張勤山,楊六成,劉長(zhǎng)征,馬 楠,李積紅
(1.青海省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,青海 西寧810028;2.青海省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局,青海 西寧810000)
西南三江成礦帶是我國重要的有色金屬成礦帶,本文所指三江北西段為該成礦帶的北段西延部分,泛指小唐古拉山脈以北,可可西里-金沙江縫合帶以南,西為可可西里腹地,東至青海玉樹地區(qū)。2006年開始的1∶25萬化探掃面工作在三江北西段圈出了60000km2的地球化學(xué)塊體[1],集中于2009年以來的礦產(chǎn)勘查工作發(fā)現(xiàn)了超大型鉛鋅礦床2處,大型鉛鋅礦床3處、中型鉛鋅礦床5處,小型鉛鋅礦床10余處,2011年被國家找礦戰(zhàn)略行動(dòng)定位為下一個(gè)千萬噸級(jí)的鉛鋅礦產(chǎn)基地,目前鉛鋅資源總量1200多萬噸。
楚多曲礦床目前正在做勘查工作,由于勘查程度低,對(duì)礦床控礦因素認(rèn)識(shí)不清,致使勘查工作停滯不前。前期工作主要針對(duì)近南北向地物化異常開展,并發(fā)現(xiàn)了規(guī)模較大的近南北向礦體,估算了56.6萬t的鉛鋅資源量,礦床類型為受斷裂控制的熱液脈型鉛鋅礦床[2],但其控礦因素與區(qū)域上近東西向斷裂控礦存在明顯的差異。本文擬通過對(duì)項(xiàng)目前期成果總結(jié)研究入手,結(jié)合構(gòu)造蝕變專項(xiàng)填圖,以確定近東西向斷裂控礦事實(shí),并探討斑巖型成礦可能,指出研究區(qū)下一步找礦方向。
楚多曲礦區(qū)位于三江北西段可可西里-金沙江晚古生代-早中生代縫合帶以南的北羌塘-昌都陸塊之雁石坪弧后前陸盆地中[3](張雪亭等,2007),地處小唐古拉山北坡,大地構(gòu)造以南北向擠壓為特征[4](Coward W P et al.1990)。
區(qū)域出露的地層比較單一,主要為中晚侏羅世雁石坪群及第四系(圖1)。雁石坪群分為雀莫錯(cuò)、布曲組、夏里組、索瓦組、雪山組,總體呈北西-南東向展布,建造類型復(fù)雜,主要為海相磨拉石建造、陸相磨拉石建造、火山質(zhì)復(fù)理石建造、紅色為主含碳酸鹽復(fù)陸屑建造。區(qū)域構(gòu)造主要有褶皺和斷裂:褶皺多為短軸狀、開闊型,總體走向?yàn)楸蔽鳎蠔|向,與區(qū)域構(gòu)造線方向一致,在研究區(qū)周邊受近南北向斷裂影響,褶皺軸向轉(zhuǎn)折為近南北向;斷裂構(gòu)造按走向大致劃分為北西向、北東向、近南北向3組,北西向斷裂是區(qū)內(nèi)主體斷裂,區(qū)域物化探異常、礦床(點(diǎn))延其展布。區(qū)內(nèi)巖漿侵入活動(dòng)強(qiáng)烈,主要分布于格拉丹東雪峰賽多一帶,以喜山期中酸性二長(zhǎng)花崗巖為主。
圖1 區(qū)域地質(zhì)略圖
