喀喇昆侖羅布蓋子大型鉛鋅礦成礦時代：對甜水?？鼍扌豌U鋅礦帶找礦勘查的啟示

王威 ，王家鑫 ，馬華東，朱炳玉，柳獻軍

(1.新疆自然資源與生態(tài)環(huán)境研究中心，新疆 烏魯木齊 830000；2.新疆維吾爾自治區(qū)人民政府國家305項目辦公室，新疆 烏魯木齊 830000；3.四川鑫立地質(zhì)勘查有限公司，四川 成都 610072)

由于自然及交通條件的限制，在90年代前，和田玉是西昆侖—帕米爾地區(qū)為世人所知的主要礦床類型。90年代以來，隨著區(qū)域地球化學、地球物理測量及地質(zhì)填圖的開展，在這一地區(qū)的找礦勘查取得了重大突破。最主要進展包括寒武紀超大型鐵礦(陳登輝等，2013;馮昌榮等，2011;燕長海等，2012;張連昌等，2015)、晚三疊世超大型稀有金屬礦及侏羅紀—白堊紀超大型(銅)鉛鋅礦等(周兵等，2011；王核等，2017；董連慧等，2015；高永寶等，2017；晉紅展等，2018；侯增謙等，2008)(圖1)。構(gòu)成了青藏北緣獨具特色的多金屬成礦帶(張傳林等，2019)。這些超大型礦床(礦田)的發(fā)現(xiàn)和勘查，不僅改寫了新疆地區(qū)自然資源版圖，甚至改變了全國自然資源版圖，對新疆地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展、中巴經(jīng)濟走廊建設(shè)提供了重要的資源支撐。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

西昆侖—喀喇昆侖(包括帕米爾)經(jīng)歷了原特提斯到新特提斯漫長的構(gòu)造演化過程，形成了多階段復雜的巖漿巖系列及沉積巖組合( Jiang，Y.H.，Jiang，2002，Rutte，D.，2017；Robinson，A. C.，2004；Robinson，A. C.，2016)。綜合礦產(chǎn)勘查及基礎(chǔ)地質(zhì)研究成果表明，西昆侖—帕米爾地區(qū)主要礦產(chǎn)資源與區(qū)域構(gòu)造巖漿作用具有非常密切的聯(lián)系(張傳林，2019)，主要成礦期為寒武紀(原特提斯階段，鐵礦)、三疊紀晚期—侏羅紀早期(古特提斯階段，稀有金屬礦)、侏羅紀—白堊紀(中新特提斯階段，以鉛鋅為主的有色金屬礦床)和第四紀(喜山期，稀有稀土礦床)(Zhang，C.L，2018a)。盡管對贊坎超大型磁鐵礦成因有不同認識(部分學者認為是形成于寒武紀的BIF(張連昌等，2015)，但磁鐵礦層與布倫闊勒群底部的雙峰式火山巖在時空上密切相關(guān)(Zhang，C.L，2018b)。大紅柳灘超大型鋰銣多金屬礦床(田)最早由新疆地質(zhì)礦產(chǎn)局發(fā)現(xiàn)并勘查(1987年獲得詳查資源量氧化鋰為8.7萬t)。在后來的1∶5萬區(qū)域地質(zhì)填圖工作擴大了這一稀有金屬礦帶的范圍，新疆地質(zhì)礦產(chǎn)局及陜西地質(zhì)調(diào)查院在2015～2018年對成礦帶進行了勘查，資源量有顯著增加。依據(jù)王核等(2017)的預(yù)測，遠景資源量在350萬t以上。

有色金屬方面，在最近的礦產(chǎn)勘中，除了在火燒云獲得了2 000萬t以上詳查(部分為勘探級別)鉛鋅資源量外，在羅布蓋子獲得了大于100萬t鉛鋅詳查資源量(其中富礦達到70萬t)，在喬爾天山和冰山地區(qū)，鉛鋅礦的找礦勘查也取得重要進展，發(fā)現(xiàn)了一批與巖漿熱液有關(guān)的以鉛鋅為主并伴生銅銀的礦床(點)(圖1)。以火燒云為代表的超大型礦床呈層狀產(chǎn)于侏羅紀地層中，屬于同沉積礦床。瓦汗走廊地區(qū)羅布蓋子大型鉛鋅礦及冰山地區(qū)(銅)鉛鋅礦田，均以脈狀礦產(chǎn)出，礦脈充填在不同時代的地層甚至侵入巖體中。區(qū)域巖漿巖背景、鉛鋅礦的區(qū)域分布特征表明，沿南帕米爾及喀喇昆侖分布的巨型鉛鋅成礦帶與侏羅紀—白堊紀沉積盆地-巖漿作用具有密切關(guān)系。然而，對于晚中生代有色金屬成礦的具體成礦時代以及有色金屬成礦是否和區(qū)域上廣泛分布的晚中生代巖漿巖有關(guān)等一些關(guān)鍵科學問題，還沒有深入研究。

