高荣臻，薛春纪，满荣浩，代俊峰，赵晓波，赵 云，亚夏尔·亚力坤，Bakhtiar NURTAEV，Nikolay PAK，莫宣学

(1. 中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院，北京 100083； 2. 中国地质大学(北京) 地质过程与矿产资源国家重点实验室，北京 100083； 3. 东北大学 资源与土木工程学院，辽宁 沈阳 110819； 4. 东华理工大学 地球科学学院，江西 南昌 330013； 5. 新疆大学 地质与矿业工程学院，新疆 乌鲁木齐 830047； 6. 乌兹别克斯坦地质与矿产资源委员会地质与地球物理研究所，塔什干 100041； 7. 吉尔吉斯斯坦科学院地质研究所，比什凯克 720040)

0 引 言

天山西起咸海(64°E)，向东经乌兹别克斯坦、塔吉克斯坦、吉尔吉斯斯坦、哈萨克斯坦和中国新疆，延伸至新疆与甘肃交界处的星星峡戈壁(95°E)，东西全长约2 500 km，南北宽约570 km，是中亚造山带西南部规模宏大的巨型造山带[图1(a)]。铅锌是天山地区重要的优势矿种，在该区已发现有众多不同成因类型的铅锌矿床，其中也不乏大型—超大型铅锌矿床，如哈萨克斯坦Tekeli(铅锌资源量为550×104t[1-2])、Shalkiya(1 058×104t[3])和Achisai(154×104t[3])，乌兹别克斯坦Kurgashinkan(160×104t[4])和Uchkulach(667×104t[5])，塔吉克斯坦Altyntopkan(185×104t[3])，中国新疆乌拉根(南矿带铅锌资源量为590×104t，矿区远景资源量超过1 000×104t[6])、彩霞山(300×104t[7])、阿齐山(194×104t[8])和阿尔恰勒(100×104t[9])，构成了天山地区巨型铅锌成矿带[图1(b)]。然而，由于中国及境外天山铅锌矿产勘查和研究程度相对较低，前人早期研究多集中于单个矿床或某个特定矿集区，而对天山地区铅锌重要成矿环境、成矿类型及其成矿构造演化认识不足。天山地区如此众多大型—超大型铅锌矿床的产出是基于什么地球动力学背景？铅锌成矿具有哪些基本特征？区域铅锌成矿类型有哪些？受何要素控制？未来找矿突破方向在哪里？这些都是颇受关注的地质找矿问题。

本文在中国及境外天山广泛地质矿产调查的基础上，结合最新矿产勘查进展和前人研究成果，将中国及境外天山看作一个整体，试图梳理天山造山带构造演化和铅锌重要成矿环境、典型矿床地质特征、成矿系统与成矿类型，总结天山地区铅锌成矿构造演化过程，并分析区域铅锌成矿特点与未来找矿突破方向，为天山地区特别是中国新疆天山地区铅锌找矿持续突破提供参考和引导。

1 区域构造单元划分

中亚造山带位于西伯利亚板块、东欧板块、卡拉库姆板块、塔里木板块、华北板块之间[10-11][图1(a)]，与环太平洋俯冲型造山带、阿尔卑斯—喜马拉雅碰撞型造山带不同，其经历了复杂而漫长的增生造山作用过程，为全球最大的增生型造山带和显生宙以来大陆生长最显著的区域[12-14]。天山地区位于中亚造山带西南部[图1(a)]，常以88°E经线分为西天山和东天山[15]；天山由北向南可根据产出的蛇绿岩带、超高压变质岩带以及大型断裂构造细分为北天山岛弧带、哈萨克斯坦—伊犁板块、中天山地块和南天山造山带4个次级构造单元[16-22][图1(b)]。

北天山岛弧带以天山北缘—阿齐克库都克断裂为南界与中天山地块相邻，以卡拉麦里断裂为北界与准噶尔地块相邻，在其南缘断续出露蛇绿岩残片和(超)高压变质岩，组成了一套大洋俯冲成因的增生楔杂岩，即北天山缝合带[图1(b)][14,23-24]。北天山岛弧带主要由古生代火山-沉积岩和岩浆岩组成，未见有前寒武纪变质基底出露[17-19,25]；自北向南可以进一步细分为博格达—哈尔里克岛弧带、大南湖—头苏泉岛弧带、康古尔—黄山韧性剪切带、阿齐山—雅满苏岛弧带4个部分[16,23]。区域地层和岩浆岩年代学研究表明，博格达—哈尔里克岛弧带和大南湖—头苏泉岛弧带形成于泥盆纪，而康古尔—黄山韧性剪切带和阿齐山—雅满苏岛弧带则形成于晚石炭世[16-17]。

哈萨克斯坦—伊犁板块夹持于尼古拉耶夫线—那拉提北缘断裂、天山北缘—阿齐克库都克断裂以及塔拉斯—费尔干纳断裂之间[图1(b)]，主体为哈萨克斯坦—伊犁地块及其周缘活动大陆边缘沉积，在前寒武纪变质基底之上发育新元古界至古生界碳酸盐岩和硅质碎屑岩、古生界中—基性火山岩盖层[17]。下古生界从老到新由被动陆缘沉积逐渐演变为活动陆缘沉积，至泥盆系—石炭系为岛弧/陆缘弧安山岩，二叠系为陆源碎屑沉积和火山沉积以及磨拉石建造[1-2,26]。古生代岩浆活动时代为470～260 Ma，主要分布于其南、北边缘，岩性主要为钙碱性长英质岩石，也有少量镁铁质岩石零星分布[27-30]。

中天山地块是指位于天山北缘—阿齐克库都克断裂和尼古拉耶夫线—那拉提北缘断裂以南、阿特巴什—那拉提南缘—卡瓦布拉克断裂以北的狭长隆起带；境外中天山相对较宽，向东延伸进入中国新疆之后逐渐变窄，并在东天山地区稳定延伸[图1(b)]。中天山东段前寒武纪变质基底广泛出露，不仅包括绿片岩相到角闪岩相(局部可达麻粒岩相)变质岩，还包括大量前寒武纪侵入体，其岩浆岩结晶年龄大致分为3组，分别集中在2.5、1.8、1.45～0.8 Ga[10,17,24,31]。前寒武纪变质基底之上的盖层主要为大量古生代岛弧火山岩-火山碎屑岩和基性—超基性侵入体，以及少量早中生代侵入体，其中古生代酸性岩浆岩广泛分布，岩浆岩结晶年龄为500～250 Ma[17,32-35]。中天山西段(包括境外)前寒武纪变质基底多有出露，盖层主要为下古生界浅变质海相碎屑岩、碳酸盐岩和中性火山岩及相应火山碎屑岩，在乌兹别克斯坦境内盖层也常发育有泥盆系—石炭系中性火山岩夹浅海相碎屑岩-碳酸盐岩沉积，二叠系的火山碎屑岩、陆源碎屑沉积及磨拉石建造[1-2,26]。

南天山造山带位于阿特巴什—那拉提南缘断裂以南、塔里木北缘断裂以北[图1(b)]，主体为卡拉库姆—塔里木板块北部被动大陆边缘[36]，在前寒武纪变质基底之上的盖层包括下古生界浅变质含碳质复理石建造、泥盆系—志留系残余浅海相碎屑岩-碳酸盐岩建造，它们因受区域性的挤压构造作用而遭受强烈的逆冲推覆和褶皱变形[37-40]。同时，南天山造山带内还广泛分布蛇绿岩套残片、高压—超高压变质岩带(如蓝片岩、榴辉岩)[15,37-38,41]。南天山造山带岩浆活动不强烈，但局部相对集中，大体上可分为5期：第一期为新元古代基性岩床、岩墙及岩脉；第二期为早古生代花岗岩，结晶年龄集中于490～380 Ma；第三期为晚古生代早期超基性岩，多产于蛇绿混杂岩中；第四期为石炭纪—二叠纪花岗岩、碱性花岗岩及少量碱性岩和基性岩，是区内岩浆活动的高峰期(300～270 Ma)，分布范围也最广；第五期为新生代早期辉长岩、辉绿岩脉，侵位于山前/山间盆地中—新生代沉积地层中[37-38,42]。

2 天山构造演化与重要铅锌成矿环境

天山造山带是由多个开合时间不同、寿命长短各异的古亚洲洋及其分支洋盆(包括Terskey洋、北天山洋、Turkestan洋、南天山洋等)发生、发展、演化、消亡及后期改造的综合产物，大致先后经历了前寒武纪古陆形成、洋-陆俯冲增生、陆-陆碰撞造山和陆内成盆4个地球动力学过程，并相应出现了元古宙古陆边缘裂陷盆地、古生代洋-陆俯冲增生岛弧、晚古生代陆-陆碰撞造山和中—新生代山前/山间盆地4类重要铅锌成矿环境[1-2,10,22,26]。

2.1 元古宙古陆边缘裂陷盆地

前寒武纪变质基底在哈萨克斯坦—伊犁板块东北部赛里木地块、Aktau—Junggar地块、Kokchetav Upland地块和南部Issyku—Kul地块大面积出露[图1(b)]，包括古元古界温泉群、中元古界哈尔达坂群和特克斯群、新元古界开尔塔斯群和库松木切克群等变质碎屑岩-碳酸盐岩建造；其在中天山地块也大面积出露[图1(b)]，包括吉尔吉斯斯坦中天山Kuiliu、Sarydjaz山和Chatkal地区Semizsay群以及中国新疆中天山东段元古界那拉提群、特克斯群、科克苏群、星星峡群、卡瓦布拉克群等片麻岩、片岩、大理岩类变质岩[2,26]。由前寒武纪变质基底形成的这些古陆块共同构成了天山地区最古老的地质单元，为后期大规模增生造山提供了基本框架。同时，这些前寒武纪变质基底具有高Pb、Zn等成矿金属背景值，为铅锌成矿提供了重要的物质基础。可能由于Rodinia超大陆裂解，在中—新元古代围绕古陆块边缘出现早期被动大陆边缘沉积，其沉积韵律、岩石组合与地球化学特征表明其属于被动陆缘裂陷盆地中的次稳定型沉积建造，指示古陆边缘盆地的裂陷性质[2,26]。可能正是伸展背景下的古陆边缘盆地裂陷过程导致显著的海底热液活动和热水沉积，为区域SEDEX型铅锌矿床的形成创造有利地质环境[1-2,26]。

