喀喇昆侖火燒云超大型噴流-沉積成因碳酸鹽型Pb-Zn礦的發(fā)現(xiàn)及區(qū)域成礦學(xué)意義

董連慧，徐興旺，范廷賓，屈迅，李昊，4，萬建領(lǐng)，安海濤，周剛，李基宏，陳剛，劉川

（1.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，新疆 烏魯木齊 830000；2.中國科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究重點(diǎn)實驗室，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京 100029；3.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第八地質(zhì)大隊，新疆 阿克蘇 843000；4.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049）

喀喇昆侖火燒云超大型噴流-沉積成因碳酸鹽型Pb-Zn礦的發(fā)現(xiàn)及區(qū)域成礦學(xué)意義

董連慧1，2，徐興旺2，范廷賓3，屈迅1，李昊2，4，萬建領(lǐng)3，安海濤3，周剛1，李基宏1，陳剛1，劉川3

（1.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，新疆 烏魯木齊 830000；2.中國科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究重點(diǎn)實驗室，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京 100029；3.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第八地質(zhì)大隊，新疆 阿克蘇 843000；4.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049）

新疆和田火燒云Pb-Zn礦床是喀喇昆侖地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的一個超大型碳酸鹽型Pb-Zn礦床，產(chǎn)于中侏羅統(tǒng)龍山組灰?guī)r中。礦體呈層狀產(chǎn)出，與地層產(chǎn)狀一致，主要由菱鋅礦與白鉛礦組成，礦石類型以紋層狀、塊狀、角礫狀及交代蝕變成因為主。礦體發(fā)育沉積超覆構(gòu)造、韻律層理、粒序?qū)永怼Ⅴb粒結(jié)構(gòu)等典型的沉積結(jié)構(gòu)與構(gòu)造。礦石與圍巖方解石的C，O同位素分析結(jié)果顯示：菱鋅礦與圍巖方解石的C，O同位素組成相近（其δ13CPDB主要分布在0.78%～3.72‰，δ18OSMOW主要分布在21.71‰～24.87‰），C，O來源主要為海水；白鉛礦δ13CPDB=-7.28～1.19‰，δ18OSMOW= 10.78‰～16.81‰，C，O來源為巖漿熱液與海水混合流體。礦區(qū)菱鋅礦與白鉛礦的C，O同位素組成與表生氧化帶中的碳酸鹽型Pb-Zn礦不同。火燒云鉛鋅礦床閃鋅礦Rb-Sr等時線年齡為（186±6）Ma，多寶山鉛鋅礦床的成礦年齡與火燒云一致?；馃芇b-Zn礦床具原生層控特征，為噴流-沉積成因，是SEDEX型Pb-Zn礦床的新類型?；馃铺妓釒r型Pb-Zn礦的發(fā)現(xiàn)是Pb-Zn礦床成因研究的重要進(jìn)展，表明喀喇昆侖乃至藏北地區(qū)相應(yīng)構(gòu)造層位具尋找同類型鉛鋅礦床潛力。

火燒云；碳酸鹽型Pb-Zn礦；C，O同位素；Rb-Sr等時線年齡；噴流-沉積成因

特提斯成礦帶是全球3大成礦帶之一，帶內(nèi)發(fā)育世界級規(guī)模的巨型斑巖型銅礦帶，如岡底斯銅礦帶、Chagai銅礦帶、Sahand-Bazman銅礦帶等［1-11］。該帶也是一條世界級鉛鋅礦帶，自西向東依次為Taurus鉛鋅礦帶（土耳其）、Sanandaj-Sirjan鉛鋅礦帶（伊朗）、Lasbela-Khuzdar鉛鋅礦帶（巴基斯坦）、藏北鉛鋅礦帶（中國）和“三江”鉛鋅礦帶（中國-緬甸-老撾）（圖1）［12，13，15-22］，在中國境內(nèi)的三江鉛鋅成礦帶發(fā)育有全國最大、控制儲量達(dá)1 500×104t的金頂鉛鋅礦床［23］。近年來，新疆地礦局等單位在我國境內(nèi)喀喇昆侖地區(qū)相繼發(fā)現(xiàn)落石溝、寶塔山、長山嶺、多寶山、天神、天神北、駝峰嶺、雞冠石、火燒云、甜水海等鉛鋅礦。其中，位于新疆和田的火燒云Pb-Zn礦床資源量已超過1 600×104t，為超大型原生層控碳酸鹽型Pb-Zn礦床。本文報道火燒云鉛鋅礦床的特征，對其成因機(jī)制及區(qū)域成礦學(xué)意義進(jìn)行探討。

圖1 特提斯鉛鋅成礦帶空間展布（a）及在青藏高原的分布（b）Fig.1 Spatial distribution of Pb-Zn metallogenic belt in the Tethyan（a）and Tibetan plateau（b）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

