摘要
克孜勒—塔什特克锌多金属矿床属于阿尔泰—萨彦岭造山带早古生代陆缘岛弧环境下的火山成因块状硫化物(VMS)矿床,目前已进入深部开采阶段,但对其喷流管道性质、矿床矿化分带的认识比较模糊。本文基于钻孔资料、地质图件的综合分析,结合系统的坑道调研,研究了矿床地质特征,总结了矿床的成矿模式。认为矿床含矿围岩为下寒武统图玛特泰加地层组玄武岩-流纹质凝灰岩双峰式火山岩,属于双峰式酸性火山岩型 VMS矿床,整体受北西西向线性喷流管道控制,具典型的 VMS矿化分带特征,即上部块状矿化、纹层状锌多金属矿化,下部为不规则脉状铜矿化:其中铜矿体呈不规则脉状赋存于喷流管道相的硅化(角砾)岩中;锌多金属矿体产于喷流管道上部的绿泥石片岩内,中部膨大部位矿化类型为纹层状矿化、致密块状,向走向两端和倾向深部逐渐过渡为浸染状铅锌矿化、石英重晶石层。矿体(群)总体呈北西西走向,局部在矿体(群)中部呈北东走向的矿体厚大、品位较高,与北西西向断裂左行走滑派生出的北东向系列的小型断陷卤水盆地有关。在深部次火山岩持续提供热源及部分成矿物质的作用下,驱使大量的海水从图玛特泰加地层组双峰式酸性火山岩中浸出大量的成矿物质,并在喷流管道口附近及上盘的次级小型断陷卤水盆地内发生沉淀,形成多金属矿体。此成矿模式的明确不仅为理解区域地质构造提供了新见解,也对未来的矿产勘探活动具有重要指导意义。
关键词
Abstract
The Kyzyl Tashtek zinc polymetallic deposit belongs to the VMS deposit in the Early Paleozoic continental margin arc environment of the Altai Sayanling Orogen, it has been developed into the deep underground mining stage. Its pipe type and mineralization zoning is relatively unclear. Based on the comprehensive analysis of drilling data and geological maps, combined with systematic geological research, this paper is to study the geological characteristics of the deposit and to build the mineralization model of the deposit. The bearing county rock is a bimodal volcanic rock consisting of basalt rhyolitic tuff from the Lower Cambrian Formation, belonging to the bimodal acidic volcanic rock type VMS deposit. The deposit is controlled by a northwest linear pipe and has typical VMS mineralization zoning characteristics, including block shaped mineralization and layered zinc polymetallic mineralization in the upper part, and irregular vein shaped copper mineralization in the lower part. The copper ore body exists in an irregular vein in the silicified (breccia) rock of the jet pipeline phase, the zinc polymetallic ore body occurs in the chlorite schist at the upper part of the jet pipeline, the mineralization type in the central swollen area is layered mineralization and dense block like, gradually transitioning into disseminated lead-zinc mineralization and quartz barite layers towards both ends and deeper dip. The overall trend of the ore body is northwest, and locally, the ore body in the middle of the ore body (group) is thick and high-grade, with a northeast trend. It is related to the small fault depression brine basin series generated by the left strike slip of the northwest trending fault.Under the continuous supply of heat and part of ore-forming materials by deep sub volcanic rocks, a large amount of seawater is driven to leach a large amount of ore-forming materials from the bimodal acidic volcanic rocks. Sedimentation occurs near the outlet of the pipe and in the sub-faulted brine basin on the hanging wall, forming polymetallic ore bodies. The clarification of this mineralization model not only provides new insights into regional geological structures, but also has important guiding significance for future mineral exploration activities.