2.2 古生代洋-陆俯冲增生岛弧

天山自北向南沿不同构造单元间的大型断裂断续有蛇绿混杂岩产出，指示多个古大洋的存在[1-2,20][图1(b)]。位于哈萨克斯坦—伊犁板块、北天山岛弧带与中天山地块之间的北天山洋[图1(b)]在晚石炭世—早二叠世闭合之前，在西段向哈萨克斯坦—伊犁板块之下俯冲，形成了从哈萨克斯坦Taldykurgan向东一直延伸到中国新疆博罗霍洛山的大型增生岛弧带；其在东段表现为双向俯冲，向北俯冲于准噶尔地块之下，向南俯冲于中天山地块之下，形成了由海相火山-沉积岩和奥陶纪—石炭纪长英质、镁铁质弧岩浆岩组成的北天山岛弧带[1-2,16,18,45]。位于哈萨克斯坦—伊犁板块与中天山地块之间的Terskey洋，可能与Rodnian超大陆裂解相关，在新元古代打开[1-2]。Terskey洋具有双向俯冲特征，在早—中奥陶世闭合前，向北俯冲于哈萨克斯坦—伊犁板块之下，在其南缘形成了470～460 Ma的钙碱性岛弧花岗岩带；同时，也向南俯冲于中天山地块之下，在新疆中天山和吉尔吉斯斯坦Bozbutau、Atbashi北坡、Chatkal南坡形成了一系列479～444 Ma的岛弧性质岩浆岩[20,31]。位于中天山地块和塔里木板块之间的南天山洋伴随着Terskey洋的关闭，于寒武纪—早奥陶世打开[20]。南天山洋通常认为向北俯冲于中天山地块之下，在其南缘形成了一系列436～276 Ma的弧岩浆岩[20,26]；在塔里木盆地北缘库尔勒—榆树沟地区，其可能具有双向俯冲特征，向南俯冲于塔里木板块之下，形成了430～388 Ma的弧岩浆岩[49]。尽管关于南天山洋的闭合时间存在较大争议，但是越来越多的研究表明其可能是自西向东“剪刀式”闭合，整体上在晚石炭世关闭[41]。位于中天山地块与卡拉库姆板块之间的Turkestan洋可能于新元古代打开，在晚石炭世闭合前，持续向哈萨克斯坦—吉尔吉斯斯坦陆块下俯冲，形成了不同成熟度的增生岛弧[26,50]。由此可见，在北天山洋、Terskey洋、南天山洋、Turkestan洋等多个大洋洋壳俯冲过程中，形成了广泛分布的古生代活动大陆边缘成矿环境[1-2,26]，也是天山地区构造-岩浆-热液活动最突出的铜铅锌多金属成矿环境，为(远)矽卡岩型、岩浆热液脉型、斑岩型、VMS型等铅锌成矿创造了良好的地质条件。

2.3 晚古生代陆-陆碰撞造山

晚古生代伴随着北天山洋、Terskey洋、南天山洋和Turkestan洋的先后关闭，天山地区卡拉库姆、塔里木、中天山、哈萨克斯坦—伊犁、准噶尔等陆块发生陆-陆碰撞，出现以构造变形为主要特点的碰撞造山成矿环境[1-2,26]。造山作用使地壳发生大规模多级脆-韧性变形构造活动(如褶皱变形、逆冲推覆和剪切走滑等)，并伴有同碰撞/后碰撞花岗质岩浆岩活动[1-2]。在碰撞造山动力背景下，由于受到相邻造山带的重力或构造压力驱动，成矿流体发生长距离迁移，造山带山前陆盆地中被动陆缘碳酸盐台地或逆冲推覆构造带为大规模MVT型铅锌成矿创造了良好的地质条件。

2.4 中—新生代山前/山间盆地

在晚古生代末期碰撞造山结束后，天山造山带基本格架初步形成。伴随着中—新生代陆内构造调整和天山的差异性隆升，在天山山前或山间形成了众多大小不同、形态有别、充填物各异的磨拉石沉积盆地，其分布约占造山带面积的50%[1-2,26]。这可能与其南部经历了一系列近EW向陆块向北以及欧亚板块南缘的碰撞拼贴远程效应有关，包括晚三叠世羌塘地块与欧亚板块南缘碰撞、晚侏罗世—早白垩世拉萨地块与羌塘地块碰撞、晚白垩世冈底斯地块与拉萨地块碰撞以及50 Ma以来印度板块与欧亚大陆的碰撞[43]。在陆内构造变形过程中，盆地流体因失稳而发生大规模、长距离迁移流动，并在沉积砂/砾岩层内氧化-还原界面发生金属硫化物沉淀形成铅锌矿化[1-2]，从而为砂岩型铅锌成矿提供了重要地质环境。

3 重要铅锌矿床与成矿系统

天山地区已发现众多铅锌矿床(点)，矿床成因类型多样，包括喷流沉积(SEDEX)型，与岩浆活动有关的矽卡岩型、斑岩型、热液脉型和火山块状硫化物(VMS)型，密西西比河谷型(MVT)和砂岩型(SST)铅锌矿床[图1(b)]。根据其形成的地质环境不同，大体可分为元古宙古陆边缘裂陷盆地铅锌成矿系统(SEDEX型)、古生代增生岛弧铅锌成矿系统(矽卡岩、斑岩、岩浆热液脉和VMS型)、晚古生代碰撞造山铅锌成矿系统(MVT型)和中—新生代山前/山间盆地铅锌成矿系统(砂岩型)4类。

3.1 元古宙古陆边缘裂陷盆地铅锌成矿系统

在哈萨克斯坦—伊犁板块北缘已发现有Tekeli、哈尔达坂、托克赛和四台—海泉等SEDEX型铅锌矿床，在中天山地块北缘已发现的彩霞山、巴伦台、宏源、吉源、玉西、红星山、沙泉子等铅锌矿床也均经历过喷流沉积成矿过程，它们共同构成元古宙古陆边缘裂陷盆地铅锌成矿系统(图1、表1)。

3.1.1 哈萨克斯坦Tekeli铅锌矿床

Tekeli超大型铅锌矿床位于哈萨克斯坦—伊犁板块北缘，已探明铅锌金属储量700×104t，Zn+Pb平均品位为11%，Zn/Pb值约为1.2[51]。矿区大面积出露前寒武纪变质基底，其上覆有里霏系Tekeli群海相碎屑岩-碳酸盐岩、泥盆系碳酸盐岩和中性火山岩、二叠纪基性火山岩建造[2]。里霏系Tekeli群下部主要为碳质页岩或煤层、硅质页岩、灰岩的水平互层，有机质含量(质量分数，下同)较高(6%～15%)，普遍发育浸染状黄铁矿和局部大量浸染状闪锌矿、方铅矿，是区域铅锌矿床(点)的主要赋矿层位。矿床由Tekeli、Zapaday Tekeli、Yablonovoye和Koilymbai等4个矿段组成[图2(a)]，矿体多呈透镜状、似层状，EW向延伸，整合产于里霏系Tekeli群底部黑色碳质页岩和硅质页岩中，地表出露长度为几百米至几千米，厚度为2～60 m不等(图2)[51]。矿石可分为铅锌硫化物矿石和黄铁矿矿石两类，其中前者主要呈层状、韵律层状和纹层状，而后者多呈致密块状。金属硫化物多呈显微细晶结构，主要为黄铁矿、闪锌矿、方铅矿，其次为硫锑铅矿和车轮矿，含少量黄铜矿、黝铜矿、砷黄铁矿、磁黄铁矿和斜辉锑铅矿。矿石平均品位较高，Pb平均品位为2.8%，Zn为4.19%，Ag为42.6×10-6，伴有多种有益元素(如Sn、Sb等)，可供综合利用[51]。

矿石硫化物硫同位素组成变化较为宽泛，除4个黄铁矿样品δ34S值为负值(-6.6‰～-13.8‰)外，其余为1.1‰～26.0‰，均值为13.1‰，推测Tekeli铅锌矿床成矿所需还原硫主要源于海水硫酸盐热化学还原作用(TSR)，也可能部分来自于地层中的细菌硫酸盐还原作用(BSR)。矿石硫化物206Pb/204Pb值为17.106～17.310(均值为17.170)，207Pb/204Pb值为15.457～15.719(均值为15.530)，208Pb/204Pb值为36.769～37.597(均值为37.000)，μ值为9.37～9.89，表明铅锌成矿金属具有壳幔混源特点。综合考虑矿床铅锌成矿背景和纹层状矿化特征，认为Tekeli铅锌矿床具有同沉积成矿特征，矿床成因类型属于SEDEX型。

3.1.2 中国新疆托克赛铅锌矿床

托克赛铅锌矿床位于哈萨克斯坦—伊犁板块东北部的赛里木微地块边缘，发现于2009年，已探明铅锌金属储量达10×104t，Pb平均品位为0.04%～1%，Zn为0.72%～1.92%，Zn/Pb值为5.8。矿区大面积出露上元古界温泉群，岩性主要为大理岩、硅质岩、黑云母石英片岩、二云母石英片岩等，其中大理岩是主要容矿岩石，硅质岩与含矿大理岩密切互层[图3(a)]。铅锌矿体呈层状、似层状和透镜状，长1100～1600 m，厚10～50 m，走向近EW，倾向南，倾角53°～66°，向深部延伸210～440 m(图3)。矿体顺层产于温泉群大理岩中或大理岩-硅质岩层界面[图4(a)、(b)]，与围岩接触界线截然。通常，浅部上盘的矿体较富集Zn，而深部下盘的矿体则较富集Pb。在铅锌矿体内部，铅锌硫化物常呈纹层状与大理岩形成互层韵律[图4(c)、(d)]，且二者也多同步变形[图4(e)]。矿石主要呈层纹状[图4(c)、(d)]和皱纹状构造[图4(e)]，矿物组成简单，含有大量闪锌矿和方铅矿，少量黄铁矿、磁黄铁矿和极少量黄铜矿(图4)；金属硫化物多呈他形、半自形微—细晶结构，粒度为0.005～0.010 mm不等。

图件引自文献[4]，有所修改图2 哈萨克斯坦Tekeli铅锌矿床地质简图与A—A′剖面Fig.2 Geological Sketch Map and Profile A-A′ of Tekeli Zn-Pb Deposit in Kazakhstan

图件引自文献[52]，有所修改图3 中国新疆托克赛铅锌矿床地质简图与A—A′剖面Fig.3 Geological Sketch Map and Profile A-A′ of Tuokesai Zn-Pb Deposit in Xinjiang, China

矿区硅质岩与含矿大理岩常互层整合产出，与铅锌成矿形成于同一环境。这套硅质岩岩相学特征与热水沉积成因硅质岩相似，硅质岩δ30Si值为1.3‰～2.2‰，稀土元素组成显示轻稀土元素(LREE)亏损和轻微负Ce异常，符合海水来源特征，而轻微正Eu异常和偏低的Y/Ho值则指示有海底热液参与[52]。这表明矿区硅质岩为海水和热液混合成因，指示铅锌成矿形成于海底热液活动环境[52]。

矿石硫化物的δ34S值集中分布于5.7‰～20.42‰，指示还原硫很可能来源于同沉积期海水硫酸盐热化学还原作用[52-53]。矿石硫化物Pb同位素组成较为均一，206Pb/204Pb值为17.227～17.549，207Pb/204Pb值为15.447～15.547，208Pb/204Pb值为36.912～37.097，与区域上的沉积岩和基性岩浆岩具有相似Pb同位素组成，指示成矿金属主要源于温泉群陆源碎屑岩和基性火山岩[52]。综上所述，托克赛铅锌矿床与哈萨克斯坦Tekeli铅锌矿床类似，为在元古宙古陆边缘伸展构造背景下由海底热液活动形成的SEDEX型铅锌矿床。

3.1.3 中国新疆哈尔达坂铅锌矿床

哈尔达坂铅锌矿床位于哈萨克斯坦—伊犁板块东北部的赛里木微地块边缘，发现于2009年，已探明铅锌金属储量73.18×104t，Zn+Pb平均品位为9.84%。其中，铅金属储量为14.08×104t，Pb平均品位为0.01%～4.88%；锌金属储量为59.1×104t，Zn平均品位为1.49%～16.04%[54]。矿区内大面积出露中元古界哈尔达坂群(图5)，岩性主要包括片岩、变质砂岩、石英岩、灰岩、大理岩、白云岩、碳质板岩和硅质岩等，其中白云岩、含碳质板岩和硅质岩为主要容矿岩石。哈尔达坂群整体上呈近EW向单斜产出，倾向南，倾角60°～87°，局部可见短轴背斜和向斜，断裂不太发育。矿区普遍发育海西早期的细粒闪长岩脉和闪长玢岩脉，多顺层产出，局部斜切地层和矿体(图5)。

