喀喇昆仑罗布盖子大型铅锌矿成矿时代：对甜水海喀喇昆仑巨型铅锌矿带找矿勘查的启示

2021-09-10王威王家鑫马华东朱炳玉柳献军

西北地质 2021年3期

王威，王家鑫，马华东，朱炳玉，柳献军

(1.新疆自然资源与生态环境研究中心，新疆乌鲁木齐 830000；2.新疆维吾尔自治区人民政府国家305项目办公室，新疆乌鲁木齐 830000；3.四川鑫立地质勘查有限公司，四川成都 610072)

由于自然及交通条件的限制，在90年代前，和田玉是西昆仑—帕米尔地区为世人所知的主要矿床类型。90年代以来，随着区域地球化学、地球物理测量及地质填图的开展，在这一地区的找矿勘查取得了重大突破。最主要进展包括寒武纪超大型铁矿(陈登辉等，2013;冯昌荣等，2011;燕长海等，2012;张连昌等，2015)、晚三叠世超大型稀有金属矿及侏罗纪—白垩纪超大型(铜)铅锌矿等(周兵等，2011；王核等，2017；董连慧等，2015；高永宝等，2017；晋红展等，2018；侯增谦等，2008)(图1)。构成了青藏北缘独具特色的多金属成矿带(张传林等，2019)。这些超大型矿床(矿田)的发现和勘查，不仅改写了新疆地区自然资源版图，甚至改变了全国自然资源版图，对新疆地区经济发展、中巴经济走廊建设提供了重要的资源支撑。

1 区域地质背景

西昆仑—喀喇昆仑(包括帕米尔)经历了原特提斯到新特提斯漫长的构造演化过程，形成了多阶段复杂的岩浆岩系列及沉积岩组合( Jiang，Y.H.，Jiang，2002，Rutte，D.，2017；Robinson，A. C.，2004；Robinson，A. C.，2016)。综合矿产勘查及基础地质研究成果表明，西昆仑—帕米尔地区主要矿产资源与区域构造岩浆作用具有非常密切的联系(张传林，2019)，主要成矿期为寒武纪(原特提斯阶段，铁矿)、三叠纪晚期—侏罗纪早期(古特提斯阶段，稀有金属矿)、侏罗纪—白垩纪(中新特提斯阶段，以铅锌为主的有色金属矿床)和第四纪(喜山期，稀有稀土矿床)(Zhang，C.L，2018a)。尽管对赞坎超大型磁铁矿成因有不同认识(部分学者认为是形成于寒武纪的BIF(张连昌等，2015)，但磁铁矿层与布伦阔勒群底部的双峰式火山岩在时空上密切相关(Zhang，C.L，2018b)。大红柳滩超大型锂铷多金属矿床(田)最早由新疆地质矿产局发现并勘查(1987年获得详查资源量氧化锂为8.7万t)。在后来的1∶5万区域地质填图工作扩大了这一稀有金属矿带的范围，新疆地质矿产局及陕西地质调查院在2015～2018年对成矿带进行了勘查，资源量有显著增加。依据王核等(2017)的预测，远景资源量在350万t以上。

有色金属方面，在最近的矿产勘中，除了在火烧云获得了2 000万t以上详查(部分为勘探级别)铅锌资源量外，在罗布盖子获得了大于100万t铅锌详查资源量(其中富矿达到70万t)，在乔尔天山和冰山地区，铅锌矿的找矿勘查也取得重要进展，发现了一批与岩浆热液有关的以铅锌为主并伴生铜银的矿床(点)(图1)。以火烧云为代表的超大型矿床呈层状产于侏罗纪地层中，属于同沉积矿床。瓦汗走廊地区罗布盖子大型铅锌矿及冰山地区(铜)铅锌矿田，均以脉状矿产出，矿脉充填在不同时代的地层甚至侵入岩体中。区域岩浆岩背景、铅锌矿的区域分布特征表明，沿南帕米尔及喀喇昆仑分布的巨型铅锌成矿带与侏罗纪—白垩纪沉积盆地-岩浆作用具有密切关系。然而，对于晚中生代有色金属成矿的具体成矿时代以及有色金属成矿是否和区域上广泛分布的晚中生代岩浆岩有关等一些关键科学问题，还没有深入研究。

