新疆阿爾泰塔拉特鉛鋅鐵礦地質特征及成礦作用

谷高中，高文娟，張 斌，楊成棟，李守能

（1.新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第四地質大隊，新疆阿勒泰 836500；2.河北省地礦局第七地質大隊＜河北省地質礦產勘查開發局雄安地質調查監測中心＞，河北燕郊 065201；3.新疆維吾爾自治區有色地質勘查局七〇六隊，新疆阿勒泰 836500；4.中國地質科學院礦產資源研究所，北京 100037；5.貴州省地質礦產勘查開發局115地質大隊，貴州貴陽 551400）

新疆阿爾泰是中亞造山帶的重要組成部分，也是我國重要的海相火山巖型鐵銅鉛鋅成礦帶之一[1]。新疆阿爾泰海相火山巖型礦床主要分布于阿舍勒、克蘭和麥茲盆地[2-3]，克蘭盆地海相火山巖型礦床主要有大東溝鉛鋅礦、鐵木爾特鉛鋅銅礦、塔拉特鉛鋅鐵礦、烏拉斯溝銅鋅多金屬、托莫爾特鐵（錳）礦、阿巴宮鐵磷礦[3-6]等。通過近幾年的找礦勘查，塔拉特礦床鐵、鉛鋅的資源量均已達到中型規模，并伴生銀。前人對塔拉特礦床開展過研究，但對于礦床的成因存在較大爭議，有VMS型、矽卡巖型、VMS+疊加改造型等[6-8]。本文在野外調查和室內研究基礎上，描述了成礦地質背景、礦床特征和礦化類型，探討了成礦作用，以期為深邊部找礦勘查提供依據。

1 成礦地質背景

新疆阿爾泰包括西伯利亞板塊的北阿爾泰早古生代陸緣活動帶和南阿爾泰晚古生代活動陸緣。地理上，分為北阿爾泰、中阿爾泰和南阿爾泰[9]。南阿爾泰以阿巴宮斷裂和克茲加爾斷裂為界與中阿爾泰和額爾齊斯構造帶相鄰，主要由泥盆紀火山沉積巖系組成。

克蘭盆地內出露地層為中—上志留統庫魯木提群、下泥盆統康布鐵堡組和中—上泥盆統阿勒泰組。鐵、銅、鉛鋅、金、鎢礦主要賦存于康布鐵堡組中，其下亞組為石英片巖、千枚巖、變質流紋巖、變質英安巖、變質凝灰巖、變質火山角礫巖等。康布鐵堡組上亞組為變質流紋巖、變質凝灰巖、變粒巖，少量片麻巖、綠泥黑云片巖和大理巖，上亞組是重要含礦層位。盆地內侵入巖主要為二疊紀，如喇嘛昭巖體、將軍山巖體、大喀拉蘇巖體等。

2 礦床地質特征

2.1 礦區地質

礦區主要出露康布鐵堡組下亞組第一、二巖性段和上亞組第一巖性段（圖1）。下亞組第一巖性段主要為黑云石英片巖、黑云變粒巖、黑云斜長片麻巖等；第二巖性段為礦區內主要鉛鋅鐵含礦層位，含礦巖性為黑云變粒巖。上亞組第一巖性段由酸性熔巖組成。

圖1 塔拉特鉛鋅鐵礦區地質簡圖[10]

礦區北向出露喇嘛昭黑云二長花崗巖，侵位時代為早二疊世，礦區北東外圍出露奧陶紀阿巴宮花崗巖體。

2.2 礦體及礦石特征

塔拉特礦區包括A2、A3、A4三個異常區。礦區分布多個鐵帽，整個鐵帽帶長15km，寬2~15m，鉛、鋅、磁鐵礦體均分布于鐵帽中。其中鐵鉛鋅礦體主要分布A3-A4 異常區，鐵礦體主要分布在A2 異常區，該段鐵礦體僅局部共生鉛鋅礦體。

A4 異常區圈定鐵礦體6 個。氧化礦平均真厚度1.87~8.04m，鐵平均品位5.76%~10.19%。原生礦平均真厚度2.30~4.20m，鐵平均品位7.01%~14.74%。鐵礦體呈層狀、透鏡狀、脈狀。細粒磁鐵礦普遍發育顯著紋層狀構造，還可見細粒磁鐵礦膠結火山集塊角礫形成的角礫狀磁鐵礦石；較粗粒自形的閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦和磁鐵礦等可沿層狀磁鐵礦順層產出，也可呈脈狀穿切層狀磁鐵礦。

