東昆侖駱駝溝奧陶系變質(zhì)砂巖中發(fā)現(xiàn)銅礦點(diǎn)及該套地層沉積環(huán)境與成礦條件淺析

趙振明，陳守建，計(jì)文化

(西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，陜西西安 710054)

東昆侖駱駝溝奧陶系變質(zhì)砂巖中發(fā)現(xiàn)銅礦點(diǎn)及該套地層沉積環(huán)境與成礦條件淺析

趙振明，陳守建，計(jì)文化

(西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，陜西西安 710054)

東昆侖駱駝溝中-晚奧陶統(tǒng)納赤臺(tái)群的變質(zhì)砂巖地層中發(fā)現(xiàn)銅礦點(diǎn)，其野外產(chǎn)出厚度1.90 m，沿走向向西延伸5 m后被新生代地層覆蓋，向東被道路覆蓋，傾向延伸不定，含孔雀石，手標(biāo)本樣品呈灰白色，薄片狀，單個(gè)薄片厚0.1～2.0cm不等，孔雀石呈星點(diǎn)狀定向分布于片理之間或薄片的一個(gè)面成浸染狀。樣品經(jīng)顯微鏡薄片鑒定，定名變質(zhì)石英砂巖，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，具定向構(gòu)造。對(duì)該樣品的光譜半定量檢測(cè)分析Cu為1%；X射線衍射檢測(cè)分析與Cu有關(guān)的礦物孔雀石[Cu2(CO3)(OH)2]為1%，綠銅礦[Cu2Cl(OH)3]為1%，含非礦石礦物石英52%，斜長(zhǎng)石25%，方解石6%，伊利石4%，白云石9%；化學(xué)定量分析Cu為0.99%，TFe為2.48%。結(jié)合野外銅礦石產(chǎn)出地質(zhì)特征和實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，對(duì)該地區(qū)大量玄武巖、變玄武巖、變質(zhì)砂巖、千枚巖、片巖等巖石中銅元素實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)的詳細(xì)研究表明，成礦元素Cu可能來(lái)源于該地區(qū)的基性火山巖，富銅的火山巖和砂巖形成后，在區(qū)域變質(zhì)作用過(guò)程中其成礦元素從變質(zhì)火山巖遷移到變質(zhì)砂巖中，在古生代古老盆地中沉積富集成礦。

東昆侖 駱駝溝 奧陶系變質(zhì)砂巖 銅礦點(diǎn) 沉積環(huán)境 成礦條件

Zhao Zhen-ming，Chen Shou-jian, Ji Wen-hua. Copper ore occurrences in the Ordovician metasandstones of the Luotuogou region, East Kunlun Mountains: depositional environment and metallogenic conditions of the strata[J]. Geology and Exploration, 2014,50(6):1015-1023.

砂巖型銅礦床是銅礦床的一個(gè)重要類型，以盆地內(nèi)沉積的砂巖銅礦為主，例如新疆薩熱克銅礦位于塔里木盆地西南緣金屬成礦帶，礦床產(chǎn)于上侏羅統(tǒng)陸相紫紅色礫巖層中，金屬礦物分布于膠結(jié)物中，屬于后生低溫?zé)嵋旱V床，為砂(礫)巖型銅礦(祝新友等，2011)；新疆滴水砂巖型銅礦床位于塔里木盆地北部邊緣庫(kù)車前陸坳陷盆地，含礦地層為新近系，銅礦體賦存于一套河湖交替相的紅色碎屑砂巖建造中(韓文文等，2011)；在青藏高原新生代盆地的沉積地層中也賦存砂巖型銅礦，青海風(fēng)火山地區(qū)砂巖銅礦形成于古近紀(jì)，是在盆地早期沉積物壓實(shí)脫水過(guò)程中形成的(楊祖龍等，2008)。

