野馬泉鐵多金屬礦床地質(zhì)特征及成因淺析

張洪濤，張先福，張 乾

（青海省環(huán)境地質(zhì)勘查局，青海西寧810007）

野馬泉鐵多金屬礦床地質(zhì)特征及成因淺析

張洪濤*，張先福，張 乾

（青海省環(huán)境地質(zhì)勘查局，青海西寧810007）

礦區(qū)位于東昆侖祁曼塔格成礦帶，礦體產(chǎn)于中酸性侵入巖體與寒武系—奧陶系灘間山群及上石炭統(tǒng)締敖蘇組碳酸鹽巖外接觸帶矽卡巖中。根據(jù)成礦地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征、礦床地球化學(xué)特征綜合分析認(rèn)為野馬泉礦床屬巖漿接觸交代矽卡巖礦床。

野馬泉鐵多金屬礦床；接觸交代矽卡巖；地質(zhì)特征；成因

東昆侖祁曼塔格成礦帶是青海省最重要的鐵多金屬礦遠(yuǎn)景區(qū)，也是礦產(chǎn)潛力評價的示范區(qū)之一。目前在該區(qū)已發(fā)現(xiàn)有四角羊—?？囝^、虎頭崖、野馬泉、肯德可克、尕林格、和它溫查漢、那陵郭勒河西等一大批大中型鐵多金屬礦床。野馬泉礦床系青海省地礦局物探隊于20世紀(jì)60年代末發(fā)現(xiàn)的地磁異常，并經(jīng)青海省地礦局地質(zhì)一隊檢查評價發(fā)現(xiàn)的礦床。近年來，青海省地調(diào)院在礦區(qū)進(jìn)行了研究工作，取得了一些成果。筆者僅對野馬泉鐵多金屬礦床的地質(zhì)特征及成因進(jìn)行探討。

1 成礦地質(zhì)背景

野馬泉礦床于1968～1970年進(jìn)行1∶50000地磁測量過程中，發(fā)現(xiàn)并圈出14處地磁異常（M1～M14，圖1）。之后，經(jīng)鉆探驗證發(fā)現(xiàn)了具工業(yè)價值的礦體。

1.1 地層

地層自老至新有寒武系—奧陶系灘間山群（∈-OT）、上泥盆統(tǒng)牦牛山組（D3m）、上石炭統(tǒng)締敖蘇組(C2d)、下-中二疊統(tǒng)打柴溝組（P1-2dc）及第四系（Q4）(見圖1)。

1.1.1 寒武系—奧陶系灘間山群

在礦區(qū)北部覆蓋區(qū)呈殘球狀分布，出露面積約0.11km2，是礦區(qū)北部礦體的成礦圍巖。地層總體走向北西西，傾向北東，傾角46°～55°，與上石炭統(tǒng)締敖蘇組地層呈斷層接觸。

1.1.2 上泥盆統(tǒng)牦牛山組

在礦區(qū)西南零星分布，出露面積約0.40km2，與上石炭統(tǒng)締敖蘇組呈不整合接觸，地層傾向北西，傾角為9°～25°。巖性為安山巖夾英安巖、凝灰熔巖，該套地層與成礦基本無關(guān)。

1.1.3 上石炭統(tǒng)締敖蘇組

分布于礦區(qū)南側(cè)，出露面積約3.52km2，是礦區(qū)南部礦體的成礦圍巖。地層為一套濱-淺海相沉積巖系，總體走向北西西，傾向北東，傾角為8°～27°，與上泥盆統(tǒng)牦牛山組呈不整合接觸，與中下二疊統(tǒng)打柴溝組地層呈整合或斷層接觸。

1.1.4 中—下二疊統(tǒng)打柴溝組

分布于礦區(qū)西南部，出露面積約1.33 km2，根據(jù)巖性差異可分為兩段。下段為黑色燧石條帶灰?guī)r、結(jié)核灰?guī)r，與上石炭統(tǒng)締敖蘇組及該組上段地層呈整合接觸或斷層接觸，總體傾向北東，傾角為41°～61°。上段為碎屑巖及灰?guī)r，與上石炭統(tǒng)締敖蘇組呈斷層接觸，與該組下段地層呈整合接觸或斷層接觸，總體傾向北東，傾角為14°～64°。

