西南天山喀什凹陷烏拉根鉛鋅礦床地質特征及找礦標志

莫新華 張新泰

(①紫金礦業集團股份有限公司西北礦產地質勘查院烏魯木齊839026②新疆阿舍勒銅業股份有限公司哈巴河836700)

西南天山喀什凹陷烏拉根鉛鋅礦床地質特征及找礦標志

莫新華①張新泰②

(①紫金礦業集團股份有限公司西北礦產地質勘查院烏魯木齊839026②新疆阿舍勒銅業股份有限公司哈巴河836700)

烏拉根鉛鋅礦位于塔里木成礦區(Ⅳ)邁丹他烏鉛、鋅、銻、金、銅、稀土成礦帶(Ⅳ2)的西段。鉛鋅礦賦存于古近系古新統烏拉根組砂礫巖中，層控特征明顯，并受控于烏拉根向斜。鉛鋅礦體規模巨大、礦層穩定、礦化均勻、品位低，含礦巖石主要為砂礫巖，有用元素僅為Pb、Zn，礦石礦物簡單。結合Pb、S同位素、稀土元素及包裹體均一溫度結果，認為礦床屬海底噴流沉積－熱液改造型鉛鋅礦。

鉛鋅礦地質特征找礦標志烏拉根

烏拉根鉛鋅礦位于烏恰縣西南約20 km處。自1996年發現至2006年，僅進行了普查評價。2007年紫金礦業集團股份有限公司介入礦床勘查后加大了勘查力度，至2013年完成了礦床勘探工作，估算鋅、鉛金屬資源/儲量超過500萬t，礦床達大型規模。

1 區域地質概況

該區位于塔里木地臺、塔里木臺坳、西南坳陷的喀什凹陷內［1］，隸屬塔里木成礦區(Ⅳ)邁丹他烏鉛、鋅、銻、金、銅、稀土成礦帶(Ⅳ2)的西段。

區域內元古界長城系形成基底零星出露；古生界泥盆系、中生界侏羅系、白堊系及新生界形成蓋層大面積出露形成烏拉根次級盆地，而新生界古新統烏拉根組的砂礫巖建造是區內鉛鋅礦層主要賦礦層位。

區域內中生界、新生界地層受擠壓形成向斜構造即烏拉根向斜。該向斜整體呈北西向，長＞40 km，最寬近20 km，具中部寬緩，東西端緊閉特征。斷裂構造發育，其中近東西向斷層主要分布于向斜核部及靠近核部的北翼，為走向斷層；北東（東）向斷層分布于向斜南翼，為順層斷層；北西（西）向斷層主要位于烏拉根向斜南北部，規模較大，為斜向斷層，對向斜及早期形成的斷層均有改造或破壞；近南北向斷裂規模小，為平移斷層，屬區內最晚期形成的斷裂。

區域內無侵入巖出露。

2 礦區地質

2.1地層

礦區位于烏拉根次級盆地東段，出露的地層主要為中生界白堊系、新生界古近系、新近系、古近系（圖1）。

圖1 礦區地質略圖

白堊紀在礦區出露有上白堊統依克孜蘇組(K2y)，分布于烏拉根向斜兩翼，為礦區內最古老的地層，巖性主要為砂巖夾薄層泥巖。

古近系古新統烏拉根組(E1w)是礦區內賦礦巖層，出露于烏拉根向斜兩翼及轉折端，為一套礫、砂、泥及碳酸鹽巖建造，按巖性組合分為5個巖性段。其中第一巖性段（E1W1）可分為2層，第一層主要為淺紫紅－淺紅色長石砂巖，局部夾粉砂質泥巖，厚度36.55～117.05 m，不具鉛鋅礦化；第二層主要為砂礫巖、含礫砂巖、砂巖和泥巖，總厚度68.44～178.73 m，烏拉根鉛鋅礦主要產于該層中。第二巖性段（E1W2）斷續分布，一般2～4 m，轉折端可達20 m，主要為天青石巖、白云質(角礫)灰巖及介殼灰巖，局部具鉛鋅礦化。第三（E1W3）、第四（E1W4）、第五巖性段（E1W5）主要為砂礫巖、砂巖、泥巖、石膏。