除此之外，在造山帶的古生代地層中也發(fā)現(xiàn)了砂巖型銅礦，可能與現(xiàn)今已經(jīng)消失的古生代盆地沉積作用有關(guān)。北祁連天鹿砂巖銅礦床產(chǎn)在北祁連造山帶北部志留紀(jì)地層中，由晚志留世沉積成礦作用形成，成礦環(huán)境為殘留海盆(李金春等，2005)；大興安嶺銅多金屬成礦帶西南段，布敦花銅礦床產(chǎn)于二疊系下統(tǒng)變質(zhì)砂巖中，成因與燕山期花崗閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)斑巖及火山巖有關(guān)(金圣興等，1983)；土根曼蘇砂巖銅礦床位于西昆侖造山帶西北段，屬北昆侖晚古生代陸緣裂谷拗陷帶西段東南端，礦床發(fā)育于北昆侖晚古生代陸緣裂谷拗陷盆地中，含礦巖系為一套淺海-濱海相碎屑巖-碳酸鹽巖系，礦體賦存于紫紅色碎屑巖系淺色巖層中(王戰(zhàn)華等，2003)；中部非洲贊比亞砂巖銅礦形成于晚元古生代-早古生代的構(gòu)造向斜盆地內(nèi)(張東紅等，2013；張道俊等，2013)，礦體位于礫巖-砂巖-粉砂巖-泥巖-碳酸鹽巖的含礦建造中(趙興國(guó)，2010)。

在東昆侖造山帶以往的地質(zhì)工作中，在阿拉克湖東，阿尼瑪卿造山帶西段南坡的新生代紅色盆地內(nèi)，沱沱河組(E1-2t)紫紅色礫巖、砂巖中發(fā)現(xiàn)了砂巖型銅礦點(diǎn)，屬沉積型礦床，平均厚約1.77m，平均品位1.0% (王國(guó)燦等，2004)①，但在經(jīng)過(guò)造山作用改造的古生代地層中還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)砂巖型銅礦點(diǎn)的報(bào)道。筆者等在東昆侖駱駝溝奧陶系變質(zhì)砂巖中發(fā)現(xiàn)銅礦點(diǎn)，礦層厚度1.90m，超過(guò)了可開(kāi)采厚度1.0m，化學(xué)分析結(jié)果Cu為0.99%，超過(guò)了氧化礦石的邊界品位0.5%和最低工業(yè)品位0.7%，具有一定的研究意義和找礦意義。本文從地層與古地理環(huán)境出發(fā)，結(jié)合野外實(shí)際工作，地表礦石和圍巖的地質(zhì)特征，以及采集樣品的檢測(cè)分析結(jié)果和此前大量的巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)，重點(diǎn)對(duì)該地區(qū)銅礦的物質(zhì)來(lái)源、沉積環(huán)境和成礦條件進(jìn)行探討，為下一步的找礦工作提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

納赤臺(tái)群(OSN)，《青海省巖石地層清理》(1997)將該群定義為，分布于東昆侖北緣布爾漢布達(dá)山一帶一套變質(zhì)的綠片巖夾碳酸鹽巖地層，巖性有變質(zhì)的中基性火山熔巖、凝灰?guī)r、變凝灰質(zhì)千枚巖、板巖、砂巖、片巖、碳酸鹽巖、片理化中酸性火山巖、火山碎屑巖及凝灰礫巖等組成“綠色巖系”地層，時(shí)代為晚奧陶世-志留紀(jì)。2003年由王國(guó)燦等完成的阿拉克湖幅1∶25萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告，根據(jù)實(shí)測(cè)剖面和路線地質(zhì)調(diào)查①，把納赤臺(tái)群(OSN)分為6種基本巖石組合，①變碎屑巖組合：由變砂巖、板巖及片巖組成；②變火山巖碎屑巖組合：由變凝灰?guī)r夾變安山巖、變流紋巖等組成；③玄武巖組合：主要為枕狀玄武巖、塊狀玄武巖、?；鋷r、粗玄巖，枕狀構(gòu)造發(fā)育；④中基性火山熔巖組合：安山巖、玄武巖夾流紋巖，發(fā)育枕狀構(gòu)造及氣孔杏仁構(gòu)造；⑤超鎂鐵巖組合：蛇紋石化輝橄巖、輝石巖，巖石色調(diào)暗；⑥碳酸鹽巖組合：灰?guī)r、硅質(zhì)條帶灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r夾板巖及大理巖，硅質(zhì)巖中可見(jiàn)豐富的放射蟲(chóng)化石。厚度0～1750m。2009年編繪的1∶25萬(wàn)卡巴紐爾多幅建造構(gòu)造圖②把東昆侖駱駝溝一帶的納赤臺(tái)群(OSN)劃分為中-晚奧陶統(tǒng)納赤臺(tái)群碎屑巖(O2-3Nb)和中-晚奧陶統(tǒng)納赤臺(tái)群火山巖(O2-3Na)。本文發(fā)現(xiàn)的銅礦點(diǎn)位于后者(圖1)，附近主要為含后期石英脈的大理巖(原巖為碳酸鹽巖)、變質(zhì)砂巖，地層總體變形強(qiáng)烈。石英脈中含褐鐵礦，變質(zhì)砂巖局部含顆粒較大的黃鐵礦立方體晶體。

