青海省黑石山地區(qū)銅多金屬礦床的地質特征及找礦前景

李德彪， 吳 齊

（1.青海省第一地質礦產勘察院，青海 平 安 810600；2.合肥工業(yè)大學 資 源與環(huán)境工程學院，安徽 合 肥 230009）

0 引 言

柴達木盆地南緣的東昆侖地區(qū)蘊藏有豐富的礦產資源，其中段北側的五龍溝地區(qū)是青海省重要的金成礦區(qū)，目前已在五龍溝地區(qū)石灰溝、淡水溝、紅旗溝、深水潭、苦水泉、中支溝、打柴溝等地發(fā)現大－中－小規(guī)模的造山帶型金礦床［1－4］。近年來，通過對該地區(qū)進一步的礦產普查和詳查工作，在五龍溝地區(qū)東北部的黑石山發(fā)現了以銅為主的多金屬礦床［5］。本文在野外工作的基礎上，總結了該地區(qū)銅多金屬礦床的地質特征，對進一步地質找礦具有一定的指導意義。

1 區(qū)域地質背景

1.1 區(qū)域地質概況

東昆侖地區(qū)屬青藏高原北部，自北向南發(fā)育昆北、昆中、昆南3條深大斷裂帶，發(fā)育多條近東西向的深大斷裂帶［6］。東昆侖北以昆北斷裂帶與柴達木地塊為鄰，南以昆南斷裂帶與巴顏喀拉海西—印支褶皺造山系分開，被近東西向昆中和昆南斷裂帶分割為昆北、昆中、昆南3個區(qū)域［4］，如圖1所示。

圖1 東昆侖構造分區(qū)圖

五龍溝地區(qū)位于東昆侖中部，屬于昆北、昆中斷裂帶所夾持的昆中構造巖漿帶（圖1）。最近研究成果提出昆中構造巖漿帶內格爾木—五龍溝存在一短軸狀變質核雜巖構造，如圖2所示［7］，其以太古—下元古界變質基底（金水口群）為核，中、上元古界和泥盆、石炭系蓋層為翼。格爾木—五龍溝變質核雜巖韌性剪切構造十分發(fā)育，主要分布于其翼部，沿太古—下元古界深變質巖系與中、上元古界淺變質系接觸帶及中、上元古界內部發(fā)育，以NWW—EW向線形分布為主。這些剪切帶通常具有深層次韌性變形與淺層次脆－韌性變形疊加發(fā)育為特征，韌性、脆－韌性剪切帶是區(qū)內最佳的成礦帶，是重要的找礦標志。格爾木—五龍溝變質核雜巖東北翼通過黑石山—巴爾圖達吾剪切帶與金水口核雜巖相連，五龍溝成礦區(qū)主要屬于前者的東北翼。

圖2 格爾木—五龍溝變質核雜巖構造略圖

1.2 區(qū)域地球物理特征

該區(qū)域處于昆中斷裂北強磁、高重力、Au元素豐度低背景帶上，在五龍溝地區(qū)表現為低磁、緩梯度、重力較高（25～30毫伽）、梯度不明顯，存在AS18Au化探異常高值區(qū)。2008年，河南省地球物理勘查隊在昆中地區(qū)做了1∶50 000水系沉積物、1∶50 000磁測工作，通過物探高精度磁法測量，在區(qū)域上圈定磁異常51處，其中位于黑石山附近及區(qū)內的存在6處異常，并認為這些異常的存在與巖體及礦化密切相關。

2 礦床地質特征

黑石山銅多金屬礦床位于五龍溝地區(qū)東北部，范圍為巖金溝至車板溝一帶，其南側即為五龍溝金礦。

2.1 地層

黑石山地區(qū)出露地層有古元古代金水口群白沙河組（Pt1jb）及第四系（Q）。金水口群白沙河組是區(qū)域內出露的基底巖系，亦為本地區(qū)地層的主體，其由一套具中深變質的黑云斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖及石英片巖、黑云斜長片巖、斜長角閃片巖夾透鏡狀大理巖組成，特征的變質礦物有矽線石、石榴石、透輝石等，屬角閃巖相。白沙河組呈北西向展布，總體產狀為傾向30°～40°，傾角30°～70°，與金、銅多金屬礦化關系密切，巖金溝Ⅲ號、黑風口Ⅳ號含金構造破碎蝕變帶金礦體、黑石山銅多金屬礦床即賦存于該套地層中。第四系廣泛分布于各溝谷溝口、溝谷底及北部山前坡地區(qū)，形成一些沖積、沖洪積、風積等松散堆積物。

2.2 巖漿巖

區(qū)域內巖漿活動廣泛發(fā)育，并具有多期次的特點，主要由石灰溝超單元和外灘超單元組成。黑石山礦區(qū)內石灰溝超單元主要為黑石山（Pt3H）和東山（Pt3D）單元。

黑石山單元（Pt3H）侵位于白沙河巖組中，巖性為灰色中細粒石英閃長巖，形成年齡為（721±25）Ma（U－Pb），主要礦物含量為斜長石53.1%、角閃石17.1%、黑云母18.6%、石英9.8%，其平均化學成分為：