2 罗布盖子铅锌矿床地质特征

罗布盖子大型铅锌矿床位于塔什库尔干县瓦罕走廊(图2)，在构造位置上属于喀喇昆仑西延部分。依据王家新等对该矿床的勘查报告，共圈定9个铅锌矿体。罗布盖子铅锌矿主要矿体呈层状、似层状、透镜状赋存于下志留统温泉沟组第三岩性段(中板岩段)(S1w3)粉砂质板岩夹硅泥质板岩内，部分矿体的产状与围岩产状接近，但在钻孔和探槽中，可以见到部分铅锌矿脉穿切了地层的层理(或面理)。矿体总体平均倾向为229°，平均倾角为43°(图3)。矿体出露长2 424～2 496 m，平均真厚度为2.93 m，厚度变化系数为77.13%，厚度相对稳定；Pb加权平均品位为2.30%，Zn加权平均品位为3.21%。Pb+Zn单工程加权平均品位为5.51%。矿石以闪锌矿和方铅矿为主，矿体形态和组分均较为简单，局部有膨大-收缩现象。控制矿体最大斜深870 m，最大垂深448 m(图3)。

①.赞坎超大型磁铁矿矿田；②.兹罗依磁铁矿；③.大红柳滩超大型稀有金属矿田；④.冰山(铜)铅锌矿带；⑤.火烧云超大型铅锌矿；⑥.多宝山铅锌矿； ⑦.罗布盖子大型铅锌矿；⑧.达布达尔稀有金属矿带；⑨.乔尔天山(铜)铅锌矿带本图依据西昆仑1∶50万地质图及张传林等(2019)资料综合编制，铅锌矿(点)依据2019年新疆地质矿产局最新资料编制图1 西昆仑—帕米尔地区主要矿产资源分布简图Fig.1 The distribution diagram of major mineral resources in west Kunlun-Pamir Mountains area

图2 罗布盖子铅锌矿区域地质图Fig.2 Regional geological map of Luobugaizi lead-zinc deposit

图3 罗布盖子铅锌矿4号勘探线剖面图Fig.3 Profile of exploration line 4 of Luobugaizi lead-zinc deposit

矿石矿物主要包括闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、黝铜矿等，脉石矿物包括黄铁矿、磁黄铁矿、石英、钠长石、方解石等(图4)。闪锌矿多呈半自形-自形粒状，粒度范围为0.005～3.80 mm，粒度大小不均匀。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%。闪锌矿粒度总体较粗。方铅矿呈半自形-自形粒状结构、紧密镶嵌。方铅矿粒度在0.074～0.104 mm最多，占有率为30.99%；其次是0.104～0.147 mm和0.147～0.208 mm，占有率分别为18.73%和14.13%，其他粒级占有率均小于10%。方铅矿主要赋存状态主要表现为以脉状充填于再生角砾裂隙之间，嵌布特征表现为与非金属矿物连生，与方铅矿连生及与黄铜矿、黄铁矿连生。

图4 罗布盖子铅锌矿独居石U-Pb年龄图Fig.4 U-Pb age map of Monazite in Luobugaizi lead-zinc deposit

黄铜矿(包括含银黝铜矿)在矿石中含量很低，在矿石中见的较少，仅见少量黄铜矿与方铅矿呈半规则连生，个别颗粒呈椭圆状包裹于方铅矿中。黄铜矿在矿石中含量很少，仅少量标本样中见到。黄铜矿粒度大小约0.002～0.38 mm，呈他形-半自形粒间，椭圆状、浑圆状等，主要分布于方铅矿粒间及团块状闪锌矿中，与方铅矿呈半规则连生，粒度较粗。少量黄铜矿与(含银)黝铜矿一起分布于方铅矿粒间；分布于团块状闪锌矿中的黄铜矿主要分布于闪锌矿粒间，部分微细粒黄铜矿包裹于闪锌矿中，部分黄铜矿具褐铁矿化。

