0 引言
铅锌金属是世界重要的矿产资源,广泛应用于电气、机械、军事、冶金、化学、轻工业和医药业等领域。世界主要铅锌矿床可以划分为沉积岩容矿的喷流沉积型(sedimentary exhalative type,SEDEX)和密西西比河谷型(Mississippi Valley type,MVT),火山-沉积岩容矿的火山成因块状硫化物型(volcanogenic massive sulfide deposit,VMS),以及与岩浆有关的岩浆-热液型铅锌矿床。其中,沉积岩容矿铅锌矿床是铅锌资源的重要来源,提供了全球80%和中国54%的铅锌用量
[1⇓⇓⇓-5],铅锌中伴生的Cd、Ga、Ge、In和Tl等分散元素更是各个国家部分核心领域急需的关键金属,常赋存在此类矿床中,对该矿种的勘查和研究引起国内外矿床学界的高度重视
[6⇓⇓⇓⇓⇓⇓-13]。
特提斯成矿带是全球三大成矿带(环太平洋、特提斯和古亚洲)之一,该成矿带发育了大量与沉积岩有关(SEDEX和MVT)的铅锌矿床(
图1[14⇓⇓-17]),从非洲北部摩洛哥铅锌矿带,到伊朗扎格罗斯铅锌矿带,至中国三江地区,形成了众多世界级的铅锌矿床,如火烧云矿床(铅锌金属量为2 100万t)、梅迪阿巴德矿床(铅锌金属量为2 070 t)、金顶矿床(铅锌金属量为1 500万t)和多才玛矿床(铅锌金属量为800万t)。该铅锌成矿带从东往西依次为甜水海—三江带、胡兹达尔—拉斯贝拉带、萨南达季—锡尔詹带、塔姆罗斯带、上西里西亚带和泰维西特—博乌贝克尔带。中国甜水海—三江带和伊朗萨南达季—锡尔詹带总体勘查程度较高,因此也带动了相应的成矿理论研究,而其他成矿带找矿勘查较为薄弱,如土耳其塔姆罗斯带。近几十年以来,铅锌矿的勘查只局限在浅表(0~50 m),大量有潜力的矿集区(如Hakkari)未进行深部勘查和验证
[17]。
巴基斯坦位于青藏高原和伊朗高原之间,是特提斯域的重要组成。受地质工作程度低、缺少系统的地质勘查和投入等因素的影响,目前发现位于胡兹达尔—拉斯贝拉带的中型及以上沉积岩容矿铅锌矿仅有杜达、贡尕和苏迈3处
[18⇓⇓-21](
图2[22-23])。该带内储量最大的杜达铅锌矿,最近的勘查工作也要追溯到1998年,20余年未进行深部和周边的找矿勘查和潜力评价。特提斯巨型铅锌成矿带是否从中国延伸至巴基斯坦到伊朗,以及巴基斯坦铅锌成矿潜力并不清楚。
低密度地球化学调查是研究铅锌等金属元素分布特征,以及快速定位和优选找矿远景区的有效技术方法
[24⇓-26]。本文通过对中国地质调查局和巴基斯坦地质调查局合作实施并完成的巴基斯坦1∶1 000 000国家尺度地球化学调查数据展开研究,阐述了巴基斯坦铅锌元素地球化学背景、空间分布特征和不同构造单元内的地球化学参数,结合已有铅锌矿床成矿地质背景、成矿类型和关键控矿要素分析,圈定铅锌找矿预测区,为境内外铅锌成矿带资源潜力评价和区域成矿规律对比提供依据,同时为特提斯铅锌找矿勘查提供新思路。
1 区域地质背景和矿产资源特征
1.1 区域地质背景
巴基斯坦位于南亚次大陆,大地构造位置处于印度地块、欧亚地块和阿拉伯地块3个地块的汇聚部位,也是全球特提斯构造域的重要组成。该区经历了完整的新特提斯洋构造演化,包括新特提斯洋的开启、持续扩张、俯冲消减和陆-陆碰撞等过程,形成了现今的大地构造格局,其构造演过程与成矿作用密切相关
[27⇓-29]。
以大型断裂为边界将巴基斯坦全境划分为9个构造单元(
图2[22-23]),分别为喀喇昆仑地块、科希斯坦—拉达克岛弧、喜马拉雅褶冲带、伊斯兰堡陆缘盆地、恒河前陆盆地、印度地块、苏莱曼褶皱带、查盖火山岩浆弧和莫克兰复理石盆地。其中,在三叠纪早期或中—晚三叠世时,位于冈瓦纳大陆北缘的基梅里陆块群向北裂离打开了新特提斯洋
[30-31]。三叠纪—早白垩世随着印度大陆向北快速漂移,导致新特提斯洋向北俯冲,形成了科希斯坦—拉达克岛弧。新特提斯洋继续俯冲消减,科希斯坦—拉达克岛弧与欧亚大陆拼贴,在巴基斯坦北部形成了什约克缝合带(主喀喇昆仑断裂),构成欧亚大陆的被动大陆边缘
[32]。白垩纪—始新世,随着新特提斯洋盆的俯冲闭合,在板块拼接部位(俯冲带之上)因洋壳拉伸形成一些伸展性小洋盆,在随后的挤压事件作用下就位形成瓦济里斯坦、穆斯林巴赫和贝拉等蛇绿岩带。
古新世初,新特提斯主体洋盆闭合,导致印度地块、阿拉伯地块与欧亚大陆碰撞,是陆内汇聚的典型代表,形成单一的缝合带,绵延数千千米,自塞浦路斯到土耳其的比特利斯,沿伊朗的扎格罗斯向东南方向入阿曼湾,经巴基斯坦科希斯坦与雅鲁藏布江缝合带相接