火燒云鉛鋅礦位于青藏高原北緣喀喇昆侖地區(qū)（圖1），大地構(gòu)造位置為羌塘-三江造山系甜水海地塊之喬爾天山-林濟(jì)塘中生代前陸盆地。成礦帶處在喀拉昆侖-三江成礦省林濟(jì)塘Fe-Cu-Au-RM-石膏礦帶內(nèi)，北東部以喬爾天山-岔路口斷裂為界，與慕士塔格-阿克賽欽陸緣盆地毗鄰（圖2-a）［24］，區(qū)域上廣泛出露新生代、中生代及古生代地層，其中侏羅紀(jì)為主要賦礦地層（圖2-a），侏羅紀(jì)至古近紀(jì)屬夾火山巖含石膏碳酸鹽巖建造，新近紀(jì)隆起為陸［25，26］。該區(qū)域褶皺構(gòu)造以緊閉型為主，斷裂構(gòu)造發(fā)育，沿喬爾天山-岔路口斷裂及兩側(cè)次級斷裂形成新疆富集程度和規(guī)模最大的鉛鋅礦富集區(qū)［27，28］。區(qū)域內(nèi)侵入巖不甚發(fā)育，火山活動較弱（圖2-a）。

2 礦區(qū)地質(zhì)

火燒云鉛鋅礦賦礦地層為中侏羅統(tǒng)龍山組（圖2-b），主要為一套淺海相碳酸鹽巖沉積，局部夾火山巖、碎屑巖、石膏層。龍山組可劃分為上下兩個巖性段，第一巖性段為灰紫、褐灰色中厚層狀砂礫巖；第二巖性段為灰、深灰、褐紅色薄-中厚層狀灰?guī)r，局部夾灰紫色杏仁狀玄武巖、英安巖。區(qū)域上，與其相鄰地區(qū)的同一地層含Pteromorphia genet sp.，Montlivaltiasp.，Virgatosphinctessp.等化石??1∶25萬溫泉幅（I44C002001）、松西幅（I44C002002）區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告，2005。礦區(qū)內(nèi)還發(fā)育上三疊統(tǒng)克勒清河群砂巖層，與中侏羅統(tǒng)為角度不整合接觸。礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，與成礦關(guān)系密切。礦區(qū)內(nèi)侵入巖不甚發(fā)育，火山活動較弱（圖2-b）。

3 礦床地質(zhì)特征

目前火燒云鉛鋅礦礦區(qū)內(nèi)共圈定6個礦體，地表圈定3個礦體，深部圈定多個盲礦體，鉛與鋅估算資源量超1 600×104t（已達(dá)到超大型規(guī)模），其中鉛約300×104t，鋅1 300×104t，最重要的Ⅴ號礦體南北長大于1 400 m，東西寬650 m，平均厚12.76 m，鋅平均品位23.58%，鉛平均品位5.63%，單礦體鉛加鋅資源量1400×104t，約占礦區(qū)總量的93%。礦床圍巖以灰白色白云質(zhì)灰?guī)r為主，傾向NE，傾角多為20°。

圖2 新疆和田縣火燒云鉛鋅礦區(qū)域地質(zhì)圖（a）與礦區(qū)地質(zhì)圖（b）Fig.2 Regional（a）and district（b）geological maps of the Huoshaoyun Pb-Zn deposit in Hetian County，Xinjiang

3.1 礦石特征

火燒云礦區(qū)礦石礦物以菱鋅礦、白鉛礦為主，并發(fā)育少量的鉛鋅硫化物（以方鉛礦為主）等，脈石礦物主要為方解石，偶見凝灰?guī)r。菱鋅礦呈多種顏色（紅棕、棕、橙黃、無色等），與Fe，Mn含量相關(guān)，主要發(fā)育塊狀、紋層狀、角礫狀及交代蝕變成因構(gòu)造。白鉛礦主要為白色，晶形為自形或它形，以紋層狀、塊狀、角礫狀構(gòu)造為主。鉛鋅硫化物以方鉛礦為主，其中方鉛礦為鉛灰色，閃鋅礦為黑色，晶形為自形-它形，鉛鋅硫化物以紋層狀、塊狀、脈狀構(gòu)造為主。礦區(qū)礦石還具有微細(xì)紋層狀構(gòu)造、空穴蜂巢狀構(gòu)造，顯示沿張性空間貫入充填。據(jù)礦石構(gòu)造，礦區(qū)礦石主要分為以下4種類型：

層狀礦石包括單礦物紋層狀礦石與兩種礦物紋層構(gòu)成的紋層狀礦石2個亞類。兩種礦物的紋層狀型礦石為菱鋅礦與白鉛礦的交互層（圖3-a），是礦區(qū)的主要礦石類型；單礦物層狀礦石主要有方鉛礦層、菱鋅礦層（圖3-b，c）。紋層狀菱鋅礦單層厚度多為2～5 mm，以自形-它形微-細(xì)粒結(jié)構(gòu)為主，直徑多小于1 mm，紋層狀白鉛礦單層厚度多為2～3 mm，以微-細(xì)粒結(jié)構(gòu)為主，直徑多小于1 mm，紋層狀鉛鋅硫化物主要為微-細(xì)粒結(jié)構(gòu)，其單層厚度多為2～5 mm；

