中國及境外天山鉛鋅成礦作用與找礦方向

高榮臻，薛春紀，滿榮浩，代俊峰，趙曉波，趙 云，亞夏爾·亞力坤，Bakhtiar NURTAEV，Nikolay PAK，莫宣學

(1. 中國地質大學(北京) 地球科學與資源學院，北京 100083； 2. 中國地質大學(北京) 地質過程與礦產資源國家重點實驗室，北京 100083； 3. 東北大學 資源與土木工程學院，遼寧 沈陽 110819； 4. 東華理工大學 地球科學學院，江西 南昌 330013； 5. 新疆大學 地質與礦業工程學院，新疆 烏魯木齊 830047； 6. 烏茲別克斯坦地質與礦產資源委員會地質與地球物理研究所，塔什干 100041； 7. 吉爾吉斯斯坦科學院地質研究所，比什凱克 720040)

0 引 言

天山西起咸海(64°E)，向東經烏茲別克斯坦、塔吉克斯坦、吉爾吉斯斯坦、哈薩克斯坦和中國新疆，延伸至新疆與甘肅交界處的星星峽戈壁(95°E)，東西全長約2 500 km，南北寬約570 km，是中亞造山帶西南部規模宏大的巨型造山帶[圖1(a)]。鉛鋅是天山地區重要的優勢礦種，在該區已發現有眾多不同成因類型的鉛鋅礦床，其中也不乏大型—超大型鉛鋅礦床，如哈薩克斯坦Tekeli(鉛鋅資源量為550×104t[1-2])、Shalkiya(1 058×104t[3])和Achisai(154×104t[3])，烏茲別克斯坦Kurgashinkan(160×104t[4])和Uchkulach(667×104t[5])，塔吉克斯坦Altyntopkan(185×104t[3])，中國新疆烏拉根(南礦帶鉛鋅資源量為590×104t，礦區遠景資源量超過1 000×104t[6])、彩霞山(300×104t[7])、阿齊山(194×104t[8])和阿爾恰勒(100×104t[9])，構成了天山地區巨型鉛鋅成礦帶[圖1(b)]。然而，由于中國及境外天山鉛鋅礦產勘查和研究程度相對較低，前人早期研究多集中于單個礦床或某個特定礦集區，而對天山地區鉛鋅重要成礦環境、成礦類型及其成礦構造演化認識不足。天山地區如此眾多大型—超大型鉛鋅礦床的產出是基于什么地球動力學背景？鉛鋅成礦具有哪些基本特征？區域鉛鋅成礦類型有哪些？受何要素控制？未來找礦突破方向在哪里？這些都是頗受關注的地質找礦問題。

本文在中國及境外天山廣泛地質礦產調查的基礎上，結合最新礦產勘查進展和前人研究成果，將中國及境外天山看作一個整體，試圖梳理天山造山帶構造演化和鉛鋅重要成礦環境、典型礦床地質特征、成礦系統與成礦類型，總結天山地區鉛鋅成礦構造演化過程，并分析區域鉛鋅成礦特點與未來找礦突破方向，為天山地區特別是中國新疆天山地區鉛鋅找礦持續突破提供參考和引導。

1 區域構造單元劃分

中亞造山帶位于西伯利亞板塊、東歐板塊、卡拉庫姆板塊、塔里木板塊、華北板塊之間[10-11][圖1(a)]，與環太平洋俯沖型造山帶、阿爾卑斯—喜馬拉雅碰撞型造山帶不同，其經歷了復雜而漫長的增生造山作用過程，為全球最大的增生型造山帶和顯生宙以來大陸生長最顯著的區域[12-14]。天山地區位于中亞造山帶西南部[圖1(a)]，常以88°E經線分為西天山和東天山[15]；天山由北向南可根據產出的蛇綠巖帶、超高壓變質巖帶以及大型斷裂構造細分為北天山島弧帶、哈薩克斯坦—伊犁板塊、中天山地塊和南天山造山帶4個次級構造單元[16-22][圖1(b)]。

北天山島弧帶以天山北緣—阿齊克庫都克斷裂為南界與中天山地塊相鄰，以卡拉麥里斷裂為北界與準噶爾地塊相鄰，在其南緣斷續出露蛇綠巖殘片和(超)高壓變質巖，組成了一套大洋俯沖成因的增生楔雜巖，即北天山縫合帶[圖1(b)][14,23-24]。北天山島弧帶主要由古生代火山-沉積巖和巖漿巖組成，未見有前寒武紀變質基底出露[17-19,25]；自北向南可以進一步細分為博格達—哈爾里克島弧帶、大南湖—頭蘇泉島弧帶、康古爾—黃山韌性剪切帶、阿齊山—雅滿蘇島弧帶4個部分[16,23]。區域地層和巖漿巖年代學研究表明，博格達—哈爾里克島弧帶和大南湖—頭蘇泉島弧帶形成于泥盆紀，而康古爾—黃山韌性剪切帶和阿齊山—雅滿蘇島弧帶則形成于晚石炭世[16-17]。

哈薩克斯坦—伊犁板塊夾持于尼古拉耶夫線—那拉提北緣斷裂、天山北緣—阿齊克庫都克斷裂以及塔拉斯—費爾干納斷裂之間[圖1(b)]，主體為哈薩克斯坦—伊犁地塊及其周緣活動大陸邊緣沉積，在前寒武紀變質基底之上發育新元古界至古生界碳酸鹽巖和硅質碎屑巖、古生界中—基性火山巖蓋層[17]。下古生界從老到新由被動陸緣沉積逐漸演變為活動陸緣沉積，至泥盆系—石炭系為島弧/陸緣弧安山巖，二疊系為陸源碎屑沉積和火山沉積以及磨拉石建造[1-2,26]。古生代巖漿活動時代為470～260 Ma，主要分布于其南、北邊緣，巖性主要為鈣堿性長英質巖石，也有少量鎂鐵質巖石零星分布[27-30]。

中天山地塊是指位于天山北緣—阿齊克庫都克斷裂和尼古拉耶夫線—那拉提北緣斷裂以南、阿特巴什—那拉提南緣—卡瓦布拉克斷裂以北的狹長隆起帶；境外中天山相對較寬，向東延伸進入中國新疆之后逐漸變窄，并在東天山地區穩定延伸[圖1(b)]。中天山東段前寒武紀變質基底廣泛出露，不僅包括綠片巖相到角閃巖相(局部可達麻粒巖相)變質巖，還包括大量前寒武紀侵入體，其巖漿巖結晶年齡大致分為3組，分別集中在2.5、1.8、1.45～0.8 Ga[10,17,24,31]。前寒武紀變質基底之上的蓋層主要為大量古生代島弧火山巖-火山碎屑巖和基性—超基性侵入體，以及少量早中生代侵入體，其中古生代酸性巖漿巖廣泛分布，巖漿巖結晶年齡為500～250 Ma[17,32-35]。中天山西段(包括境外)前寒武紀變質基底多有出露，蓋層主要為下古生界淺變質海相碎屑巖、碳酸鹽巖和中性火山巖及相應火山碎屑巖，在烏茲別克斯坦境內蓋層也常發育有泥盆系—石炭系中性火山巖夾淺海相碎屑巖-碳酸鹽巖沉積，二疊系的火山碎屑巖、陸源碎屑沉積及磨拉石建造[1-2,26]。

南天山造山帶位于阿特巴什—那拉提南緣斷裂以南、塔里木北緣斷裂以北[圖1(b)]，主體為卡拉庫姆—塔里木板塊北部被動大陸邊緣[36]，在前寒武紀變質基底之上的蓋層包括下古生界淺變質含碳質復理石建造、泥盆系—志留系殘余淺海相碎屑巖-碳酸鹽巖建造，它們因受區域性的擠壓構造作用而遭受強烈的逆沖推覆和褶皺變形[37-40]。同時，南天山造山帶內還廣泛分布蛇綠巖套殘片、高壓—超高壓變質巖帶(如藍片巖、榴輝巖)[15,37-38,41]。南天山造山帶巖漿活動不強烈，但局部相對集中，大體上可分為5期：第一期為新元古代基性巖床、巖墻及巖脈；第二期為早古生代花崗巖，結晶年齡集中于490～380 Ma；第三期為晚古生代早期超基性巖，多產于蛇綠混雜巖中；第四期為石炭紀—二疊紀花崗巖、堿性花崗巖及少量堿性巖和基性巖，是區內巖漿活動的高峰期(300～270 Ma)，分布范圍也最廣；第五期為新生代早期輝長巖、輝綠巖脈，侵位于山前/山間盆地中—新生代沉積地層中[37-38,42]。

2 天山構造演化與重要鉛鋅成礦環境

天山造山帶是由多個開合時間不同、壽命長短各異的古亞洲洋及其分支洋盆(包括Terskey洋、北天山洋、Turkestan洋、南天山洋等)發生、發展、演化、消亡及后期改造的綜合產物，大致先后經歷了前寒武紀古陸形成、洋-陸俯沖增生、陸-陸碰撞造山和陸內成盆4個地球動力學過程，并相應出現了元古宙古陸邊緣裂陷盆地、古生代洋-陸俯沖增生島弧、晚古生代陸-陸碰撞造山和中—新生代山前/山間盆地4類重要鉛鋅成礦環境[1-2,10,22,26]。

2.1 元古宙古陸邊緣裂陷盆地

前寒武紀變質基底在哈薩克斯坦—伊犁板塊東北部賽里木地塊、Aktau—Junggar地塊、Kokchetav Upland地塊和南部Issyku—Kul地塊大面積出露[圖1(b)]，包括古元古界溫泉群、中元古界哈爾達坂群和特克斯群、新元古界開爾塔斯群和庫松木切克群等變質碎屑巖-碳酸鹽巖建造；其在中天山地塊也大面積出露[圖1(b)]，包括吉爾吉斯斯坦中天山Kuiliu、Sarydjaz山和Chatkal地區Semizsay群以及中國新疆中天山東段元古界那拉提群、特克斯群、科克蘇群、星星峽群、卡瓦布拉克群等片麻巖、片巖、大理巖類變質巖[2,26]。由前寒武紀變質基底形成的這些古陸塊共同構成了天山地區最古老的地質單元，為后期大規模增生造山提供了基本框架。同時，這些前寒武紀變質基底具有高Pb、Zn等成礦金屬背景值，為鉛鋅成礦提供了重要的物質基礎?？赡苡捎赗odinia超大陸裂解，在中—新元古代圍繞古陸塊邊緣出現早期被動大陸邊緣沉積，其沉積韻律、巖石組合與地球化學特征表明其屬于被動陸緣裂陷盆地中的次穩定型沉積建造，指示古陸邊緣盆地的裂陷性質[2,26]?？赡苷巧煺贡尘跋碌墓抨戇吘壟璧亓严葸^程導致顯著的海底熱液活動和熱水沉積，為區域SEDEX型鉛鋅礦床的形成創造有利地質環境[1-2,26]。

