1、2023年6月上 世界有色金属67矿产资源Mineral resources东天山博格达裂谷照壁山多金属矿地质特征及成矿远景分析马剑,皮宏章(新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第二区域地质调查大队,新疆 昌吉 8 3 1 1 0 0)摘 要:矿区大地构造位于博格达晚古生代弧后裂陷盆地,受区域逆冲推覆构造影响,连续紧闭褶皱和次级小断层发育,构造主要为北西-南东方向为主。构造薄弱带热液蚀变较强,大规模的化探异常均沿次级构造分布,与区域成矿关系较为密切。矿区内出露地层主要为石炭系,其中上石炭统柳树沟组第三岩性段为主要含矿层,含矿岩性主要为安山质凝灰岩。该区域金、铅、锌矿的形成与矿区发育的火山机构关系
2、较为密切,矿体及蚀变带,分布于距火山机构中心有一定距离的裂隙带中。它们即是火山气液的通道,又是金、铅锌矿的容矿构造。火山机构应作为寻找该类矿床的重要标志。关键词:东天山;博格达裂谷;多金属成矿;远景分析中图分类号:P 6 1 8.2 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 2-5 0 6 5(2 0 2 3)1 1-0 0 6 7-3Geological characteristics and metallogenic prospect analysis of Zhabishan polymetallic deposit in Bogda Rift,Eastern Tianshan Mounta
3、insMAJian,PIHong-zhang(T h e S e c o n d Re g i o n a l G e o l o g i c a l S u r v e y B r i g a d e,X i n j i a n g B u r e a u o f G e o l o g y a n d Mi n e r a l E x p l o r a t i o n a n d D e v e l o p me n t,C h a n g j i 8 3 1 1 0 0,C h i n a)Abstract:T h e mi n i n g a r e a i s l o c a t
4、e d i n t h e B o g d a l a t e P a l e o z o i c b a c k-a r c r i f t e d b a s i n.Un d e r t h e i n f l u e n c e o f r e g i o n a l t h r u s t i n g n a p p e s t r u c t u r e,c o n t i n u o u s c l o s e d f o l d s a n d s e c o n d a r y mi n o r f a u l t s a r e d e v e l o p e d,a n
5、d t h e s t r u c t u r e i s ma i n l y i n t h e NW-s o u t h e a s t d i r e c t i o n.T h e t e c t o n i c w e a k z o n e h a s s t r o n g h y d r o t h e r ma l a l t e r a t i o n,a n d t h e l a r g e-s c a l e g e o c h e mi c a l a n o ma l i e s a r e d i s t r i b u t e d a l o n g t h
