新疆阿尔泰塔拉特铅锌铁矿地质特征及成矿作用

谷高中，高文娟，张 斌，杨成栋，李守能

（1.新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第四地质大队，新疆阿勒泰 836500；2.河北省地矿局第七地质大队＜河北省地质矿产勘查开发局雄安地质调查监测中心＞，河北燕郊 065201；3.新疆维吾尔自治区有色地质勘查局七〇六队，新疆阿勒泰 836500；4.中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037；5.贵州省地质矿产勘查开发局115地质大队，贵州贵阳 551400）

新疆阿尔泰是中亚造山带的重要组成部分，也是我国重要的海相火山岩型铁铜铅锌成矿带之一[1]。新疆阿尔泰海相火山岩型矿床主要分布于阿舍勒、克兰和麦兹盆地[2-3]，克兰盆地海相火山岩型矿床主要有大东沟铅锌矿、铁木尔特铅锌铜矿、塔拉特铅锌铁矿、乌拉斯沟铜锌多金属、托莫尔特铁（锰）矿、阿巴宫铁磷矿[3-6]等。通过近几年的找矿勘查，塔拉特矿床铁、铅锌的资源量均已达到中型规模，并伴生银。前人对塔拉特矿床开展过研究，但对于矿床的成因存在较大争议，有VMS型、矽卡岩型、VMS+叠加改造型等[6-8]。本文在野外调查和室内研究基础上，描述了成矿地质背景、矿床特征和矿化类型，探讨了成矿作用，以期为深边部找矿勘查提供依据。

1 成矿地质背景

新疆阿尔泰包括西伯利亚板块的北阿尔泰早古生代陆缘活动带和南阿尔泰晚古生代活动陆缘。地理上，分为北阿尔泰、中阿尔泰和南阿尔泰[9]。南阿尔泰以阿巴宫断裂和克兹加尔断裂为界与中阿尔泰和额尔齐斯构造带相邻，主要由泥盆纪火山沉积岩系组成。

克兰盆地内出露地层为中—上志留统库鲁木提群、下泥盆统康布铁堡组和中—上泥盆统阿勒泰组。铁、铜、铅锌、金、钨矿主要赋存于康布铁堡组中，其下亚组为石英片岩、千枚岩、变质流纹岩、变质英安岩、变质凝灰岩、变质火山角砾岩等。康布铁堡组上亚组为变质流纹岩、变质凝灰岩、变粒岩，少量片麻岩、绿泥黑云片岩和大理岩，上亚组是重要含矿层位。盆地内侵入岩主要为二叠纪，如喇嘛昭岩体、将军山岩体、大喀拉苏岩体等。

2 矿床地质特征

2.1 矿区地质

矿区主要出露康布铁堡组下亚组第一、二岩性段和上亚组第一岩性段（图1）。下亚组第一岩性段主要为黑云石英片岩、黑云变粒岩、黑云斜长片麻岩等；第二岩性段为矿区内主要铅锌铁含矿层位，含矿岩性为黑云变粒岩。上亚组第一岩性段由酸性熔岩组成。

图1 塔拉特铅锌铁矿区地质简图[10]

矿区北向出露喇嘛昭黑云二长花岗岩，侵位时代为早二叠世，矿区北东外围出露奥陶纪阿巴宫花岗岩体。

2.2 矿体及矿石特征

塔拉特矿区包括A2、A3、A4三个异常区。矿区分布多个铁帽，整个铁帽带长15km，宽2~15m，铅、锌、磁铁矿体均分布于铁帽中。其中铁铅锌矿体主要分布A3-A4 异常区，铁矿体主要分布在A2 异常区，该段铁矿体仅局部共生铅锌矿体。

A4 异常区圈定铁矿体6 个。氧化矿平均真厚度1.87~8.04m，铁平均品位5.76%~10.19%。原生矿平均真厚度2.30~4.20m，铁平均品位7.01%~14.74%。铁矿体呈层状、透镜状、脉状。细粒磁铁矿普遍发育显著纹层状构造，还可见细粒磁铁矿胶结火山集块角砾形成的角砾状磁铁矿石；较粗粒自形的闪锌矿、方铅矿、黄铜矿和磁铁矿等可沿层状磁铁矿顺层产出，也可呈脉状穿切层状磁铁矿。