2.2 古生代洋-陸俯沖增生島弧

天山自北向南沿不同構造單元間的大型斷裂斷續有蛇綠混雜巖產出，指示多個古大洋的存在[1-2,20][圖1(b)]。位于哈薩克斯坦—伊犁板塊、北天山島弧帶與中天山地塊之間的北天山洋[圖1(b)]在晚石炭世—早二疊世閉合之前，在西段向哈薩克斯坦—伊犁板塊之下俯沖，形成了從哈薩克斯坦Taldykurgan向東一直延伸到中國新疆博羅霍洛山的大型增生島弧帶；其在東段表現為雙向俯沖，向北俯沖于準噶爾地塊之下，向南俯沖于中天山地塊之下，形成了由海相火山-沉積巖和奧陶紀—石炭紀長英質、鎂鐵質弧巖漿巖組成的北天山島弧帶[1-2,16,18,45]。位于哈薩克斯坦—伊犁板塊與中天山地塊之間的Terskey洋，可能與Rodnian超大陸裂解相關，在新元古代打開[1-2]。Terskey洋具有雙向俯沖特征，在早—中奧陶世閉合前，向北俯沖于哈薩克斯坦—伊犁板塊之下，在其南緣形成了470～460 Ma的鈣堿性島弧花崗巖帶；同時，也向南俯沖于中天山地塊之下，在新疆中天山和吉爾吉斯斯坦Bozbutau、Atbashi北坡、Chatkal南坡形成了一系列479～444 Ma的島弧性質巖漿巖[20,31]。位于中天山地塊和塔里木板塊之間的南天山洋伴隨著Terskey洋的關閉，于寒武紀—早奧陶世打開[20]。南天山洋通常認為向北俯沖于中天山地塊之下，在其南緣形成了一系列436～276 Ma的弧巖漿巖[20,26]；在塔里木盆地北緣庫爾勒—榆樹溝地區，其可能具有雙向俯沖特征，向南俯沖于塔里木板塊之下，形成了430～388 Ma的弧巖漿巖[49]。盡管關于南天山洋的閉合時間存在較大爭議，但是越來越多的研究表明其可能是自西向東“剪刀式”閉合，整體上在晚石炭世關閉[41]。位于中天山地塊與卡拉庫姆板塊之間的Turkestan洋可能于新元古代打開，在晚石炭世閉合前，持續向哈薩克斯坦—吉爾吉斯斯坦陸塊下俯沖，形成了不同成熟度的增生島弧[26,50]。由此可見，在北天山洋、Terskey洋、南天山洋、Turkestan洋等多個大洋洋殼俯沖過程中，形成了廣泛分布的古生代活動大陸邊緣成礦環境[1-2,26]，也是天山地區構造-巖漿-熱液活動最突出的銅鉛鋅多金屬成礦環境，為(遠)矽卡巖型、巖漿熱液脈型、斑巖型、VMS型等鉛鋅成礦創造了良好的地質條件。

2.3 晚古生代陸-陸碰撞造山

晚古生代伴隨著北天山洋、Terskey洋、南天山洋和Turkestan洋的先后關閉，天山地區卡拉庫姆、塔里木、中天山、哈薩克斯坦—伊犁、準噶爾等陸塊發生陸-陸碰撞，出現以構造變形為主要特點的碰撞造山成礦環境[1-2,26]。造山作用使地殼發生大規模多級脆-韌性變形構造活動(如褶皺變形、逆沖推覆和剪切走滑等)，并伴有同碰撞/后碰撞花崗質巖漿巖活動[1-2]。在碰撞造山動力背景下，由于受到相鄰造山帶的重力或構造壓力驅動，成礦流體發生長距離遷移，造山帶山前陸盆地中被動陸緣碳酸鹽臺地或逆沖推覆構造帶為大規模MVT型鉛鋅成礦創造了良好的地質條件。

2.4 中—新生代山前/山間盆地

在晚古生代末期碰撞造山結束后，天山造山帶基本格架初步形成。伴隨著中—新生代陸內構造調整和天山的差異性隆升，在天山山前或山間形成了眾多大小不同、形態有別、充填物各異的磨拉石沉積盆地，其分布約占造山帶面積的50%[1-2,26]。這可能與其南部經歷了一系列近EW向陸塊向北以及歐亞板塊南緣的碰撞拼貼遠程效應有關，包括晚三疊世羌塘地塊與歐亞板塊南緣碰撞、晚侏羅世—早白堊世拉薩地塊與羌塘地塊碰撞、晚白堊世岡底斯地塊與拉薩地塊碰撞以及50 Ma以來印度板塊與歐亞大陸的碰撞[43]。在陸內構造變形過程中，盆地流體因失穩而發生大規模、長距離遷移流動，并在沉積砂/礫巖層內氧化-還原界面發生金屬硫化物沉淀形成鉛鋅礦化[1-2]，從而為砂巖型鉛鋅成礦提供了重要地質環境。

3 重要鉛鋅礦床與成礦系統

天山地區已發現眾多鉛鋅礦床(點)，礦床成因類型多樣，包括噴流沉積(SEDEX)型，與巖漿活動有關的矽卡巖型、斑巖型、熱液脈型和火山塊狀硫化物(VMS)型，密西西比河谷型(MVT)和砂巖型(SST)鉛鋅礦床[圖1(b)]。根據其形成的地質環境不同，大體可分為元古宙古陸邊緣裂陷盆地鉛鋅成礦系統(SEDEX型)、古生代增生島弧鉛鋅成礦系統(矽卡巖、斑巖、巖漿熱液脈和VMS型)、晚古生代碰撞造山鉛鋅成礦系統(MVT型)和中—新生代山前/山間盆地鉛鋅成礦系統(砂巖型)4類。

3.1 元古宙古陸邊緣裂陷盆地鉛鋅成礦系統

在哈薩克斯坦—伊犁板塊北緣已發現有Tekeli、哈爾達坂、托克賽和四臺—海泉等SEDEX型鉛鋅礦床，在中天山地塊北緣已發現的彩霞山、巴倫臺、宏源、吉源、玉西、紅星山、沙泉子等鉛鋅礦床也均經歷過噴流沉積成礦過程，它們共同構成元古宙古陸邊緣裂陷盆地鉛鋅成礦系統(圖1、表1)。

3.1.1 哈薩克斯坦Tekeli鉛鋅礦床

Tekeli超大型鉛鋅礦床位于哈薩克斯坦—伊犁板塊北緣，已探明鉛鋅金屬儲量700×104t，Zn+Pb平均品位為11%，Zn/Pb值約為1.2[51]。礦區大面積出露前寒武紀變質基底，其上覆有里霏系Tekeli群海相碎屑巖-碳酸鹽巖、泥盆系碳酸鹽巖和中性火山巖、二疊紀基性火山巖建造[2]。里霏系Tekeli群下部主要為碳質頁巖或煤層、硅質頁巖、灰巖的水平互層，有機質含量(質量分數，下同)較高(6%～15%)，普遍發育浸染狀黃鐵礦和局部大量浸染狀閃鋅礦、方鉛礦，是區域鉛鋅礦床(點)的主要賦礦層位。礦床由Tekeli、Zapaday Tekeli、Yablonovoye和Koilymbai等4個礦段組成[圖2(a)]，礦體多呈透鏡狀、似層狀，EW向延伸，整合產于里霏系Tekeli群底部黑色碳質頁巖和硅質頁巖中，地表出露長度為幾百米至幾千米，厚度為2～60 m不等(圖2)[51]。礦石可分為鉛鋅硫化物礦石和黃鐵礦礦石兩類，其中前者主要呈層狀、韻律層狀和紋層狀，而后者多呈致密塊狀。金屬硫化物多呈顯微細晶結構，主要為黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦，其次為硫銻鉛礦和車輪礦，含少量黃銅礦、黝銅礦、砷黃鐵礦、磁黃鐵礦和斜輝銻鉛礦。礦石平均品位較高，Pb平均品位為2.8%，Zn為4.19%，Ag為42.6×10-6，伴有多種有益元素(如Sn、Sb等)，可供綜合利用[51]。

礦石硫化物硫同位素組成變化較為寬泛，除4個黃鐵礦樣品δ34S值為負值(-6.6‰～-13.8‰)外，其余為1.1‰～26.0‰，均值為13.1‰，推測Tekeli鉛鋅礦床成礦所需還原硫主要源于海水硫酸鹽熱化學還原作用(TSR)，也可能部分來自于地層中的細菌硫酸鹽還原作用(BSR)。礦石硫化物206Pb/204Pb值為17.106～17.310(均值為17.170)，207Pb/204Pb值為15.457～15.719(均值為15.530)，208Pb/204Pb值為36.769～37.597(均值為37.000)，μ值為9.37～9.89，表明鉛鋅成礦金屬具有殼?；煸刺攸c。綜合考慮礦床鉛鋅成礦背景和紋層狀礦化特征，認為Tekeli鉛鋅礦床具有同沉積成礦特征，礦床成因類型屬于SEDEX型。

3.1.2 中國新疆托克賽鉛鋅礦床

托克賽鉛鋅礦床位于哈薩克斯坦—伊犁板塊東北部的賽里木微地塊邊緣，發現于2009年，已探明鉛鋅金屬儲量達10×104t，Pb平均品位為0.04%～1%，Zn為0.72%～1.92%，Zn/Pb值為5.8。礦區大面積出露上元古界溫泉群，巖性主要為大理巖、硅質巖、黑云母石英片巖、二云母石英片巖等，其中大理巖是主要容礦巖石，硅質巖與含礦大理巖密切互層[圖3(a)]。鉛鋅礦體呈層狀、似層狀和透鏡狀，長1100～1600 m，厚10～50 m，走向近EW，傾向南，傾角53°～66°，向深部延伸210～440 m(圖3)。礦體順層產于溫泉群大理巖中或大理巖-硅質巖層界面[圖4(a)、(b)]，與圍巖接觸界線截然。通常，淺部上盤的礦體較富集Zn，而深部下盤的礦體則較富集Pb。在鉛鋅礦體內部，鉛鋅硫化物常呈紋層狀與大理巖形成互層韻律[圖4(c)、(d)]，且二者也多同步變形[圖4(e)]。礦石主要呈層紋狀[圖4(c)、(d)]和皺紋狀構造[圖4(e)]，礦物組成簡單，含有大量閃鋅礦和方鉛礦，少量黃鐵礦、磁黃鐵礦和極少量黃銅礦(圖4)；金屬硫化物多呈他形、半自形微—細晶結構，粒度為0.005～0.010 mm不等。

圖件引自文獻[4]，有所修改圖2 哈薩克斯坦Tekeli鉛鋅礦床地質簡圖與A—A′剖面Fig.2 Geological Sketch Map and Profile A-A′ of Tekeli Zn-Pb Deposit in Kazakhstan

圖件引自文獻[52]，有所修改圖3 中國新疆托克賽鉛鋅礦床地質簡圖與A—A′剖面Fig.3 Geological Sketch Map and Profile A-A′ of Tuokesai Zn-Pb Deposit in Xinjiang, China

礦區硅質巖與含礦大理巖?；诱袭a出，與鉛鋅成礦形成于同一環境。這套硅質巖巖相學特征與熱水沉積成因硅質巖相似，硅質巖δ30Si值為1.3‰～2.2‰，稀土元素組成顯示輕稀土元素(LREE)虧損和輕微負Ce異常，符合海水來源特征，而輕微正Eu異常和偏低的Y/Ho值則指示有海底熱液參與[52]。這表明礦區硅質巖為海水和熱液混合成因，指示鉛鋅成礦形成于海底熱液活動環境[52]。

礦石硫化物的δ34S值集中分布于5.7‰～20.42‰，指示還原硫很可能來源于同沉積期海水硫酸鹽熱化學還原作用[52-53]。礦石硫化物Pb同位素組成較為均一，206Pb/204Pb值為17.227～17.549，207Pb/204Pb值為15.447～15.547，208Pb/204Pb值為36.912～37.097，與區域上的沉積巖和基性巖漿巖具有相似Pb同位素組成，指示成礦金屬主要源于溫泉群陸源碎屑巖和基性火山巖[52]。綜上所述，托克賽鉛鋅礦床與哈薩克斯坦Tekeli鉛鋅礦床類似，為在元古宙古陸邊緣伸展構造背景下由海底熱液活動形成的SEDEX型鉛鋅礦床。

3.1.3 中國新疆哈爾達坂鉛鋅礦床

哈爾達坂鉛鋅礦床位于哈薩克斯坦—伊犁板塊東北部的賽里木微地塊邊緣，發現于2009年，已探明鉛鋅金屬儲量73.18×104t，Zn+Pb平均品位為9.84%。其中，鉛金屬儲量為14.08×104t，Pb平均品位為0.01%～4.88%；鋅金屬儲量為59.1×104t，Zn平均品位為1.49%～16.04%[54]。礦區內大面積出露中元古界哈爾達坂群(圖5)，巖性主要包括片巖、變質砂巖、石英巖、灰巖、大理巖、白云巖、碳質板巖和硅質巖等，其中白云巖、含碳質板巖和硅質巖為主要容礦巖石。哈爾達坂群整體上呈近EW向單斜產出，傾向南，傾角60°～87°，局部可見短軸背斜和向斜，斷裂不太發育。礦區普遍發育海西早期的細粒閃長巖脈和閃長玢巖脈，多順層產出，局部斜切地層和礦體(圖5)。

