新疆喀什凹陷巴什布拉克地區礦床成礦特征及找礦方向

查 斌

新疆的優勢礦產資源在全國所占比例較高，在多個含礦層內廣泛分布著不同歷史年代的礦產資源，具有十分重要的開發和研究意義。喀什凹陷巴什布拉克地區包含晚古生代的主要盆地類型，作為造山前存留的留海盆地，存有典型的有色金屬礦產資源。在造山前后的沉積時期發育形成多個中新生代的盆地類型，其中以賦存礦層和熔巖礦石的研究意義最為顯著。該區位于自然景觀的高寒地區，山體與盆地之間的高差可達千米以上，區域內各類山脈縱橫，地勢走向整體呈現西高東低，常年降雨量稀少，屬于典型的溫帶大陸荒漠性氣候。受晚古生代時期地質構造影響，區內賦存有大量泥盆系沉積碳酸巖石，按照不同年代的地質構造轉換賦存于碎屑巖層位中，存在世界上最重要的有色金屬熔礦巖石資源。在近些年的地質找礦過程中，礦床內部已經探明的鉛鋅礦石金屬量高達300 萬噸，整個沿北走向的遠景區有望突破1000 萬噸。本文在前人研究理論基礎上進行礦區礦床成礦作用和找礦方向的研究，為后續礦產資源開發提供新的方向和理論支持。

1 新疆喀什凹陷巴什布拉克地區礦床成礦作用

1.1 控制化學物質排列

根據現有探明的層狀巖體，在喀什凹陷區域內存在多個賦存于新近系安居安組巖層，基本巖性主要受鄰近的淺湖系影響，巖石表面會形成灰綠色的層狀組織，不連續層狀含礦層的組織結構，主要受內部化學物質排序控制。由于巖石的地表產狀和礦體的產狀基本一致，能夠排除該區域內的礦層受斷裂控制因素，利用顯微鏡等設備，在鄰近的多個小規模礦床中尋找相類似的巖體，進行化學物質的排列分析，對礦石中存在石英和氯化銅進行結構解剖，發現礦石中主要的產物為石英，其中銅礦的占有比例不超過15%，在各類物質間的縫隙物質為暗色的隱膠質和黏土基質。多數的石英碎屑呈現孤立的分布形式，不同物質之間的聯系接觸較少，在局部的石英碎屑中包含較為緊密的孔隙膠質結構，呈現不規則的條形，排列于礦物的孔隙間，能夠和銅礦之間進行物質交替，演變成溶蝕的結構巖層。

1.2 演化成礦期次

礦床的成礦模式在不同時間段內演化出多個成礦期次，在盆地的試壓模式和海底熱液的對流模式中，完成了底部形成金屬礦床的流動和擠壓全過程。受地熱等增溫條件的影響，在后期形成的巖石中能夠釋放出熱流，和來自海底的熱液形成對流狀態，從而造成早期礦床的礦化作用，能夠逐級的向層與層中進行排序，且礦體的規模會依次增大，主要的模式表現為在盆地凹陷區域早期礦場的回旋結構。在礦床內的流體包裹體的平均溫度到達55℃以上時，其內部的鹽度會提升10%～15%左右，能夠作為盆地鹵水時期的起源階段。在凹陷區域內的金屬礦產來自沉積盆地時，能夠通過地下的含水層直接形成過濾作用，在不同化學元素的排列組合中能夠產生較大的同位素變化，直接產生生物還原和有機質的熱化反應。

1.3 劃分單元構造帶

對于區域內的主體凹陷按照自北向南的劃分，在陸陸盆地和山體中央盆地等區域內可以直接對地表褶皺帶進行劃分，再進一步劃分出東部褶皺帶和依托凹陷，和鄰近的喀什凹陷西南側形成斜向的對照區域。在圈定的地質構造中按照地勢起伏不同，直接對一級和二級的構造單元進行劃分，將研究區域內的礦床按照不同單元進行劃分，其中主要的構造單元分為兩類，二級和三級的構造單元均為十二個，具體如圖1 所示。