東山單元（Pt3D）侵位于白沙河巖組和黑石山單元中，巖性為灰色中粗粒－中細粒角閃石英花崗閃長巖。巖體中主要礦物含量為斜長石56.5%、石英 22.6%、鉀長石 10.4%、角閃石10.6%、黑云母7.2%，平均化學成分為：

微量元素含量統(tǒng)計見表1所列。由表1可見，黑石山、東山單元普遍富Sn、Co、Zn，東山單元的Cr、Pb也相對富集，濃集系數分別為1.14～1.73、1.4～2.4，黑石山單元的 W明顯富集。巖體與圍巖的接觸帶附近，巖石蝕變強烈，外接觸帶形成如蝕變斜長角閃巖、蛇紋石化角閃巖、透輝石大理巖、透輝石長石石英角巖等；內接觸帶則形成如透閃石、蛇紋石、陽起石、石榴石、透輝石矽卡巖等。

表1 巖漿巖單元微量元素質量分數平均值10－6

外灘超單元沿黑石山—巴爾圖達吾斷裂分布，主要由超基性巖－基性巖－中性巖等組成，呈巖體產出。巖體由大小不一、數量眾多的巖球體組成，巖性包含粗－巨晶輝石巖、中粗粒暗色閃長巖、灰－灰白色細晶閃長巖，其中閃長玢巖Rb－Sr等時線年齡為（209.09±22.73）Ma，其為晚三疊世幔源巖漿活動的產物［8］。

2.3 構造

黑石山多金屬成礦區(qū)內僅存在一處褶皺構造，為黑石山復向斜，位于區(qū)域北部。黑石山復向斜由下元古界白沙河組構成，其軸部位于黑石山一帶，軸向NWW—EW，延伸長度大于3 000m，長寬比大于10∶1，兩翼產狀內傾，傾角50°～80°，兩翼及其核部均遭受黑石山單元石英閃長巖侵入吞蝕，地層不連續(xù)，核部為山脊或山峰地貌。

黑石山地區(qū)屬格爾木－五龍溝變質核雜巖與金水口變質核雜巖的接觸部位，其間黑石山—巴爾圖達吾剪切帶從中穿過。區(qū)域內斷裂構造十分發(fā)育，按其展布方向可分為北西、南北、北東、東西向4組，呈現出多組構造相互交切的格局；根據野外關系判斷，斷裂產生的次序應為北西向—南北向—北東向—東西向。北西向斷裂是區(qū)內規(guī)模較大、形成較早、發(fā)育程度較高的一組脆性斷裂，也是區(qū)內最主要的控礦斷裂，控制區(qū)內斷裂構造基本格架，多疊加于韌性剪切帶之上，沿走向有分枝、復合、側列及“S”型扭轉現象。該組斷裂分布具群集和等距規(guī)律，一般平面間距800～1 000m，沿剪切帶內側及上盤多條成群產出，而遠離剪切帶則稀疏，單條斷裂寬幾米至數十米，長可達數千米。該組斷裂具多期活動的特點，主期表現為正斷層為主兼具左行走滑的特征。從區(qū)域斷裂的分布及其規(guī)模來看，北西向斷裂是昆中和昆北深大斷裂南北挾持范圍內的次級斷裂構造。

3 礦區(qū)地球化學特征

黑石山地區(qū)經1∶25 000水系沉積物測量圈出AS2、AS6 2個組合異常。

AS2位于八路溝—車板溝一帶，異常主元素為Pb，組合元素為Zn、Cu、Au、As。AS2綜合異常區(qū)出露地層為金水口群（Pt1J），巖性為黑云斜長片麻巖、黑云斜長角閃片巖、斜長角閃片巖等。北部有中細粒石英閃長巖巖體侵入，其規(guī)模較小，區(qū)內有北西向和北東向兩組斷裂通過。該異常中Pb、Zn、Cu 3種元素異常套合較好；Au、As 2種元素異常套合較好，異?？傮w上呈北東向帶狀展布；Pb2異常呈北東向帶狀展布，由56個異常點組成，面積為2.41km2，異常平均值340.39×10－6，峰值2 200×10－6，襯度4.25，異常規(guī)模10.24，異常具外、中、內3個濃度帶。Zn4－1異常呈北東向不規(guī)則帶狀展布，由68個異常點組成，面積為2.62km2，異常平均值238.15×10－6，峰值1 222×10－6，襯度1.59，異常規(guī)模為4.16，異常具外、中2個濃度帶，濃集中心2處。在異常區(qū)內已發(fā)現金、多金屬礦點多處，多產出在北西向斷裂與北東向斷裂交匯處及附近，黑石山一帶的Ⅱ號、Ⅷ號矽卡巖帶與車板溝一帶位于該異常范圍內。Ⅱ號、Ⅷ號矽卡巖帶及車板溝一帶目前經槽探、鉆探工程驗證發(fā)現有銅、鉛、鋅多金屬礦（化）體存在，表明異常由銅、鉛、鋅多金屬礦（化）體引起。