6、 e s e c o n d a r y s t r u c t u r e s,w h i c h a r e c l o s e l y r e l a t e d t o r e g i o n a l mi n e r a l i z a t i o n.T h e o u t c r o p b e d s i n t h e mi n i n g a r e a a r e ma i n l y C a r b o n i f e r o u s,i n w h i c h t h e t h i r d l i t h o l o g i c me mb e r o f t h
7、e Up p e r C a r b o n i f e r o u s L i u s h u g o u F o r ma t i o n i s t h e ma i n o r e-b e a r i n g b e d,a n d t h e o r e-b e a r i n g l i t h o l o g y i s ma i n l y A n d e s i t i c t u f f.T h e f o r ma t i o n o f g o l d,l e a d a n d z i n c d e p o s i t s i n t h i s a r e a i
8、 s c l o s e l y r e l a t e d t o t h e v o l c a n i c me c h a n i s m d e v e l o p e d i n t h e mi n i n g a r e a.T h e o r e b o d i e s a n d a l t e r a t i o n z o n e s a r e d i s t r i b u t e d i n t h e f r a c t u r e z o n e w i t h a c e r t a i n d i s t a n c e f r o m t h e c e
9、 n t e r o f t h e v o l c a n i c me c h a n i s m.T h e y a r e v o l c a n i c g a s-l i q u i d c h a n n e l s a n d o r e -b e a r i n g s t r u c t u r e s o f g o l d a n d l e a d-z i n c d e p o s i t s.T h e v o l c a n i c me c h a n i s m s h o u l d b e u s e d a s a n i mp o r t a n t
10、 i n d i c a t o r t o s e a r c h f o r s u c h d e p o s i t s.Keywords:E a s t e r n T i a n s h a n Mo u n t a i n s;B o g d a Ri f t;P o l y me t a l l i c mi n e r a l i z a t i o n;P e r s p e c t i v e a n a l y s i s收稿日期:2 0 2 3-0 3作者简介:马剑,男,生于1 9 9 1 年,回族,新疆奇台人,本科,工程师,研究方向:固体矿产勘查。1 区域地质矿区大
11、地构造位于博格达晚古生代弧后裂陷盆地,以北为准噶尔地块,以南为吐哈地块1。博格达山前盆地以第四系大面积分布为特征,以风积黄土、冲洪积为主。该区覆盖较厚,变形较弱,构造变形以原始层理为主要变形面,岩层倾斜较缓,总体倾向南西,为一套单斜地层。区域构造主要为逆冲推覆构造,其断层破碎带宽度大于2km以上。其中,以照壁山地区的构造样式独特,在山前主断裂面两侧,具有不一致的构造样式,北侧系列连续紧闭褶皱、次级小断层发育,南侧地层产状相对较稳定,为一规模较大的简单向斜构造。主构造线为东西向,次级构造主要为北西-南东方向为主,次级构造热液蚀变较强,大规模的化探异常均沿次级构造分布,与区域成矿关系较为密切。2