0 引言
克孜勒—塔什特克锌多金属矿床所在的阿尔泰—萨彦岭造山带是世界上最大的火山成因块状硫化物(VMS)成矿省之一(Eremin et al.,2010),从俄罗斯经中国一直延伸到哈萨克斯坦,其内已探明的58个VMS矿床,大型以上规模达14个,矿石资源量近10亿 t(Dergachev,2010),主要形成于晚古生代泥盆纪,少量为早古生代(Lobanov et al.,2014),其中早古生代 VMS 矿床总体因规模小而报道相对较少。克孜勒—塔什特克锌多金属矿床作为早古生代VMS矿床的典型代表,已进入深部开采阶段。
克孜勒—塔什特克锌多金属矿床为俄罗斯图瓦 20 世纪 60 年代发现的锌多金属矿床,矿床中心点坐标:东经 95°59'58″、北纬 52°00'56″,自 2015 年建成投产至今,经历年勘探,矿床共探获锌铅铜资源量 1600 万 t,平均品位锌 9.16%、铅 1.21%、铜 0.59%、金 1.35×10-6、银 82.8×10-6,规模已达大型。通过近几年的探矿实践,矿区内的主要矿化地段虽然经历了较为系统的勘查,但多偏向生产性的勘查工作。近年来的科研工作也侧重于矿石学、成矿流体性质、S-O-C 同位素几个方面(Gaskov,2020;Ku‐ zhuget et al.,2022),认为矿床为早寒武纪海底火山喷流沉积成因,其形成与酸性次火山岩浆活动有关,矿床成矿流体来源于岩浆水和大气水的混合,其中弱闪锌矿-硫铁矿阶段(I)成矿流体性质为 400~260℃ 相对高温、4%~11.3% 相对高盐度的 (MgCl2)-NaCl-H2O型,多金属阶段(Ⅱ)成矿流体性质为377~145℃相对高温、2.6%~10%相对高盐度的 NaCl-H2O 型,闪锌矿-黄铜矿阶段(Ⅳ)成矿流体性质为 200~165℃相对高温、3.5%~6.5% 相对高盐度的 NaCl-KCl-H2O 型。以上的勘查及研究工作为矿床的成因研究提供了大量的支撑,但目前与矿区深部找矿相关的若干地质问题的认识仍较模糊,具体如矿床的主控矿因素、矿化分带、深部开采部分的矿化特征等方面。
本文基于已有资料的综合分析,系统的坑道调研,深入研究矿床矿化特征,分析主控矿因素,通过与不同环境下典型VMS矿床进行对比,分析矿床成因类型,总结矿床新的成矿模式,以期为矿区下一步找矿工作部署提供理论依据,以及为区内同类型矿床的研究提供借鉴。
1 区域成矿背景
克孜勒—塔什特克锌多金属矿床大地构造位置位于西伯利亚板块南缘的早古生代图瓦火山拉张盆地,属西伯利亚板块和哈萨克斯坦板块—准噶尔板块汇聚带内的阿尔泰—萨彦岭造山带东北段 (图1),这两大板块及其之间的古亚洲洋的长期相互作用控制了该区的构造演化及大地构造的基本特质,并制约了该地区的矿产分布(陈毓川等, 1996;王京彬,1998;张进等,2023)。阿尔泰—萨彦岭造山带北东段广泛发育有早古生代岩浆岛弧带,发育有以 Poselshchik 铜矿床(Yakubchuk et al., 2012)、克孜勒—塔什特克锌多金属矿床、Salair铜矿床(Kuibida,2019)、Urskoye 铜锌矿床(Lobanov et al.,2014)、Kamenushinshokye 铜矿床(Kovalev et al., 2000)为代表的大型—超大型 VMS 型矿床,构成了与早古生代海相火山岩有关的多金属矿床成矿系列。