Sp為閃鋅礦；Py為黃鐵礦；Gn為方鉛礦圖4 中國新疆托克賽鉛鋅礦床礦體與礦石特征Fig.4 Characteristics of Orebody and Ore in Tuokesai Zn-Pb Deposit of Xinjiang, China

圖件引自文獻[54]，有所修改圖5 中國新疆哈爾達坂鉛鋅礦床地質簡圖和A—A′剖面Fig.5 Geological Sketch Map and Profile A-A′ of Ha’erdaban Zn-Pb Deposit in Xinjiang, China

鉛鋅礦體自西到東成群展布[圖5(a)]，單個礦體長50～400 m不等，厚0.7～7 m，走向近EW，傾向南，傾角75°～87°，向深部延伸100～300 m[圖5(b)]。礦體多呈似層狀、板狀或透鏡體，順層產于哈爾達坂群中，可見其被閃長巖脈穿切(圖5)。礦體與圍巖接觸界線截然，局部發生輕微褶皺。礦石多呈條帶狀、層紋狀構造[圖6(a)、(b)]，具有明顯同沉積成因特征；還見少量呈浸染狀、脈狀-網脈狀、團塊狀構造[圖6(c)～(e)]，位于條帶狀-紋層狀礦石的底部，具有“上層下脈”的特征[圖6(b)]。礦石金屬硫化物主要有閃鋅礦、方鉛礦，及少量黃鐵礦、磁黃鐵礦等，多呈微—細粒粒狀結構。部分礦石因受到后期巖漿作用改造而常呈團塊狀，其中閃鋅礦粒度變粗，部分具有明顯顏色分帶[圖6(f)]。

礦石硫化物δ34S值為2.6‰～15.9‰，峰值為14‰～15‰，均值為11.65‰，稍低于新元古代海水S同位素組成(15‰～22‰)，指示還原硫源于新元古代的海水硫酸鹽熱化學還原作用。大部分礦石硫化物Pb同位素組成(206Pb/204Pb值為17.183～17.321，207Pb/204Pb值為15.493～15.579，208Pb/204Pb值為36.759～37.175)落于新疆北部基性巖與博羅霍洛花崗巖之間，指示其為殼?；煸?，少部分硫化物樣品Pb同位素組成(206Pb/204Pb值為17.479～17.719，207Pb/204Pb值為15.507～15.592，208Pb/204Pb值為37.277～37.789)與博羅霍洛花崗巖部分重合，并靠近庫松木切克群灰巖，指示其金屬來源有更多殼源成分。綜合分析表明，成礦金屬主要源于哈爾達坂群碎屑巖和中—基性火山巖，而源于礦區閃長巖的可能性小。條帶狀和網脈狀閃鋅礦流體包裹體均一溫度為60 ℃～263 ℃，鹽度為0.18%～18.22% NaCleq，指示成礦流體具中低溫度和中低鹽度特征。綜上所述，哈爾達坂鉛鋅礦床與哈薩克斯坦Tekeli礦床類似，為在元古宙古陸邊緣伸展構造背景下由海底熱液活動形成的SEDEX型鉛鋅礦床。

3.2 古生代增生島弧鉛鋅成礦系統

在古生代俯沖增生過程中，Terskey洋在中天山地塊北緣和哈薩克斯坦—伊犁板塊南緣、北天山洋在哈薩克斯坦—伊犁板塊北緣和準噶爾地塊南緣、Turkestan—南天山洋在中天山地塊南緣形成了不同時期的俯沖增生島弧，為天山地區矽卡巖型、斑巖型、巖漿熱液脈型、VMS型鉛鋅礦床形成提供了重要的地質環境。具體來講，在境外中天山地塊形成了Kurgashikan、Altyntopkan、Kansai、Kanimansur、Kassan等鉛鋅礦床，在中國東天山中天山地塊發現的彩霞山、吉源、宏源、劉家泉西、玉西、沙泉子、紅星山等鉛鋅礦床也經歷了重要的矽卡巖型或巖漿熱液脈型鉛鋅成礦過程，在哈薩克斯坦—伊犁板塊北緣形成了阿爾恰勒、哈勒尕提—木祖克、塔北、七興、吐拉蘇、蒙馬拉等鉛鋅礦床，在北天山島弧帶形成了阿齊山、維權、白干湖、亦格爾達坂、小熱泉子、梅嶺南等鉛鋅礦床，它們共同構成古生代增生島弧鉛鋅成礦系統(圖1、表2)。

3.2.1 烏茲別克斯坦Kurgashinkan鉛鋅礦床

烏茲別克斯坦Almalyk礦集區地處中天山地塊南部邊緣，由Kalmakyr、Sari—Cheku、Dalneye等斑巖型銅金礦床，Kauldy、Kairagach、Kyzylalmasay等淺成低溫熱液型金礦床和Kurgashinkan大型矽卡巖型鉛鋅礦床組成，形成于Turkestan洋向北部中天山地塊之下俯沖的古生代島弧環境[1-2,26]。Kurgashinkan鉛鋅礦床位于Almalyk礦集區西北部，是其中唯一的大型獨立鉛鋅礦床，目前已探明鉛鋅金屬儲量160×104t，Pb+Zn平均品位為4.29%[4]。礦區廣泛出露上泥盆統Frasinian階灰巖、白云巖、白云質灰巖、泥灰巖等組成的鈣質、鎂質碳酸鹽巖地層，中石炭世大規模侵入正長閃長巖，晚石炭世—早二疊世花崗閃長斑巖脈侵入正長閃長巖和碳酸鹽巖地層中[圖7(a)]。礦體多為扁平狀或透鏡狀，產于正長閃長巖體與上泥盆統碳酸鹽巖地層接觸帶，礦體規模通常在接觸帶與NE向斷裂交匯部位變大，品位變高[圖7(b)]。礦石產于接觸帶矽卡巖和矽卡巖化灰巖、白云巖中，具塊狀、斑雜狀、(稠密)浸染狀構造[圖8(a)、(b)]。所見矽卡巖主要有透輝石矽卡巖、硅灰石矽卡巖、石榴子石矽卡巖等[圖8(c)、(d)]，為接觸交代變質成因。礦石金屬硫化物主要為方鉛礦、閃鋅礦和少量黃鐵礦、黃銅礦。

D3fr為上泥盆統Frasinian階；圖件引自文獻[4]，有所修改圖7 烏茲別克斯坦Kurgashingan鉛鋅礦床地質簡圖和A—A′剖面Fig.7 Geological Sketch Map and Profile A-A′ of Kurgashingan Zn-Pb Deposit in Uzbekistan

正長閃長巖是導致Kurgashikan矽卡巖型鉛鋅礦床形成的致礦巖體，同時也是其南部相鄰的Kalmakyr和西部相鄰的Dalneye兩個超大型斑巖金銅礦床的主要礦化巖體。其中，Kalmakyr礦區含礦正長閃長巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡為(308±1)Ma[2]，容礦二長花崗巖鋯石U-Pb年齡為(327.2±5.6)Ma，石英二長巖鋯石U-Pb年齡為(326.1±3.4)Ma，花崗閃長斑巖鋯石U-Pb年齡為(313.6±2.8)、(315.2±2.8)Ma，輝鉬礦Re-Os等時線年齡為(307.6±2.5)、(309.1±2.2)Ma[56-57]；Sari-Cheku礦區花崗閃長斑巖的鋯石U-Pb年齡為(337.8±3.1)Ma，二長巖的鋯石U-Pb年齡為(313.2±2.5)Ma，輝鉬礦的Re-Os等時線年齡為(317.6±2.5)Ma[57-58]。這些均表明Kurgashigan大型矽卡巖型鉛鋅礦床可能是Almalyk礦集區Kalmakyr、Dalneye、Sari-Cheku等晚石炭世增生島弧環境斑巖型-矽卡巖型金銅多金屬成礦系統的重要組成部分。

3.2.2 中國新疆阿爾恰勒鉛鋅礦床

阿爾恰勒鉛鋅礦床位于哈薩克斯坦—伊犁板塊南緣的烏孫山西段，已探明鉛鋅金屬儲量100×104t，Zn+Pb平均品位為9.65%，并伴生有Cu、Ag等多種有益元素。礦區出露地層主要有下石炭統大哈拉軍山組和和阿克沙克組，其中大哈拉軍山組由英安質凝灰巖、安山質凝灰巖等陸相火山巖(鋯石U-Pb年齡為(353.3±3.5)Ma)組成[59]，而阿克沙克組則主要由灰巖、泥灰巖、生物碎屑灰巖、鈣質砂巖等組成，與下伏大哈拉軍山組不整合接觸。礦區斷裂構造發育，主要有NEE向斷裂F1、F2和NNW向斷裂F3、F4[圖9(a)]。其中，F2為成礦前斷裂，被斷裂F3和F4穿切；F1、F3和F4均為成礦后斷裂，常見其穿切礦體[9]。礦區巖漿巖有輝長-閃長巖體和輝綠巖脈。

Gn為方鉛礦；Sp為閃鋅礦；Cpy為黃銅礦；Di為透輝石；Grt為石榴子石；Qtz為石英圖8 烏茲別克斯坦Kurgashingan鉛鋅礦床礦石與矽卡巖特征Fig.8 Characteristics of Ore and Skarn in Kurgashingan Zn-Pb Deposit of Uzbekistan

圖件引自文獻[9]，有所修改圖9 中國新疆阿爾恰勒鉛鋅礦床地質簡圖及A—A′剖面Fig.9 Geological Sketch Map and Profile A-A′ of A’erqiale Zn-Pb Deposit in Xinjiang, China

礦床除產出有矽卡巖型鉛鋅硫化物礦體外，深部還探明有矽卡巖型銅礦體[圖9(b)]。地表出露3個鉛鋅礦體，其中1號和2號礦體位于斷裂F4以西，3號礦體和幾個小礦體位于斷裂F4以東[圖9(a)]。鉛鋅礦體主要呈板狀、透鏡狀，產于大哈拉軍山組和阿克沙克組接觸界面附近的灰巖中。礦體空間分布受灰巖及其層間裂隙控制，產狀與阿克沙克組一致[圖9(b)]。熱液蝕變主要包括大理巖化、白云巖化和矽卡巖化[圖10(a)、(b)]，所見矽卡巖礦物主要有陽起石、黑柱石、綠簾石、綠泥石、方解石和石英，以及少量的石榴子石和輝石。激光拉曼分析顯示石榴子石主要為鈣鐵榴石，而輝石主要為鈣鐵輝石[9]。

鉛鋅礦體主要產于層間構造裂隙內的矽卡巖透鏡體中，但常見閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦等金屬硫化物呈浸染狀或不規則狀分布于矽卡巖中，形成條帶狀、浸染狀和斑雜狀矽卡巖礦石，偶見塊狀金屬硫化物富礦石[圖10(c)～(e)]。黃銅礦常呈他形粗粒粒狀，交代陽起石和黃鐵礦，并被閃鋅礦交代或包裹[圖10(d)]。閃鋅礦常呈浸染狀或者不規則脈狀沿裂隙充填交代陽起石[圖10(d)]，其顏色早期為黑棕色，中期為橙紅色，晚期轉變為淺橘黃色，反映由早到晚閃鋅礦Fe含量與成礦流體溫度逐漸降低。方鉛礦多呈粗粒粒狀，交代早期黃銅礦，被晚期閃鋅礦交代或包裹。

