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天山成矿省地质特征 (一)

2020-01-29 11:135620海外矿投网
       一、天山成矿省主要金属矿产的成矿控矿因素(铅、锌)

天山是中亚的一大山系。在前苏联境内为天山山系的西部,包括哈萨克加盟共和国的南部、整个吉尔吉斯加盟共和国、乌兹别克加盟共和国的大部和塔吉克加盟共和国的北部。

前苏联境内天山总的走向为近东西向,东北部略偏东北,西部为东西转北西向,呈扇形撒开,淹没于克齐尔库姆沙漠。天山山系大多数山脉均为海拔5000m以上的高山,山峰超过6000-7000m。

前苏联天山矿产资源丰富,拥有大量的铜、铅、锌、金、锑、汞、锡、钨等金属矿产以及萤石,岭块岩、煤、石油、天然气、岩盐和钾盐等非金属矿产。其中铜、金、汞、锑和铅、锌在前苏联国民经济中占有重要地位,这些矿产的形成均与火山作用有关。

这里所述的天山造山带,不包括北天山在内,所以天山成矿省只包括中天山和南天山两个成矿带,11个成矿亚带(包括南缘塔吉克地块两个成矿亚带在内)。考虑到南侧卡拉库姆-塔吉克边缘地块是天山造山带的硬性外壳地其在矿产形成上的内部联系与特征的共性,本节在叙述成矿区、带特征时,按照一般习惯将卡拉库姆-塔吉克成矿区并入南天山成矿带一并叙述。这样,在构造上中天山包括库拉马-费尔干纳(锡尔河)中间地块和中天山华力西地槽褶皱系(大卡拉套、恰特卡利和纳伦褶皱带),南天山包括克齐尔库姆-阿赖和卡纳库姆-塔吉克地块以及科克萨尔华力西地槽褶皱亚系,

天山是一个华力西褶皱区,华力西阶段的火山成矿作用具有重要意义,前寒武纪与火山-沉积有关的矿产具有远景,但研究较差。中、新生代与火山有关矿产看来无甚希望。

一、铅-锌

早在10世纪以前,中亚就已挖掘和熔炼铝矿石,19世纪20年代以后,前苏联加强了对铅-锌矿的寻找,其后的普查勘探工作,发现和肯定了一批铅-锌矿床和矿点,并积累了有关中亚铅-锌矿床分布规律的大量实际资料。A·I·什穆列维奇等人(1981年)将天山地区的铅-锌矿床划分为10个成矿类型,其中最重要的是深成热液型、矽卡岩型、层控型、火山热液型和黄铁矿型,前两个类型可能与火山作用有联系,后三个类型属火山成因类型。I·B·潘克拉季耶夫将内生铅、锌矿床划分为深成矿床和火山矿床两类。现根据I·B·潘克拉季耶夫的划分将火山矿床类型及其矿石建造列于表4—1。

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表4-l 中亚中部火山成因铅-锌矿床矿石建造

该区的铅矿和锌矿基本上是内生建造。少量中、新生代的外生矿点实际意义不大。内生铅、锌矿床中的深成矿床,生于半深部条件,其中一部分与中度酸性的小岩体—次火山岩有关,这类矿床包括矽卡岩-热液型和高中温热液型,矽卡岩-热液型和高、中温热液型在该区实际意义最大。火山成因的铅-锌矿床和矿点主要与海底和陆上酸性火山作用有关,分布在库拉明-别里套火山-侵入岩带和西南吉萨尔叠加火山-断陷构造内。最多产的是早石炭世和二叠纪-三叠纪(?)流纹岩建造。最有实际意义的火山成因矿床是汉迪扎型黄铁矿型矿床和暂定为层控的乌契库拉奇矿床(矿石的沉积与火山作用并行)。

(一)铅、锌矿床的生成时代,

中亚中部的铅矿和锌矿有6个成矿时代,除中生代的沉积-后生和热液型铅矿与火山活动没有明显的联系以外,其余4个成矿世代的铅、锌矿化可能与火山活动有关。

志留纪-泥盆纪 与中志留-中泥盆世海底安山岩-纳长斑岩建造和玄武岩-流纹岩建造有关的黄铁矿多金属和铜-锌-黄铁矿矿化,广泛地分布在南天山地槽的南、北两条火山岩带内。矿石与围岩-起受到区域变质作用,因此可以认为是同时代成矿(库里达纳、北塔姆得等)。

