东天山彩霞山大型铅锌矿床原生晕地球化学研究及找矿靶区预测

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摘要：摘 要：东天山彩霞山大型铅锌矿床位于中天山地块北部，是区内最大的铅锌矿床。对I号矿体和II号矿体开展原生晕地球化学研究工作，获得I号矿体和II号矿体轴向分带序列分别为：As-Sb-Zr-Ti-Ca-Mn-Zn-Pb-S-Fe-Mo-Cr-K-Ba和Zn-Fe-S-Cr-Sb-Pb-As-Ca-Ti-K-Mn-Zr-Ba。结合矿床

　　摘 要：东天山彩霞山大型铅锌矿床位于中天山地块北部，是区内最大的铅锌矿床。对I号矿体和II号矿体开展原生晕地球化学研究工作，获得I号矿体和II号矿体轴向分带序列分别为：As-Sb-Zr-Ti-Ca-Mn-Zn-Pb-S-Fe-Mo-Cr-K-Ba和Zn-Fe-S-Cr-Sb-Pb-As-Ca-Ti-K-Mn-Zr-Ba。结合矿床地质特征和元素地球化学相关性分析认为：彩霞山I号矿体西延的深部成矿潜力较大，是后续深部找矿重要靶区;推断I号矿体16勘探线深部及II号矿体38勘探线深部存在一定规模隐伏矿体，可作为找矿靶区;II号矿体东延部位找矿潜力不大。

　　关键词：东天山;彩霞山铅锌矿床;原生晕地球化学;靶区预测

　　彩霞山大型铅锌矿床是东天山地区最大的铅锌矿床。深部找矿是矿产勘查工作重要领域，也是成矿研究的难点和热点。以往矿床使用传统地球物理勘查方法(包括电磁法，如可控源音频大地电磁法)具多解性，制约了找矿靶区的可信度。矿床原生晕分析是研究矿床深部找矿远景的有效手段，矿山勘探和开发工作为矿床原生晕轴向分带特征研究提供了条件[1-2]。20世纪50年代起，国内外学者开展金属矿床原生晕研究，在工作方法、技术和原生晕分带理论方面取得重要进展。前苏联的C.B格里戈良、奥勃钦尼科夫等对200 多个不同类型热液金属矿床原生晕研究，通过元素原生地球化学晕成分与矿体空间分布关系，确定了热液矿床元素的统一轴向分带序列(从下至上)：W-Be-As-Sn1-U-Mo-Co-Ni-Bi-Cu1-Au-Sn2-Zn-Pb-Ag-Cd-Cu2-Sb-Hg-Ba-Sr[3]，其中Sn，Cu元素有两个位置，是因它们在热液矿床中赋存的矿物形式有变化，Sn1，Cu1以锡石和黄铜矿形式存在，Sn2，Cu2以黄锡矿和黝铜矿形式存在[3]。国内研究者也提出中国热液矿床原生晕分带序列[4]，众多学者对铅锌矿床、斑岩型铜钼矿床、矽卡岩型铜矿床、钨钼矿床、金矿床、锡矿床等典型热液矿床原生晕分带特征进行研究，提出矿床地球化学模型[5-10]，在多个矿床深部矿体预测中发挥了重要作用。

　　关于彩霞山铅锌矿床成因目前尚存在争议，主要观点有MVT、层控型、中温岩浆热液型、矽卡岩型等[11-19]。大多学者认为该矿床是与热液作用有关的脉状矿床。因此，利用热液矿床原生晕地球化学理论进行找矿靶区圈定具可行性。孙莉等对彩霞山铅锌矿床东部II号矿体36线进行原生晕地球化学研究认为，矿体存在多次成矿作用叠加，深部具良好找矿前景[2]。本次工作在西部I号矿体和东部II号矿体中各选取一条勘探线剖面，对岩心样品进行矿床原生晕地球化学研究，在总结矿体整体空间分布特征基础上，应用XRF手持分析仪，对彩霞山铅锌矿床进行快速原生晕测试分析和研究工作。综合原生晕地球化学特征分析结果，对矿床深部找矿靶区进行预测，提出新的找矿方向，为东天山地区铅锌矿床成矿预测提供依据。