礦石硫化物δ34SV-CDT值為-7.1‰～1.3‰，平均值為-1.5‰，與幔源巖漿S同位素組成(-3‰～3‰)類似，指示還原硫主要為巖漿來源[9]。礦石硫化物Pb同位素組成較為均一，206Pb/204Pb值為18.266～18.880，207Pb/204Pb值為15.577～15.668，208Pb/204Pb值為38.068～38.720；硫化物Pb同位素組成與烏孫山早石炭世侵入體相似，與大哈拉軍山組火山巖部分重合，而與阿克沙克組灰巖完全不同[9]，表明成礦金屬主要為巖漿來源，可能部分來自富含鉛鋅成礦金屬的大哈拉軍山組火山巖。在δ18OSMOW-δ13CPDB圖解中，方解石樣品δ13C值與海相碳酸鹽巖一致，而δ18O值具有巖漿成因碳酸鹽巖的特征，指示成礦流體為巖漿流體和外部流體的混合來源[9]。在δ18Ofluid-δDV-SMOW圖解中，石英氫氧同位素數據點落于大氣降水線和巖漿水區域之間，也表明流體為巖漿水與大氣降水混合來源[9]。矽卡巖陽起石Sm-Nd等時線年齡為(341.8±2.5)Ma，閃鋅礦Rb-Sr等時線年齡為(339.5±2.7)Ma，礦區南部輝長-閃長巖鋯石U-Pb年齡為(343.3±6.3)Ma，表明阿爾恰勒鉛鋅礦床成礦時間與區域輝長-閃長巖侵位時間基本一致[9]?？紤]到礦床鉛鋅礦體距離輝長-閃長巖株約600 m，與矽卡巖和礦體沒有直接接觸，說明阿爾恰勒鉛鋅礦床成礦可能為與輝長-閃長巖同源的隱伏巖體有關，形成于晚古生代南天山洋向哈薩克斯坦—伊犁板塊之下俯沖增生的弧環境。

3.2.3 中國新疆阿齊山鉛鋅礦床

阿齊山鉛鋅礦床位于東天山阿齊山—雅滿蘇島弧帶西段，發現于2013年，已查明鉛鋅金屬儲量為194×104t，Zn+Pb平均品位為1.7%，是阿齊山—雅滿蘇Fe-Au-Cu-Ag-Pb-Zn多金屬成礦帶的重要組成部分。礦區出露地層主要有下石炭統雅滿蘇組和上石炭統土古土布拉克組，其中雅滿蘇組整體上為火山碎屑巖-火山沉積巖建造，為鉛鋅礦體的主要賦存層位[圖11(a)]。雅滿蘇組上部為凝灰質砂巖夾生物碎屑灰巖、砂礫巖和中酸性火山巖，下部為安山質凝灰巖夾長石砂巖、生物碎屑灰巖和中酸性火山巖。雅滿蘇組火山巖鋯石U-Pb年齡為348～318 Ma[60-62]，生物碎屑灰巖中所含珊瑚、腕足類、腹足類、海百合類化石指示其沉積于早石炭世[8]。礦區侵入巖以花崗斑巖為主，并有少量中基性巖脈，如閃長巖脈、石英鈉長斑巖脈、安山玢巖脈、輝綠玢巖脈、輝長巖脈等(圖11)。

礦體常呈層狀、似層狀或透鏡狀，產于花崗斑巖附近雅滿蘇組矽卡巖化碳酸鹽巖夾層中(圖11)。礦石金屬硫化物主要由閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦等組成，常以斑雜狀、細脈狀、星點狀或塊狀產于矽卡巖中；脈石礦物主要為矽卡巖礦物，包括進化矽卡巖礦物(如石榴子石和輝石)和退化矽卡巖礦物(如陽起石、綠簾石、綠泥石、石英和方解石)。石榴子石矽卡巖為最重要的容礦巖石，常見金屬硫化物沿石榴子石的裂隙細脈/網脈狀充填，或呈粒狀分布在石榴子石間隙中。閃鋅礦和方鉛礦為最重要的礦石礦物。其中，閃鋅礦常呈他形粒狀，多含乳滴狀黃銅礦形成固溶體分結結構，交代早期黃鐵礦；方鉛礦常呈他形不規則狀、尖角狀或細脈狀，穿切或交代早期黃鐵礦、黃銅礦等硫化物。

Ilv為黑柱石；Act為陽起石；Gn為方鉛礦；Sp為閃鋅礦；Ccp為黃銅礦；Cal為方解石；Qtz為石英；Grt為石榴子石；Epi為綠簾石圖10 中國新疆阿爾恰勒鉛鋅礦床礦石及矽卡巖特征Fig.10 Characteristics of Ore and Skarn in A’erqiale Zn-Pb Deposit of Xinjiang, China

圖件引自文獻[8]，有所修改圖11 中國新疆阿齊山鉛鋅礦床地質簡圖和A—A′剖面Fig.11 Geological Sketch Map and Profile A-A′ of Aqishan Zn-Pb Deposit in Xinjiang, China

礦石硫化物δ34SV-CDT值為-11.6‰～-2.76‰，平均值為-5.08‰，大部分硫化物δ34SV-CDT值集中于-7‰～-2‰，較幔源巖漿S同位素組成偏低，指示S主要源于巖漿，并有不同程度地層硫的混入[8]。在δ18OSMOW-δ13CPDB圖解中，方解石δ13C值與海相碳酸鹽巖一致，而δ18O值具有巖漿成因碳酸鹽巖的特征，指示成礦流體為深部巖漿流體和外部流體(如海水或層間水)的混合來源。硫化物Pb同位素組成較為均一，206Pb/204Pb值為18.102～18.336，207Pb/204Pb值為15.539～15.655，208Pb/204Pb值為37.929～38.479。硫化物Pb同位素組成與花崗斑巖相似，而與雅滿蘇組凝灰巖部分重合，表明成礦金屬主要為巖漿來源，可能部分來自富含成礦金屬的雅滿蘇組火山巖[8]。礦床黃鐵礦Re-Os等時線年齡為(301±13)Ma，花崗斑巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(306±2.8)Ma，顯示花崗斑巖結晶年齡稍早于鉛鋅礦化年齡，但兩者在誤差允許范圍內一致[8]。因此，阿齊山鉛鋅礦床成礦可能與晚石炭世花崗斑巖侵位有關，成礦背景為北天山洋向中天山地塊之下俯沖形成的增生島弧環境。

3.3 晚古生代碰撞造山鉛鋅成礦系統

伴隨著北天山洋、Turkestan洋、南天山洋等洋盆的先后閉合，晚古生代發生大規模碰撞造山作用，在中天山地塊及其南、北緣逆沖推覆、剪切走滑及同/后碰撞巖漿侵入活動強烈，為中天山地塊和南天山造山帶海相碳酸鹽巖地層中MVT型鉛鋅礦床成礦提供了重要的地質環境。具體來講，在境外中天山地塊南、北緣形成了Uchkulach、Shalkiya、Mirgalimsai、Achisan等MVT型鉛鋅礦床，在境外南天山造山帶形成了Turkparidin、Maykhura、Koksu等MVT型鉛鋅礦床，在中國南天山造山帶發現有薩瓦亞爾頓、莎里塔什、霍什布拉克、喀爾勇庫勒、塔什別列斯、坎嶺、瓊阿伯等MVT型鉛鋅礦床(點)，它們共同構成晚古生代碰撞造山環境鉛鋅成礦系統(圖1、表3)。

3.3.1 烏茲別克斯坦Uchkulach鉛鋅礦床

Uchkulach大型鉛鋅礦床位于烏茲別克斯坦南天山造山帶北緣，在奧陶紀—早石炭世處于被動大陸邊緣環境下穩定伸展的淺海相碳酸鹽臺地，形成于晚石炭世—早二疊世碰撞造山過程[5]。目前，已探明鉛鋅金屬儲量667×104t，Zn+Pb平均品位為3.5%。礦區內出露地層主要有中泥盆統流紋巖-英安巖以及粗面流紋質凝灰巖，中泥盆統白云巖、灰巖等碳酸鹽巖，中泥盆統生物碎屑灰巖，上泥盆統泥灰巖和石炭系砂巖、粉砂巖等5個地層單元(圖12)。礦區絕大多數礦體產于碳酸鹽巖地層中，與EW向和NW向共軛斷裂有關，主要含礦構造為褶皺背斜翼部和轉折端的穹隆構造(圖12)[5]。礦區內未見巖漿巖出露，但在深部探明有中泥盆世流紋巖-英安巖產出[圖12(b)][5]。

圖件引自文獻[5]，有所修改圖12 烏茲別克斯坦Uchkulach鉛鋅礦床地質簡圖與A—A′剖面Fig.12 Geological Sketch Map and Profile A-A′ of Uchkulach Zn-Pb Deposit in Uzbekistan

礦區自西向東有3個礦體，呈層狀、似層狀和透鏡狀，規模大小不一，以順層式、穿切式和復合式等不同形式產出，其中東部礦體以順層式為主，西部礦體則以穿切式為主。礦石有白云巖容礦礦石和灰巖容礦礦石兩類，其中白云巖容礦礦石最為常見。金屬硫化物常呈細脈浸染狀、脈狀、條帶狀沿構造裂隙或層理充填交代，在局部開放空間形成塊狀富礦石。金屬硫化物主要為方鉛礦、閃鋅礦，以及少量黃鐵礦、黃銅礦、含銀硫砷銅礦，礦石Pb平均品位為1.71%，Zn為1.88%, 還伴生有平均品位為(5.4～45.16)×10-6的Ag[4]。

圍巖蝕變類型較為簡單，主要有白云石化、重晶石化、硅化、泥化等低溫熱液蝕變，其中白云石化廣泛發育，與鉛鋅礦化關系較為明顯。重晶石化可分為兩期，一期與金屬硫化物共生，另一期則以重晶石脈體形式切割早期鉛鋅礦石，可能為成礦晚期階段產物[5]。與閃鋅礦和與方鉛礦共生的重晶石(第一期)中流體包裹體均一溫度為71 ℃～153 ℃，集中于93 ℃～133 ℃，鹽度為11.0%～20.2% NaCleq，指示成礦流體具有低溫、中等鹽度的特征，表明其可能為盆地流體而非巖漿熱液[5]。礦石方鉛礦的Pb同位素組成較為均一，206Pb/204Pb值為18.010～18.067(均值為18.034)，207Pb/208Pb值為15.617～15.691(均值為15.646)，208Pb/204Pb值為38.134～38.368(均值為38.228)，與賦礦圍巖生物碎屑灰巖Pb同位素組成存在明顯差異[5]。在Pb同位素構造模式圖中，通過與地幔、上地殼、下地殼和造山帶演化線相比較，發現方鉛礦Pb主要為殼源，但與圍巖無關，可能為造山帶多來源混合成因Pb[5]。綜上所述，Uchkulach鉛鋅礦床是在陸-陸碰撞造山環境下由盆地鹵水活動形成的MVT型鉛鋅礦床。

3.3.2 中國新疆霍什布拉克鉛鋅礦床

霍什布拉克鉛鋅礦床在大地構造位置上位于南天山造山帶闊克薩勒晚古生代陸緣盆地中部，已探明鉛鋅金屬儲量為30×104t，Zn+Pb平均品位為10.99%[110]。礦區地層大面積出露上泥盆統坦蓋塔爾組及上石炭統喀拉治爾加組。其中，坦蓋塔爾組下段由砂頁巖組成，上段由泥灰巖、灰巖、生物碎屑灰巖等組成；喀拉治爾加組為一套細碎屑巖建造[圖13(a)]。礦區坦蓋塔爾組為一東西長約11 km、南北寬0.6～1 km的斷塊，呈推覆體疊置于上石炭統喀拉治爾加組中。礦區斷裂構造發育，坦蓋塔爾組上、下巖性段間發育霍什布拉克逆掩斷層(F1)；喀拉治爾加組與坦蓋塔爾組間發育北霍什布拉克第一逆斷層(F2)，并形成明顯的破碎帶[圖13(a)]。礦區南部約4 km處霍什布拉克巖體巖性為鉀長花崗巖和正長巖，呈巖株狀產出，巖體鋯石U-Pb年齡為(261.5±2.7)Ma[111]，黑云母Ar-Ar坪年齡為(277.3±2.2)Ma[112]，在其與石炭系碳酸鹽巖、二疊系碎屑巖接觸帶發育矽卡巖化和角巖化，并伴有鐵、錫、稀有多金屬等礦化[3]。

圖件引自文獻[113]，有所修改圖13 中國新疆霍什布拉克鉛鋅礦床地質簡圖及A—A′、B—B′剖面Fig.13 Geological Sketch Map and Profiles A-A′, B-B′ of Huoshibulake Zn-Pb Deposit in Xinjiang, China

