新疆哈密清白山铅锌矿矿床成因及成矿模型探讨

总结清白山铅锌矿矿床地质特征、控矿因素的基础上，通过与MVT型矿床典型特征对比，认为其成因类型为MVT型。通过总结控矿因素，讨论了成矿时代，初步建立成矿模型，认为矿床成型分为含矿流体沉淀的主成矿期、构造改造期、岩浆改造期3个阶段。

关键词：地质特征;MVT型铅锌矿床;成矿时代;成矿模型

清白山铅锌矿床位于新疆哈密市雅满苏镇南约80 km，2014年通过1∶25万化探发现。矿带地表断续出露约10 km，走向NWW，矿体严格受控于中元古界长城系古硐井岩群白云石大理岩。该套地层为一套古老变质岩系，原始层理已消失殆尽，因此对深部的控制较欠缺。本文将通过矿床地质特征及控矿因素的总结归纳，对矿床成因进行对比研究，探讨成矿时代，建立初步的成矿模型。

1  矿区地质概况

矿区所处的塔里木微板块北缘北山古生代裂谷系北山中间地块，是在早古生代陆块基础上，经历了晚古生代多期次拉张-闭合演化过程，以相对稳定的刚性体残存，其被晚古生代裂谷包围，矿区北侧的方山口断裂为区域主干断裂。区内发育NE向剪切构造、近EW向扭性断裂。由于经历多次构造运动，地层中背向形褶皱十分发育，多数呈带状褶叠层产出，造成地层宏观有序、微观无序。出露地层为长城系古硐井岩群和蓟县系爱尔基干岩群。侵入岩发育，主要为晚古生代中酸性侵入岩。

塔里木板块北缘构造演化主要为新元古代中、晚期大陆裂谷作用和古生代期间被动大陆边缘演化[1-3]。区域主体构造事件可分解为五个旋回：塔里木期与阿尔金期矿床所在区域开始进入强烈活动期，使容矿地层受到伸展减薄与汇聚褶皱造山，形成了变形强烈的变质岩系;从加里东期开始直至华力西期，区内进入了陆块裂解与陆内裂谷发展演化阶段，形成了近EW向的紧闭褶皱系。总体看来，容矿地层在区域上的构造形态是以反复的NS向拉张收缩而形成的断块、手风琴式褶皱（图1）[4]。

2  矿床地质特征

矿体严格受长城系古硐井岩群中白云石大理岩控制，层位稳定，由于古硐井岩群为一套古老变质岩系，岩石经历多期变质变形改造和再造，原始层理已消失殆尽，为一套层状无序地层，岩石褶叠没有真厚度，矿体与岩层同时褶叠形成了一套复杂的复背斜系统。相对刚性的地块在长期的NS向应力作用及岩浆作用下形成了近EW向宽缓的背斜   （1级），多期次拉张汇聚应力作用于中浅部构造层，形成了次一级褶皱系（2级），浅表部动力变形使岩层及内部韧性变形形成固流褶皱（3级）[4]。

矿体形态多为似层状，小矿体部分为透镜状，产状与岩层层理平行。矿体微观形态为发育包络面随岩地层产状变化的层间褶皱、紧闭褶皱形成的复式褶皱。矿石的造岩矿物主要为富镁碳酸盐岩，MgO/CaO比值约为1∶2。矿石结构主要有他形-半自形粒状结构、碎裂结构-糜棱结构。矿石构造有星散浸染状构造（主要出现在矿体边部或低品位矿石中，闪锌矿、方铅矿与黄铁矿/褐铁矿集合体星散状分布于白云石大理岩之中）、细脉状构造（主要出现在岩性边界、张性裂隙及方解石脉两侧，部分出现在糜棱岩化带中，张性空间成为矿物沉淀的有利部位）、条带状构造（富矿石的主要构造，层间重结晶碳酸盐条带提供了矿石矿物沉淀的物理化学条件，矿石矿物沿该层理呈条带状分布），局部发育碎裂岩化、糜棱岩化。

矿石矿物主要为黄铁矿/褐铁矿、闪锌矿、方铅矿，次要矿物为磁黄铁矿、磁铁矿等，氧化带中存在异极矿。闪锌矿是矿区最主要的金属硫化物，与方铅矿密切共生，多为他形粒状结构，粒径极小，多为0.05～0.25 mm，肉眼几乎不可见，主要以细脉浸染状（脉宽小于0.5 mm）、星点状（粒径多为0.05～0.2 mm）等形态赋存于矿石中（图2）。闪锌矿赋存特征主要分为2类：第一类是脉状填充于脉石矿物之间的张性裂隙内（图2-A），证明矿石矿物就位与张性构造环境有关;第二类是星散状产出于次生方解石脉两侧 （图2-C，D），证明成矿流体与形成方解石脉的热液活动密切相关。方铅矿分布不均，含量相对闪锌矿较低，多为他形粒状，粒径小于10 μm。与闪锌矿密切共生，主要以蠕虫状、蛇纹状细脉产出于闪锌矿内部（图2-B），少量分布于闪锌矿外侧及闪锌矿间。

