新疆北山地區(qū)清白山鉛鋅礦“三位一體” 勘查找礦地質(zhì)模型探討

趙同陽 鄭加行 韓瓊 孫耀峰 陳曄

摘? 要：新疆哈密市北山地區(qū)清白山鉛鋅礦位于中亞造山帶南緣北山增生造山帶內(nèi)，受古生代古亞洲洋俯沖、消減影響，產(chǎn)于造山帶內(nèi)古老塊體（薊縣紀(jì)蝕變大理巖）中的鉛鋅礦體受后期構(gòu)造-巖漿改造明顯，礦體形態(tài)復(fù)雜多樣。通過對礦區(qū)大比例尺構(gòu)造-巖性填圖，結(jié)合光薄片鑒定成果，基于成礦地質(zhì)體、成礦構(gòu)造與成礦結(jié)構(gòu)面、成礦作用特征標(biāo)志等因素，系統(tǒng)分析清白山鉛鋅礦控礦要素，建立清白山鉛鋅礦“三位一體”勘查找礦預(yù)測地質(zhì)模型，為后期礦區(qū)深部及外圍礦產(chǎn)勘查工作部署提供新的數(shù)據(jù)支撐。

關(guān)鍵詞：鉛鋅礦;三位一體勘查模型;清白山;北山

新疆哈密市清白山鉛鋅礦位于中亞造山帶南緣，伴隨古亞洲洋的消亡，中亞造山帶作為顯生宙以來陸殼增生與改造最顯著造山帶（圖1-A）[1-6]，由一系列洋內(nèi)弧、島弧、洋島海山、蛇綠巖套殘片和少量陸塊側(cè)向增生形成[6-7]。北山構(gòu)造帶位于中亞造山帶中西段，為中亞造山帶重要組成部分，總體呈EW向延伸，自北向南由雀爾山弧、黑鷹山-旱山弧、馬鬃山弧、雙鷹山-花牛山弧、石板山弧，及紅石山、星星峽-十板井、牛圈子-洗腸井、柳園等蛇綠混雜巖帶和南側(cè)敦煌地塊組成（圖1-B）[1，3，8]。清白山鉛鋅礦即位于雙鷹山-花牛山復(fù)合巖漿弧古老基底中。賦礦地層屬長城系古硐井巖群白云石大理巖中褐鐵礦化白云石大理巖夾層[9-10]，礦石礦物為鐵閃鋅礦及少量異極礦、方鉛礦，礦化巖石普遍褐鐵礦化、碳酸鹽化[9]。容礦地層為一套有層無序的深變質(zhì)地層，后期復(fù)雜褶皺構(gòu)造導(dǎo)致礦體形態(tài)較復(fù)雜[10]?？傮w而言，清白山鉛鋅礦研究程度較低，一是其賦礦地層時代，存在長城紀(jì)、早古生代兩種觀點(diǎn)[8-10];二是礦石礦物組合不清，制約找礦方向;三是后期構(gòu)造-巖漿事件對礦體改造影響程度不明，制約找礦勘查工作部署及找礦突破。本次研究工作依托國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“天山-阿爾泰增生造山帶大宗礦產(chǎn)資源基地深部探測技術(shù)示范”項目清白山鉛鋅礦集區(qū)資源預(yù)測專題，對清白山鉛鋅礦開展大比例尺構(gòu)造-巖性填圖、光薄片鑒定等一系列工作，基于成礦地質(zhì)體、成礦構(gòu)造與成礦結(jié)構(gòu)面、成礦作用特征標(biāo)志等因素，系統(tǒng)分析清白山鉛鋅礦控礦要素，建立清白山鉛鋅礦“三位一體”勘查找礦預(yù)測地質(zhì)模型，以期為后期礦區(qū)深部及外圍礦產(chǎn)勘查工作部署提供新的數(shù)據(jù)支撐。