鉛鋅礦體多呈板狀、層狀或似層狀產于坦蓋塔爾組上段碳酸鹽巖中[圖13(b)、(c)]，局部見有不規則細脈狀、網脈狀富礦體。圍巖蝕變較弱且范圍有限，僅見白云石化、硅化。礦石金屬硫化物主要為閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦和少量黃銅礦，常呈致密塊狀、團塊狀構造產出，也常見其沿裂隙充填交代而呈不規則脈狀、網脈狀，具有明顯后生成礦特征。礦石中閃鋅礦多呈淺黃色，指示其Fe含量較低，形成溫度也較低。閃鋅礦Ga含量為(1.24～4.1)×10-6，均值為2.1×10-6，In含量為(0.02～0.036)×10-6，均值為0.03×10-6，Ga/In值為43.06～124.24，平均為77.52，也表明其屬于低溫閃鋅礦[113-114]。

與鉛鋅成礦共生的碳酸鹽礦物流體包裹體的δD值為-102‰～-77‰，δ18OH2O值則為9.97‰～13.35‰。在δ18OH2O-δDH2O圖解中，其在原生巖漿水范圍之外，明顯偏離大氣降水、變質水及標準平均海水(SMOW)，指示成礦流體為盆地封存水[110]。同時，13件成礦期熱液碳酸鹽礦物的δ13CV-PDB值為-1.9‰～2.6‰，δ18OV-SMOW值則為22.41‰～24.67‰。在δ13CV-PDB-δ18OV-SMOW圖解中，其落入海相碳酸鹽巖溶解和脫碳酸作用范圍，指示碳源可能為海相碳酸鹽巖，暗示坦蓋塔爾組碳酸鹽巖是成礦流體的主要來源[110]。硫化物及與其共生方解石稀土元素配分模式均呈整體右傾的輕稀土元素富集型，顯著Eu正異常，具有相似的稀土元素配分模式；與礦區南部霍什布拉克巖體、坦蓋塔爾組灰巖稀土元素組成相比，硫化物及與其共生方解石，與容礦地層坦蓋塔爾組灰巖稀土元素配分模式相似，而與霍什布拉克巖體不同，指示坦蓋塔爾組容礦碳酸鹽巖為成礦提供了成礦物質及成礦流體。礦石硫化物δ34S值分布于兩個區間，即-22.30‰～-17.6‰和5.9‰～24.2‰，主要集中于16‰～24‰，指示還原硫主要源于海水硫酸鹽熱化學還原作用，還可能有少量細菌硫酸鹽還原成因地層硫的加入[110]。硫化物206Pb/204Pb值為17.847～18.173，207Pb/204Pb值為15.586～15.873，208Pb/204Pb值為37.997～38.905，與坦蓋塔爾組灰巖及其中黃鐵礦Pb同位素組成相似，而與霍什布拉克巖體鉀長石Pb同位素組成明顯不同，指示成礦金屬可能主要源于坦蓋塔爾組灰巖，而與巖體無關[110]。礦床塊狀礦石Rb-Sr等時線年齡為(265±12)Ma[114]，指示鉛鋅成礦可能與南天山造山帶晚古生代碰撞造山事件有關。綜上所述，霍什布拉克鉛鋅礦床是由于碰撞造山期盆地流體大規?；顒佣纬傻腗VT型鉛鋅礦床[110]。

3.4 中—新生代山前/山間盆地鉛鋅成礦系統

中—新生代以來，由于受到南部印度板塊與歐亞板塊碰撞遠程效應的影響，天山發生持續隆升，山前/山間盆地流體發生大規模長距離流動，為形成砂巖型鉛鋅礦床提供了重要的地質環境。天山地區砂巖型鉛鋅礦床數量相對較少，在中國新疆西南天山發現有烏拉根、康西、江額結爾、加斯、江額結爾套、吉勒格、黑孜葦、托帕等鉛鋅礦床(點)，成群成帶產出，它們共同構成了中—新生代山前/山間盆地環境鉛鋅成礦系統(圖1、表4)。烏拉根鉛鋅礦床是規模唯一可達(超)大型、礦化特征典型、成礦過程完整且保存良好的砂巖型鉛鋅礦床，是區內最具代表性的砂巖型鉛鋅礦床。

烏拉根鉛鋅礦床發現于1943年，早期僅對其斷裂破碎帶中富礦體進行了小規?？辈楹烷_采。2000年以來，礦區砂巖/砂礫巖中浸染狀鉛鋅礦化被發現后，礦床儲量大幅提升，目前僅南礦帶已探明鉛鋅金屬儲量590×104t，整個礦區遠景鉛鋅資源量超過1 000×104t，并已建成中國最大的單體鉛鋅礦山[6]。烏拉根鉛鋅礦床所在的烏恰盆地，位于南天山山前褶皺沖斷帶西段，以元古界阿克蘇群淺變質巖和古生界被動陸緣沉積巖為基底，以巨厚侏羅系—第四系為蓋層[121]。元古界和古生界均具有高的Zn、Pb、Cu、Fe、S、Cd含量，且在阿克蘇群產出有較多Cu-Pb-Zn-Fe礦化點，可為區域鉛鋅成礦提供物質來源[122-123]。已有研究表明，克孜勒蘇群是由于受晚侏羅世—早白堊世拉薩地塊與羌塘地塊碰撞遠程效應影響，以高Pb、Zn背景值的元古界變質基底和古生界被動陸緣沉積物為源區，沉積形成的一套沖積扇-辨狀河-辨狀河三角洲相紅色碎屑巖建造[124]，也是富含Pb、Zn的潛在礦源層[122,124-125]。同時，它還是區域重要的油氣儲層和鉛鋅賦礦層位，上覆古新統阿爾塔什組蒸發巖建造是區域良好的蓋層，下伏中—下侏羅統含煤細碎屑巖建造被普遍認為是烏恰盆地及外圍的阿克莫木氣田、楊葉油苗和其他油氣顯示的重要烴源巖[121,126]。

圖件引自文獻[121]，有所修改圖14 中國新疆烏拉根鉛鋅礦床地質簡圖Fig.14 Geological Sketch Map of Uragen Zn-Pb Deposit in Xinjiang, China

烏拉根鉛鋅礦區除南部有元古界阿克蘇群變質基底小面積出露外，廣泛發育中—新生界，其中下白堊統克孜勒蘇群第五巖性段和古新統阿爾塔什組為重要的賦礦層位(圖14)。礦區地層空間展布明顯受烏拉根向斜控制(圖14)，根據其核部帕卡布拉克組褶皺彎曲變形且被上覆第四系沉積物覆蓋，推測烏拉根向斜形成于晚中新世—第四紀[127]。礦區斷裂構造也較為發育。NE向黑孜葦斷裂(F1)可能是帕米爾前緣逆沖斷裂(PFT)的次級斷裂，推測其活動時間在中新世末或中新世之后[128-129]；近EW向吾合沙魯斷裂(F2)沿古新統阿爾塔什組和下白堊統克孜勒蘇群平行不整合面產出，東段穿切烏拉根向斜，表明其斷裂活動晚于烏拉根向斜形成；NW向逆斷裂(F3)和NE向斷裂(F4)活動也均晚于中新世[125]。礦區地表和鉆孔均未發現巖漿巖體及巖脈產出[127]。

烏拉根鉛鋅礦體呈層狀、似層狀或透鏡狀(圖15)，主要產于克孜勒蘇群第五巖性段灰白色砂巖/砂礫巖中，還有少量產于阿爾塔什組因膏鹽溶解而垮塌形成的泥質白云巖角礫巖中。根據已發現礦體的空間展布特點，以烏拉根向斜軸線為界，可將烏拉根鉛鋅礦床分為北礦帶、南礦帶(圖14)。北礦帶已控制礦化長度大于3.5 km，平均寬度約100 m，所圈定礦體Zn平均品位為2.24%～3.41%，Pb為0.03%～0.47%；南礦帶已控制礦化長度大于4 km，平均寬度約150 m，所圈定礦體Zn平均品位為1.69%～3.64%，Pb為0.23%～0.89%[121]。深部鉆孔勘探資料顯示，在烏拉根向斜轉折端處存在較明顯鉛鋅礦化，南、北礦帶已控制的礦(化)體呈層狀或似層狀沿特定的層位連續延伸，在深部轉折端處連接為一體，表明烏拉根向斜的形成可能發生于鉛鋅成礦作用之后(圖15)。

剖面位置如圖14所示；圖件引自文獻[121]，有所修改圖15 中國新疆烏拉根鉛鋅礦床A—A′剖面Fig.15 Profile A-A′ of Uragen Zn-Pb Deposit in Xinjiang, China

烏拉根鉛鋅礦石硫化物主要為閃鋅礦和方鉛礦，少量黃鐵礦、白鐵礦。鉛鋅礦化主要表現為在砂巖/礫巖中細粒浸染狀硫化物交代膠結物和碎屑顆粒，局部在受斷裂構造控制的開放空間可見脈狀、網脈狀或塊狀硫化物充填[121]，常見后者穿切前者，表明開放空間充填鉛鋅礦化晚于浸染狀鉛鋅礦化。礦石中常見硫化物交代方解石、石膏等膠結物或碎屑顆粒，閃鋅礦多為他形微晶集合體構成的葡萄狀或霉球狀結構、膠狀結構和少量粗粒同心環帶狀結構，黃鐵礦和白鐵礦也多呈球形放射狀、霉球狀或草莓狀集合體，疑似菌生結構[130]。圍巖蝕變類型簡單，主要為碳酸鹽化、“漂白”蝕變等，其中碳酸鹽化與鉛鋅成礦關系最為密切[123]，“漂白”蝕變多與充注油氣還原有關[125]。有機質主要在砂/礫巖裂隙以油污或瀝青形式產出[121]，還有少量以閃鋅礦固體或液體包裹物、碎屑石英和方解石膠結物油氣包裹體形式產出[126-127,131]。

烏拉根鉛鋅礦石硫化物(包括黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦)Pb同位素組成較為均一，表明金屬來源單一或在淋濾萃取、運移和礦質沉淀過程中經歷充分混合的多來源Pb[125]。最近通過對礦石硫化物和可能礦源層的Pb同位素和稀土元素系統對比研究，發現硫化物與克孜勒蘇群第五巖性段紅色碎屑巖具有相似的Pb同位素組成和稀土元素組成，表明成礦金屬主要源于克孜勒蘇群紅色碎屑巖；通過同一紋層紅色和漂白砂巖微量元素含量質量平衡計算，發現紅色砂巖在漂白過程中有Fe、Pb、Zn金屬元素的遷出，表明漂白過程可能伴隨著成礦金屬元素淋濾萃取[125]。

前人測得的S同位素數據[116,121,123,130,132-135]表明，烏拉根鉛鋅礦石硫化物(包括黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦)δ34S值主體為負值且分布異常寬泛，通過與新生代膏鹽層S同位素組成對比，推測成礦所需H2S曾發生過細菌硫酸鹽還原作用[123,130,132-134]，但是否存在硫酸鹽熱化學還原硫[123,134]和有機質裂解硫[134-135]的加入還存爭議。不論細菌硫酸鹽還原作用，還是硫酸鹽熱化學還原作用，均需要溶解大量的硫酸鹽。前人根據礦區阿爾塔什組因膏鹽層溶解而形成的坍塌角礫巖，推斷其為H2S主要來源[124,130]。礦石在顯微鏡下觀測到可能的菌生結構，場發射掃描電子顯微鏡和能譜分析觀測到閃鋅礦、菱鐵礦、方解石等礦物組成的微米—納米級菌生結構，推測發生了原地細菌硫酸鹽還原作用[130]。然而，礦區石膏、天青石流體包裹體均一溫度為64 ℃～193 ℃[136-137]，少量閃鋅礦及其共生方解石流體包裹體均一溫度為92 ℃～192 ℃，這與細菌只有在地表或淺地表環境(<80 ℃)才能大量繁殖發生細菌硫酸鹽還原作用[138]不相符?？紤]到烏拉根鉛鋅礦區有機質S含量微不足道[121,126]，有機質熱裂解成因H2S可以忽略不計，初步認為還原硫主要源于細菌硫酸鹽還原作用與硫酸鹽熱化學還原作用。近期，烏拉根鉛鋅礦床獲得的閃鋅礦和方鉛礦Rb-Sr等時線年齡為(55.1±1.6)Ma，閃鋅礦和方解石Sm-Nd等時線年齡為(55.4±2.2)Ma[139]，表明鉛鋅成礦與其南部印度板塊與歐亞板塊碰撞遠程效應有關。綜上所述，烏拉根鉛鋅礦床以砂/礫巖為主要容礦巖石，盡管具有高Zn/Pb值，但礦化特征與區域砂巖型銅礦床有較大的相似性，暫將其成因類型歸屬于砂巖型鉛鋅礦床。