1—中新生代沉积盆地;2—晚古生代岛弧;3—中晚古生代沉积盆地;4—中古生代弧前增生楔;5—阿尔泰变质基底;6—晚古生代岛弧;7—晚元生代—早古生代增生楔;8—早古生代岩浆岛弧带;9—晚古生代变质基底;10—西伯利亚板块中元古代变质基底;11—矿床点
区域出露地层为新元古界(Pt3)、寒武系(Є)、志留系(S)、泥盆系(D)、第四系(图2)。新元古界(Pt3) 为一套片麻岩-碳酸盐岩-页岩-石英岩-大理岩组合的变质岩系;寒武系为一套火山-陆源碎屑组合,其中下寒武统(Є1)在区内分布最广泛,为火山岩层,下部为图马特泰加喷出岩层系(Є1tm),为克孜勒— 塔什特克锌多金属矿床的赋矿层位,上部为塔普辛凝灰沉积和凝灰喷出岩层系(Є1tp);志留系(S)主要为灰—粉色中粒砂岩、红色细粒砂岩和粉砂岩; 中—下泥盆统(D1-2kz)为斜长斑岩和玄武质凝灰岩,中泥盆统(D2at)为砂砾岩、粉砂岩、灰岩。
区域构造以近东西向深大断裂为主,以北部的塔斯克利断裂带和南部的卡阿赫姆断裂带为代表,控制了区内早古生代火山岩的形成与分布,并相应制约了火山岩和克孜勒—塔什特克多金属矿床、 Daleni多金属矿床、Kyzyltash硫铁矿的空间就位。
区域次火山岩为早寒武世次火山岩体(πЄ1),中晚寒武世唐努乌拉浅成杂岩体(γЄ2-3)和早中泥盆世布连斯克浅成杂岩体(γD1-2),均未见矿化发育。
2 矿区地质
2.1 矿区地层
区内出露地层为下寒武统图玛特泰加组 (Є1tm)、塔布辛组(Є1tp)和第四系(Q)(图3a、b)。下寒武统图玛特泰加组(Є1tm)分布于矿区的中部—西北部,该地层组流纹英安岩锆石 U-Pb 为(510±14) Ma,总体走向近东西,倾向南,倾角20°~70°不等,自下而上分为 3 层:下层(Є1tm1)为玄武安山岩(图5a),局部位置为杏仁斜长玢岩,厚度 1000~1500 m; 中层(Є1tm2)为酸性凝灰岩(图5b),为克孜勒—塔什特克多金属矿床的含矿围岩,常发育片理化、黄铁矿化、绿泥石化、硅化、绢云母化,其中锌多金属矿体主要赋存于黄铁矿化绿泥石片岩内,厚度50~300 m;上层(Є1tm3)为安山玄武岩、酸性凝灰岩、碳质粉砂岩、硅质岩,厚度 100~400 m。塔布辛组(Є1tp)分布于矿区东南角,为黑色炭-硅质片岩、褐红色凝灰岩、层凝灰岩(图5c)、凝灰细砾岩,厚度250~270 m。
图2区域地质图
1—第四系;2—中泥盆统酸性喷出岩;3—中泥盆统沉积岩;4—志留系;5—上寒武统砂岩;6—下寒武统塔普辛组;7—下寒武统图马特泰金斯克组;8—新元古界变质基层;9—布连斯克岩体;10—唐努乌拉岩体;11—早古生代次火山岩体;12—地质界线;13—断裂;14—矿床(点)
岩石化学特征显示(表1、图4),下寒武统图玛特泰加组下层(Є1tm1)属于低钾系列,TAS图解总体落入玄武岩和安山岩,中层(Є1tm2)属于钙碱性系列,TAS图解总体落入流纹岩,个别落入英安岩-流纹岩交界处;上层(Є1tm3)属于低钾-钙碱性系列, TAS 图解总体落入玄武岩和英安岩,个别落入英安岩-流纹岩交界处。下层(Є1tm1)玄武岩和上层玄武岩(Є1tm3)SiO2 分别介于 44.2%~51.68% 和 46.2%~47.11%。中层(Є1tm2)和上层酸性岩 SiO2分别分布于 68.44%~71.21% 和 70.4%~71.96%,在 51.68%~70.4% 之间出现明显的间断,表明图玛特泰加地层组具明显的双峰式特征。
