新疆民豐縣盼水河銻礦礦床地質(zhì)特征及成因研究

王幸彤，李曉亮，馬宏宇，安國慶，王海峰

(中冶一局城市安全與地下空間研究院有限公司，河北 張家口 075100)

銻礦是我國急需的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，經(jīng)過多年地質(zhì)勘查，先后在新疆西昆侖地區(qū)發(fā)現(xiàn)了20多處銻多金屬礦床。眾多礦床共同構(gòu)成了新疆境內(nèi)著名的“黃羊嶺銻-汞-金-銅-鎳多金屬成礦帶”。以黃羊嶺、臥龍崗、盼水河等銻礦為代表，已有不少相關(guān)研究[1-6]，盼水河銻礦同樣位于該成礦帶上。盼水河銻礦處于新疆維吾爾自治區(qū)民豐縣南部昆侖山地帶，從民豐縣城至礦區(qū)交通距離約360 km，礦區(qū)平均海拔5 400 m，最高5 600 m，為高寒無人區(qū)。研究立足該成礦帶上，通過對盼水河銻礦礦床地質(zhì)特征及礦床成因進(jìn)行詳細(xì)研究，為以后在該地區(qū)進(jìn)行地質(zhì)找礦工作提供了參考和借鑒。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

1.1 區(qū)域地層

新疆民豐縣盼水河銻礦大地構(gòu)造位置上位于秦-祁-昆中央造山帶中段、巴顏喀拉陸緣盆地西北方向，巴顏喀拉晚古生代-中生代邊緣裂陷盆地內(nèi)，苦牙克斷裂從礦區(qū)北部通過(見圖1)。下石炭統(tǒng)托庫孜達(dá)坂群分布于賽羊灘-三道河子一帶，為海相復(fù)理石建造。巖性為暗綠色-淺綠色變質(zhì)凝灰質(zhì)砂巖夾黃綠-灰色泥巖或紫紅色薄層狀泥巖、泥質(zhì)粉砂巖。中二疊統(tǒng)黃羊嶺組為巨厚的淺-深水濁流相陸源碎屑巖。出露于三道河子斷裂以南，向南至刀巖山、白戈壁一帶，分為四段。其中，黃羊嶺組二段灰褐色(鈣質(zhì))巖屑砂巖與深灰色泥質(zhì)粉砂巖互層是輝銻礦的容礦圍巖，區(qū)域上具有“層控”特點。三疊系巴顏喀拉山群巖石組合以長石巖屑砂巖、巖屑砂巖與粉砂巖、泥巖為主，局部夾硅質(zhì)巖、灰?guī)r。嗩吶湖組分布于黃羊嶺西、回風(fēng)口一帶，與下伏地層呈角度不整合接觸。下部為灰-灰黃色巖屑石英砂巖、巖屑砂巖夾粗粉砂巖、含礫砂巖、砂質(zhì)灰?guī)r、泥巖，局部夾石膏層，含雙殼化石，為湖泊相沉積。上部為紫紅色礫巖、砂礫巖、含礫粗砂巖夾紫紅色巖屑砂巖、粉砂巖、膏質(zhì)微晶白云巖。第四系分布于賽羊灘、湖盆地帶及山間洼地、河谷。

1.Ⅰ塔里木陸塊；2.Ⅱ昆侖造山帶；3.Ⅱ1昆北微陸塊；4.Ⅱ2其曼于特-納赤臺蛇綠混雜巖帶；5.Ⅱ3昆南微陸塊；6.Ⅱ4康西瓦-鯨魚湖蛇綠混雜巖帶；7.Ⅲ松潘-甘孜陸塊；8.Ⅳ西金烏蘭-金沙江蛇綠混雜巖帶；9.Ⅴ羌塘陸塊

1.2 侵入巖

區(qū)內(nèi)侵入巖主要為印支期侵入巖，根據(jù)礦物組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造可進(jìn)一步劃分蝕變閃長玢巖、黑云母角閃閃長巖、石榴閃長巖，普遍具綠泥石化、碳酸鹽化蝕變。①蝕變閃長玢巖：巖石呈暗綠色、斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)為微細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。②黑云角閃閃長巖：主要見于二虎守門一帶，出露于巖株中部，灰白色，半自形粒狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造。③石榴閃長巖：見于紅山頂、宿營地東，巖石呈灰綠色，斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)為微粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。該類中性侵入巖是羌塘地塊向松潘-甘孜地塊俯沖造山過程中松弛階段的產(chǎn)物，形成深度為淺成-超淺成，為板內(nèi)環(huán)境產(chǎn)物。