角礫狀礦石包括滑塌成因的角礫狀礦石和熱液成因的角礫狀礦石2個亞類?；梢虻慕堑[狀礦石中角礫成分主要為灰?guī)r、菱鋅礦，膠結(jié)物以砂泥質(zhì)成分為主（圖3-d）；熱液成因的角礫狀礦石中角礫成分以灰?guī)r、菱鋅礦、白鉛礦為主，膠結(jié)物以菱鋅礦為主（圖3-e）。角礫狀菱鋅礦、白鉛礦以自形-它形細(xì)粒結(jié)構(gòu)為主；

塊狀礦石包括塊狀菱鋅礦、葡萄狀菱鋅礦、塊狀白鉛礦、塊狀鉛鋅硫化物、脈狀方鉛礦5個亞類（圖3-f），塊狀菱鋅礦、白鉛礦、鉛鋅硫化物及脈狀鉛鋅硫化物以自形-它形微-細(xì)粒結(jié)構(gòu)為主，葡萄狀菱鋅礦以它形中粒結(jié)構(gòu)為主；

交代蝕變成因礦石以交代蝕變狀成因的菱鋅礦為主，為含礦流體交代灰?guī)r形成（圖3-g），以它形微-細(xì)粒為主；

圖3 火燒云Pb-Zn礦礦石照片F(xiàn)ig.3 Photographs of some typical ores from the Huoshaoyun Pb-Zn deposit

礦區(qū)礦石發(fā)育一些典型的沉積結(jié)構(gòu)與構(gòu)造：菱鋅礦層因Fe，Mn等含量不同引起成分差異，呈韻律構(gòu)造，韻律層厚約6 mm，單層厚度均為3 mm（圖3-h）；菱鋅礦層發(fā)育良好的粒序?qū)樱▓D3-i）；菱鋅礦與方解石交互生長形成同心環(huán)狀互層的鮞粒（圖3-j）。zk605（216.8 m）于灰?guī)r中發(fā)育2 cm厚近乎直立的鉛鋅硫化物細(xì)脈，由內(nèi)向外粒度逐漸變細(xì)（圖4-a，b），表現(xiàn)出定向生長結(jié)構(gòu)，為成礦熱液沉淀形成。

3.2 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)鉛鋅礦體沿一定層位呈層狀產(chǎn)出，呈近于水平膨大減薄或略舒緩波狀起伏的板狀、層狀、餅狀體產(chǎn)出（圖5-a）。礦體圍巖以白云質(zhì)灰?guī)r為主，局部礦體分布于角礫巖中，與其頂?shù)装寤規(guī)r接觸界線截然（圖5-b）。圍巖蝕變?nèi)跚椅g變類型簡單，主要為褐鐵礦化、碎裂巖化、黃鉀鐵礬化、方解石化、石膏化、高嶺土化。

據(jù)礦石構(gòu)造不同，火燒云礦區(qū)Pb-Zn礦體主要分為3種類型（圖5-a）：紋層狀碳酸鹽型Pb-Zn礦體、角礫狀與交代蝕變成因的碳酸鹽型Pb-Zn礦體、紋層狀碳酸鹽型Pb-Zn礦與脈狀Pb-Zn硫化物組成的復(fù)合型礦體，其中以紋層狀碳酸鹽型Pb-Zn礦體為主。其中復(fù)合型礦體又可分為3層（圖5-c）：下層紋層狀的菱鋅礦與白鉛礦礦體，局部發(fā)育有角礫狀的菱鋅礦與白鉛礦；中層紋層狀的菱鋅礦礦體，局部發(fā)育有角礫狀的菱鋅礦；上層脈狀的鉛鋅硫化物礦體。A-B-C聯(lián)合斷面圖中地表出露有Ⅰ號礦體，從地表向下依次發(fā)育有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ號礦體，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ號礦體周圍發(fā)育碎裂化的泥巖層，Ⅲ號、Ⅳ號礦體應(yīng)為同一層礦體。A-B斷面（NWW向）西段（19線-11線）角礫狀及交代蝕變成因礦體（Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ層）較為發(fā)育，中段（11線-3線）中、下部層位（Ⅲ層、Ⅴ層）角礫狀與交代蝕變成因的碳酸鹽型Pb-Zn礦向紋層狀碳酸鹽型Pb-Zn礦過渡，東段（Ⅳ、Ⅴ層）紋層狀礦體發(fā)育；B-C斷面（NNE向，4線）在地表（Ⅰ層）發(fā)育復(fù)合型礦體（圖5-a），其中層礦體中發(fā)育沉積超覆構(gòu)造（圖5-d），礦床中、下部紋層狀礦體（Ⅳ、Ⅴ層）較發(fā)育?；馃芇b-Zn礦床的形成分為3個階段（由早到晚），每兩個階段之間均發(fā)育有泥質(zhì)層，Pb-Zn硫化物以脈體的形式疊加于紋層狀菱鋅礦層上（圖5-b），局部硫化物脈體穿插于菱鋅礦礦體中：