12、矿区成矿条件2.1 地层矿区内出露地层主要为石炭系和第四系,石炭系包括上石炭统柳树沟组第三岩性段、祁家沟组第一岩性段。2.1.1 上石炭统柳树沟组第三岩性段该地层在矿区内出露广泛,在平面上呈不规则状,总体上呈北东-南西向展布,出露面积占矿区总面积的56%,局部地段产状较清晰,倾向38 46,倾角56 72,以含有褐红色安山质凝灰岩为特征,总体为一套中性火山碎屑岩、火山熔岩为主,基性火山碎屑岩、火山熔岩为辅,偶夹碎屑岩建造。主要岩石类型为:褐红色安山质凝灰岩,紫红色杏仁状安山岩,浅灰色安山质凝灰岩,灰绿色安山质凝灰岩,深灰色凝灰质粉砂岩,灰色凝灰岩,紫红色火山角砾岩,紫红色集块岩等。安山质凝灰岩
13、为区内主要金、铅、锌矿赋矿层位。2.1.2 祁家沟组第一岩性段该地层在矿区内出露较少,仅少量分布在矿区东北部及南东部,平面上呈条带状、不规则状,总体上呈北东-南西向展布,出露面积占矿区总面积的4.2%,地层产状较清晰,倾向36 45,倾角在46 68之间,主要岩石类型有灰绿色岩屑砂岩,浅灰色细砂岩夹灰色薄层透镜状灰岩等,整体为一套陆源碎屑岩建造。2.2 构造矿区位于照壁山干沟向斜南翼靠近转折端部位,致使矿区内地层产状较陡。区域上北西-南东向断裂控制地层空间展布,受区域构造影响,发育一些次级断裂,区内含矿地世界有色金属2023年6月上68矿产资源Mineral resources层柳树沟第三岩性
14、段中岩石局部破碎,节理裂隙发育,有利于热液分散、运移集中,使矿体叠加富集。2.3 岩浆岩2.3.1 侵入岩矿区内侵入岩不发育,只在局部地段见有少量脉岩出露,为花岗岩脉、霏细岩脉和石英脉。花岗岩脉:斑状结构,块状构造,斑晶为钾长石(30%)、斜长石(10%)及石英(10%),基质(50%)为微晶隐晶长英质矿物,花岗岩发育明显硅化,局部可见自形程度较高的黄铁矿。霏细岩脉:分布于矿区东北部柳树沟组第三岩性段中,宽5m11m,延伸长70m100m。岩石由斑晶和基质组成,不规则网脉状石英脉发育,宽约0.03mm0.8mm。石英脉:可见宽数十厘米至几米,长几米至十几米的石英脉,呈细脉状、网脉状。石英脉与成
15、矿关系较为密切,属成岩后期受构造裂隙影响形成石英脉,石英脉形成同时,成矿热液同时上升,使矿体叠加富集。2.3.2 火山岩火山岩分布面积较广,占矿区总面积的60.2%,主要分布于石炭纪柳树沟组第三岩性段中,岩性主要为安山岩、安山质凝灰岩、火山角砾岩、集块岩等为主,酸性火山岩分布较少。在矿区北部照壁山发育有集块岩、火山角砾岩、杏仁状安山岩等,推测矿区内分布有火山机构,呈线状分布,初步分析为裂隙式喷发,已发现照壁山金、铅锌多金属矿点、河坝沿铜矿点。3 成矿条件分析3.1 博格达北缘前陆褶皱冲断带区域上断裂较发育,以北西向断裂为主,其性质为压扭性逆断裂系统且规模延伸较远,构成区内断裂构造格架,北东向断
16、裂次之,且具右行剪切特征2。区内规模较大的断裂为高山台断裂。高山台断裂分布于矿区南侧,在矿区一带出露长度7.6km,两侧延伸处由于第四系覆盖而不易于识别。区域上该断裂为博格达山前断裂带的南侧边缘断裂,为逆冲推覆断裂系统的一部分。地层错开位移较明显,地面呈负地形。破碎带内岩石破碎,主要以断层泥、断层角砾为主,在断层两侧次级小型褶皱发育,局部发育线状泉水。该断裂两侧构造样式差距大,断层下盘(北侧)构造样式以密集发育系列连续褶皱组,褶皱以直立水平紧闭褶皱,形态特征基本一致,断层上盘以褶皱不发育,产状相对较稳定。该断裂北侧的一系列褶皱断裂组合,为博格达山前断裂的主体,通过其逆冲推覆作用后,石炭系地层叠