Sp为闪锌矿；Py为黄铁矿；Gn为方铅矿图4 中国新疆托克赛铅锌矿床矿体与矿石特征Fig.4 Characteristics of Orebody and Ore in Tuokesai Zn-Pb Deposit of Xinjiang, China

图件引自文献[54]，有所修改图5 中国新疆哈尔达坂铅锌矿床地质简图和A—A′剖面Fig.5 Geological Sketch Map and Profile A-A′ of Ha’erdaban Zn-Pb Deposit in Xinjiang, China

铅锌矿体自西到东成群展布[图5(a)]，单个矿体长50～400 m不等，厚0.7～7 m，走向近EW，倾向南，倾角75°～87°，向深部延伸100～300 m[图5(b)]。矿体多呈似层状、板状或透镜体，顺层产于哈尔达坂群中，可见其被闪长岩脉穿切(图5)。矿体与围岩接触界线截然，局部发生轻微褶皱。矿石多呈条带状、层纹状构造[图6(a)、(b)]，具有明显同沉积成因特征；还见少量呈浸染状、脉状-网脉状、团块状构造[图6(c)～(e)]，位于条带状-纹层状矿石的底部，具有“上层下脉”的特征[图6(b)]。矿石金属硫化物主要有闪锌矿、方铅矿，及少量黄铁矿、磁黄铁矿等，多呈微—细粒粒状结构。部分矿石因受到后期岩浆作用改造而常呈团块状，其中闪锌矿粒度变粗，部分具有明显颜色分带[图6(f)]。

矿石硫化物δ34S值为2.6‰～15.9‰，峰值为14‰～15‰，均值为11.65‰，稍低于新元古代海水S同位素组成(15‰～22‰)，指示还原硫源于新元古代的海水硫酸盐热化学还原作用。大部分矿石硫化物Pb同位素组成(206Pb/204Pb值为17.183～17.321，207Pb/204Pb值为15.493～15.579，208Pb/204Pb值为36.759～37.175)落于新疆北部基性岩与博罗霍洛花岗岩之间，指示其为壳幔混源，少部分硫化物样品Pb同位素组成(206Pb/204Pb值为17.479～17.719，207Pb/204Pb值为15.507～15.592，208Pb/204Pb值为37.277～37.789)与博罗霍洛花岗岩部分重合，并靠近库松木切克群灰岩，指示其金属来源有更多壳源成分。综合分析表明，成矿金属主要源于哈尔达坂群碎屑岩和中—基性火山岩，而源于矿区闪长岩的可能性小。条带状和网脉状闪锌矿流体包裹体均一温度为60 ℃～263 ℃，盐度为0.18%～18.22% NaCleq，指示成矿流体具中低温度和中低盐度特征。综上所述，哈尔达坂铅锌矿床与哈萨克斯坦Tekeli矿床类似，为在元古宙古陆边缘伸展构造背景下由海底热液活动形成的SEDEX型铅锌矿床。

3.2 古生代增生岛弧铅锌成矿系统

在古生代俯冲增生过程中，Terskey洋在中天山地块北缘和哈萨克斯坦—伊犁板块南缘、北天山洋在哈萨克斯坦—伊犁板块北缘和准噶尔地块南缘、Turkestan—南天山洋在中天山地块南缘形成了不同时期的俯冲增生岛弧，为天山地区矽卡岩型、斑岩型、岩浆热液脉型、VMS型铅锌矿床形成提供了重要的地质环境。具体来讲，在境外中天山地块形成了Kurgashikan、Altyntopkan、Kansai、Kanimansur、Kassan等铅锌矿床，在中国东天山中天山地块发现的彩霞山、吉源、宏源、刘家泉西、玉西、沙泉子、红星山等铅锌矿床也经历了重要的矽卡岩型或岩浆热液脉型铅锌成矿过程，在哈萨克斯坦—伊犁板块北缘形成了阿尔恰勒、哈勒尕提—木祖克、塔北、七兴、吐拉苏、蒙马拉等铅锌矿床，在北天山岛弧带形成了阿齐山、维权、白干湖、亦格尔达坂、小热泉子、梅岭南等铅锌矿床，它们共同构成古生代增生岛弧铅锌成矿系统(图1、表2)。

3.2.1 乌兹别克斯坦Kurgashinkan铅锌矿床

乌兹别克斯坦Almalyk矿集区地处中天山地块南部边缘，由Kalmakyr、Sari—Cheku、Dalneye等斑岩型铜金矿床，Kauldy、Kairagach、Kyzylalmasay等浅成低温热液型金矿床和Kurgashinkan大型矽卡岩型铅锌矿床组成，形成于Turkestan洋向北部中天山地块之下俯冲的古生代岛弧环境[1-2,26]。Kurgashinkan铅锌矿床位于Almalyk矿集区西北部，是其中唯一的大型独立铅锌矿床，目前已探明铅锌金属储量160×104t，Pb+Zn平均品位为4.29%[4]。矿区广泛出露上泥盆统Frasinian阶灰岩、白云岩、白云质灰岩、泥灰岩等组成的钙质、镁质碳酸盐岩地层，中石炭世大规模侵入正长闪长岩，晚石炭世—早二叠世花岗闪长斑岩脉侵入正长闪长岩和碳酸盐岩地层中[图7(a)]。矿体多为扁平状或透镜状，产于正长闪长岩体与上泥盆统碳酸盐岩地层接触带，矿体规模通常在接触带与NE向断裂交汇部位变大，品位变高[图7(b)]。矿石产于接触带矽卡岩和矽卡岩化灰岩、白云岩中，具块状、斑杂状、(稠密)浸染状构造[图8(a)、(b)]。所见矽卡岩主要有透辉石矽卡岩、硅灰石矽卡岩、石榴子石矽卡岩等[图8(c)、(d)]，为接触交代变质成因。矿石金属硫化物主要为方铅矿、闪锌矿和少量黄铁矿、黄铜矿。

D3fr为上泥盆统Frasinian阶；图件引自文献[4]，有所修改图7 乌兹别克斯坦Kurgashingan铅锌矿床地质简图和A—A′剖面Fig.7 Geological Sketch Map and Profile A-A′ of Kurgashingan Zn-Pb Deposit in Uzbekistan

正长闪长岩是导致Kurgashikan矽卡岩型铅锌矿床形成的致矿岩体，同时也是其南部相邻的Kalmakyr和西部相邻的Dalneye两个超大型斑岩金铜矿床的主要矿化岩体。其中，Kalmakyr矿区含矿正长闪长岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为(308±1)Ma[2]，容矿二长花岗岩锆石U-Pb年龄为(327.2±5.6)Ma，石英二长岩锆石U-Pb年龄为(326.1±3.4)Ma，花岗闪长斑岩锆石U-Pb年龄为(313.6±2.8)、(315.2±2.8)Ma，辉钼矿Re-Os等时线年龄为(307.6±2.5)、(309.1±2.2)Ma[56-57]；Sari-Cheku矿区花岗闪长斑岩的锆石U-Pb年龄为(337.8±3.1)Ma，二长岩的锆石U-Pb年龄为(313.2±2.5)Ma，辉钼矿的Re-Os等时线年龄为(317.6±2.5)Ma[57-58]。这些均表明Kurgashigan大型矽卡岩型铅锌矿床可能是Almalyk矿集区Kalmakyr、Dalneye、Sari-Cheku等晚石炭世增生岛弧环境斑岩型-矽卡岩型金铜多金属成矿系统的重要组成部分。

3.2.2 中国新疆阿尔恰勒铅锌矿床

阿尔恰勒铅锌矿床位于哈萨克斯坦—伊犁板块南缘的乌孙山西段，已探明铅锌金属储量100×104t，Zn+Pb平均品位为9.65%，并伴生有Cu、Ag等多种有益元素。矿区出露地层主要有下石炭统大哈拉军山组和和阿克沙克组，其中大哈拉军山组由英安质凝灰岩、安山质凝灰岩等陆相火山岩(锆石U-Pb年龄为(353.3±3.5)Ma)组成[59]，而阿克沙克组则主要由灰岩、泥灰岩、生物碎屑灰岩、钙质砂岩等组成，与下伏大哈拉军山组不整合接触。矿区断裂构造发育，主要有NEE向断裂F1、F2和NNW向断裂F3、F4[图9(a)]。其中，F2为成矿前断裂，被断裂F3和F4穿切；F1、F3和F4均为成矿后断裂，常见其穿切矿体[9]。矿区岩浆岩有辉长-闪长岩体和辉绿岩脉。

Gn为方铅矿；Sp为闪锌矿；Cpy为黄铜矿；Di为透辉石；Grt为石榴子石；Qtz为石英图8 乌兹别克斯坦Kurgashingan铅锌矿床矿石与矽卡岩特征Fig.8 Characteristics of Ore and Skarn in Kurgashingan Zn-Pb Deposit of Uzbekistan

图件引自文献[9]，有所修改图9 中国新疆阿尔恰勒铅锌矿床地质简图及A—A′剖面Fig.9 Geological Sketch Map and Profile A-A′ of A’erqiale Zn-Pb Deposit in Xinjiang, China

矿床除产出有矽卡岩型铅锌硫化物矿体外，深部还探明有矽卡岩型铜矿体[图9(b)]。地表出露3个铅锌矿体，其中1号和2号矿体位于断裂F4以西，3号矿体和几个小矿体位于断裂F4以东[图9(a)]。铅锌矿体主要呈板状、透镜状，产于大哈拉军山组和阿克沙克组接触界面附近的灰岩中。矿体空间分布受灰岩及其层间裂隙控制，产状与阿克沙克组一致[图9(b)]。热液蚀变主要包括大理岩化、白云岩化和矽卡岩化[图10(a)、(b)]，所见矽卡岩矿物主要有阳起石、黑柱石、绿帘石、绿泥石、方解石和石英，以及少量的石榴子石和辉石。激光拉曼分析显示石榴子石主要为钙铁榴石，而辉石主要为钙铁辉石[9]。

铅锌矿体主要产于层间构造裂隙内的矽卡岩透镜体中，但常见闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等金属硫化物呈浸染状或不规则状分布于矽卡岩中，形成条带状、浸染状和斑杂状矽卡岩矿石，偶见块状金属硫化物富矿石[图10(c)～(e)]。黄铜矿常呈他形粗粒粒状，交代阳起石和黄铁矿，并被闪锌矿交代或包裹[图10(d)]。闪锌矿常呈浸染状或者不规则脉状沿裂隙充填交代阳起石[图10(d)]，其颜色早期为黑棕色，中期为橙红色，晚期转变为浅橘黄色，反映由早到晚闪锌矿Fe含量与成矿流体温度逐渐降低。方铅矿多呈粗粒粒状，交代早期黄铜矿，被晚期闪锌矿交代或包裹。

