新疆乌拉根铅锌矿沉积相古地理特征研究

余子昌 叶雷 任经武 刘增仁 帅磊

摘要：乌拉根一带中生代层控砂砾岩型铅锌矿以乌拉根大型一超大型铅锌为代表，位于塔里木盆地西部喀什坳陷的北部。区域构造环境较复杂，成矿条件优越，属乌拉根铅锌铜成矿带。本文从乌拉根铅锌矿床，依据实测剖面研究乌拉根铅锌矿内K1kz5辫状河三角洲各亚相及其微相的表现特征。结合前人的研究成果，从区域沉积环境、赋矿层位沉积特征与沉积相、赋矿层位古地理特征方面论述乌拉根铅锌矿的成矿机制与成矿条件，为乌拉根区铅锌找矿提供可借鉴的依据。乌拉根铅锌矿赋存于辫状河三角洲平原亚相辫状河道微相中。从赋矿岩石组合看透水的砂砾岩与上覆的石膏层，为有利的岩石组合，即辫状河三角洲平原亚相砂砾岩与上覆膏质海湾相E1a密闭性石膏。

关键词：古地理；沉积相；辫状河三角洲；乌拉根铅锌矿；新疆

西南天山中生代层控砂砾岩型铅锌矿因乌拉根大型一超大型铅锌矿而闻名，此类矿床严格受下白垩统克孜勒苏群第五岩性段砂砾岩控制，属于典型的层控砂砾岩型铅锌矿。通过勘查评价工作，初步估算乌拉根铅锌矿南北矿带（铅+锌）资源量448.36万吨，为大型一超大型铅锌矿（刘增仁等，2012），在乌拉根一带该类型铅锌矿不仅赋矿层分布范围广，延伸稳定，长度超过百余千米，而且沉积厚度大，多在几十至百余米，因此，仍然存在很大的找矿潜力。

1.矿床地质特征

乌拉根铅锌矿田的大地构造位置隶属塔里木板块中央地块西南坳陷（喀什坳陷）。属于该坳陷的一部分，位在其西北部的次级构造单元一乌恰凹陷中。矿床受控于矿区内的乌拉根向斜构造（图1），铅锌矿体在向斜的南北两翼对称产出，以向斜轴线为界，将其划分为南、北两个矿带。具有如下主要矿床地质特征（刘增仁等，2012）。

北矿带地表系统控制3500m，平均宽100m；南矿带地表系统控制4000m，平均宽150m。

南矿带地表圈出东、西段两个矿化富集区段，东西两个矿化富集区段均圈出2个矿体；北矿带地表亦圈出东、西段两个矿化富集区段，北矿带西段圈出4个矿体，北矿带东段圈出3个矿体。

矿体呈层状、似层状，与地层产状一致。具石膏化、天青石化、褐铁矿化、黄体矿化、方铅矿化与闪锌矿化。

2.乌拉根铅锌矿沉积相与古地理特征

2.1区域沉积环境分析

早白垩世晚期在乌拉根隆起一卡巴加特隆起周缘则形成以砂砾岩为主的辫状河三角洲为主的沉积（即乌拉根式铅锌矿的赋矿层位）。晚白垩世北部以浑水潮坪相为主夹海湾相、过渡相沉积，南部则以潮坪相、过渡相为主夹海湾相沉积，形成一个西北一东南向长条形袋状陆表海，称喀什海湾，乌拉根一卡巴加特仍为一个凹中低缓隆起；古新世早期（阿尔塔什期），喀什凹陷被海水淹没的范围空前扩大，这次海侵一直延续到齐姆根早期。所沉积的为一套潮坪、海湾相夹陆海过渡相以碳酸盐岩和大套石膏岩为主，乌拉根一卡巴加特仍为一个凹中隆起。始新世（卡拉塔尔期），最大规模的海侵，海水大量涌入淹没了喀什滨海平原，到乌拉根期海侵达到了高峰阶段。潮下介壳滩相的灰岩不仅覆盖了卡巴加特隆起，而且在乌拉根隆起的两翼均接受沉积。

2.2.1赋矿层位沉积特征

（1）岩石类型

乌拉根铅锌矿的赋矿层位一下白垩统克孜勒苏群顶部第5岩性段（K1kz5）的主要巖性为：砂岩、含砾砂岩、砂砾岩，表示本区的赋矿层位沉积时水动力条件较强；岩石颜色以灰白色，浅灰色为主，反映为水体较浅、水流畅通的环境下的沉积，沉积相为三角洲平原或前缘沉积。

（2）含矿层沉积构造

乌拉根铅锌矿区赋矿层位内砂岩中多发育平行层理，常与板状交错层理（图2b、h、i）共生；含砾砂岩、砂砾岩、砾岩中多发育交错层理，以低角度交错层理、板状、槽状交错层理（图2b、c、d、e、f、g、h）为主，与平行层理共生。此类层理形成时水动力较强，主要形成于辫状河道环境。