4 討 論

4.1 天山構造演化與鉛鋅成礦過程

天山造山帶是Terskey洋、Turkestan洋、南天山洋、北天山洋等多個開合時間不同、壽命長短各異的古亞洲分支洋或洋盆發生、發展、演化、消亡及其之后改造的綜合產物，大致經歷了前寒武紀古陸形成、洋-陸俯沖增生造山、陸-陸碰撞造山和陸內成盆等地球動力學過程，先后出現元古宙古陸邊緣裂陷盆地、古生代洋-陸俯沖增生島弧、晚古生代陸-陸碰撞造山和中—新生代山前/山間盆地4類重要地質環境[1-2,10,22,26]。在上述不同時段、不同構造地質環境中會發生不同成因類型的鉛鋅成礦作用，即天山地區古生代復雜的多陸塊-洋-弧盆體系演化和中—新生代陸內變形的構造格局共同控制著不同成因類型鉛鋅礦床的時空分布。

4.1.1 古陸邊緣裂陷盆地環境鉛鋅成礦

古陸邊緣裂陷盆地環境是指前寒武紀變質基底古陸塊邊緣形成的中—新元古代裂陷盆地成礦環境，可能與全球性Rodinia超大陸裂解事件相關[1-2,26]。天山地區分布著一系列由前寒武紀地質體組成的微型古陸塊，中—新元古代在其邊緣出現早期被動大陸邊緣蓋層沉積[1-2]。這些蓋層的沉積韻律、巖石組合與巖石地球化學特征表明，它們屬于被動陸緣裂陷盆地中的次穩定型沉積建造，指示邊緣裂陷盆地性質[2]。世界各地伴隨著不同時代古陸塊邊緣裂陷盆地的形成和發展，在其巨厚被動大陸邊緣細碎屑巖-碳酸鹽巖建造中發生SEDEX型鉛鋅成礦作用較為普遍，如澳大利亞東部元古宙邊緣裂陷盆地McArhtur River、Mount Isa等超大型鉛鋅礦床[145]，華北克拉通北緣裂陷盆地東升廟、炭窯口、霍各乞、甲生盤等超大型鉛鋅礦床等[146]?？赡苷沁@種伸展背景下的被動大陸邊緣盆地裂陷環境，導致了顯著的海底熱液活動和熱水噴流沉積作用，在天山地區形成了一系列重要的SEDEX型鉛鋅礦礦床(點)，包括在哈薩克斯坦—伊犁板塊陸續發現的Tekeli、Teimanovskoe、Petrovskoe、Suuktyube、托克賽、哈爾達坂、四臺—海泉等SEDEX型鉛鋅礦床(點)，以及在中天山地塊北緣陸續發現的巴倫臺、阿牙沙拉、足蘭達坂等SEDEX型礦床(點)，還在產于其中的彩霞山、吉源、宏源、玉西、沙泉子、紅星山、劉家泉西、天湖東等鉛鋅礦床(點)發現經歷了SEDEX型鉛鋅成礦作用過程[圖1(b)]。這些鉛鋅礦床(點)均產于古陸塊邊緣裂陷盆地環境，盆地底部堆積有大量陸源碎屑物質和/或火山巖，如哈薩克斯坦—伊犁板塊北緣的Tekeli群、溫泉群、哈爾達坂群等和東天山中天山地塊的卡瓦布拉克群、星星峽群等，其高Pb、Zn背景值和巖石孔隙度有利于為鉛鋅成礦提供金屬來源；伸展構造背景下的熱異常地溫梯度可以加熱下滲盆地鹵水而與頂部低溫海水形成密度差，驅動成礦流體沿同生斷裂向上運移，并與海水發生對流循環[147-148]。伴隨著海底熱液噴流，在還原性沉積環境下發生海水硫酸鹽熱化學還原作用形成H2S而使得鉛鋅成礦金屬卸載沉淀，同生沉積于元古界富含碳質的細碎屑巖或碳酸鹽巖地層中，如Tekeli、哈爾達坂和四臺—海泉礦床均有較多含碳質板巖或灰巖容礦礦石[52]。因此，大陸邊緣裂陷盆地環境、同生斷層、還原性細碎屑巖-碳酸鹽巖建造可能是這類古陸邊緣裂陷盆地鉛鋅成礦系統的關鍵控制。

表4 山前/山間盆地環境砂巖型鉛鋅礦床(點)地質與地球化學特征

4.1.2 洋-陸俯沖增生島弧環境鉛鋅成礦

洋-陸俯沖增生島弧環境是由多個開合時代不同的大洋洋殼俯沖形成的活動大陸邊緣環境，天山地區廣泛發育，為區域構造-巖漿-熱液金銅鉛鋅成礦作用的重要地質環境[15,31]。具體來講，Terskey洋早古生代向南、向北雙向俯沖，在哈薩克斯坦—伊犁板塊的南緣和中天山地塊北緣形成了較早的增生島弧環境[149-150]；Turkestan洋、南天山洋古生代向北俯沖，在哈薩克斯坦—伊犁和中天山聯合地塊南緣形成了大規模陸緣弧或島弧環境；北天山洋古生代向南俯沖，在哈薩克斯坦—伊犁和中天山聯合地塊北緣形成了大規模陸緣弧或島弧環境[15,151-152]。已有地質礦產資料表明，Terskey洋俯沖島弧環境在吉爾吉斯斯坦形成了志留紀Keregetash矽卡巖型[63]、早古生代Boordu巖漿熱液脈型[3]等鉛鋅礦床(點)，但目前在中國新疆西天山尚未有矽卡巖型或巖漿熱液脈型鉛鋅礦床發現[圖1(b)]；Turkestan洋—南天山洋島弧環境在烏茲別克斯坦中天山島弧環境中形成Kurgashinkan、Altyntopkan等大型—超大型矽卡巖型鉛鋅礦床和Kanimansur、Kassan等巖漿熱液型鉛鋅礦床[3-4]，在哈薩克斯坦—伊犁板塊南緣形成了Tuyke、阿爾恰勒等矽卡巖型鉛鋅礦床[3,9]，在新疆南天山造山帶北緣形成硫磺山斑巖型鉛鋅礦床[75]，在東天山中天山地塊北緣形成劉家泉西、彩霞山等(遠)矽卡巖型鉛鋅礦床和天湖東、宏源、吉源、玉西等巖漿熱液脈型鉛鋅礦床，以及在亦格爾達坂地區形成VMS型鉛鋅礦床[圖1(b)][109,153]；北天山洋島弧環境在哈薩克斯坦—伊犁板塊北部形成哈勒噶提等矽卡巖型銅-鉛鋅礦床[87-88]以及七興、塔北、蒙馬拉、庫爾尕生、闊托爾汗等巖漿熱液脈型鉛鋅礦床[1-2,26,83]；在東天山北天山島弧帶南緣則形成了阿齊山、白干湖、維權等矽卡巖型鉛鋅礦床，在張性弧盆環境中形成了小熱泉子、梅嶺南等VMS型鉛鋅礦床[圖1(b)][8,71-72,104-105,107]。

在哈薩克斯坦—伊犁板塊北緣，蒙馬拉矽卡巖型鉛鋅礦區安山巖、閃長玢巖、花崗閃長斑巖鋯石U-Pb年齡分別為(359±4)、(369.6±2.9)和(342±3.5)Ma[76]；哈勒尕提矽卡巖型銅-鉛鋅礦區輝鉬礦Re-Os等時線年齡為(370.1±2.4)、(371±12)和(368.9±3.1)Ma，成礦花崗閃長巖鋯石U-Pb年齡為(376.4±3.2)、(367.3±2.2)和(364.6±3.5)Ma[91]；七興熱液脈型鉛鋅礦區閃鋅礦Rb-Sr等時線年齡則為(359.7±1.6)、(362.2±4.9)Ma[79,81-82]。在北天山島弧帶，阿齊山矽卡巖型鉛鋅礦區黃鐵礦Re-Os等時線年齡為(301±13)Ma，石榴子石Rb-Sr等時線年齡為(339±13)Ma，與成礦有關花崗斑巖鋯石U-Pb年齡為(306±2.8)Ma[8]；維權矽卡巖型鉛鋅礦床石榴子石Sm-Nd等時線年齡為(319±5)Ma，成礦年齡介于凝灰巖鋯石U-Pb年齡(326.5±4.5)Ma和閃長玢巖鋯石U-Pb年齡(298.5±1.5)Ma之間[67,71]；小熱泉子VMS型鉛鋅礦床成礦期多金屬硫化物石英細脈Rb-Sr等時線年齡為(298±14)Ma，硫化物K-Ar等時線年齡為339.1 Ma[106]。這些鉛鋅礦床成因類型主要有矽卡巖型、巖漿熱液脈型和VMS型，均與北天山洋向哈薩克斯坦—伊犁和中天山聯合地塊俯沖長期發展、洋盆即將閉合前的成熟島弧環境有關(圖16)。同時，在哈薩克斯坦—伊犁板塊南緣，阿爾恰勒矽卡巖型鉛鋅礦床輝長-閃長巖鋯石U-Pb年齡為(343.3±6.3)Ma，陽起石Sm-Nd等時線年齡為(341.8±2.5)Ma，閃鋅礦Rb-Sr等時線年齡為(339.5±2.7)Ma[9]。在中天山地塊南緣，Kurgashinkan矽卡巖型鉛鋅礦床正長閃長巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡為(308±1)Ma[4]，Altyntopkan矽卡巖型鉛鋅礦床花崗閃長斑巖鋯石U-Pb年齡為(330.5±2.8)Ma[64]，彩霞山鉛鋅礦床閃鋅礦-磁黃鐵礦Rb-Sr等時線年齡為(337.2±5.7)Ma[7]，玉西熱液脈型鉛鋅礦床含銀石英脈Rb-Sr等時線年齡為310 Ma[100]。在南天山造山帶北緣，硫磺山斑巖型鉛鋅礦床含礦石英脈Rb-Sr等時線年齡為(340±30)Ma，石英斑巖年齡為360～340 Ma[75]。這些鉛鋅礦床成因類型主要有矽卡巖型、斑巖型和巖漿熱液脈型，均與南天山洋向哈薩克斯坦—伊犁和中天山聯合地塊之下俯沖長期發展、洋盆即將閉合前的成熟島弧環境有關(圖16)。

天山地區矽卡巖型、斑巖型、巖漿熱液脈型和VMS型等鉛鋅礦床(點)主要產于長期洋-陸俯沖形成的晚古生代成熟島弧環境，其形成與島弧巖漿活動密切相關，共同構成了增生島弧鉛鋅成礦系統。區內矽卡巖型、斑巖型和巖漿熱液脈型礦床的形成多沿不同構造單元的主干斷裂呈帶狀集中產出，與弧巖漿巖時空分布一致，礦體多產于巖體-接觸帶-外圍斷裂或層間裂隙，可能是“亞洲金腰帶”同期斑巖型金銅成礦系統的重要組成部分[1-2]。矽卡巖型鉛鋅礦床包括接觸交代矽卡巖型(鉛鋅礦體與成礦巖體直接接觸，如Kurgashinkan[4]、哈勒尕提[88,91]等)和滲濾交代矽卡巖型或遠矽卡巖型(鉛鋅礦體遠離成礦巖體，多沿斷裂或層間裂隙產出，如阿爾恰勒[9]、阿齊山[8]等)兩個亞類，以后者最為常見，這可能與礦床產出地質條件和巖漿熱液化學性質有關[154-155]。這些鉛鋅礦床可能正是俯沖增生過程中大規模構造-巖漿-熱液耦合作用的綜合產物，弧巖漿活動不僅為成礦提供了大量的成礦物質(金屬和還原硫)和成礦流體(表2)，還為成礦流體長距離運移提供驅動力。因此，俯沖增生成熟島弧環境、弧巖漿活動、斷裂構造、有利地層等可能是這類古生代增生島弧鉛鋅成礦系統的關鍵控制。