1? 區(qū)域成礦地質(zhì)背景及成礦系列

1.1? 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

清白山鉛鋅礦位于中亞造山帶南緣，塔里木地塊北側(cè)，北山構(gòu)造帶北部地區(qū)（圖1），區(qū)域上經(jīng)陸殼拉張-匯聚-固結(jié)-重新活化-封閉等多階段的地質(zhì)活動過程，帶內(nèi)前寒武紀(jì)變質(zhì)基底和早古生代蓋層均有出露（圖1-C）。前寒武系主要分為兩套，下部為長城系古硐井巖群，為一套變質(zhì)碎屑巖，主要巖性有灰-淺灰色變粒巖、角閃斜長變粒巖、斜長角閃片巖、淺粒巖、石英片巖、二云母石英片巖，變質(zhì)程度達(dá)低角閃巖相。上部為薊縣系平頭山巖組，為一套碳酸鹽巖夾碎屑巖，主要為灰黑色石英巖、白云石大理巖、大理巖等，總體變形及變質(zhì)較強(qiáng)，達(dá)綠片巖相。平頭山巖組受紅柳河斷裂和三架山斷裂影響，發(fā)生較強(qiáng)的韌性變形，并伴有局部脆性變形，主要為巖石發(fā)生碎裂巖化，見有構(gòu)造角礫巖，碎斑巖及碎裂糜棱巖。下古生界為一套變質(zhì)碎屑巖及硅質(zhì)巖。上古生界為一套火山巖、正常碎屑巖夾火山碎屑巖建造。? ? ?研究區(qū)內(nèi)侵入巖漿活動強(qiáng)烈，主要發(fā)生在晚志留世、中晚泥盆世、石炭紀(jì)、二疊紀(jì)，侵入巖主要由正長花崗巖、二長花崗巖、花崗閃長巖、英云閃長巖及少量輝長巖組成，火山巖以二疊紀(jì)玄武巖、安山巖為主。由此形成復(fù)雜多變的沉積-巖漿-構(gòu)造-熱事件，為區(qū)域鉛鋅、金、銅、鎳、鐵、錳等元素的富集提供了良好的成礦條件。前人將該地區(qū)歸屬為磁海-大水Fe-Mn-Au-Pb-Zn-W-Sn-Co-Cu-Ni-Pt-磷-鈉硝石-鹽類礦帶[11]。

1.2? 區(qū)域成礦系列

區(qū)域上，已發(fā)現(xiàn)產(chǎn)于薊縣系平頭山組的MVT型鉛鋅礦（清白山）、產(chǎn)于下寒武統(tǒng)雙鷹山組的沉積型鈷錳、釩、磷礦（花坪鈷錳礦、雙塔釩礦、平臺山釩礦、平臺山磷礦）、產(chǎn)于韌性剪切帶型內(nèi)的金礦（清白山東）、產(chǎn)于侵位中三疊世侵入巖石英脈中的石英脈型鎢多金屬礦（聚源）等一系列礦床（點(diǎn)），構(gòu)成北山增生造山帶自洋盆打開（洋盆中的古老地塊中的MVT型鉛鋅礦、寒武紀(jì)被動陸緣環(huán)境中的沉積型鈷錳、釩、磷礦）、俯沖消減、直至閉合（韌性剪切帶型金礦）及板內(nèi)（三疊紀(jì)晚期石英脈型鎢多金屬礦）等不同構(gòu)造階段的區(qū)域成礦系列（圖2），極大地豐富了北山北部地區(qū)成礦作用類型。

2? 礦區(qū)地質(zhì)特征

清白山地區(qū)以發(fā)育前寒武紀(jì)變質(zhì)基底和后期古生代大量中酸性弧巖漿為特征，受古亞洲洋盆閉合效應(yīng)影響，區(qū)域上發(fā)育的三架山斷裂對礦區(qū)成巖、成礦作用控制明顯[12]。清白山鉛鋅礦賦存于薊縣紀(jì)平頭山組，含礦巖性為灰-褐灰色條帶狀鈣質(zhì)白云石大理巖。鉛鋅礦體斷續(xù)出露長約10? km，單礦體厚1.5～59 m，礦體長50～400 m，走向約100°。礦體嚴(yán)格受薊縣系平頭山組白云石大理巖控制，層位穩(wěn)定。由于后期構(gòu)造-巖漿事件疊加改造，原始沉積層序變質(zhì)變形嚴(yán)重，原始沉積層理難以識別，多表現(xiàn)為片理S1，構(gòu)造面理S2，且廣泛發(fā)育的疊加褶皺加劇了礦體厚度的變化（圖3）。

礦區(qū)褶皺較發(fā)育，軸面走向NWW向，礦區(qū)總體上處于一套復(fù)雜的復(fù)背斜系統(tǒng)，相對剛性的地塊在長期NS向應(yīng)力作用及巖漿作用下形成近EW向?qū)捑彽谋承保?級），多期次的拉張匯聚應(yīng)力作用于中淺部構(gòu)造層，形成次一級褶皺系（2級），淺表部動力變形使巖層及內(nèi)部韌性變形形成固流褶皺（3級）[10，12]。