古近系始新統(E2)分布于烏拉根向斜兩翼及轉折端，巖性為紅褐色、灰褐色砂巖夾泥巖，向上泥巖增多。

古近系漸新統(E3)分布烏拉根向斜兩翼，巖性為灰－灰綠色、灰褐色含銅砂巖夾泥巖，泥巖向上增多。

古近系中新統(N1)分布于烏拉根向斜核部，巖性為黃褐－紅褐色鈣質粉砂巖，紅色泥巖夾層較多，底部有較多石膏層穿插。

古近系上新統(N2)分布于烏拉根向斜核部，主要為土褐色含礫鈣質粉砂巖及土灰色、土黃砂巖。

2.2構造

礦區構造主要為褶皺構造，其形態控制著含礦巖層與鉛鋅礦體的空間展布。同時礦區在個別地段偶爾可見層間滑動斷裂。

2.2.1 褶皺

礦區涵蓋烏拉根向斜東半部。向斜在該區整體為東端閉合(轉折端)、向西開放的寬緩褶皺，其西端出露寬度最大約3 000 m。向斜核部為新近系更、上新統，南、北翼由烏拉根組及其上部地層組成，基本對稱分布，軸向約268°，軸面傾向北，傾角為78°。南翼地層總體走向62°，傾向北西，傾角48°～68°；北翼地層傾角65°～80°，局部倒轉。向斜向西傾伏，傾伏角在中東部約10°，向西逐漸變緩約4°。

2.2.2 層間滑動斷裂

礦區地層具軟硬相間特征，其中泥巖軟，可塑性強，砂礫巖、砂巖較硬，但較松散，天青石化白云巖堅硬，在褶皺形成過程中，易形成層間滑脫并使巖石沿滑脫面形成層間破碎帶。

層間滑動斷裂沿各巖層接觸面產出，未穿切含礦巖層，未對礦區鉛鋅礦體形成破壞。

2.3蝕變與礦化

圍巖蝕變較弱，且類型簡單，主要有石膏化、方解石化、白云石化、天青石化，屬低溫蝕變，前三者蝕變范圍大；天青石化范圍相對較小，主要集中在礦體上盤。

礦化蝕變主要集中在烏拉根組第一巖性段第二層及第二巖性段中。近地表蝕變主要為絹云母化、高嶺土化、碳酸鹽化，個別巖性中可見極少量的綠泥石化、天青石化、石膏化；礦化主要有黃鐵礦、褐鐵礦化、黃鉀鐵礬化，局部可見方鉛礦、閃鋅礦及其氧化物。

3 礦床地質

3.1礦體特征

區內的鉛鋅礦體分布于東西長2600m，南北約2700 m，1260～2469m（地表）標高范圍內。礦體具有明顯的層控特征，呈層狀、似層狀產于古近系古新統烏拉根組第一巖性段(E1w1)，與地層同步褶皺分布于向斜南北翼及核部，膨縮、尖滅再現及分枝復合特征明顯（圖2）。

圖2 S7—N15勘探線剖面圖

礦區共圈定4個礦體，按照礦體的產出部位由上至下依次編號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，礦體具有礦體規模巨大、形態較簡單、品位低、礦化均勻、礦石類型簡單的特征（表1）。

表1 礦體特征一覽表

3.1.1 Ⅰ號礦體特征

Ⅰ號礦體主要賦存在古新統烏拉根組第一巖性段第二層上部，呈層狀，分枝復合尖滅再現明顯，受控于向斜與地層產狀一致。在南翼走向52°～68°，傾向北西，傾角46°～55°；在北翼走向約110°，傾向南西，傾角約70°；南北翼礦體均沿傾向逐漸變緩至向斜核部近于水平。

礦體在向斜南翼近地表氧化帶內斷續分布，原生帶內基本連續但局部有“天窗”，控制長2 870 m；在向斜核部長度約880m；至向斜北翼零星分布，斷續長約600m。

礦體賦存在1 290～2 469 m標高，東西兩側沿傾向延伸400～800 m，中部逐漸變大，最大達2 480 m。

礦體真厚度一般在8～25 m之間，最大真厚度56.14 m，平均真厚度為15.06 m，整體具南翼厚、北翼薄，中部厚、東西兩側薄的特征，厚度變化屬較穩定型。

含礦巖石主要為砂礫巖、含礫砂巖，次為砂巖，礦化均勻，Zn平均品位為2.47%，品位變化系數為68.17%，屬均勻型；Pb平均品位為0.43%，變化系數為151.61%，屬于較均勻型。