圖5 火燒云Pb-Zn礦床礦體分布（a）及與圍巖接觸關(guān)系（b）和內(nèi)部構(gòu)造（c，d）Fig.5 Distribution of orebodies（a）with enlargements showing contact with wall rocks（b）and sedimentary structures（c and d）of the Huoshaoyun Pb-Zn deposit

階段Ⅰ是礦區(qū)的主成礦階段，為碳酸鹽型Pb-Zn礦階段，產(chǎn)出于礦區(qū)中、下部（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ層礦體）與表層礦體（Ⅰ層）的下部層位。主要發(fā)育碳酸鹽型Pb-Zn礦（菱鋅礦和白鉛礦），礦石類型包括紋層狀菱鋅礦與白鉛礦礦石（主體）、紋層狀菱鋅礦、角礫狀菱鋅礦與白鉛礦、塊狀菱鋅礦與白鉛礦、交代蝕變成因的菱鋅礦。此階段形成鉛鋅礦總量的95%，其中紋層狀礦石為80%，交代蝕變成因礦石為8%，角礫狀礦石占5%，塊狀礦石占2%；

階段Ⅱ此階段為碳酸鹽型鋅礦階段，分布在表層礦體（Ⅰ層）的中部層位。主要發(fā)育菱鋅礦，形成層狀、塊狀及角礫狀菱鋅礦，此階段形成鉛鋅礦總量的3%；

階段Ⅲ此階段為Pb-Zn硫化物階段，分布在表層礦體（Ⅰ層）的上部層位。主要發(fā)育Pb-Zn硫化物，以層狀與塊狀硫化物礦石為主，多發(fā)育硫磺與電氣石，此階段形成鉛鋅礦總量的4%。

其中，階段Ⅰ與階段Ⅱ是碳酸鹽型鉛鋅礦成礦階段，也是火燒云鉛鋅礦床主成礦階段，形成鉛鋅礦總量的98%，階段Ⅲ是鉛鋅硫化物成礦階段，形成鉛鋅礦總量的1%。

4 碳酸鹽的碳、氧同位素特征

對火燒云Pb-Zn礦床的23件樣品進(jìn)行了C，O同位素測試，其中包括4件圍巖方解石樣品、13件白鉛礦樣品、6件菱鋅礦樣品。碳、氧同位素測試于中科院地質(zhì)與地球物理研究所穩(wěn)定同位素地球化學(xué)實驗室完成，使用傳統(tǒng)的離線分析方法，測定使用儀器為MAT-253型氣體同位素質(zhì)譜儀。上述樣品經(jīng)表面清洗、晾干、破碎過篩，然后在雙目顯微鏡下挑選，粒度在60～80目，純度優(yōu)于99%，再將挑選出的單礦物在瑪瑙研缽中磨成200目粉末。測定樣品碳、氧同位素時，將約50 mg粉末樣品與無水磷酸在真空條件下反應(yīng)，反應(yīng)溫度25℃，恒溫48 h。分析測試結(jié)果用Ⅴ-PDB標(biāo)準(zhǔn)表示，測試精度優(yōu)于± 0.2‰，δ18OSMOW值據(jù)公式δ18OSMOW=1.030 91 δ18OPDB+30.91［29］換算獲得。測試結(jié)果見表1和圖6。

方解石樣品測試結(jié)果顯示其δ13CPDB=1.89‰～2.73‰，δ18OSMOW=23.92‰～24.57‰（表1），C，O同位素組成變化范圍較小，C，O同位素組成在δ-δ圖解中投點(diǎn)于海相碳酸鹽巖中（圖6）。菱鋅礦樣品的測試結(jié)果顯示δ13CPDB主要分布在0.78‰～3.72‰，δ18OS?MOW主要分布于21.71‰～24.87‰。其中有一點(diǎn)位于巖漿區(qū)范圍，其δ13CPDB=-1.544‰，δ18OSMOW= 10.402 107 37‰（表1），除此點(diǎn)外，C，O同位素組成變化較小，C，O同位素組成在δ13CPDB圖解中投點(diǎn)于海相碳酸鹽巖中，且有一點(diǎn)位于花崗巖范圍內(nèi)（圖6）。白鉛礦樣品的測試結(jié)果顯示δ13CPDB分布于-7.28‰～1.19‰，δ18OSMOW分布于10.78‰～16.81‰（表1），C，O同位素組成變化較大，C，O同位素組成在δ-δ圖解中投點(diǎn)于海相碳酸鹽巖與花崗巖之間（圖6）［30，31］。

