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西昆仑碳酸盐岩层控—改造型铅锌矿床成矿模式与找矿评价

西昆仑碳酸盐层控——改造型铅锌矿床成矿模式与找矿评价
西昆仑碳酸盐岩层控—改造型铅锌矿床成矿模式与找矿评价
作者:张正伟 彭建堂 沈能平 等(著)

图书详细信息:
ISBN:978-7-312-02844-1
定价:58.00元
版本:1
装帧:平装
出版年月:201112

图书简介:

  本书根据西昆仑地区地质成矿条件和收集的资料,将晚古生代地层有关的碳酸盐岩层控型铅锌矿床分布作为研究区,基于前人之工作基础,在成矿地质构造背景、矿床地球化学、区域成矿规律和成矿预测方面取得了新的进展。本书所及内容,多为首次发表,可供相关科技工作者和大专院校高年级学生、研究生学习参考。

前言:

  根据西昆仑地区地质成矿条件和收集的资料,将晚古生代地层有关的碳酸盐岩层控型铅锌矿床分布区作为研究区。涉及新疆阿克陶县克孜勒陶乡、库斯拉甫乡,莎车县达木斯乡,叶城县棋盘乡。矿带呈北北西向,长约110km,宽4km~10km,面积约750km2的不规则矩形,其地理坐标为东经76°00′~76°45′,北纬37°30′~38°40′。研究区交通尚属方便,南疆铁路终点站喀什市位于测区北西部,由喀什经英吉沙到叶城有314国道沿山前盆地边缘通过。研究区需要进山,一般有乡级公路和山区便道。研究区1∶5万地形图幅为10-43-57-丙、10-43-69-甲、10-43-69-乙、10-43-69-丁、10-43-81-乙、10-43-81-丁、10-43-93-乙。覆盖全区的最新地质图幅为1∶25万英吉沙县幅(J43C002003)、叶城县幅(J43C003004)和塔什库尔干塔吉克自治县幅(J43C003003)。
  研究区为塔里木盆地西南边缘的中高山区,海拔高度为1710m~3766m,大部分地段在2800m以上,山势陡峭,切割剧烈,沟系发育,基岩裸露,植被稀少,一般相对高差为300m~500m不等。为典型的大陆性暖温带气候,冬季寒冷,最低气温可达零下25℃,夏季炎热,最高气温达30℃以上,昼夜温差变化较大,一般气温在10℃~30℃之间。年降水量约为200mm。除测区北部的塔木萨依、七美干萨依、考库亚等沟系有少量溪流,测区南部的吐孜阿勒克、中部的坎迪尔里克等沟系有少量溪流,测区中部的叶尔羌河为常年流水外,其他沟谷均为干沟。除在塔木、阿巴列克、库斯拉甫、坎迪尔里克、萨让乌依以及测区边部莎车县的阿热塔什有柯尔克孜族及维吾尔族居民外,其他地段均无居民。近年来在塔木、卡兰古、托库孜阿特等矿区,有矿山民工居住。
  在西昆仑地区,由于泥盆纪—早石炭世古特提斯开始裂解,形成塔西南边缘台地相碎屑岩—碳酸盐岩建造,在这些层位产出层控型铅锌铜矿床(孙海田等,2003),经过区域扩张和构造转换阶段后,在二叠纪末—三叠纪古特提斯关闭,结果是在麻扎北部形成了三叠系塞力亚克达坂群山间磨拉石沉积(计文化,2005),然而在西昆仑北部表现为强烈隆升作用,三叠纪地层缺失,完成了盆山转换(陈守建等,2010)。在这一构造演化过程中,后期的造山作用很可能引发了先期沉积矿床的后期热液改造成矿作用。
  关于上述层控型铅锌铜矿床,经历了长期的研究过程。在20世纪40年代,前苏联学者开展了路线地质调查并发现成矿线索(Belyaevsky,1949)。50年代新疆冶金702地质大队对部分矿床进行勘探,认为矿床属岩浆期后热液型。80年代中期,新疆地质矿产局第二地质大队编制新疆南疆西部矿产图(1∶50万),认为这些矿床属沉积改造型成因(汪玉珍等,1985)。90年代后期以来,开展了三轮研究工作,一是汪东波等(1996~2000)完成的“塔木—卡兰古铅锌矿带成矿条件及评价研究”(96-915-06-02-01),提出矿床成因类似于密西西比河谷型(MVT)矿床(祝新友等,1997,1998,1999b,2000a;王书来等,2001;匡文龙等,2002a,2002b,2002c,2003,2005;常雪生,2003;匡文龙,2003;匡文龙和刘文伟,2006);二是有色金属矿产地质调查中心新疆地质调查所(2001~2005)完成的“新疆西昆仑库斯拉甫—他龙一带铅锌铜矿资源调查评价”(编号:200210200021),认为矿床形成于热水沉积环境(田培仁和胡庆雯,2010);三是吉林大学(2007)承担的“新疆西昆仑地区成矿条件研究”(项目编号:1212010630708),提出了受地层与构造联合控制的中低温热液脉状铅锌矿床的观点(袁波,2007)。