1.3 火山巖

區(qū)域內(nèi)火山巖不發(fā)育，呈次火山巖相產(chǎn)出，巖性為灰白色霏細(xì)斑巖。霏細(xì)斑巖具斑狀結(jié)構(gòu)、致密塊狀構(gòu)造，斑晶20%，基質(zhì)80%；其次為流紋質(zhì)英安巖，巖石淺灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶21%，基質(zhì)79%。

1.4 構(gòu)造

礦區(qū)位于秦-祁-昆中央造山帶中段巴顏喀拉晚古生代-中生代邊緣裂陷盆地內(nèi)，阿爾金斷裂帶南側(cè)(見圖1)。構(gòu)造線呈北東-南西向展布，斷裂活動發(fā)育，褶皺構(gòu)造變形強烈。形成了一系列左行走滑斷層和緊閉褶皺，并經(jīng)后期構(gòu)造疊加改造，使巖石具泥化和碳酸鹽化等蝕變。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層

區(qū)內(nèi)地層主要為中二疊統(tǒng)黃羊嶺組地層，可分為4段：①一段(Ph1)分布于礦區(qū)南部，有零星礦化，巖性為灰色-灰黑色泥質(zhì)粉砂巖與粉砂質(zhì)泥巖不均勻互層，夾透鏡狀中細(xì)粒巖屑砂巖及脈狀硅化砂巖、硅化泥巖，硅化巖石具銻礦化；②二段(Ph2)分布于礦區(qū)中部，是主要含礦層(見圖2)，巖性為灰褐色中薄層狀中細(xì)粒巖屑砂巖與泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖不均勻互層，含大量脈狀硅化砂巖、硅化泥巖及少量紋層狀放射狀硅質(zhì)巖；③三段(Ph3)分布于礦區(qū)中部及西北部，礦化少，巖性為灰黑色厚層狀粉砂質(zhì)泥巖夾灰色泥質(zhì)粉砂巖、灰褐色中細(xì)粒巖屑砂巖，含透鏡狀石英質(zhì)中細(xì)礫礫巖及褐色結(jié)核狀-薄層狀鐵質(zhì)泥晶白云巖；④四段(Ph4)分布于礦區(qū)東北部，無礦化，巖性為灰褐色中層狀中細(xì)粒巖屑砂巖與灰色泥質(zhì)粉砂巖、灰黑色粉砂質(zhì)泥巖互層。

1.深灰色泥巖與灰色泥質(zhì)粉砂巖互層(Ph1)；2.灰褐色中細(xì)粒巖屑砂巖與灰色泥質(zhì)粉砂巖互層(Ph2)；3.第四系；4.銻礦體及編號；5.石英脈；6.鉛礦化脈狀硅化砂巖；7.鉛礦化石英脈；8.脈狀硅化砂、泥巖；9.紋層狀放射蟲硅質(zhì)巖

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)北部發(fā)育一條北東向阿爾金斷裂，與成礦關(guān)系密切。礦區(qū)南部分布龍木錯-列城近東西向斷裂，斷裂性質(zhì)為逆斷層，兼具左行平移性質(zhì)，與該斷裂伴生的次級斷裂、節(jié)理特別發(fā)育。沿斷裂面發(fā)生明顯硅化、褐鐵礦化、碳酸鹽化熱液蝕變。蝕變強烈，與成礦關(guān)系特別密切。

總而言之，近東向斷裂和北東向斷裂共同控制了該礦床的產(chǎn)出，含礦熱液沿著斷層破碎帶上升富集、沉淀成礦。

2.3 礦化特征

礦區(qū)銻礦化主要分布于二疊系黃羊嶺組一段、二段地層中，以二段地層分布最為集中，礦化普遍。礦化帶長大于12 km，寬200～600 m，礦化與沿斷層、節(jié)理、裂隙充填的石英、硅化巖有關(guān)，呈脈狀分布。單脈長10～1 500 m，寬0.10～10.00 m。硅化巖脈傾向10°～310°，傾角42°～82°，由于構(gòu)造作用影響，多數(shù)與地層產(chǎn)狀基本一致，并有尖滅再現(xiàn)、分支復(fù)合現(xiàn)象。