[33-34]。其中,古新世以来,印度地块与欧亚地块发生陆-陆碰撞,在主碰撞汇聚阶段(65~41 Ma),以大规模逆冲和褶皱作用在巴基斯坦及相邻地区形成褶冲带和逆冲推覆系统。晚碰撞构造转换阶段(40~26 Ma)沿碰撞缝合带发生大规模走滑运动,形成查曼和扎格罗斯等大型走滑断裂系统。后碰撞阶段(25~0 Ma),碰撞带附近块体大多发生伸展和拆离作用,形成不同类型的岩浆作用
[27]。阿拉伯地块向北俯冲到伊朗东南部和巴基斯坦西部,在巴基斯坦查盖岩浆岩带形成了多期次的岩浆-热液活动和区域隆升事件,广泛发育岩浆作用和火山活动。
1.2 区域岩浆岩特征
巴基斯坦的岩浆岩集中分布在北部喜马拉雅褶冲带、科希斯坦—拉达克岛弧和喀喇昆仑断裂,以及西南部查盖岩浆弧,其他地区分布不多。前寒武纪—第四纪均有不同强度的岩浆活动记录,但总体以中—新生代最为强烈,分布最广,岩浆岩的类型也十分多样,其中科希斯坦—拉达克岛弧和喀喇昆仑断裂内出露规模宏大的中酸性岩基,岩石类型包括闪长岩、花岗闪长岩、英云闪长岩和花岗岩等。古生代岩浆岩岩石类型包括花岗闪长岩和花岗岩等。基性-超基性岩在巴基斯坦境内广泛分布,以中—新生代为主,位于科希斯坦—拉达克岛弧中部的奇拉斯岩体属于大型层状超镁铁质-超铁质岩体,苏莱曼褶皱带内发育大量蛇绿岩。而印度河缝合带南部的白沙瓦盆地,晚古生代碱性-过碱性岩浆活动广泛分布,包括碱性花岗岩和碳酸岩等
[28-29]。
1.3 区域地层特征
巴基斯坦北部为喜马拉雅—科希斯坦—喀喇昆仑地层区,主要出露前寒武纪片岩和大理岩,古生代黑色页岩、片岩、板岩和大理岩,以及中生代碳酸盐岩和新生代碎屑岩;中西部为苏莱曼—查盖地层区,主要出露中生代火山岩和碎屑岩,以及新生代碳酸盐岩和碎屑岩;东南部为印度地层区,主要出露前寒武纪变质岩,以及新生代碎屑岩和少量火山岩
[28-29]。
1.4 主要矿产特征
巴基斯坦构造位置特殊,地质演化历史复杂,成矿地质条件良好,矿产资源丰富,目前已发现各类矿产55种,探明矿产地1 000余处,资源潜力巨大
[22,28]。优势矿产资源包括石油、天然气、煤、铬铁矿、铜、铁、金、铅、锌、铝土矿、宝石、石膏、磷矿、重晶石、高岭土和盐岩等。金属矿主要集中在俾路支省和开伯尔—普赫图赫瓦省,能源矿产以信德省和旁遮普省的印度河盆地占优,吉尔吉特—巴尔蒂斯坦地区宝石资源丰富。根据各类矿产分布、组合特征和构造带范围等,将巴基斯坦划分为5个主要成矿区域:(1)查盖—拉斯科铁、铜、金成矿带,主要位于俾路支省北部,受渐新世—中新世钙碱性岩浆活动控制,主要形成斑岩型铜矿床,其次为夕卡岩型铜、铁矿床,以及热液型、火山岩型多金属矿床;(2)瓦希里斯坦—贝拉铬铁矿成矿带,主要位于巴基斯坦中部,处于印度与阿拉伯板块缝合带附近,主要形成与蛇绿岩有关的铬铁矿;(3)胡兹达尔—拉斯贝拉铅锌成矿带,位于俾路支省东部,主要形成喷流沉积型、密西西比河谷型铅锌矿床和少量沉积型铁矿;(4)科希斯坦铬、金成矿带,位于开伯尔—普赫图赫瓦省北部,主要形成与蛇绿岩有关的铬铁矿床,且该成矿带前寒武纪地层中发育一定规模的金矿化;(5)印度河流域金、能源矿产成矿带,位于旁遮普省和信德省中东部地区,主要形成石油和天然气等能源矿产,以及砂矿型金矿。
2 分析方法与数据处理
2.1 样品采集
由中国地质调查局联合巴基斯坦地质调查局在巴基斯坦基岩出露区实施1∶1 000 000地球化学调查,样品采集采样密度为10 km×10 km网格,为了避免坐标转化,采用经度7.5'、纬度5'为一个采样单元格(
图3)。利用1∶250 000地形图为底图布点。布点时采样点均匀分布在整个调查区域,同时采样点应控制采样网格内的最大汇水域。采样介质为水系沉积物,采样粒级为-10目。野外样品采集在50 m范围内多点组合采样(一般为3~4点)。样品质量过筛后大于1 kg,缩分为两份,一份350 g装聚乙烯瓶作为永久保存,另外一份220 g送实验室进行分析。野外定点以全球定位系统(GPS)和地形图相结合的方式进行,同时应用Google Earth进行野外找点。样品编号以1∶200 000图幅号+每一采样格子的样品顺序号组合命名,编号按照从左至右、由上至下的原则。重复采样在图表上预先标明,重复样编号为原样号后加字母“R”。此次工作共采集水系沉积物样品2 547件,同一个采样单元格的样品组合成一个分析样,所有样品留有副样。
2.2 分析方法