4.1.3 陸-陸碰撞造山環境鉛鋅成礦

陸-陸碰撞造山環境是伴隨著Terskey洋于奧陶紀和Turkestan洋、南天山洋、北天山洋于石炭紀先后關閉，沿天山北緣—阿齊克庫都克斷裂、尼古拉耶夫線—那拉提北緣斷裂、阿特巴什—那拉提南緣—卡瓦布拉克斷裂、塔里木盆地北緣斷裂及其附近發生大規模逆沖推覆、剪切走滑等變形變質作用，并常伴有同造山、造山晚/后期明顯的巖漿侵入[1-2]。世界范圍內，陸-陸碰撞造山環境中造山帶前陸盆地(靠近克拉通一側)相對平坦、未發生后期變形的碳酸鹽巖建造為發育MVT型鉛鋅成礦的有利地質構造環境，常與局部伸展背景密切相關，在造山帶前陸逆沖推覆帶環境中也有少量MVT型鉛鋅成礦發育[156-157]?？赡苷怯捎谂鲎苍焐阶饔?，在境外中天山地塊南、北緣志留系—泥盆系碳酸鹽巖形成了Shalkiya、Mirgalimsai、Ainalma、Achisan等MVT型鉛鋅礦床(點)，在南天山造山帶被動陸緣碳酸鹽臺地自西向東形成了Turkparidin、Maykhura、Koksu、薩瓦亞爾頓、莎里塔什、喀爾勇庫勒、霍什布拉克、坎嶺、瓊阿伯等眾多MVT型鉛鋅礦床(點)。

數據源自表1～4圖16 天山主要鉛鋅礦床成巖成礦年齡分布Fig.16 Distribution of Compiled Ages of Mineralization and Related Magmatism for the Main Zn-Pb Deposits in Tianshan

在南天山造山帶古生代陸緣盆地，霍什布拉克鉛鋅礦床塊狀礦石閃鋅礦Rb-Sr等時線年齡為(265±12)Ma[110]，莎里塔什鉛鋅礦床成礦期白云巖Sm-Nd等時線年齡為(258.2±2.8)Ma[117]，坎嶺鉛鋅礦床方鉛礦和黃鐵礦Rb-Sr等時線年齡為(256.1±7.1)Ma[117]，瓊阿伯鉛鋅礦床方鉛礦和閃鋅礦Rb-Sr等時線年齡為(260.8±7.3)Ma[117]。鉛鋅礦床(點)容礦巖石為古生界臺地相碳酸鹽巖建造，孔隙度高的白云巖或白云質灰巖、生物碎屑灰巖等為有利巖性，上覆細碎屑巖因孔隙度低而起到屏蔽作用，有利于礦化富集。由此可見，這些鉛鋅礦床均產于南天山洋閉合后中天山地塊和塔里木板塊陸-陸碰撞造山環境(圖16)，盆地鹵水沿碳酸鹽巖、砂/礫巖等透水層經長距離運移，在古生代被動陸緣海相碳酸鹽巖地層有利圈閉中形成MVT型鉛鋅礦床。因此，陸-陸碰撞造山環境、被動陸緣海相碳酸鹽巖、張性開放空間(伸展背景)、逆沖推覆構造等可能是這類晚古生代碰撞造山鉛鋅成礦系統的關鍵控制。

4.1.4 山前/山間盆地環境Zn-Pb成礦

山前/山間盆地環境是指伴隨著中—新生代陸內構造調整以及印度板塊—歐亞板塊碰撞遠程效應的影響，在天山造山帶山前或山間形成的中—新生代磨拉石沉積盆地，為該地區砂巖型鉛鋅銅成礦提供了重要的地質環境[1-2,26]。天山地區廣泛發育大小不同、形態各異、充填物不同的山前/山間盆地，其中充填物包括中—新生界河/湖相紅色碎屑巖和少量深湖相碳酸鹽巖，沉積厚度可達數千米[1-2]。正是中—新生代陸內構造調整過程中，在沉積盆地充填物以及封存其中的盆地流體失穩而發生大規模、長距離流動，從而在碎屑巖層內的氧化-還原界面發生金屬沉淀形成砂巖型鉛鋅礦床[1-2,26]。目前，已在新疆南天山山前/山間盆地中發現烏拉根、康西、加斯、江額結爾、吉勒格、江額結爾套、黑孜葦、托帕等鉛鋅礦床(點)成群成帶產出，其中以烏拉根超大型鉛鋅礦床為代表。

烏拉根鉛鋅礦床所在烏恰盆地為南天山山前盆地，發育“底部含煤細碎屑巖建造+中部紅色砂/礫巖+頂部海相膏鹽-碳酸鹽巖建造”三元盆地結構，其中底部含煤細碎屑巖建造為區域油氣資源的重要烴源巖，中部砂礫巖為鉛鋅成礦重要儲層，頂部海相膏鹽-碳酸鹽巖建造為重要的蓋層而形成有利圈閉，為后期鉛鋅成礦提供必備的空間、物質基礎等地質條件[124]。閃鋅礦和方鉛礦Rb-Sr等時線年齡為(55.1±1.6)Ma，閃鋅礦和方解石Sm-Nd等時線年齡為(55.4±2.2)Ma，表明鉛鋅成礦與其南部印度板塊與歐亞板塊碰撞遠程效應有關[139](圖16)。最近，黃鐵礦Re-Os同位素模式年齡為45.1～6.3 Ma，大致可以分為晚始新世(45～35 Ma)、漸新世末—中新世(30～18 Ma)和晚中新世(10.7～6.3 Ma)3期，這與區域油氣充注、喀什褶皺沖斷帶和天山構造隆升峰期相吻合，可能分別與印度板塊—Kohistan—Ladakh弧聯合板塊與歐亞板塊碰撞、主帕米爾斷裂(MPT)和帕米爾前緣逆沖斷裂(PFT)遠程效應有關[124]。由此可以看出，伴隨著西南天山快速隆升和山前沖斷帶活動，富含油氣的還原性盆地鹵水沿下白堊統克孜勒蘇群紅色砂礫巖運移，發生“漂白”并淋濾萃取其中的成礦金屬而形成富含有機質-金屬絡合物的成礦流體，在有利地段發生硫酸鹽熱化學還原作用和細菌硫酸鹽還原作用而卸載成礦[124]。新生代以來，由于區域構造活動頻繁，成礦作用時間相對較短，鉛鋅成礦難以持續疊加，使得鉛鋅礦化相對分散而具有規模大、品位低的特點。因此，山前/山間盆地環境、三元盆地結構、油氣運移與紅層“漂白”、硫酸鹽等可能是這類中—新生代山前/山間盆地鉛鋅成礦系統的關鍵控制。

4.2 天山地區鉛鋅成礦特點

天山作為中亞造山帶重要組成部分，是世界上規模巨大的增生型造山帶和顯生宙大陸地殼生長最顯著的地區[31,158-159]，具有多個古陸塊、多條縫合帶鑲嵌、盆山耦合演化等獨具特色的大地構造格局，經歷了古生代多地塊拼合增生和中—新生代陸內造山長期而復雜的構造演化過程[160-161]。這些古陸塊規模遠小于現代大陸板塊，古陸塊間的多個小洋盆規模也小于現代大洋，多期蛇綠混雜巖套、(超)高壓變質巖和A型花崗巖帶顯示出復雜多樣的地殼增生過程(圖1)?？赡苷怯捎诠派嚓憠K-多洋盆構造格局和中新生代天山差異性構造隆升的影響，中國及境外天山已發現鉛鋅礦床(點)總體上表現出不規則帶狀或聚集狀空間展布(圖1)，而與環天平洋和特提斯構造成礦域簡單的“線性”展布特征不同。在天山長期而復雜的構造演化過程中，先后出現了元古宙古陸邊緣裂陷盆地、古生代洋-陸俯沖增生島弧、晚古生代陸-陸碰撞造山與中—新生代山前/山間盆地4類鉛鋅重要成礦環境，并分別形成了古陸邊緣裂陷盆地鉛鋅成礦系統(SEDEX型)、增生島弧鉛鋅成礦系統(矽卡巖-斑巖-巖漿熱液脈-VMS型)、碰撞造山鉛鋅成礦系統(MVT型)、山前/山間盆地鉛鋅成礦系統(砂巖型)4類重要成礦系統(成礦類型)。由此可以看出，區域鉛鋅成礦經歷了長時間、多期次、多成因類型的演化特點，多類型疊合成礦也較為常見，如中國東天山中天山地塊彩霞山、宏源等鉛鋅礦床經歷元古代被動陸緣SEDEX型與晚古生代(石炭紀)矽卡巖型兩期鉛鋅成礦疊加[7,96]，北天山島弧帶小熱泉子鉛鋅成礦經歷了晚古生代張性弧盆環境VMS型與后期巖漿熱液型鉛鋅成礦疊加[103,106]等。

在206Pb/204Pb-207Pb/204Pb圖解中，中國及境外天山主要鉛鋅礦床方鉛礦和閃鋅礦Pb同位素組成投點多位于造山帶Pb同位素生長曲線之上，表明成礦金屬主要源于殼源巖石(圖17)。對于古陸邊緣裂陷盆地環境Tekeli、托克賽和哈爾達坂SEDEX型鉛鋅礦床與早期經歷過SEDEX型成礦的彩霞山和宏源鉛鋅礦床，硫化物Pb同位素模式年齡接近于元古界變質基底容礦細碎屑巖或碳酸鹽巖(圖17)，指示元古界變質基底可能是其成礦金屬重要來源；對于洋-陸俯沖增生島弧環境阿齊山、蒙馬拉、阿爾恰勒和維權矽卡巖型鉛鋅礦床與七興、庫爾尕生、塔北和吐拉蘇巖漿熱液脈型鉛鋅礦床，Pb同位素模式年齡接近于成礦相關弧巖漿巖活動(圖17)，硫化物Pb同位素組成與弧巖漿巖也較為接近，指示成礦相關弧巖漿巖可能是成礦金屬主要來源；對于陸-陸碰撞造山環境Uchkulach、霍什布拉克、莎里塔什和坎嶺MVT型鉛鋅礦床，硫化物Pb同位素組成多具有很高的放射性成因Pb，Pb同位素模式年齡遠大于或者小于古生界容礦碳酸鹽巖(圖17)，指示成礦前富U、Th的前寒武紀長英質變質基底或古生界沉積巖可能為成礦金屬主要來源；對于山前/山間盆地環境烏拉根砂巖型鉛鋅礦床，硫化物Pb同位素組成具有相對較高的放射性成因Pb，Pb同位素模式年齡多小于下白堊統容礦克孜勒蘇群第五巖性段砂/礫巖(圖17)，硫化物Pb同位素組成與容礦砂/礫巖也較為類似，指示具有放射性成因Pb的克孜勒蘇群第五巖性段砂/礫巖可能為烏拉根鉛鋅成礦主要金屬來源[125]。最近，通過對克孜勒蘇群第五巖性段沉積學、巖石學、重礦物組成和碎屑鋯石年代學綜合研究，認為其是受晚侏羅世—早白堊世拉薩地塊與羌塘地塊碰撞遠程效應的影響，以西南天山高Pb、Zn背景值的元古界變質基底和古生界被動陸緣沉積物為源區，沉積的一套沖積扇-辨狀河-辨狀河三角洲相紅色碎屑巖建造[43]。由此可以看出，富含放射性成因Pb的克孜勒蘇群可能是從元古界變質基底阿克蘇群或者從元古界被動陸緣沉積(富U、Th的長石和碳酸鹽巖等)繼承而來。與此同時，在天山鉛鋅成礦帶內多有大量前寒武紀變質基底產出，巖性通常為各種片巖、中酸性片麻巖和混合巖等，總體上以長英質成分為主，富含Pb、Zn等成礦金屬元素，已成為預測鉛鋅礦集區的重要標志[162]。例如，哈薩克斯坦—伊犁板塊東北緣里霏系Tekeli群、元古界溫泉群、中—上元古界哈爾達坂群、中—上元古界庫松木切克群等變質基底富含鉛鋅成礦金屬，可為鉛鋅大規模成礦提供物質基礎，也是近年來鉛鋅找礦突破的重要地區[54]?？赡苷腔诠抨憠K前寒武紀變質基底高Pb、Zn背景值的區域地球化學特征，伴隨著長期地殼演化和多期次構造-巖漿活動，在不同時代形成的有利構造環境富集成礦，表現出一定的成礦繼承性。