區(qū)內(nèi)方鉛礦典型特征是粒狀晶發(fā)育，局部與發(fā)育完好的重晶石共生，均產(chǎn)出于石英脈、硅化砂巖脈中。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

盼水河銻礦體主要賦存于二疊系黃羊嶺組二段地層中，空間分布受近東西向斷裂、裂隙控制。通過地質(zhì)勘查工作共圈定出2個礦體，編號由北向南分別為KT1、KT2(見表1)。

放翁除了與方外琴人的交往較為密切外，他還將古琴作為其修道的一種方式。如其淳熙十年九月作于山陰的《道室即事》一詩：“一簪殘雪寄林亭，手把黃庭兩卷經(jīng)。琴調(diào)養(yǎng)心安澹泊，爐香挽夢上青冥”[3]282，因琴調(diào)具有“養(yǎng)心安澹泊”的功能，所以陸游修道時不僅閱《黃庭經(jīng)》，而且借琴調(diào)修道。嘉泰元年秋作于山陰的《道室書事》一詩開頭即言：“榻上一琴橫，中函太古聲。丹砂燒已死，芝草種初生”[3]718，陸游認(rèn)為琴音中有太古之聲，所以將彈琴與煉丹都視為修道的方式。

表1 盼水河礦區(qū)礦體特征一覽

1)KT1號礦體

鉆探揭露的礦體真厚度1.41～5.44 m，平均真厚度1.84 m。礦體長790 m，礦體傾向180°，傾角64°。銻的品位范圍為0.54%～1.31%，平均品位0.82%。鉛的品位范圍為4.95%～8.31%，平均品位6.63%。方鉛礦呈塊狀、脈狀、浸染狀分布于石英脈、硅化砂巖中，局部與重晶石共生。

2)KT2號礦體

鉆探揭露的礦體真厚度1.45～7.33 m，平均真厚度1.70 m。礦體長238 m，礦體傾向182°，傾角59°。銻的品位范圍為0.51%～1.33%，平均品位0.94%。鉛的品位范圍為4.75%～7.31%，平均品位5.53%。方鉛礦呈塊狀、脈狀、浸染狀分布于石英脈、硅化砂巖中。

通過地表探槽、剝土工程及深部鉆探工程對各礦體的工程控制，表明KT1、KT2礦體向深部具有穩(wěn)定延伸，礦體產(chǎn)狀變化不大，礦體向垂直深部有變薄變貧的趨勢，這種特點可能與礦體北東向側(cè)伏有關(guān)。

3.2 礦石礦物特征

礦石金屬礦物以方鉛礦為主，次為輝銻礦、黃鐵礦、磁鐵礦、辰砂。其中，方鉛礦為鉛灰色，有金屬光澤，他形細(xì)-微粒，粒徑0.03～0.08 mm，少量<0.02 mm，星點狀、帶狀分布，與其聚集共生輝銻礦微粒，粒徑0.02～0.05 mm。輝銻礦呈粒狀、微粒狀結(jié)構(gòu)，稀疏浸染狀、脈狀、條帶狀、斑塊狀構(gòu)造，輝銻礦長軸(0.05～1.6)mm×0.4 mm，分布于硅化脈中。從輝銻礦的電子探針分析數(shù)據(jù)(見表2)可以看到，輝銻礦中含有Hg、As等部分微量元素。

表2 盼水河輝銻礦電子探針分析數(shù)據(jù) %

3.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石主要為粒狀結(jié)構(gòu)，并呈他形細(xì)-微粒狀。構(gòu)造具典型細(xì)脈狀、致密塊狀或斑塊狀、條帶狀、稀疏浸染狀和星點狀。