样品测试分析在湖北省地质实验测试中心完成,共分析了Ag、As、Au、Ba、Cd、Pb、Ga、Ge、Hg、Pb和Zn等69种元素,其中Pb和Zn的分析方法是四酸溶矿,用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)进行分析
[35-36]。简要流程如下:用氢氟酸、硝酸和硫酸分解样品,用王水溶解后,移至塑料试管中定容。分取澄清溶液,用3%硝酸溶液稀释至1 000倍后,用ICP-MS测定样品中Pb和Zn的含量。以50个号码为一分析批次,每个批次插入4个国家一级标准物质(GBW07228-GBW07294)来控制分析的准确度和精密度,国家一级标准物质合格率要求100%;随机抽取10%比例的样品作为重复性检验样品,重复性检验样品合格率要求90%;每一个送样批次分析完毕后,对部分特高或特低含量试样,进行异常点重复性检验,异常点检验合格率要求85%。Pb的检出限为2 μg/g,报出率为100%。Zn的检出限为4 μg/g,报出率为100%。Pb和Zn的样品重复性检验合格率均为100%。
2.3 数据处理与制图
数据处理应用GeoExpl地质勘查数据处理与分析系统(International版)
[37],将数据导入并进行网格化处理,采用网格距10 km×10 km,计算模型采用指数距离加权法,搜索半径设定为25 km。单元素地球化学图的编制采用累积频率法,以累积频率为基础划分19个量级基线制作地球化学图,累积频率分别为0、0.5%、1.2%、3%、4.5%、 8%、15%、 25%、40%、60%、75%、85%、92%、95.5%、97%、98%、98.8%、99.5%和100%。选择92%作为异常下限,圈定地球化学异常,编制Pb和Zn地球化学异常图,开展成矿区预测。相关参数的计算依据应用地球化学块体理论
[38]和《矿产预测方法指南》
[39]中推荐的地球化学块体资源量预测的方法原理,对铅锌异常的平均值、标准离差、成矿有利度和致矿物质量等参数进行统计。成矿有利度(Pfd)是指异常平均值与异常下限的比值再乘以标准离差
[40-41],计算公式为
式中:
为异常平均值;At为异常下限;
S0为标准离差。公式(1)所采用的参数既能反映元素在特定区域内的富集程度,也能反映元素的分异程度。致矿物质量为成矿有利度和异常面积(
S)的乘积
[40-41],计算公式为
3 铅、锌地球化学分布特征
3.1 铅元素
对巴基斯坦2 547件样品的铅元素分析结果进行参数统计(
表1),获得巴基斯坦全国基岩出露区铅元素在水系沉积物中的含量为0.37~155.90 μg/g,平均含量为13.44 μg/g,高于地壳克拉克值11 μg/g
[42]。同时,对巴基斯坦主要构造单元水系沉积物样品中铅元素地球化学参数进行统计(
表2),从平均值来看,铅元素平均含量最高的4个构造单元为喀喇昆仑地块、喜马拉雅褶冲带、伊斯兰堡陆缘盆地和查盖火山岩浆弧,对应的铅平均含量分别为19.37、18.62、14.93和13.15 μg/g。铅元素分布呈现明显的北高南低的特点(
图4)。
在铅元素地球化学图的基础上,以18.4 μg/g(累积频率92%)为异常下限编制铅元素地球化学异常图,圈定18处铅异常,见
图4。根据各参数的统计结果(
表3、
表4),对异常内元素平均值、成矿有利度和致矿物质量进行排序,其中Pb12、Pb10、Pb02、Pb15、Pb14和Pb17号异常成矿有利度排序靠前,除Pb02异常之外,其他异常均位于巴基斯坦北部地区。从
图4可以看出,最明显的高值区主要集中在巴基斯坦北部喜马拉雅褶冲带(Pb12和Pb10异常)、喀喇昆仑地块(Pb17异常)和科希斯坦—拉达克岛弧(Pb15和Pb14异常),铅元素高值异常总体北东向展布,与构造方向一致。同时,在巴基斯坦中南部的苏莱曼褶皱带(Pb01、Pb02、Pb06、Pb07和Pb08异常)中也有异常显示,异常面积较大,浓集中心不明显。此外,在俾路支省西南部的查盖火山岩浆弧(Pb03、Pb04和Pb05异常)分布少量异常。
3.2 锌元素
巴基斯坦水系沉积物样品中锌元素相关参数统计见
表1,获得锌元素的含量为1.78~288.70 μg/g,平均含量为52.10 μg/g,低于地壳克拉克值72 μg/g
[42]。同时,对巴基斯坦不同构造单元水系沉积物样品中锌元素地球化学参数进行统计(
表2),从平均值来看,锌元素平均含量最高的4个构造单元为科希斯坦—拉达克岛弧、喜马拉雅褶冲带、查盖火山岩浆弧和喀喇昆仑地块,对应的锌平均含量分别为67.86、66.86、65.87和58.02 μg/g。