世界上一些鉛鋅硫化物礦床表生氧化帶中的碳酸鹽型鉛鋅礦的C，O同位素組成見圖6，其菱鋅礦δ18OSMOW分布于25‰～31‰，δ13CPDB分布于-12‰～0‰（表1），在δ13CPDB圖解中投點(diǎn)于海相碳酸鹽巖、沉積有機(jī)物（圖6）；其白鉛礦δ18OSMOW分布于11‰～21‰，δ13CPDB分布于-21‰～-6‰（表1），在δ13CPDB圖解中投點(diǎn)于花崗巖、海相碳酸鹽巖與沉積有機(jī)物間（圖6）。其與火燒云鉛鋅礦C，O同位素組成明顯不同。

表1 火燒云鉛鋅礦床菱鋅礦、白鉛礦及圍巖方解石的碳、氧同位素測試結(jié)果Table 1 Carbon and oxygen isotope data of smithsonites，cerussites from the Huoshaoyun Pb-Zn deposit and calcite from the wall rocks

圖6 火燒云Pb-Zn礦C-O同位素圖解Fig.6 CarbonandoxygenisotopicdiagramoftheHuoshaoyunPb-Zndeposit

5 閃鋅礦Rb-Sr同位素測年

對火燒云鉛鋅礦床地表Ⅰ號礦體頂部Pb-Zn礦層5件閃鋅礦樣品（HSY-2、HSY-4、HSY-5、HSY-7、HSY-8）及多寶山鉛鋅礦床的1件閃鋅礦樣品（DBS）進(jìn)行了Rb，Sr同位素分析測試。Rb，Sr同位素測試于武漢地質(zhì)礦產(chǎn)研究所同位素地球化學(xué)研究室完成，測試使用儀器為熱電離質(zhì)譜儀MAT261。將己挑純的上述樣品閃鋅礦單礦物樣品放入超純水中用超聲波機(jī)清洗3～5遍，烘干備用。稱取適量閃鋅礦單礦物樣品，加入85Rb+84Sr混合稀釋劑，用適量王水溶解樣品，采用陽離子樹脂（Dowex50×8）交換法分離和純化Rb，Sr。使用熱電離質(zhì)譜儀MAT261分析Rb，Sr同位素組成，據(jù)同位素稀釋法計算試樣中的Rb，Sr含量及Sr同位素比值。在整個同位素分析過程中，用NBS987、NBS607和GBW04411標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分別對儀器和分析流程進(jìn)行監(jiān)控。NBS987的87Sr/86Sr同位素組成測定值為0.71021±0.000 08（2σ），與其證書值0.710 24± 0.000 26（2σ）在誤差范圍內(nèi)一致；NBS607的Rb，Sr含量與87Sr/86Sr分別為Rb=523.70×10-6，Sr= 65.49×10-6和87Sr/86Sr=1.200 46 ±0.000 06（2σ），與其證書值（523.90±1.01、65.485±0.30、1.200 39±0.000 20（2σ））在誤差范圍內(nèi)一致；GBW04411的Rb，Sr含量與87Sr/86Sr分別為Rb=249.70×10-6，Sr=158.50×10-6和87Sr/86Sr=0.759 86±0.000 07（2σ），與其證書值（249.47± 1.04、158.92±0.70、0.759 99± 0.000 20（2σ））在誤差范圍內(nèi)一致。同位素分析樣品制備的全過程均在超凈化實驗室內(nèi)完成，全流程Rb，Sr空白分別是0.1×10-9g和1.4×10-9g。

測試結(jié)果見表2。多寶山鉛鋅礦床的閃鋅礦Rb，Sr同位素測試結(jié)果在火燒云鉛鋅礦床閃鋅礦Rb-Sr等時線延伸線上（圖7）。測年結(jié)果為（186± 6）Ma?；馃沏U鋅礦的成礦年齡為（186±6）Ma，其成礦時代為早—中侏羅世。

6 礦床成因及區(qū)域成礦學(xué)意義

6.1 礦床成因類型

綜上所述，火燒云Pb-Zn礦床具如下特征：

（1）礦石礦物以菱鋅礦、白鉛礦為主，占鉛鋅礦總量的98%，礦石類型以層狀礦石為主，并以菱鋅礦與白鉛礦交互層最發(fā)育。菱鋅礦層發(fā)育韻律構(gòu)造，發(fā)育良好的粒序?qū)?，部分菱鋅礦礦石與方解石呈現(xiàn)出同心環(huán)狀交互層。鉛鋅硫化物含量較少，發(fā)育層狀礦石及沉淀成因的細(xì)脈狀礦石；

表2 火燒云及多寶山鉛鋅礦床閃鋅礦Rb-Sr同位素測試結(jié)果Table 2 Rb-Sr isotope data for sphalerites of Huoshaoyun and Duobaoshan Pb-Zn deposits

圖7 火燒云鉛鋅礦床閃鋅礦Rb-Sr等時線圖解Fig.7 Rb-Sr isochron diagram of sphalerites from the Huoshaoyun Pb-Zn deposit

