青海南部地區(qū)MVT型Pb-Zn礦床研究回顧

王進(jìn)壽，鄭有業(yè)，王秉璋，黃青華，張 林，拜永山

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)資源學(xué)院，湖北 武漢 430074;2.青海省地質(zhì)調(diào)查院，青海 西寧 810012；3.地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢430074)

1 概述

青海南部地區(qū)所指為包括果洛、玉樹(shù)和黃南三個(gè)藏族自治州的地理空間[1]，土地面積29萬(wàn)km2。在目前的地質(zhì)研究中[2-13]，涵義特指在大地構(gòu)造上夾持于金沙江縫合帶與班公湖-怒江縫合帶之間的、延伸千余公里的狹長(zhǎng)構(gòu)造帶，其主體位處羌塘地體，東南側(cè)為拉薩地體，北東側(cè)包括松潘-甘孜地體和揚(yáng)子(華南)地體的碰撞造山帶[2,14-15]。該構(gòu)造帶經(jīng)歷了古生代特提斯多島弧盆演化[16]，在此基礎(chǔ)上，以疊加發(fā)育新生代大規(guī)模走滑斷裂系統(tǒng)、逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng)，以及相伴產(chǎn)生的第三紀(jì)前陸盆地和規(guī)模宏大的新生代鉀質(zhì)巖漿巖帶為典型特征[17]。在這一狹長(zhǎng)的構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶，第三紀(jì)盆地陸相碎屑巖建造和盆緣逆沖推覆構(gòu)造帶控制了一系列賤金屬(Pb-Zn-Cu)和Ag礦床，如云南蘭坪盆地的金頂巨型Zn-Pb礦床和白秧坪超大型Ag-Cu-Pb-Zn礦床(成礦年齡介于40 Ma～34 Ma之間[18])。而在青海境內(nèi)，自南東至北西分布有玉樹(shù)一帶的囊謙、下拉秀、上拉秀等盆地及唐古拉山北坡的沱沱河盆地等產(chǎn)礦盆地。

隨著近年地質(zhì)工作的深入開(kāi)展，勘查者在青海南部地區(qū)玉樹(shù)境內(nèi)第三紀(jì)盆地中，發(fā)現(xiàn)了多處鉛鋅(銀)礦床(點(diǎn))。它們集中分布在然者涌、東莫扎抓、莫海拉亨等地，其中較有規(guī)模的礦區(qū)有東莫扎抓鉛鋅礦床(Pb+Zn資源量大于100萬(wàn)t)、莫海拉亨鉛鋅礦床(Pb+Zn資源量大于150萬(wàn)t)等[6]；在沱沱河盆地發(fā)現(xiàn)的茶曲帕查Pb(-Zn)大型礦床單個(gè)礦段Pb+Zn遠(yuǎn)景儲(chǔ)量已大于150萬(wàn)t(超過(guò)20個(gè)鉆孔控制)[4]?；诒姸郟b-Zn礦床位處同一構(gòu)造帶中的現(xiàn)象，侯增謙等[2]通過(guò)對(duì)比研究大膽推斷、進(jìn)而由田世洪等[19]證明，青藏高原東至北緣可能發(fā)育一條上千公里長(zhǎng)的、受新生代逆沖推覆構(gòu)造控制的巨型Pb-Zn-Cu-Ag成礦帶，并被學(xué)者[20]稱(chēng)之為“三江”北段成礦帶，是中國(guó)著名的“三江”銅多金屬巨型成礦帶的北延，構(gòu)造上屬特提斯巨型成礦域的重要組成部分。

由此可見(jiàn)，對(duì)該成礦帶的形成機(jī)制、礦床成因類(lèi)型、成礦模型、勘查模型以及成礦時(shí)代等關(guān)鍵科學(xué)的解決，將極大的延伸其找礦范圍，對(duì)地質(zhì)礦產(chǎn)研究及國(guó)民經(jīng)濟(jì)均有著現(xiàn)實(shí)的重要意義。對(duì)于該成礦帶的構(gòu)造演化、成礦模型及成礦時(shí)代等已有著述論及[5,7-8,10-13,16,19-20]，本文在此僅就礦床成因類(lèi)型的研究做一回顧。

