新疆西昆仑晚霞山铅锌矿地质特征及找矿标志

周晓颖，屈李华，赵芳

(新疆吾尔自治区地质矿产勘查开发局地球物理化学探矿大队，新疆 昌吉 831100)

特提斯成矿带既是全球3大成矿带之一，又是世界上MVT铅锌矿最富集的地域。其中，世界上排名前三的伊朗的Mehdiabad、中国的金顶和火烧云铅锌矿床均在此带上；巨量的铅锌金属富集，反映特提斯域具有得天独厚形成MVT矿床的地质条件[1]。近年来，在青藏高原喀喇昆仑地区相继发现甜水海、多宝山、赤谷、天柱山、晚霞山、火烧云等铅锌矿，火烧云铅锌矿床资源量已达1 600×104t。本区的勘查程度并不高，仍有大量勘查程度低的地区和找矿“空白区”，寻找铅锌矿床的潜力巨大。通过对晚霞山铅锌矿床地质特征的分析，总结了研究区的矿床成因，归纳了铅锌矿找矿标志，其研究成果对于区域铅锌矿的形成机理及进一步的矿产勘查具一定指导意义。

1 区域地质背景

矿区位于青藏高原北缘的喀喇昆仑地区，大地构造属于羌塘-三江造山系甜水海微地块之神仙湾晚古生代边缘裂陷带(图1-a)，成矿带属于喀喇昆仑-三江成矿省林济塘Fe-Cu-Pb-Zn-Au-Mo-石膏矿带[2-5]。古生代时期西昆仑褶皱带为大陆边缘的海沟、弧盆系统。寒武—石炭系中有铜、铅、锌、金、银、铁等成矿元素富集，某些地层中含生物碎屑岩和含碳岩系及碳酸盐岩系。中生代早期西昆仑进入以断块抬升运动为主的活动阶段，西昆仑山体向NE推覆，天山山体向SW挤压，形成叠瓦式构造，为地层的物质交换和成矿提供了有利的构造条件[6-7]。

区域上出露侏罗系、白垩系、古近系、新近系和第四系。目前发现的矿产主要赋存于陆棚海相碳酸盐岩-碎屑岩建造中，分别为侏罗系龙山组岩溶砾岩、生物碎屑灰岩、细晶灰岩；白垩系铁隆滩组砂砾岩组的松散含砾不等粒岩屑砂岩、灰质砾岩。区内断裂构造发育，走向以NS向和NW向为主。主要的区域性大断裂有中部乔尔天山-岔路口断裂、北部大红柳滩-郭札错断裂、南部龙木措-双湖断裂，断裂规模大、切割深。断裂之间发育平行断裂和配套断裂，使盆地基底和盖层以大小不等的断块形式存在，是深源成矿物质的运移通道，为成矿物质的交换、聚集、储集成矿提供条件，对矿床的形成起积极作用，区内侵入岩不发育，火山活动较弱(图1-b)[8-9]。

2 矿区地质背景

2.1 地质

矿区出露侏罗系龙山组和白垩系铁隆滩群，主要为一套浅海相碳酸盐岩-碎屑岩建造。龙山组为主要的赋矿层位，可分为上下两个岩性段，第一岩性段以灰白色-紫红色复成分砾岩夹含砾钙质岩屑砂岩、钙质砂岩为主。砂岩段总体呈紫红色，局部灰色-灰绿色，砾岩中砾石成分复杂，分选一般，砂岩结构和成分成熟度均较低，总体特征反映为炎热、干燥环境下的陆相河流沉积；第二岩性段为灰岩段，为一套浅海碳酸盐岩建造。该段岩性以泥晶灰岩、细晶灰岩、砂屑灰岩为主，局部可见礁灰岩，应为浅海高能碳酸盐台地相沉积。顶部灰岩段局部夹石膏层，具泻湖相沉积特征。矿体受地层岩性控制明显，矿体主要赋存于第二岩性段灰岩下部，含矿层位稳定，矿体呈层状、似层状产出。矿层较稳定，在地表延伸较长，细晶灰岩为主要的含矿岩层。矿区构造、岩浆岩不发育(图2)。

图1 晚霞山铅锌矿区域地质图Fig.1 Regional geological map of the Wanxiashan lead-zinc deposit

2.2 矿区物探特征

矿床评价初期做过CSAMT剖面测量工作，资料显示，电性参数测量铅锌矿石反映为中阻，围岩反映中高阻。结合火烧云矿区物探剖面，该区CSAMT的中高阻异常反映龙山组灰岩段，但CSAMT异常并未反映矿体的具体赋存位置。晚霞山矿区的矿体相比火烧云矿区矿体较小，且多为细脉-网脉状，CSAMT异常对矿体反映差，从而推断晚霞山工区CSAMT异常特征并不能反映深部矿体的赋存位置，而火烧云矿区重力异常明显，矿体部位具明显的剩余重力异常和布格重力异常，对矿体赋存位置具较好的指示作用。综上所述，晚霞山矿区CSAMT中高阻异常虽然可以指示赋矿地层，但不能直接指示矿体的赋存位置，重力异常是矿区找矿的主要标志之一。