該地區(qū)以往的地質(zhì)工作確定了1個(gè)礦床和3個(gè)礦點(diǎn)③(圖1)。①駝路溝鈷(金)礦床，本文稱駱駝溝，鈷礦體27條、金礦體1條。估算出333+334鈷資源量2561.79t，金資源量161.31kg，伴生金資源量1314.84kg。礦體巖性為黃鐵礦化石英鈉長(zhǎng)巖、石英片巖，鈷元素以類質(zhì)同象的形式存在于黃鐵礦中。②駝路溝北鈷(金)礦點(diǎn)，處于韌性剪切帶中，圈出5條鈷礦體，含礦層位為變質(zhì)砂巖。③菜園子溝銅礦點(diǎn)，為中新元古界萬(wàn)保溝群(Pt2-3W)地層，巖性為孔雀石化的糜棱巖和片巖，礦石礦物有孔雀石、黃銅礦、銅蘭等。圈定出5條銅礦體，1條鈷鐵礦體，其形成與巖漿熱液成礦有關(guān)。④南溝磁鐵礦化點(diǎn)，處于納赤臺(tái)群變砂巖及火山巖中，礦石為細(xì)脈浸染狀、團(tuán)塊浸染狀和角礫狀構(gòu)造，屬于火山噴發(fā)環(huán)境中熱水沉積型。

李厚民等(2001)研究認(rèn)為，東昆侖地區(qū)駝路溝鈷(金) 礦床受下二疊統(tǒng)(本文根據(jù)2009年新的資料②③，地層歸屬到中上奧陶統(tǒng))中酸性富鈉火山巖有關(guān)的層位控制，經(jīng)后期動(dòng)力變質(zhì)變形作用改造。

2 銅礦產(chǎn)出地質(zhì)特征

在109國(guó)道2803 km牌處岔路口，去溫泉水庫(kù)公路19 km處路邊(圖1)，地層屬中-晚奧陶統(tǒng)納赤臺(tái)群火山巖(O2-3Na)(圖1)。地層為一套淺變質(zhì)淺色片狀巖石，產(chǎn)狀190°∠42°，含孔雀石巖性厚度1.90 m，走向方向，近西方向延伸5 m后被新生代地層覆蓋、近東方向被道路覆蓋，傾向延伸不定，含礦地層南部為一向斜，以大理巖為主，含大量石英脈，石英脈寬30～50cm，采集2010831k01、2010831k02、2010901k01石英脈樣品。含礦地層北部為碳質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖，再向北為石英砂巖、泥巖，沉積環(huán)境變深。采樣剖面見(jiàn)圖2。垂直含礦地層連續(xù)采樣，采樣時(shí)間2010年9月1日，樣品編號(hào)2010901k02，標(biāo)本樣品特征，為灰白色，薄片狀，單個(gè)薄片厚0.1～2.0cm不等，礦物定向排列，具石英、白云母、少量暗色礦物、少量定向排列的褐色礦物，蘭色礦物(孔雀石)呈星點(diǎn)狀定向分布于片理之間或薄片的一個(gè)面成浸染狀(圖3)。

對(duì)采集的2010901k02含礦樣品進(jìn)行室內(nèi)工作：①進(jìn)行薄片的磨制和顯微鏡的鑒定分析，準(zhǔn)確定名；②用光譜半定量檢測(cè)分析確定主要元素的含量；③用X射線衍射分析確定主要礦物組成及含量；④化學(xué)分析確定Fe、Cu金屬的百分含量。對(duì)石英脈樣品進(jìn)行后3項(xiàng)檢測(cè)分析。

