某鉛鋅礦地質特征及成礦條件分析

段均波，張曉明

(新疆地質礦產勘查開發局第九地質大隊，新疆 烏魯木齊 830000)

0 引 言

近年來，礦區定位、礦產開發工作備受關注，立足新疆若羌喀臘達坂鉛鋅礦基本情況，深層次分析地質特征、了解成礦因素，實現低成本、高效率的礦區勘測，為后續工作有序開展奠定基礎?；诖?，該文針對該論題進行分析，以便為相關人員提供理論支撐。

1 喀臘達坂鉛鋅礦介紹

新疆阿爾金山脈東段喀臘大灣地區是喀臘達坂鉛鋅礦形成的主源地，并有集礦區之稱。當地地質調查小組對區域查證分析，得知鉛鋅礦化規律，并了解礦化蝕變帶區域范圍。確切來說，紅柳溝——拉配泉奧陶紀裂谷帶為喀拉達坂地區發展給與環境支持。由于地質構造環節受多種因素影響，再加上，回旋地質作用于其中，這為巖石序列形成提供了有力條件。礦床途徑地帶基本無人居住，且水資源匱乏，這無疑會加大工作難度，并延長礦產開發時間。以礦區常態開發為切入點，相關學者和研究人員集中精力分析喀臘達坂鉛鋅礦地質信息，總結成礦原因，這既能補充理論內容，又能為深層次研究起到鋪墊作用，推動喀臘達坂鉛鋅礦開采活動穩步進行。

2 喀臘達坂鉛鋅礦地質特征

2.1 礦區方面

研究范圍內，鉛鋅礦層位存在寒武——奧陶系拉配泉組，大量分布凝灰巖、粉砂巖、變質玄武巖等，其中，雙峰式火山巖夾正常沉積巖而成。礦區構造活動開展時，基于喀臘達坂斷裂南側(阿爾金斷裂與阿爾金北緣斷裂中間地帶)出現褶皺構造，其整體特征總結為：單斜狀、北上傾斜。由于構造擠壓力對其影響較大，再加上，巖漿外流活動增多，所以形成了寬緩褶皺、直立尖棱狀褶皺。除此之外，蝕變現象嚴峻化，這為容礦構造形成提供了必要條件，表現為地表銅、鉛、鋅礦化的非連續發育。

2.2 礦床方面

礦床特征匯總時，以Ⅰ號鉛鋅礦帶、Ⅱ號磁鐵鉛鋅礦帶、Ⅲ號銅鉛鋅礦帶(位置在礦區東部偏北，規模相對較大)為中心分析其分布情況和受控情況。基于拉配泉組第三段第二亞段淺變質火山巖發育成三條礦帶，由上到下分別是磁鐵礦、銅鉛鋅礦，其周圍包括噴流沉積型硫化礦物(重晶石、螢石、石膏等)。礦體圍巖是含鐵高硅質巖石，整體方向為東偏北，傾向325°～348°，傾角38°～65°，在黃鉀鐵礬化、黃鐵礦化帶影響下，礦體數量為五個，均品位Pb+Zn2.8 %～5.5 %、Cu0.3 %～0.16 %。未氧化情形下，黃鐵礦化硅質巖、黃鉀鐵礬化石英巖、含黃(磁)鐵礦綠泥石石英片巖等礦體圍巖常態存在，氧化后礦物分級存在，主要礦物包括褐鐵礦、黃鉀鐵礬、鉛礬等；次要礦物為銅藍、赤褐鐵礦、白鉛礦等。脈石礦物主要白云母、石英黑云母等。

2.3 礦石方面

礦區所在位置的水源不夠充足，再加上，金屬元素對所在環境適宜性提出較高要求，尤其在氧化條件下，更要分析金屬元素存在狀態，據此得知淋濾富集現象，并逐項紀錄。實際上，不同礦物體所在區域的環境特征各異，主要是因為礦物質自身非同表現，一旦出現礦物殘留，則各類礦物在氧化環境中會差異化表現。從自然層面來看，硫化礦石內含原生礦物，是深部礦體的主要組成部分，常見于混合礦。由于金屬礦物含量有多少之別，從閃鋅礦礦石、方鉛礦礦石兩個方面進行分析，前者主成分是閃鋅礦，含量在2.5 %～28.5 %之間；后者主要成分是鉛礦，含量在1.5 %～28.7 %之間(見表1)。閃鋅礦礦石包含綠泥石英片巖、白云母石英微晶片巖，方鉛礦礦石主成分包含白云母石英微晶片巖、綠泥石英片巖，見表1。