A2 异常区铁帽带长2km，平均宽4.5m，单个铁帽长100~660m，宽1.4~7.6m。铁矿体分布于铁帽中，有4条铁矿体，铁矿体长70~660m，单工程真厚度0.69~7.39m，矿体平均品位TFe 为26.09%~31.43%，mFe 为7.39%~14.60%。

塔拉特矿区主要分布有3 个铅锌矿体，以A4 异常区的1 号铅锌矿体规模较大，A3 异常区的1、2 号铅锌矿体规模较小。1 号铅锌矿体上盘围岩为含砾变流纹质晶屑凝灰岩，下盘围岩为变流纹质火山角砾岩，矿体产状同围岩基本一致。形态为层状、似层状，矿体沿走向、倾向有膨大、缩小现象。矿体长920m，平均厚度3.01m。铅品位0.51%～24.84%，平均1.92%，锌品位1.14%～13.47%，平均2.19%（图2）。矿石中伴生银比较高，可以综合利用[10]。

图2 塔拉特铅锌矿64勘探线剖面图[10]

矿石构造主要有致密块状、块状、细脉状、网脉状、条带状、纹层状、浸染状、稠密浸染状、角砾状构造。矿石结构主要有他形晶粒结构、半自形晶粒结构、浸蚀结构、骸晶结构、包含结构等。矿石矿物有黄铁矿、胶状黄铁矿、（铁）闪锌矿、方铅矿、磁铁矿、赤铁矿，可见少量黄铜矿、磁黄铁矿、毒砂和微量辉钼矿。脉石矿物主要有黑云母、角闪石、透辉石、石英、白云母，其次为方解石、石榴石、绿帘石、绿泥石、阳起石、透闪石等。

2.3 围岩蚀变

热液蚀变较强，主要为矽卡岩化（石榴石化、绿帘石化、阳起石化、透闪石化、绿泥石化、黑云母化）、硅化和碳酸盐化。

2.4 成矿期次划分

根据含矿岩系特征、矿体与火山沉积岩系空间关系、矿化特征、围岩蚀变、矿石组构和穿插关系，可识别出三个成矿期：

（1）喷流沉积期。该期又可划分出两个阶段：①喷流沉积早阶段，主要形成角砾状磁铁矿化和角砾状铅锌矿化，一般位于矿体下盘，前者表现为磁铁矿胶结流纹岩角砾，角砾状矿石中也含黄铁矿，但方铅矿与闪锌矿较少。角砾状铅锌矿化表现为闪锌矿和方铅矿胶结凝灰质火山角砾岩的角砾。该期磁铁矿和闪锌矿方铅矿形成于喷流通道相；②喷流沉积晚阶段，主要形成细粒方铅矿、闪锌矿、磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿。该阶段形成的矿石呈纹层状、条带状、块状、致密块状构造。细粒磁铁矿普遍发育纹层状构造或块状、致密块状构造，方铅矿+闪锌矿+黄铁矿形成纹层状及条带状构造，或5种金属矿物形成纹层状及条带状构造。喷流沉积晚阶段是铅锌铁主要成矿阶段。

（2）区域变质期。主要形成透镜状顺层石英脉、切层石英脉、含黄铁矿石英脉。穿层石英脉表现为穿切火山角砾岩，条带状和块状铅锌矿石和铁矿石，角砾状矿石。黄铁矿稀疏浸染状分布于石英脉中，个别也含石榴石。分布广泛，不局限于矿体周围。