（2）礦床以紋層狀碳酸鹽型Pb-Zn礦體最為發(fā)育，礦體圍巖以白云質(zhì)灰?guī)r為主，礦體產(chǎn)狀與灰?guī)r地層產(chǎn)狀一致，與其頂?shù)装寤規(guī)r接觸界線截然。紋層狀菱鋅礦礦體中發(fā)育沉積超覆構(gòu)造；

（3）樣品的C，O同位素測試結(jié)果表明圍巖方解石C，O同位素組成變化范圍較小，O同位素組成指示相對均一氧化的水的同位素組成及結(jié)晶過程中溫度的連續(xù)性，C同位素組成指示C源的單一性［32］，位于海相碳酸鹽巖區(qū)域（圖6），灰?guī)r的C，O來源為海水。菱鋅礦C，O同位素組成與方解石相近，菱鋅礦與方解石的C，O來源均為海水，但由于存在一點(diǎn)（樣品來自zk1103，深60 m）位于花崗巖區(qū)域（圖6），表明其部分為巖漿熱液來源。白鉛礦的C，O同位素組成變化范圍較大，且位于花崗巖與海相碳酸鹽巖間（圖6），指示了至少有兩種C源的存在［32］，其C，O來源為海水及巖漿熱液的混合流體?；馃沏U鋅礦賦存于龍山組灰?guī)r中，具同生特征，進(jìn)一步指示C，O來源與其賦存的龍山組灰?guī)r相近?；馃芇b-Zn礦床的C，O來源不止一種，其主要源于巖漿熱液與海水，表明金屬元素Pb，Zn可能部分來自深部的巖漿巖。火燒云礦區(qū)的菱鋅礦與白鉛礦的C，O同位素組成與世界上一些鉛鋅硫化物礦床表生氧化帶的碳酸鹽型礦石不一致（圖6），指示其C，O來源的差異。

（4）與火燒云礦區(qū)相鄰地區(qū)的同一地層含Pteromorphia genet sp.，Montlivaltiasp.，Virgatosphinctessp.等化石指示火燒云鉛鋅礦床賦礦地層在時代上為侏羅紀(jì)。火燒云礦床閃鋅礦Rb-Sr等時線年齡為（186±6）Ma，成礦時代為早—中侏羅世，與地層時代一致。多寶山鉛鋅礦床的閃鋅礦Rb，Sr同位素測試結(jié)果在火燒云鉛鋅礦床閃鋅礦Rb-Sr同位素等時線的延伸線上，指示多寶山礦床與火燒云礦床成礦時代的一致性。

上述特征顯示火燒云鉛鋅礦床具層控特征，為原生沉積成因的碳酸鹽型鉛鋅礦床。碳酸鹽型Pb-Zn礦是非硫化物鉛鋅礦的重要類型，于鉛鋅硫化物礦床的表生氧化帶中最為常見［33，34］，火燒云鉛鋅礦與世界上已報道的一些發(fā)育于硫化物型鉛鋅礦床的氧化帶中的碳酸鹽型鉛鋅礦不同［35-39］。zk605（216.8 m）出現(xiàn)2 cm厚近乎直立的鉛鋅硫化物細(xì)脈，可能為富鉛鋅硫化物熱液的運(yùn)移通道（圖4-a，b）?；馃沏U鋅礦床成礦物質(zhì)部分來自于巖漿熱液，將火燒云鉛鋅礦床與噴流-沉積成因硫化物型、硅酸鹽型鉛鋅礦床進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)其構(gòu)造背景、礦體形態(tài)、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造等特征與噴流-沉積成因硫化物型、硅酸鹽型的鉛鋅礦床相似（表3）?；馃频V區(qū)發(fā)育電氣石及石膏等噴流作用指示礦物，火燒云鉛鋅礦床礦體與圍巖界線截然，成礦時代與地層年代相近，說明其具同生成礦特征。上述特征表明，火燒云鉛鋅礦床具噴流-沉積特點(diǎn)。但火燒云鉛鋅礦床為碳酸鹽型鉛鋅礦床，是SEDEX型Pb-Zn礦床的新類型。

6.2 區(qū)域成礦模式與成礦學(xué)意義

在喀喇昆侖地區(qū)分布有火燒云（沉積成因碳酸鹽型Pb-Zn礦床）、落石溝（噴流-沉積型Pb-Zn硫化物礦床）、寶塔山（層控型Pb-Zn硫化物礦床）、多寶山（MVT型Pb-Zn礦床）、甜水海（碎屑巖型Pb-Zn硫化物礦床）等鉛鋅礦礦床，礦產(chǎn)資源豐富，成礦潛力巨大［27，28，48，49］。上述礦床均賦存于侏羅—白堊紀(jì)地層中，其中甜水海礦床圍巖為碎屑巖，其他礦床圍巖均為灰?guī)r。甜水海礦床發(fā)育于慕士塔格-阿克賽欽陸緣盆地Fe-Cu-Au-Pb-Zn-RM-Sn-Sb-白云母-寶玉石礦帶，其他礦床主要發(fā)育于林濟(jì)塘Fe-Cu-Au-Rm-石膏礦帶［24］。其為同一成礦系統(tǒng)不同構(gòu)造部位的產(chǎn)物（圖8）。