在锌元素地球化学图的基础上,以76.0 μg/g(累积频率92%)为异常下限编制锌元素地球化学异常图,圈定24处锌异常,见
图5。根据各参数的统计结果(
表5、
表6),对异常内元素平均值、成矿有利度和致矿物质量进行排序,其中Zn15、Zn01、Zn19、Zn04、Zn14和Zn12号异常成矿有利度排序靠前,除Zn01和Zn04异常之外,其他异常均位于巴基斯坦北部地区。从
图5可以看出,最明显的高值区主要集中在巴基斯坦北部喜马拉雅褶冲带(Zn15和Zn14异常)和科希斯坦—拉达克岛弧(Zn19异常),同时在巴基斯坦中南部的苏莱曼褶皱带奎达地区(Zn12异常)和贝拉地区(Zn01异常)有异常显示,异常面积较大,浓集中心明显,锌元素高值异常北东向和南北向展布,与构造方向一致。此外,在巴基斯坦北部喀喇昆仑地块(Zn23和Zn24异常)和俾路支省西南部的查盖岩浆弧内达尔本丁地区(Zn03和Zn04异常)分布少量异常。
4 巴基斯坦铅锌成矿条件分析与预测区优选
4.1 巴基斯坦铅锌成矿地质条件分析
SEDEX型、MVT型、岩浆-热液型和VMS型是全球最重要的铅锌矿床类型,其铅锌金属储量在全球不同类型超大型铅锌矿床中的占比分别为58.1%、23.3%、11.2%和6.7%,为全球提供了主要的铅锌资源
[1⇓-3],其中前两种是最主要的铅锌成矿类型。SEDEX型铅锌矿床赋存在深海以暗色细碎屑岩为主的建造中,属于同生或准同生成矿,成分上富含Pb和Zn,伴生Ag和Ba,以闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、重晶石、白云石和石英等矿物组合为主,具有规模大、品位高和矿体延伸稳定等特点,传统上被称为喷流沉积型
[43],也被称为碎屑岩容矿型
[44](clastic-dominated type,CD)。MVT型铅锌矿床一般与岩浆活动没有直接成因联系,是指赋存于台地碳酸盐岩中,由低温(70~250 ℃)和中高盐度(质量分数>10%)盆地卤水形成的、矿物组合简单的后生热液铅锌矿床
[2,44]。岩浆-热液型铅锌矿床是中酸性岩浆经过结晶分异作用等演化过程,使分散在岩浆中的金属元素发生富集,随热液流体出溶,并迁移到一定的构造-岩石中,通过交代和充填等方式沉淀所形成的一大类矿床的总称,包括夕卡岩型、隐爆角砾岩型、碳酸盐岩交代型和浅成低温热液型等多种类型
[45⇓⇓-48]。VMS型铅锌矿床产于海相火山-沉积岩系中,由富含金属的热液流体在其排泄通道和海底喷口处及其附近的海底洼地沉淀富集成矿,主要由Fe、Cu、Pb和Zn等硫化物组成,并常伴有Au和Ag等元素,具有高品位和低吨位的特点
[49⇓-51]。
巴基斯坦处在印度-欧亚大陆碰撞带的核心位置,伴随特提斯洋的开启、持续扩张、俯冲消减和陆-陆碰撞等过程,在巴基斯坦中南部(印度西北部大陆边缘)形成了苏莱曼褶皱带,该构造单元主要由中生代陆缘盆地、新生代前陆盆地和相关蛇绿岩组成
[21],发育岩性主要为碳酸盐岩、页岩、碳质泥岩和砂岩,同时该地区在新生代发生了大规模的褶皱和逆冲运动,并伴有南北向走滑断层
[52]。目前,贝拉地区和胡兹达尔地区发现的杜达、贡尕和苏迈等铅锌矿床均在这该沉积盆地内,因此该地区具有形成与沉积岩容矿有关SEDEX和MVT铅锌矿的有利成矿条件。
在巴基斯坦北部新特提斯洋向北俯冲消减和陆-陆碰撞过程产生了大量花岗质侵入岩(如科希斯坦巨型复合岩基和喀喇昆仑岩基),同时该地区发育碳酸盐岩,构造热液活动十分强烈。目前,西北边境省吉德拉尔地区、达苏地区和赛杜地区发现的拉霍、帕增和格拉姆等铅锌矿床(点)均与岩浆作用有关,因此该地区具有形成与岩浆作用有关的夕卡岩型和浅成低温热液型铅锌成矿地质条件。此外,在巴基斯坦西部查盖岩浆弧带内分布有大量岩浆岩和火山沉积地层,目前已发现铅锌矿呈多金属矿脉产于晚白垩世—渐新世火山岩层间或断裂破碎带中
[21,53]。因此,该地区具有形成火山岩容矿VMS型铅锌成矿条件,同时具有寻找夕卡岩型和浅成低温热液型铅锌成矿潜力。
目前,巴基斯坦已发现的铅锌矿主要为SEDEX型和MVT型,其次为岩浆-热液型。SEDEX型和MVT型铅锌矿主要分布在俾路支省的胡兹达尔—贝拉地区一带,热液型铅锌矿主要分布于俾路支省查盖地区、开伯尔—普赫图赫瓦省吉德拉尔地区、达苏地区和赛杜地区。研究资料显示,杜达、贡尕和苏迈等铅锌矿床规模均达到中型以上,已探明矿石远景储量超过6 000万t
[22,28]。
4.2 巴基斯坦铅锌找矿预测区优选
