卡拉牙斯卡克多金屬礦床控礦構造及成礦模式探討

李福疆

（新疆有色冶金設計研究院有限公司 烏魯木齊 830000）

卡拉牙斯卡克Pb-Zn-Cu多金屬礦床屬于西昆侖塔木-卡蘭古鉛鋅成礦帶的重要組成部分[1]，前人針對成礦帶內的塔木、卡蘭古等礦床開展了地質[2]、地球化學[3]、同位素[4]和流體包裹體[5]等方面的研究，提出礦床成因類型為MVT型[6]、或中低溫熱液脈型[7]、或海相熱水沉積型[8]等，意見不一。卡拉牙斯卡克礦床與大型塔木鉛鋅礦床水平直線距離約6.5 km，成礦地質條件良好，找礦潛力巨大（目前已控制可采礦石量10萬t以上），但至今未進行過專門研究，嚴重制約了礦山探礦工作的開展。本文試圖從構造的角度出發，輔以礦床地球化學研究，深度剖析控礦因素，進而來闡述礦床成因，并在此基礎之上總結成礦模式，并為礦山下一步探礦工程的布設提供一定幫助。

1 成礦地質背景

卡拉牙斯卡克Pb-Zn-Cu多金屬礦床位于塔里木板塊與羌塘地體的結合部位，奧依塔克-庫爾良晚古生代裂陷槽內，后期受印度大陸俯沖作用影響[9]。

區域內出露的地層以石炭系和中上泥盆統為主。石炭系分布在中部地區，巖性為碳酸鹽巖夾泥質粉砂巖；中上泥盆統大多位于石炭系西部，巖性主要為中細粒碎屑巖夾生物碎屑灰巖—兩組地層為本區主要含礦層[10]。

區域內大面積巖漿活動均在克孜勒陶-庫斯拉甫斷裂帶（F5）以西，巖性主要為中酸性巖漿巖。成礦區內巖漿活動較弱，僅在卡拉牙斯卡克、塔木和卡蘭古礦區內出露有不同規模的基性-超基性巖脈。

2 區域構造及控礦

卡拉牙斯卡克Pb-Zn-Cu多金屬礦床所在塔木-卡蘭古成礦帶位于塔里木與羌塘兩個構造單元之間，地質歷史時期運動頻繁[11],構造發育（圖1）。區域內，與成礦關系密切的構造運動主要發生在古-中生代。古生代，特別是晚古生代，隨著古特提斯洋的裂解，塔木-卡蘭古地區發展成為近東西向裂谷性盆地，盆地內發育的深大斷裂可將深部成礦物質運移至地表；中晚二疊世古特提斯洋閉合，本地區裂谷性盆地也隨之閉合[12]；中生代開始,本區進入以斷塊上升運動為主的活動階段,此時西昆侖山體向北(北東)推覆,西南天山山體向南(南西)推擠[13],形成疊瓦式構造疊置—構造運動產生的熱可促使成礦物質活化和轉移，且上述疊置關系可為成礦提供有利空間[14]；始新世末，帕米爾塊體向北東擠入西昆侖山脈，使包括塔木-卡蘭古在內的西昆侖各地質單元走向由近東西轉變為北西-北北西，在山脈北東坡至盆地邊緣形成一系列逆沖推覆構造，部分地層發生倒轉。

圖1 新疆塔木-卡蘭古成礦帶區域構造圖

3 礦區構造及控礦

礦區內出露地層主要為上泥盆統奇自拉夫組第二巖性段（D3q2）和下石炭統卡拉巴西塔克組第一以及第二巖性段（C1kl1-2）。前者為厚-薄互層狀紫紅色中細粒石英砂巖，夾薄層狀青灰色泥質石英粉砂巖，局部片理化發育；后者下部為青灰色或者淺灰色中細粒石英（含礫）砂巖與黑灰色薄層狀灰巖互層，其中夾一紫紅色底礫巖層，上部主要為厚層狀白云質灰巖夾少量厚層狀灰黑色灰巖（圖2）。