矿石硫化物δ34SV-CDT值为-7.1‰～1.3‰，平均值为-1.5‰，与幔源岩浆S同位素组成(-3‰～3‰)类似，指示还原硫主要为岩浆来源[9]。矿石硫化物Pb同位素组成较为均一，206Pb/204Pb值为18.266～18.880，207Pb/204Pb值为15.577～15.668，208Pb/204Pb值为38.068～38.720；硫化物Pb同位素组成与乌孙山早石炭世侵入体相似，与大哈拉军山组火山岩部分重合，而与阿克沙克组灰岩完全不同[9]，表明成矿金属主要为岩浆来源，可能部分来自富含铅锌成矿金属的大哈拉军山组火山岩。在δ18OSMOW-δ13CPDB图解中，方解石样品δ13C值与海相碳酸盐岩一致，而δ18O值具有岩浆成因碳酸盐岩的特征，指示成矿流体为岩浆流体和外部流体的混合来源[9]。在δ18Ofluid-δDV-SMOW图解中，石英氢氧同位素数据点落于大气降水线和岩浆水区域之间，也表明流体为岩浆水与大气降水混合来源[9]。矽卡岩阳起石Sm-Nd等时线年龄为(341.8±2.5)Ma，闪锌矿Rb-Sr等时线年龄为(339.5±2.7)Ma，矿区南部辉长-闪长岩锆石U-Pb年龄为(343.3±6.3)Ma，表明阿尔恰勒铅锌矿床成矿时间与区域辉长-闪长岩侵位时间基本一致[9]。考虑到矿床铅锌矿体距离辉长-闪长岩株约600 m，与矽卡岩和矿体没有直接接触，说明阿尔恰勒铅锌矿床成矿可能为与辉长-闪长岩同源的隐伏岩体有关，形成于晚古生代南天山洋向哈萨克斯坦—伊犁板块之下俯冲增生的弧环境。

3.2.3 中国新疆阿齐山铅锌矿床

阿齐山铅锌矿床位于东天山阿齐山—雅满苏岛弧带西段，发现于2013年，已查明铅锌金属储量为194×104t，Zn+Pb平均品位为1.7%，是阿齐山—雅满苏Fe-Au-Cu-Ag-Pb-Zn多金属成矿带的重要组成部分。矿区出露地层主要有下石炭统雅满苏组和上石炭统土古土布拉克组，其中雅满苏组整体上为火山碎屑岩-火山沉积岩建造，为铅锌矿体的主要赋存层位[图11(a)]。雅满苏组上部为凝灰质砂岩夹生物碎屑灰岩、砂砾岩和中酸性火山岩，下部为安山质凝灰岩夹长石砂岩、生物碎屑灰岩和中酸性火山岩。雅满苏组火山岩锆石U-Pb年龄为348～318 Ma[60-62]，生物碎屑灰岩中所含珊瑚、腕足类、腹足类、海百合类化石指示其沉积于早石炭世[8]。矿区侵入岩以花岗斑岩为主，并有少量中基性岩脉，如闪长岩脉、石英钠长斑岩脉、安山玢岩脉、辉绿玢岩脉、辉长岩脉等(图11)。

矿体常呈层状、似层状或透镜状，产于花岗斑岩附近雅满苏组矽卡岩化碳酸盐岩夹层中(图11)。矿石金属硫化物主要由闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、黄铜矿等组成，常以斑杂状、细脉状、星点状或块状产于矽卡岩中；脉石矿物主要为矽卡岩矿物，包括进化矽卡岩矿物(如石榴子石和辉石)和退化矽卡岩矿物(如阳起石、绿帘石、绿泥石、石英和方解石)。石榴子石矽卡岩为最重要的容矿岩石，常见金属硫化物沿石榴子石的裂隙细脉/网脉状充填，或呈粒状分布在石榴子石间隙中。闪锌矿和方铅矿为最重要的矿石矿物。其中，闪锌矿常呈他形粒状，多含乳滴状黄铜矿形成固溶体分结结构，交代早期黄铁矿；方铅矿常呈他形不规则状、尖角状或细脉状，穿切或交代早期黄铁矿、黄铜矿等硫化物。

Ilv为黑柱石；Act为阳起石；Gn为方铅矿；Sp为闪锌矿；Ccp为黄铜矿；Cal为方解石；Qtz为石英；Grt为石榴子石；Epi为绿帘石图10 中国新疆阿尔恰勒铅锌矿床矿石及矽卡岩特征Fig.10 Characteristics of Ore and Skarn in A’erqiale Zn-Pb Deposit of Xinjiang, China

图件引自文献[8]，有所修改图11 中国新疆阿齐山铅锌矿床地质简图和A—A′剖面Fig.11 Geological Sketch Map and Profile A-A′ of Aqishan Zn-Pb Deposit in Xinjiang, China

矿石硫化物δ34SV-CDT值为-11.6‰～-2.76‰，平均值为-5.08‰，大部分硫化物δ34SV-CDT值集中于-7‰～-2‰，较幔源岩浆S同位素组成偏低，指示S主要源于岩浆，并有不同程度地层硫的混入[8]。在δ18OSMOW-δ13CPDB图解中，方解石δ13C值与海相碳酸盐岩一致，而δ18O值具有岩浆成因碳酸盐岩的特征，指示成矿流体为深部岩浆流体和外部流体(如海水或层间水)的混合来源。硫化物Pb同位素组成较为均一，206Pb/204Pb值为18.102～18.336，207Pb/204Pb值为15.539～15.655，208Pb/204Pb值为37.929～38.479。硫化物Pb同位素组成与花岗斑岩相似，而与雅满苏组凝灰岩部分重合，表明成矿金属主要为岩浆来源，可能部分来自富含成矿金属的雅满苏组火山岩[8]。矿床黄铁矿Re-Os等时线年龄为(301±13)Ma，花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(306±2.8)Ma，显示花岗斑岩结晶年龄稍早于铅锌矿化年龄，但两者在误差允许范围内一致[8]。因此，阿齐山铅锌矿床成矿可能与晚石炭世花岗斑岩侵位有关，成矿背景为北天山洋向中天山地块之下俯冲形成的增生岛弧环境。

3.3 晚古生代碰撞造山铅锌成矿系统

伴随着北天山洋、Turkestan洋、南天山洋等洋盆的先后闭合，晚古生代发生大规模碰撞造山作用，在中天山地块及其南、北缘逆冲推覆、剪切走滑及同/后碰撞岩浆侵入活动强烈，为中天山地块和南天山造山带海相碳酸盐岩地层中MVT型铅锌矿床成矿提供了重要的地质环境。具体来讲，在境外中天山地块南、北缘形成了Uchkulach、Shalkiya、Mirgalimsai、Achisan等MVT型铅锌矿床，在境外南天山造山带形成了Turkparidin、Maykhura、Koksu等MVT型铅锌矿床，在中国南天山造山带发现有萨瓦亚尔顿、莎里塔什、霍什布拉克、喀尔勇库勒、塔什别列斯、坎岭、琼阿伯等MVT型铅锌矿床(点)，它们共同构成晚古生代碰撞造山环境铅锌成矿系统(图1、表3)。

3.3.1 乌兹别克斯坦Uchkulach铅锌矿床

Uchkulach大型铅锌矿床位于乌兹别克斯坦南天山造山带北缘，在奥陶纪—早石炭世处于被动大陆边缘环境下稳定伸展的浅海相碳酸盐台地，形成于晚石炭世—早二叠世碰撞造山过程[5]。目前，已探明铅锌金属储量667×104t，Zn+Pb平均品位为3.5%。矿区内出露地层主要有中泥盆统流纹岩-英安岩以及粗面流纹质凝灰岩，中泥盆统白云岩、灰岩等碳酸盐岩，中泥盆统生物碎屑灰岩，上泥盆统泥灰岩和石炭系砂岩、粉砂岩等5个地层单元(图12)。矿区绝大多数矿体产于碳酸盐岩地层中，与EW向和NW向共轭断裂有关，主要含矿构造为褶皱背斜翼部和转折端的穹隆构造(图12)[5]。矿区内未见岩浆岩出露，但在深部探明有中泥盆世流纹岩-英安岩产出[图12(b)][5]。

图件引自文献[5]，有所修改图12 乌兹别克斯坦Uchkulach铅锌矿床地质简图与A—A′剖面Fig.12 Geological Sketch Map and Profile A-A′ of Uchkulach Zn-Pb Deposit in Uzbekistan

矿区自西向东有3个矿体，呈层状、似层状和透镜状，规模大小不一，以顺层式、穿切式和复合式等不同形式产出，其中东部矿体以顺层式为主，西部矿体则以穿切式为主。矿石有白云岩容矿矿石和灰岩容矿矿石两类，其中白云岩容矿矿石最为常见。金属硫化物常呈细脉浸染状、脉状、条带状沿构造裂隙或层理充填交代，在局部开放空间形成块状富矿石。金属硫化物主要为方铅矿、闪锌矿，以及少量黄铁矿、黄铜矿、含银硫砷铜矿，矿石Pb平均品位为1.71%，Zn为1.88%, 还伴生有平均品位为(5.4～45.16)×10-6的Ag[4]。

围岩蚀变类型较为简单，主要有白云石化、重晶石化、硅化、泥化等低温热液蚀变，其中白云石化广泛发育，与铅锌矿化关系较为明显。重晶石化可分为两期，一期与金属硫化物共生，另一期则以重晶石脉体形式切割早期铅锌矿石，可能为成矿晚期阶段产物[5]。与闪锌矿和与方铅矿共生的重晶石(第一期)中流体包裹体均一温度为71 ℃～153 ℃，集中于93 ℃～133 ℃，盐度为11.0%～20.2% NaCleq，指示成矿流体具有低温、中等盐度的特征，表明其可能为盆地流体而非岩浆热液[5]。矿石方铅矿的Pb同位素组成较为均一，206Pb/204Pb值为18.010～18.067(均值为18.034)，207Pb/208Pb值为15.617～15.691(均值为15.646)，208Pb/204Pb值为38.134～38.368(均值为38.228)，与赋矿围岩生物碎屑灰岩Pb同位素组成存在明显差异[5]。在Pb同位素构造模式图中，通过与地幔、上地壳、下地壳和造山带演化线相比较，发现方铅矿Pb主要为壳源，但与围岩无关，可能为造山带多来源混合成因Pb[5]。综上所述，Uchkulach铅锌矿床是在陆-陆碰撞造山环境下由盆地卤水活动形成的MVT型铅锌矿床。

3.3.2 中国新疆霍什布拉克铅锌矿床

霍什布拉克铅锌矿床在大地构造位置上位于南天山造山带阔克萨勒晚古生代陆缘盆地中部，已探明铅锌金属储量为30×104t，Zn+Pb平均品位为10.99%[110]。矿区地层大面积出露上泥盆统坦盖塔尔组及上石炭统喀拉治尔加组。其中，坦盖塔尔组下段由砂页岩组成，上段由泥灰岩、灰岩、生物碎屑灰岩等组成；喀拉治尔加组为一套细碎屑岩建造[图13(a)]。矿区坦盖塔尔组为一东西长约11 km、南北宽0.6～1 km的断块，呈推覆体叠置于上石炭统喀拉治尔加组中。矿区断裂构造发育，坦盖塔尔组上、下岩性段间发育霍什布拉克逆掩断层(F1)；喀拉治尔加组与坦盖塔尔组间发育北霍什布拉克第一逆断层(F2)，并形成明显的破碎带[图13(a)]。矿区南部约4 km处霍什布拉克岩体岩性为钾长花岗岩和正长岩，呈岩株状产出，岩体锆石U-Pb年龄为(261.5±2.7)Ma[111]，黑云母Ar-Ar坪年龄为(277.3±2.2)Ma[112]，在其与石炭系碳酸盐岩、二叠系碎屑岩接触带发育矽卡岩化和角岩化，并伴有铁、锡、稀有多金属等矿化[3]。

图件引自文献[113]，有所修改图13 中国新疆霍什布拉克铅锌矿床地质简图及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