2 礦床產(chǎn)出的大地構(gòu)造背景

始于新生代65Ma左右的印度-歐亞板塊碰撞及大規(guī)模陸內(nèi)俯沖[21]的遠(yuǎn)程效應(yīng)，在高原中北部和東部形成一系列早期逆沖-推覆和晚期走滑-拉分為特征的收縮構(gòu)造[22]。羌塘地體北緣在碰撞期發(fā)育大型新生代收縮系統(tǒng)—風(fēng)火山-囊謙褶皺-逆沖斷裂帶[23]。伴隨著大規(guī)模的逆沖-推覆和走滑-拉分作用，形成第三紀(jì)前陸盆地[24]和拉分盆地[25]。這些盆地基底經(jīng)歷了古特提斯期大規(guī)模洋-陸轉(zhuǎn)換構(gòu)造演化和新特提斯期陸內(nèi)造山的演化階段[5,7-8,10-12]，而第三紀(jì)原型盆地則在由早期的前陸盆地演化為后期的拉分盆地[26]中，沉積了由沱沱河組、雅西錯(cuò)組、五道梁組和曲果組組成的一套以河湖相為特征的第三紀(jì)陸相紅色碎屑巖，并伴有鉀質(zhì)巖貫入(42Ma～45Ma)[27]。正如侯增謙等[17]提出的“逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng)是該構(gòu)造帶的典型特征”，逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng)的前鋒帶常常是區(qū)域流體大量匯聚和金屬物質(zhì)大量堆積的重要部位[2]，具有與金頂超大型鉛鋅礦床成因模型中相同的碰撞造山與逆沖推覆構(gòu)造形成的容礦空間[28]。而這種碰撞造山與逆沖推覆的構(gòu)造背景，同樣在云南蘭坪盆地金頂超大型鉛鋅礦床的新成因模型研究中，被王安建等[29]所強(qiáng)調(diào)。

3 礦床成因

20世紀(jì)30年代末，MVT型Pb-Zn礦床在美國(guó)密西西比河谷被發(fā)現(xiàn)以來(lái)[30]，因其所含的巨大經(jīng)濟(jì)屬性而受到人們的廣泛推崇。MVT鉛鋅礦床最初是指賦存于臺(tái)地碳酸鹽巖中成因與巖漿活動(dòng)無(wú)關(guān)的淺成后生層狀鉛鋅礦床，是在50℃～250℃條件下，從稠密的盆地鹵水中沉淀形成的[31]，由此可見(jiàn)，其中并沒(méi)有強(qiáng)調(diào)構(gòu)造環(huán)境所起的作用。因此，MVT鉛鋅礦床曾被認(rèn)為是一類(lèi)與板塊構(gòu)造活動(dòng)無(wú)關(guān)的礦床，認(rèn)為只要存在臺(tái)地碳酸鹽巖，就有MVT鉛鋅礦化的可能。然而近40年來(lái)，構(gòu)造控制和動(dòng)力學(xué)背景、成礦年代、成礦物質(zhì)來(lái)源、熱液成礦系統(tǒng)，以及礦質(zhì)沉淀機(jī)制等方面的研究，使人們對(duì)MVT鉛鋅礦的認(rèn)識(shí)發(fā)生了根本性變化[3]，并相繼在世界各地發(fā)現(xiàn)許多相似但有別于典型MVT型且稱(chēng)為MVT型亞類(lèi)[3]的金屬或非金屬礦床。但眾多學(xué)者[32-33]在對(duì)MVT礦床進(jìn)行總結(jié)性研究時(shí)，都將這些亞類(lèi)暫時(shí)排除在外。

多年來(lái)，國(guó)外學(xué)者在秉承經(jīng)典MVT型礦床經(jīng)典內(nèi)容基礎(chǔ)上，又發(fā)展了其內(nèi)涵，如提出礦床形成的大地構(gòu)造環(huán)境主要位于造山帶前陸盆地[34]，少量處于陸內(nèi)裂谷盆地[35]；并在高氧逸度的盆地鹵水長(zhǎng)距離運(yùn)移匯聚[36-37]及礦石主要為開(kāi)放空間充填類(lèi)型[31]等等新的認(rèn)識(shí)，并將這些特點(diǎn)作為MVT型鉛鋅礦床具有的基本要素。這樣，擴(kuò)展后的MVT型鉛鋅礦床的概念，為更多的研究者準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)MVT型鉛鋅礦床提供了合理的依據(jù)。