礦體所在位置為區(qū)內(nèi)次級褶皺系（2級）內(nèi)背斜核部及南翼。礦體宏觀形態(tài)位于樞紐東傾的背斜內(nèi)，東部被上覆地層覆蓋，西部因抬升被剝蝕。礦體微觀形態(tài)為發(fā)育包絡(luò)面隨巖地層產(chǎn)狀變化的層間褶皺、緊閉褶皺形成的復(fù)式褶皺。從圖3可知，地表礦體（103線、55線、32線）主要位于褶皺轉(zhuǎn)折端，礦體形態(tài)受構(gòu)造控制作用明顯。

3? “三位一體”勘查找礦地質(zhì)模型

據(jù)清白山鉛鋅礦區(qū)地表大比例尺構(gòu)造-巖性填圖成果，結(jié)合探槽、鉆孔中礦體展布特征及品位變化，基于成礦地質(zhì)體、成礦構(gòu)造與成礦結(jié)構(gòu)面、成礦作用特征標(biāo)志等因素，系統(tǒng)分析清白山鉛鋅礦控礦要素，建立清白山鉛鋅礦“三位一體”勘查找礦預(yù)測地質(zhì)模型（圖4）。

3.1? 成礦地質(zhì)體

清白山鉛鋅礦主要賦存于薊縣系平頭山組灰-褐灰色褐鐵礦化條帶狀鈣質(zhì)白云石大理巖中，圍巖主要為灰白色、黃白色白云石大理巖、灰色石英片巖、灰黑色黑云母石英片巖。礦區(qū)巖漿活動發(fā)育，多發(fā)育閃長巖脈，如石英閃長巖（圖5），常見切穿礦體，并發(fā)育透閃石化和綠簾石化。圍巖、手標(biāo)本和鉆孔中都可看到明顯孔洞充填，角礫巖化或圍巖蝕變交代現(xiàn)象。圍巖角礫多被方解石膠結(jié)，與后生成礦作用相符。礦體在空間上與白云巖化大理巖關(guān)系密切，白云石大理巖中，礦體多呈脈狀。

清白山鉛鋅礦礦物組合相對簡單，主要礦石礦物為閃鋅礦和方鉛礦，含少量黃鐵礦（圖6-e，f）。主要脈石礦物為白云石、方解石、透閃石、綠簾石和少量石英。據(jù)礦物組合和礦物間穿切關(guān)系，清白山成礦期次可劃分為主成礦期和巖漿改造期。主成礦期以閃鋅礦和方鉛礦為主。巖漿改造期主要礦物組合為透閃石+綠簾石+石英+方解石，局部含方鉛礦、閃鋅礦及少量黃鐵礦。

3.2? 成礦構(gòu)造與成礦結(jié)構(gòu)面

3.2.1? 成礦構(gòu)造

礦區(qū)北部為三架山韌脆性剪切帶，區(qū)內(nèi)次級斷裂、褶皺較發(fā)育，區(qū)內(nèi)構(gòu)造線方向總體呈近EW向。巖層總體產(chǎn)狀較單一，產(chǎn)狀10～30°∠50～60°，變質(zhì)巖變形較強(qiáng)，產(chǎn)狀不穩(wěn)定。

成礦后多期次構(gòu)造運(yùn)動對容礦地層的影響，形成非常豐富的地質(zhì)現(xiàn)象。探槽內(nèi)多見無根褶皺、相似褶皺和流變褶皺、石香腸構(gòu)造、‘δ、‘σ構(gòu)造，礦物拉伸線線理等，巖層產(chǎn)狀極不穩(wěn)定，局部可見波長約2～5 m的密集褶皺（圖6-a，b）。這些構(gòu)造作用影響礦體，使礦體變得非常不規(guī)則，整體上為韌性變形形成的密集褶疊式褶皺系。礦床位置為次級褶皺系（2級）內(nèi)背斜核部及南翼。礦體宏觀形態(tài)為位于一樞紐東傾背斜內(nèi)，東部被上覆新地層覆蓋，西部因抬升被剝蝕。礦體微觀形態(tài)為發(fā)育包絡(luò)面隨巖地層產(chǎn)狀變化的層間褶皺、緊閉褶皺形成的復(fù)式褶皺。