上述不同的矿床成因解释都具有地质事实支撑和理论推断依据。我们在研究这些矿床过程中也发现存在矿床多成因现象,如层状矿体与脉状矿体分别有不同的展布方向;成矿年龄分别有晚古生代和中生代;成矿物质有原地源和异地源等地质事实;包裹体性质类似于沉积—改造型矿床特点(简称STT,涂光炽,1984)。前人对研究区卡兰古、塔木铅锌矿的区域、矿床地质特征已经有了一定的认识,但这些认识主要建立在早期提交的一些勘探报告和野外地质调查基础之上,对于区域地球动力学演化以及矿床的矿化富集规律的认识明显不足,并且对该矿床的成矿作用和成因类型并没有形成一个系统的认识。
  碳酸盐岩层控型铅锌矿床是西昆仑地区已发现矿床的重要类型,经多轮研究,矿床成因观点不一,反映了成矿特点的复杂性和矿床成因的多面性。进一步研究查明矿床的成因,指导矿产勘查,实现地质找矿的重大突破,是本研究项目的科技目标任务。在“十一五”期间,研究工作得到国家科技支撑计划重点项目“新疆大型矿集区预测与勘查开发关键技术研究”(编号:2006BAB07B00)下设研究“西昆仑碳酸盐岩层控铅锌矿预测找矿评价技术与应用研究”(编号:2006BAB07B04-04)的支持。同时也得到中国科学院知识创新工程重要方向项目“新疆重点大型矿集区预测与勘查关键技术集成研究”下设课题“西昆仑碳酸盐岩层控型铅锌矿预测和找矿评价”(编号:KZCX2-YW-107-6)的支持。项目参加单位和人员有:中国科学院地球化学研究所张正伟、彭建堂、朱笑青、肖加飞、沈能平、刘燊、戚华文,研究生杨向荣、张中山、游富华、冯光英、周灵洁和王富东;新疆鑫汇地质矿业公司和桂新矿业开发有限责任公司刘杰、张正顺;聘请王中刚研究员、田培仁教授级高工和成守德教授级高工担任技术顾问。
  攻关总体目标:本研究以碳酸盐岩层控型铅锌矿为主要研究对象,系统研究该区铅锌矿床的地质、地球化学特征,总结成矿规律,建立成矿模式和综合找矿标志。运用地质、化探、物探、遥感等综合技术手段开展区域成矿潜力评价,筛选总结出一套区域上快速圈定找矿靶区和进行矿体定位预测的最佳方法技术组合。锻炼造就一批从事新疆地质矿产研究和开发的人才。
  研究目标任务:① 查明西昆仑地区层控型铅锌矿成矿地质背景和成矿规律;② 建立典型矿床成矿模式与综合找矿模型;③ 探索、建立碳酸盐岩层控型铅锌矿床预测与评价方法技术体系;④ 圈定大型矿集区1处,提交大中型矿床勘查评价基地1处,找矿靶区2~3处,提交预测资源量:铅锌60万吨。
  研究内容:① 成矿背景的研究:在对西昆仑地区的地层、构造、岩浆活动和矿产分布进行详细野外调研的基础上,研究该区碳酸盐岩层控铅锌矿形成的地质、地球物理和地球化学背景;② 典型矿床的解剖:对塔木、卡兰古、铁克里克等典型矿床的赋矿层位、赋矿岩性及岩石组合、矿体的空间分布、矿石类型及其矿物组合、矿床成矿物质来源和形成时代等进行系统研究;③ 建立西昆仑地区典型碳酸盐岩层控铅锌矿床的成矿模式;④ 成矿预测:在查明成矿背景和总结成矿规律的基础上,系统地研究该区铅锌矿床的各种控矿因素,建立找矿模式和找矿标志,编制该区铅锌矿床的成矿规律图和预测图,圈定有利成矿区段和优先勘查靶区;⑤ 靶区评价:筛选成矿远景最优的地段进行异常点检查与矿点查证,并借助不同方法手段,对其进行资源评价,提交预测资源量,并与产业部门合作,对部分地段进行验证。
  任务完成情况:2007~2010年间,每年2~3个月开展野外工作,野外考察主要包括以下三方面的内容:① 实测了3条地质、地球化学剖面,全长大约为60km,共采集地层岩石样品80多件;② 考察矿床(点)14处。外围矿化点20处,矿区路线剖面12条。共采集各种矿石、围岩、岩石样品860余件;③ 指导矿山勘探工程布局一处,获得钻孔见矿的效果。
  室内工作:主要内容为① 对所采样品进行了整理,对其进行统一编号、照相和详细描述。② 挑选有代表性的样品磨制光薄片,制备测试样品。③ 挑选单矿物。④ 测试分析,主要包括:a. 元素地球化学;b. 同位素地球化学;c. 岩石、矿石物质成分和结构构造鉴定;d. 电子探针分析;e. X射线粉晶衍射(XRD);f. 流体包裹体测试;g. 图件的整理和预测区的圈定。