2 羅布蓋子鉛鋅礦床地質(zhì)特征

羅布蓋子大型鉛鋅礦床位于塔什庫爾干縣瓦罕走廊(圖2)，在構(gòu)造位置上屬于喀喇昆侖西延部分。依據(jù)王家新等對該礦床的勘查報告，共圈定9個鉛鋅礦體。羅布蓋子鉛鋅礦主要礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀賦存于下志留統(tǒng)溫泉溝組第三巖性段(中板巖段)(S1w3)粉砂質(zhì)板巖夾硅泥質(zhì)板巖內(nèi)，部分礦體的產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)狀接近，但在鉆孔和探槽中，可以見到部分鉛鋅礦脈穿切了地層的層理(或面理)。礦體總體平均傾向為229°，平均傾角為43°(圖3)。礦體出露長2 424～2 496 m，平均真厚度為2.93 m，厚度變化系數(shù)為77.13%，厚度相對穩(wěn)定；Pb加權(quán)平均品位為2.30%，Zn加權(quán)平均品位為3.21%。Pb+Zn單工程加權(quán)平均品位為5.51%。礦石以閃鋅礦和方鉛礦為主，礦體形態(tài)和組分均較為簡單，局部有膨大-收縮現(xiàn)象?？刂频V體最大斜深870 m，最大垂深448 m(圖3)。

①.贊坎超大型磁鐵礦礦田；②.茲羅依磁鐵礦；③.大紅柳灘超大型稀有金屬礦田；④.冰山(銅)鉛鋅礦帶；⑤.火燒云超大型鉛鋅礦；⑥.多寶山鉛鋅礦； ⑦.羅布蓋子大型鉛鋅礦；⑧.達布達爾稀有金屬礦帶；⑨.喬爾天山(銅)鉛鋅礦帶本圖依據(jù)西昆侖1∶50萬地質(zhì)圖及張傳林等(2019)資料綜合編制，鉛鋅礦(點)依據(jù)2019年新疆地質(zhì)礦產(chǎn)局最新資料編制圖1 西昆侖—帕米爾地區(qū)主要礦產(chǎn)資源分布簡圖Fig.1 The distribution diagram of major mineral resources in west Kunlun-Pamir Mountains area

圖2 羅布蓋子鉛鋅礦區(qū)域地質(zhì)圖Fig.2 Regional geological map of Luobugaizi lead-zinc deposit

圖3 羅布蓋子鉛鋅礦4號勘探線剖面圖Fig.3 Profile of exploration line 4 of Luobugaizi lead-zinc deposit

礦石礦物主要包括閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、黝銅礦等，脈石礦物包括黃鐵礦、磁黃鐵礦、石英、鈉長石、方解石等(圖4)。閃鋅礦多呈半自形-自形粒狀，粒度范圍為0.005～3.80 mm，粒度大小不均勻。粒度大于0.074 mm占84.42%，小于0.074 mm占15.58%；大于0.043 mm占92.84%，小于0.043 mm占7.18%。閃鋅礦粒度總體較粗。方鉛礦呈半自形-自形粒狀結(jié)構(gòu)、緊密鑲嵌。方鉛礦粒度在0.074～0.104 mm最多，占有率為30.99%；其次是0.104～0.147 mm和0.147～0.208 mm，占有率分別為18.73%和14.13%，其他粒級占有率均小于10%。方鉛礦主要賦存狀態(tài)主要表現(xiàn)為以脈狀充填于再生角礫裂隙之間，嵌布特征表現(xiàn)為與非金屬礦物連生，與方鉛礦連生及與黃銅礦、黃鐵礦連生。

圖4 羅布蓋子鉛鋅礦獨居石U-Pb年齡圖Fig.4 U-Pb age map of Monazite in Luobugaizi lead-zinc deposit

黃銅礦(包括含銀黝銅礦)在礦石中含量很低，在礦石中見的較少，僅見少量黃銅礦與方鉛礦呈半規(guī)則連生，個別顆粒呈橢圓狀包裹于方鉛礦中。黃銅礦在礦石中含量很少，僅少量標本樣中見到。黃銅礦粒度大小約0.002～0.38 mm，呈他形-半自形粒間，橢圓狀、渾圓狀等，主要分布于方鉛礦粒間及團塊狀閃鋅礦中，與方鉛礦呈半規(guī)則連生，粒度較粗。少量黃銅礦與(含銀)黝銅礦一起分布于方鉛礦粒間；分布于團塊狀閃鋅礦中的黃銅礦主要分布于閃鋅礦粒間，部分微細粒黃銅礦包裹于閃鋅礦中，部分黃銅礦具褐鐵礦化。

與在鉛鋅礦脈中，局部發(fā)育了與鉛鋅礦密切共生的淡色脈體。一般呈透鏡狀、細脈狀，脈寬5～30 cm不等，延伸30～100 cm以上。在淡色脈中偶見方鉛礦，表明淡色脈體形成于鉛鋅礦成礦階段。淡色脈的主要礦物組成為石英、鈉長石，含有少量方解石，沒有見到任何暗色礦物。

