阿尔恰勒铅锌矿床

阿尔恰勒铅锌矿床_大数据时代的成矿

阿尔恰勒铅锌矿位于察布查尔县与昭苏县之间，距察布查尔县城50km，由于种种原因，矿床研究程度很低，仅作过一些简单的地质调查。矿床区域上属于阿尔恰勒－大洪那海贵金属多金属成矿亚带的一部分。该铅锌矿产于大哈拉军山组陆相火山岩和阿克沙克组灰岩中。区内矿体呈似层状形成于灰岩中，局部见矿体切穿地层。由于矿区阳起石化非常发育，加上矿床表现出的成层特征，过去一般认为该矿床为矽卡岩型矿床或喷流沉积型铅锌矿床。

一、矿区地质特征

1．矿区地层、构造特征

矿区出露地层包括下石炭统大哈拉军山组陆相火山岩 （C1d）、阿克沙克组 （C1a）灰岩及第四系 （图4－43）。两套地层近EW向展布，走向近90°～30°，总体向NW倾斜。矿区整体位于一单斜构造上，地层向NW向倾斜，倾角约30°～50°，常见薄层灰岩，火山岩中小型揉皱非常发育。同时在矿区外围，也可见到阿克沙克组灰岩呈箱状皱曲，表明该区在晚石炭世－二叠纪受到过较强的挤压变形。矿区的断裂构造主要包括NNW～NNE向、NE向、NWW向和近EW向四组。NNW～NNE向断层为矿区的主要断层，也是控制铜金矿化的重要断层，其性质以脆性为主，断层走向为340°～15°，向东倾，倾角50°～65°。沿断层有强烈的构造碎裂、硅化、黄铁矿化及少量糜棱岩化。在矿区北部，该组断层与铜矿化关系密切，走向NNW，但在南部则主要是金矿化的主要控矿断裂，走向为NNE。NE向断层主要发育于灰岩中的层间断裂，走向30°～40°，与矿区内灰岩的产状一致，向南倾，倾角40°～50°，是铅锌矿的主要控矿断层。NWW向断层主要表现为后期的破矿断层，使含铜矿破碎带与金矿化体之间发生位移。近EW向断层为成矿后断层，对矿体起破坏作用。

图4－43 阿尔恰勒铅锌矿矿区地质简图

（据黄明扬等，1994）

2．矿区岩浆岩特征

矿区岩浆岩除了大哈拉军山组火山岩外，还有花岗闪长岩和辉绿岩脉侵入体。花岗闪长岩呈岩株状、透镜状分布于矿区中部和南部。矿区内有多处出露长100～1200m，宽80～300m规模的辉长岩小岩体，单个岩体最大出露面积约0．4km2，但初步估计几个小岩体在地下是相连的。辉绿岩脉呈脉状在矿区内广泛分布，但规模都较小，一般地表延长在数十米以内，岩脉厚2m左右，受EW向、NE向两组断层控制。

3．矿区围岩蚀变特征

矿区内蚀变作用较强烈，特别是阳起石化和硅化，此外还包括绿泥石化、黄铁矿化、碳酸盐化。阳起石化与矿化具有密切的关系，几乎有铅锌矿化的地方都存在阳起石化。一般铅锌矿形成于中间，阳起石形成于铅锌矿的外侧。阳起石出露为黄绿色，针状、放射状产出，在区内见其呈脉状切穿地层。

二、矿床地质特征

1．矿体形态、产状特征

阿尔恰勒铅锌矿床是一个矿床分带清晰、控矿机理明显及矿化蚀变强烈的多金属矿床。目前矿区内共圈出3条铅锌矿体，编号分别为Ⅰ号矿体、Ⅱ号矿体和Ⅲ号矿体。

Ⅰ号矿体呈透镜状产出，其长轴方向与围岩走向平行，产状与围岩基本一致，中间可见大小不等的灰岩残留体。矿体长260m、平均宽40m，Pb最高品位20．91％，Zn最高品位27．82％，Pb－Zn平均品位12．5％，Ag最高品位285．1×10－6，平均品位75×10－6，局部黄铜矿化发育，铜最高品位可达4．1％。

