新疆喀什烏恰縣鉛鋅礦床地質特征與S-Pb同位素組成

徐文明，吳建芳

（天津華北地質勘查局核工業二四七大隊，天津 301800）

現階段所使用的鉛鋅資源，大部分來源于沉積巖容礦鉛鋅礦床，絕大多數聞名于世界的鉛鋅礦床，也都來源于沉積巖。新疆喀什烏恰縣的鉛鋅礦床，大部分存在于中一新生界的沉積盆地之中，礦體大都為砂礫巖，又因其整體規模較為龐大，而受到廣泛關注。20世紀40年代初期，喀什烏恰縣鉛鋅礦床勘探者發現，并于五十年代起，被科考隊多次勘察，其中，以喀什礦管處和沙里塔什勘探隊最為著名[1]。根據現有資料來看，截至目前，新疆喀什烏恰縣南部礦帶探明的鉛鋅金屬含量，已經達到300萬噸，且整個礦區的金屬資源總量，在未來一段時間里，有望達到1000萬噸以上[2]。可以說隨著新疆喀什烏恰縣鉛鋅礦床勘查工作的不斷推進，越來越多的礦體資源開始逐漸顯露出來，未來該礦區將成為我國礦山勘探事業的主要勘察對象，其礦區內部鉛鋅礦體的總儲量及具體空間分布形式，也會變得更加明朗，這也為該區域鉛鋅礦的開發，帶來一定的便利。

1 地質背景

烏恰縣的鉛鋅礦床，地處于新疆塔里木盆地與喀什凹陷部的相接處。喀什凹陷部與塔里木盆地相比，整體次級構造相對簡單，且該區域隸屬于南天山系、西昆侖山系相交處的內陸山系，其地形多以山前盆地為主[3]。自前寒武紀時期以來，變質巖系結構的不斷更替，逐漸形成了礦區以結晶為基底的地質特點，早在早古生代時期，隨著南天山洋、西昆侖洋擴張形式的不斷加劇，礦區的主體開始呈現出向著被動陸緣盆地,不斷進化的趨勢。隨著大洋擴張的不斷推進，到了晚古生代末期，南天山洋與西昆侖洋逐漸形成閉合趨勢，整個喀什烏恰縣也全部變為前陸盆地。在此基礎上，整個新疆地區的淺海碳酸鹽巖及夾陸緣碎屑巖，也都隨之不斷沉積[4]。圖1為喀什烏恰縣部分鉛鋅礦區的地質特點圖。

自中生代時期西昆侖、南天山造山帶形成以來，喀什烏恰縣的凹陷，成為了一種獨立的地質構造單元。隨著這樣一種特殊結構的形成，該區域的整體礦床沉積體系，也發展成了獨特的陸緣沉積形式。在侏羅紀時期的初級階段，烏恰縣凹陷地質特點的出現，就導致了傳統內三疊系層位地質結構的大量消失，這也使得費爾干納斷裂、沉降活動等地質情況的頻繁發生，為鉛鋅礦床沖積扇三角洲的形成，提供了內力支持[5]。到了中侏羅時期的中后段，烏恰縣地殼整體呈現下降的趨勢，該區域內部再一次經歷沖積扇的沉積作用，導致大部分凹陷區域都被礫巖、砂巖等礦石覆蓋，最終導致喀什烏恰縣鉛鋅礦床賦礦層位的形成。

2 礦床地質

新疆喀什烏恰縣鉛鋅礦區南部，全部暴露在阿克蘇群基底建造外圍，與位于新生界地層的礦區中部不同，該區域內礦床中，大多以砂礫巖作為主要的容礦巖石，且這些砂礫巖中鉛鋅含量豐富[6]。該區域內部的鉛鋅礦石表層，包裹著坍塌角礫狀白云巖，這類巖石的外在表現與石膏巖類似，這也是大部分鉛鋅礦床表面，殘留白色物質的主要原因。

鉛鋅礦體主要呈現板狀順層分布形式，且大多分布于喀什烏恰縣的南北兩翼，隨著地層產狀的不斷變化，該區域礦體的產狀形式，也始終保持變化狀態。鉛鋅礦石自身具備克孜勒蘇群第五巖性，礦床大部也呈現出灰白色狀態，表面覆蓋一層含有鉛鋅物質的砂礫巖，正是由于這種存在形式，使得該區域的平均礦化帶延長，都保持在3千米以上，且礦石的產出標準，也被控制得十分嚴格。

圖1 喀什烏恰縣部分鉛鋅礦區地質特點圖

3 樣品及結果分析

為清晰判斷新疆喀什烏恰縣鉛鋅礦床中的S-Pb同位素組成，取礦區內不同地址位置的礦石，并利用硫同位素組成分析方法，針對其中的硫化物礦物和硫酸鹽礦物進行詳細研究。為增加本次分析的真實性，所使用的硫化物樣品，均來源于含有鉛鋅的南部砂礫巖，該區域內的含鉛鋅砂礫巖標高2190米，且巖石自身不會發生礦化反應。

烏恰縣鉛鋅礦床中鉛鋅礦石硫化物δ34S的變化范圍就，較為寬泛。根據檢測結果可知，硫同位素組成變化最大一組的δ34S含量為δ34S=-27.9‰～-14.6‰，最大值與最小值的極差達到了42.5‰。而方鉛礦中δ34S含量為δ34S=-27.9‰～-14.6‰，元素含量的平均值為-10.9‰。閃鋅礦中δ34S含量為δ34S=-16.3‰～1.1‰，元素含量的平均值為-6.08‰。黃鐵礦中δ34S含量為δ34S=-8.6‰～-4.4‰，元素含量的平均值為-6.46‰。根據上述結果可知，δ34S的含量為黃鐵礦＞閃鋅礦＞方鉛礦。整理上述結果可得，新疆喀什烏恰縣鉛鋅礦床中硫化物δ34S的取值范圍在-27.9%到-14.6%之間。

烏恰縣鉛鋅礦床中硫化物鉛同位素的組成，與硫化物δ34S相比，顯得較為集中。在參與檢測的鉛鋅礦石中，方鉛礦的206Pb/204Pb=18.612‰～18.663‰，208Pb/204Pb=38.677‰～38.839‰。黃鐵礦中206Pb/204Pb、208Pb/204Pb含 量 為206Pb/204Pb=18.528‰ ～18.626‰，208Pb/204Pb=38.616‰～38.732‰。閃鋅礦中206Pb/204Pb、208Pb/204Pb含 量 為206Pb/204Pb=18.626‰ ～18.631‰，208Pb/204Pb=38.731‰～38.733‰。總結上述數據可知，在含有鉛鋅物質的全巖礦石中，206Pb/204Pb、208Pb/204Pb含量基本維持在206Pb/204Pb=18.528‰～18.663‰，208Pb/204Pb=38.616‰ ～38.839‰。

通過分析硫化物與含鉛鋅全巖礦石的同位素標記關系可知，S-Pb同位素與新疆喀什烏恰縣鉛鋅礦床地質特征參數極為相似，可認為二者間存在明顯的親緣性關系。

4 結語

新疆喀什烏恰縣鉛鋅礦床的地質特征較為特殊，通過S-Pb同位素組成分析可知，該地區礦石中鉛鋅含量豐富，具備較強的開采價值。

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