2.2 矿区构造
矿区内断裂主要为北西西向断裂,其中塔什特克断裂与成矿最为密切,走向 270°~310°、倾向南,倾角 50°~70°,宽度 300~350 m,控制了喷流管道和上部含矿蚀变带的形成与分布,其本身主要蚀变带由绿泥石-绢云母化片岩(chs)、硅化角砾岩(br)和强硅化蚀变岩(si)构成,其中绿泥石-绢云母化片岩 (chs)为锌多金属矿体含矿围岩,硅化角砾岩(br)和硅化蚀变岩(si)为铜(锌)矿体含矿围岩(图3b)。
喷流管道总体受北西西向断裂控制而呈北西状展布,形态为中间膨大、两端夹缩的透镜状,宽度 50~300 m,主要由硅化角砾岩(br)和条带状强硅化蚀变岩(si)(图5g、h)组成。硅化角砾岩(br)类型为硅化热液胶结,其中角砾成分各异,主要有玄武岩、凝灰岩和同生角砾岩(图5f)。角砾大小 2~50 cm,自喷流管道往两侧具明显的分带规律,具体表现为喷流管道中部膨大部位角砾较大、角砾含量高,其中硫化物脉体较发育(图5d、e),为矿区脉状铜矿体矿化富集部位,往两端角砾较小、角砾含量迅少,硫化物脉体稀疏发育。条带状强硅化蚀变岩(si)内发育穿层黄铜矿-黄铁矿脉状矿化(vcp)。
图3矿区地质图(a)及剖面图(b)
1—下寒武统塔普辛组;2—下寒武统图马特泰金斯克组第二岩性段;3—下寒武统图马特泰金斯克组第一岩性段;4—第四系;5—玄武安山岩; 6—杏仁斜长玢岩;7—酸性凝灰岩;8—辉绿玢岩;9—石英钠长斑岩;10—硅化蚀变岩;11—安山玄武岩;12—硅质岩;13—硅化角砾岩;14—黄铁矿化绿泥石片岩;15—块状黄铁矿型矿石;16—块状锌多金属矿石;17—脉状黄铜矿型矿石;18—石英重晶石型矿石;19—地层界线;20—岩性界线;21—断裂
图4矿区下寒武统图玛特泰加地层组(Є1tm)双峰式火山岩SiO2-K2O图解(a,底图据Peccerillo and Taylor,1976)和TAS图解 (b,底图据Irvine and Baragar,1971)
2.3 矿区侵入岩
矿区侵入岩为辉绿玢岩(βμ)和石英钠长斑岩 (λoπ),主要呈岩株、岩脉侵入到下寒武统图玛特泰加地层组下层(Є1tm1)和中层(Є1tm2),无蚀变矿化显示,为成矿后侵入。
3 矿化特征
克孜勒—塔什特克锌多金属矿床为西伯利亚南缘早古生代的双峰式以酸性火山岩为容矿围岩的VMS型锌多金属矿床。截至目前,矿床共探获锌铅铜资源量 1600 万 t,平均品位 Zn 9.16%、Pb1.21%、Cu 0.59%、Au 1.35×10-6、Ag82.8×10-6。综合对比不同亚类的VMS型矿床,克孜勒—塔什特克锌多金属矿床围岩为玄武岩-酸性凝灰岩为组合的双峰式火山岩组合,为双峰式酸性火山岩型VMS型矿床中规模较大、Zn品位相对较高、Cu品位相对较低的锌多金属矿床(图6)。
3.1 矿体特征
矿床共圈定矿体 17个,主要为 1号锌多金属矿体群、34号铜(锌)矿体群和 4号硫铁矿矿体,其中 1号矿体为锌多金属矿体,占矿床总资源量的 80.41%、占多金属矿总资源量的90.79%。矿体群总体走向 270°~300°,倾角 50°~80°。矿体的空间分布是受喷流管道控制明显,从喷流管道口向外侧矿体规模由大变小,品位由高变低(图3)。
