东天山同成铅矿地球化学特征及找矿意义

摘  要：同成地区位于东天山阿齐山-长城山岛弧带（觉罗塔格岛弧），南部有彩霞山铅锌矿，东部有红柳沟铜铅锌多金属矿及维山铅锌矿等。该地区处于新疆重要的铜、镍、金等多金属成矿带，是新疆重要成矿带，成矿条件有利。研究区内元素异常受地层控制明显，主成矿元素Pb、Zn富集度高、范围广，且元素异常整体重叠，所圈定的化探异常与地表发现的铅矿化带走向一致。根据目前取得的化探及找矿成果，认为同成地区具有寻找新型铅矿的较大  潜力。

关键词：东天山;同成铅矿;铅黝帘石;地球化学特征;找矿意义

同成铅矿位于新疆东天山觉罗塔格岛弧带[1-2]，矿石矿物为单一的铅黝帘石，是铅矿新类型。2014年新疆地质调查院实施“新疆东天山成矿带中段    1∶5万区域地质综合调查”项目，土壤测量成果圈定同成Pb-Zn-Ag-（Cu-As）综合异常。2015年异常查证发现同成铅矿，初步圈定铅矿体3个。本文对同成铅矿所处地质背景、地球化学和矿化蚀变特征等进行分析，并探讨该地区铅矿找矿前景。

1  地质矿产背景

觉罗塔格岛弧带为塔里木板块北部的被动陆缘，石炭纪随着北天山洋双向俯冲，形成了觉罗塔格岛弧，早石炭世沉积了阿齐山组和雅满苏组。阿齐山组以喷溢相为主，具成熟造山带岛孤环境特征;雅满苏组以火山-沉积碎屑岩为主，局部夹火山熔岩，具岛弧环境特征（图1）。晚石炭世发育吐古土布拉克组火山岩，岩石组合为玄武岩+安山岩+英安岩+流纹岩及对应的火山碎屑岩，岩石化学和地球化学特征表明拉斑玄武岩系列和钙碱性系列并存，构造环境判别属岛弧火山岩区，铅矿产于吐古土布拉克组酸性凝灰岩中。

2  研究区地球化学特征

2.1  1∶5万地球化学特征

1∶5万土壤测量圈定的异常元素组合为Pb-Zn-Ag-（Cu-As），综合异常面积6.89 km2，呈近NWW向带状分布1。

Pb，Zn两种元素含量高、连续性好、浓集趋势明显，且元素之间相关性好，是异常主要元素（图2）。其中Pb异常面积5.78 km2，平均值216×10-6，最大值667×10-6，异常衬值高达7.19，具二级浓度带，有3个明显的浓集中心;Zn异常面积4.51 km2，平均值为525×10-6，最大值1 598×10-6，异常衬值4.38，具二级浓度带，有3个明显的浓集中心;Ag异常面积为1.64 km2，平均值215.42×10-9，最大值1 180×10-9，衬度2.15，具三级浓度带。在西北与Pb、Zn浓集中心叠加;Cu，As异常规模小，在空间上叠加在Pb、Zn异常之上。异常出露区为吐古土布拉克组第一岩性段中酸性火山岩、火山碎屑岩，且走向一致。

2.2  1∶1万地球化学特征

2.2.1  地球化学参数特征

在同成异常及西北部采集了15.9 km2的面积性土壤测量样品，分析Pb，Zn，Ag，Cu，As，Sb，Mo，Bi等8种元素，成果显示：Pb大于10 000的点有3个，分别是39 618×10-6、22 348×10-6、18 370×10-6，处于同成铅矿及其南部，最高值位于铅矿区;1 000×10-6～10 000×10-6的点有50个，主要集中在铅矿所在的NW向带上，基本呈連续带状分布，延伸方向与地层走向一致，对应岩性为吐古土布拉克组凝灰岩、凝灰质砂岩、粉砂岩，呈明显的层控特征。Pb平均值高达197.87×10-6，浓集克拉克值13.19，属高度富集元素（表1）。

从表1可见，区内各元素平均值对中位数的偏离（比值）均大于1，为1.67～2.48，最大为Pb，次为Zn，Cu，Ag，表明区内元素高含量段集中或高含量普遍。各元素极差（最大值/最小值）为53～19 809，最大为Pb，其次为Cu，Zn，As。浓集克拉克值除Mo外，均为1.18～13.19，Pb高达13.19。变化系数1.0～6.2，以Bi的变化系数最小，Pb的变化系数最大，接下来依次为Cu，Ag，Zn。这些特征都表明，区内元素特别是Pb，Zn，Cu，Ag 4元素，离散程度高、含量变化大或极大、属强分异元素，考虑到各元素具高的背景含量，因而也是强富集元素。极大值分别为Pb：39 618×10-6、Zn：10 300×10-6、Ag：6 840×10-9、Cu：     6 215×10-6、As：595×10-6、Sb：44.3×10-6、Mo：44.7×10-6、Bi：1.6×10-6，主要成矿元素Pb及Zn，Ag，Cu都相当于其矿种的边界品位含量或伴生品位含量。不仅如此，高含量都不是孤立的，如Pb大于1 000×10-6的点有53个，这些高值断续分布于长约5 km、宽300～500 m的富集带上，与地层走向一致。