礦區(qū)出露地層主要為中侏羅統(tǒng)雁石坪群夏里組,分為三個(gè)巖性段:下巖性段-碎屑巖段(J2xss+ls1)、中巖性段-砂巖灰?guī)r段(J2xss+ls2)、上巖性段-砂巖段(J2xss3)(圖2)。下巖性段-碎屑巖段巖性組合為青灰色-灰黑色中層狀泥晶、粉晶灰?guī)r,紫紅色泥質(zhì)粉砂巖夾紫紅色中-薄層狀中細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石砂巖,灰色-灰綠色長(zhǎng)石石英砂巖,在灰?guī)r與粉砂巖接觸帶中,是近南北向礦體主要的賦礦層位。中巖性段-砂巖灰?guī)r段巖性組合為紫紅色-灰綠色細(xì)-中-粗粒巖屑長(zhǎng)石石英砂巖與生物碎屑泥晶粉晶灰?guī)r互層。上巖性段-砂巖段巖性組合為紫紅色中細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石砂巖夾灰綠色中粗粒長(zhǎng)石石英砂巖。
斷裂構(gòu)造呈近南北向,北傾,傾角40~50°,正斷層,形成的破碎帶為SBⅠ、SBⅡ,長(zhǎng)1000~2000m,寬10~30m,構(gòu)造巖石以碎裂巖、構(gòu)造角礫巖為主,蝕變主要有重晶石化、碳酸鹽化、絹云母化及硅化,礦化主要有黃銅礦、黃鐵礦、方鉛礦等。帶內(nèi)圈出鉛鋅多金屬礦體6個(gè)(表1),長(zhǎng)度200~1100m,厚度5.65~15.76m,平均品位:Pb0.69%~9.34%、Zn3.43%。
圖2 研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖及勘探線剖面圖
表1 近南北向礦體特征一覽表
巖漿巖主要出露二長(zhǎng)斑巖,呈脈狀,走向北北東、北北西向,蝕變較強(qiáng),以重晶石化、碳酸鹽化為主,褐鐵礦化、硅化次之,局部發(fā)現(xiàn)方鉛礦化、閃鋅礦化、赤鐵礦化、黃鐵礦化、黃銅礦化,礦化程度較弱。
礦石礦物為方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦、鏡鐵礦、白鉛礦、褐鐵礦、黃鐵礦、銅藍(lán),脈石礦物主要為重晶石、石英、方解石、少許絹云母。礦石結(jié)構(gòu)多以他形粒狀結(jié)構(gòu)為主,自形-半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)次之,另有生物碎屑結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要有塊狀、角礫狀、細(xì)脈狀、晶洞狀,局部浸染狀。圍巖蝕變主要有重晶石化、硅化、碳酸鹽化,且與近地表最強(qiáng)[5],碳酸鹽化、重晶石化等蝕變與方鉛礦化、閃鋅礦化關(guān)系最為密切。
區(qū)域上近東西向斷裂是縫合帶斷裂的分支斷裂,是唐古拉山崛起的邊界斷裂,具典型的控巖控礦特征[6],總體呈北西-南東走向,北傾,傾角80°左右,其局部在研究區(qū)內(nèi)出露。近東西向斷裂經(jīng)歷了長(zhǎng)期復(fù)雜的演化史,在晚印支期-早燕山期階段,經(jīng)歷南北向擠壓,控制了區(qū)內(nèi)褶皺山系、沉積盆地的演化,為礦區(qū)提供了最早的物源基礎(chǔ);晚燕山期-喜山期階段,該向斷裂進(jìn)入活化階段[7],一些中酸性侵入巖開始沿兩組斷裂復(fù)合部位上侵并就位,并使早期地層中富集流體活化并大規(guī)模運(yùn)移富集成礦。