铅锌矿体多呈板状、层状或似层状产于坦盖塔尔组上段碳酸盐岩中[图13(b)、(c)]，局部见有不规则细脉状、网脉状富矿体。围岩蚀变较弱且范围有限，仅见白云石化、硅化。矿石金属硫化物主要为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿和少量黄铜矿，常呈致密块状、团块状构造产出，也常见其沿裂隙充填交代而呈不规则脉状、网脉状，具有明显后生成矿特征。矿石中闪锌矿多呈浅黄色，指示其Fe含量较低，形成温度也较低。闪锌矿Ga含量为(1.24～4.1)×10-6，均值为2.1×10-6，In含量为(0.02～0.036)×10-6，均值为0.03×10-6，Ga/In值为43.06～124.24，平均为77.52，也表明其属于低温闪锌矿[113-114]。

与铅锌成矿共生的碳酸盐矿物流体包裹体的δD值为-102‰～-77‰，δ18OH2O值则为9.97‰～13.35‰。在δ18OH2O-δDH2O图解中，其在原生岩浆水范围之外，明显偏离大气降水、变质水及标准平均海水(SMOW)，指示成矿流体为盆地封存水[110]。同时，13件成矿期热液碳酸盐矿物的δ13CV-PDB值为-1.9‰～2.6‰，δ18OV-SMOW值则为22.41‰～24.67‰。在δ13CV-PDB-δ18OV-SMOW图解中，其落入海相碳酸盐岩溶解和脱碳酸作用范围，指示碳源可能为海相碳酸盐岩，暗示坦盖塔尔组碳酸盐岩是成矿流体的主要来源[110]。硫化物及与其共生方解石稀土元素配分模式均呈整体右倾的轻稀土元素富集型，显著Eu正异常，具有相似的稀土元素配分模式；与矿区南部霍什布拉克岩体、坦盖塔尔组灰岩稀土元素组成相比，硫化物及与其共生方解石，与容矿地层坦盖塔尔组灰岩稀土元素配分模式相似，而与霍什布拉克岩体不同，指示坦盖塔尔组容矿碳酸盐岩为成矿提供了成矿物质及成矿流体。矿石硫化物δ34S值分布于两个区间，即-22.30‰～-17.6‰和5.9‰～24.2‰，主要集中于16‰～24‰，指示还原硫主要源于海水硫酸盐热化学还原作用，还可能有少量细菌硫酸盐还原成因地层硫的加入[110]。硫化物206Pb/204Pb值为17.847～18.173，207Pb/204Pb值为15.586～15.873，208Pb/204Pb值为37.997～38.905，与坦盖塔尔组灰岩及其中黄铁矿Pb同位素组成相似，而与霍什布拉克岩体钾长石Pb同位素组成明显不同，指示成矿金属可能主要源于坦盖塔尔组灰岩，而与岩体无关[110]。矿床块状矿石Rb-Sr等时线年龄为(265±12)Ma[114]，指示铅锌成矿可能与南天山造山带晚古生代碰撞造山事件有关。综上所述，霍什布拉克铅锌矿床是由于碰撞造山期盆地流体大规模活动而形成的MVT型铅锌矿床[110]。

3.4 中—新生代山前/山间盆地铅锌成矿系统

中—新生代以来，由于受到南部印度板块与欧亚板块碰撞远程效应的影响，天山发生持续隆升，山前/山间盆地流体发生大规模长距离流动，为形成砂岩型铅锌矿床提供了重要的地质环境。天山地区砂岩型铅锌矿床数量相对较少，在中国新疆西南天山发现有乌拉根、康西、江额结尔、加斯、江额结尔套、吉勒格、黑孜苇、托帕等铅锌矿床(点)，成群成带产出，它们共同构成了中—新生代山前/山间盆地环境铅锌成矿系统(图1、表4)。乌拉根铅锌矿床是规模唯一可达(超)大型、矿化特征典型、成矿过程完整且保存良好的砂岩型铅锌矿床，是区内最具代表性的砂岩型铅锌矿床。

乌拉根铅锌矿床发现于1943年，早期仅对其断裂破碎带中富矿体进行了小规模勘查和开采。2000年以来，矿区砂岩/砂砾岩中浸染状铅锌矿化被发现后，矿床储量大幅提升，目前仅南矿带已探明铅锌金属储量590×104t，整个矿区远景铅锌资源量超过1 000×104t，并已建成中国最大的单体铅锌矿山[6]。乌拉根铅锌矿床所在的乌恰盆地，位于南天山山前褶皱冲断带西段，以元古界阿克苏群浅变质岩和古生界被动陆缘沉积岩为基底，以巨厚侏罗系—第四系为盖层[121]。元古界和古生界均具有高的Zn、Pb、Cu、Fe、S、Cd含量，且在阿克苏群产出有较多Cu-Pb-Zn-Fe矿化点，可为区域铅锌成矿提供物质来源[122-123]。已有研究表明，克孜勒苏群是由于受晚侏罗世—早白垩世拉萨地块与羌塘地块碰撞远程效应影响，以高Pb、Zn背景值的元古界变质基底和古生界被动陆缘沉积物为源区，沉积形成的一套冲积扇-辨状河-辨状河三角洲相红色碎屑岩建造[124]，也是富含Pb、Zn的潜在矿源层[122,124-125]。同时，它还是区域重要的油气储层和铅锌赋矿层位，上覆古新统阿尔塔什组蒸发岩建造是区域良好的盖层，下伏中—下侏罗统含煤细碎屑岩建造被普遍认为是乌恰盆地及外围的阿克莫木气田、杨叶油苗和其他油气显示的重要烃源岩[121,126]。

图件引自文献[121]，有所修改图14 中国新疆乌拉根铅锌矿床地质简图Fig.14 Geological Sketch Map of Uragen Zn-Pb Deposit in Xinjiang, China

乌拉根铅锌矿区除南部有元古界阿克苏群变质基底小面积出露外，广泛发育中—新生界，其中下白垩统克孜勒苏群第五岩性段和古新统阿尔塔什组为重要的赋矿层位(图14)。矿区地层空间展布明显受乌拉根向斜控制(图14)，根据其核部帕卡布拉克组褶皱弯曲变形且被上覆第四系沉积物覆盖，推测乌拉根向斜形成于晚中新世—第四纪[127]。矿区断裂构造也较为发育。NE向黑孜苇断裂(F1)可能是帕米尔前缘逆冲断裂(PFT)的次级断裂，推测其活动时间在中新世末或中新世之后[128-129]；近EW向吾合沙鲁断裂(F2)沿古新统阿尔塔什组和下白垩统克孜勒苏群平行不整合面产出，东段穿切乌拉根向斜，表明其断裂活动晚于乌拉根向斜形成；NW向逆断裂(F3)和NE向断裂(F4)活动也均晚于中新世[125]。矿区地表和钻孔均未发现岩浆岩体及岩脉产出[127]。

乌拉根铅锌矿体呈层状、似层状或透镜状(图15)，主要产于克孜勒苏群第五岩性段灰白色砂岩/砂砾岩中，还有少量产于阿尔塔什组因膏盐溶解而垮塌形成的泥质白云岩角砾岩中。根据已发现矿体的空间展布特点，以乌拉根向斜轴线为界，可将乌拉根铅锌矿床分为北矿带、南矿带(图14)。北矿带已控制矿化长度大于3.5 km，平均宽度约100 m，所圈定矿体Zn平均品位为2.24%～3.41%，Pb为0.03%～0.47%；南矿带已控制矿化长度大于4 km，平均宽度约150 m，所圈定矿体Zn平均品位为1.69%～3.64%，Pb为0.23%～0.89%[121]。深部钻孔勘探资料显示，在乌拉根向斜转折端处存在较明显铅锌矿化，南、北矿带已控制的矿(化)体呈层状或似层状沿特定的层位连续延伸，在深部转折端处连接为一体，表明乌拉根向斜的形成可能发生于铅锌成矿作用之后(图15)。

剖面位置如图14所示；图件引自文献[121]，有所修改图15 中国新疆乌拉根铅锌矿床A—A′剖面Fig.15 Profile A-A′ of Uragen Zn-Pb Deposit in Xinjiang, China

乌拉根铅锌矿石硫化物主要为闪锌矿和方铅矿，少量黄铁矿、白铁矿。铅锌矿化主要表现为在砂岩/砾岩中细粒浸染状硫化物交代胶结物和碎屑颗粒，局部在受断裂构造控制的开放空间可见脉状、网脉状或块状硫化物充填[121]，常见后者穿切前者，表明开放空间充填铅锌矿化晚于浸染状铅锌矿化。矿石中常见硫化物交代方解石、石膏等胶结物或碎屑颗粒，闪锌矿多为他形微晶集合体构成的葡萄状或霉球状结构、胶状结构和少量粗粒同心环带状结构，黄铁矿和白铁矿也多呈球形放射状、霉球状或草莓状集合体，疑似菌生结构[130]。围岩蚀变类型简单，主要为碳酸盐化、“漂白”蚀变等，其中碳酸盐化与铅锌成矿关系最为密切[123]，“漂白”蚀变多与充注油气还原有关[125]。有机质主要在砂/砾岩裂隙以油污或沥青形式产出[121]，还有少量以闪锌矿固体或液体包裹物、碎屑石英和方解石胶结物油气包裹体形式产出[126-127,131]。

乌拉根铅锌矿石硫化物(包括黄铁矿、方铅矿、闪锌矿)Pb同位素组成较为均一，表明金属来源单一或在淋滤萃取、运移和矿质沉淀过程中经历充分混合的多来源Pb[125]。最近通过对矿石硫化物和可能矿源层的Pb同位素和稀土元素系统对比研究，发现硫化物与克孜勒苏群第五岩性段红色碎屑岩具有相似的Pb同位素组成和稀土元素组成，表明成矿金属主要源于克孜勒苏群红色碎屑岩；通过同一纹层红色和漂白砂岩微量元素含量质量平衡计算，发现红色砂岩在漂白过程中有Fe、Pb、Zn金属元素的迁出，表明漂白过程可能伴随着成矿金属元素淋滤萃取[125]。

前人测得的S同位素数据[116,121,123,130,132-135]表明，乌拉根铅锌矿石硫化物(包括黄铁矿、方铅矿、闪锌矿)δ34S值主体为负值且分布异常宽泛，通过与新生代膏盐层S同位素组成对比，推测成矿所需H2S曾发生过细菌硫酸盐还原作用[123,130,132-134]，但是否存在硫酸盐热化学还原硫[123,134]和有机质裂解硫[134-135]的加入还存争议。不论细菌硫酸盐还原作用，还是硫酸盐热化学还原作用，均需要溶解大量的硫酸盐。前人根据矿区阿尔塔什组因膏盐层溶解而形成的坍塌角砾岩，推断其为H2S主要来源[124,130]。矿石在显微镜下观测到可能的菌生结构，场发射扫描电子显微镜和能谱分析观测到闪锌矿、菱铁矿、方解石等矿物组成的微米—纳米级菌生结构，推测发生了原地细菌硫酸盐还原作用[130]。然而，矿区石膏、天青石流体包裹体均一温度为64 ℃～193 ℃[136-137]，少量闪锌矿及其共生方解石流体包裹体均一温度为92 ℃～192 ℃，这与细菌只有在地表或浅地表环境(<80 ℃)才能大量繁殖发生细菌硫酸盐还原作用[138]不相符。考虑到乌拉根铅锌矿区有机质S含量微不足道[121,126]，有机质热裂解成因H2S可以忽略不计，初步认为还原硫主要源于细菌硫酸盐还原作用与硫酸盐热化学还原作用。近期，乌拉根铅锌矿床获得的闪锌矿和方铅矿Rb-Sr等时线年龄为(55.1±1.6)Ma，闪锌矿和方解石Sm-Nd等时线年龄为(55.4±2.2)Ma[139]，表明铅锌成矿与其南部印度板块与欧亚板块碰撞远程效应有关。综上所述，乌拉根铅锌矿床以砂/砾岩为主要容矿岩石，尽管具有高Zn/Pb值，但矿化特征与区域砂岩型铜矿床有较大的相似性，暂将其成因类型归属于砂岩型铅锌矿床。