1 号锌多金属矿体群倾向270°~210°,倾角50°~80°,矿体呈大透镜状、脉状及囊状、扁豆状,为中部膨大、两端夹缩的特征,沿走向延伸 700 m,倾向延伸 370 m,矿体厚度 0.82~40.09 m,Zn 平均品位 10.53%、Pb平均品位1.30%、Cu平均品位0.55%。中部膨大部位矿化类型为纹层状矿化(图7b、c)、致密块状(图7d、e),向走向两端和倾向深部逐渐过渡为浸染状铅锌矿化(图7f)、石英重晶石层(图7j)。
34 号矿体群总体倾向 270°~210°,倾角 50°~80°,矿体形态为脉状(图4d、g),沿走向延伸 460 m,倾向延伸 400 m,矿体厚度 0.21~71.78 m,Cu 平均品位 2.14%、Pb 平均品位 0.24%、Zn 平均品位 3.56%。矿化类型为不规则张性脉状矿化、团块状(图7g、 h)。
4 号矿体分布于硅化角砾岩筒顶部,总体倾向 270°~210°,倾角 50°~80°,矿体浅部呈囊状,向深部迅速收缩或分岔为树枝状,沿走向延伸800 m,倾向延伸 50~300 m,矿体厚度 15~80 m,S 平均品位 35.2%、Zn 平均品位 0.93%、Cu 平均品位 0.27%、Pb 平均品位0.08%。矿化类型为致密块状(图7a)。
注:n.a为低于检测下限。
图5矿床典型岩石照片
a—图玛特泰加组(Є1tm1)玄武安山岩;b—中层(Є1tm2)酸性凝灰岩;c—塔布辛组(Є1tp)层凝灰岩;d—硅化角砾岩(br)内发育脉状黄铜矿-黄铁矿脉状矿化(vcp);e—硅化角砾岩(br)发育囊状黄铜矿-黄铁矿矿化(vcp);f—硅化角砾岩(br)成分有玄武岩、凝灰岩和同生角砾岩;g—强硅化蚀变岩(si)内发育切层黄铜矿-黄铁矿脉状矿化(vcp);h—条带状强硅化蚀变岩;i—多金属矿体(pos)与绿泥石片岩(chs)呈断层接触;j—强硅化蚀变岩(si)与绿泥石片岩(chs)呈断层接触;k—石英钠长斑岩(λoπ)侵入到绿泥石片岩(chs);l—绿泥石片岩(chs)内发育团块状黄铁矿化
3.2 矿石特征
矿石金属矿物主要有黄铁矿(图7a)、闪锌矿、方铅矿(图7b~f)、黄铜矿(图7g、h);脉石矿物为石英(图7d、f、g、i)、绿泥石(图7g)、方解石(图7h)、重晶石(图j)、绢云母、赤铁矿(图7i)等:其中黄铁矿是主要金属矿物,在矿床中分布最广,构成了4号块状硫铁矿体,另外为锌多金属矿石和铜(锌)的主要组分;闪锌矿是构成块状和浸染状多金属矿石的主要矿石矿物,常伴生有方铅矿、黄铜矿,可见方铅矿交代了闪锌矿和黄铁矿;黄铜矿为脉状铜(锌)矿石的主要组分矿物,另外以伴生组分出现在锌多金属矿石中。矿石构造主要有致密块状(图7a~e)、稠密浸染状、浸染状(图7f)、团块状、脉状、角砾状(图7g)、纹层状(图7b、c);矿石结构主要为他形粒状结构 (图7b~d、g、h)、半自形晶粒状结构(图7a)、交代结构和碎屑结构(图7f):其中 1 号矿体锌多金属矿体 (群)中部为致密块状、纹层状构造,向边部则逐渐过渡为稠密浸染状构造、浸染状构造;团块状、脉状、角砾状为34号铜(锌)矿体群最主要的构造类型。
3.3 围岩蚀变