近東西向節(jié)理構(gòu)造的發(fā)現(xiàn)是進(jìn)一步識(shí)別近東西向斷裂構(gòu)造的基礎(chǔ),本次研究通過在賦礦地層內(nèi)實(shí)測(cè)剖面對(duì)節(jié)理進(jìn)行測(cè)量,揭示節(jié)理構(gòu)造發(fā)育變化規(guī)律(圖3)、賦礦的部位及礦石類型(圖4),進(jìn)一步進(jìn)行構(gòu)造蝕變專項(xiàng)填圖,識(shí)別近東西向蝕變破碎帶及礦化體,結(jié)合土壤地球化學(xué)特征研究(圖5),確認(rèn)近東西向控礦斷裂的存在,并新發(fā)現(xiàn)了二長(zhǎng)斑巖體(圖6)。
圖3 研究區(qū)構(gòu)造蝕變剖面圖
構(gòu)造蝕變剖面(長(zhǎng)300m):剖面主要在青灰色泥晶灰?guī)r、棕紅色巖屑砂巖地層中結(jié)合探槽成果測(cè)制。共實(shí)測(cè)節(jié)理或節(jié)理組18條,產(chǎn)狀集中在350°∠70°、70°∠72°兩組,為張性節(jié)理;其中350°∠70°產(chǎn)狀節(jié)理組中礦化蝕變發(fā)育,局部為厚度約10cm方鉛礦化脈,脈壁多見石英晶洞、乳白色重晶石、碳酸鹽等;68°∠76°產(chǎn)狀節(jié)理組中多見碳酸鹽、重晶石脈充填,有零星方鉛礦化。在剖面中段,發(fā)現(xiàn)破碎蝕變帶1條,往深部有延伸趨勢(shì),寬近50m,產(chǎn)狀350°∠70°、68°∠76°,帶內(nèi)原巖為泥晶灰?guī)r、巖屑砂巖,蝕變有硅化、碳酸鹽化、重晶石化,礦化有方鉛礦化、閃鋅礦化、黃銅礦化、褐鐵礦化等,形成方鉛礦化碎裂灰?guī)r;黃銅礦化與硅化關(guān)系密切,形成黃銅礦化石英巖,具方鉛礦化(圖4)。
2.2.1 近東西向蝕變破碎帶特征
SBⅤ蝕變破碎帶:兩側(cè)為第四系覆蓋,長(zhǎng)≥600m,寬50m,傾向0°,傾角>70°。礦化蝕變主要為重晶石化化、碳酸鹽化、硅化、方鉛礦化、閃鋅礦化、黃銅礦化。
SBⅥ蝕變破碎帶:多為第四系覆蓋,長(zhǎng)≥1500m,寬100m,傾向0°,傾角>70°。礦化蝕變主要為重晶石化化、碳酸鹽化、硅化、方鉛礦化、閃鋅礦化、黃銅礦化。
SBⅦ蝕變破碎帶:兩側(cè)為第四系覆蓋,長(zhǎng)800m,寬30~100m,傾向18°,傾角70°。礦化蝕變主要為重晶石化化、碳酸鹽化、硅化、方鉛礦化、閃鋅礦化、黃銅礦化。
2.2.2 近東西礦(化)體特征
礦(化)體賦存于近東西向蝕變破碎帶內(nèi),共圈定4個(gè)(表2),有銅(-銀)、鉛鋅(-銀)礦體,呈脈狀、網(wǎng)脈狀、浸染狀、不規(guī)則狀產(chǎn)出,長(zhǎng)度500~800m,厚度5.48~11.99m,平均品位:Pb1.03%~2.97%、Zn0.83%、Cu0.7%~0.8%、Ag17.71~46.57g/t,含礦巖性為泥晶灰?guī)r、長(zhǎng)石石英砂巖、二長(zhǎng)斑巖;礦石礦物主要有黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、輝銀礦。
礦石結(jié)構(gòu)多呈自型-半自型結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu),具浸染狀、網(wǎng)脈狀構(gòu)造,局部為塊狀構(gòu)造;礦區(qū)出露的巖性均可作為圍巖,含礦巖性也是主要的夾石,蝕變形成脈體較小,與礦化關(guān)系密切,很少單獨(dú)形成夾石。
表2 近東西向礦體特征一覽表
圖4 近東西向斷裂帶內(nèi)巖礦石顯微照片