圖1 區域內構造單元劃分圖

根據圖中所示內容，不同的區域結構帶劃分，可以在短時間內找出相似礦床的賦存結構，有效縮短找礦周期。主礦區的礦床走向向北延伸，傾斜角度變化較大的地區為斷層的主體，構成復式向斜區。在底部斷層中該區域礦床基巖能夠和灰綠色的雜巖相結合，形成一條類似于蛇形走向的綠巖石帶，可以發現早期的基性巖石的侵入現象。

2 新疆喀什凹陷巴什布拉克地區礦床特征及找礦方向

2.1 區域地質特征

研究區大地構造位置屬塔里木微板塊（Ⅲ1）闊克塔勒晚古生代陸緣盆地（Ⅲ13）。北東部為柯坪古生代前陸盆地（Ⅲ14）、南部為塔里木中央地塊（Ⅲ17）西端的喀什坳陷，再向南為北昆侖古生代復合溝弧帶（Ⅲ111）。

闊克塔勒晚古生代陸緣盆地（Ⅲ13）沿著柯坪古生代前陸盆地（Ⅲ14）南、北兩側展布，北側沿托云、阿合奇、拜城一線，有托云盆地，分布有與中新生代特別是第三系有關的砂巖型銅礦；南側則分布有烏拉根、黑孜威、托帕等三個中新生代裂陷盆地。區內構造在區域范圍內呈現較簡單，區內主要以斷裂構造為主，其次表現為較為明顯的褶皺構造，可見向斜及倒轉背斜構造。區域上侵入巖不發育，僅在烏拉根斷陷盆地北東部的柯坪古生代前陸盆地（Ⅲ14）的志留系中以及北昆侖古生代復合溝弧帶（Ⅲ111）的志留系、石炭系地層中可見到花崗巖、花崗閃長巖、斜長花崗巖、閃長巖等中酸性侵入體，時代為華力西早、至中期。距烏拉根盆地直線距離40Km ～60Km。

2.2 礦床地質特征

研究區分布在新疆喀什凹陷最西側，屬于塔里木中新生代斷陷盆地的重要組成部分，新生界與中生界地層出露，建造特點主要為碳酸鹽巖、泥巖、礫巖組成的一套陸、海相沉積建造，第三系巖性相對次之，主要在向斜低洼地帶分布，巨型走滑斷裂呈北西向展布，是該區最重要的構造單元，大斷裂比較發育，主要呈東西向展布，受深大斷裂因素影響，為深源物質向上部運移提供了通道。在新生界地層中Cu、Pb、Zn、Sr、Ag、Ba 等金屬元素表現出高背景值分布的特點；礦區分布在向斜東部區域，呈近東西向的軸向展布，表現出向東仰起，向西部逐漸變寬，逐漸散開的特點，元古界長城系是礦區出露的最主要地層，其次有中生界侏羅系地層出露，再次發育白堊系以及新生界古近系地層和新近系地層，烏拉根組在向斜的兩翼部位分布，主要出露第一、二巖性段，向斜南翼向329°～339°方向傾斜，地層傾角59°～74°，局部位置有明顯的倒轉。次級背斜以及倒轉背斜在向斜當中十分發育，造成北側地層出現大量褶曲，表現為箱狀構造特點，階梯狀同生的斷裂構造在南北兩側翼部較為發育。