矿体近矿围岩蚀变主要有绿泥石化、绢云母化、硅化、重晶石化。其中绿泥石化与锌多金属矿化密切相关,位于矿体上盘(图3、5i),为锌多金属矿体的近矿蚀变围岩,而硅化与铜(锌)矿化存在直接联系,位于矿体下盘的喷流管道内,为铜(锌)矿化的近矿蚀变围岩(图5d、e、g)。
3.4 成矿阶段划分
基于前人对不同类型矿石成矿温度及成矿流体性质的研究(Gaskov,2020;Kuzhuget et al.,2022),结合本次对矿区不同类型矿石的穿插关系、矿石组构及矿物组合特征的研究,可将本矿床成矿作用过程划分为4个成矿阶段:
(1)弱闪锌矿-硫铁矿阶段(I):为矿区最早的成矿阶段,主要在喷流管道顶部发育,主要构成硫的工业富集和锌的弱矿化富集,为 4 号硫铁矿矿体形成的矿化阶段,以黄铁矿呈粗粒块状发育,并含有少量的石英和闪锌矿为主要特征(图7a),其成矿流体性质为400~260℃相对高温、4%~11.3%相对高盐度的(MgCl2 )-NaCl-H2O型(Kuzhuget et al.,2022);
(2)多金属阶段(Ⅱ):为矿区最重要的成矿阶段,主要在喷流管道上部发育,构成矿区锌多金属的工业富集,为1号锌多金属矿体群形成的矿化阶段,本阶段的特点是黄铁矿、闪锌矿、方铅矿颗粒极小,具胶状沉积特征(图7b、c、d、f),成矿流体性质为377~145℃ 相对高温、2.6%~10%相对高盐度的NaCl-H2O型;
图7矿床典型矿石及近矿围岩照片
a—弱闪锌矿—硫铁矿矿石;b—纹层状方铅矿—闪锌矿—黄铁矿矿石;c—纹层状黄铁矿—闪锌矿矿石被后期石英—棕色闪锌矿脉穿插;d— 块状黄铁矿-闪锌矿矿石;e—致密块状闪锌矿矿石;f—浸染状石英—重晶石—闪锌矿—黄铁矿矿石;g—脉状石英-重晶石-黄铜矿矿石,其中矿脉形态受左行张性桥构造控制;h—块状重晶石—闪锌矿—黄铜矿矿石;i—铁碧玉岩;j—重晶石岩;Q—石英;Py—黄铁矿;Sp—闪锌矿; Gn—方铅矿;Brt—重晶石;Cp—黄铜矿;Ij—铁碧玉岩
(3)石英-闪锌矿阶段(Ⅲ):本阶段发育规模总体有限,主要在多金属矿两端发育,主要位于1号锌多金属矿体群两端,本阶段的特点是闪锌矿呈棕色、结晶程度高(图7c、e);
(4)闪锌矿-黄铜矿阶段(Ⅳ):为矿床次重要的成矿阶段,主要在喷流管道内发育,构成矿区铜的工业富集,为 34 号铜(锌)矿体群形成的矿化阶段,本阶段的特点是黄铜矿呈大量微细粒状集合体,局部可见少量闪锌矿,常伴生石英、重晶石(图7g、h),成矿流体性质为 200~165℃相对高温、3.5%~6.5% 相对高盐度的NaCl-KCl-H2O型。
4 矿床模型建立
本研究基于矿床地质特征,初步将矿床近矿岩性单位由老到新划分为喷流管道下部玄武安山岩 (βα)、喷流管道硅化角砾岩(br)、强硅化蚀变岩 (si)、绿泥石片岩(chs)、酸性凝灰岩(rtf)及后期侵入的辉绿玢岩(βμ)和石英钠长斑岩(λoπ);将矿区矿化类型分为锌多金属矿化(pos)、铜(锌)矿化(vcp) 和硫铁矿矿化(pys)和石英重晶石型低品位矿化 (brt)。通过对 1197个历史钻孔资料和 13幅地质剖面的综合整理和二次开发研究,以及系统的坑道地质填图,构建了克孜勒—塔什特克锌多金属矿床模型(图8),研究表明1号锌多金属矿体(群)产于喷流管道上部的绿泥石片岩内,中部膨大部位矿化类型为纹层状矿化、致密块状,向走向两端和倾向深部逐渐过渡为浸染状铅锌矿化、石英重晶石层;铜 (锌)矿体呈不规则脉状赋存于喷流管道相的硅化 (角砾)岩中;喷流管道相的硅化(角砾)岩和绿泥石片岩在1486中段中部表现为“菱形”厚大状,控制了 1 号锌多金属矿体(群)和部分铜(锌)矿体呈北东向,为北西向主断裂构造带的次级断裂控制。