巴基斯坦位于特提斯铅锌成矿带的中部,本文重点选择特提斯带内和世界不同类型典型铅锌矿床地球化学特征进行分析(
表7[1,54⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓⇓-66]),为预测铅锌矿潜在矿床成因类型提供依据。本文通过不同类型铅锌成矿特征,结合前人地球化学资料总结,将铅锌矿依据不同成矿作用划分为3个成矿系列,6个矿床类型,其中与沉积岩容矿有关的铅锌多金属成矿系列,主要包含SEDEX和MVT两个矿床类型,主要为一套中低温元素组合,成矿元素组合为Pb、Zn和Ag,伴生元素可能为Cd、Ba、As、Sb、Hg和Mo等。最新研究资料显示
[67],该类型矿床中伴生Ga、Ge、Cd和In等稀散元素含量比其他类型相对较高,此外,SEDEX和MVT两个矿床类型在元素组合异常上不易区分,但部分SEDEX矿床因为成矿温度略高,会存在Cu异常显示,可作为判断矿床类型的依据之一。与火山-沉积岩容矿有关的铅锌多金属成矿系列主要为VMS型铅锌矿床,主要为一套中温元素组合,成矿元素组合为Pb、Zn和Ag,伴生元素可能为Cu、As、Sb、Bi、Mn、Cd和Hg等。与岩浆-热液活动有关的铅锌多金属成矿系列,主要包含夕卡岩型、隐爆角砾岩型和浅成低温热液型3个矿床类型,由于斑岩型铜矿中伴生Pb和Zn,但此类型不是Pb和Zn的主要成矿类型,因此本次未进行总结。该系列主要为一套低温到高温元素组合,成矿元素组合为Pb和Zn,夕卡岩型伴生元素组合多样,可能为Au、Ag、As、Sb、Cd、W、Sn、Mo和Bi等。隐爆角砾岩型和浅成低温热液型元素相对简单,伴生元素可能为Au、Mo、Ag、As、Sb和Pb。这3种类型从元素组合上不易区分,夕卡岩型矿床出现W、Sn和Mo等高温元素异常组合,同时也会出现Au、As和Sb等低温元素异常组合,与其他矿床类型进行区分需要进一步结合地质条件进行判断。此外最新的研究
[54,68]显示,夕卡岩型铅锌多金属矿床中In含量较高,可作为矿床类型判断的依据之一。
基于以上研究开展铅锌矿找矿预测区优选。优选主要依据如下:异常具有明显浓集中心和多元素异常套合,以Pb、Zn、Ag和Cd元素组合为主要参考依据,其他指示元素为辅,同时结合成矿地质背景,以及区内发现矿床(点),共圈定9处铅锌矿找矿预测区(
图6)。
(1)德罗什铅锌矿找矿预测区(YC01)。该预测区地理位置位于巴基斯坦北部德罗什—莫里一带(
图6),所属构造单元为喀喇昆仑地块。预测区异常组合元素为Pb、Zn、Ag、Cd、Ga、Ge和In(
图7),异常面积约7 580 km
2,主元素和伴生元素均有明显浓度分带,异常规模大,强度高,元素间套合较好。主元素Pb峰值为37.22 μg/g,平均值为24.18 μg/g,Zn峰值为134.05 μg/g,平均值为88.27 μg/g。异常整体呈北东向展布,与区域构造方向一致,主元素Pb和Zn异常浓集中心位于两条北东向区域构造带中间部位,区内出露前寒武纪片岩和大理岩、古生代黑色页岩和中生代碳酸盐岩,发育中生代酸性岩体,构造活动强烈,为与岩浆-热液活动有关的铅锌矿形成提供了良好的成矿地质条件。同时,异常组合元素中有In异常,指示该区具有形成夕卡岩型铅锌矿的可能,区内已发现铅锌矿床(点)多处,位于岩体内、与地层接触带部位和断裂带内。因此,推断预测区具有寻找岩浆-热液活动有关的夕卡岩型和浅成低温热液型铅锌的成矿潜力。
(2)吉尔吉特铅锌矿找矿预测区(YC02)。该预测区地理位置位于巴基斯坦北部豪杰瓦—达苏一带(
图6),所属构造单元主体位于科希斯坦—拉达克岛弧,部分位于喜马拉雅褶冲带。预测区异常组合元素为Pb、Zn、Ag、Ge、Cu、In和Ga(
图8),异常面积约31 000 km
2,主元素和伴生元素均有明显浓度分带,异常规模大,强度高,元素间有套合。主元素Pb峰值为52.13 μg/g,平均值为24.05 μg/g,Zn峰值为133.69 μg/g,平均值为89.49 μg/g。异常整体呈椭圆状,主元素Pb异常浓集中心位于近南北向区域构造带,主元素Zn异常浓集中心位于近东西展布的中生代酸性岩体与地层接触部位,区内出露地层主要为古生代片岩和大理岩、中生代碳酸盐岩,构造活动强烈,为与岩浆-热液活动有关的铅锌矿形成提供了良好的成矿地质条件。同时,异常组合元素中有Cu、Ag和In中高温元素,指示该区具有形成夕卡岩型铅锌矿的可能,区内已发现铅锌矿床(点)多处,位于岩体内和与地层接触带附近断裂带内。因此,推断预测区具有寻找与岩浆-热液活动有关的夕卡岩型和浅成低温热液型铅锌的成矿潜力。