与在铅锌矿脉中，局部发育了与铅锌矿密切共生的淡色脉体。一般呈透镜状、细脉状，脉宽5～30 cm不等，延伸30～100 cm以上。在淡色脉中偶见方铅矿，表明淡色脉体形成于铅锌矿成矿阶段。淡色脉的主要矿物组成为石英、钠长石，含有少量方解石，没有见到任何暗色矿物。

3 罗布盖子铅锌矿成矿时代

本次工作采集了与铅锌矿密切共生的淡色脉体样品约10 kg(样品号2019LB02)。样品破碎后手工淘洗分离出重砂矿物，经磁选和电磁选后，在双目镜下挑出独居石(约500粒)。选取代表性独居石制靶后通过显微镜透射光和反射光照相，并采用BSE对独居石内部结构进行研究。U-Pb年代学在天津地质矿产研究所实验室的193 nm激光剥蚀系统(New Wave)和多接收器电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS，Neptune)上完成。测试方法及使用的标样见文献(崔玉荣等，2012)。利用ICPMSDataCal程序和Isoplot程序进行数据处理。测试结果见表1。

表1 罗布盖子铅锌矿淡色脉体中独居石U-Pb年龄数据表Tab.1 U-Pb ages of Monazite in the light-colored veins of the Luobugaizi lead-zinc deposit

淡色脉体中的独居石一般呈粒状，粒径在50～150 μm。BSE照相显示，独居石内部结构均匀，有少量的独居石中有包体发育(图4b)。对23粒独居石23次分析结果表明，除4、5号测点有偏高和偏低的206Pb/238U表面年龄外(分别为109 Ma和91 Ma)，其余21个测点获得谐和的在误差范围内一致的206Pb/238U表面年龄，它们的平均值为(99.25±0.78) Ma(MSWD=1.60)，这一年龄代表了与铅锌矿成矿密切相关的淡色脉体的结晶年龄(图4)。

4 罗布盖子铅锌矿的成矿模式

罗布盖子铅锌矿矿体主要以层状-似层状产于志留系碳质板岩中，尽管矿体产状主体与地层的面理产状基本一致，但部分矿脉穿切了岩层的面理，且矿体大多产于角砾岩带中，硫化物矿石为浸染状、脉状、角砾状。因此，依据野外判断，它不属于沉积类型，而是后期与热液有关的后生矿床。

断裂和裂隙为成矿热液的运移提供条件，方铅矿的成矿热液穿过围岩灰岩在成矿处沉淀成矿，后期闪锌矿的成矿热液沿着方铅矿中的裂隙充填并交代方铅矿形成脉状的铅锌硫化矿石。矿本次工作获得与成矿作用密切相关的淡色脉体独居石U-Pb谐和年龄为(99.25±0.78) Ma，而这一带的花岗岩(包括其中的闪长岩、辉长岩包体)形成时代为99～102 Ma(Liu，X.Q.，2020)。这表明区域岩浆岩与成矿作用在时空上密切相关，说明罗布盖子成矿与区域岩浆作用有关，为岩浆热液型铅锌矿。

在甜水海—喀喇昆仑构造带，目前已经发现多个超大型、大中型铅锌(铜银)矿床，其中最著名的是火烧云超大型铅锌矿。在甜水海地块内，对多个中小型铅锌矿野外调查表明，这些铅锌矿以脉状产出，分布在不同时代的地层及三叠纪岩体内部，属于典型的热液脉状矿床。而火烧云及天文点一带的铅锌矿，呈层状、似层状产于侏罗纪—早白垩世地层中，这些地层大多含有火山岩夹层。Li等(2019)及张传林等(2019)认为，这些产于晚中生代沉积盆地中的层状铅锌矿，可能是深部成矿流体沿盆缘断裂上升，最终在盆地内沉积成矿，与冰山地区及罗布盖子地区脉状铅锌矿，可能都是在同一构造背景下形成，它们均受控于晚中生代的岩浆活动。这一认识表明，分布在甜水海—喀喇昆仑的晚中生代岩浆岩带，具有重大成矿潜力，为今后的找矿勘查指明方向。