3 羅布蓋子鉛鋅礦成礦時代

本次工作采集了與鉛鋅礦密切共生的淡色脈體樣品約10 kg(樣品號2019LB02)。樣品破碎后手工淘洗分離出重砂礦物，經(jīng)磁選和電磁選后，在雙目鏡下挑出獨居石(約500粒)。選取代表性獨居石制靶后通過顯微鏡透射光和反射光照相，并采用BSE對獨居石內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行研究。U-Pb年代學在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所實驗室的193 nm激光剝蝕系統(tǒng)(New Wave)和多接收器電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(MC-ICP-MS，Neptune)上完成。測試方法及使用的標樣見文獻(崔玉榮等，2012)。利用ICPMSDataCal程序和Isoplot程序進行數(shù)據(jù)處理。測試結(jié)果見表1。

表1 羅布蓋子鉛鋅礦淡色脈體中獨居石U-Pb年齡數(shù)據(jù)表Tab.1 U-Pb ages of Monazite in the light-colored veins of the Luobugaizi lead-zinc deposit

淡色脈體中的獨居石一般呈粒狀，粒徑在50～150 μm。BSE照相顯示，獨居石內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻，有少量的獨居石中有包體發(fā)育(圖4b)。對23粒獨居石23次分析結(jié)果表明，除4、5號測點有偏高和偏低的206Pb/238U表面年齡外(分別為109 Ma和91 Ma)，其余21個測點獲得諧和的在誤差范圍內(nèi)一致的206Pb/238U表面年齡，它們的平均值為(99.25±0.78) Ma(MSWD=1.60)，這一年齡代表了與鉛鋅礦成礦密切相關(guān)的淡色脈體的結(jié)晶年齡(圖4)。

4 羅布蓋子鉛鋅礦的成礦模式

羅布蓋子鉛鋅礦礦體主要以層狀-似層狀產(chǎn)于志留系碳質(zhì)板巖中，盡管礦體產(chǎn)狀主體與地層的面理產(chǎn)狀基本一致，但部分礦脈穿切了巖層的面理，且礦體大多產(chǎn)于角礫巖帶中，硫化物礦石為浸染狀、脈狀、角礫狀。因此，依據(jù)野外判斷，它不屬于沉積類型，而是后期與熱液有關(guān)的后生礦床。

斷裂和裂隙為成礦熱液的運移提供條件，方鉛礦的成礦熱液穿過圍巖灰?guī)r在成礦處沉淀成礦，后期閃鋅礦的成礦熱液沿著方鉛礦中的裂隙充填并交代方鉛礦形成脈狀的鉛鋅硫化礦石。礦本次工作獲得與成礦作用密切相關(guān)的淡色脈體獨居石U-Pb諧和年齡為(99.25±0.78) Ma，而這一帶的花崗巖(包括其中的閃長巖、輝長巖包體)形成時代為99～102 Ma(Liu，X.Q.，2020)。這表明區(qū)域巖漿巖與成礦作用在時空上密切相關(guān)，說明羅布蓋子成礦與區(qū)域巖漿作用有關(guān)，為巖漿熱液型鉛鋅礦。

在甜水海—喀喇昆侖構(gòu)造帶，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多個超大型、大中型鉛鋅(銅銀)礦床，其中最著名的是火燒云超大型鉛鋅礦。在甜水海地塊內(nèi)，對多個中小型鉛鋅礦野外調(diào)查表明，這些鉛鋅礦以脈狀產(chǎn)出，分布在不同時代的地層及三疊紀巖體內(nèi)部，屬于典型的熱液脈狀礦床。而火燒云及天文點一帶的鉛鋅礦，呈層狀、似層狀產(chǎn)于侏羅紀—早白堊世地層中，這些地層大多含有火山巖夾層。Li等(2019)及張傳林等(2019)認為，這些產(chǎn)于晚中生代沉積盆地中的層狀鉛鋅礦，可能是深部成礦流體沿盆緣斷裂上升，最終在盆地內(nèi)沉積成礦，與冰山地區(qū)及羅布蓋子地區(qū)脈狀鉛鋅礦，可能都是在同一構(gòu)造背景下形成，它們均受控于晚中生代的巖漿活動。這一認識表明，分布在甜水?！龅耐碇猩鷰r漿巖帶，具有重大成礦潛力，為今后的找礦勘查指明方向。

5 結(jié)論

(1)位于南帕米爾的羅布蓋子鉛鋅礦是甜水海-喀喇昆侖有色金屬成礦帶的西延部分，是典型的由巖漿晚期熱液礦床。

(2)羅布蓋子鉛鋅礦的成礦時代為99Ma，與該構(gòu)造帶白堊紀輝綠巖-花崗閃長巖-花崗巖形成時代完全一致，進一步證實該礦床與巖漿熱液有關(guān)。

(3)甜水海-喀喇昆侖有色金屬成礦與侏羅紀沉積盆地和白堊紀巖漿巖密切相關(guān)，侏羅紀以層控型鉛鋅礦為主，而白堊紀以巖漿晚期熱液型鉛鋅(銅銀)礦為主。