新疆若羌县芦草沟铅矿地质特征及成因初探

2021-05-22祁万修张万杰赵雷

新疆有色金属 2021年2期

祁万修张万杰赵雷

（新疆地质矿产勘查开发局第一区域地质调查大队乌鲁木齐 830013）

1 地质背景

芦草沟铅矿位于索尔库里走廊315 老国道北约16千米处，海拔3700米左右，山势陡峻，地形切割强烈，交通较为不便。矿床大地构造位置处于秦祁昆造山系（Ⅰ）—阿尔金弧盆系（Ⅱ）—阿中地块（Ⅲ）—阿北中-晚元古代古弧盆带（Ⅳ）东部。成矿带属阿尔金(弧盆系) Fe-Pb-Zn-Cu-Au-Cr-RM-REE-Au-Ag-Ni-V-Ti-石棉-玉石-白云母-白云岩-石英岩-石膏-煤-硫铁矿成矿带（Ⅲ级），阿尔金(地块) Fe-Cu-Ni-石棉-玉石-白云母-白云岩-石英岩-石膏-煤矿带（Ⅳ级）成矿亚带［1］。出露的地层主要为蓟县系金雁山组、木孜萨依组，渐新-中新统干柴沟组，更系统七个泉组及更新统洪积物等。区域上地层总体以北东东向为主，倾向主要为北北西。断裂构造较发育，总体构造线为近东西向或北东东向，对区内地层及矿产的分布具有控制作用。芦草沟铅矿位于近东西向断裂旁侧，蓟县系木孜萨依组海相沉积碎屑岩顺层产出的石英脉、石英-碳酸盐-重晶石脉、重晶石脉内（图1）。

图1 芦草沟铅矿区域地质简图

2 矿区地质

2.1 地质特征

矿区出露的地层主要为蓟县系木孜萨依组、金雁山组，东部为古近系-新近系干柴沟组红色砂岩，南部分布更新-全新统冲洪积物（图2）。岩层普遍发生区域浅变质，形成变质砂岩、板岩、千枚岩、片岩等，并伴随动力变质作用，局部形成糜棱岩、碎裂岩等，岩层劈理、片理、揉皱、褶曲发育。但从岩层宏观特征来看，为一套浅海相正常沉积碎屑岩夹碳酸盐岩建造。

木孜萨依组位于矿区中部，依据岩性组合、沉积韵律、物质组分、变形变质特征及矿化蚀变特征划分为三个岩性段。第一岩性段主要由钙质板岩组成。第二岩性段主要由深灰色泥晶灰岩组成，局部可见少量砾岩。第三岩性段主要分布于矿区中部，岩性较复杂，由南至北大致划分为下、中、上三个岩性层，下部以深灰色粉砂质板岩为主夹灰色砂质板岩，中部为灰白色-浅灰绿色绢云母千枚岩、似层状-脉状铅锌矿体及铜矿体，为矿区赋矿岩性层［2］，上部以深灰色粉砂质板岩为主夹砂质板岩、浅灰色灰岩、条带状石英砂岩、绿泥粉砂质板岩等。第三岩性段在强烈的挤压、逆冲作用下，岩石普遍发生碎裂化，顺层产出大量石英脉、石英-碳酸盐-重晶石脉、重晶石脉，脉岩内含黄铁矿化、黄铜矿化、方铅矿化等金属硫化物，氧化后形成黄褐色黄钾铁矾化带，属矿区铜铅锌赋矿层位。蓟县系金雁山组分布于矿区西北部，由砂质板岩、石英砂岩、泥质粉砂岩、少量凝灰质砂岩等组成。矿区蓟县系木孜萨依组地层呈由北向南的逆冲推覆构造，推覆体前锋带推覆于古近系-新近系干柴沟组之上。矿区南部7 千米的索尔库里谷地为阿尔金左行走滑断裂带。矿区总体为一北倾单斜层，产状相对稳定，未见明显的褶皱构造。分布于西南部的第一、第二岩性段地层倾向在0～330°之间，以350°为主，倾角在34～65°之间；第三岩性段地层倾向在300～358°之间，以340°为主，倾角在37～72°之间。地表岩层风化剥蚀作用强烈，产生滑脱、坍塌，局部形成南倾的假产状。矿区位于推覆体前锋带，岩石破碎，次级断裂发育，小的次级断层分布于软硬不同的岩层间或泥质岩层中，走向、倾向延伸不大。断裂构造总体表现为西部走向近东西，东部北北东或北东向大致平行的弧形分布，对矿区铅锌矿具有控制作用。

图2 芦草沟铅矿区地质图

2.2 地球化学特征

1∶10 万化探在本区圈出H10-11-丙异常，该异常东西向、北东向断裂极为发育，Ag、As、Sb、Pb、Zn异常沿东西向断裂展布，Bi、Sn异常则与蓟县系地层有关。异常范围与1∶5万化探异常［2］HS-19和HS-21重现性较好（图1）。HS-21 异常内已发现芦草沟铅矿，由Pb、Zn、Sb、Ag、Au、As、Ni、Cr、Co、Cu、Mo 元素组成，异常面积8.74 平方千米，呈不规则椭圆状，其中Pb、Zn、Sb、Ag 异常具有三级浓度分带，Pb 异常平均值135.3×10-6，极大值727.4×10-6，衬度4.83，具有三级浓度分带。Zn 异常平均值253.66×10-6，极大值459.9×10-6，衬度3.17，具有三级浓度分带，总NAP 值为134.4。