圖1 研究地區(qū)區(qū)域地質(zhì)和交通圖(依據(jù)“青海省1∶250000卡巴紐爾多幅建造構(gòu)造圖”②修編)Fig. 1 Map showing and traffic in the research area (prepared based on Qinghai Province 1∶250000 Kaba’niuerduo formation and tectonic map②)1-第四系沉積物；2-新近系中新統(tǒng)五道梁組砂泥巖；3-白堊系上統(tǒng)昆侖橋組石灰?guī)r；4-上三疊統(tǒng)花崗閃長(zhǎng)巖；5-上三疊統(tǒng)八寶山組砂礫巖、火山巖；6-中三疊統(tǒng)西里可特組砂礫巖；7-下三疊統(tǒng)洪水川組砂礫巖；8-下三疊統(tǒng)昌馬河組砂巖、頁(yè)巖；9-上二疊統(tǒng)格曲組碳酸鹽巖、砂礫巖；10-中二疊統(tǒng)馬爾爭(zhēng)組碎屑巖；11-下二疊統(tǒng)-上石炭統(tǒng)浩特洛哇組石灰?guī)r、砂板巖；12-下石炭統(tǒng)哈拉郭勒組石灰?guī)r、砂頁(yè)巖；13-中-上奧陶統(tǒng)納赤臺(tái)群碎屑巖；14-中-上奧陶統(tǒng)納赤臺(tái)群火山巖；15-中-新元古界萬(wàn)保溝群碳酸鹽；16-中-新元古界萬(wàn)保溝群火山巖；17-古元古界金水口巖群片麻巖；18-本文研究工作采樣位置；19-主要斷層、次要斷層、隱伏斷層；20-主要公路、普通公路，河流1-Quaternary sediments；2-sandstone-mudstone of Neogene Miocene Wudaoliang Group；3-limestone of upper Cretaceous Kunlun bridge Group ；4-upper Triassic granodiorite；5-sandstone-conglomerate stone and volcanic rock of upper Triassic Babaoshan Group；6-sandstone-conglomerate stone of middle Triassic Xilikete Group；7-sandstone-conglomerate stone of lower Triassic Hongshuichuan Group；8-sandstone and shale of lower Triassic Changma river Group；9-carbonate rock and sand-conglomerate stone of upper Permian Gequ Group；10-clastic rock of middle Permian Ma'erzeng Group；11-limestone and sand-slate rock of low Permian-upper Carboniferous Haoteluowa Group；12-limestone and sandstone-shale of low Carboniferous Halaguole Group；13-clastic rock of middle-upper Ordovician Nachitai Formation ; 14-volcanic rock of middle-upper Ordovician Nachitai Formation ; 15-carbonate rock of middle-upper Proterozoic Era Wanbaogou Formation; 16-volcanic rock of middle-upper Proterozoic Era Wanbaogou Formation; 17-gneiss of lower Proterozoic Era Jinshuikou Formation; 18-sampling position；19-main faults, secondary faults and buried faults； 20-main and second road ,river

圖2 含銅變質(zhì)砂巖所在地層野外實(shí)測(cè)剖面圖Fig. 2 Measured profile of copper-bearing metamorphic sandstone stratum1-大理巖;2-變質(zhì)砂巖; 3-碳質(zhì)千枚巖;4-泥質(zhì)砂巖; 5-礦體;6-石英脈;7-正斷層;8-傾向傾角1-marble; 2-mate-sandstone; 3-carbon-phyllite;4-mud-sandstone; 5-orebody;6-quartz vein;7-normal fault ;8-dip-angle and direction

圖3 銅礦石標(biāo)本照片F(xiàn)ig. 3 Photo showing copper ore samples

3 測(cè)試分析結(jié)果

3.1 礦石樣品顯微結(jié)構(gòu)特征

對(duì)2010901k02礦石樣品進(jìn)行顯微鏡鑒定，見(jiàn)圖4。室內(nèi)定名：變質(zhì)鈣(鎂)質(zhì)斜長(zhǎng)石石英砂巖,顯微粒狀變晶結(jié)構(gòu)和細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，具定向構(gòu)造，主要為碳酸鹽(和集合體)具有定向排列，與其伴生的少量片狀礦物也具定向排列。主要礦物為長(zhǎng)石、石英為變晶結(jié)構(gòu)和變余砂狀結(jié)構(gòu)。礦物成分，石英：變晶定向分布，呈碎片狀，粒徑0.05～0.15mm，含量55%左右。斜長(zhǎng)石：碎屑狀，不具定向性，粒經(jīng)0.2mm以下，含量20%左右。碳酸鹽(鈣、鎂質(zhì))：呈不規(guī)則粒狀集合體，定向排列，分布于石英和斜長(zhǎng)石的粒間，含量15%左右。褐鐵礦(金屬礦物氧化物)，含量大于5%。其它有少量的白云母、粘土礦物和電氣石碎片等，粘土礦物與碳酸鹽伴生，在褐鐵礦呈綠色的礦物，疑為綠泥石或孔雀石。