4 讨 论

4.1 天山构造演化与铅锌成矿过程

天山造山带是Terskey洋、Turkestan洋、南天山洋、北天山洋等多个开合时间不同、寿命长短各异的古亚洲分支洋或洋盆发生、发展、演化、消亡及其之后改造的综合产物，大致经历了前寒武纪古陆形成、洋-陆俯冲增生造山、陆-陆碰撞造山和陆内成盆等地球动力学过程，先后出现元古宙古陆边缘裂陷盆地、古生代洋-陆俯冲增生岛弧、晚古生代陆-陆碰撞造山和中—新生代山前/山间盆地4类重要地质环境[1-2,10,22,26]。在上述不同时段、不同构造地质环境中会发生不同成因类型的铅锌成矿作用，即天山地区古生代复杂的多陆块-洋-弧盆体系演化和中—新生代陆内变形的构造格局共同控制着不同成因类型铅锌矿床的时空分布。

4.1.1 古陆边缘裂陷盆地环境铅锌成矿

古陆边缘裂陷盆地环境是指前寒武纪变质基底古陆块边缘形成的中—新元古代裂陷盆地成矿环境，可能与全球性Rodinia超大陆裂解事件相关[1-2,26]。天山地区分布着一系列由前寒武纪地质体组成的微型古陆块，中—新元古代在其边缘出现早期被动大陆边缘盖层沉积[1-2]。这些盖层的沉积韵律、岩石组合与岩石地球化学特征表明，它们属于被动陆缘裂陷盆地中的次稳定型沉积建造，指示边缘裂陷盆地性质[2]。世界各地伴随着不同时代古陆块边缘裂陷盆地的形成和发展，在其巨厚被动大陆边缘细碎屑岩-碳酸盐岩建造中发生SEDEX型铅锌成矿作用较为普遍，如澳大利亚东部元古宙边缘裂陷盆地McArhtur River、Mount Isa等超大型铅锌矿床[145]，华北克拉通北缘裂陷盆地东升庙、炭窑口、霍各乞、甲生盘等超大型铅锌矿床等[146]。可能正是这种伸展背景下的被动大陆边缘盆地裂陷环境，导致了显著的海底热液活动和热水喷流沉积作用，在天山地区形成了一系列重要的SEDEX型铅锌矿矿床(点)，包括在哈萨克斯坦—伊犁板块陆续发现的Tekeli、Teimanovskoe、Petrovskoe、Suuktyube、托克赛、哈尔达坂、四台—海泉等SEDEX型铅锌矿床(点)，以及在中天山地块北缘陆续发现的巴伦台、阿牙沙拉、足兰达坂等SEDEX型矿床(点)，还在产于其中的彩霞山、吉源、宏源、玉西、沙泉子、红星山、刘家泉西、天湖东等铅锌矿床(点)发现经历了SEDEX型铅锌成矿作用过程[图1(b)]。这些铅锌矿床(点)均产于古陆块边缘裂陷盆地环境，盆地底部堆积有大量陆源碎屑物质和/或火山岩，如哈萨克斯坦—伊犁板块北缘的Tekeli群、温泉群、哈尔达坂群等和东天山中天山地块的卡瓦布拉克群、星星峡群等，其高Pb、Zn背景值和岩石孔隙度有利于为铅锌成矿提供金属来源；伸展构造背景下的热异常地温梯度可以加热下渗盆地卤水而与顶部低温海水形成密度差，驱动成矿流体沿同生断裂向上运移，并与海水发生对流循环[147-148]。伴随着海底热液喷流，在还原性沉积环境下发生海水硫酸盐热化学还原作用形成H2S而使得铅锌成矿金属卸载沉淀，同生沉积于元古界富含碳质的细碎屑岩或碳酸盐岩地层中，如Tekeli、哈尔达坂和四台—海泉矿床均有较多含碳质板岩或灰岩容矿矿石[52]。因此，大陆边缘裂陷盆地环境、同生断层、还原性细碎屑岩-碳酸盐岩建造可能是这类古陆边缘裂陷盆地铅锌成矿系统的关键控制。

表4 山前/山间盆地环境砂岩型铅锌矿床(点)地质与地球化学特征

4.1.2 洋-陆俯冲增生岛弧环境铅锌成矿

洋-陆俯冲增生岛弧环境是由多个开合时代不同的大洋洋壳俯冲形成的活动大陆边缘环境，天山地区广泛发育，为区域构造-岩浆-热液金铜铅锌成矿作用的重要地质环境[15,31]。具体来讲，Terskey洋早古生代向南、向北双向俯冲，在哈萨克斯坦—伊犁板块的南缘和中天山地块北缘形成了较早的增生岛弧环境[149-150]；Turkestan洋、南天山洋古生代向北俯冲，在哈萨克斯坦—伊犁和中天山联合地块南缘形成了大规模陆缘弧或岛弧环境；北天山洋古生代向南俯冲，在哈萨克斯坦—伊犁和中天山联合地块北缘形成了大规模陆缘弧或岛弧环境[15,151-152]。已有地质矿产资料表明，Terskey洋俯冲岛弧环境在吉尔吉斯斯坦形成了志留纪Keregetash矽卡岩型[63]、早古生代Boordu岩浆热液脉型[3]等铅锌矿床(点)，但目前在中国新疆西天山尚未有矽卡岩型或岩浆热液脉型铅锌矿床发现[图1(b)]；Turkestan洋—南天山洋岛弧环境在乌兹别克斯坦中天山岛弧环境中形成Kurgashinkan、Altyntopkan等大型—超大型矽卡岩型铅锌矿床和Kanimansur、Kassan等岩浆热液型铅锌矿床[3-4]，在哈萨克斯坦—伊犁板块南缘形成了Tuyke、阿尔恰勒等矽卡岩型铅锌矿床[3,9]，在新疆南天山造山带北缘形成硫磺山斑岩型铅锌矿床[75]，在东天山中天山地块北缘形成刘家泉西、彩霞山等(远)矽卡岩型铅锌矿床和天湖东、宏源、吉源、玉西等岩浆热液脉型铅锌矿床，以及在亦格尔达坂地区形成VMS型铅锌矿床[图1(b)][109,153]；北天山洋岛弧环境在哈萨克斯坦—伊犁板块北部形成哈勒噶提等矽卡岩型铜-铅锌矿床[87-88]以及七兴、塔北、蒙马拉、库尔尕生、阔托尔汗等岩浆热液脉型铅锌矿床[1-2,26,83]；在东天山北天山岛弧带南缘则形成了阿齐山、白干湖、维权等矽卡岩型铅锌矿床，在张性弧盆环境中形成了小热泉子、梅岭南等VMS型铅锌矿床[图1(b)][8,71-72,104-105,107]。

在哈萨克斯坦—伊犁板块北缘，蒙马拉矽卡岩型铅锌矿区安山岩、闪长玢岩、花岗闪长斑岩锆石U-Pb年龄分别为(359±4)、(369.6±2.9)和(342±3.5)Ma[76]；哈勒尕提矽卡岩型铜-铅锌矿区辉钼矿Re-Os等时线年龄为(370.1±2.4)、(371±12)和(368.9±3.1)Ma，成矿花岗闪长岩锆石U-Pb年龄为(376.4±3.2)、(367.3±2.2)和(364.6±3.5)Ma[91]；七兴热液脉型铅锌矿区闪锌矿Rb-Sr等时线年龄则为(359.7±1.6)、(362.2±4.9)Ma[79,81-82]。在北天山岛弧带，阿齐山矽卡岩型铅锌矿区黄铁矿Re-Os等时线年龄为(301±13)Ma，石榴子石Rb-Sr等时线年龄为(339±13)Ma，与成矿有关花岗斑岩锆石U-Pb年龄为(306±2.8)Ma[8]；维权矽卡岩型铅锌矿床石榴子石Sm-Nd等时线年龄为(319±5)Ma，成矿年龄介于凝灰岩锆石U-Pb年龄(326.5±4.5)Ma和闪长玢岩锆石U-Pb年龄(298.5±1.5)Ma之间[67,71]；小热泉子VMS型铅锌矿床成矿期多金属硫化物石英细脉Rb-Sr等时线年龄为(298±14)Ma，硫化物K-Ar等时线年龄为339.1 Ma[106]。这些铅锌矿床成因类型主要有矽卡岩型、岩浆热液脉型和VMS型，均与北天山洋向哈萨克斯坦—伊犁和中天山联合地块俯冲长期发展、洋盆即将闭合前的成熟岛弧环境有关(图16)。同时，在哈萨克斯坦—伊犁板块南缘，阿尔恰勒矽卡岩型铅锌矿床辉长-闪长岩锆石U-Pb年龄为(343.3±6.3)Ma，阳起石Sm-Nd等时线年龄为(341.8±2.5)Ma，闪锌矿Rb-Sr等时线年龄为(339.5±2.7)Ma[9]。在中天山地块南缘，Kurgashinkan矽卡岩型铅锌矿床正长闪长岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为(308±1)Ma[4]，Altyntopkan矽卡岩型铅锌矿床花岗闪长斑岩锆石U-Pb年龄为(330.5±2.8)Ma[64]，彩霞山铅锌矿床闪锌矿-磁黄铁矿Rb-Sr等时线年龄为(337.2±5.7)Ma[7]，玉西热液脉型铅锌矿床含银石英脉Rb-Sr等时线年龄为310 Ma[100]。在南天山造山带北缘，硫磺山斑岩型铅锌矿床含矿石英脉Rb-Sr等时线年龄为(340±30)Ma，石英斑岩年龄为360～340 Ma[75]。这些铅锌矿床成因类型主要有矽卡岩型、斑岩型和岩浆热液脉型，均与南天山洋向哈萨克斯坦—伊犁和中天山联合地块之下俯冲长期发展、洋盆即将闭合前的成熟岛弧环境有关(图16)。

天山地区矽卡岩型、斑岩型、岩浆热液脉型和VMS型等铅锌矿床(点)主要产于长期洋-陆俯冲形成的晚古生代成熟岛弧环境，其形成与岛弧岩浆活动密切相关，共同构成了增生岛弧铅锌成矿系统。区内矽卡岩型、斑岩型和岩浆热液脉型矿床的形成多沿不同构造单元的主干断裂呈带状集中产出，与弧岩浆岩时空分布一致，矿体多产于岩体-接触带-外围断裂或层间裂隙，可能是“亚洲金腰带”同期斑岩型金铜成矿系统的重要组成部分[1-2]。矽卡岩型铅锌矿床包括接触交代矽卡岩型(铅锌矿体与成矿岩体直接接触，如Kurgashinkan[4]、哈勒尕提[88,91]等)和渗滤交代矽卡岩型或远矽卡岩型(铅锌矿体远离成矿岩体，多沿断裂或层间裂隙产出，如阿尔恰勒[9]、阿齐山[8]等)两个亚类，以后者最为常见，这可能与矿床产出地质条件和岩浆热液化学性质有关[154-155]。这些铅锌矿床可能正是俯冲增生过程中大规模构造-岩浆-热液耦合作用的综合产物，弧岩浆活动不仅为成矿提供了大量的成矿物质(金属和还原硫)和成矿流体(表2)，还为成矿流体长距离运移提供驱动力。因此，俯冲增生成熟岛弧环境、弧岩浆活动、断裂构造、有利地层等可能是这类古生代增生岛弧铅锌成矿系统的关键控制。