多寶山礦床與火燒云礦床成礦時代一致，可能標(biāo)志著其為同一階段成礦流體作用形成。喀喇昆侖地區(qū)硫化物型鉛鋅礦床與碳酸鹽型鉛鋅礦床的發(fā)育與同一階段的兩期成礦流體有關(guān)：火燒云礦床的形成主要與早期的貧S且富Pb，Zn的成礦流體相關(guān)，區(qū)域內(nèi)其他鉛鋅礦床的形成主要與晚期富S且富Pb，Zn的成礦流體有關(guān)（圖8）。在火燒云鉛鋅礦床成礦過程中，下滲海水萃取成礦物質(zhì)，形成富含金屬元素、礦化劑流體，巖漿巖為其提供巖漿熱液，在巖漿巖熱量驅(qū)動下，成礦流體沿喬爾天山-岔路口斷裂向上運(yùn)移，而次級斷裂F2則為流體的運(yùn)移提供向火燒云礦區(qū)運(yùn)移的通道（圖8）。成礦流體運(yùn)移至火燒云礦區(qū)，與富集CO32-的海水相互作用并沉淀形成火燒云鉛鋅礦體。在該區(qū)域硫化物型鉛鋅礦床成礦過程中，喬爾天山-岔路口斷裂為成礦流體提供了主要通道，沿此通道成礦流體于斷裂附近形成網(wǎng)脈狀鉛鋅礦發(fā)育的多寶山等鉛鋅礦床，次級斷裂F3為流體提供運(yùn)移通道至甜水海地區(qū)，形成甜水海鉛鋅礦床（圖8）。斷裂發(fā)育對該區(qū)域礦床形成具重要作用，表明具構(gòu)造控礦特征?？鰠^(qū)域礦床構(gòu)造控礦規(guī)律的相似性對于區(qū)域成礦研究具重要意義，深化了對于區(qū)域成礦的認(rèn)識，指導(dǎo)該區(qū)域找礦工作。

表3 火燒云Pb-Zn礦床與噴流-沉積成因的硫化物型、硅酸鹽型鉛鋅礦床特征對比Table 3 Comparsion of the Huoshaoyun carbonate Pb-Zn deposit with exhalative-sedimentary sulfide and silicate Pb-Zn deposit

上述成礦空間上發(fā)育于慕士塔格-阿克賽欽陸緣盆地Fe-Cu-Au-Pb-Zn-RM-Sn-Sb-白云母-寶玉石礦帶與林濟(jì)塘前陸盆地Fe-Cu-Au-Rm-石膏礦帶，表明成礦帶對于該區(qū)域找礦的指示意義；成礦地層主要為夾火山巖含石膏碳酸鹽巖建造，指示該區(qū)域成礦的海相環(huán)境及成礦專屬性；喀喇昆侖地區(qū)在侏羅—白堊紀(jì)發(fā)生大規(guī)模成礦作用，多寶山礦床與火燒云礦床成礦時代一致，表明該區(qū)域侏羅紀(jì)具較高成礦活動性。據(jù)此認(rèn)為，喀喇昆侖乃至藏北地區(qū)相應(yīng)構(gòu)造層位可能有類似成礦作用，發(fā)育同類型鉛鋅礦床，具巨大找礦潛力（圖8）。

7 結(jié)論

圖8 喀喇昆侖地區(qū)Pb-Zn成礦模式Fig.8 Regional Pb-Zn metallogenic model for the western Kunlun area

（1）新疆和田火燒云Pb-Zn礦床金屬資源量達(dá)1 600×104t以上，賦存于中侏羅統(tǒng)龍山組白云質(zhì)灰?guī)r中。礦體呈層狀產(chǎn)出，與地層產(chǎn)狀一致，主要由菱鋅礦與白鉛礦組成，碳酸鹽型鉛鋅礦占礦石總量的98%，礦石類型以紋層狀、塊狀、角礫狀及交代蝕變成因為主。為超大型原生沉積成因的碳酸鹽型鉛鋅礦床；

（2）火燒云鉛鋅礦的C，O同位素組成表明C，O來源為巖漿熱液與海水，表明其成礦物質(zhì)可能部分來自深部巖漿巖。火燒云鉛鋅礦床閃鋅礦Rb-Sr等時線年齡為（186±6）Ma，為早—中侏羅世，與地層年代相近。近乎直立的鉛鋅硫化物細(xì)脈，可能為富鉛鋅硫化物熱液的運(yùn)移通道?；馃沏U鋅礦床與噴流-沉積成因的硫化物型、硅酸鹽型鉛鋅礦相似?；馃频V床具噴流-沉積特點(diǎn)。成礦流體運(yùn)移至火燒云地區(qū)，發(fā)生噴流作用，與富集CO32-的海水相互作用并沉淀形成碳酸鹽型鉛鋅礦，為SEDEX型Pb-Zn礦床的新類型；