2.3 礦體地質特征

2.3.1 礦體特征

向斜兩翼是礦化帶及礦體主要分布部位，軸向呈東西向，分為北翼以及南翼，北翼被稱之為北礦帶，南翼被稱之為南礦帶。近年來，隨著地質研究工作的不斷推進，針對礦區實施鉆孔14 個，其中針對南部礦帶施工了10 個鉆孔，北部礦帶施工了4個鉆孔，核部施工1 個鉆孔，在礦區共圈出9 條礦體，I、II、Ⅲ、IV 號礦體分布在南礦帶，北礦帶中圈出的礦體主要包括I1、I2、II1、II2、Ⅲ號，I、II、Ⅲ號是南礦帶的主礦體。Ⅰ號礦體在南礦帶主要分布于47 號線～16 號線，礦體在兩端部位呈現較淺的埋深，而中部地帶呈現較深的埋深，同生角礫巖（天青石化）是重要的賦礦圍巖，含礫砂巖以及礦體分布于下部達兩千米的長度，平均厚度11m，鉛平均品位0.59%，鋅平均品位2.62%。礦體呈309°～349°方向產出，傾角為44°～69°。Ⅱ號礦體分布于39 號線～72 號線之間，礦體兩端出露于地表。灰色含礫砂巖是主要的賦礦圍巖，礦體長約3km，平均厚度在7.0m 左右，鉛平均品位0.48%，鋅平均品位2.98%，向329°～353°方向傾斜，傾角處于40°～70°。Ⅲ號礦體分布在14 號線～0 號線，礦體形態整體呈楔狀，灰色含礫砂巖是主要的賦礦圍巖，礦體長約600m，平均厚度19.0m，鉛平均品位0.26，鋅平均品位3.00%。礦體呈329°～338°方向傾斜，傾角53°～60°。北礦帶Ⅰ1 號礦體，主要在23 號線～55 號線分布，礦體呈梯形埋深，灰色含礫砂巖是主要的賦礦圍巖，礦體長約1km，平均厚度4.51m。鉛平均品位0.22%，鋅平均品位2.00%，礦體呈189°～259°方向傾斜，傾角54°～72°。灰色含礫砂巖是Ⅱ1 號礦體主要的賦礦圍巖，處于1km 的長度范圍，達到7.00m的厚度水平，鉛平均品位在1.39%，鋅平均品位2.00%，傾向199°～229°，傾角51°～60°。Ⅰ2 號礦體分布在2 號線～7號線，白云巖（天青石化）是主要的賦礦圍巖，同生角礫巖分布于上部，砂礫巖與含礫砂巖分布于下部，礦體長度達499m，平均厚度5.7cm，鉛平均品位0.20%，鋅平均品位44.70%。礦體呈209°方向傾斜，傾角約50°。II2 號礦體分布于2 號線～15 號線，含礫砂巖（灰色）是主要的賦礦圍巖，礦體長約799m，平均處于5.00m 的厚度水平，鉛平均品位0.40%，鋅平均品位3.00%。礦體呈119°～219°方向傾斜，傾角為70°～79°。Ⅲ號礦體主要分布在0 號線～8 號線，灰色含礫砂巖是主要的賦礦圍巖，達170m 長，平均厚度10.11m，鉛平均品位0.40%，鋅平均品位0.30%。礦體呈119°～229°方向傾斜，傾角50°～63°。

2.4 礦石質量

氧化礦石是淺地表的主要礦物成分，硫化礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦、菱鋅礦、褐鐵礦和黃鉀鐵礬。原生鉛鋅礦分布于深度較大部位，其他礦物有黃鐵礦、黃銅礦以及少量毒砂。綜合各種礦石礦物分析，其有益元素主要為鉛、鋅、銅，砷為有害元素。

2.5 礦石結構、構造

氧化礦石結構主要為纖維狀結構及晶粒結構，構造表現為粉末狀以及土狀構造特點，同時還有多孔狀構造以及皮殼狀構造。原生礦石結構主要為結晶結構，另有呈圓球狀、結核狀以及膠狀結構特點，構造主要為草莓狀，條紋狀以及浸染狀和層紋、條帶狀等特征。

2.6 礦物生成順序

礦產資源的產出主要受時間因素影響，在不同時期內能夠形成不同類型的礦產資源，其中新疆喀什凹陷巴什布拉克地區主要受盆地環境影響，其礦體的主要排列結構呈現層狀或者似層狀，基本和圍巖地層的產狀平行。區域內的礦化類型主要包含上表層的含砂礫的碳酸巖型礦化巖層，和下表層的單結構砂礫巖層，在兩者之間很少有明顯的脈狀穿插，表明該區域內的主要成礦特征，對礦物的生成順序進行區分，以北部礦區的縱向解剖圖為例展示生成順序，具體如圖2 所示。

圖2 礦區縱向解剖圖

根據圖中內容所示，該礦床的主要礦體受地質遷移的影響作用較大，基本呈現向下方傾斜的控制，產生向兩側的兩翼結構，根據中間的向心軸位置，可以明顯的分出南北兩個礦化帶。其中南礦帶的主要延展方向自北向西南展布，呈現向北傾斜轉換，在上下裸露的區域內形成平行的兩層礦體，平均礦石品位為0.89%的鉛和0.69%的鋅。北部礦帶的主要走向呈東南展布，礦體主要產自于第5 巖性段的白色砂巖，礦體產狀基本和地層產狀一致，礦石品位差異不大。