表1 金屬礦物主成分及含量Tab.1 Principal Composition and Content of Metal Minerals

3 喀臘達坂鉛鋅礦成礦條件分析

新疆若羌喀臘達坂鉛鋅礦成礦活動需要一段過程，從礦物質來源、期次細分、成礦流程等方面進行分析，這既能豐富喀臘達坂鉛鋅礦成礦經驗，又能為找礦勘測奠定基礎，實現短時間、高效率的礦區定位，這對日后礦產資源開發與利用有積極影響，能夠全面提高企業經濟效益和社會效益。

3.1 成礦物質由來

黃鐵礦δ34S為+17.48 ‰，內部包括礦凝灰巖、礦滑石片巖、方鉛重晶石脈中方鉛礦，其中δ34S分別為5.78 ‰、+2.49 ‰～+5.7 ‰、+9.46 ‰～+10.05 ‰。條帶狀和塊狀礦石方鉛礦δ34S為+6.5 ‰～+9.87 ‰，平均+7.93 ‰，見表2?？εD達坂鉛鋅礦床δ34S為平均+7.94 ‰。從數據分析中能夠看出，硫源特征變現為地殼來源或重熔巖漿巖來源，總結可知，成礦環境、成礦物理化學條件波動幅度較小，換言之，成礦環境平穩變化。

基于礦床原生含硫礦物層面細致分析，先得知組成要素，然后逐項總結同位素分餾情況，通過大小對比得出同位素測定結果，為成礦物質來源分析提供思路?？εD達坂鉛鋅礦床主要為黃鐵礦，還包括部分方鉛礦、閃鋅礦，將礦物組合，能夠從中得知成礦熱液不同價態硫間同位素分餾作用強弱。具體來說，結合區域實際情況，具體得知成礦各環節硫同位素分餾情況，如果區域內存在圍巖蝕變現象，則意味著成礦流體為弱酸性環境，同時，表現出不同成礦階段的硫同位素分餾較小。由此可見，相同礦床中硫同位素的分餾作用在不同硫化物之間存在?，F今，多數學者加入到硫同位素分餾研究活動，所得出的研究結論能為硫化物硫同位素分餾作用匯總提供理論指導?，F下，研究人員針對黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等常見硫化物的硫同位素分餾作用的研究較深入，在286°C條件下各硫化物之間的硫同位素分餾較小，據此得知，喀臘達坂鉛鋅礦床硫化物的硫同位素組成能夠與成礦流體的硫同位素組成相近。

表2 黃鐵礦、方鉛礦δ34S含量Tab.2 Content of δ34S in Pyrite and Galena

從上述硫同位素組成顯示可知，喀臘大灣及鄰區各礦床的硫源正向偏離隕石硫很大，說明硫不是來源于深源硫，也不是來源于巖漿巖，然而海相沉積巖是硫的主要來源，確切來說，與巖漿巖來源硫混合形成的結果。鉛同位素測定結果顯示：礦凝灰巖δ34S為5.78 ‰、礦滑石片巖δ34S為+2.49 ‰～+5.7 ‰、方鉛重晶石脈中方鉛礦δ34S為+9.46 ‰～+10.05 ‰。利用先進的投影設備進行投影分析，觀察鉛同位素投影圖，投影全部落入。上地殼區，反映礦床的鉛主要來源于上地殼。由此得知，喀臘達坂鉛鋅礦床不僅與火山建造和化學沉積有關，而且受后期構造影響較大，礦床類型為火山噴流沉積改造型硫化物礦床，統稱為火山巖型。