Ⅱ号矿体形态规则，产状350°∠55°，地表揭露长度53m，平均宽10m，矿化连续性较好。矿体产状与地层基本一致，但局部仍有穿层现象 （图4－44）。

图4－44 阿尔恰勒铅锌矿Ⅱ号矿体形态图

Ⅲ号矿体的产出形态如图4－45所示，明显切穿地层，产状15°∠55°，总体呈一透镜状，平均宽10m，地表控制长度68m，局部具有网脉状的矿脉穿插到围岩中。同时矿体中还包裹有灰岩的角砾，因此笔者认为铅锌矿体的形成可能与热液对灰岩的充填交代有关。

此外，矿区内还存在一条铜矿体。该铜矿体位于区内断裂破碎带中并切穿安山岩与灰岩地层，呈脉状产出，产状70°∠54°，地表可见长度350m，宽8m，Cu最高品位6．54％，平均1．62％，其中伴生金和银，含金最高品位0．89×10－6、银206．9×10－6。

2．矿石成分、组构特征

（1）矿石成分。本矿床产出的铅锌矿石主要由方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿等金属矿物组成，此外还有少量的辉银矿、菱铁矿、银金矿等，非金属矿物包括方解石、石英、阳起石、绿泥石、云母、绿帘石等。

图4－45 阿尔恰勒铅锌矿Ⅲ号矿体形态图

（2）矿石结构构造。铅锌矿体的主要构造是稠密浸染状构造，其次是块状构造、细脉－网脉状构造、条带状构造、角砾状构造。其中块状构造为矿区重要的矿石构造，方铅矿、闪锌矿及黄铜矿等都呈块状形式产出。细脉－网脉状构造为矿区主要矿石构造之一，由方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿等矿物组合呈细脉状或网脉状充填在灰岩及阳起石中。浸染状构造主要由方铅矿、闪锌矿及黄铜矿等呈浸染状分布于围岩中。条带状构造指由黄铜矿、黄铁矿组成的细脉与硅质细脉互为条带状产出。角砾状构造指的是硅质岩、灰岩呈角砾状与硫化物形成在一起，同时角砾也被交代矿化。

3．围岩蚀变与成矿的关系

与铅锌矿成矿有关围岩蚀变主要包括阳起石化、硅化、绿泥石化、绿帘石化及碳酸盐化。其中阳起石化与铅锌矿化的关系在空间上最为密切，两者相伴出现，几乎有阳起石的地方或多或少都存在铅锌矿，而且阳起石往往呈针状、放射状分布在铅锌矿体中，两者一起呈脉状或似层状分布在以灰岩为主的围岩中。但对不同矿体的观察发现，多数情况下铅锌矿形成于矿体的内部，而在外围是呈块状或脉状分布的阳起石。这说明它们都来自于同一流体，但方铅矿、闪锌矿略早于阳起石结晶或者阳起石结晶延续的时间要长一些。

硅化是阿尔恰勒铅锌矿另一重要的围岩蚀变，硅化作用主要形成于矿体内及外围，主要表现为石英脉与矿体一起或石英脉形成于围岩中，与成矿有关的硅化作用往往离开矿体不远，因此硅化常可作为矿区找矿的标志。

绿泥石化是矿区又一重要蚀变，分布范围较宽，常表现为面型分布的特征，而且绿泥石化往往不是太连续，可能与围岩的物理化学性质和特征有关。通常岩石较破碎的地方绿泥石化较强，而且分布范围也更广，虽然绿泥石化主要分布在矿体周围，但大部分绿泥石化与矿体的关系不是太明显，有绿泥石化的地方不一定有矿存在。估计绿泥石应该是矿化后期阶段形成的热液交代作用。

与绿泥石化相似的还有碳酸盐化，碳酸盐化主要以方解石脉或块状方解石的形式出现在矿体内或外围，总体来说碳酸盐化也是矿化晚期的产物。

三、控矿条件分析

（1）区域构造环境的控制。矿床形成于伊什基里克早石炭世弧后盆地内，该区在阿克沙克组沉积了巨厚的灰岩，这套岩石为该区内的铅锌矿化提供了有利的围岩条件。另外，在晚石炭世－早二叠世期间，区域内发生强烈的构造运动及岩浆活动，这些构造运动和岩浆活动均可以促使金属物质在流体作用下重新运移而有利于成矿。