AS6位于巖金溝至月亮灣一帶。異常主元素為Zn，組合元素為Cu、Pb、Au，該綜合異常區(qū)主要出露花崗閃長巖體，金水口群白沙河組（Pt1jb）僅出露在異常北東，巖性為混合巖化黑云斜長片麻巖。異常區(qū)南東部月亮灣一帶，有閃長玢巖脈呈北西向分布。斷裂構造主要為北西向，在異常北東部—巖金溝口處，有北東向、東西向、北西向3組斷裂相交。該異常由Au4、Pb5、Pb6、Zn4－2、Zn7、Cu4－26個異常組成。其中 Cu4－2、Zn4－2、Pb5、Pb6重疊性較好，Zn7位于綜合異常南端。異?？傮w呈南北向不規(guī)則狀展布，各元素異常特征見表2所列。在AS6異常范圍已發(fā)現多金屬工業(yè)礦體，另在異常南東也有金礦點及銅多金屬礦化線索。

根據上述情況，區(qū)內異常、礦點、斷裂構造三者較為吻合，由此說明該異常的形成與區(qū)內斷裂構造、礦帶及多金屬礦點具有直接關系。

表2 AS6異常特征參數

4 礦體地質特征

黑石山地區(qū)多金屬礦產普查工作主要集中于黑石山—巴爾圖達吾剪切帶南側的巖金溝、八路溝、牛頭溝等地，而剪切帶北部的車板溝地區(qū)調查及找礦程度相對較低。目前，通過詳盡的普查工作，已在巖金溝、八路溝、牛頭溝內發(fā)現3條金屬成礦帶，從南到北依次為Ⅴ、Ⅷ、Ⅱ礦化帶。Ⅴ號成礦帶包括8個礦體，以Cu、Zn礦為主，含Pb，各礦體平均厚0.53～2.91m，w（Au）＝0.05%～0.67%，w（Pb）＝0.29% ～2.53%，w（Zn）＝0.49%～2.52%；Ⅷ成礦帶含24個礦體，以Cu、Zn為主，各礦體平均厚0.54～2.16m，w（Au）＝0.10%～3.99%，w（Pb）＝0.20% ～0.43%，w（Zn）＝0.76%～10.92%；Ⅱ號成礦帶包括13個礦體，以Pb、Zn礦為主，含Cu，各礦體平均厚度0.53～4.00m，w（Au）＝0.20% ～0.42%，w（Pb）＝0.28% ～2.63%，w（Zn）＝0.54% ～1.94%。

這3條礦化帶均呈北西—南東向展布，與區(qū)域主體的斷裂方向和黑石山—巴爾圖達吾剪切帶方向一致；同時，礦化帶內均可見北西—南東向斷層，這些暗示斷裂構造活動控制區(qū)域內的成礦作用。已探明的Ⅴ、Ⅷ、Ⅱ礦化帶的礦化類型均為矽卡巖型，賦礦巖石主要為透輝石；矽卡巖帶主要分布于石灰溝超單元巖體與古元古代金水口群白沙河組（Pt1jb）的接觸部位，表明礦床的形成與巖體密切相關。

5 找礦方向

目前，黑石山南部的Ⅱ、Ⅴ、Ⅷ號礦帶共提交銅、鉛、鋅（332＋333＋334）總礦石量2 819 777t，總金屬量45 298t。2012年，針對Ⅴ號矽卡巖帶Ⅴ－1、Ⅴ－2、Ⅴ－11礦體，于3118中段100勘探線施工的ZK10001孔中，Ⅴ－1礦體厚度在0.56～19.90m間，Ⅴ－1礦體真厚度為8m，Cu平均品位為1.79%，Zn平均品位為0.81%；Ⅴ－11礦體厚5.99m，Cu平均品位為3.12%，Pb平均品位為0.36%，Zn平均品位為1.17%，各元素品位、厚度具有增大的趨勢，如圖3所示，具有極好的找礦潛力。黑石山車板溝地區(qū)位于黑石山—巴爾圖達吾剪切帶北側，目前該地區(qū)找礦工作并未深入展開。車板溝地區(qū)正好位于1∶50 000水系沉積物圈出的AS2異常帶內，且區(qū)域內存在強烈構造活動和較多的石灰溝超單元侵入巖，表明該地區(qū)可能存在較多的成礦礦體。目前，對車板溝一帶針對成礦有利的4個小區(qū)通過1∶2 000激電剖面測量，共圈出激電異常14個，部分異常經槽探工程驗證已發(fā)現工業(yè)礦體，這均表明車板溝地區(qū)具有較大的成礦潛力，可以作為下一步重點的找礦靶區(qū)。同時，在黑石山巖金溝地區(qū)Ⅴ號矽卡巖帶附近，亦發(fā)現金礦體；可以在其他矽卡巖帶附近進行金礦體的探尋工作。

圖3 黑石山Ⅴ號矽卡巖帶100勘探線剖面圖

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