（3）火燒云Pb-Zn礦床的形成可以分為3個階段（由早到晚）：碳酸鹽型Pb-Zn礦階段；碳酸鹽型Zn礦階段；Pb-Zn硫化物階段。主成礦階段為碳酸鹽型Pb-Zn礦階段及碳酸鹽型Zn礦階段；

（4）喀喇昆侖區(qū)域礦床具構(gòu)造控礦的特征，火燒云沉積成因碳酸鹽型Pb-Zn礦床、多寶山MVT型Pb-Zn礦床、寶塔山層控型Pb-Zn硫化物礦床、落石溝噴流-沉積型Pb-Zn硫化物礦床及甜水海碎屑巖型Pb-Zn硫化物礦床是同一成礦系統(tǒng)不同構(gòu)造部位的產(chǎn)物，成礦作用可能主要發(fā)生于同一階段?；馃芇b-Zn礦床的發(fā)現(xiàn)是Pb-Zn礦床成因研究的重要進(jìn)展，指示喀喇昆侖乃至藏北地區(qū)相應(yīng)構(gòu)造層位具有尋找同類型礦床的潛力。

致謝：本文是新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第八地質(zhì)大隊火燒云Pb-Zn礦床發(fā)現(xiàn)與勘探基礎(chǔ)上的研究與總結(jié)，是集體勞動的結(jié)晶，在此向野外一線的工作人員表示致敬與感謝。

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Discovery of the Huoshaoyun Super-Large Exhalative-Sedimentary Carbonate Pb-Zn Deposit in the Western Kunlun Area and its Great Significance for Regional Metallogeny

Dong Lianhui1，2，F(xiàn)an Tingbin3，Zhou Gang1，Li Hao2，4，Liu Chuan3，Xu Xingwang
（1.Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development，Urumqi，Xinjiang，830000，China；2.Key LaboratoryofMineralResources，InstituteofGeologyandGeophysics，ChineseAcademyofSciences，Beijing，100029，China；3.No.8 Geological party，Xingjiang Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development，Akesu，Xinjiang，843000，China；4.University of Chinese Academy of Sciences，Beijing，100049，China）

The Huoshaoyun lead-zinc deposit in Hetian County，Xinjiang，is a newly-discovered super-large carbonate Pb-Zn deposit in the western Kunlun area，and present in limestones of the middle Jurassic Longshan Formation.The orebodies are present parallel to strata，mainly consisted of smithsonites and cerussites，and have four subtypes:laminated or banded，massive，breccia and metasomatic.The orebodies have some typical sedimentary structures，such as overlap unconfor-mity，rhythmic layering，graded bedding，and oolitic texture.Carbon and oxygen isotopic results show the following evidence:（1）smithsonites form the Huoshaoyun lead-zinc deposit have simil-ar carbon and oxygen isotopic composition to calcites from the wall rocks（δ13CPDB=0.78‰～3.72‰，δ18OSMOW=21.71‰～24.87‰），implying that they were derived from sea water；and（2）cerussites from the Huoshaoyun lead-zinc deposit have distinct carbon and oxygen isotopic com-position withδ13CPDBof-7.28‰～1.19‰andδ18OSMOWof 10.78‰～16.81‰，suggesting that they were derived from mixtures of sea water and magmatic hydrothermal solution.The Huoshaoyun lead-zinc deposit has different carbon and oxygen isotope composition with worldwide carbonate Pb-Zn ores in supergene oxidation zones.The Huoshaoyun Pb-Zn deposit has a sphalerite Rb-Sr isochron age of 186±6Ma，possibly similar to the Duobaoshan Pb-Zn deposit.The Huoshaoyun Pb-Zn deposit is a primary strata-controlled deposit as a new type of SEDEX Pb-Zn deposits.The discovery of Huoshaoyun Pb-Zn deposit，as an important advance in the genetic research of Pb-Zn deposits，indicates that there is great potential for exploring similar carbonate Pb-Zn deposits in the western Kunlun area as well as the northern Tibetan area.

Huoshaoyun；Carbonate Lead-zinc deposit；Carbon and oxygen isotope；Rb-Sr isochron age；Exhalativesedimentary

1000-8845（2015）01-41-10

P618.42；P618.43

A

項目資助：新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局自籌資金項目（XGMB2013007）資助

2014-12-29；

2014-12-30；作者E-mail：tjdlh@263.net

董連慧（1956-），男，天津人，教授級高工，博士，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及科技管理工作

徐興旺（1966-），男，副研究員，主要從事構(gòu)造地質(zhì)、礦床地質(zhì)和流體構(gòu)造動力學(xué)研究，E-mail：xuxw@mail.iggcas.ac.cn