圖2 卡拉牙斯卡克礦區地質構造圖

3.1 礦區褶皺及控礦

塔木-別萊斯背斜（B2）從礦區中部經過，發育在泥盆系碳酸鹽巖地層中，褶皺軸走向近南北，并向北傾伏。該背斜為等厚褶皺，翼間角＞120°，軸面近直立。礦體位于背斜轉折段—轉折端可為成礦提供有利空間，上部地層現已剝蝕，背斜形態破壞殆盡，較難識別，但礦體南部、北部背斜形態清晰可見。

3.2 礦區斷裂及控礦

⑴ f1位于礦體東部，距礦體100～150 m（圖3），斷層面傾向北西西，傾角10°～35°，走向延伸數公里。斷層下盤為上泥盆統奇自拉夫組中細粒石英砂巖，上盤為下石炭統卡拉巴西塔克組白云質灰巖與灰質白云巖互層，底部出露中細粒石英砂巖、含礫砂巖以及底礫巖層。斷層面上，發育5～10 m厚的斷層破碎蝕變帶，具明顯方鉛礦化—表明該破碎帶與成礦關系密切。

⑵ f2西距礦體10～50 m（圖3），為高角度逆沖斷層，走向近于南北，傾向西，傾角有較大變化（2940中段60°～70°，2890中段50°～60°，2815中段30°～40°—隨著水平的降低傾角逐漸變小），走向延伸超過500 m。斷層上下盤巖性為碎屑巖與碳酸鹽巖互層，順層現象不明顯，局部出現分支小斷層。斷層面上斷層泥發育，厚度20～30 cm。目前發現的可采礦體均位于該斷層西側10～50 m范圍內的次級節理裂隙中，且在2890中段沿該斷層面向南施工的探礦平硐中持續可見鉛鋅礦化；在2815中段該斷層面附近方鉛、閃鋅、鈷華，以及硫鐵的氧化物發育—表明該斷層面曾經可能為含礦熱液流經的通道。

⑶f3位于礦體中南部，走向近東西，橫切礦體，產狀近直立，判斷應為成礦后的破礦構造。

圖3 卡拉牙斯卡克礦床剖面圖

⑷次級節理裂隙位于f2西側10～50 m范圍內，地表表現為巖石風化、破碎，巷道中則發育眾多不規則細小裂隙，并有方解石、白云石以及石英細小脈體穿插。此組節理裂隙應為逆沖過程中受力的作用所形成，特別是與f2斷層的形成密切相關。礦區內可采礦體均產自該組節理裂隙中，為成礦提供了儲礦空間。

4 礦床地質地球化學

4.1 礦床地質

礦體產于f2高角度逆沖斷層西側10～50 m范圍內的次級節理裂隙中，賦礦圍巖主要為下石炭統白云質灰巖與灰質白云巖互層，底部出露細碎屑巖夾底礫巖層。目前工程控制下共揭露兩條礦體：Ⅰ號銅鉛礦體，位于礦區東側，產于下石炭統白云質灰巖中，似層狀，地表走向近南北，傾向西，傾角75°，長度大于120 m，厚度5～8 m，見礦平均水平厚度5.33 m，平均品位鉛2.55%、銅0.51%、鋅0.31%，見礦標高2975，目前已控制到2815水平，但有變小趨勢；Ⅱ號鋅鉛礦體，地質特征與Ⅰ號礦體相似，僅規模較小、礦石礦物不同—地表走向長度約65 m，平均水平厚度4.21 m，平均品位鋅3.11%、鉛0.51%、銅微量。

礦床礦石礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦和黃銅礦，次生礦物有孔雀石、銅藍、藍銅礦、鈷華和鐵錳氧化物等。

圍巖蝕變主要有方解石化、白云石化、硅化、重晶石化，一般為團塊狀、浸染狀及細脈狀，蝕變體內有少量的方鉛礦、閃鋅礦產出。

4.2 礦床地球化學

4.2.1 硫同位素

前人對成礦帶內的硫同位素進行測試[15，16]，發現主要集中在兩個區間，認為硫應具備兩個以上來源。其中涉及卡拉牙斯卡克礦床的樣品共6件，δ34S值范圍為-5.3‰～-17.7‰和-26.8‰～-32.6‰（表1）。