“構(gòu)造力是完成某些地球化學(xué)作用的動(dòng)力”[8],日益被大家所重視。越來越多的研究表明,構(gòu)造變形影響某些地球化學(xué)作用,包括中尺度構(gòu)造地球化學(xué)體系(斷裂、礦區(qū)和礦床構(gòu)造地球化學(xué))等[9]。本文通過對(duì)前期已完成的1∶1萬土壤地球化學(xué)測(cè)量成果總結(jié)研究,發(fā)現(xiàn)研究區(qū)明顯展現(xiàn)了近南北向、近東西向兩組土壤異常特征(圖5、表3)。
2.3.1 土壤地球化學(xué)異常特征
近南北向土壤地球化學(xué)異常(TR1~TR5),呈近南北向條帶狀展布,異常元素組合為PbZnAg,異常面積多在0.1~0.3km2,異常強(qiáng)度、襯度以Pb元素顯示最明顯,一般分別為0.42~0.92、2~3.21,各元素濃度分帶明顯,一般具有內(nèi)中外的三級(jí)濃度分帶,是前期勘查的主要對(duì)象。
近東西向土壤地球化學(xué)異常(TR6),呈近南北向面狀展布,元素組合為CuFePbZnAg-MoAuSb。長(zhǎng)>1000m,寬100~500m,異常面積0.6km2。元素組合比較復(fù)雜,Cu、Pb、Zn、Ag、Sb、Mo、Au均具有內(nèi)中外三級(jí)濃度分帶,異常規(guī)模大,強(qiáng)度高。出露中侏羅系雀莫錯(cuò)組砂巖、灰?guī)r,異常北段出露二長(zhǎng)斑巖,受近東西向及北東向斷裂復(fù)合控制。
2.3.2 異常分布規(guī)律
由土壤綜合異常圖5分析,可知以下異常分布規(guī)律。
1)Cu異常主要分布于研究區(qū)中南部,延近東西向斷裂帶、二長(zhǎng)斑巖體展布。延斷裂帶分布的異常呈明顯的條帶狀,延二長(zhǎng)斑巖體展布的異常呈面狀。均伴生有PbZn異常,二長(zhǎng)斑巖體及以南還伴生有MoAuSb的異常。
2)PbZnAg異常分布于研究區(qū)范圍內(nèi),與斷裂帶展布方向一致,呈條帶狀,異常套合較好。延近南北向斷裂帶展布的異常不連續(xù),局部呈橢圓狀,與地表礦體的分支復(fù)合現(xiàn)象吻合。總體異常強(qiáng)度具有從南向北逐漸減弱的趨勢(shì)。
3)Fe異常分布于研究區(qū)南部斷裂附近,與地表鐵礦體吻合較好。異常區(qū)硅化、黃鐵礦化、鏡鐵礦化發(fā)育。
4)MoAuSb異常主要分布于研究區(qū)中部延斷裂交匯部位侵入的二長(zhǎng)斑巖體內(nèi),異常強(qiáng)度不高,面積較小。
2.3.3 元素分帶及找礦指示
圖5 研究區(qū)構(gòu)造蝕變、土壤異常圖
異常以CuPbZnAg組合最為顯著,特征明顯且穩(wěn)定,區(qū)域上可對(duì)比,因熱液礦床的成礦作用過程具多期多階段性,研究區(qū)水平和垂向上不同元素及礦物組合分帶特征也較明顯(圖5、表4)。
巖體面積1.03km2,沿近東西向斷裂與近南北向斷裂的交匯部位侵入(圖5),具黃銅礦化、鉛鋅礦化、碳酸鹽化、重晶石化,沿近東西向發(fā)育節(jié)理充填(圖6)。