3.4 礦石類型

礦石類型主要分為礦石自然類型、礦石工業(yè)類型。按照礦石自然類型分為含鉛銻石英礦石、含鉛銻碎裂蝕變礦。

4 礦床成因與找礦標(biāo)志

4.1 成礦期次

根據(jù)盼水河銻礦礦石類型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦石成分、礦物共生組合等特征，可劃分為4個成巖(礦)時期和1個構(gòu)造活動期[7]，主要礦物生成順序和成礦期次見圖3。區(qū)域多條深大斷裂從礦區(qū)經(jīng)過，為導(dǎo)礦構(gòu)造。含礦熱液順著斷層帶活化萃取地層中的成礦物質(zhì)(Sb、Hg、As等)形成含礦熱液。含礦熱液上移，因物理化學(xué)條件變化，卸載成礦，形成以硅化、方解石化等為主的近礦圍巖蝕變帶，形成以充填-交代礦石為主的輝銻礦礦石。后期構(gòu)造運動地殼抬升，形成氧化礦物，如赤鐵礦、褐鐵礦、黃銻華等。

圖3 主要礦物生成順序和成礦期次

4.2 礦床成因

區(qū)內(nèi)銻礦礦床分布在二疊紀(jì)海相碎屑沉積巖地層中，中二疊統(tǒng)黃羊嶺二段地層為盼水河銻礦床的形成提供了最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造、巖漿活動發(fā)育。在構(gòu)造巖漿活動影響下，成礦熱液上移，活化萃取圍巖，由于物理化學(xué)條件的改變，含礦熱液在有利的構(gòu)造部位富集、沉淀成礦，形成硅化、絹云母化、黃鐵礦化等熱液蝕變。礦石礦物為低溫?zé)嵋旱V物，因此，礦床成因類型應(yīng)為層控-構(gòu)造疊加-低溫?zé)嵋旱V床。

4.3 找礦標(biāo)志

1)地層標(biāo)志：二疊系黃羊嶺組為銻礦可能的礦源層，礦產(chǎn)多分布于該組二段灰褐色巖屑砂巖與泥質(zhì)粉砂巖、泥巖互層的地層中，而三、四段沒有礦產(chǎn)出。因此，找礦有利層位為黃羊嶺組二段灰褐色巖屑砂巖、深灰色泥質(zhì)粉砂巖及灰黑色粉砂質(zhì)泥巖出露地段。

2)構(gòu)造標(biāo)志：區(qū)內(nèi)鉛銻礦均與斷裂構(gòu)造有關(guān)，斷層及派生的次級斷裂、節(jié)理、裂隙等?？傊?，本區(qū)北東向次級節(jié)理、裂隙是銻礦成礦有利部位。借助斷裂標(biāo)志找礦要配合地球化學(xué)異常及地表是否出現(xiàn)含礦的硅化帶、石英脈。

3)蝕變礦化標(biāo)志：區(qū)內(nèi)銻礦賦礦巖石為石英脈、脈狀硅化(碎裂)砂巖、脈狀(碎裂)粉砂巖-泥巖等。硅化作用與銻礦化最為直接，可直接識別出輝銻礦、銻華等；其次的蝕變標(biāo)志有碳酸鹽化(方解石)、泥化、角礫化、雄黃礦化、辰砂礦化、黃鐵礦化、磁黃鐵礦化、重晶石化、褐鐵礦化、黃鉀鐵釩化等。輝銻礦化、銻華、硅化是本區(qū)最為直接的找礦標(biāo)志。

4)地貌標(biāo)志：銻礦化石英脈、銻礦化硅化砂巖抗風(fēng)化能力強且處在斷裂帶，在平坦地形區(qū)常凸出地表，在山脊及山坡處亦形成凸起的脊線狀。礦區(qū)常形成灰白-淺灰-褐黃-紫紅等雜色，地物標(biāo)志明顯。

5 結(jié) 論

1)盼水河銻礦位于新疆巴顏喀拉晚古生代-中生代邊緣裂陷盆地內(nèi)，區(qū)內(nèi)構(gòu)造-巖漿活動強烈，成礦條件有利。

2)二疊系黃羊嶺組海相碎屑巖與成礦關(guān)系密切。礦體空間上受近東西向張性斷層裂隙控制，伴隨有強烈的硅化、絹云母化、黃鐵礦化、碳酸鹽化蝕變，呈帶狀分布，其中硅化與成礦關(guān)系最為密切。

3)通過研究認(rèn)為盼水河銻礦的形成與巖漿期后熱液活動有關(guān)，礦床受斷裂控制，成因類型屬于層控-構(gòu)造疊加-低溫?zé)嵋旱V床。