2.3 矿区化探特征

矿区评价初期进行过土壤测量工作，结果显示：该区处于HS-83铅锌综合异常中。

2.3.1 综合异常特征

矿区位于铅、锌、银元素为主的乙3类综合异常中。异常内铅元素显示出较好的三级浓度分带，各元素异常套合程度较好，其中铅元素极大值为19 020×10-6，含量大于1 000×10-6的区域多达6个(表1)。异常主要分布于侏罗系龙山组和白垩系铁隆滩群的接触带靠龙山组一侧，局部被第四系覆盖。大比例化探结果反映各元素呈EW向条带分布，该异常形态与地层走向一致。铅元素在矿区西部富集程度较强，具一定规律性，推断此富集趋势受控于地层因素。

图2 晚霞山铅锌矿矿区地质图Fig.2 Geological map of the Wanxiashan lead-zinc deposit

2.3.2 元素组合特征

R型聚类分析图反映元素分为两组，Sn和W元素相关系数最大，为0.909，元素耦合度高，As和Au元素相关系数为0.792 1，元素耦合度较高，其余元素相关系数均低于0.5水平，表现为不相关(图3)。

通过对矿区元素分布特征及相关性研究，元素共生组合规律总结如下：①Cu，Ag，Pb，Mo，Bi元素为一套中温、中-高温亲铜元素组合，反映了地质作用的多期性和复杂性，即与地层改造有关，又与后期成矿热液侵入有关；②W和Sn元素组合为一套中-高温元素组合，在区内多沿地层接触带两侧分布，与地层走向一致，局部呈峰值；③As和Au元素为矿区南部主成矿元素之一，在区内集中分布，呈带状分布。

3 矿床特征

3.1 矿体特征

矿区矿体呈EW向展布，赋存于侏罗系龙山组中，矿体受EW向地层和构造裂隙带双重控制。层间裂隙及灰岩与底砾岩接触部位既是铅锌元素富集成矿最理想的场所，也是本区寻找铅锌富矿体的重要标志之一。矿体呈似层状、层状产出。据矿体产出空间位置及工程揭露控制情况，在矿区西部矿段共圈定出18条矿体，区内具代表性的矿体特征为：矿体L1是矿区主矿体，分布在59-63勘探线之间，矿体赋存在中侏罗系龙山组第二岩性段的细晶灰岩段，顶板为粉砂岩、泥质粉砂岩，底板砾岩，矿体长440 m，宽为7.36～13.85 m，平均7.84 m，厚度从东至西逐渐减小，走向约172°，倾向42°，总体形态呈近水平规则层状，矿体无分叉交叉现象(图2)。

图3 晚霞山铅锌矿“R”型聚类分析Fig.3“R”cluster analysis of the Wanxiashan lead-zinc deposit

表1 晚霞山一带1∶1万地球化学铅元素参数统计Table 1 Parametric statistical table of Pb in Wanxiashan area

图4 矿石显微结构Fig.4 The microscale textures of ore mineral

3.2 矿石特征

矿石矿物主要为方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿、铜蓝等。脉石矿物主要为白云石、石英、绿帘石、方解石等。

方铅矿铅灰色，它形不规则粒状，局部半自形粒状，粒径主要为0.05～0.5 mm，少数自形程度较高的方铅矿粒径可达0.8 mm。在矿石中分布不均匀，含量为0.5%～6%，局部达10%。主要呈浸染状、条带状分布在方解石-石英条带中，或沿岩石裂隙呈带状分布，或沿闪锌矿晶粒裂隙交代分布，少数呈微脉状分布于闪锌矿晶粒内(图4)。局部见少量方铅矿伴随黄铜矿分布。

闪锌矿浅棕褐色，透明-半透明，它形粒状集合体。由于闪锌矿中含一定量的铁，使反射色呈深灰色。矿物粒径多为0.02～1.6 mm。含量分布具不均匀性，为1%～5%。闪锌矿主要呈浸染状、不规则脉状、条带状，顺层分布于方解石-石英条带中(图4)。