17、置于侏罗纪、二叠纪地层之上,并且位移距离较大,显示构造活动期限长,在新生代一直有断续的构造活动(图1)。3.2 褶皱矿区出露地层主要为石炭纪,其中石炭纪祁家沟组原生层理为变形面,形成长轴向斜构造,核部由石炭纪祁家沟组二段组成,两翼同为石炭纪祁家沟组一段。枢纽走向为近北西向,向北东倾伏。两翼岩层出露较好,层序正常,产状稳定。南西翼岩层产状主要为40 5050 70;北东翼岩层产状主要为200 21050 70。由于岩层能干性的差异,在核部附近可见劈理的折射现象,劈理与岩层近垂直。在核部附近常见岩层产状来回倒转,形成复式褶皱构造。照壁山金、铅、锌多金属矿位于褶皱转折端部位。图1博格达北缘前陆褶皱冲
18、断带特征3.3 岩浆岩与成矿关系区域晚石炭世早期柳树沟组亚旋回火山岩发育,出露岩性主要为集块岩、火山角砾岩、安山质凝灰岩、角砾晶屑岩屑凝灰岩、安山岩、杏仁状安山岩、安山玄武岩等,为双峰式火山岩建造。与新疆东准地区均值相比,主成矿元素中 Au、Pb、Zn 均 大 于 东 准 均 值(0.54、10.30、63.50)的岩性为安山岩凝灰岩(1.63、10.54、85.36)、凝灰岩(0.58、11.99、85.07)。说明该套双峰式火山岩建造为Au、Cu、Pb、Zn的高背景层,为Au、Cu、Pb、Zn矿的形成提供了物质来源。柳树沟组中安山质凝灰岩岩石成分复杂、性脆、不同方向热涨系数不一,容易产生裂
19、隙,有利于矿液充填交代,是矿区内寻找火山次火山热液型Au、Pb、Zn、Ag等矿的主要岩性,矿区内柳树沟组中安山质凝灰岩具有较好的找矿前景。矿区内石英脉发育,成岩后期受构造、裂隙影响形成,石英脉与成矿关系密切,石英脉形成同时,使Au、Pb、Zn、Ag等元素进一步富集。3.4 变质作用和围岩蚀变3.4.1 变质作用和变质岩矿区变质岩不甚发育,主要变质岩类型为区域埋深变质岩和动力变质岩。石炭纪地层柳树沟组中岩石出现浊沸石相、葡萄石绿纤石相局部埋深变质作用,后期叠加动力变质作用。3.4.2 围岩蚀变矿体的围岩蚀变作用较强,主要有硅化、明矾石化、高岭石化等,地表发育黄铁钾钒、孔雀石化等。在矿体分布地段主
20、要以浸染状、裂隙状蚀变,主要是硅化绿泥石化绿帘石化蚀变。氧化矿围岩蚀变分带明显,即从地表向下,围岩蚀变为“红(褐铁矿化)黄(黄钾铁矾化)绿(绿泥石化、孔雀石化)”。此规律也符合硫化物矿床氧化分带特征,从上向下“铁帽氧化矿富集带”。2023年6月上 世界有色金属69矿产资源Mineral resources原生矿围岩蚀变分带表现为强硅化,向两侧减弱为硅化凝灰岩,再向外过渡为弱硅化凝灰岩,矿化与硅化呈正相关关系,依据这种蚀变分带规律,有利于发现和追索矿体。硅化:主要表现形式为石英呈脉状、网脉状产出,含矿岩石中石英脉普遍发育,其中脉状、网脉状石英脉与铅锌矿化关系密切。黄铁矿化:广泛分布于矿化凝灰岩中
21、,尤其和铅锌矿(化)体及两侧围岩有直接密切关系,黄铁矿含量高低及分布范围直接决定了矿体的规模、空间分布及品位,含黄铁矿较多的岩性有硅化凝灰岩、石英脉。黄铁矿在近地表氧化带已发生褐铁矿化,常与砷铜矿、孔雀石及黄钾铁矾等物共生。孔雀石化:主要赋存于柳树沟组三段第中,岩性主要为安山质凝灰岩、含火山角砾凝灰岩,呈带状、透镜状展布,孔雀石沿岩石裂隙面发育,但蚀变较弱,不成规模。绿泥石化:广泛发育于凝灰质砂岩中,有2种产出或存在形式。浸染状绿泥石为热液蚀变作用形成,地表呈浅黄绿色。在凝灰岩、安山岩中均分布,分布面积远大于矿化带分布。条带状绿泥石为构造活动形成的绿泥石,沿岩石劈理面发育,形成纤状绿泥石条带,
22、规模较小,与矿化无关。4 成矿阶段4.1 成矿阶段矿区属于博格达晚古生代弧后裂陷盆地的一部分,矿区一带地质演化历史大致可分为三个演化阶段,石炭纪开合构造演化阶段、中生代盆山演化阶段及新生代盆山演化阶段3。其中石炭纪开合构造演化阶段是矿区一带矿产形成的重要阶段:4.1.1 早石炭世的开合演化自早石炭世早期开始,博格达地区伴随北天山地区由稳定陆缘逐渐转化为活动陆缘,陆壳在扩张机制条件下解体,博格达弧后裂陷盆地开始形成,在博格达峰东部七角井一带出现基性-酸性火山岩建造。大规模的火山岩浆活动使火山热液携带丰富矿物质成分被带到地壳浅部或地表,同时形成的断裂破碎带、裂隙等构造为含矿火山热液的运移、富集提供