3.1 成礦構(gòu)造環(huán)境及機(jī)制

如前所述，被多數(shù)人所肯定[3]的MVT型Pb-Zn礦床產(chǎn)出的構(gòu)造環(huán)境之一為前陸盆地。前陸盆地是位于造山帶前部介于造山帶與克拉通前緣之間的沉積盆地，是造山期后容納造山帶剝蝕物的場(chǎng)所。世界上的MVT鉛鋅礦床，主要存在于島弧-大陸碰撞造山帶、安第斯型俯沖造山帶和陸-陸碰撞造山帶3種造山帶的前陸中[38]，如中國(guó)川滇黔MVT鉛鋅礦帶[39]就是在前陸盆地中。但Bradley等[38]研究發(fā)現(xiàn)，MVT鉛鋅礦床也在造山帶的變形地區(qū)—逆沖推覆帶中分布，由于礦化和構(gòu)造活動(dòng)順序不同，礦體既可賦存于逆沖斷層下方，也能在逆沖巖席中出現(xiàn)。侯增謙等[2]、宋玉財(cái)?shù)萚4]在研究青海南部地區(qū)Pb-Zn礦床時(shí)，也認(rèn)為其產(chǎn)于碰撞造山帶環(huán)境，同樣明顯受大型逆沖推覆構(gòu)造控制，其與已知的MVT型鉛鋅礦床經(jīng)典成礦模式不相符，且認(rèn)為其基本特征均有別于世界范圍的MVT、Sedex和SST型等礦床，屬于受逆沖推覆構(gòu)造控制的新類(lèi)型Pb-Zn-Ag-Cu礦床，并稱(chēng)之為造山型Pb-Zn-Ag-Cu礦床。

伴隨印度-歐亞大陸碰撞擠壓形成的風(fēng)火山-囊謙逆沖褶皺[40]，出現(xiàn)了囊謙、下拉秀、上拉秀及沱沱河等一系列第三紀(jì)前陸盆地[2,26,41]。青海南部地區(qū)“三江”成礦帶中的東莫扎抓、莫海拉亨及茶曲帕查等鉛鋅礦床，即沿這些大型逆沖推覆構(gòu)造[2]控制的前陸盆地與前鋒帶疊合部位分布。而前陸盆地沉積物是青海南部地區(qū)大型Pb-Zn礦床成礦流體和成礦物質(zhì)的主要供給源[2]。因此，尋找容存于沉積巖中的賤金屬礦床，應(yīng)首先著眼于這些前陸盆地。侯增謙等[2]據(jù)相關(guān)資料[42]，將其與鄰近昌都地區(qū)的Pb、Zn多金屬礦床聯(lián)合起來(lái)考慮。

在沱沱河盆地茶曲帕查Pb-Zn礦區(qū)填圖和鉆孔編錄顯示[4]，礦區(qū)發(fā)育逆沖推覆構(gòu)造，上盤(pán)為二疊系九十道班組(P1j)灰?guī)r，下盤(pán)為古近系沱沱河組(E1t)碎屑巖；北部晚第三系五道梁組(E1w)泥灰?guī)r(含石膏層)不整合于灰?guī)r之上。礦體主要就位于灰?guī)r內(nèi)，產(chǎn)狀與推覆面一致。五道梁組泥灰?guī)r中局部見(jiàn)有礦化。金屬具有西部以Pb為主，向東為Pb-Zn組合的分帶現(xiàn)象。鄰近的空介Pb-Zn礦區(qū)同樣發(fā)現(xiàn)九十道班組與沱沱河組(？)間以逆沖推覆斷層接觸[2]，礦化出現(xiàn)在逆沖斷裂面的灰?guī)r破碎帶和孔滲性好的下伏碎屑巖中。但值得注意的是，在茶曲帕查以東的開(kāi)心嶺一帶，出露晚古生代碳酸鹽巖、碎屑巖夾橄欖玄武巖地層。鉆探表明，深部的九十道班組中賦存有層狀鉛鋅礦體，其很可能同樣受逆沖推覆構(gòu)造的制約，而與第三系地層無(wú)關(guān)。這表明，該區(qū)的Pb-Zn礦床成礦機(jī)制，主要與碰撞造山帶逆沖推覆構(gòu)造有關(guān)。