中泥盆-早石炭世 产出与吉维特-早杜内期白云岩建造有关的同生-后生铅-锌矿。中泥盆统由火山建造、火山-沉积建造和沉积建造组成,它们分布于各个构造-建造带中。天山中泥盆世沉积层中产有层控多金属、黄铁矿-多金属矿床,这些矿床与碳酸盐岩的一些地层层位有关,在一些地区具有工业意义。中天山早石炭世沉积为含碳质的白云岩层,一些铅-萤石成分的层控矿点,分布于上杜内-下维宪亚阶硅质灰岩中。上述铅、锌矿分布在卡拉套(阿契赛、米尔加里姆赛)、恰特卡尔(萨雷坎、坎斋聊)、库拉明(卡尔卡拉塔)等矿带和乌契库拉奇-古赞带(乌契库拉奇、坎河)等地,其中不少是大矿床。

早-中石炭世 出现有远景的黄铁矿多金属矿化,分布在海底火山岩建造中。在南天山,层控黄铁矿-多金属矿床广泛分布于拜松带早石炭世陆源-碳酸盐岩-火山杂岩中,其中有该区最重要的汉迪扎铅-锌矿床和南卡拉桑等铅-锌矿床。在库拉马带,该时期的矿化可以包括纳缪尔早石炭世晚期-早马什基尔世(中石炭世下部)火山建造次火山岩体中的拉秦哈纳矿点和库姆贝里-乌加姆带的黄铁矿多金属分散矿化(塔什凯特坎-科什曼赛地区)。

中-晚石炭世 主要是深成矿化。多金属矿主要是矽卡岩-热液产物,空间上与中华力西侵入体及其派生岩和花岗斑岩有关。花岗斑岩的成因尚有争沦,是否与火山有关,待进一步研究。

二叠纪 出现各种类型的铅-锌矿化,有矽卡岩-黄铁细晶岩-多金属(库米什坎)、石英-银-多金属(拉什克列克)(库米什坎)、石英-萤石-多金属(阿加塔等)、锡-银-多金属(上沙瓦兹)。矿体的空间位置与浅成酸性花岗岩类及其火山口相有关。这个世代还有大量石英-重晶石-方铅矿和石英-萤石-方铅矿脉矿点,这些矿化与碱性玄武岩类岩墙共生。该区最有远景的铅-锌矿出现在南乌孜别克斯坦的早石炭世;在西乌孜别克斯坦是中泥盆世;在恰特卡尔-库拉明地区是中-晚石炭世和二叠-三叠纪。

从全球性规律看,应该注意有可能发现前寒武纪的铅、锌矿,因为从恰特卡尔矿带前寒武纪岩石之上的砾石中已经找到铅矿石。

(二)铅、锌矿的成矿区划

全部工业铅-锌矿床分布在库拉明-费尔干纳中间地块和卡纳库姆-塔吉克边缘地块的边缘部位以及华力西地槽活化带。南天山地槽的铅-锌矿数量少得多,日.分布不均匀,沿地槽的南、北边界有一些小规模的矿床和矿点。∏·B·潘克拉季耶夫等人(1979年)对中亚中部划分出9个铅锌成矿带和若干亚带。其中与火山有关的铅、锌成矿带为:库拉明-费尔干纳带,包括库拉明亚带和卡桑矿带;乌契库拉奇-古赞带,包括古赞亚带和汉班迪-皮斯塔里套亚带;北塔姆德-南费尔干纳带;南吉萨尔带;霍列兹-拜松带,包括拜松亚带。现就几个主要矿点说明其成矿特征:

库拉明亚带 该带长期处在叠加的火山-深成岩条件下,因此出现多时代火山岩与多期铅、锌矿化。在上泥盆-下石炭统碳酸盐岩石中,拥有具相当远景的铅-锌矿床。该带绝大多数的铅-锌矿点产在中-晚石炭世安山岩-英安岩建造和流纹岩建造的火山岩盖层相和中石炭世侵入岩中。其中最大的铅-锌矿体(占80%以上的储量),集中在吉维特-下杜内阶碳酸盐岩沉积中。该区所有岩石均含铅、锌、铜,其量高于区域背景值。层控矿床也广泛分布(巴雷克雷-库里克尔迈斯、卡尔卡纳京、库里丘拉克),主要发育在该区边缘泥盆纪火山岩弧之上的中泥盆-下石炭统碳酸盐岩层中,其中大多数是喷气-沉积作用的产物和同生铅-锌矿石经过以后构造-岩浆作用的变质改造而形成的矿体。在火山-断块构造(沉陷凹地)的二叠纪火山-侵入杂岩中发育各种类型的铅-锌矿化。在向半深成相过渡的次火山酸性花岗斑岩类中有矽卡岩型方铅矿矿点(库米什坎);火山口内和附近的岩相有石英-银-方铅矿建造(拉什克列矿点)和石英-重晶石-萤石-多金属建造(阿加塔、恰巴尔加塔矿点)。在库拉明山脉的山前地带,斑岩型铜矿产在晚石炭世火山-沉积岩层中,该含矿岩系基底产出石英斑岩,其上为安山-英安斑岩层。

乌契库拉奇-古赞带 广泛分布层控铅-锌矿床及矿点。该带西部与N·X·哈姆拉巴耶夫(1958年)所划分的克齐尔库姆多金属带重合,铅、锌矿点聚集在早泥盆世火山岩之上的吉维特和弗拉斯阶碳酸盐地层中,该含矿岩系与容矿层底部均含流纹岩-英安岩成分的喷发岩和火山碎屑岩层。

北塔姆德-南费尔干纳带 有研究程度不够的黄铁矿型矿点。该黄铁矿-多金属矿点与中志留-中泥盆世海底安山岩-纳长斑岩建造有关。

拜松亚带据∏·B·潘克拉季耶夫等人的资料,含铅、锌最多的是维宪阶火山沉积。这里也见到重晶石-多金属建造的低温热液矿点(阿普茹尔)。在早石炭世火山岩中分布着极有远景的黄铁矿-多金属建造的矿床(汉迪扎、南卡拉桑)。

(三)铅-锌建造的成矿因素

大地构造因素 内生铅-锌矿床的分布与该区地质构造特征有密切关系。几乎全部具有工业意义的矿床都聚集在库拉明-克齐尔库姆火山-侵入岩带和南吉萨尔火山岩带。这两条带从南、北两侧围绕着南天山地槽系,叠加在库拉明-费尔干纳和拜松两个中间地块的边缘部位。南天山地槽系内的铅-锌矿化数量较少,且分布不均匀,这与地槽系的拗陷不利于富集大型工业铅-锌矿床的观点相适应。小型矿点见于近似“冒地槽型”构造中(北恰特卡尔)。在研究铅-锌矿床与构造-建造带构造发展阶段的关系时,发现黄铁矿-多金属建造和黄铁矿-碳酸盐-重品石-铅-锌建造(碳酸盐岩石内的层状矿体)的矿床产生在中间地块活化的早期阶段。

岩浆作用因素 铅、锌矿床明显地与喷发岩浆作用、而且首先与花岗岩类系列的岩浆岩建造相联系。早石炭世(华力西早期)海底流纹岩建造的成矿特点是它产生了黄铁矿-多金属矿床。二叠纪地面酸性火山岩造成石英-银-方铅矿建造和石英-重晶石-萤石-多金属建造的矿床(阿加塔、恰巴尔加塔)。火山岩也产生了与滨海地区类似的锡-银-多金属矿点(北沙瓦兹)。华力西旋回晚期与地面酸性火山岩有关的铅、锌矿床以与萤石、锑共生并且矿体呈脉型为特征,而华力西旋回晚期与海底流纹岩建造有关的矿床则以同围岩整合产出的层一带状矿层为特征。岩浆作用对层控矿床(碳酸盐岩层中的同生-后生矿床)的形成起了一定的作用。按照某些研究者的意见,矿石的同生沉积与泥盆-石炭纪火山作用相联系。