表1 卡拉牙斯卡克礦床硫同位素組成

一般認為，硫有4種不同來源[17,18]：①地幔硫，δ34S接近于0，變化范圍為 0±3‰；②現代海水硫，δ34S約為+20‰，但有較大變化；③巖漿硫，δ34S主要為正值；④還原（沉積）硫，或稱生物硫，以負值δ34S為特征。在天然物質硫同位素組成圖上[19]，樣品投點范圍與生物成因黃鐵礦最接近（圖4），而且在礦石礦物中可見具球狀、同心圓或皮殼狀等生物成因特征的膠狀黃鐵礦，故可推得，該礦床硫物質來源與生物作用關系密切，應為生物作用下還原地層中硫酸鹽而來。

圖4 卡拉牙斯卡克礦床硫物質來源

4.2.2 鉛同位素

前人對本成礦帶內的礦石鉛進行了測試分析[15]，發現主要集中于造山帶環境,少部分落在幔源區和上部地殼。涉及卡拉牙斯卡克礦床的樣品共8件，測試結果206Pb/204Pb變化于17.712～18.082，207Pb/204Pb從15.358變化到15.664，208Pb/204Pb則從37.513～38.399均有分布，變化范圍較大（表2）。將測試結果投于鉛構造模式圖上，其中在206Pb/204Pb-207Pb/204Pb上（圖5a），大部分樣品點落于地幔附近，少部分落于下地殼附近，顯示了鉛深部來源的特性；在206Pb/204Pb-208Pb/204Pb上（圖5b），所有樣品點均落于造山帶附近，顯示了鉛的多來源性。對礦區內的主要含礦層奇自拉夫組和卡拉巴西塔克組進行鉛同位素測試分析，發現兩含礦層的鉛同位素與礦床中鉛同位素組成相似，顯示了極強的親緣關系，表明其可源層。

4.2.3 H-O同位素

前人對塔木-卡蘭古成礦帶內（包括卡拉牙斯卡克）的一系列鉛鋅礦床進行了系統取樣，重點研究了成礦流體來源。研究發現，σDSMOW-σ18OSMOW圖解顯示，成礦帶內的成礦流體遠離巖漿水和變質水，而落在了大氣降水附近，表明成礦帶內的成礦流體與大氣降水密切相關。

表2 卡拉牙斯卡克礦床鉛同位素組成

5 礦床成因及成礦模式

從礦床的控礦構造條件出發，并結合礦床地球化學研究，可知該地區泥盆-石炭紀時期，伴隨著古特提斯洋的裂解，有富含成礦物質的深部流體沿著深大斷裂上涌至地表，與同期碎屑物質共同沉積，形成礦源層。區域資料顯示，礦區范圍內成礦元素Cu、Pb、Zn、Sn、Mo等濃度系數均大于1，其中Pb 為16.9、Zn為4.14、Cu為3.18—論證了上述推斷。礦源層形成以后，以大氣降水為主要成分的流體下滲到礦源層，在構造或者其它力的作用下，不斷循環萃取其中的成礦物質形成含礦熱液（萃取地層中的膏鹽形成熱鹵水之后其萃取金屬成礦物質的能力將大大增強）。后期，礦區范圍內的低角度逆掩斷層f1作為導礦構造將富含成礦物質的流體引至地表，并與生物還原硫在高角度逆沖斷層及其派生的次級節理裂隙中相混合，最終富集成礦。根據礦床成因的研究，可得卡拉牙斯卡克礦床的成礦模式（圖6）。

圖5 卡拉牙斯卡克礦床鉛構造模式圖解

圖6 卡拉牙斯卡克礦床成礦模式圖

6 結論

（1）礦床成因類型為沉積改造型；

（2）區域構造控制形成礦源層，礦區構造控制形成礦體；

（3）逆沖斷層附近，特別是其與逆掩斷層的交匯部位是極有利的找礦空間。

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