蚀变以碳酸盐化为主，主要分为3类：①脆-韧脆性断裂中填充的方解石脉。该类方解石脉是主成矿期主要的热液在断裂中交代而形成的，金属矿物在该脉体两侧沉淀;②沿层状面理重结晶的方解石。热液通过层状面理运移，使方解石重结晶，部分金属矿物同时沉淀，为主成矿同期形成。后期构造活动发生固态流变等层间活动同样也会产生该类面理，但仅会发生矿石矿物的局部富集或破坏;③后期叠加张性裂隙中填充的方解石脉。成矿后的张性构造运动产生的切层裂隙，被方解石填充，粒径很小，多为他形结构。这类方解石脉一般与成矿无关，但仍可见矿石中有矿石矿物随着方解石填充其中。一般含矿的方解石脉规模较小，宽度很窄，一般不超过2 mm，较大的裂隙和劈理中填充的方解石脉一般不含矿。

3  矿床成因对比

将清白山铅锌矿床与MVT型铅锌矿床的典型特征进行对比（表1）[5]，发现在容矿围岩、地层层序、构造背景、成矿建造、矿物组合、围岩蚀变方面具较高的相似性，在矿体形态、矿石组构、控矿因素、有机质作用方面具一定的相似性。

4  形成时代探讨

从容矿地层来看，矿床形成于老地层中，相对层控的矿床应是较早期地层还未受较强烈构造演化时的产物;从矿石矿物特征来看，金属矿物多在方解石脉两侧沉淀，证明方解石脉是成矿流体运移的产物;从控矿构造方面来看，矿物特征表明成矿流體是在张性环境下运移和沉淀的，通过梳理区域构造事件，阿尔金期和加里东期的变形机制是拉张裂解，但阿尔金期的构造形迹主要为伸展固态流变构造形态特征，断裂不发育，无法形成流体运移通道，早—中加里东期构造形迹为NS向拉张裂解为伸展盆地，断裂发育，能够形成良好的成矿流体运移通道;之后泥盆纪岩浆活动开始，区内岩体及岩枝两侧的矿体未见品位升高现象，相关性较小。因此，矿床形成时代大概在晚寒武—晚奥陶世之间。

5  成矿模型

通过对控矿因素研究总结，结合典型MVT型矿床的成矿模式，初步建立了清白山铅锌矿床的成矿模型（图3）。矿床的形成主要分3个阶段：

第一阶段（主成矿期）  加里东期开始直至华力西期，区内进入了陆块裂解与陆内裂谷发展演化阶段。早—中加里东期，塔里木板块北缘由于地幔柱作用发生板底垫托，产生大规模近EW向的伸展-拉张作用，造成下部地壳高度拉薄，上部地壳拉张，形成地垒-地堑相间的古生代北山复合裂谷海槽。由于伸展环境下流体温度和盐度的增高，在形成的张性断裂及裂隙中，热卤水活动强烈，形成大规模碳酸盐化，并使含矿流体在合适渗透率的白云岩中沉淀形成矿（化）体，离断裂较近的区域矿化更强烈。

第二阶段（构造改造期）  华力西期为北山裂谷裂解活动最强烈的时期。从华力西早期至中期北山裂谷发生大规模手风琴式的裂解-闭合-裂解-闭合;晚期北山裂谷发生强烈的NS向汇聚运动，并造成北山裂谷的闭合消亡、褶皱造山，结束了海相盆地发展演化历史，形成总体为近EW走向的复杂褶皱系。在强大的区域构造作用下对矿床形态有极大改变，较大的温压条件变化对含矿层产生了以固流褶皱、重结晶、糜棱岩化等作用为主的影响。

第三阶段（岩浆改造期）  华力西早—中期两次在地壳中部发生大规模的岩浆活动，中泥盆世和晚石炭世酸性岩浆岩在区内侵入就位，就位方式为裂谷拉张环境下，沿构造薄弱部位被动就位。侵入体后期受构造运动影响发生一定的糜棱岩化或碎裂岩化。岩浆活动所产生的热事件及期后热液作用对含矿层造成一定程度的改造。

表生作用期  此后至晚古生代晚期，塔里木陆块和准噶尔板块碰撞，古亚洲洋封闭，地壳继续抬升，含矿层升到地表遭受剥蚀，表层淋滤作用形成氧化矿。

6  小结

综上所述，通过清白山铅锌矿床与MVT型铅锌矿床的对比，发现二者具广泛的相似性，都是以富镁碳酸盐岩为围岩，受断裂控制，与低温热卤水活动相关，碳酸盐化广泛发育，属与岩浆热液无直接关系的中低温热液后生层控型矿床。矿床经受后期改造期次多、因素复杂，但本质仍为层控型矿床，在勘查工作中应尽量考虑各因素，分析其影响范围，逐步分解其原有构造。地表出露产状应谨慎采用，多为紧闭褶皱的产物，地层产状可能为其复式褶皱包络面的产状，希望进一步按此思路探索深部矿体形态。

参考文献

[1]    李锦轶，张进，杨天南，等.北亚造山区南部及毗邻地区地壳构造分区与构造演化[J].吉林大学学报（地球科学版），2009，39（4）： 584-605.

[2]    李锦轶.新疆东部新元古代晚期和古生代构造格局及其演变[J].地质论评，2004，50（3）：304-322.

[3]    左国朝，刘义科，刘春燕.甘新蒙北山地区构造格局及演化[J].甘肃地质学报， 2003，（1）：1-15.

[4]   夏天，陈晔.复杂褶皱构造对新疆北山地区清白山铅锌矿床的影响[J].新疆地質，2017，35（4）：470-473.

[5]   张长青，余金杰，毛景文，等.密西西比型（MVT）铅锌矿床研究进展[J].矿床地质，2009，28（2）：195-210.

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