23、了导矿、容矿空间,从而有利于铜、铅、锌、银化探综合异常及多金属矿床的形成。七角井组中Zn元素含量高于东准均值的岩性有英安岩、凝灰岩、火山角砾岩、玄武玢岩,Pb元素含量高于东准均值的为凝灰岩及沉凝灰岩。由此可以看出火山岩中Pb、Zn等元素含量高于东准地区均值,七角井旋回火山岩为Pb、Zn的高背景层。晚期构造体制由扩张逐渐转化为挤压体制,由火山岩建造沉积转为细碎屑岩凝灰质细碎屑岩建造组合,随着挤压体制的增强,埋藏变质作用和浅层次的顺层剪切变形作用等地质因素联合作用,形成七角井组浅变质、浅层次变质岩石组合及东西向构造形迹,造山作用结束。4.1.2 晚石炭世的开合演化晚石炭世早期,博格达地区重新进入扩
24、张机制,随着洋盆的不断扩展,在区内首先出现中基性火山岩建造(柳树沟组),并沉积了中基性火山岩粗碎屑岩建造(柳树沟组)。晚石炭世早期的大规模火山喷发活动,伴随产生的一系列断裂、褶皱,为区域成矿提供了热源、物源和导矿、容矿空间,从而有利于在断裂带、裂隙等构造虚脱部位形成铜、金、铅、锌等多金属化探异常及矿床。柳树沟组中Au、Pb、Zn均大于东准均值的岩性为安山岩、凝灰岩、沉凝灰岩、火山角砾岩、角斑岩,Cu含量高出东准均值的岩性为安山岩、玄武岩,英安岩及角砾熔岩中的Pb、Zn含量均高于东准均值。说明该套火山岩建造为Au、Cu、Pb、Zn的高背景层,为Au、Cu、Pb、Zn矿的形成提供了物质来源。如在柳
25、树沟组中出露的HS-1(Pb、As、Sb、Ag、Hg、Au、W、Mn)、HS-5(Pb、Zn、Sn、Ag、Bi、Au)、HS-7(Cu、Zn、Ag、As、Mn、W、Au、Mo、Bi)、HS-9(Ag、Sb、Mo、Zn、As、Hg、Pb、Mn、W)、HS-10(Zn、Cu、Ni、Ag、Co、Pb、As、Mn、Cr)、HS-12(Hg、Zn、Ag、Au、Hg、Pb、Mn)等化探异常区域均有大面积的火山岩出露,表明火山岩浆活动为成矿提供了物质来源。在柳树沟组地层中新发现的照壁山金、铅锌多金属矿属于浅成低温热液型,应加强柳树沟组中浅成低温热液型金、铅锌多金属矿的找矿工作。4.2 找矿标志(1)大地构造
26、单元:博格达晚古生代弧后盆地(2)地层岩石标志:石炭系柳树沟组三段中安山质凝灰岩为主要赋矿岩石,可作为找矿标志。(3)火山机构标志:从金、铅锌矿的成因上分析,金、铅锌矿的形成与矿区发育的火山机构关系较为密切,矿床产于古火山机构附近,成矿直接受古火山机构的控制。矿体及蚀变带,分布于距火山机构中心有一定距离的裂隙带中。它们即是火山气液的通道,又是金、铅锌矿的容矿构造。火山机构应作为寻找该类矿床的重要标志。(4)地球化学特征:Pb、Zn、Ag、Au元素组合异常,具明显浓度分带,是寻找金、铅、锌、银矿的指示元素。(5)蚀变标志:铅锌矿化、黄钾铁矾化、硅化、黄铁绢英岩化、褐铁矿化蚀变带为地表直接找矿标志
27、。5 结论(1)矿区大地构造位于博格达晚古生代弧后裂陷盆地,受区域逆冲推覆构造影响,连续紧闭褶皱和次级小断层发育,构造主要为北西-南东方向为主。构造薄弱带热液蚀变较强,大规模的化探异常均沿次级构造分布,与区域成矿关系较为密切。(2)矿区内出露地层主要为石炭系,其中上石炭统柳树沟组第三岩性段为主要含矿层,含矿岩性主要为安山质凝灰岩。(3)该区域金、铅、锌矿的形成与矿区发育的火山机构关系较为密切,矿体及蚀变带,分布于距火山机构中心有一定距离的裂隙带中。它们即是火山气液的通道,又是金、铅锌矿的容矿构造。火山机构应作为寻找该类矿床的重要标志。1吴友平.博格达山北缘构造变形及构造演化特征D.合肥工业大学,2019.2樊丹,李涤,何登发,等.东天山博格达地区石炭系构造-地层划分及成盆背景分析J.现代地质,2022,36(05):1206-1217.3张振坤,孙建东,江辉,等.新疆博格达造山带西段石炭纪双峰式火山岩地球化学特征及成因J.地质找矿论丛,2021,36(01):56-66.