岩性-地层因素 在中亚各地区,从寒武系到阿尔布和土伦阶的地层中,铅、锌矿化广泛分布。绝大多数矿床(点)和全部具有铅、锌工业储量的矿床都产在海相泥盆系和下石炭统岩层内。这是中亚和哈萨克斯坦的所谓“主要含矿层位”。在中天山,从南向北,含矿层位顺剖面向上移动,从库拉明-费尔干纳中间地块南缘至库拉明中部地区,然后到北恰特卡尔带过渡的地方,铅、锌矿含矿层位由吉维特和弗拉斯阶上升到法门阶,然后上升到杜内阶和维宪阶。随着矿床层位升高,其成分也发生了变化。多数有远景的黄铁矿-多金属建造矿床集中在维宪阶。

岩性因素的作用表现在铅-锌矿只聚集在碳酸盐岩石、碳酸盐-火山成因岩石和火山成因岩石内。层控矿床基本上与碳酸盐岩石相关。层控多金属矿点赋存在一定地球化学和岩相-岩性的白云岩层内。

碳酸盐-火山成因岩石容纳黄铁矿-多金属矿床,有利于矿石沉积的是酸性凝灰岩和白云岩(汉迪扎、南卡纳桑)。火山成因岩石里还有脉型铅-锌矿点(拉什克拉克等)。

构造—形态因素 构造-形态因素对中亚铅-锌矿的富集起着巨大作用。断裂褶皱构造控制着矿体在矿田和矿床中的具体位置。黄铁矿-多金属矿床受火山-断褶构造的控制,而在火山断褶构造范围内受线形和环形断裂、建造间和建造内破碎带及片理化带、断层、背斜褶皱、褶皱-层间断裂相结合的构造因素控制。脉型铅-锌矿建造聚集在环形、半环形火山口构造中,也见于火山岩与碳酸盐之间的断裂带。

矿例

乌奇库拉奇层控铅-锌矿床 乌奇库拉奇矿田位于中天山库拉明-费尔干纳中间地块边缘、分隔中间地块与南天山地槽的近东西向南费尔干纳深大断裂带内。该容矿岩层形成于与华力西旋回(中泥盆世-早三叠世)有关的拗陷内,形成上叠拗陷和火山弧。矿田内最老地层是下-中泥盆统斑德组,由石英斑岩、霏细斑岩、流纹英安岩、英安岩、安山岩的熔岩及其凝灰岩、熔结凝灰岩、凝灰熔岩组成,厚大于530m。乌奇库拉奇组沉积岩层呈整合或有不大的侵蚀面覆于火山岩之上,由火山-陆源碳酸盐岩和碳酸盐岩组成。乌奇库拉奇组被晚吉维特-弗拉斯期岩层覆盖,后者由有机灰岩、沉积的钙质角砾岩、偶尔有砂岩、粉砂岩组成。该矿床内的岩浆岩是安山岩-英安岩-玄武岩成分的火山岩。岩石碱度偏高(K2O达9%)。

汉班德套背斜是该矿田的主要构造,呈近东西向延伸。铅、锌矿化在该矿田中分布极为广泛,包括整个泥盆系部位。但是,大部分含矿层分布在严格受容矿岩石韵律堆积特征制约的四个含矿层位。第一含矿层位通过下乌奇库拉奇组的底板,主要由碳酸盐岩-火成碎屑岩组成,含有闪锌矿-重晶石成分的矿体。第二含矿层位沿暗色白云岩和灰岩岩段分布,重晶石-方铅矿-闪锌矿矿体发育在岩段中的火山碎屑-沉积岩中。第三含矿层位于乌契库拉奇上、下亚组的分界处,含重晶石的方铅矿-闪锌矿矿体产于自云岩和沉积—火山碎屑岩中。第四含矿层位位于上乌契库拉奇亚组的顶板处,主要由白云岩组成,有以黄铁矿(方铅矿-闪锌矿-黄铁矿)为主的矿化。矿体受围岩层理和岩性控制,呈透镜状和带状矿层。矿床80%的储量产于白云岩中,10%产于白云岩、灰岩互层中,5%产在细砾岩中,5%产在与粉砂岩互层的灰岩中。其中,在中部地段第一含矿层中对矿层聚集有重大意义的是与白云岩互层的火山-沉积岩。该矿床具有如下两种矿石类型:以黄铁矿(重晶石-方铅矿-闪锌矿)为主的矿石类型和重晶石-方铅矿-闪锌矿含黄铁矿类型。

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