（2）铅锌矿体受层位控制。西天山本研究区阿尔恰勒铅锌矿明显受地层层位控制，矿区内的几个铅锌矿体无一例外地形成于下石炭统阿克沙克组的下部中厚层灰岩中，且大部分产状与灰岩基本一致。

（3）层间破碎带是重要的容矿空间。大部分矿体均形成于层间破碎带，并在部分矿体中见到有层间破碎形成的灰岩角砾。这些层间破碎带可能是受晚石炭世－早二叠世区域挤压作用形成的。

四、矿床成因

1．成矿物质来源

阿尔恰勒铅锌矿硫化物矿物硫同位素组成如表4－6和图4－46所示。硫同位素组成介于－4．7‰～＋2．3‰之间，平均－1．75‰。其中方铅矿的δ34S为－4．7‰～＋1．3‰，平均－2．8‰。闪锌矿的δ34S为－4．2‰～－0．1‰，平均－2．4‰。黄铁矿的δ34S为＋2．0‰～＋2．3‰。总体表现为δ34SPy＞δ34SSp＞δ34SGa。硫化物矿物的硫同位素值较为均一，并集中分布在0附近 （图4－46），与陨石硫同位素组成相似，显示硫来源于地幔或地壳深部。

表4－6 硫化物矿物硫同位素分析结果

2．流体包裹体特征

我们对阿尔恰勒铅锌矿两个成矿阶段的矿石进行了流体包裹体研究，并进行了显微测温和冰点测定。流体包裹体显微测温分析是在中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源研究重点实验室流体包裹体实验室的Linkam THMS600型冷热台上进行的，并利用美国FLU－IDINC公司提供的人工合成流体包裹体标准样品对冷热台进行了温度标定，该冷热台在－120℃～－70℃温度区间的测定精度为±0．5℃，在－70℃～＋100℃区间为±0．2℃，在100℃～500℃区间为±2℃。流体包裹体测试过程中，升温速率一般为0．2℃／min～5℃／min，水溶液包裹体在其冰点和均一温度附近的升温速率为0．2℃／min～0．5℃／min，可以准确记录它们的相转变温度。

阿尔恰勒铅锌矿矿物流体包裹体主要由纯液相包裹体、气相包裹体和气液相包裹体组成。包裹体大小在3～16μm之间，大部分集中在4～8μm范围内。包裹体大多不规则，少量呈椭圆形、方形 （图4－48），零星分布。第Ⅰ阶段气液相包裹体均一温度为290℃～360℃（图4－47），盐度为0．35％～1．74％Na Cl，属高温低盐度热液。第Ⅱ阶段的气液相均一温度集中在170℃～210℃，盐度为0．53％～2．24％Na Cl，属中温低盐度热流。

图4－46 硫同位素组成直方图

图4－47 流体包裹体均一温度直方图

3．矿床成因

阿尔恰勒铅锌矿形成于早石炭世弧后盆地的一套碳酸盐岩建造中，矿区岩石受到印支期酸性侵入岩的作用。从矿区大量发育的阳起石化围岩蚀变及成矿液体包裹体测温显示，成矿温度是较高的，而硫同位素数据也表明成矿的硫源主要来自深部硫。虽然矿区内大部分矿体具有似层状产出的特征，但也有部分矿体具有穿层性，后期热流活动十分明显。因此笔者认为阿尔恰勒铅锌矿床为与岩浆作用有关的高温热液充填交代型矿床。成矿大致过程为：早期早石炭世阿克沙克期区域内形成弧后盆地，并沉积了一套富铅锌的碳酸盐岩建造；到印支期由于区域性岩浆活动，特别是酸性侵入岩的侵位过程中，不仅带来了丰富的深源流体，而其热作用导致周围地层中的溶液发生对流循环，并不断从地层中淋滤出金属元素形成富矿流体，这些流体上升进入了层间破碎带或早期断裂带与围岩发生交代，形成阳起石化等围岩蚀变，同时伴随矿质的沉积形成矿床。

图4－48 阿尔恰勒铅锌矿床流体包裹体特征