  研究报告各章编写分工:第1章由张正伟、彭建堂编写;第2章由肖加飞、张中山、杨向荣编写;第3章由沈能平、杨向荣、张中山、游富华编写;第4章由刘燊、沈能平,杨向荣、张中山、游富华、冯光英编写;第5章由张正伟、田培仁、张正顺、张中山、游富华编写;第6章由朱笑青、周灵洁、韩涛、王富东编写;第7章由张正伟、田培仁、刘杰、张正顺、张中山、游富华编写;第8章由张正伟、刘杰编写。全部书稿完成后,由沈能平、张正伟统纂定稿。
  研究报告取得的主要成果:
  1.基础研究
  (1) 成矿年龄:1∶25区调报告认为成矿是海西期,前人几乎没有测年龄,本次通过同位素定年获得突破。阿巴列克铜铅矿床黄铜矿、黄铁矿的Re-Os等时年龄331.3±5.2Ma。塔木锌铅矿床的闪锌矿Rb-Sr等时线定年337Ma。铁克里克铅铜矿床黄铜矿的Re-Os模式年龄为210.1±10.2Ma。阿拉尔恰锌铅矿床中石英Ar-Ar年龄235Ma。总体上反映两期成矿,即先期在石炭纪同生沉积成矿,后期为印支期造山过程中的改造成矿。
  (2) 成矿物质来源:大量Pb、S和少量C、O同位素的测定数据分析表明,研究区矿床Pb同位素与典型的MVT型矿床(朱炳泉等,1998)相异明显,方铅矿中的铅(可能也包括闪锌矿和黄铁矿)主要来源于赋矿围岩和下伏的基底,而基底是黄铜矿的唯一铅源;总体上铅同位素投影呈线性分布,但不具有等时线特点,表明不同样品的204Pb反映的μ值差异较大,只是具有不同的物质来源。硫同位素显示,可能存在两种不同性质的含硫流体相混合而形成铅锌矿床,硫主要来自地层硫酸盐。因此,成矿物质有可能多来源或多其次活动。C、O同位素研究表明,成矿热液作用过程中存在大气降水的参与。
  (3) 流体包裹体:除了制约成矿流体的中—低温、中等密度和中—低盐度外,显示成矿流体的多源性特征,可能存在两种或两种以上流体的混合。表明矿床成因的复杂性。
  (4) 含矿角砾岩带:发现卡兰古、塔木等铅锌矿床的角砾岩带为断层的组成部分,出现内碎屑角砾、成岩期角砾、后生角砾、崩塌角砾和断层角砾共生的现象,推断了同沉积断层的存在。
  (5) 通过大量矿石结构构造研究,明确锌铅矿演化具有三个清晰的期次:沉积期、成岩期和后生期。矿化是成岩期和后生期的产物,主要为后生期。矿体大规模矿化是层状、似层状或透镜状产出的微细浸染状矿石,而后期脉状产出的细脉状、块状矿石与前者在时空上差异很大。
  2. 区域成矿条件与成矿规律研究
  (1) 通过区域构造研究,明确“古特提斯”的初始扩张控制塔西南晚古生代陆缘凹陷盆地内的同生沉积成矿作用,而“古特提斯”关闭致使三叠纪造山运动制约了后成改造成矿作用。
  (2) 研究了成矿带赋矿地层与成矿层位,确认赋矿层位具有镁质碳酸盐的特定性,局限在D2~C1时代。同沉积断层的喷口系统决定了原始沉积成矿的空间分布,即矿床产出在空间上的等间距性。
  (3) 发现成矿类型具有多样性,矿化的主体作用是同生沉积—后成改造成矿作用。在理论上分析塔南缘铅锌矿带中很可能存在喷流沉积型(SEDEX)、密西西比河谷型(MVT)、砂岩型(SST)和沉积改造型(STT)矿床的多种成矿现象。同时,本次研究也提供证据说明,泥盆纪—早石炭世发生同生沉积成矿(333Ma~338Ma),而在晚古生代末—三叠纪改造成矿(206Ma~220Ma),后期改造热液形成脉状矿体叠加在先期层状矿体之上。
  (4) 建立了新的成矿模式——同生沉积—后成改造成矿模式。根据矿区层次评价模型指导重点矿区进行深部探矿收到较好的效果,新增333级别以上铅锌资源量50万吨。
  (5) 由成矿模式延伸出找矿评价模型,实现从成矿理论研究到找矿实践的连接。结合实际找矿区域,提出了区域层次评价模型和矿区层次评价模型。前者应用于区域成矿预测,后者针对具体矿区进行了隐伏矿体预测。
  3. 区域成矿预测
  (1) 建立了找矿标志:最重要的找矿标志有:矿化标志、构造标志、地层标志、化探标志、遥感标志和假铁冒白云岩等。
  (2) 划分成矿预测区:根据地质、化探和遥感综合信息,划定成矿预测靶区。划分出Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级三个层次的预测区。
  (3) 根据矿区层次评价模型指导重点矿区进行深部探矿收到较好的效果。
  (4) 优选预测靶区开展了野外检查,检验找矿标志的有效性。
  4.在探索、建立碳酸盐岩层控型铅锌矿床预测与评价方法技术体系方面取得进展
  研究认为,利用成矿标志预测法,结合化探、遥感资料,可以快速评价预测区,由区域层次延伸到矿区层次进行隐伏矿寻找。