4.1.3 陆-陆碰撞造山环境铅锌成矿

陆-陆碰撞造山环境是伴随着Terskey洋于奥陶纪和Turkestan洋、南天山洋、北天山洋于石炭纪先后关闭，沿天山北缘—阿齐克库都克断裂、尼古拉耶夫线—那拉提北缘断裂、阿特巴什—那拉提南缘—卡瓦布拉克断裂、塔里木盆地北缘断裂及其附近发生大规模逆冲推覆、剪切走滑等变形变质作用，并常伴有同造山、造山晚/后期明显的岩浆侵入[1-2]。世界范围内，陆-陆碰撞造山环境中造山带前陆盆地(靠近克拉通一侧)相对平坦、未发生后期变形的碳酸盐岩建造为发育MVT型铅锌成矿的有利地质构造环境，常与局部伸展背景密切相关，在造山带前陆逆冲推覆带环境中也有少量MVT型铅锌成矿发育[156-157]。可能正是由于碰撞造山作用，在境外中天山地块南、北缘志留系—泥盆系碳酸盐岩形成了Shalkiya、Mirgalimsai、Ainalma、Achisan等MVT型铅锌矿床(点)，在南天山造山带被动陆缘碳酸盐台地自西向东形成了Turkparidin、Maykhura、Koksu、萨瓦亚尔顿、莎里塔什、喀尔勇库勒、霍什布拉克、坎岭、琼阿伯等众多MVT型铅锌矿床(点)。

数据源自表1～4图16 天山主要铅锌矿床成岩成矿年龄分布Fig.16 Distribution of Compiled Ages of Mineralization and Related Magmatism for the Main Zn-Pb Deposits in Tianshan

在南天山造山带古生代陆缘盆地，霍什布拉克铅锌矿床块状矿石闪锌矿Rb-Sr等时线年龄为(265±12)Ma[110]，莎里塔什铅锌矿床成矿期白云岩Sm-Nd等时线年龄为(258.2±2.8)Ma[117]，坎岭铅锌矿床方铅矿和黄铁矿Rb-Sr等时线年龄为(256.1±7.1)Ma[117]，琼阿伯铅锌矿床方铅矿和闪锌矿Rb-Sr等时线年龄为(260.8±7.3)Ma[117]。铅锌矿床(点)容矿岩石为古生界台地相碳酸盐岩建造，孔隙度高的白云岩或白云质灰岩、生物碎屑灰岩等为有利岩性，上覆细碎屑岩因孔隙度低而起到屏蔽作用，有利于矿化富集。由此可见，这些铅锌矿床均产于南天山洋闭合后中天山地块和塔里木板块陆-陆碰撞造山环境(图16)，盆地卤水沿碳酸盐岩、砂/砾岩等透水层经长距离运移，在古生代被动陆缘海相碳酸盐岩地层有利圈闭中形成MVT型铅锌矿床。因此，陆-陆碰撞造山环境、被动陆缘海相碳酸盐岩、张性开放空间(伸展背景)、逆冲推覆构造等可能是这类晚古生代碰撞造山铅锌成矿系统的关键控制。

4.1.4 山前/山间盆地环境Zn-Pb成矿

山前/山间盆地环境是指伴随着中—新生代陆内构造调整以及印度板块—欧亚板块碰撞远程效应的影响，在天山造山带山前或山间形成的中—新生代磨拉石沉积盆地，为该地区砂岩型铅锌铜成矿提供了重要的地质环境[1-2,26]。天山地区广泛发育大小不同、形态各异、充填物不同的山前/山间盆地，其中充填物包括中—新生界河/湖相红色碎屑岩和少量深湖相碳酸盐岩，沉积厚度可达数千米[1-2]。正是中—新生代陆内构造调整过程中，在沉积盆地充填物以及封存其中的盆地流体失稳而发生大规模、长距离流动，从而在碎屑岩层内的氧化-还原界面发生金属沉淀形成砂岩型铅锌矿床[1-2,26]。目前，已在新疆南天山山前/山间盆地中发现乌拉根、康西、加斯、江额结尔、吉勒格、江额结尔套、黑孜苇、托帕等铅锌矿床(点)成群成带产出，其中以乌拉根超大型铅锌矿床为代表。

乌拉根铅锌矿床所在乌恰盆地为南天山山前盆地，发育“底部含煤细碎屑岩建造+中部红色砂/砾岩+顶部海相膏盐-碳酸盐岩建造”三元盆地结构，其中底部含煤细碎屑岩建造为区域油气资源的重要烃源岩，中部砂砾岩为铅锌成矿重要储层，顶部海相膏盐-碳酸盐岩建造为重要的盖层而形成有利圈闭，为后期铅锌成矿提供必备的空间、物质基础等地质条件[124]。闪锌矿和方铅矿Rb-Sr等时线年龄为(55.1±1.6)Ma，闪锌矿和方解石Sm-Nd等时线年龄为(55.4±2.2)Ma，表明铅锌成矿与其南部印度板块与欧亚板块碰撞远程效应有关[139](图16)。最近，黄铁矿Re-Os同位素模式年龄为45.1～6.3 Ma，大致可以分为晚始新世(45～35 Ma)、渐新世末—中新世(30～18 Ma)和晚中新世(10.7～6.3 Ma)3期，这与区域油气充注、喀什褶皱冲断带和天山构造隆升峰期相吻合，可能分别与印度板块—Kohistan—Ladakh弧联合板块与欧亚板块碰撞、主帕米尔断裂(MPT)和帕米尔前缘逆冲断裂(PFT)远程效应有关[124]。由此可以看出，伴随着西南天山快速隆升和山前冲断带活动，富含油气的还原性盆地卤水沿下白垩统克孜勒苏群红色砂砾岩运移，发生“漂白”并淋滤萃取其中的成矿金属而形成富含有机质-金属络合物的成矿流体，在有利地段发生硫酸盐热化学还原作用和细菌硫酸盐还原作用而卸载成矿[124]。新生代以来，由于区域构造活动频繁，成矿作用时间相对较短，铅锌成矿难以持续叠加，使得铅锌矿化相对分散而具有规模大、品位低的特点。因此，山前/山间盆地环境、三元盆地结构、油气运移与红层“漂白”、硫酸盐等可能是这类中—新生代山前/山间盆地铅锌成矿系统的关键控制。

4.2 天山地区铅锌成矿特点

天山作为中亚造山带重要组成部分，是世界上规模巨大的增生型造山带和显生宙大陆地壳生长最显著的地区[31,158-159]，具有多个古陆块、多条缝合带镶嵌、盆山耦合演化等独具特色的大地构造格局，经历了古生代多地块拼合增生和中—新生代陆内造山长期而复杂的构造演化过程[160-161]。这些古陆块规模远小于现代大陆板块，古陆块间的多个小洋盆规模也小于现代大洋，多期蛇绿混杂岩套、(超)高压变质岩和A型花岗岩带显示出复杂多样的地壳增生过程(图1)。可能正是由于古生代多陆块-多洋盆构造格局和中新生代天山差异性构造隆升的影响，中国及境外天山已发现铅锌矿床(点)总体上表现出不规则带状或聚集状空间展布(图1)，而与环天平洋和特提斯构造成矿域简单的“线性”展布特征不同。在天山长期而复杂的构造演化过程中，先后出现了元古宙古陆边缘裂陷盆地、古生代洋-陆俯冲增生岛弧、晚古生代陆-陆碰撞造山与中—新生代山前/山间盆地4类铅锌重要成矿环境，并分别形成了古陆边缘裂陷盆地铅锌成矿系统(SEDEX型)、增生岛弧铅锌成矿系统(矽卡岩-斑岩-岩浆热液脉-VMS型)、碰撞造山铅锌成矿系统(MVT型)、山前/山间盆地铅锌成矿系统(砂岩型)4类重要成矿系统(成矿类型)。由此可以看出，区域铅锌成矿经历了长时间、多期次、多成因类型的演化特点，多类型叠合成矿也较为常见，如中国东天山中天山地块彩霞山、宏源等铅锌矿床经历元古代被动陆缘SEDEX型与晚古生代(石炭纪)矽卡岩型两期铅锌成矿叠加[7,96]，北天山岛弧带小热泉子铅锌成矿经历了晚古生代张性弧盆环境VMS型与后期岩浆热液型铅锌成矿叠加[103,106]等。

在206Pb/204Pb-207Pb/204Pb图解中，中国及境外天山主要铅锌矿床方铅矿和闪锌矿Pb同位素组成投点多位于造山带Pb同位素生长曲线之上，表明成矿金属主要源于壳源岩石(图17)。对于古陆边缘裂陷盆地环境Tekeli、托克赛和哈尔达坂SEDEX型铅锌矿床与早期经历过SEDEX型成矿的彩霞山和宏源铅锌矿床，硫化物Pb同位素模式年龄接近于元古界变质基底容矿细碎屑岩或碳酸盐岩(图17)，指示元古界变质基底可能是其成矿金属重要来源；对于洋-陆俯冲增生岛弧环境阿齐山、蒙马拉、阿尔恰勒和维权矽卡岩型铅锌矿床与七兴、库尔尕生、塔北和吐拉苏岩浆热液脉型铅锌矿床，Pb同位素模式年龄接近于成矿相关弧岩浆岩活动(图17)，硫化物Pb同位素组成与弧岩浆岩也较为接近，指示成矿相关弧岩浆岩可能是成矿金属主要来源；对于陆-陆碰撞造山环境Uchkulach、霍什布拉克、莎里塔什和坎岭MVT型铅锌矿床，硫化物Pb同位素组成多具有很高的放射性成因Pb，Pb同位素模式年龄远大于或者小于古生界容矿碳酸盐岩(图17)，指示成矿前富U、Th的前寒武纪长英质变质基底或古生界沉积岩可能为成矿金属主要来源；对于山前/山间盆地环境乌拉根砂岩型铅锌矿床，硫化物Pb同位素组成具有相对较高的放射性成因Pb，Pb同位素模式年龄多小于下白垩统容矿克孜勒苏群第五岩性段砂/砾岩(图17)，硫化物Pb同位素组成与容矿砂/砾岩也较为类似，指示具有放射性成因Pb的克孜勒苏群第五岩性段砂/砾岩可能为乌拉根铅锌成矿主要金属来源[125]。最近，通过对克孜勒苏群第五岩性段沉积学、岩石学、重矿物组成和碎屑锆石年代学综合研究，认为其是受晚侏罗世—早白垩世拉萨地块与羌塘地块碰撞远程效应的影响，以西南天山高Pb、Zn背景值的元古界变质基底和古生界被动陆缘沉积物为源区，沉积的一套冲积扇-辨状河-辨状河三角洲相红色碎屑岩建造[43]。由此可以看出，富含放射性成因Pb的克孜勒苏群可能是从元古界变质基底阿克苏群或者从元古界被动陆缘沉积(富U、Th的长石和碳酸盐岩等)继承而来。与此同时，在天山铅锌成矿带内多有大量前寒武纪变质基底产出，岩性通常为各种片岩、中酸性片麻岩和混合岩等，总体上以长英质成分为主，富含Pb、Zn等成矿金属元素，已成为预测铅锌矿集区的重要标志[162]。例如，哈萨克斯坦—伊犁板块东北缘里霏系Tekeli群、元古界温泉群、中—上元古界哈尔达坂群、中—上元古界库松木切克群等变质基底富含铅锌成矿金属，可为铅锌大规模成矿提供物质基础，也是近年来铅锌找矿突破的重要地区[54]。可能正是基于古陆块前寒武纪变质基底高Pb、Zn背景值的区域地球化学特征，伴随着长期地壳演化和多期次构造-岩浆活动，在不同时代形成的有利构造环境富集成矿，表现出一定的成矿继承性。