2.2.2  元素组合特征

铅以150×10-6的下限值，圈定异常6个，处于同一走向上的Pb-2、Pb-6构成异常主体，2个异常均具三级浓度带和多个浓集中心，位于研究区西南的吐古土布拉克组分布区，其它位于东北雅满苏地层区的4个异常规模小，数据处理后只有一、二级浓度带，且分布没有规律（图3）。锌以200×10-6的下限值，圈定异常5个，与Pb-2、Pb-6关联的异常从东南一直延伸到西北，两端均未封闭，与铅异常区重叠但略向东北偏离。Ag异常范围相对小，异常的带状特征不明显，主要集中在同成铅矿及其东南部，Ag异常有继续向东北偏离的倾向，同成铅矿及其东南部的Ag异常偏东。

因此，研究区元素异常受地层控制明显，主成矿元素Pb、Zn富集度高、范围广，高量元素异常整体重叠，圈定的化探异常与地表发现的铅矿化带走向一致。研究区内进行了地球化学剖面测量，成果表明，常规铅锌矿种稳定富集元素Pb-Zn-Ag-Cd组合，在铅矿化地段只有Pb和弱的Ag，元素组合呈现Pb-Mn-Mo-Ag-Cu特征，显露矿化类型的独特性。

3  同成铅矿地质特征

3.1  矿区地质

矿区东北部出露雅满苏组砂岩、粉砂岩、灰岩和生物碎屑灰岩，西南为吐古土布拉克组，两者为不整合接触。铅矿产于上石炭统吐古土布拉克组第一岩性段（图4）。该岩性段底部为一套正常沉积岩，以灰岩为砾石的砾岩断续分布，垂向上可见多层，磨圆度好，与下伏雅满苏组不整合接触;上部为中酸性-酸性火山碎屑岩夹少量熔岩，岩性有含砾晶屑岩屑凝灰岩、岩屑晶屑凝灰岩、晶屑凝灰岩、凝灰岩、凝灰质粉砂岩、凝灰质细砂岩、凝灰质砂岩、英安岩。英安岩为主要的含矿岩性，整体表现为紫红色、红褐色，含矿岩石层理不清。磁铁矿在矿区岩石中常见，以细粒状为主。

侵入岩不发育，仅在东北雅满苏组出露区存在较多中酸性侵入体。矿区内构造不发育，地层整体表现为单斜，南倾，产状较缓，约为9°～25°，走向为198°～209°。

3.2  矿化蚀变特征

矿化产于吐古土布拉克组英安岩中，与产自然铜的玄武岩段相比，铅矿化位于下部层位。矿化岩石呈斑状结构，块状构造，耐风化，贝壳状断口;强矿化岩石面呈铁黑色，新鲜面总体为紫红色背景下的浅铁黑色，基质为铁黑或紫黑色，半金属光泽，长石斑晶以紫红色为主，少量白色，比重明显大于正常岩石，无硫化物，无明显蚀变，矿化单一均匀。

3.3  矿石特征

3.3.1  矿物组成

矿区主要金属矿物有铅黝帘石、软锰矿、褐锰矿、黑锰矿、硅锰矿、磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、钛铁矿等，含铅矿石矿物为铅黝帘石[3]，电子探针显示含铅矿物主要含铅、锰2种金属元素，二者以伴生形式存在。软锰矿、褐锰矿、黑锰矿与铅黝帘石伴生。脉石矿物主要有长石、石英、绢云母、碳酸盐等。

铅黝帘石为新疆新发现矿物，矿化英安岩中的铅黝帘石呈板条状、团块状集合体分布，基质中铅黝帘石粒径细小，与褐锰矿紧密共生，较难区分其颗粒间界限（图5）。单偏光下铅黝帘石粒径细小，与斜长石、石英和褐锰矿共生，颜色多样，但均带红色调，以红褐色为主，难以分离出单矿物，正交偏光下其颜色没有变化。

3.3.2  矿石结构构造

矿石结构有非晶质结构、隐晶状结构、显微微晶结构、显微鳞片状结构、他形粒状结构，粒度较细，肉眼难以辨別，未见明显晶形。矿石构造以浸染状为主，部分为星点浸染状、稠密浸染状。

4  找矿标志

（1） 百灵山岩体北部吐古土布拉克组第一岩性段火山碎屑岩层是寻找硅酸盐型铅矿的有利层位。

（2） 火山碎屑岩层中紫红色底色具明显黑色斑块或浸染、显示半金属光泽的致密块状英安岩，是直接找矿标志。

（3） 火山岩中细脉状、脉状锰矿化地段及地表矿化转石（铅矿化转石或锰矿化转石），是有利的间接找矿标志。

（4） 吐古土布拉克组分布区以Pb为主的异常区或高值点，是最有效的地球化学标志。

5  找矿意义

同成铅矿产于吐古土布拉克组火山碎屑岩中，含矿岩石为凝灰岩中的英安岩，成矿元素铅及伴生元素沿吐古土布拉克组带状高度富集，层控特征明显，属与火山作用有关的铅矿。

区内发现的含铅矿物铅黝帘石，属于一种罕见含铅矿物，具体成因有待进一步研究。同成铅矿为新疆铅矿新类型：硅酸盐型铅矿。矿区外围追索发现的铅矿化带更是长达5 km，矿化带与1∶1万化探圈定的铅元素富集带长度严格对应，表明铅黝帘石属规模矿化，进一步工作有望扩大找矿规模。

参考文献

[1]   董连慧，冯京，刘德权，等.新疆成矿单元划分方案研究[J].新疆地质，2010，28（1）：1-15.

[2]   秦克章，方同辉，王书来，等.东天山板块构造分区、演化与成矿地质背景研究[J].新疆地质，2002，20（4）：302-308.

[3]   杨念，刘晓亮，杨刚刚，等.新疆东天山首次发现铅黝帘石[J].矿物岩石，2017，37（2）：1-6.