（3）含矿层古生物特征

克孜勒苏群内所含化石整体较少，仅为一些热河动物群介形类化石及孢粉（叶留生，1981），亦有一些海相化石（魏景明，1990；郝治纯，1985；魏景明，1982），与区域沉积环境所分析的辫状河三角洲相吻合。整体向上海相生物增多，这一特征与辫状河三角洲平原亚相、辫状河三角洲前缘亚相、前辫状河三角洲亚相特征吻合。

（4）粒度分析

通过对乌拉根铅锌矿区的下白垩统克孜勒苏群第5岩性段（Klkz5）砂砾岩、砾岩中不同砾石类型的统计，从底向顶依次为1-5，其中4、5号统计点为矿化层（表1），反映出K1kz5砾石搬运距离较长，成熟度高。粒度分析认为K1kz5下部（乌拉根地区）为辫状河三角洲平原亚相沉积特征。K1kz5上部反映辫状河三角洲平原辫状河道砂岩较发育的沉积特点。

2.2.2沉积相类型及特征

依据乌拉根铅锌矿区内K1kz5的沉积特征，判定该区属辫状河三角洲相三角洲平原亚相，并进一步划分出辫状河道及越岸沉积2个微相（表2）。其中：

辫状河道微相，整体岩性较粗，为砾岩、砂砾岩、含砾砂岩及砂岩。组成若干向上变细的层序，一般自下而上为砾岩一砂砾岩一含砾砂岩一砂岩，局部顶部出现少量泥岩。层序底部发育冲刷面，其上分布有河床滞留砾石沉积。为区域主要的赋矿层位，也是油田卤水蚀变的主要选择岩性，尤其是在砾岩、砂砾岩的成分成熟度较高、磨圆度较高的地段（图2a）。该微相以砾岩、砂砾岩为主，多呈大的透镜体产出，底面多不平，具槽形底冲刷面，顶面相对平整，砾岩、砂砾岩中可见大型板状交错层理、槽状交错层理、斜层理及平行层理为主，矿化蚀变部分为黄白色、灰白色等为主，砾石成分以石英、硅质岩、燧石为主，磨圆呈次棱角一次圆状。颗粒支撑，砂质充填，泥质较少，砾石砾径0.2cm～3cm；而未矿化蚀变部分的区别在于岩石中泥质成分较高，砾石砾径稍大，颜色多呈褐红色（图2e）。常形成向上变细的韵律（图3）。灰白色段泥质含量明显增多。而砾岩多以底面不平的透镜体产出；越岸沉积微相在研究区内主要表现为夹于砾岩与砂岩之间的褐红色粉砂质泥岩，而在其顶部，因砾岩中的油田卤水作用而形成大的褪色边。泥岩是在洪水期水体漫过河道，在河道两侧及河道问形成积水洼地中形成的，常见姜状钙质结合（图2j）。局部夹有小型水道砂体。

乌拉根铅锌矿区在下白垩统克孜勒苏群第5岩性段期沉积环境整体表现为辫状河三角洲平原亚相特征，随着水体、水量等的变化表现为辫状河道一越岸沉积逐步过渡的微相特征。从上覆、下伏层沉积相看：乌拉根铅锌矿区上覆E1a密闭性石膏，属膏质海湾相；下伏下白垩统克孜勒苏群第4岩性段（K1kz4）顶部的不透水性泥岩，属辫状河平原相沉积。从赋矿岩石组合看透水的砂砾岩与上覆的石膏层，为有利的岩石组合，即辫状河三角洲平原亚相砂砾岩与上覆膏质海湾相E1a密闭性石膏。

乌拉根铅锌矿区内铅锌赋存于辫状河三角洲平原亚相辫状河道微相中，在乌拉根矿区克孜勒苏群第五岩性段下部由于沉积时期古地理的坡度较大，物源较为丰富，砾石成份较为复杂、粒度较粗、泥质含量较高，孔隙度较小，不利于区域油田卤水的运移，因此蚀变较弱；而上部则相反，砾石成份以硅质为主、泥质含量较少，孔隙度较大，有利于油田卤水及后期构造热液的流通，因此才能造成铅锌矿的富集。通过乌拉根铅锌一带K1kz5沉积相古地理图（图4）可以看出：早白垩世时期乌拉根铅锌矿区整体北东高、南西低。北部为古陆剥蚀区，中部为辫状河三角洲平原，西南部为湖泊。分别遭受剥蚀和接受辫状河三角洲相及海湾相沉积。

3.结论

（1）乌拉根铅锌矿区下白垩统克孜勒苏群第5岩性段的沉积环境属于辫状河三角洲平原亚相。根据岩性、构造等特征将辫状河三角洲平原亚相分为辫状河道及越岸沉积2个微相。

（2）乌拉根铅锌矿赋存于辫状河三角洲平原亚相辫状河道微相中。

（3）通过编绘乌拉根一带K1kz5沉积相古地理图。认为早白垩世时期乌拉根铅锌矿区整体北东高、南西低。北部为古陆剥蚀区，中部为辫状河三角洲平原，西南部为湖泊。分别遭受剥蚀和接受辫状河三角洲相及海湾相沉积。