黄铁矿浅铜黄色，主要呈自形立方体状，粒径一般为0.01～0.5 mm，少量达1 mm。主要呈浸染状、条带状分布于方解石-石英条带中，部分分布在原岩为粗粉砂的条带中，少量在绿泥石为主的原泥质条带中，亦有少量分布于铅锌矿脉条带中(图4)。

白云石白色-浅白色，主要呈粒状。粒径多为0.05～0.5 mm，少数达0.8 mm，风化后呈褐色，玻璃光泽。

方解石有两种产出形态。①粒状方解石，自形-它形粒状、楔状、不规则状，粒径为0.05～2 mm，呈条带状、脉状、团块状、填隙状分布，局部浸染于绿帘石团块、石英、金属矿物间。②脉状方解石，脉宽0.2～4 mm，脉内方解石粒度为0.1 mm×0.5 mm～0.5 mm×2 mm，呈板状、脉状顺层或斜切层分布(图 4)。

3.3 矿石组构

矿石结构主要为半自形-它形粒状结构。方铅矿呈半自形、它形晶粒状，常与闪锌矿相间分布在脉石矿物之间，或与黄铜矿以直线方式连生在一起。闪锌矿呈它形不规则粒状，其中包含细粒的黄铜矿。矿石构造主要以浸染状构造、星点浸染状为主，局部见块状构造。

3.4 围岩蚀变特征

矿区围岩蚀变主要为硅化、孔雀石化、碳酸盐化、白云岩化、褐铁矿化等。灰色砾岩夹层中及两侧见孔雀石化、褐铁矿化；角砾岩、复成分砾岩中见褐铁矿化、方铅矿化蚀变。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

综上所述，该矿床明显受地层和岩性控制。矿体赋存于侏罗系龙山组灰白色细晶灰岩中，顶板为粉砂岩、泥质粉砂岩，底板砾岩，矿体层位稳定，呈似层状、层状，具层控特征。矿石成分中原生矿物以铅灰色方铅矿为主，浅粽色闪锌矿次之，方铅矿与方解石共生，并表现出矿物间穿插、包裹现象。其中黄铁矿、方解石等矿物组合特征反映是中低温条件下的产物。晚霞山矿区内缺少岩浆活动，矿床具简单的铅锌金属组合，碳酸盐岩容矿，原生硫化物赋存在灰岩中，呈交代或开放空间充填的矿化特征。初步认为深部的含矿热液、卤水沿断裂不断向上运移并持续地对地层中成矿元素进行萃取，上升至表层并与地表水混合，随着成矿物理化学条件的变化在岩石孔隙、裂隙等构造地段富集成矿，形成矿体与围岩界线基本清楚的现象。将晚霞山铅锌矿床与密西西比河谷型铅锌矿矿床进行对比，矿床具简单的铅锌金属组合，碳酸盐岩容矿，原生硫化物赋存在灰岩中，呈交代或开放空间充填的矿化等特征，这些均与MVT矿床矿化特征一致，原生矿床应为MVT矿床。推断晚霞山铅锌矿具MVT型铅锌矿矿床特征[11-13]，属于碳酸盐岩-层控型热液矿床。

4.2 找矿标志

4.2.1 层位标志

矿区内铅锌矿体赋存于中侏罗统龙山组灰岩段下部。区域上火烧云铅锌矿、甜水海铅锌矿等矿床亦产于此层位，推断中侏罗统龙山组灰岩段可作为找矿的地层层位标志。同时，区域上龙山组灰岩段下部的红褐色砂砾岩段在地表具明显的标志性色调和地貌特征，易于识别追踪。

4.2.2 围岩蚀变标志

矿床围岩蚀变总体较弱且类型简单，主要为褐铁矿化、黄铁矿化、硅化、方解石化、孔雀石化、绢云母化等。其中，孔雀石化、黄铁矿化较强且与矿化富集关系密切。区内赋矿地层发育细脉状、网脉状孔雀石化，铅锌矿化的交代现象，反映热液交代特征。由此可见，矿区内的孔雀石化应是深部含矿热液持续交代产物，是本区找矿的主要标志。

4.2.3 化探异常标志

矿区异常带元素为铅、锌、金，呈椭圆状、线性延伸。其中，直接反映矿化信息的元素为铅、锌，化探异常与矿体套合较好，是本区铅锌矿找矿的有利地段。

4.2.4 物探异常标志

矿区CSAMT电阻率表现为中阻特征，但此异常不能直接用于找矿，应结合重力异常作为本区物探找矿标志。

5 结论

通过对晚霞山矿区域成矿地质背景、矿区及矿床地质特征的分析，总结了该矿床的矿床成因，归纳了地层、岩性组合、围岩蚀变、地球化学异常及地球物理异常等找矿标志，对该区进一步找矿工作提供了一定的指导意义。