(3)白沙瓦铅锌矿找矿预测区(YC03)。该预测区地理位置位于巴基斯坦北部白沙瓦—赛杜一带(
图6),所属构造单元主体处于喜马拉雅褶冲带,部分位于科希斯坦—拉达克岛弧。预测区异常组合元素为Pb、Zn、Ag、Cu、Mo、In和Ge(
图9),异常面积约21 460 km
2,主元素和组合元素均有明显浓度分带,异常规模大,强度高,元素间有套合。主元素Pb峰值为155.90 μg/g,平均值为25.85 μg/g,Zn峰值为170.67 μg/g,平均值为99.19 μg/g。异常整体呈近东西向椭圆状展布,主元素Pb异常浓集中心位于近南北向区域构造带,主元素Zn异常浓集中心位于近东西展布的区域构造带,区内出露地层主要为古生代片岩、板岩和大理岩,中生代碳酸盐岩和新生代碎屑岩,同时发育古生代酸性岩,为与岩浆-热液活动有关的铅锌矿形成提供了良好的成矿地质条件。此外,异常组合元素中有Cu、Mo、Ag和In中高温元素,指示该区具有形成夕卡岩型铅锌矿的可能,区内已发现拉霍和帕增等铅锌矿点,位于岩体和与地层接触带部位,以及断裂带附近。因此,推断预测区具有寻找与岩浆-热液活动有关的夕卡岩型和浅成低温热液型铅锌的成矿潜力。
(4)梅克德尔铅锌矿找矿预测区(YC04)。该预测区地理位置位于巴基斯坦中部梅克德尔—勒兹默格一带(
图6),所属构造单元为苏莱曼褶皱带。预测区异常组合元素为Zn、Pb、Cu、Ag、Cd、Ga和Ge(
图10),异常面积约30 000 km
2,主元素和组合元素均有明显浓度分带,异常规模大,强度高,元素间套合较好。主元素Pb峰值为143.70 μg/g,平均值为20.17 μg/g,Zn峰值为113.46 μg/g,平均值为92.87 μg/g。异常整体呈南北向展布,与区域构造方向一致,主元素和组合元素浓集中心沿区域构造呈带状、串珠状展布,区内出露中生代、新生代碳酸盐岩和碎屑岩,无岩浆活动,为与沉积岩容矿有关的铅锌矿形成提供了良好的成矿地质条件。此外,异常组合元素中有Pb、Zn、Ag和Cu中低温元素,指示该区具有形成SEDEX和MVT型铅锌矿的可能,区内已发现铅锌矿点,位于碳酸盐岩地层内。因此,推断预测区具有寻找与沉积岩容矿有关的SEDEX型和MVT型铅锌的成矿潜力。
(5)奎达找矿预测区(YC05)。该预测区地理位置位于巴基斯坦中部奎达一带(
图6),所属构造单元为苏莱曼褶皱带。预测区异常组合元素为Zn、Pb和Ag(
图11),异常面积约6 960 km
2,主元素和组合元素均有明显浓度分带,异常规模大,强度高,元素间套合较好。主元素Pb峰值为24.02 μg/g,平均值为20.06 μg/g,Zn峰值为121.70 μg/g,平均值为93.34 μg/g。异常整体呈近东西向展布,区内主要出露新生代碎屑岩,以及少量中生代碳酸盐岩和碎屑岩,无岩浆活动,构造发育。根据预测区元素组合特征,结合区域成矿地质条件,推断预测区具有寻找与沉积岩容矿有关的SEDEX型和MVT型铅锌的成矿潜力。
(6)胡兹达尔铅锌矿找矿预测区(YC06)。该预测区地理位置位于巴基斯坦南部胡兹达尔—沃德一带(
图6),所属构造单元为苏莱曼褶皱带。预测区异常组合元素为Zn、Pb和Ag(
图12),异常面积约7 500 km
2,主元素和组合元素均有明显浓度分带,有一定异常规模。主元素Pb峰值为139.21 μg/g,平均值为27.61 μg/g,Zn峰值为116.59 μg/g,平均值为108.01 μg/g。异常整体呈椭圆状展布,与区域构造方向一致,区内出露中生代、新生代碳酸盐岩和碎屑岩,构造发育,已发现贡尕和苏迈等多个铅锌矿床(点)位于侏罗纪碳质泥岩和灰岩内,矿床类型属于SEDEX和MVT型
[16,28]。根据预测区元素组合特征,结合区域成矿地质条件,推断预测区具有寻找与沉积岩容矿有关的SEDEX和MVT型铅锌的成矿潜力。
(7)贝拉铅锌矿找矿预测区(YC07)。该预测区地理位置位于巴基斯坦南部贝拉—乌特尔一带(
图6),所属构造单元为苏莱曼褶皱带。预测区异常组合元素为Zn、Pb、Ag、Cu、Ga、In和Mo(
图13),异常面积约16 200 km
