APP下载

新疆锑矿区域成矿规律探讨

2020-06-27张同良齐志龙

世界有色金属 2020年6期
关键词:矿床成矿围岩

郭 利,张同良,齐志龙,陈 波

(1.新疆地矿局第一区域地质调查大队,新疆 乌鲁木齐 830000;2.新疆工程学院,新疆 乌鲁木齐 830000;3.新疆地矿局第一水文工程地质大队,新疆 乌鲁木齐 830000;4.新疆地矿局第二区域地质调查大队,新疆 昌吉 831100)

新疆地跨古中亚洲成矿域、秦祁昆成矿域及特提斯成矿域等三大成矿域,是中国重要的锑矿产地之一,区内锑矿主要分布在南天山、西南天山、昆仑3个重要成矿带。目前所发现的锑矿主要位于西昆仑黄羊岭-卧龙岗地区、东昆仑屈库勒克地区、南天山查汗萨拉地区、西南天山卡拉脚古牙地区、西南天山萨瓦亚尔顿地区,在西天山阿勒坦达坂地区、东天山梧桐窝子泉地区等也见有零星分布。

本文通过阐述新疆锑矿资源的时空分布、物质结构、成矿地质演化,对新疆锑矿区域成矿规律进行了探讨,并建立了新疆锑矿区域成矿演化模式。

1 新疆锑矿资源产出的时间规律

矿产在时间上的产出规律与空间上的分布规律是密切相关的,即某一时代的矿产必定产于一定空间,与地壳不同演化阶段相联系;而一定空间的矿床(点)组合,必然是一个或几个成矿时代的产物。按“时间维造就空间维”的动态成矿思路,在上述成矿主要控矿条件研究基础上,本文首先讨论锑矿在时间上的分布规律,为阐明新疆锑矿产资源的成矿演化奠定基础。

矿床成矿年代研究是区域矿产时间分布规律的基础,但新疆锑矿的测年研究是十分薄弱的,目前仅获较少几个同位素测年成果可供参用。

矿床的成矿时代一直是个难于完全解决的问题。特别是较大规模的矿床,其形成过程较长。而目前的年龄测定技术在方法上、精度上还难以满足准确测定和解释的要求。因此很多矿床的形成时代都有多种不同认识。在新疆由于成矿年代的研究程度低,这个问题就特别突出。造成许多重要矿床在形成时代一直众说纷纭。显然,仅据几个测年成果来讨论新疆几个锑矿成矿带的锑矿时间分布规律是不够的,本文将以锑矿床形成与其所在构造带的历史演化、地质构造事件的关系为基础,结合已有的定年资料和少量同位素年龄测试成果,初步分析锑矿在时间上的分布规律。

对新疆11处成型锑矿床的成矿时代进行了统计,其时代结构及分布特征如表1所示。

表1 新疆锑矿成型矿床成矿时代结构表

从表中可以看出,其成矿时代分布规律是:成型锑矿床的成矿时代三叠纪最多(81.81%)、侏罗纪次之(72.73%),二叠纪最少(18.18%)。反映出锑成矿高峰期在三叠纪到侏罗纪,在较厚的大陆地壳中产生了构造-岩浆事件,形成了浅成低温热液型锑金矿床。

表2 新疆锑lll级带矿产地与规摸及成矿强度表

2 新疆锑矿资源的空间规律

锑矿的空间展布具有成带分布、成群出现,分段集中的特点。现以锑矿Ⅲ级成矿区带的成矿特征叙述空间规律。

新疆主要锑矿产地计28处,绝大部分分布在3个Ⅲ级成矿区带内,其中,成型矿床11处,占主要矿产地总数的39.29%;矿点计17处,占主要矿产地总数的60.72%,成型矿床与矿点之比具有11:28的分布特征,成型矿床所占的比例较大,说明新疆锑成矿地质条件优势、矿化强度和规模均较大;显然也与本次研究中仅选矿点以上的产地有关,如成型矿床中大型矿床2处(7.14%)、中型矿床2处(7.14%)、小型矿床7处(25.0%),其总体上具有矿点(60.72%)→小型矿床(25.0%)→中型矿床(7.14%)→大型矿床(7.14%)的塔式分布特征。但目前总体工作程度低,提高工作程度,加强锑矿的找矿工作,新疆的锑矿将会有大幅度增长。见表2。