3.2 光譜半定量檢測(cè)分析、X射線衍分析和化學(xué)分析結(jié)果

東昆侖駱駝溝新發(fā)現(xiàn)的含孔雀石的變質(zhì)砂巖2010901k02樣品，3種測(cè)試分析結(jié)果：光譜半定量檢測(cè)分析Cu為1%(表1)；X射線衍射檢測(cè)分析與Cu有關(guān)的礦物，孔雀石[Cu2(CO3)(OH)2]含量為1%，綠銅礦[Cu2Cl(OH)3] 含量為1%，根據(jù)分子量計(jì)算含Cu為1.17%，化學(xué)定量分析結(jié)果Cu為0.99%，TFe為2.48%(表2)，Cu金屬元素三種分析結(jié)果在誤差范圍內(nèi)是一致的，尤其是光譜半定量檢測(cè)分析與化學(xué)分析結(jié)果這樣接近是難得的。

2010831k01、2010831k02、2010901k01石英脈樣品，光譜半定量檢測(cè)分析除過(guò)銅外，主要金屬元素含量與變質(zhì)砂巖銅礦層接近(表1)，化學(xué)分析結(jié)果TFe分別為2.64%、4.00%、4.12%，Au為<0.05g/t，含鐵白云石、針鐵礦等(表2)。

4 沉積環(huán)境與成礦條件分析

4.1 砂巖型銅礦床與沉積盆地

砂巖型銅礦床以盆地內(nèi)沉積型為主，礦床的形成首先具備沉積盆地，例如殘留海盆(李金春等，2005)和拗陷盆地(王戰(zhàn)華等，2003)。東昆侖早古生代的地層經(jīng)過(guò)構(gòu)造改變，巖性復(fù)雜，變形和變質(zhì)作用強(qiáng)烈，納赤臺(tái)群地層中具有基性、中性、酸性火山巖，還有板巖、砂巖、片巖、碳酸鹽巖、碎屑巖及礫巖等，駱駝溝地區(qū)總體以火山巖為主，局部具有砂巖、片巖和碳酸鹽巖。筆者曾對(duì)東昆侖早古生代的古地理環(huán)境進(jìn)行過(guò)研究(趙振明等，2010)，在格爾木東南的納赤臺(tái)群(OSN)的物質(zhì)組合反映了早古生代深水盆地、大陸斜坡、碳酸鹽巖濱岸沉積環(huán)境?，F(xiàn)在的東西大灘地區(qū)可能是當(dāng)初的沉積盆地經(jīng)過(guò)之后多次造山改造而殘留下來(lái)的，這是砂巖銅礦形成的必要條件。

沉積巖及沉積作用對(duì)砂巖銅礦的形成起著重要的控制作用(陳根文等，2002)，盆地演化、流體和砂巖銅礦成礦作用處于統(tǒng)一系統(tǒng)中，當(dāng)富銅礦源層形成后，大氣降水的深循環(huán)和水-巖相互作用，形成中溫、中高壓力、高鹽度的熱鹵水溶液，于盆地發(fā)展晚期形成砂巖銅礦(譚凱旋等，1999)。美國(guó)蒙大納州(Montana)西北與愛(ài)達(dá)荷州(Idaho)東北地區(qū)，含Cu-Ag砂巖成因，受斷層控制在金屬元素溶解遷移的同沉積作用過(guò)程中形成。在浸透性的地平面上，溶解物水平向移動(dòng)，成礦作用重復(fù)發(fā)生在不同的地層間(Langeetal.，1983)。云南省中部楚雄盆地，從晚三疊世到第三紀(jì)地層共發(fā)現(xiàn)有16 個(gè)含礦層位，遍及中生代和新生代紅色砂巖建造的每個(gè)層位(陳根文等，2002)。按照盆地內(nèi)砂巖型銅礦的上述特征，本文發(fā)現(xiàn)的變質(zhì)砂巖銅礦層可能是多個(gè)礦層中的一個(gè)。因此，該地區(qū)具有砂巖型銅礦的良好找礦前景。

圖4 含銅變質(zhì)砂巖薄片顯微鏡鑒定結(jié)果照片F(xiàn)ig. 4 Microscopical identification photo of coper-bearing metasandstoneQz-石英;Pl-斜長(zhǎng)石;Cal-碳酸鹽巖(方解石、白云石);Mu-白云母；正交偏光(+)Qz-quartz; Pl-plagioclase; Cal-carbonate rock(calcite，dolomite )；Mu-muscovite; (+)-orthogonal表 1 石英脈和銅礦石光譜半定量檢測(cè)分析結(jié)果(%)Table 1 Half quantitative spectral analysis of quartz veins and copper ores(%)