　　1 地质概况

　　彩霞山铅锌矿床位于新疆东天山地区，大地构造位置属中天山地块，北邻阿齐山-雅满苏弧，二者间被阿奇克库都克断裂带分隔。矿体赋存于青白口系卡瓦布拉克组第一岩性段碎屑岩+碳酸盐岩建造，岩性为变石英砂岩、变质粉砂岩、含石墨黝帘绢云板岩、含碳硅质板岩夹白云石大理岩，部分大理岩发生矽卡岩化。侵入岩多呈岩株状产于矿区北部、东南部，包括花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩、闪长玢岩等。NNE向、NEE向岩脉成群分布，包括闪长玢岩脉、辉绿玢岩脉、闪长岩脉等。矿区内断裂构造属阿其克库都克断裂次级断裂，性质为压扭性或张扭性。断裂走向总体与阿其克库都克断裂带一致，主体为近EW向和NEE向(如F1、F2)，次为NE向和NWW向(如F4、F5)。NE向断层形成较晚，部分具左行走滑特征(图1)[19]。矿体明显受硅化碳酸盐岩和构造破碎带控制(图1)1，主要赋存于变质粉砂岩与硅化大理岩岩相变化处，近大理岩一侧，呈似层状、透镜状、脉状产出。矿区内发育有4个铅锌矿化蚀变带，依次编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ号矿体(图1)。围岩蚀变包括硅化、透闪石化、白云石化、闪锌矿化、方铅矿化、黄铁矿化、磁黄铁矿化、绿泥石化、绢云母化、绿帘石化等(图2-a～h)。矿石矿物主要有方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿等(图2-a、2-b、2-f、2-h)。脉石矿物主要有白云石、透闪石、方解石、石英、阳起石、绢云母、绿泥石等。矿石结构多呈交代结构(图2-c、2-d)，粒状-柱状变晶结构，透闪石多呈纤维状-柱状集合体，少量黄铁矿、磁黄铁矿、白云石、闪锌矿等呈碎裂结构。矿石构造以浸染状-网脉状、条带状、角砾状、团块状构造为主(图2-a～f)。

　　2 样品采集与分析方法

　　本次选取彩霞山铅锌矿区I号矿体16号勘探线的3个钻孔ZK1601、ZK1602、ZK1603，及II号矿体38号勘探线的3个钻孔ZK3804、ZK3805、ZK3806进行采样测试，样品间距5 m左右，矿体内部加密间距2 m，测试样品共计632件(表1)。控制了I号矿体16线和II号矿体38线两个勘探线剖面的矿体及顶底板围岩，采样位置见图1。

　　传统原生晕地球化学研究工作主要通过岩矿石样品大量采样后，经复杂制备和实验室测试流程获得数据。该方式成本较高、效率较低。近年来，XRF手持分析仪的应用为原生晕测试工作的快速开展提供了可能性。XRF手持分析仪是一种手持式X射线荧光光谱仪，由一体化高压和端窗微型X光管、准直滤光系统、探测器、信号放大器、多道分析器和PDA微电脑系统构成。XRF手持分析仪体积小，便携、方便野外工作，分析速度快，操作简单，对操作人员限制很小，现场分析无需制备样品，可直接在待测矿物表面进行测定。本次工作采用NITON XL2系列手持式XRF分析仪，由美国Thermo Fisher Scientific公司研發，搭载岩心测试台，连接笔记本电脑，建立了简易的XRF实验室，在野外直接进行样品测试工作。理论上，矿石分析模式下可分析S，K，Ca，Sc，Ti，V，Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn，As，Se，Rb，Sr，Zr，Nb，Mo，Pd，Ag，Cd，Sn，Sb，Ba，Hf，Ta，Re，W，Au，Hg，Pb，Bi等34种元素，检测限为1×10-6 [20-21]。

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