上地殼、造山帶、地幔、下地殼不同構造單元Pb同位素演化線源于文獻[163]；兩階段Pb同位素演化模式中不同μ值地殼演化曲線和模式年齡線引自文獻[164]；數據源自表1～4圖17 天山主要鉛鋅礦床閃鋅礦和方鉛礦206Pb/204Pb-207Pb/204Pb圖解Fig.17 Diagram of 206Pb/204Pb-207Pb/204Pb for Sphalerite and Galena in the Main Zn-Pb Deposits of Tianshan

方框下邊界代表容礦圍巖年齡，上邊界代表鉛鋅成礦年齡(數據見表1～4)；青色粗線代表海水硫酸鹽S同位素組成變化曲線(引自文獻[165])；青色陰影代表150 ℃條件下海水硫酸鹽發生硫酸鹽熱化學還原后形成H2S的S同位素組成變化范圍(引自文獻[166])；綠色粗線代表沉積黃鐵礦細菌硫酸鹽還原成因還原硫的S同位素組成變化曲線(引自文獻[165])；灰色陰影代表幔源巖漿S同位素組成變化范圍(引自文獻[167])圖18 天山主要鉛鋅礦床S同位素組成對比Fig.18 Comparison of S Isotopic Compositions of the Main Zn-Pb Deposits in Tianshan

中國及境外天山主要鉛鋅礦床S同位素組成(圖18)表明海水硫酸鹽熱化學還原成因、幔源巖漿成因和細菌硫酸鹽還原成因等3種還原硫為區域鉛鋅成礦主要硫源。對于古陸邊緣裂陷盆地環境Tekeli、托克賽和哈爾達坂SEDEX型鉛鋅礦床與早期經歷過SEDEX型成礦的彩霞山、宏源和紅星山鉛鋅礦床，礦石硫化物S同位素組成多與150 ℃條件下海水硫酸鹽發生熱化學還原后形成H2S的S同位素組成相似，推測還原硫主要為海水硫酸鹽熱化學還原成因(圖18)。但對于洋-陸俯沖增生島弧環境阿齊山、蒙馬拉、阿爾恰勒和維權矽卡巖型鉛鋅礦床以及七興、庫爾尕生、塔北和吐拉蘇巖漿熱液脈型鉛鋅礦床，S同位素組成大體位于幔源巖漿硫附近，指示還原硫主要源于弧巖漿巖(圖18)；小熱泉子VMS鉛鋅礦床S同位素組成變化相對較大，硫化物S同位素組成介于海水硫酸鹽熱化學還原成因硫與幔源巖漿硫的S同位素組成之間，指示還原硫為海水硫酸鹽熱化學還原和巖漿硫的不同程度混合來源(圖18)。對于陸-陸碰撞造山環境霍什布拉克、莎里塔什、坎嶺和瓊阿伯MVT型鉛鋅礦床，不同礦床硫化物S同位素組成變化較大，顯示出還原硫來源較為多樣，海水硫酸鹽熱化學還原成因、細菌硫酸鹽還原成因和巖漿成因還原硫均可能是其主要來源(圖18)。對于山前/山間盆地環境烏拉根鉛鋅礦床，礦石硫化物S同位素組成變化范圍異常寬泛，顯示出還原硫來源較為多樣，海水硫酸鹽熱化學還原成因和細菌硫酸鹽還原成因還原硫可能為其主要來源(圖18)。由此可知，天山鉛鋅成礦具有長時間、多期次、多類型疊合成礦和繼承性演化特點，但不同時期鉛鋅成礦并不是簡單重復出現，其成礦金屬和還原硫來源也不相同，還表現出越來越復雜的特點。

4.3 天山地區鉛鋅找礦突破方向

世界范圍內，各類沉積盆地中與盆地流體活動有關的沉積巖容礦鉛鋅礦床(包括SEDEX型、MVT型和砂巖型)，占據世界鉛鋅儲量的70%左右，是當前鉛鋅礦產資源勘查的主要目標和礦床學研究的主要對象[156-157]。然而，通過對中國及境外天山已有鉛鋅礦床(點)統計分析(表1～4)，發現盡管區內有較多SEDEX型鉛鋅礦床(如Tekeli、哈爾達坂、托克賽等)、MVT型鉛鋅礦床(如Uchkulach、霍什布拉克等)和砂巖型鉛鋅礦床(如烏拉根、康西等)產出，但是產于洋-陸俯沖增生島弧環境的矽卡巖型、斑巖型、巖漿熱液脈型和VMS型鉛鋅礦床數量眾多，礦床規模大小不一，其中也不乏一些大型—超大型礦床產出，如Kurgashinkan、Altyntopkan、阿齊山、阿爾恰勒等，在天山地區鉛鋅礦產資源中占有重要地位。其主要原因可能是天山地區經歷了多陸塊、多洋盆長期復雜的構造演化過程，發育大量俯沖-增生雜巖和弧巖漿巖帶，而相對缺乏碰撞造山相關的周緣前陸盆地[168]，也可能是矽卡巖型、斑巖型、巖漿熱液脈型和VMS型鉛鋅成礦深度相對較大，成礦后構造隆升剝蝕影響較小，從而導致更易于保存。

鑒于此，天山地區鉛鋅找礦主攻礦床類型除了沉積巖容礦鉛鋅礦床(SEDEX型、MVT型和砂巖型)外，洋-陸俯沖增生島弧環境中與巖漿活動有關的矽卡巖型、斑巖型、巖漿熱液脈型和VMS型鉛鋅礦床也應重點關注。北天山島弧帶內遍布北天山洋俯沖形成的晚古生代鈣堿性巖漿巖帶和火山碎屑巖、鈣質碎屑巖、碳酸鹽巖沉積，發育有近EW向深大斷裂及其不同走向的次級斷裂，已發現有阿齊山、維權、白干湖等矽卡巖型鉛鋅礦床和小熱泉子、梅嶺南等VMS型鉛鋅礦床[169]，顯示其構造運動、弧巖漿侵位、地層、熱液活動等成礦要素齊全。哈薩克斯坦—伊犁板塊北緣遍布北天山洋俯沖形成的晚古生代鈣堿性巖漿巖帶和奧陶系—石炭系碳酸鹽巖、鈣質砂巖、火山碎屑巖沉積，發育一系列NW向深大斷裂及其分支斷裂，發現有哈勒噶提矽卡巖型銅鉛鋅礦床和闊爾托汗、庫爾尕生、七興、蒙馬拉、塔北等巖漿熱液脈型鉛鋅礦床[87,170]；哈薩克斯坦—伊犁板塊南緣遍布Terskey洋、Turkestan洋先后俯沖形成的Kipchak島弧帶[50,171]、弧花崗巖帶[172]和奧陶系—石炭系火山碎屑巖、碳酸鹽巖沉積，發育深切前寒武紀基底的韌性剪切帶、斷裂、多期次活動的火山穹隆構造和次級斷裂[173]，發現有Tuyke、Keregetash、阿爾恰勒矽卡巖型鉛鋅礦床和Boordu巖漿熱液脈型鉛鋅礦床，顯示哈薩克斯坦—伊犁板塊南、北緣構造運動、弧巖漿侵位、地層、熱液活動等成礦要素齊全。境外中天山地塊遍布Turkestan洋俯沖形成的泥盆紀—石炭紀Beltau—Kurama島弧巖漿帶和海相碳酸鹽沉積，發育斷裂、褶皺構造，發現有Kurgashinkan、Altyntopkan等矽卡巖型鉛鋅礦床和Kassan、Kanimansur等巖漿熱液脈型鉛鋅礦床；中國東天山中天山地塊遍布南天山洋俯沖形成的石炭紀中酸性弧巖漿巖和元古界碳酸鹽巖建造，發育大型斷裂及其分支斷裂，區內發現的彩霞山、宏源、吉源、劉家泉西等鉛鋅礦床發育有(遠)矽卡巖型鉛鋅礦化，紅星山、玉西等鉛鋅礦床經歷過巖漿熱液脈型礦化[7,96,174-175]，顯示中天山地區構造運動、弧巖漿侵位、地層、熱液活動等成礦要素齊全。因此，北天山島弧帶，哈薩克斯坦—伊犁板塊南、北緣和中天山地塊顯示出巨大的洋-陸俯沖增生島弧環境鉛鋅成礦潛力，有望獲得重大鉛鋅找礦突破。除此之外，哈薩克斯坦—伊犁板塊北緣與東天山中天山地塊元古界SEDEX型鉛鋅找礦[2]、境外中天山地塊北緣與南天山古生代被動陸緣碳酸鹽巖地層MVT型鉛鋅找礦、新疆西南天山山前/山間盆地砂巖型鉛鋅找礦[2,26]前景良好，也仍值得繼續關注。

5 結 語

(1)天山造山帶經歷了前寒武紀古陸形成、洋-陸俯沖增生、陸-陸碰撞造山和陸內成盆4個地球動力學過程，先后出現了元古宙古陸邊緣裂陷盆地、古生代洋-陸俯沖增生島弧、晚古生代陸-陸碰撞造山與中—新生代山前/山間盆地4類重要地質環境，并分別形成了古陸邊緣裂陷盆地鉛鋅成礦系統(SEDEX型)、增生島弧鉛鋅成礦系統(矽卡巖-斑巖-巖漿熱液脈-VMS型)、碰撞造山鉛鋅成礦系統(MVT型)、山前/山間盆地鉛鋅成礦系統(砂巖型)4類重要成礦系統(成礦類型)，造就了天山巨型鉛鋅成礦帶。

(2)天山地區存在多種鉛鋅成礦環境和不同鉛鋅成礦系統與成礦類型，鉛鋅成礦表現出長時間、多期次、多類型疊合成礦和一定繼承性的演化特點。盡管沉積巖容礦鉛鋅礦床在全球鉛鋅礦產資源中占據主導地位，而在天山地區增生島弧鉛鋅成礦系統則占有更為重要的地位，應該給予重視。

(3)北天山島弧帶，哈薩克斯坦—伊犁板塊南、北緣和中天山地塊顯示出巨大的洋-陸俯沖增生島弧環境鉛鋅成礦潛力，有望獲得重大找礦突破。與此同時，哈薩克斯坦—伊犁板塊北緣與東天山中天山地塊元古界SEDEX型鉛鋅找礦、境外中天山地塊北緣與南天山造山帶古生代被動陸緣碳酸鹽巖地層MVT型鉛鋅找礦、新疆西南天山山前/山間盆地砂巖型鉛鋅找礦前景良好，也仍值得繼續關注。

薛春紀：值此長安大學七十周年華誕之際，謹以此文衷心祝福母校積歷史豐蘊，展輝煌宏圖，譜時代華章！1983年，我大學畢業就來到西安地質學院工作，一干就是二十多年，其間還在職攻讀了碩士和博士學位。我忘不了初作教師不會講普通話時的尷尬慌忙，忘不了教學中越過的那道道坎梁，更忘不了前輩們傳幫帶時的語重心長。時時都能想起的那件件樁樁，無不寄托著學校領導的關懷與希望，無不承載著老師們的育人擔當，無不彌散著整個校園里的奮發向上！長安大學讓我在教師的崗位上不斷向上!在這里，人人都在快速成長，學校也在快速發展壯大！感恩學校！感恩前輩、領導和同事！