1.1.4 第四系

礦區(qū)內(nèi)大面積分布有第四系，北部平原區(qū)及溝谷地段為風(fēng)成砂、沖洪積物，淺山區(qū)主要為風(fēng)成砂、殘坡積物。

1.2 構(gòu)造

因第四系覆蓋及巖漿侵吞，致使構(gòu)造形態(tài)不清，據(jù)零星露頭和鉆孔資料分析，礦區(qū)褶皺不甚發(fā)育，僅在東南部見一處背斜構(gòu)造，由上石炭統(tǒng)締敖蘇組碳酸鹽巖組成，軸向北西西，北翼地層傾向北，傾角8°～27°，南翼地層傾向南，傾角17°～35°。褶皺核部見鐵多金屬礦體，是良好的儲礦部位，但由于褶皺規(guī)模較小，對礦區(qū)成礦作用影響甚微。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)巖漿活動頻繁，巖漿巖發(fā)育，有侵入巖、噴出巖和脈巖。

1.3.1 侵入巖

侵入巖廣泛分布，總體自南西向北東侵入，據(jù)露頭和鉆孔資料，侵入巖分布面積大于15km2。巖石類型主要有花崗閃長巖、含黑云母石英二長閃長巖、二長花崗巖，其次有少量二長閃長巖。據(jù)分布特征和巖石組合，可分為三類巖體，第一類巖體為含黑云母石英二長閃長巖體，分布于礦區(qū)北西部，巖石類型以含黑云母石英二長閃長巖為主，其次為二長閃長巖，常見二長花崗巖侵入；第二類巖體為花崗閃長巖體，分布于礦區(qū)南部及東部，巖石類型以花崗閃長巖為主，被二長花崗巖侵入；第三類巖體為二長花崗巖，分布于礦區(qū)南西部，巖石類型單一。從巖體穿插關(guān)系，結(jié)合巖石測年結(jié)果，巖體均形成于晚三疊世，由早到晚分別為含黑云母石英二長閃長巖體→花崗閃長巖體→二長花崗巖體。

1.3.2 噴出巖

礦區(qū)噴出巖主要有早古生代裂谷裂隙式噴出巖和晚泥盆世陸相噴出巖。早古生代噴出巖以玄武巖為主，晚泥盆世陸相噴出巖主要有安山巖、英安巖、凝灰熔巖等。

1.3.3 脈巖

礦區(qū)脈巖主要有輝綠玢巖、閃長玢巖及閃長巖脈。閃長玢巖、閃長巖脈對礦體具破壞作用，但影響較小。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 含礦巖層特征

礦區(qū)自侵入巖向圍巖，依次發(fā)育未蝕變侵入巖—內(nèi)矽卡巖（蝕變侵入巖）—矽卡巖化碳酸鹽巖—矽卡巖—矽卡巖化碳酸鹽巖（角巖化變質(zhì)碎屑巖）—碳酸鹽巖。礦體主要產(chǎn)于侵入巖與碳酸鹽巖外接觸帶的矽卡巖中，在其頂部的矽卡巖化碳酸鹽巖中也有部分產(chǎn)出。前者主要產(chǎn)出有鐵銅鋅礦產(chǎn)，后者則多為鉛鋅礦產(chǎn)。

含礦巖層主要為矽卡巖和其頂部的矽卡巖化碳酸鹽巖。侵入巖巖石類型不同，矽卡巖化和礦化規(guī)模差異很大，含黑云母石英二長閃長巖體形成的矽卡巖化厚度最大，可達(dá)50～200m，其次為花崗閃長巖體，一般為20～50m，二長花崗巖體形成的矽卡巖化厚度通常小于20m。

自侵入巖向圍巖，含礦巖層巖石類型主要有石榴石矽卡巖、石榴石透輝石矽卡巖（透輝石石榴石矽卡巖）、透輝石矽卡巖以及矽卡巖化大理巖（矽卡巖化灰?guī)r、矽卡巖化鈣板巖）。透輝石矽卡巖較石榴石矽卡巖富含CaO、Fe2O3，貧SiO2、MgO、Al2O3和Na2O、K2O。透輝石矽卡巖較石榴石矽卡巖離巖體距離遠(yuǎn)，巖石中含水礦物通常較豐富，含礦性亦較好。

2.2 礦體特征

礦體產(chǎn)于中酸性侵入巖體與寒武系—奧陶系灘間山群及上石炭統(tǒng)締敖蘇組碳酸鹽巖外接觸帶矽卡巖中。矽卡巖以鐵鎂質(zhì)矽卡巖為主，其次為鈣質(zhì)矽卡巖和鎂質(zhì)矽卡巖。