3 矿体地质

3.1 矿化蚀变带特征

芦草沟铅矿矿化蚀变带分布于木孜萨依组第三岩性段中，长4千米，宽45～185米不等，呈北东东向展布，向西尖灭，向东被渐新统-中新统干柴沟组红层覆盖（图2）。氧化后形成的黄褐色黄钾铁矾化带十分醒目（照片1），区内铜、铅、锌多金属矿化主要与重晶石脉、石英脉、白云岩脉有关（照片2、3、4）。矿化蚀变带沿走向分为东、西两段，西段长2 千米，宽45～185米，由西向东逐渐变宽，主要为铅矿化，地表有较多矿体出露。东段长2千米，宽102～185米，地表以铜矿化为主，铅矿化零星，地表矿体少。虽东段矿化范围比西段稍宽，但蚀变与矿化强度较弱，地表及钻孔中所见多为含铜石英脉，含铅的重晶石脉小而少；就铜矿化而言，矿化规模远小于西段。

照片1 矿化蚀变带

照片2 铅多金属矿脉

照片3 含矿重晶石脉

3.2 矿体特征

芦草沟铅矿产于蓟县系木孜萨依组第三岩性段海相沉积碎屑岩中，矿化破碎蚀变带严格受木孜萨依组地层及断裂控制，地表圈定的矿体均产于矿化破碎蚀变带内（图3），矿体形态呈似层状、脉状。初步圈定矿体13 个［2］，地表出露矿体9 个，隐伏矿体4个（未反映），矿体倾向315～25°，倾角53～76°。其中，铜矿体2 个（L1、L8），长150～180 米，厚度2.00～3.27米，平均品位0.20～0.27%。铅矿体8 个（地表出露L2、L3、L4、L5、L9 共5 个，隐伏3 个），长90～2000 米，厚度0.36～3.79 米，品位0.55～3.33%。铅锌矿体2 个（地表出露L6，隐伏1 个），长104～200 米，厚度0.65～2.04 米，品位铅3.11～9.29×10-2，锌0.56～1.39×10-2。铅铜矿体1 个（L7），长120 米，厚1.45 米，品位铅0.30%，铜0.33%。L4 号矿体规模最大，为矿区主矿体，地表由西至东由多个工程控制；矿体长2000 米，单工程厚度0.88～5.98米，平均厚度2.98米，单工程品位Pb0.31～2.19%，Zn0.01～1.60%，Cu0.02～0.36%，矿体平均品位Pb1.03%，Zn0.18%，Cu0.07%；总体走向352.5°，倾角60°，有用组分为Pb，伴生有用组分Zn、Cu。其他矿体规模较小，长90～200 米，厚度0.36～3.79 米，品位Pb0.55～9.29%、Cu0.20～0.27%。铅（锌）矿石中伴生组分主要有Ag、Cu、Ga，品位Ag18.05×10-6、Cu0.14%、Ga11.84×10-6。

3.3 矿石特征

（1）矿石矿物成分

矿石矿物组合比较简单，金属矿物有13种，以方铅矿、黄铁矿为主，其次为闪锌矿、黄铜矿、黝铜矿、斑铜矿等；氧化物主要为孔雀石、铜蓝、褐铁矿、黄钾铁矾，次为铅矾、白铅矿、菱铁矿。非金属矿物有5种，主要有重晶石、石英、铁白云石、白云石、白云母等。

（2）矿石结构、构造与矿石类型

矿区矿石结构有粒状变晶结构、细粒结构、柱粒状结构、不等粒结构等，其中最有意义的结构为粒状变晶结构、粒状结构，矿石中的有用矿物均以此结构为主。矿石构造以脉状构造为主。另外，尚有团斑状构造、纹层状构造等。矿石类型多属重晶石脉型、石英脉型、重晶石-石英脉型。

4 成因初探

4.1 矿床成因

区内大地构造属中元古代盆地，海相沉积物发育，在成岩-压实过程中，可释放出以卤化物为主的热卤水。在这些热液的作用下，可形成后生的铅多金属矿床。

（1）矿区围岩为灰白、浅黄绿色绢云千枚岩（原岩以黑色页岩为主），围岩蚀变较弱，主要有硅化、碳酸盐化、粘土化、重晶石化。赋矿岩石为石英脉、石英-碳酸盐-重晶石脉、重晶石脉，含矿脉岩总体沿围岩层理顺层产出，个别岩脉斜切围岩层理，矿石的物质成分与围岩的基本成分有明显的差异，表明成矿时间相对晚于围岩，由于含矿热液作用于围岩，具有不同程度的围岩蚀变现象。

（2）矿床产于蓟县系木孜萨依组第三岩性段砂质和泥质岩石中，明显受地层、岩性控制。具有一定的层位。

（3）矿区矿化破碎蚀变带受断裂构造控制作用极为显著，断裂及岩层的层间构造带对成矿十分有利。

（4）矿床产在沉积岩区，矿区及其附近未见岩浆岩，矿床与岩浆活动无直接关系。

（5）矿体多呈脉状、透镜状、似层状，以充填作用和交代作用为主。在空间上沿一定层位呈带状展布。

综上所述，芦草沟铅矿床表现出非岩浆热液矿床的特点，矿区砂质和泥质岩石中的铅锌矿脉可能是这种成因造成的。因此，该矿床成因类型归为中低温非岩浆热液矿床。