在囊謙-上拉秀新生代盆地中的東莫扎抓鉛鋅礦床、莫海拉亨鉛鋅礦床，都賦存于早二疊世九十道班組灰?guī)r、碎裂灰?guī)r中。礦化受構(gòu)造控制，同時(shí)層控特征也較為明顯[6]。但是，含礦碳酸鹽巖建造通常形成于古特提斯時(shí)期，因碰撞期前陸區(qū)逆沖推覆構(gòu)造才得以出露。Pb-Zn礦床的形成與前陸盆地沒(méi)有顯示明顯的成因關(guān)系[2]，礦床礦體明顯受逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng)中的次級(jí)斷裂破碎帶控制，顯示出與區(qū)域性對(duì)沖式逆沖推覆構(gòu)造有密切的成因聯(lián)系。

3.2 成礦流體及物質(zhì)來(lái)源

Leach等[31-32]認(rèn)為，MVT型Pb-Zn礦床的流體特征，主要為近地面海水蒸發(fā)形成的盆地鹵水。從該類(lèi)型礦床閃鋅礦中的流體包裹體研究統(tǒng)計(jì)表明，均一溫度為50℃～250℃，但多在90℃～150℃之間[31,43]。宋玉財(cái)?shù)萚4]對(duì)沱沱河盆地茶曲帕查礦床流體包裹體、方鉛礦δ34S及脈石方解石的C-O同位素等地球化學(xué)研究表明，礦床的成礦流體中Ca2+濃度大于Na+濃度，鹽度介于1.23%～22.84% NaCl eq.之間，包裹體均一溫度集中在120℃～240℃；方鉛礦δ34Svcdt值在-7.05‰和-34.53‰之間。侯增謙等[2]在研究“碰撞造山帶”中Pb-Zn礦床類(lèi)型特點(diǎn)時(shí)認(rèn)為，礦床流體與油田鹵水在化學(xué)成分上具有相似性，尤其是出現(xiàn)低溫和高鹽度的特征與形成MVT型礦床的盆地鹵水特征十分相似；本區(qū)多數(shù)賤金屬礦床的Pb同位素組成介于區(qū)域上地殼Pb組成范圍內(nèi)，總體類(lèi)似于MVT型礦床[2]。成礦流體具盆地鹵水+大氣降水的特點(diǎn)，成礦物質(zhì)可能來(lái)自沉積地層，指示礦床形成與巖漿活動(dòng)無(wú)關(guān)，系盆地內(nèi)流體活動(dòng)的產(chǎn)物。在東莫扎抓鉛鋅礦床、莫海拉亨鉛鋅礦床礦區(qū)中均發(fā)現(xiàn)有干瀝青[19]。劉英超等[44]已證實(shí)，這兩個(gè)礦床為同期同源熱液流體礦化的產(chǎn)物。據(jù)筆者等在沱沱河盆地空介Pb-Zn礦床所作的工作，礦床中具有與MVT鉛鋅礦床相似的一些蝕變特征。比如溶蝕坍塌角礫巖、交代圍巖以及碳酸鹽化等[44]，可能反映了遠(yuǎn)源的盆地含金屬流體和本地含H2S流體在成礦區(qū)混合導(dǎo)致金屬硫化物沉淀[45-46]。流體長(zhǎng)距離遷移是形成熱液型礦床的首要條件[32]，而東莫扎抓和莫海拉亨鉛鋅礦區(qū)中含礦流體，即通過(guò)礦區(qū)的逆沖斷裂和平移斷層垂向溝通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入的[19]。以上討論說(shuō)明，出茶曲帕查Pb-Zn礦床具有與典型MVT型礦床類(lèi)似的特點(diǎn)。