3.2 期次細分

薊縣系卓阿布拉克組第四巖性段中酸性火山巖是喀臘達坂鉛鋅礦床的主要發源地，由于礦體受地層層位控制，呈現海底火山-噴流成礦特征的同時，產出形狀多為層狀，礦床形成期次有三個，第一期次火山-沉積成礦期，由海相火山多次的噴發-沉積成礦作用，多個礦化階段后初步成礦，礦體與圍巖皆形成于連續的相近的地質過程中。第二個期次是區域—動力變質變形期，火山噴發-沉積.成礦作用結束后，由于區域變質作用、動力變質變形作用，固態礦石遭受強烈的剪切變形，形成一系列與剪切變形有關的礦石礦物組合和組構。第三個期次是表生成礦期，前兩個期次(火山噴發-沉積成礦期和區域-動力變質變形期)結束后，礦床經力抬升剝蝕暴露地表、表生氧化作用、氧化礦石及其有關的氧化礦物和次生硫化物形成這一程序，并生成新的結構、構造。

3.3 同位素特征

圍繞硫同位素、鉛同位素進行特征總結，這兩個同位素是成礦條件細分的必要內容，具體分析如下。

3.3.1硫同位素

喀臘達坂西-大灣西鉛鋅礦區礦石土δ34S在+16.8 ‰～+19.78 %范圍內分布，將其與自然界硫同位素對比，因為臨近海域，其均值接近海相蒸發巖均值?；诖耍εD達坂西鉛鋅礦床具海相噴流沉積型礦硫同位素相似的分布特征。區內δ34S黃鐵礦大于閃鋅礦δ34S，大體變化與富集情況相同，意味著成礦系統內黃鐵礦與閃鋅礦失衡問題得到規避，其后期改造作用不夠顯著。

3.3.2鉛同位素

阿北鉛銀礦床、喀臘達坂鉛鋅礦床、喀臘大灣銅礦床的變化范圍為18.3658～18.6358(主要指206Pb/204Pb)，此外，15.6347～15.6365的變化區間在207Ppb/204P4Pb；15.63865～15.6324變化區間在208Pp/204pb。3組同位素化率均≥1.42 %，并且均存在同源特征?？偨Y來看，礦帶上的銅鉛鋅礦與火山建造存在緊密聯系，礦床類型為與海相火山巖相關的塊狀硫化物礦床(VMS)。

3.4 成礦模式

礦床成礦活動最初是火山活動，由于火山噴發與巖漿外流，會形成高溫環境，進而產生中酸性熔巖、火山碎屑巖，當這類巖石接觸礦物體，會在物理反應、化學反應作用下生成新的物質，舉例來說，中酸性熔巖、火山碎屑巖接觸成礦流體，即在火山噴氣道噴出，最后置入沉積洼地，形成海底噴流沉積鉛鋅礦體，受區域變質因素影響，應礦體外形變化、礦物質組合，這為改造型硫化物礦體形成提供必要條件。當成礦模式確定后，逐項分析地層要素、構造要素，并總結巖漿活動特征、圍巖蝕變特征，為找礦實踐做足充分準備。地層要素分析期間，掌握地層建造條件，結合火山運動過程中成礦物質類型及沉積速度，為礦源層形成條件確定提供依據。同時，兼顧熱力變質影響因素，得知礦源層軌跡移動情況，讓勘探人員準確找到富集的多金屬元素。現今，調查區域內多金屬礦床、礦點確切存在，其中，成礦母巖在火山巖之中形成。對于構造要素，區域內存在沉積、巖漿運動、變質等因素的多重作用，一定程度上影響礦產構造，使得多種類元素聚集，從而形成礦藏。隨著成礦元素動態變化，成礦范圍相應擴大、礦產總量逐漸增多。對于巖漿活動，因為侵入巖大范圍流動，其流動軌跡與礦產資源分布位置有一定聯系，受巖漿活動影響，成礦物質隨之出現。圍巖條件形成后，成礦物質集聚得到有力條件支持，從溫度、壓力、富礦液等條件中可以看出。在這一過程中，聯用多種找礦模式，具體來說，借助現代化信息技術總結地質信息、地球物理信息、地球化學信息，根據信息顯示情況得知相關元素組合情況，推動找礦活動穩步進行。

4 結 語

綜上所述，找礦實踐活動大范圍開展，為提高礦區勘測精確度，以及礦床開發利用成功率，應落實礦區特征、礦床特征、礦石特征匯總工作，并多方面、深層次分析成礦條件，推動礦區工作規范化進行。了解成礦物質由來、得知成礦模式后，有依據、有計劃開展找礦活動，使礦區現代化建設與開發穩步推進，最終礦區綜合效益最大化。