2,主元素和组合元素均有明显浓度分带,异常规模大,强度高。主元素Pb峰值为40.67 μg/g,平均值为29.47 μg/g,Zn峰值为137.89 μg/g,平均值为95.62 μg/g。异常整体呈南北向带状展布,与区域构造方向一致,主元素浓集中心沿区域构造带串珠状展布,区内出露中生代碳酸盐岩和新生代碎屑岩,发育超基性岩体,构造发育,为与沉积岩容矿有关的铅锌矿形成提供了良好的成矿地质条件。异常元素Cu、In和Mo等中高温元素可能是由于与蛇绿岩体有关,其余低温元素指示该区具有形成SEDEX和MVT型铅锌矿的可能。区内已发现杜达等多个铅锌矿床(点)位于侏罗纪碳质泥岩和灰岩内,矿床类型属于SEDEX和MVT型
[16,28]。根据预测区元素组合特征,结合区域成矿地质条件分析,推断预测区具有寻找与沉积岩容矿有关的SEDEX型和MVT型铅锌的成矿潜力。
(8)山达克铅锌矿找矿预测区(YC08)。该预测区地理位置位于巴基斯坦西南部山达克一带(
图6),所属构造单元为查盖火山岩浆弧。预测区异常组合元素为Pb、Zn、Ag、Cu和Mo(
图14),异常面积约14 000 km
2,主元素和组合元素均有明显浓度分带,异常规模大,强度高,元素间套合较好。主元素Pb峰值为116.59 μg/g,平均值为32.65 μg/g,Zn峰值为139.21 μg/g,平均值为98.96 μg/g。异常整体呈北西向带状展布,与区域构造方向一致,主元素浓集中心沿区域构造带串珠状展布。区内大面积出露新生代、中生代火山岩和碎屑岩,以及少量新生代酸性岩,构造发育,为与岩浆-热液和火山-沉积岩容矿有关的铅锌矿形成提供了良好的成矿地质条件。异常元素Cu和Mo等中高温元素可能与酸性岩体有关,区内已发现雷克迪克和山达克等斑岩型铜矿。此外,发现的多个铅锌矿点,呈多金属矿脉产于火山沉积地层或断裂破碎带中。因此,该区除了寻找具有斑岩铜矿相伴生的铅锌矿之外,还可能具有寻找与火山-沉积岩容矿有关的VMS型铅锌的前景。
(9)达尔本丁铅锌矿找矿预测区(YC09)。该预测区地理位置位于巴基斯坦西南部达尔本丁一带(
图6),所属构造单元为查盖火山岩浆弧。预测区异常组合元素为Zn、Ag、Cu和Mo(
图15),异常面积约16 900 km
2,主元素和组合元素均有明显浓度分带,异常规模大,强度高,元素间有套合。主元素Zn峰值为91.40 μg/g,平均值为79.78 μg/g。异常整体呈北东向带状展布,与区域构造方向一致。区内大面积出露新生代、中生代火山岩和碎屑岩,以及少量新生代酸性岩,构造发育,为与岩浆-热液和火山-沉积岩容矿有关的铅锌矿形成提供了良好的成矿地质条件。已发现的多个铅锌矿点,位于岩体和地层接触带,以及火山沉积地层内。因此,根据预测区元素组合特征,结合区域成矿地质条件分析,该预测区具有寻找VMS型、夕卡岩型和浅成低温热液型铅锌的成矿潜力。
5 巴基斯坦铅锌成矿潜力和对特提斯带铅锌找矿勘查的启示
5.1 巴基斯坦铅锌成矿潜力分析
通过以上研究,根据预测区内的已知矿床类型和地质特征,并结合不同成矿类型铅锌矿元素异常组合特征(
表7),将9个预测区划分为3个主要成矿系列:与沉积岩容矿有关的铅锌多金属成矿系列、与岩浆-热液活动有关的铅锌多金属成矿系列和与火山-沉积岩容矿有关的铅锌多金属成矿系列。
(1)与沉积岩容矿有关的铅锌多金属成矿系列预测区。该成矿系列中预测区位于巴基斯坦中南部贝拉、胡兹达尔和奎达一带,所属构造单元为苏莱曼褶皱带,区内出露中生代陆缘盆地、新生代前陆盆地碳酸盐岩、页岩、碳质泥岩和砂岩,发育新生代逆冲推覆和走滑断裂系统,是形成沉积岩容矿SEDEX和MVT型铅锌矿的有利成矿条件。区内圈定YC04、YC05、YC06和YC07共4处铅锌找矿预测区,异常主元素为Zn、Pb和Ag,组合元素为Cu、Cd、Ga、In和Mo,异常规模大,强度高,浓度分带明显,元素间套合较好,且与主构造线关系密切。目前,预测区内(YC06和YC07)已发现杜达、贡尕和苏迈等多个铅锌矿床(点),该区具有寻找与沉积岩容矿有关的SEDEX和MVT型铅锌矿的良好前景。
(2)与岩浆-热液活动有关的铅锌多金属成矿系列预测区。该成矿系列中预测区位于巴基斯坦北部白沙瓦和西南部山达克一带,所属构造单元北部为喀喇昆仑地块、科希斯坦—拉达克岛弧和喜马拉雅褶冲带,西南部为查盖火山岩浆弧,区内出露地层主要为前寒武系和古生界片岩、大理岩、灰岩和黑色页岩等,大面积发育中生代和新生代酸性岩,构造发育,区内圈定YC01、YC02、YC03和YC09共4处铅锌找矿预测区,异常主元素为Zn和Pb,组合元素为Ag、Cd、Ga、In和Mo,异常规模大,强度高,具有一定浓度分带,元素间有套合,主要分布在岩体与地层的接触带和岩体内,目前预测区内已发现拉霍和帕增等铅锌矿床(点),该区具有寻找与岩浆-热液活动有关的夕卡岩型和浅成低温热液型铅锌矿的前景。