从矿产地的分布的密集程度(成矿强度)看,3个Ⅲ级成矿区带是:昆仑山木孜塔格(179.49%)→塔里木板块北缘(27.88%)→喀拉米兰(17.24%)。新疆锑矿各Ⅲ级成矿区带的成矿强度从17.24-179.49,按成矿强度(锑资源储量亿t/万km2)3个Ⅲ级成矿带排序是:昆仑山木孜塔格(179.49)→塔里木板块北缘(27.88)→喀拉米兰(17.24)。

显然,上述3个成矿区带,其成矿地质环境有利、成型矿床或探明的资源储均较多,是新疆最重要的锑矿资源的富集区或成矿远景区,部分已是锑矿开发重要基地;但还有2个Ⅲ级成矿带,即Ⅲ-9伊犁微板块北东缘成矿带的博罗科努Au-Cu-Mo-Pb-Zn-Ag-MR-Sb -磷-硫铁矿-石墨-宝石-煤矿带(Ⅳ-9-④),Ⅳ-27-2西昆仑南部成矿带的慕士塔挌-阿克赛钦Fe-Cu-Au-Pb-Zn-RM-Sn-Sb-白云母-宝玉石-石墨-硫铁-自然硫铁矿带(Ⅳ-27-2-①),虽然目前只是矿点,但工作程度很低,有较大的找矿潜力。

综合上述,通过对3个Ⅲ级成矿带中矿产地规模与矿化强度及矿床式等方面的综合分析,在空间分布规律方面基本特点是:新疆锑矿产地主要集中于昆仑山木孜塔格(15个矿产地)、塔里木板块北缘(8个矿产地)、喀拉米兰(1个矿产地)。而锑矿床及探明的资源储量也相对集中于昆仑山木孜塔格成矿带和喀拉米兰成矿带,仍具较大的找矿潜力。

3 新疆锑矿的物质结构与时空分布规律

新疆锑矿在时、空分布上有其规律,成矿物质的主成矿元素基本一致,但其组合上也存在着的较大差异,这是不同成矿地质条件或成矿环境所决定的。现从容矿岩石、围岩蚀变、矿石类型及共伴生组分等4个方面进行分析。

(1)不同地区锑矿的围岩岩性分布特征

塔里木板块北缘成矿带中有2个矿带、8个矿产地、3个小型锑矿床。其中:东阿莱-哈尔克山矿带中有2个小型矿床,东段查汗萨拉小型锑矿床的围岩为浅海相含碳细碎屑岩,南矿带矿体围岩为含碳质砂板岩、砂岩和页岩,北矿带矿体围岩主要为砂板岩;西段萨瓦亚尔顿小型锑矿床的围岩是海相浅变质薄-中厚层细砂岩夹少量碳质绢云母千枚岩。阔克沙勒岭矿带有1个卡拉脚古牙小型锑矿床,其围岩是板岩、千枚岩、少量灰岩。

昆仑山木孜塔格成矿带中有1个黄羊岭矿带、14处矿产地,其中,盼水河大型锑矿床1处,硝尔库勒大型锑矿床1处、卧龙岗中型锑矿床1处、黄羊岭等小型矿床4处。其围岩为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩,少量碎裂硅化泥质粉砂岩、中细粒岩屑砂岩等。

东昆仑喀拉米兰成矿带中有1个喀拉米兰矿带、1处矿产地,即屈库勒克东金锑矿(中型)。其围岩主要为粉砂岩、砂岩、灰岩等。

(2)不同地区锑矿的围岩蚀变类型及分布特征

塔里木板块北缘成矿带东阿莱-哈尔克山矿带中的查汗萨拉小型锑矿床的围岩蚀变有黄铁矿化、绢云母化、碳酸盐和硅化。萨瓦亚尔顿小型锑矿床的围岩蚀变主要以硅化、黄铁矿化、碳酸盐化、毒砂化、绢云母化、绿泥石化为主。阔克沙勒岭矿带内卡拉脚古牙小型锑矿床的围岩蚀变主要以糜棱岩化、硅化为主。