樣品項(xiàng)目CuCrVPbZnSiAlFeCaMgMnTiKNaBaSr2010831k010.0020.0020.020.0005->106550.70.050.5-10.050.052010831k020.0050.0010.010.0020.005>1015520.060.210.50.030.032010901k010.0020.0010.010.0010.1>1015620.060.210.80.020.052010901k0210.020.020.0020.01>10841030.050.6110.050.07

注：檢測(cè)單位，西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心，檢測(cè)儀器：一米平面光柵攝譜儀，型號(hào)WP1。

表2 石英脈和銅礦石化學(xué)分析和X射線衍射檢測(cè)分析結(jié)果(%)Table 2 Chemical and X-ray diffraction analysis of quartz veins and copper ores(%)

注：檢測(cè)單位，西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心，TFe、Cu、Au為化學(xué)分析結(jié)果，檢測(cè)儀器：全譜直讀離子體光譜儀ICP，檢測(cè)環(huán)境溫度：25OC，濕度：65%。其它項(xiàng)目檢測(cè)儀器：X射線衍射儀，型號(hào)D/max-2500。

4.2 砂巖型銅礦床銅元素的來(lái)源

關(guān)于銅元素的來(lái)源，毛景文等(2005)研究認(rèn)為，富銅的溢流玄武巖是銅礦的主巖，盆地鹵水和大氣降水受加熱形成對(duì)流循環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)水巖反應(yīng)從玄武巖中萃取成礦物質(zhì)形成含礦流體，成礦流體與有機(jī)流體及無(wú)機(jī)流體的混合，使成礦流體中Cu 以自然銅形式沉淀成礦。主要礦物為自然銅和表生氧化產(chǎn)物黑銅礦、赤銅礦及孔雀石。曾喬松等(2006)研究認(rèn)為，火山-沉積碎屑巖型和陸相砂頁(yè)巖型自然銅礦床(礦化帶)中，銅元素來(lái)自地下深部上升的巖漿，在一定的物理化學(xué)條件下富集成礦，包括: ①孔隙度豐富而適宜的儲(chǔ)礦巖石；② 水-巖反應(yīng)中有利于含銅巖石的萃取和運(yùn)移的淺成低溫?zé)嵋?鹵水)；③ 貧硫富生物有機(jī)質(zhì)的地球化學(xué)還原障壁帶。

熱液萃取成礦物質(zhì)形成含礦流體再沉淀成礦。奧陶紀(jì)火山-沉積巖系是天鹿砂巖型銅礦床成礦的物質(zhì)來(lái)源(李大民等，2006)。同樣，本文發(fā)現(xiàn)的砂巖銅礦點(diǎn)，銅元素可能來(lái)自納赤臺(tái)群地層中的火山巖。Kesler(2008)對(duì)全球地球化學(xué)循環(huán)和礦物資源研究認(rèn)為，地球銅來(lái)源于斑巖銅礦床(porphyry copper deposits)的構(gòu)造傳播(tectonic diffusion)，顯生宙以來(lái)只有0.25%的銅在地殼被富集到沉積礦床，約其中三分之二通過(guò)隆升和侵蝕作用再循環(huán)。而斑巖銅礦床的形成與巖漿有關(guān)(于淼等，2013)，斑巖銅礦成礦物質(zhì)來(lái)源于深部，經(jīng)過(guò)“洋殼-地幔熔巖流”、“原始巖漿”、“淺部富礦巖漿”和“巖漿結(jié)晶-成礦”4個(gè)階段(張?jiān)茋?guó)等，2011)。Coreetal.,(2006)研究認(rèn)為斑巖銅礦床中的銅元素來(lái)自巖漿中銅的富集或異常銅富集的原始巖漿(parent magmas)，美國(guó)猶他州斑巖銅礦床銅來(lái)自原始富銅的巖漿。