侯增謙等[2]認(rèn)為，青海南部地區(qū)MVT型后生層控Pb-Zn礦床的硫化物礦體，是在開(kāi)放空間充填和順層交代形成的，礦體受特定層位控制，但礦石呈塊狀、角礫狀、脈狀、網(wǎng)脈狀產(chǎn)出。據(jù)筆者等*青海省地質(zhì)調(diào)查院，青海扎日根地區(qū)礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查，2010.在沱沱河地區(qū)工作成果，侯增謙等[2]所稱(chēng)的特定層位是指九十道班組含燧石條帶生物碎屑灰?guī)r。一般認(rèn)為MVT型礦床均產(chǎn)于滲透性較差的蓋層和底層之間，而礦體主要產(chǎn)于蓋層與底層之間的滲透性較強(qiáng)的巖層[47-48]。青海南部囊謙-上拉秀盆地東莫扎抓礦床中早二疊世尕笛考組中細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖作為蓋層，而下部為致密塊狀的凝灰?guī)r；同樣，莫海拉亨也具有滲透性很差的蓋、底層特征，而含礦層為滲透性較好的碎裂灰?guī)r[6]。在沱沱河地區(qū)，成礦流體沿主逆沖斷裂面遷移，由于頂部灰?guī)r有效地封擋了流體的向外遷移，故成礦流體主要進(jìn)入下盤(pán)多孔的沱沱河組砂巖內(nèi)，形成礦床的主礦體，少量進(jìn)入上盤(pán)灰?guī)r的破碎部位，形成局部礦化[2]。

因此，如以上述此特征作為判別MVT型礦床的標(biāo)識(shí)，則本文所討論的青海南部地區(qū)Pb-Zn礦床，均可歸屬于MVT型礦床的范疇，具有較好的找礦前景。

4 結(jié)論

1)青海南部地區(qū)的東莫扎抓、莫海拉亨及茶曲帕查等大型Pb-Zn礦床，具有MVT型鉛鋅礦床產(chǎn)出的構(gòu)造環(huán)境、賦礦巖石、成礦流體及地球化學(xué)等特征，是形成于120℃～240℃溫度下、與巖漿活動(dòng)無(wú)關(guān)的淺成后生層狀礦床。成礦流體具盆地鹵水+大氣降水的特點(diǎn)，表明成礦物質(zhì)可能來(lái)自沉積地層，但是否為從第三系稠密的盆地鹵水中沉淀形成[31]，仍值得深入研究。

2)青海南部地區(qū)的MVT型鉛鋅礦床沿大型逆沖推覆構(gòu)造[2]控制的前陸盆地與前鋒帶疊合部位分布，其中前兩者賦存于早二疊世九十道班組(碎裂)生物碎屑灰?guī)r中，但后者則既在斷裂構(gòu)造上盤(pán)九十道班組灰?guī)r中產(chǎn)出，也在下盤(pán)第三系泥灰?guī)r或碎屑巖中就位，說(shuō)明臺(tái)地碳酸鹽巖不是MVT型礦床的唯一選擇巖性。表明逆沖推覆構(gòu)造前鋒帶與前陸盆地疊合部位，是青海南部地區(qū)尋找MVT型鉛鋅礦床的有利部位。

3)據(jù)目前研究成果，青海南部地區(qū)的囊謙-上拉秀盆地中的Pb-Zn礦床賦礦建造為早二疊世九十道班組碳酸鹽巖[2,6]，屬古特提斯時(shí)期，但成礦時(shí)代為33Ma～35Ma[19]，與沱沱河盆地內(nèi)茶曲帕查等礦床成礦時(shí)期相近[2,19]。說(shuō)明礦床是在喜山期大陸碰撞階段前陸區(qū)逆沖推覆構(gòu)造作用下出露，礦床的形成與前陸盆地沒(méi)有顯示明顯的成因關(guān)系[2]。青海南部地區(qū)的Pb-Zn礦床形成于印度-歐亞大陸碰撞擠壓環(huán)境下，其成礦機(jī)制主要與碰撞造山帶逆沖推覆構(gòu)造有關(guān)[2]，都與Bradley等[38]的MVT鉛鋅礦床可在造山帶變形地區(qū)—逆沖推覆帶中產(chǎn)出的發(fā)現(xiàn)一致。這種特點(diǎn)，為青南地區(qū)MVT型Pb-Zn礦床建立找礦勘查模型提供了依據(jù)。

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