  本研究执行过程中,始终得到中国科学院地球化学研究所、国家305项目办的关心和支持。中国科学院地球化学研究所胡瑞忠研究员和王中刚研究员、新疆鑫汇地质矿业公司田培仁教授级高工和新疆地矿局成守德教授级高工给予积极有效的指导。桂新矿业开发有限责任公司刘杰经理给予研究组大力支持和帮助。新疆地矿局研究所高鹏教授级高工对本研究的研究鼎力相助。区域地层构造研究引用了河南省地调院(2006)的最新成果。可以说,如果没有上述单位和专家的关心、支持,那么研究组是不可能很好地完成任务的。借此机会,一并表示诚挚的谢意。
  应该指出,本研究工作基于前人工作基础,并在成矿地质构造背景、矿床地球化学、区域成矿规律和成矿预测方面都有新的进展。但由于科研经费、项目研究人员水平、野外工作条件等诸多因素的限制,难免出现某些工作的不到位和研究报告中的差错,敬请同行专家和读者批评指正。

 

张正伟
2011年6月20日

目录:

第1章 绪论

第2章 区域地质

第3章 矿床地质特征

第4章 矿床地球化学

第5章 区域成矿模式及评价模型

第6章 区域遥感、化探、物探信息应用

第7章 成矿预测及找矿靶区

第8章 结论与建议

参考文献



Copyright 2011 中国科学技术大学出版社
合肥市金寨路96号