納赤臺(tái)群地層中的火山巖，其銅元素的地球化學(xué)背景值很高還是火山巖本身就富銅，這是銅元素來(lái)源的關(guān)鍵問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明(表3)，東昆侖納赤臺(tái)群玄武巖銅元素含量為119.70×10-6～167.00×10-6，變質(zhì)或蝕變后的玄武巖銅元素含量為24.70×10-6～72.20×10-6，納赤臺(tái)群玄武巖原巖銅元素含量明顯高于主要基性巖(玄武巖)中銅元素的含量100×10-6(維諾格拉多夫，1962)(武漢地質(zhì)學(xué)院地球化學(xué)教研室，1979 )，變質(zhì)或蝕變后的玄武巖的銅元素含量大幅度降低，所以可初步判定東昆侖納赤臺(tái)群地層砂巖中的銅元素來(lái)自該套地層中的火山巖。

表3 東昆侖納赤臺(tái)群玄武巖與駱駝溝各類巖石銅元素含量(10-6)特征表Table 3 Contents of Cu elements in the basalt of Nachitai Group and various rocks in Luotuogou region of East Kunlun Mountains

注：1.納赤臺(tái)群玄武巖銅元素含量數(shù)據(jù)來(lái)自《阿拉克湖幅(1∶25萬(wàn))區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告(I47C001001)》，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)，青海省地質(zhì)調(diào)查院，2003年5月①;2.駱駝溝各類巖石銅元素含量數(shù)據(jù)來(lái)自《青海格爾木駝路溝外圍鈷多金屬礦評(píng)價(jià)報(bào)告》，青海省地質(zhì)調(diào)查院，2009年3月③;3. 銅元素克拉克值，基性巖(玄武巖)中銅元素的含量來(lái)自文獻(xiàn)高等學(xué)校教材《地球化學(xué)》(武漢地質(zhì)學(xué)院地球化學(xué)教研室，1979 )。

在東昆侖駱駝溝的各種變質(zhì)巖石中(表3)，變質(zhì)砂巖中銅元素的平均含量最高，為58.46×10-6，高于銅元素克拉克值47×10-6(維諾格拉多夫，1962)和55×10-6(泰勒，1964)(武漢地質(zhì)學(xué)院地球化學(xué)教研室，1979 )，所以，變質(zhì)砂巖是含銅熱液最容易富集的巖石，這可能與砂巖的孔隙度有關(guān)。

4.3 成礦過(guò)程中的變質(zhì)作用

在中部非洲銅(-鈷)礦床成礦作用發(fā)生在沉積地層沉積之后的成巖過(guò)程，巖漿巖成巖時(shí)代早于含礦地層成巖時(shí)代(張東紅等，2013)，即“后生理論”。這與本文研究地區(qū)情況相同，在變質(zhì)作用發(fā)生時(shí)，這一變質(zhì)作用可能與造山運(yùn)動(dòng)有關(guān)，火山巖經(jīng)過(guò)變質(zhì)作用成為變質(zhì)火山巖，銅元素被熱液萃取，砂巖經(jīng)過(guò)變質(zhì)作用成為變質(zhì)砂巖，且在局部形成順層石英脈，在熱液活動(dòng)中，熱液疊加，含銅元素的溶液沿?cái)嗔褞?、韌性剪切帶等脆弱帶向四周運(yùn)移活動(dòng)并擴(kuò)散于砂巖裂隙間，之后在一定溫度壓力的沉積環(huán)境的盆地中，當(dāng)溫度壓力及成礦熱液條件改變時(shí)，很快產(chǎn)生分異、沉淀，從而沉積形成銅礦石。這種成礦過(guò)程與此前的研究結(jié)論是一致的(Langeetal.，1983；譚凱旋等，1999；毛景文等，2005)。在實(shí)際礦石標(biāo)本中(圖3)，淺藍(lán)色的孔雀石和綠銅礦沉積在變質(zhì)砂巖的片層與片層之間，而不是混在砂巖中。這是上述沉積變質(zhì)作用成礦的最主要證據(jù)。

這種變質(zhì)作用為區(qū)域變質(zhì)作用形成淺變質(zhì)綠片巖相，研究區(qū)除了變質(zhì)砂巖，還有千枚巖和片巖等。中部非洲銅(-鈷)礦床中的鈷元素也富集成礦，礦體上方具石英巖(張道俊等，2013；趙興國(guó)， 2010)。東昆侖發(fā)現(xiàn)銅礦點(diǎn)的下部層位以北2～3 km處為鈷金礦床(點(diǎn))，上部具石英脈，在這一方面也是一致的。所以東昆侖變質(zhì)砂巖銅礦點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)具有重要的研究意義。