A2 異常區鐵帽帶長2km，平均寬4.5m，單個鐵帽長100~660m，寬1.4~7.6m。鐵礦體分布于鐵帽中，有4條鐵礦體，鐵礦體長70~660m，單工程真厚度0.69~7.39m，礦體平均品位TFe 為26.09%~31.43%，mFe 為7.39%~14.60%。

塔拉特礦區主要分布有3 個鉛鋅礦體，以A4 異常區的1 號鉛鋅礦體規模較大，A3 異常區的1、2 號鉛鋅礦體規模較小。1 號鉛鋅礦體上盤圍巖為含礫變流紋質晶屑凝灰巖，下盤圍巖為變流紋質火山角礫巖，礦體產狀同圍巖基本一致。形態為層狀、似層狀，礦體沿走向、傾向有膨大、縮小現象。礦體長920m，平均厚度3.01m。鉛品位0.51%～24.84%，平均1.92%，鋅品位1.14%～13.47%，平均2.19%（圖2）。礦石中伴生銀比較高，可以綜合利用[10]。

圖2 塔拉特鉛鋅礦64勘探線剖面圖[10]

礦石構造主要有致密塊狀、塊狀、細脈狀、網脈狀、條帶狀、紋層狀、浸染狀、稠密浸染狀、角礫狀構造。礦石結構主要有他形晶粒結構、半自形晶粒結構、浸蝕結構、骸晶結構、包含結構等。礦石礦物有黃鐵礦、膠狀黃鐵礦、（鐵）閃鋅礦、方鉛礦、磁鐵礦、赤鐵礦，可見少量黃銅礦、磁黃鐵礦、毒砂和微量輝鉬礦。脈石礦物主要有黑云母、角閃石、透輝石、石英、白云母，其次為方解石、石榴石、綠簾石、綠泥石、陽起石、透閃石等。

2.3 圍巖蝕變

熱液蝕變較強，主要為矽卡巖化（石榴石化、綠簾石化、陽起石化、透閃石化、綠泥石化、黑云母化）、硅化和碳酸鹽化。

2.4 成礦期次劃分

根據含礦巖系特征、礦體與火山沉積巖系空間關系、礦化特征、圍巖蝕變、礦石組構和穿插關系，可識別出三個成礦期：

（1）噴流沉積期。該期又可劃分出兩個階段：①噴流沉積早階段，主要形成角礫狀磁鐵礦化和角礫狀鉛鋅礦化，一般位于礦體下盤，前者表現為磁鐵礦膠結流紋巖角礫，角礫狀礦石中也含黃鐵礦，但方鉛礦與閃鋅礦較少。角礫狀鉛鋅礦化表現為閃鋅礦和方鉛礦膠結凝灰質火山角礫巖的角礫。該期磁鐵礦和閃鋅礦方鉛礦形成于噴流通道相；②噴流沉積晚階段，主要形成細粒方鉛礦、閃鋅礦、磁鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦。該階段形成的礦石呈紋層狀、條帶狀、塊狀、致密塊狀構造。細粒磁鐵礦普遍發育紋層狀構造或塊狀、致密塊狀構造，方鉛礦+閃鋅礦+黃鐵礦形成紋層狀及條帶狀構造，或5種金屬礦物形成紋層狀及條帶狀構造。噴流沉積晚階段是鉛鋅鐵主要成礦階段。

（2）區域變質期。主要形成透鏡狀順層石英脈、切層石英脈、含黃鐵礦石英脈。穿層石英脈表現為穿切火山角礫巖，條帶狀和塊狀鉛鋅礦石和鐵礦石，角礫狀礦石。黃鐵礦稀疏浸染狀分布于石英脈中，個別也含石榴石。分布廣泛，不局限于礦體周圍。