2.7 礦石蝕變特征

根據開采區域的地質特征，在原始礦石的產出結構中可以看出不同礦石的類別，根據不同地質年代不同區域沉積礦石的蝕變特征，可以明顯觀察到礦石受到不一致的浸染和侵蝕的狀態。按照塊狀礦石的結構特征將其區分成砂巖、角礫巖、砂礫巖三種，利用顯微鏡觀察可以看出脈狀礦石中的原生硫化物質的賦存狀態，能夠形成適合自身生長的形狀。在角礫巖石中主要的硫化物會呈現膠狀的形態，直接充實在礦物巖石的裂縫中，底部區域內會自行沿斷裂帶發育生長。砂礫巖石中的碎屑物質主要為方解石和硅質，在含量小于10%的巖屑組成中，主要表現為鈣質膠結。受到浸染的巖石主要存在于第五段位內的白色砂礫巖石中，在鏡下可以觀測到不同類型的方鉛礦和閃鋅礦，以交代巖石中鈣質的膠結物為主，總體的礦化蝕變表現為后生作用的交代蝕變。

2.8 圍巖蝕變

礦化圍巖蝕變主要表現為褐鐵礦化、碳酸鹽化、黃鐵礦化，以及天青石化，同時還有綠泥石化以及綠簾石化等圍巖蝕變。

2.9 巖石與地球化學特征

區域內出現的地層主要為中新生代地層，通過對地層巖石地球化學特征進行總結分析，能夠對地層含礦性進行歸納和梳理，指明找礦方向。按照地層出露順序分為三個階段：早元古時期受區域變質作業影響形成結晶基底，形成的巖石主要為黑云母片巖和鈣質片巖，石炭系該區域主要為淺海盆地，該時期形成了巖層的分層區間。在由下而上的接觸面中形成了具有開采價值的含礦層，第一巖性段的砂礫巖和灰色砂巖，可進一步細分為三到五個巖層，其次是與斷層接觸的含礦層，由較發育的片化理碳酸鹽巖組成，主要為黑色的厚層狀結晶碎屑灰巖。泥盆系和石炭系是區內有色金屬礦產主要的賦存部位。另外，在煤層和生油層中也會出現少量的膏巖層結構，影響著區內各類金屬礦產的分布。

3 找礦標志

①有利的區域構造位置：東西向和北西向區域構造交匯部位是成礦有利的構造部位。②特定的賦礦層位和巖性組合：古近系古新統烏拉根組第一巖性段和烏拉根組第二巖性段，近地表有強天青石化、褐鐵礦化、硅化及黃鐵礦化。③含礦地層的元素組合濃集部位。Pb-Zn-Ag-Cd-Sr。④地球物理特征：礦體位于東西向和北西向重力梯度帶的交匯部位，礦（化）體部位顯示低阻、高極化，與圍巖有明顯差異，異常界線清晰。經部分地段勘查證實：鉛鋅礦不僅在天青石化同生角礫巖中富存，還在其下部含礫砂巖層中展布，由突變成漸變，其礦化層延深穩定，是富鋅的主要層位。

4 結語

本文在借閱前人的文獻基礎上，對新疆喀什凹陷的巴什布拉克地區的礦床成礦作用和找礦方向，進行了初步研究和分析總結。根據現有的結論可知在不同的地質歷史時期，形成了不同類型的礦產資源，總結出不同的找礦特征，為礦山的勘查開發提供了有益的借鑒。但鑒于本人水平所限，文中僅對地表的碎屑巖含礦特征進行了探討和總結，對礦石的結構構造、礦石的類型及品級、礦石的加工技術性能、水文地質條件、工程地質條件、環境地質條件等還需進一步通過后續工作加以總結。另外，對巖性組合、構造樣式較為復雜的礦區開展找礦標志、成礦規律專題研究十分必要，同時采用深部工程驗證，為礦床的深入研究及拓寬找礦思路提供新的理論支持。