5 找礦意義

東昆侖奧陶系-志留系納赤臺(tái)群，地層范圍較大，該套地層中變質(zhì)砂巖銅礦點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)表明，東昆侖除了能夠形成磁鐵礦、鈷金礦之外，具有形成砂巖銅礦的盆地沉積環(huán)境和物質(zhì)來(lái)源。淺變質(zhì)巖石地區(qū)的變質(zhì)砂巖、碳酸鹽化、孔雀石化、黃銅礦化、綠銅礦化是尋找銅礦重要找礦標(biāo)志。未來(lái)也應(yīng)重視該區(qū)銅和其它金屬礦產(chǎn)的綜合找礦工作。

6 結(jié)論

在東昆侖駱駝溝中-晚奧陶統(tǒng)納赤臺(tái)群的變質(zhì)砂巖地層中，發(fā)現(xiàn)銅礦點(diǎn)，野外產(chǎn)出厚度1.90m，礦石礦物為孔雀石[Cu2(CO3)(OH)2]，綠銅礦[Cu2Cl(OH)3]，非礦石礦物有石英、斜長(zhǎng)石、方解石、伊利石、白云石、白云母等；化學(xué)分析Cu為0.99%，TFe為2.48%。研究認(rèn)為，成礦元素Cu可能來(lái)源于該區(qū)的基性火山巖，富銅的火山巖和砂巖形成后，在變質(zhì)作用過(guò)程中，成礦元素從變質(zhì)火山巖遷移到變質(zhì)砂巖中，在古生代古老盆地中沉積富集成礦。

[注釋]

① 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)，青海省地質(zhì)調(diào)查院.2003. 阿拉克湖幅(1∶25萬(wàn))區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告(I47C001001).

② 青海省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局.2009. 青海省1∶250000卡巴紐爾多幅建造構(gòu)造圖.

③ 青海省地質(zhì)調(diào)查院.2009. 青海格爾木駝路溝外圍鈷多金屬礦評(píng)價(jià)報(bào)告(項(xiàng)目編號(hào)：200310200009、1212010531401).

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[附中文參考文獻(xiàn)]

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Copper Ore Occurrence in the Ordovician Metasandstones of East Kunlun Mountains: Depositional Environment and Metallogenic Conditions of the Strata

ZHAO Zhen-ming，CHEN Shou-jian, JI Wen-hua

(Xi’anInstituteofgeologyandMineralResources,Xi'an,Shaanxi710054)

A copper ore occurrence has been discovered in metasandstone of the Nachitai Group in the middle-late Ordovician System in the Luotuogou area, east Kunlun Mountains. Field observations show that it is 1.9m thick, extending westward for 5m before covered by Cenozoic strata and by a road in east, and dipping to unknown depth. Its samples contain malachite which is grey-white, thin section-like with thickness 0.1～2cm, scattering distributed between schistosities on the surface of the section to form dissemination. By microscope identification, the sample is named metamorphic quartz-sandstone with grain-shaped blastic texture and orientated structure. Spectral half-quantitative analysis indicates 1% of Cu content. X-ray diffraction analysishe results reveal that 1% malachite([Cu2(CO3)(OH)2]), 1% dioptase([Cu2Cl(OH)3]), and none-ore minerals including also quartz 52%，plagioclase 25%，calcite 6%，illite 4%，and dolomite 9% . Quatitaive chemical analysis yileds contents Cu 0.99% and TFe 2.48%. In combination with the geological features and analysis results aforementioned, this work further studied the measurements of Cu contents in basalt, metabasalt, metasandstone, phyllite, and schist. The results suggest that the metallogenic element Cu possibly stemmed from the basic volcanic rock in the Nachitai Group stratum. It was inferred tha during the regional metamorphism, element Cu moved into metasandstone from metavolcanic rock, collected in the ancient deposition basin during the Paleozoic Era, and then the copper ore beds formed.

East Kunlun Mountain, Ordovician metasandstone, copper ore occurrence, depositional environment, metallogenic conditions

2014-01-21；

2014-06-28；[責(zé)任編輯]郝情情。

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 “東昆侖成礦帶基礎(chǔ)地質(zhì)綜合研究(編號(hào)：1212010040107)” 項(xiàng)目資助。

趙振明(1965年—)，男，副研究員，從事構(gòu)造、環(huán)境和礦產(chǎn)等方面的研究工作。E-mail: xazzhenming@163.com，zzhenming@cgs.cn。

P618

A

0495-5331(2014)06-1015-09