图8矿床地质模型图
a—1486中段地质图;b—1426中段地质图;c—CD长剖面图;1—玄武安山岩;2—酸性凝灰岩;3—辉绿玢岩;4—石英钠长斑岩;5—硅化蚀变岩;6—硅化角砾岩;7—绿泥石片岩;8—锌多金属矿体;9—铜(锌)矿体;10—石英重晶石岩;11—黄铁矿化;12—地质界线;13—断裂
5 讨论
5.1 控矿构造特征
阿尔泰—萨彦岭造山带早古生代岛弧带位于西伯利亚板块南缘,形成于西伯利亚板块右旋、北西西向深大断裂大规模发生左行走滑的动力学背景(Sengör,1993,1996;Yakubchuk,2004)。区域北西西向卡阿赫姆断深大断裂之北西西向次级断裂控制了克孜勒—塔什特克 VMS 锌多金属矿床喷流管道和矿体的形成与分布,致使矿床喷流管道呈北西西向线性展布而非已有的筒状特征的认识,以及矿体(群)总体走向北西西。基于钻孔资料、地质图件的综合分析,结合系统的坑道调研,发现矿区中部的喷流管道和绿泥石片岩带形态呈菱形状,以及绿泥石片岩带内锌多金属矿体呈北东向厚大状(图8a、b),推断与矿区北西西向断裂在成矿期为左行走滑的张扭性特征,在矿区中部形成北东向释放型拉分凹槽,构成喷流管道上盘系列的小型断陷卤水盆地,为成矿流体提供了有利的沉淀富集空间(图8c),形成了北东向厚大的锌多金属矿体,在远离喷流管道口的部位多形成纹层状多金属矿化。矿体的倾伏方向与断裂面活动倾伏向一致(汪劲草等, 2006),矿区成矿期北西西向断裂为左行走滑的张扭性,断面活动的倾伏方向为南东倾伏,指示矿体的倾伏方向为南东,与喷流管道整体为向南东东侧伏一致(图8c)。
5.2 矿床类型
火山成因块状硫化物(VMS)矿床为硫化物在海底或近海底处沉淀堆积以及时空分布和成因与同期火山活动紧密相关的一类层控矿床(Franklin et al.,2005)。关于VMS矿床的进一步分类,不同的专家学者从不同的角度,如矿石成分(Franklin et al., 1981)、地质背景(Eremin et al.,2000)、含矿岩系 (Franklin et al.,2005)、矿区与矿床同时代的岩石地层(Franklin et al.,2005)对其进行了分类。克孜勒—塔什特克 VMS 锌多金属矿床含矿围岩为下寒武统图玛特泰加地层组玄武岩-流纹质凝灰岩双峰式火山岩,矿体则定位于流纹质凝灰岩内,含矿围岩与蛇绿岩套型基性火山岩、铁镁质-硅屑岩、双峰式硅屑岩存在明显差别,而与双峰式酸性火山岩类似。克孜勒—塔什特克 VMS 锌多金属矿床矿化元素具有一定含量的铅、相对较低的铜和富锌的特征,与典型的双峰式酸性火山岩性相比,克孜勒— 塔什特克VMS锌多金属矿床铅含量相对较低,与阿尔泰阿舍勒、东天山卡拉塔格VMS铜锌矿床几乎不含铅的特征存在显著差别(毛启贵等,2016;陈曦等,2018),在 Cu-Pb-Zn 成分图解中(图9),落入主体酸性火山岩的边界附近,表明矿床含矿围岩虽属双峰式酸性火山岩,但酸性火山岩组分并未显著占优,与矿床来自酸性火山岩的铅含量相对较低一致。以上总体表明克孜勒—塔什特克 VMS 锌多金属矿床为铅含量相对较低的双峰式酸性火山岩型 VMS型矿床。
5.3 成矿过程