二長(zhǎng)斑巖,斑狀結(jié)構(gòu),基質(zhì)呈粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。斑晶主要由石英、斜長(zhǎng)石、暗色礦物等組成,含量15%~18%;斜長(zhǎng)石含量8%~10%,粒度大小約0.60~2.52mm,半自形柱狀,邊緣較渾滑,有熔蝕邊,晶面渾濁,次生泥化、絹云母化、碳酸鹽化較強(qiáng),雙晶不清,雜亂分布在火山塵中;石英含量2%,粒度大小約0.23~0.56mm,呈它形粒狀、不規(guī)則狀、渾圓狀,晶面較干凈,有熔蝕邊,雜亂分布在火山塵中;黑云母含量5%~6%,粒度大小約0.79~1.13mm,半自形-自形片狀、一組解理較發(fā)育,次生白云母化,析出鐵質(zhì)沿解理分布,分布在其它礦物粒間?;|(zhì)含量80%~82%,主要由長(zhǎng)石和長(zhǎng)英、石英等組成;長(zhǎng)石含量65%~70%,粒度大小約<0.05mm,半自形板狀,表面較臟,低正突起,具絹云母化,可能主要為斜長(zhǎng)石,鉀長(zhǎng)石較少;石英含量10%~12%,粒度大?。?.05mm,它形粒狀,無色透明,分布于長(zhǎng)石粒間;鐵質(zhì)少量,呈它形粒狀、不規(guī)則狀,分布在火山塵中。另有方解石和少量重晶石后期脈組成,方解石粒度大小約0.04~0.50mm,它形粒狀,單晶解理較發(fā)育,集合體沿后期裂隙充填形成細(xì)脈或團(tuán)塊;重晶石呈半自形粒狀,分布于方解石脈中。
表3 土壤異常特征參數(shù)表
表4 近東西向與近南北向控礦斷裂1∶1萬土壤異常特征對(duì)比表
圖6 二長(zhǎng)斑巖
通過專項(xiàng)構(gòu)造蝕變填圖,在蝕變破碎帶特征、礦(化)體特征、土壤地球化學(xué)特征基礎(chǔ)上,劃分研究區(qū)蝕變帶為:鉛鋅礦化帶、黃銅礦化帶、鏡鐵礦化帶(圖5),特征如下所示。
鏡鐵礦化帶:以SBⅦ斷裂為邊界,帶內(nèi)由南向北具有鏡鐵礦化-鏡鐵礦化、黃鐵礦化-黃鐵礦化、黃銅礦化特征,對(duì)應(yīng)的蝕變具有硅化-硅化、碳酸鹽化分帶。
黃銅礦化帶:由南以北圍繞二長(zhǎng)斑巖體具有黃銅礦化、黃鐵礦化-黃銅礦化-黃銅礦化、方鉛礦化、閃鋅礦化特征,對(duì)應(yīng)的蝕變有硅化-鉀化、硅化-碳酸鹽化、硅化分帶。
鉛鋅礦化帶:由南以北具有黃銅礦化、方鉛礦化、閃鋅礦化-閃鋅礦化、方鉛礦化-方鉛礦化特征,對(duì)應(yīng)的蝕變有碳酸鹽化、硅化、重晶石化-重晶石化、碳酸鹽化、硅化-重晶石化、碳酸鹽化分帶。
近東西向控礦斷裂與近南北向控礦斷裂在斷裂產(chǎn)狀、性質(zhì)、圍巖及其形成的破碎帶中蝕變、礦化、帶內(nèi)礦體、礦石特征等方面存在明顯的差異,其土壤地球化學(xué)特征在規(guī)模、異常組合、形態(tài)上均有明顯區(qū)別(表5),以上差別是區(qū)分兩組控礦斷裂的主要證據(jù)。
在 斑 巖 型 成 礦 研 究 方 面,自 從 Silitoe[10]、Mitchell[11]發(fā)表了斑巖銅礦以來,其斑巖成礦構(gòu)造模式被廣泛接受;侯增謙等[12]研究提出了“青藏高原東緣斑巖銅鉬金礦床的構(gòu)造控制模式”,認(rèn)為青藏高原熱液脈型銀_鉛_鋅礦有望成為繼斑巖銅礦帶之后的又一條更具經(jīng)濟(jì)意義的銀多金屬成礦帶,時(shí)空分布受東西向逆沖帶的控制,多數(shù)礦床和礦點(diǎn)位于南北向正斷層與東西向逆沖斷裂的交匯部位,礦體就位于正斷層產(chǎn)生的擴(kuò)容空間與逆沖推覆構(gòu)造斷裂系統(tǒng)中。楊志明等[13]、侯增謙等[14]認(rèn)為,青藏高原北羌塘(包括研究區(qū))發(fā)育的近南北向正斷層系統(tǒng)與此前發(fā)育的東西向的逆沖推覆系統(tǒng)的交匯部位,是控制含礦斑巖侵位的有利通道,也是含礦斑巖就位的有利部位,含礦斑巖規(guī)模一般在0.13~0.9km2[15]。研究區(qū)內(nèi)近東西向斷裂及近南北向斷裂復(fù)合部位發(fā)育喜山期中酸性石英二長(zhǎng)斑巖,呈不規(guī)則狀延展,最大面積約1.03km2,石英-絹云母化帶明顯。