(3)与火山-沉积岩容矿有关的铅锌多金属成矿系列预测区。该成矿系列中预测区位于巴基斯坦西南部山达克和达尔本丁一带,所属构造单元为查盖火山岩浆弧,区内出露中—新生代酸性岩和火山沉积地层,主要发育岩性有斑岩、安山岩和灰岩等,构造发育,区内圈定YC08和YC09两处铅锌找矿预测区,异常主元素为Zn和Pb,组合元素为Ag、Cu和Mo,异常规模大,强度高,有浓度分带,元素间有套合,目前已发现铅锌矿点呈多金属矿脉产于晚白垩世—渐新世火山岩层间或断裂破碎带中,该区可能具有寻找与火山-沉积岩容矿有关的VMS型铅锌的前景。
5.2 对特提斯铅锌找矿勘查的启示
通过以上研究,巴基斯坦具有形成不同类型铅锌矿的成矿潜力,相比较VMS和与岩浆-热液有关的铅锌成矿潜力,SEDEX和MVT型是巴基斯坦最重要的铅锌找矿类型,同时也是特提斯带内最主要的铅锌成矿类型。特提斯带发育了大量与沉积岩有关的铅锌矿床,从东往西铅锌成矿带可划分为中国甜水海—三江带、巴基斯坦胡兹达尔—拉斯贝拉带、伊朗萨南达季—锡尔詹带、土耳其塔姆罗斯带、欧洲上西里西亚带和摩洛哥泰维西特—博乌贝克尔带。其中,除了中国和伊朗成矿带总体勘查程度较高,其他成矿带找矿勘查十分有限。
本次通过1∶1 000 000地区化学调查和铅锌成矿潜力分析,认为胡兹达尔—拉斯贝拉带是巴基斯坦最具铅锌成矿潜力的地区,与中国甜水海—三江带和伊朗萨南达季—锡尔詹带在成矿地质背景、成矿类型和关键控矿条件上均具有较多相似性
[14⇓-16],可对比性强,提出胡兹达尔—拉斯贝拉带具有寻找SEDEX和MVT型铅锌矿较大潜力。另外,除了已知的贝拉和胡兹达尔地区(YC06和YC07)预测区,同时提出该成矿带北部奎达地区(YC04和YC05)是新的找矿方向(
图1、
图6)。该成矿带向西与伊朗萨南达季—锡尔詹带连接,向东延伸到中国甜水海—三江带,因此,该带属于特提斯巨型沉积岩容矿铅锌成矿带的重要组成部分之一,找矿潜力巨大。
此外,相比较特提斯带内其他成矿带,塔姆罗斯带、上西里西亚带和、泰维西特—博乌贝克尔带和塔吉克帕米尔地区勘查程度较低,它们具有与胡兹达尔—拉斯贝拉带相似的成矿背景、地质条件和已发现的铅锌矿床(点)特征,因此,这些成矿区带是未来特提斯带内寻找SEDEX和MVT型铅锌矿的重要找矿勘查区。同时,巴基斯坦发育典型的SEDEX型铅锌成矿作用,与中国三江—甜水海带对比,可为中国寻找SEDEX型铅锌矿床提供地球化学特征方面的约束和依据。
6 结论
(1)巴基斯坦全境基岩出露区铅元素在水系沉积物中的含量为0.37~155.90 μg/g,平均含量为13.44 μg/g,高于地壳克拉克值。锌元素在水系沉积物中的含量为1.78~288.70 μg/g,平均含量为52.10 μg/g,低于地壳克拉克值。
(2)根据 92% 累频为异常下限(Pb含量为18.4 μg/g,Zn含量为76.0 μg/g)共圈定18个铅地球化学异常和24个锌地球化学异常,通过铅、锌等元素区域地球化学分布特征,结合区域地质背景和成矿条件分析,共圈定9处铅锌矿找矿预测区,划分为3个主要成矿系列:与沉积岩容矿有关的铅锌多金属成矿系列,具有寻找SEDEX和MVT型铅锌矿的良好前景(YC04、YC05、YC06和YC07);与岩浆-热液活动有关的铅锌多金属成矿系列,具有寻找夕卡岩型和浅成低温热液型铅锌矿的前景(YC01、YC02、YC03和YC09);与火山-沉积岩容矿有关的铅锌多金属成矿系列,可能具有寻找VMS型铅锌的前景(YC08和YC09)。
(3)胡兹达尔—拉斯贝拉铅锌成矿带勘查程度低,通过1∶1 000 000地区化学调查和铅锌成矿潜力分析,主要异常元素组合为Zn、Pb、Cu、Ag、Cd、Ga、In和Mo,异常规模大,强度高,浓度分带明显,提出该成矿带具有寻找SEDEX和MVT型铅锌矿较大潜力,是巴基斯坦最具铅锌成矿潜力的地区。同时,提出该成矿带北部奎达地区(YC04和YC05)是新的找矿方向。该成矿带向西与伊朗萨南达季—锡尔詹带连接,向东延伸到中国甜水海—三江带,是特提斯带巨型沉积岩容矿铅锌成矿带的重要组成部分。
谨以此文向中国-上海合作组织地学合作研究中心成立10周年献礼,样品采集由中国地质调查局境外合作团队和巴基斯坦地质调查局合作完成,在此,向中巴地球化学调查合作团队的所有成员表示感谢。同时,感谢王学求研究员和张必敏研究员对本文的悉心指导,以及审专家提出的宝贵修改意见。
京公网安备11010202008535号
PDF
(17572KB)