（3）矽卡巖期。進一步劃分3 個階段：①早期矽卡巖階段形成石榴石、透輝石等干矽卡巖礦物。②退化蝕變階段形成角閃石、透閃石、陽起石、綠簾石、石英等。這一階段形成的礦物明顯交代早期形成的矽卡巖礦物，磁鐵礦在該階段大量出現，呈塊狀構造，形成矽卡巖型磁鐵礦石。③石英—硫化物階段，主要形成石英脈，含硫化物（黃鐵礦、粗粒方鉛礦）石英脈、浸染狀硫化物或硫化物脈（方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦）、石英方解石脈、含黃鐵礦方解石脈。該期形成的硫化物石英脈往往沿層狀鉛鋅礦、層狀磁鐵礦層分布，或沿著含礦層位中的綠泥石片巖、淺粒巖等順層或切層分布，也分布于矽卡巖中（黃鐵礦、黃銅礦細脈充填于石榴石等脈石礦物晶間或顆粒），或方鉛礦呈脈狀、浸染狀分布于稠密浸染狀磁鐵礦石中。該階段主要形成鉛鋅礦。

3 成礦作用

火山成因塊狀硫化物礦床（VMS）是沉積于海底或近海底的層狀硫化物礦床，在空間上、時間上和成因上與同時代海相火山作用有關，屬于同生沉積礦床。礦床產在海相火山沉積巖系中，礦體呈似層狀或透鏡狀與火山巖圍巖大體整合接觸；發育噴氣巖，如重晶石、含鐵碧玉巖、鐵白云石巖等。礦床具有“雙層”結構，上部為噴流沉積作用形成的似層狀、（半）塊狀硫化物礦體，礦石中常發育紋層狀、條帶狀、致密塊狀構造，下部為補給通道相浸染狀硫化物組成的脈—網脈狀礦體[11]。塔拉特鉛鋅鐵礦為VMS+矽卡巖型礦床，成礦過程復雜。

根據塔拉特鉛鋅鐵礦床地質特征、成礦流體特征和來源、硫化物硫同位素組成特征以及年代學研究結果綜合判斷，該礦床形成具有多期性。早泥盆世時期（413Ma~407Ma）火山噴發過程中在補給通道形成大量角礫狀磁鐵礦化和少量角礫狀鉛鋅礦化，表現為磁鐵礦膠結流紋質角礫，該磁鐵礦為噴流通道相礦化。隨后噴流沉積成礦期晚階段（407Ma左右）在海底低洼處通過噴流沉積作用形成紋層狀、條帶狀、塊狀、致密塊狀鉛鋅鐵礦石，該階段是鉛鋅鐵的主要成礦階。

石炭紀經歷了區域變質作用，含礦地層、噴流沉積期形成的鉛鋅鐵礦體發生了變形和變質作用。該期還形成了透鏡狀順層石英脈、切層石英脈、含黃鐵礦石英脈。

在二疊紀—三疊紀疊加了與巖漿熱液蝕變有關的鉛鋅礦化、黃銅礦化以及粗粒磁鐵礦化等，矽卡巖化、硅化和碳酸鹽化，相伴而生。二疊紀疊加的礦化（輝鉬礦Re-Os年齡266Ma±14Ma）[12]可能與礦區北西的喇嘛昭巖體（276Ma±9Ma）[13]侵入活動有關。三疊紀疊加的礦化（石榴石和榍石U-Pb年齡為210Ma~232Ma[14]），目前礦區及外圍未發現同時代巖體。

4 結論

（1）塔拉特鉛鋅鐵礦床賦存于下泥盆統康布鐵堡組下亞組火山巖系中，既有層狀、透鏡狀礦化和補給通道相角礫狀礦化組成的“雙層結構”，又有后期矽卡巖疊加成礦，礦床成因類型為VMS+矽卡巖型礦床。

（2）礦床形成主要經歷了噴流沉積成礦期、區域變質期和矽卡巖期。前者為主成礦期，進一步劃分為噴流沉積早階段和噴流沉積晚階段。矽卡巖期進一步劃分為早矽卡巖階段、退化蝕變階段和石英硫化物階段，磁鐵礦形成于退化蝕變階段。

（3）噴流沉積成礦期形成于413Ma~407Ma，與海相火山作用有關，石炭紀經歷了區域變質作用，二疊紀—三疊紀矽卡巖期疊加成礦（266Ma~232Ma）可能與巖漿熱液作用有關。