3.2.2? 成礦結(jié)構(gòu)面

成礦結(jié)構(gòu)面指成礦作用過程中賦存礦體的顯性或隱性存在的巖石物理及化學(xué)性質(zhì)不連續(xù)面。清白山鉛鋅礦成礦結(jié)構(gòu)面主要有3種類型，一是大理巖與石英片巖的界面（硅鈣面）（8線16號礦體、87線5號礦體）、白云石大理巖與含石墨白云石大理巖界面（32線25號隱伏礦體）。該類成礦結(jié)構(gòu)面屬沉積構(gòu)造系統(tǒng)，層位穩(wěn)定，沿走向延伸較大，礦體多呈似層狀、薄層狀展布，成礦潛力較好;二是褶皺構(gòu)造轉(zhuǎn)折端，軸面劈理發(fā)育地區(qū)。如55線10號礦體、32線21號礦體，該類成礦結(jié)構(gòu)面主要受褶皺控制，同時軸面劈理為成礦流體提供了元素富集空間，礦體多呈透鏡狀、脈狀分布，控礦構(gòu)造屬張扭性質(zhì)，利于成礦;三是前兩種成礦結(jié)構(gòu)面的疊加，該類地段礦體品位較富，礦體規(guī)模較大，為重點(diǎn)找礦區(qū)域（圖4）。

3.3? 成礦作用特征標(biāo)志

清白山鉛鋅礦床為區(qū)域性或陸塊規(guī)模的熱液流體活動產(chǎn)物。高鹽度熱鹵水為成礦流體從沉積盆地排出，經(jīng)含水地層，至盆地邊緣進(jìn)入臺地碳酸鹽巖地層中沉淀成礦。礦床主要分布于線性斷裂帶的碳酸鹽巖一側(cè)。礦體明顯受地層控制，容礦巖性主要為白云巖化大理巖及與之滲透率差異較大的圍巖之間。該類型鉛鋅礦的形成需區(qū)域性的白云巖化。礦石礦物主要為閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、白鐵礦等，脈石礦物主要為白云石、方解石、石英等。結(jié)構(gòu)有粒狀、交代、交代殘余、膠狀、包含、溶蝕、穿插、草莓狀及團(tuán)粒狀等。構(gòu)造主要有塊狀、角礫狀、浸染狀、網(wǎng)脈狀、脈狀、條帶狀等。

薊縣系平頭山組是鉛鋅礦唯一含礦地層;成礦建造為碎屑巖-富鎂碳酸巖建造;礦體形態(tài)以層狀、似層狀，透鏡狀為主;礦石組構(gòu)以結(jié)晶粒狀結(jié)構(gòu)、條帶狀構(gòu)造、層紋狀構(gòu)造為主;褐鐵礦化白云石大理巖是尋找鉛鋅礦重要直接的成礦標(biāo)志;三架山斷裂及次級斷裂為成礦元素的富集提供了重要的容礦空間;清白山礦區(qū)主要圍巖蝕變有方解石化、透輝石化、硅化、白云石化、透閃石化、綠簾石化、褐鐵礦化;區(qū)域地球化學(xué)以Pb，Zn，Au，Cd，Ag，Bi為主的綜合異常元素組合是地球化學(xué)標(biāo)志;局部高剩余重力異常是地球物理標(biāo)志。

4? 結(jié)論及認(rèn)識

（1）基于成礦地質(zhì)體、成礦構(gòu)造與成礦結(jié)構(gòu)面、成礦作用特征標(biāo)志等因素，系統(tǒng)分析清白山鉛鋅礦控礦要素，初步建立清白山鉛鋅礦“三位一體”勘查找礦預(yù)測地質(zhì)模型。

（2）大理巖與石英片巖的界面（硅鈣面）、褶皺構(gòu)造轉(zhuǎn)折端為重要成礦結(jié)構(gòu)面，為后期礦區(qū)深部及外圍礦產(chǎn)勘查工作部署提供了新的支撐。

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Discussion on the "Trinity" Exploration and Prospecting Geological Model of Qingbaishan Lead-Zinc Deposit in Beishan Area， Xinjiang

Zhao Tongyang， Zheng Jiaxing， Han Qiong， Sun Yaofeng， Chen Ye

（Xinjiang Institute of Geological Survey， Urumqi， Xinjiang， 830000，China）

Abstract：The Qingbaishan lead-zinc deposit located in Beishan accretionary orogenic belt on the southern margin of the central Asian orogenic belt（CAOB）， Under the influence of the subduction of the Paleozoic Asian ocean， the lead-zinc ore bodies in the ancient block （Mesoproterozoic altered marble） in the orogenic belt were obviously transformed by the late tectono-magmatic transformation， the ore body forms are complex and varied. In this study， the results were identified by mapping of the large-scale structure and lithology of the mining area and combining with the thin section authentication， based on such factors as metallogenic geological bodies， metallotectonic and metallogenic structural surface， and metallogenic characteristics， systematic analysis of ore control elements in Qingbaishan lead-zinc deposit， the "Trinity" exploration and prospecting geological model of Qingbaishan lead-zinc deposit is established， it provides new data support for deep and peripheral mineral exploration in the later period.

Key words： Lead zinc ore; "Trinity" exploration geological model; Qingbaishan; Beishan