昆仑山木孜塔格成矿带黄羊岭矿带内盼水河、卧龙岗锑矿床的围岩蚀变主要以硅化(石英岩化)为主,次为黄铁矿化、褐铁矿化及绢云母化、碳酸盐化等,表生作用有锑华。

东昆仑喀拉米兰成矿带喀拉米兰矿带内屈库勒克东金锑矿的围岩蚀变主要有硅化(石英岩化)、绢云母化、碳酸盐化、褐铁矿化以及辉锑矿化,重晶石化、微量辰砂化、锑华等。

(3)不同地区锑矿矿石类型及产出特征

图1 新疆锑矿区域成矿演化模式图

塔里木板块北缘成矿带东阿莱-哈尔克山矿带中的查汗萨拉小型锑矿床的南矿带矿石分为石英—辉锑矿型和石英—黝铜矿—辉铋矿—辉锑矿型;北矿带矿石分为石英—辉铋矿—黝锡矿—银锑多金属型和石英—方解石—银锑多金属型。石英—辉锑矿型矿石的主要矿物为辉锑矿和黄铁矿。石英—黝铜矿—辉铋矿—辉锑矿型矿石的主要矿物为黝铜矿、辉铋矿、辉锑矿和黄铁矿。少量黝锡矿、银锑,微量毒砂和闪锌矿,氧化矿物有孔雀石、铜蓝、锑华和褐铁矿。萨瓦亚尔顿小型锑矿床的矿石矿物主要有:黄铁矿、毒砂、脆硫锑铅矿、辉锑矿,次为磁黄铁矿、银金矿、方铅矿、闪锌矿等。阔克沙勒岭矿带内卡拉脚古牙小型锑矿床的矿石矿物主要为辉锑矿(80%),次为闪锌矿、黝铜矿、毒砂、黄铁矿、锑-黄铁矿、铜蓝、黄锑矿等。

昆仑山木孜塔格成矿带黄羊岭矿带内黄羊岭锑矿床的矿石矿物主要为辉锑矿,另有少量闪锌矿、黄铁矿、黑钨矿,微量磁铁矿、针铁矿、方铅矿;氧化矿物主要为锑华、褐铁矿等。卧龙岗锑矿床的矿石矿物主要为辉锑矿,另有少量闪锌矿、黄铁矿、磁铁矿;氧化矿物为锑华、褐铁矿等。

东昆仑喀拉米兰成矿带喀拉米兰矿带内屈库勒克东金锑矿床的矿石矿物主要为辉锑矿、黄铁矿,次要的为黑钨矿、雄黄矿、辰砂矿等,氧化矿物有锑华和褐铁矿等。

(4)共、伴生组份特征

塔里木板块北缘成矿带东阿莱-哈尔克山矿带中的查汗萨拉小型锑矿床的北矿带主要以锑、银为主,共伴生锡、铅、锌等。

萨瓦亚尔顿小型锑矿床主要为:锑、金,伴生银、铅、锌等。

阔克沙勒岭矿带内卡拉脚古牙小型锑矿床主要为锑,伴生锌、铜等。

昆仑山木孜塔格成矿带黄羊岭矿带内黄羊岭锑矿床主要为锑,伴生锌、铁、钨、铅等;卧龙岗锑矿床主要为锑,伴生锌、铁等;硝尔库勒锑矿床主要为锑,伴生雄黄、雌黄及毒砂等。

东昆仑喀拉米兰成矿带喀拉米兰矿带内区库勒克东金锑矿主要为锑、金,伴生硫、银等。

在研究新疆锑矿的物质组成及其时空演化规律时,不同地区的锑矿床存在差异,但共伴生组分没有规律可循。与含矿热液流体所渗滤、萃取流经围岩成矿元素多少有关。

4 新疆锑矿成矿地质演化及区域成矿演化模式

4.1 新疆锑矿成矿演化史

从目前发现的锑矿看,新疆基底演化(前震旦纪)阶段、古亚洲洋形成与早期演化(震旦纪-奥陶纪)阶段、晚古生代古亚洲洋演化与大陆初始主碰撞(早泥盆世-早石炭世)阶段、后碰撞构造和古特提斯洋演化(晚石炭世-三叠纪)阶段和陆内发展阶段和特提斯洋关闭(侏罗纪-第四纪)阶段的五阶段中,只有后碰撞构造和新特提斯洋演化阶段有锑矿形成,叙述如下:后碰撞构造和新特提斯洋演化阶段(晚石炭世-侏罗纪)阶段。