3.1.2 Ⅱ號礦體特征

Ⅱ號礦體位于Ⅰ號礦體下盤，與Ⅰ號礦體平行產出，相距1.88 m～40.1m，平均相距10.23 m，呈層狀，分枝復合尖滅再現明顯，產狀與Ⅰ號礦體基本一致。

礦體在向斜南翼長2 400 m，在向斜核部零星出露，斷續長約800 m，向斜北翼斷續分布，長約500 m。

礦體賦存在1 260～2 395 m標高，東西兩側沿傾向延伸較小，中部最大約2 000 m。

礦體真厚度一般在3～20 m之間，最大真厚度28.58 m，平均真厚度為11.26 m，整體有南翼中部厚度較大，東西兩側及核部、北翼厚度較小特征，厚度變化系數62.86%，屬較穩定型。

含礦巖石主要為砂巖、含礫砂巖，次為砂礫巖，礦化均勻，Zn平均品位為2.14%，品位變化系數為63.03%，屬均勻型；Pb平均品位為0.32%，變化系數為145.22%，屬較均勻型。

3.1.3 Ⅲ號礦體特征

Ⅲ號礦體位于Ⅱ號礦體下盤，相距2～16 m，呈層狀，分枝復合尖滅再現明顯。

礦體在向斜南翼長2 200 m，在向斜核部及北翼均零星出露。

礦體賦存在2 374～1 320 m標高，中部沿傾向延伸最大2 040 m。

礦體真厚度在2.11～44.50 m之間，平均真厚度為10.98 m，厚度變化系數90.26%，屬較穩定型。

含礦巖石主要為砂礫巖、含礫砂巖，次為砂巖，礦化均勻，Zn平均品位為2.07%，品位變化系數為61.74%，屬均勻型；Pb平均品位為0.47%，變化系數為124.10%，屬于較均勻型。

3.1.4 Ⅳ號礦體特征

Ⅳ號礦體位于Ⅲ號礦體下盤，呈層狀、透鏡狀，尖滅再現明顯。僅分布于向斜南翼，長700m，平均真厚度5.31 m，賦存在1 500～23 68 m標高，沿傾向最大延伸560 m。

含礦巖石主要為砂巖，次為砂礫巖、含礫砂巖，礦化均勻，Zn平均品位為1.80%，Pb平均品位為0.21%。

3.2 礦石質量

3.2.1 礦石化學組分

礦石的化學成分以SiO2為主，其次有Al2O3、CaO、K2O、SO2、Fe2O3。

有用組分為Zn、Pb，礦床Zn平均品位2.74%，Pb平均品位0.45%；Cd元素平均含量95.54×10-6、Ga元素平均含量為9.19×10-6，均略低于綜合回收指標；其他元素含量均較低。

礦床除Zn、Pb元素外，無其他有益有害元素。

3.2.3 礦石物質組分

礦體氧化深度80～140 m，平均氧化深度110 m。礦石以原生礦為主，氧化礦少量。

氧化礦礦石中金屬礦物以菱鋅礦、水鋅礦、閃鋅礦為主；其次有褐鐵礦、黃鉀鐵礬、褐鐵礬類、黃鐵礦、毒砂、方鉛礦；少量或微量的白鉛礦、鉛礬、異極礦、金紅石、白鈦礦，偶見有赤鐵礦、磁鐵礦、黃銅礦等。非金屬礦物以石英為主，其次為長石、碳酸鹽礦物方解石、少量白云石，再次有復成分的巖屑、石膏、絹云母以及黑云母、綠泥石、水云母、白云母、高嶺石，微量的鋯石、磷灰石、電氣石等。

原生礦石中金屬礦物主要以閃鋅礦、方鉛礦為主，其次有黃鐵礦、毒砂、少量磁鐵礦、黃銅礦等。非金屬礦物主要為石英、長石、碳酸鹽礦物，其次有巖屑、石膏、云母等。

3.2.3 礦石結構構造

氧化礦以它形粒狀結構、包含結構、鑲邊結構為主，次為半自形粒狀結構、填隙結構；硫化礦以半自形粒狀結構、填隙結構為主，可見它形粒狀結構、自形結構、包含結構。

氧化礦構造以皮殼狀構造、土狀構造、膠結狀構造為主，次為浸染狀構造；硫化礦構造以浸染狀構造為主，次為脈狀構造、角礫狀構造，偶見團塊狀、塊狀構造。

4 礦床成因及找礦標志探討

4.1 礦床成因

烏拉根鉛鋅礦位于喀什新生代坳陷烏拉根盆地中的烏拉根向斜中東部，礦體主要分布于向斜南翼，在核部、北翼零星分布，呈層狀、似層狀，個別呈透鏡狀順層產于下第三系烏拉根組第一巖性段第二層砂巖、含礫砂巖、砂礫巖及第二巖性段白云質（角礫）灰巖或（角礫）白云巖中，其產狀與賦礦地層一致，層控特征明顯。鉛鋅礦化帶頂板為塊狀、層紋狀構造的天青石巖及含石膏碎塊的白云質(角礫)灰巖(角礫狀灰巖或白云巖)。

