhǎng)450m，視厚7.5m～47.5m，平均寬23m，Pb品位0.31%～27.3%，礦體平均品位5.1%。礦石結(jié)構(gòu)主要為中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造。

謝渝等認(rèn)為，甜水海鉛鋅礦是賦存于鐵龍灘組底部礫巖中及新老底層接觸部位的MVT型Pb-Zn礦床。筆者認(rèn)為，甜水海鉛鋅礦是賦存于龍山組的MVT型Pb-Zn礦床。

4 成礦作用

在甜水海、火燒云、多寶山鉛鋅礦剖析基礎(chǔ)上，結(jié)合其礦物組成、控礦因素、同位素示蹤、稀土元素配分特征等，均可分為兩期成礦作用：原生硫化物期、次生氧化物期，且氧化作用依次減弱。鉛鋅富集程度由北向南逐漸升高，成礦作用具增強(qiáng)特征。甜水海鉛鋅礦為殘坡積成礦特征，火燒云鉛鋅礦為層間溶蝕構(gòu)造帶控礦，多寶山鉛鋅礦為斷裂控制后生礦產(chǎn)。

5 成礦模式

對(duì)比典型礦床特征、成礦背景及控礦因素等并研究分析，建立了鉛鋅礦的成礦模式（圖2）。裂陷盆地在中三疊-早侏羅世由喬爾天山主斷裂控制的不對(duì)稱(chēng)裂解，表現(xiàn)為由北向南逐漸拉深的半地塹斷陷，同時(shí)也體現(xiàn)了盆地兩側(cè)成礦類(lèi)型的不對(duì)稱(chēng)型。由北向南，盆地裂陷深度及寬度依次增加，形成了不同類(lèi)型、不同規(guī)模的鉛鋅礦床。火燒云鉛鋅礦位于裂陷盆地南緣，緊鄰盆地南緣斷裂產(chǎn)出，為SEDEX型Pb-Zn礦新型；多寶山和甜水海鉛鋅礦位于裂陷盆地北緣的臺(tái)地相，MVT型Pb-Zn礦床。初步認(rèn)為裂陷盆地的南緣為尋找SEDEX型Pb-Zn礦床的有利環(huán)境，而盆地的北緣是尋找MVT型Pb-Zn礦床的有利環(huán)境。

圖2 成礦模式圖

6 控礦因素

6.1 盆地演化

神仙灣裂陷盆地自二疊紀(jì)至白堊紀(jì)開(kāi)合經(jīng)歷三期，各期均以構(gòu)造混雜巖、火山巖出現(xiàn)為標(biāo)志，與區(qū)域上的火山巖事件完全吻合，且同期均形成了同生礦產(chǎn)，具體表現(xiàn)為：第一期裂陷盆地于晚二疊世發(fā)育最成熟，已采集到大量年齡為251±29Ma、254±41Ma的火山巖、基性巖脈，此時(shí)海底噴流及熱循異常活躍，同時(shí)期產(chǎn)出SEDEX型鉛鋅礦床(如岔路口鉛鋅礦)。第二期裂陷盆地于早侏羅世發(fā)育最成熟，由于多條阿爾金次級(jí)斷裂橫向截切裂陷盆地，促進(jìn)了成礦熱液的上涌，在同期地層龍山組中兩組斷裂匯集部位產(chǎn)出火燒云超大型層控Pb-Zn礦床。第三期裂陷盆地于晚白堊世發(fā)育最成熟，寶塔山鉛鋅礦晚于白堊世鐵龍灘組中解體了大量的火山巖，同期產(chǎn)出SEDEX型Pb-Zn(天神、寶塔山鉛鋅礦)。此外裂陷盆地邊緣受熱鹵水循環(huán)，產(chǎn)生一些后生礦床，如MVT型鉛鋅礦(多寶山鉛鋅礦)。

6.2 盆地基底

盆地基底的含礦性間接地控制了該區(qū)的主要礦種。甜水海巖群是目前甜水海-北羌塘地層區(qū)甜水海地層分區(qū)出露的最古老地層（據(jù)陜西地調(diào)院1：25萬(wàn)《岔路口幅》資料），甜水海巖群Cu、Pb、Zn元素含量最高分別為217.81×10-6、172.30×10-6、522.68×10-6，變差分別為1.17、1.17、0.89，顯示了較好的富集條件（據(jù)1:5萬(wàn)《喬爾天山幅》資料）。

6.3 地層

區(qū)域上SEDEX型鉛鋅礦的賦礦層位主要有三層，即：上二疊統(tǒng)神仙灣組(岔路口鉛鋅礦)、中侏羅統(tǒng)龍山組(火燒云鉛鋅礦)、晚白堊統(tǒng)鐵龍灘組(天神、寶塔山鉛鋅礦)。而MVT型鉛鋅礦的賦礦層位主要和該區(qū)各時(shí)代的碳酸鹽巖及砂礫巖有關(guān)（多寶山鉛鋅礦）。

6.4 構(gòu)造

北部喬爾天山斷裂一帶的鉛鋅礦床明顯受斷層控制，具后生成礦特征，成礦流體為中低鹽度和中低溫度熱鹵水，為MVT型Pb-Zn礦床；南部火燒云一帶分布的鉛鋅礦床為噴流沉積型，受阿爾金斷裂作用明顯，原生硫化物受古潛水面變影響此生氧化作用強(qiáng)，鉛鋅礦物以白鉛礦、菱鋅礦為主，屬SEDEX型Pb-Zn礦床。

7 結(jié)論

（1）神仙灣裂陷盆地與鉛鋅成礦有關(guān)的開(kāi)合經(jīng)歷三期，第一期晚二疊世發(fā)育最成熟，產(chǎn)出SEDEX型鉛鋅礦床(如岔路口鉛鋅礦)；第二期早侏羅世發(fā)育最成熟，在龍山組中兩組斷裂匯集部位產(chǎn)出火燒云超大型層控Pb-Zn礦床；第三晚白堊世發(fā)育最成熟，產(chǎn)出SEDEX型Pb-Zn(天神、寶塔山鉛鋅礦)。

（2）火燒云鉛鋅礦位于神仙灣裂陷盆地南緣，受阿爾金斷裂作用明顯，賦礦地層為中侏羅世龍山組，SEDEX型Pb-Zn礦床；多寶山鉛鋅礦和甜水海鉛鋅礦位于神仙灣裂陷盆地北緣，淺海盆地碳酸鹽巖臺(tái)地相沉積環(huán)境，賦礦地層為上白堊統(tǒng)鐵隆灘組，MVT型Pb-Zn礦床。

（3）區(qū)域上SEDEX型鉛鋅礦的賦礦層位主要有三層，即上二疊統(tǒng)神仙灣組、中侏羅統(tǒng)龍山組、晚白堊統(tǒng)鐵龍灘組。而MVT型鉛鋅礦的賦礦層位主要和碳酸鹽巖及砂礫巖有關(guān)。

（4）神仙灣裂陷盆地的南緣為尋找SEDEX型Pb-Zn礦床的有利環(huán)境，而盆地的北緣是尋找MVT型鉛鋅礦床的有利環(huán)境。