（3）矽卡岩期。进一步划分3 个阶段：①早期矽卡岩阶段形成石榴石、透辉石等干矽卡岩矿物。②退化蚀变阶段形成角闪石、透闪石、阳起石、绿帘石、石英等。这一阶段形成的矿物明显交代早期形成的矽卡岩矿物，磁铁矿在该阶段大量出现，呈块状构造，形成矽卡岩型磁铁矿石。③石英—硫化物阶段，主要形成石英脉，含硫化物（黄铁矿、粗粒方铅矿）石英脉、浸染状硫化物或硫化物脉（方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿）、石英方解石脉、含黄铁矿方解石脉。该期形成的硫化物石英脉往往沿层状铅锌矿、层状磁铁矿层分布，或沿着含矿层位中的绿泥石片岩、浅粒岩等顺层或切层分布，也分布于矽卡岩中（黄铁矿、黄铜矿细脉充填于石榴石等脉石矿物晶间或颗粒），或方铅矿呈脉状、浸染状分布于稠密浸染状磁铁矿石中。该阶段主要形成铅锌矿。

3 成矿作用

火山成因块状硫化物矿床（VMS）是沉积于海底或近海底的层状硫化物矿床，在空间上、时间上和成因上与同时代海相火山作用有关，属于同生沉积矿床。矿床产在海相火山沉积岩系中，矿体呈似层状或透镜状与火山岩围岩大体整合接触；发育喷气岩，如重晶石、含铁碧玉岩、铁白云石岩等。矿床具有“双层”结构，上部为喷流沉积作用形成的似层状、（半）块状硫化物矿体，矿石中常发育纹层状、条带状、致密块状构造，下部为补给通道相浸染状硫化物组成的脉—网脉状矿体[11]。塔拉特铅锌铁矿为VMS+矽卡岩型矿床，成矿过程复杂。

根据塔拉特铅锌铁矿床地质特征、成矿流体特征和来源、硫化物硫同位素组成特征以及年代学研究结果综合判断，该矿床形成具有多期性。早泥盆世时期（413Ma~407Ma）火山喷发过程中在补给通道形成大量角砾状磁铁矿化和少量角砾状铅锌矿化，表现为磁铁矿胶结流纹质角砾，该磁铁矿为喷流通道相矿化。随后喷流沉积成矿期晚阶段（407Ma左右）在海底低洼处通过喷流沉积作用形成纹层状、条带状、块状、致密块状铅锌铁矿石，该阶段是铅锌铁的主要成矿阶。

石炭纪经历了区域变质作用，含矿地层、喷流沉积期形成的铅锌铁矿体发生了变形和变质作用。该期还形成了透镜状顺层石英脉、切层石英脉、含黄铁矿石英脉。

在二叠纪—三叠纪叠加了与岩浆热液蚀变有关的铅锌矿化、黄铜矿化以及粗粒磁铁矿化等，矽卡岩化、硅化和碳酸盐化，相伴而生。二叠纪叠加的矿化（辉钼矿Re-Os年龄266Ma±14Ma）[12]可能与矿区北西的喇嘛昭岩体（276Ma±9Ma）[13]侵入活动有关。三叠纪叠加的矿化（石榴石和榍石U-Pb年龄为210Ma~232Ma[14]），目前矿区及外围未发现同时代岩体。

4 结论

（1）塔拉特铅锌铁矿床赋存于下泥盆统康布铁堡组下亚组火山岩系中，既有层状、透镜状矿化和补给通道相角砾状矿化组成的“双层结构”，又有后期矽卡岩叠加成矿，矿床成因类型为VMS+矽卡岩型矿床。

（2）矿床形成主要经历了喷流沉积成矿期、区域变质期和矽卡岩期。前者为主成矿期，进一步划分为喷流沉积早阶段和喷流沉积晚阶段。矽卡岩期进一步划分为早矽卡岩阶段、退化蚀变阶段和石英硫化物阶段，磁铁矿形成于退化蚀变阶段。

（3）喷流沉积成矿期形成于413Ma~407Ma，与海相火山作用有关，石炭纪经历了区域变质作用，二叠纪—三叠纪矽卡岩期叠加成矿（266Ma~232Ma）可能与岩浆热液作用有关。