硫化礦石中的金屬硫化物以閃鋅礦、方鉛礦為主，黃鐵礦次之，并有極少量毒砂及黃銅礦。多呈中細粒半自形或它形粒狀充填于砂、礫間隙中構成星點浸染狀產出，其礦化均勻，黃鐵礦含量較少，鉛鋅品位較低；部分聚集呈團塊狀、脈狀甚至塊狀，礦化不均勻，黃鐵礦含量較多，鉛鋅品位高。

礦石中方鉛礦的鉛同位素Doe模式年齡為45.4～54.0 Ma，與賦礦巖層年齡相近［2］。

硫化物硫同位素分析成果表現輕硫富集，說明該礦床的硫以海水中硫酸鹽經生物細菌還原作用而提供大量還原硫為主，而浸染狀礦石中硫化物δ34S‰為大正值或接近零值，可能來源于深部上升熱鹵水［2］。

鉛同位素μ值為9.08～9.44，V值為0.066～0.0685，ω值為32.47～35.042，K1值為3.72～3.75，在鉛構造演化圖上，樣品投影在地幔或下地殼源區，表明成礦物質來自深部下地殼或地幔［3］。

浸染狀鉛鋅礦、角礫狀鉛鋅礦的稀土元素配分模式稀土REE型式為不十分明顯的負銪和負鈰異常，具有低(Gd/Lu)N值和高(La/Yb)N值為特征，說明它們具有相似或相同的物質來源及形成條件，而塊狀礦石具有明顯的負鈰異常、相對高的Yb和Tm值的特征，為后期改造成礦［3-4］。

礦石內石膏中包裹體均一溫度64℃～193℃，可分為兩組，第一組為64℃～126℃，平均98.8℃，第二組為144℃～193℃，平均156.9℃，兩個均一溫度區間分別與熱鹵水噴流沉積成礦期及熱鹵水噴溢沉積－改造成礦期對應；成礦過程中，溶液的鹽度早期較低，為7.22%～7.5%wtNaCl，晚期較高為12.84%～20.29%wtNaCl［5］。

綜合前人研究成果，初步據此認為烏拉根鉛鋅礦屬于典型的海底噴流沉積－熱液改造型鉛鋅礦。

4.2 找礦標志

通過多年找礦實踐，并結合前人的成礦理論研究成果，作者認為在該區進一步開展地質找礦工作應注意尋找具如下特點的地層或地質體：

⑴早古近系第三紀古新統烏拉根組第一巖性段、第二巖性段。

⑵具有天青石化、黃鐵礦化、石膏化及白云石化的圍巖蝕變地段。

⑶地球化學特征以具有Cu、Pb、Zn、Sr、Ag、Ba元素組合異常，各元素濃集中心吻合，異常分帶明顯，有顯著的濃集中心和濃度分帶等特征。

⑷金屬硫化物因氧化作用在地表形成褐鐵釩類并構成醒目的“紅化帶”。

［1］韓鳳彬,陳正樂,劉增仁，等.塔里木盆地西北緣烏恰地區烏拉根鉛鋅礦床S-Pb同位素特征及其地質意義［J］.地質通報, 2012,31(5):783-793.

［2］何鴻.新疆烏恰縣烏拉根鉛鋅礦床地質特征與成因初步分析［EB/OL］.2012，11，1.

［3］謝世業,莫江平,楊建功,楊金明.新疆烏恰縣烏拉根新生代熱鹵水噴流沉積鉛鋅礦地質特征及找礦模式［J］.礦床地質,2002, 21增刊:495－498.

［4］陽翔,謝世業,莫江平,楊建功,楊金明.新疆烏恰縣烏拉根鉛鋅礦礦床地球化學特征及成因研究［J］.礦產與地質,2012,26(6): 483-489,496.

［5］康亞龍,歐陽玉飛,樊俊昌,劉文玉.新疆烏恰地區烏拉根鉛鋅礦熱鹵水成因探討［J］.四川地質學報,2009，29(4):400-405.

收稿：2014-04-08