大量的巖石學(xué)、巖石地球化學(xué)[15-18]表明,青藏高原與新生代礦化有關(guān)的斑巖主要為中酸性巖漿,如與Cu-Mo礦化有關(guān)的斑巖主要為二長(zhǎng)花崗斑巖,與Cu-Mo-Au礦化有關(guān)的斑巖主要為二長(zhǎng)花崗斑巖-二長(zhǎng)斑巖,而與Cu-Au礦化有關(guān)的斑巖則明顯與Cu-Mo-Au不同,主要為二長(zhǎng)斑巖。礦區(qū)內(nèi)二長(zhǎng)斑巖體土壤異常特征除顯示了PbZnAg異常組合外,同時(shí)顯現(xiàn)了CuMoAu異常組合,并發(fā)現(xiàn)了銅金礦(化)體。
表5 研究區(qū)控礦斷裂特征對(duì)比
前人針對(duì)區(qū)域上長(zhǎng)約100km的地球化學(xué)異常帶,采用證據(jù)權(quán)重法,基于GIS技術(shù),通過分析區(qū)內(nèi)地物化遙資料,劃分了多處銅成礦遠(yuǎn)景區(qū),顯示了唐古拉山北坡巨大銅礦資源潛力,預(yù)測(cè)了研究區(qū)內(nèi)具有進(jìn)一步找礦空間[19-20]。通過其研究預(yù)測(cè)的遠(yuǎn)景區(qū)位于北西向與北東向斷裂的交匯部位及巖體附近,研究區(qū)位于其中。
綜上所述,研究區(qū)在斑巖體就位,斑巖體類型,地球化學(xué)特征方面與前期研究成果基本一致,應(yīng)是下一步重點(diǎn)勘查的對(duì)象,若能勘查突破,可使三江成礦帶北西段銅礦資源潛力進(jìn)一步提升。
1)研究區(qū)近東西向節(jié)理組(350°∠70°)發(fā)育;新發(fā)現(xiàn)近東西向含礦蝕變破碎帶3條,帶內(nèi)圈出礦體4個(gè),礦種以銅銀、銅鉛鋅為主,明顯區(qū)別于近南北向礦體以鉛鋅為主要礦種的事實(shí);土壤地球化學(xué)展布方向明顯有近東西向、近南北向兩組,元素組合分別為 CuFePbZnAg-MoAuSb、PbZnAg。結(jié)合以上特征,劃分蝕變帶3處(鏡鐵礦化帶、黃銅礦化帶、鉛鋅礦化帶),總結(jié)了礦化蝕變的水平及垂向分帶:由下到上、由南至北為Fe→Cu、Mo、Au、Pb、Zn、Ag→Cu、Pb、Zn、Ag→Pb、Zn、Ag。
2)在確認(rèn)近東西向斷裂的同時(shí),新發(fā)現(xiàn)具斑巖型礦化蝕變二長(zhǎng)斑巖體1處,通過與前人研究成果在斑巖面積、巖性、就位空間、斑巖類型、地球化學(xué)特征等方面進(jìn)行了對(duì)比,初步探討了斑巖型成礦可能。
3)通過確認(rèn)近東西向控礦斷裂構(gòu)造,進(jìn)一步拓展了礦區(qū)找礦空間,轉(zhuǎn)變了只針對(duì)近南北向控礦斷裂勘查的思路,實(shí)現(xiàn)了與區(qū)域礦產(chǎn)勘查方向的同步,指出了其找礦意義。在區(qū)域勘查工作中,除針對(duì)近東西向斷裂控礦因素外,尚需注重近南北向地物化異常。
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