(1)古元古代—早寒武时期,区内以卡阿赫姆、塔斯克利深大断裂带为代表的北西西向深大断裂发生大规模左行张扭性活动,致使在西伯利亚板块南缘的萨彦岭岛弧带张陷带内发育了一套下寒武统图玛特泰加地层组双峰式酸性火山岩。在火山喷发的间歇期,深部次火山岩持续提供热源及部分成矿物质的作用下,驱使大量的海水从图玛特泰加地层组双峰式酸性火山岩中浸出大量的成矿物质,形成富含多金属的成矿流体,沿着区内北西西向次级断裂南东深部往浅部运移,在北西西向次级断裂内部、顶部及上盘的次级小型断陷卤水盆地内发生沉淀,常形成纹层状多金属矿化(图10)。Lambert (1974)在研究日本Kuroko矿床发现,在矿化结束后热液活动仍会持续 1~2 Ma,常在矿体的上盘形成 400 m 厚的绿泥石-绢云母化带。克孜勒—塔什特克 VMS 锌多金属矿体顶部的绿泥石化蚀变带可能与矿化结束后热液活动持续活动有关。
(2)产于造山带内的VMS矿床多受到后期的叠加变形改造(Gu et al.,2007)。研究表明,阿尔泰— 萨彦岭造山带早古生代岛弧带在晚古生代经历了俯冲后期的碰撞造山(Yakubchuk,2004),矿区构造在晚古生代发生大规模逆冲推覆,致使区内绿泥石蚀变岩及其内部的多金属矿体等发生强烈改造变形,原生沉积几乎置换为与矿区断裂一致的构造片理,之后的风化剥蚀至矿体顶部附近,使得克孜勒—塔什特克VMS锌多金属矿床得以保存至今(图8c)。
5.4 勘查启示
克孜勒—塔什特克锌多金属矿床已进入深部开采阶段,目前锌多金属矿体品位及厚度急剧降低,在已有矿体深边部寻找高品位锌多金属矿体或新类型矿化的工作尤为紧迫。鉴于克孜勒—塔什特克锌多金属矿区喷流管道为南东东侧伏,锌多金属矿体含量带绿泥石片岩往南东方向仍存在较大的延伸趋势,建议下一步在喷流管道南东深部侧伏端顶部的绿泥石片岩带内探索高品位锌多金属矿体。
VMS 矿床喷流管道内的矿化类型具有一定的分带性,从浅部的角砾岩性脉状往深部逐渐过渡为浸染状矿化,部分喷流管道深部叠加后期的斑岩型矿化已有报道(Franklin et al.,2005)。克孜勒—塔什特克锌多金属矿区喷流管道目前的矿化类型为脉状角砾岩型铜(锌)矿化,下一步找矿工作应重点关注探索深部浸染状铜矿化和深部的斑岩型矿化。
图10矿床初始模式图
1 —玄武安山岩;2—酸性凝灰岩;3—辉绿玢岩;4—(黄铁矿—黄铜矿化)硅化角砾岩;5—绿泥石化带;6—块状硫矿体;7—脉状铜矿化;8—块状锌多金属矿体;9—黄铁矿化;10—地质界线;11—断裂
6 结论
(1)矿区成矿期北西西向断裂性质为左行走滑的张扭性,致使在矿区中部形成北东向释放型拉分凹槽,构成喷流管道上盘系列的小型断陷卤水盆地,为成矿流体提供了有力的沉淀富集空间,形成了北东向厚大的锌多金属矿体,同时也控制了喷流管道往南东东侧伏。
(2)克孜勒—塔什特克VMS锌多金属矿床为铅含量相对较低的双峰式酸性火山岩型VMS型矿床,锌多金属矿体顶部的绿泥石化蚀变带与矿化结束后热液活动持续活动有关。
(3)矿区北西西向断裂构造在晚古生代发生大规模逆冲推覆,致使区内绿泥石蚀变岩及其内部的多金属矿体等发生强烈改造变形,原生沉积几乎置换为与矿区断裂一致的构造片理,之后的风化剥蚀至矿体顶部附近。
(4)下一步在喷流管道南东深部侧伏端顶部的绿泥石片岩带内探索高品位锌多金属矿体,以及在喷流管道深部探索浸染状铜矿化和深部的斑岩型矿化。