早石炭世后期新疆北部完成了的洋陆转换,洋壳全部封闭。晚石炭世多数地区进入稳定的陆表海沉积阶段,局部为陆地,早二叠世大部分为陆地,少数地区为残余海,裂陷继续发育(如北山、巩乃斯、北天山、三塘湖、塔里木等地形成上叠裂谷)。晚石炭世至二叠纪期间进入碰撞造山的后碰撞阶段,原板块的会聚速度减慢,但仍在继续。持续的挤压导致地壳整体抬升、构造叠置、地壳增厚、下地壳拆沉、地幔上涌,伴随着强烈的深部壳幔作用和岩浆活动,形成韧性剪切带。当碰撞刹车、应力体制由挤压转为拉张时,在地壳薄弱处产生深达上地幔的弛张性深断裂,或形成上叠陆内地堑。有点状非造山型深源碱性侵入体生成,或发生上叠陆内碱性火山裂谷作用。此外,还可因相邻板块的俯冲或碰撞事件导致活化,生成富硅富碱的花岗岩类等地质事件。本阶段也是新陆壳垂向增生造山的主要阶段,强烈的后碰撞岩浆活动有利于成矿元素迁移和富集,因而在时间上,后碰撞岩浆活动使水热环流体系形成,出现了相应地成矿作用。二叠纪在塔里木板块北缘东阿莱-哈尔克山弧前增生带内、西南天山-虎拉山上叠盆地(Ⅲ级)内,形成了碎屑岩层中热液型锑矿,如查汗萨拉小型锑矿床、萨瓦亚尔顿小型锑矿床和卡拉脚古牙小型矿床及矿点等。

而新疆康西瓦-阿尔喀一线以北在二叠纪时全部隆起为陆,喀喇昆仑以北的新疆大陆板块进入大陆板内发展时期,以南西藏-三江造山系的西昆仑南部和木孜塔格地区早二叠世开始或强化拉张阶段,出现新特提斯洋盆,发育浅海陆源碎屑岩—碳酸盐岩稳定型沉积(被动陆缘沉积)。直到中三叠纪仍处于拉张环境,形成陆缘盆地半深水碎屑岩沉积,三叠纪晚期羌塘地块与北方大陆拼合,新特提洋完成拉张-汇聚-固结,拼贴于新疆大陆板块上。但在侏罗纪-古近纪渐新世末仍有地表海,之后成为陆地。在东西昆仑山晚三叠世出现中酸性火山岩,燕山期(侏罗纪)侵入岩,这些岩浆活动激活了地壳浅层的水热环流体系,形成相应的锑矿,如在可可西里-松潘前陆盆地内,形成黄羊岭锑矿带,有盼水河锑矿(大型)、肖尔库勒锑矿(大型)、卧龙岗锑矿(中型)及黄羊岭、宿营地等小型锑矿床;在喀拉米兰复合沟弧带内,形成屈库勒克东金锑矿(中型)。

4.2 区域成矿演化的模式

据上述构造-成矿演化阶段的具体分析的结果,以坐标图展示新疆锑矿成矿演化的时空序列、因果序列,初步建立了新疆锑矿区域成矿演化模式图如图1所示。

坐标图的左侧纵坐标反映地质年代及发育的锑矿产地(成型矿床);右侧纵坐标则反咉新疆的造山运动、构造旋回及岩浆期与地壳五阶段演化。横坐标顶部标出各成矿省的主要Ⅲ级成矿区带,坐标图内则反映各成矿单元在上述时、空域内锑矿化的发育程度及演化序列,并以其长度表示其演化时段;以其宽度大小定性表示其矿化强度。

5 结论

结合新疆锑矿区域成矿演化模式图,新疆锑矿区域成矿规律如下:

(1)新疆锑矿的成矿体现出构造分区和陆壳基地的特点和成矿随地质历史推移而演化的规律。板块会聚边缘活动带的上叠盆地,拉张盆地的会聚阶段,成矿空间位置和演化阶段有所不同。

(2)从成矿时代和成矿强度看,目前在二叠纪、三叠纪-侏罗纪成矿;成矿强度在二叠纪弱,在三叠纪-侏罗纪强。

(3)前震旦的基底陆壳是基础,锑矿的成矿演化具有继承围岩成矿元素特征的演化特点。从已知成型锑矿区来看,无论是与上陆壳克拉克值相比,还是与新疆平均水平相比,地表地质体的Sb、As,Hg明显富集或相对富集,主要亲花岗岩类元素和与之有关的成矿元素相对贫化,说明岩浆活动直接参与成矿的元素少,可能对水热环流体系的形成起到加热作用。

猜你喜欢

矿床成矿围岩
不同围岩条件对隧道衬砌应力影响分析
安徽省滁州市琅琊山铜矿床成矿模式研究
复杂隧道围岩安全性及其评价方法
西藏努日东钨铜多金属矿成矿地质特征及找矿方向
软弱围岩铁路隧道超前预加固适用性研究
高速公路隧道大断面V型围岩钻爆法施工技术
辽宁调兵山西调斑岩型钼矿床特征及找矿标志
新疆伊犁成矿带成矿系列特征
中亚成矿域西部巴尔喀什—准噶尔成矿带晚古生代成矿作用大爆发
巧家铅锌矿矿床地质特征、成因及找矿前景