上地壳、造山带、地幔、下地壳不同构造单元Pb同位素演化线源于文献[163]；两阶段Pb同位素演化模式中不同μ值地壳演化曲线和模式年龄线引自文献[164]；数据源自表1～4图17 天山主要铅锌矿床闪锌矿和方铅矿206Pb/204Pb-207Pb/204Pb图解Fig.17 Diagram of 206Pb/204Pb-207Pb/204Pb for Sphalerite and Galena in the Main Zn-Pb Deposits of Tianshan

方框下边界代表容矿围岩年龄，上边界代表铅锌成矿年龄(数据见表1～4)；青色粗线代表海水硫酸盐S同位素组成变化曲线(引自文献[165])；青色阴影代表150 ℃条件下海水硫酸盐发生硫酸盐热化学还原后形成H2S的S同位素组成变化范围(引自文献[166])；绿色粗线代表沉积黄铁矿细菌硫酸盐还原成因还原硫的S同位素组成变化曲线(引自文献[165])；灰色阴影代表幔源岩浆S同位素组成变化范围(引自文献[167])图18 天山主要铅锌矿床S同位素组成对比Fig.18 Comparison of S Isotopic Compositions of the Main Zn-Pb Deposits in Tianshan

中国及境外天山主要铅锌矿床S同位素组成(图18)表明海水硫酸盐热化学还原成因、幔源岩浆成因和细菌硫酸盐还原成因等3种还原硫为区域铅锌成矿主要硫源。对于古陆边缘裂陷盆地环境Tekeli、托克赛和哈尔达坂SEDEX型铅锌矿床与早期经历过SEDEX型成矿的彩霞山、宏源和红星山铅锌矿床，矿石硫化物S同位素组成多与150 ℃条件下海水硫酸盐发生热化学还原后形成H2S的S同位素组成相似，推测还原硫主要为海水硫酸盐热化学还原成因(图18)。但对于洋-陆俯冲增生岛弧环境阿齐山、蒙马拉、阿尔恰勒和维权矽卡岩型铅锌矿床以及七兴、库尔尕生、塔北和吐拉苏岩浆热液脉型铅锌矿床，S同位素组成大体位于幔源岩浆硫附近，指示还原硫主要源于弧岩浆岩(图18)；小热泉子VMS铅锌矿床S同位素组成变化相对较大，硫化物S同位素组成介于海水硫酸盐热化学还原成因硫与幔源岩浆硫的S同位素组成之间，指示还原硫为海水硫酸盐热化学还原和岩浆硫的不同程度混合来源(图18)。对于陆-陆碰撞造山环境霍什布拉克、莎里塔什、坎岭和琼阿伯MVT型铅锌矿床，不同矿床硫化物S同位素组成变化较大，显示出还原硫来源较为多样，海水硫酸盐热化学还原成因、细菌硫酸盐还原成因和岩浆成因还原硫均可能是其主要来源(图18)。对于山前/山间盆地环境乌拉根铅锌矿床，矿石硫化物S同位素组成变化范围异常宽泛，显示出还原硫来源较为多样，海水硫酸盐热化学还原成因和细菌硫酸盐还原成因还原硫可能为其主要来源(图18)。由此可知，天山铅锌成矿具有长时间、多期次、多类型叠合成矿和继承性演化特点，但不同时期铅锌成矿并不是简单重复出现，其成矿金属和还原硫来源也不相同，还表现出越来越复杂的特点。

4.3 天山地区铅锌找矿突破方向

世界范围内，各类沉积盆地中与盆地流体活动有关的沉积岩容矿铅锌矿床(包括SEDEX型、MVT型和砂岩型)，占据世界铅锌储量的70%左右，是当前铅锌矿产资源勘查的主要目标和矿床学研究的主要对象[156-157]。然而，通过对中国及境外天山已有铅锌矿床(点)统计分析(表1～4)，发现尽管区内有较多SEDEX型铅锌矿床(如Tekeli、哈尔达坂、托克赛等)、MVT型铅锌矿床(如Uchkulach、霍什布拉克等)和砂岩型铅锌矿床(如乌拉根、康西等)产出，但是产于洋-陆俯冲增生岛弧环境的矽卡岩型、斑岩型、岩浆热液脉型和VMS型铅锌矿床数量众多，矿床规模大小不一，其中也不乏一些大型—超大型矿床产出，如Kurgashinkan、Altyntopkan、阿齐山、阿尔恰勒等，在天山地区铅锌矿产资源中占有重要地位。其主要原因可能是天山地区经历了多陆块、多洋盆长期复杂的构造演化过程，发育大量俯冲-增生杂岩和弧岩浆岩带，而相对缺乏碰撞造山相关的周缘前陆盆地[168]，也可能是矽卡岩型、斑岩型、岩浆热液脉型和VMS型铅锌成矿深度相对较大，成矿后构造隆升剥蚀影响较小，从而导致更易于保存。

鉴于此，天山地区铅锌找矿主攻矿床类型除了沉积岩容矿铅锌矿床(SEDEX型、MVT型和砂岩型)外，洋-陆俯冲增生岛弧环境中与岩浆活动有关的矽卡岩型、斑岩型、岩浆热液脉型和VMS型铅锌矿床也应重点关注。北天山岛弧带内遍布北天山洋俯冲形成的晚古生代钙碱性岩浆岩带和火山碎屑岩、钙质碎屑岩、碳酸盐岩沉积，发育有近EW向深大断裂及其不同走向的次级断裂，已发现有阿齐山、维权、白干湖等矽卡岩型铅锌矿床和小热泉子、梅岭南等VMS型铅锌矿床[169]，显示其构造运动、弧岩浆侵位、地层、热液活动等成矿要素齐全。哈萨克斯坦—伊犁板块北缘遍布北天山洋俯冲形成的晚古生代钙碱性岩浆岩带和奥陶系—石炭系碳酸盐岩、钙质砂岩、火山碎屑岩沉积，发育一系列NW向深大断裂及其分支断裂，发现有哈勒噶提矽卡岩型铜铅锌矿床和阔尔托汗、库尔尕生、七兴、蒙马拉、塔北等岩浆热液脉型铅锌矿床[87,170]；哈萨克斯坦—伊犁板块南缘遍布Terskey洋、Turkestan洋先后俯冲形成的Kipchak岛弧带[50,171]、弧花岗岩带[172]和奥陶系—石炭系火山碎屑岩、碳酸盐岩沉积，发育深切前寒武纪基底的韧性剪切带、断裂、多期次活动的火山穹隆构造和次级断裂[173]，发现有Tuyke、Keregetash、阿尔恰勒矽卡岩型铅锌矿床和Boordu岩浆热液脉型铅锌矿床，显示哈萨克斯坦—伊犁板块南、北缘构造运动、弧岩浆侵位、地层、热液活动等成矿要素齐全。境外中天山地块遍布Turkestan洋俯冲形成的泥盆纪—石炭纪Beltau—Kurama岛弧岩浆带和海相碳酸盐沉积，发育断裂、褶皱构造，发现有Kurgashinkan、Altyntopkan等矽卡岩型铅锌矿床和Kassan、Kanimansur等岩浆热液脉型铅锌矿床；中国东天山中天山地块遍布南天山洋俯冲形成的石炭纪中酸性弧岩浆岩和元古界碳酸盐岩建造，发育大型断裂及其分支断裂，区内发现的彩霞山、宏源、吉源、刘家泉西等铅锌矿床发育有(远)矽卡岩型铅锌矿化，红星山、玉西等铅锌矿床经历过岩浆热液脉型矿化[7,96,174-175]，显示中天山地区构造运动、弧岩浆侵位、地层、热液活动等成矿要素齐全。因此，北天山岛弧带，哈萨克斯坦—伊犁板块南、北缘和中天山地块显示出巨大的洋-陆俯冲增生岛弧环境铅锌成矿潜力，有望获得重大铅锌找矿突破。除此之外，哈萨克斯坦—伊犁板块北缘与东天山中天山地块元古界SEDEX型铅锌找矿[2]、境外中天山地块北缘与南天山古生代被动陆缘碳酸盐岩地层MVT型铅锌找矿、新疆西南天山山前/山间盆地砂岩型铅锌找矿[2,26]前景良好，也仍值得继续关注。

5 结 语

(1)天山造山带经历了前寒武纪古陆形成、洋-陆俯冲增生、陆-陆碰撞造山和陆内成盆4个地球动力学过程，先后出现了元古宙古陆边缘裂陷盆地、古生代洋-陆俯冲增生岛弧、晚古生代陆-陆碰撞造山与中—新生代山前/山间盆地4类重要地质环境，并分别形成了古陆边缘裂陷盆地铅锌成矿系统(SEDEX型)、增生岛弧铅锌成矿系统(矽卡岩-斑岩-岩浆热液脉-VMS型)、碰撞造山铅锌成矿系统(MVT型)、山前/山间盆地铅锌成矿系统(砂岩型)4类重要成矿系统(成矿类型)，造就了天山巨型铅锌成矿带。

(2)天山地区存在多种铅锌成矿环境和不同铅锌成矿系统与成矿类型，铅锌成矿表现出长时间、多期次、多类型叠合成矿和一定继承性的演化特点。尽管沉积岩容矿铅锌矿床在全球铅锌矿产资源中占据主导地位，而在天山地区增生岛弧铅锌成矿系统则占有更为重要的地位，应该给予重视。

(3)北天山岛弧带，哈萨克斯坦—伊犁板块南、北缘和中天山地块显示出巨大的洋-陆俯冲增生岛弧环境铅锌成矿潜力，有望获得重大找矿突破。与此同时，哈萨克斯坦—伊犁板块北缘与东天山中天山地块元古界SEDEX型铅锌找矿、境外中天山地块北缘与南天山造山带古生代被动陆缘碳酸盐岩地层MVT型铅锌找矿、新疆西南天山山前/山间盆地砂岩型铅锌找矿前景良好，也仍值得继续关注。

薛春纪：值此长安大学七十周年华诞之际，谨以此文衷心祝福母校积历史丰蕴，展辉煌宏图，谱时代华章！1983年，我大学毕业就来到西安地质学院工作，一干就是二十多年，其间还在职攻读了硕士和博士学位。我忘不了初作教师不会讲普通话时的尴尬慌忙，忘不了教学中越过的那道道坎梁，更忘不了前辈们传帮带时的语重心长。时时都能想起的那件件桩桩，无不寄托着学校领导的关怀与希望，无不承载着老师们的育人担当，无不弥散着整个校园里的奋发向上！长安大学让我在教师的岗位上不断向上!在这里，人人都在快速成长，学校也在快速发展壮大！感恩学校！感恩前辈、领导和同事！