礦體平面上主要位于接觸面轉(zhuǎn)折部位的內(nèi)側(cè)，剖面上主要位于舌狀巖體凹陷帶及巖體頂部。礦化金屬種類從巖體到外接觸帶具明顯分帶現(xiàn)象。自巖體向外接觸帶為Sn、Mo、Co→Fe、Cu→S、Zn→Pb。金屬種類的分帶主要受溫度的影響，靠近巖體溫度較高，形成高溫的錫石—輝鉬礦金屬組合，隨著離巖體距離變大，溫度逐漸下降，依次形成磁鐵礦—黃銅礦組合，磁黃鐵礦—閃鋅礦組合，而方鉛礦則離接觸帶距離更遠(yuǎn)一些，這與典型矽卡巖礦床金屬礦物分帶一致。主礦體均位于接觸帶50～150m范圍內(nèi)，遠(yuǎn)離接觸帶鐵礦體規(guī)模逐漸變小，而出現(xiàn)多金屬礦化。

礦區(qū)主礦體有11條，即M5-1Ⅲ、M5-2Ⅱ、M5-2Ⅲ、M4Ⅰ、M9Ⅰ、M9ⅩⅣ、M10Ⅰ、M3Ⅵ、M1ⅩⅢ、M13-4和M13-8。主礦體長200～1500m，厚度2.38～35.66m，延深為45～900m，全鐵平均品位為30.77%～47.32%，銅平均品位為0.29%～1.22%，鉛平均品位為1.65%～1.69%，鋅平均品位為1.46%～2.95%(見表1)。

表1 野馬泉礦區(qū)主要礦體特征表

2.3 礦石特征

2.3.1 礦石礦物和脈石礦物

礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)的礦石礦物主要有磁鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、赤鐵礦、白鐵礦，其次有輝鉬礦、錫石、斑銅礦、輝鉍礦等，地表氧化物主要有孔雀石、褐鐵礦等。

脈石礦物主要有透輝石、鈣鐵榴石、鈣鋁榴石、硅灰石、綠泥石、綠簾石、符山石、陽起石、透閃石、粒硅鎂石、方解石、石英、金云母、白云母、螢石、鉀長石、斜長石、普通角閃石和普通輝石等。

2.3.2 礦石類型

礦石類型極其復(fù)雜，根據(jù)主要金屬礦物組合可大致分為磁鐵礦礦石、磁鐵礦—黃銅礦礦石、黃銅礦礦石、磁黃鐵礦—磁鐵礦—黃銅礦礦石、磁鐵礦—閃鋅礦礦石、磁黃鐵礦—閃鋅礦礦石、黃銅礦—方鉛礦—閃鋅礦礦石、閃鋅礦—方鉛礦礦石等。

礦石結(jié)構(gòu)以他形—半自形為主，部分呈半自形—自形粒狀結(jié)構(gòu)、包含乳滴狀結(jié)構(gòu)，次有斑狀結(jié)構(gòu)、交代殘留結(jié)構(gòu)、葉片狀結(jié)構(gòu)，以浸染狀構(gòu)造為主，次為致密塊狀、斑雜狀、團(tuán)塊狀、草束狀、放射狀及不規(guī)則脈狀構(gòu)造。

2.3.3 礦物形成期次

從礦石光片結(jié)果分析，磁鐵礦形成最早，從時間上大致可分為3期，早期和中期磁鐵礦是礦區(qū)鐵礦石主體，早期磁鐵礦晶體較粗大，晶形較完整，粒徑為0.2～2mm，多在1mm以上，粒徑較大者具明顯的環(huán)帶構(gòu)造；中期磁鐵礦粒徑一般為0.1～1.24mm；晚期磁鐵礦僅局部可見，呈細(xì)脈穿插，粒徑一般為0.05～0.2mm。

黃銅礦、磁黃鐵礦稍晚于磁鐵礦。磁黃鐵礦大致可分為2期，早期與黃銅礦近于同時形成，晚期與閃鋅礦共生。閃鋅礦和方鉛礦形成較晚，方鉛礦更晚于閃鋅礦。閃鋅礦晶形較完整，粒徑一般為0.2～1.33mm，方鉛礦多呈他形，粒徑一般為0.1～0.68mm，有時與赤鐵礦共生。黃鐵礦分布廣泛，形成時間跨度大，但主體與磁黃鐵礦共生。

2.3.4 成礦階段

(1)矽卡巖期。矽卡巖期形成各種鈣、鐵、鎂、鋁的硅酸鹽礦物，無石英出現(xiàn)，分2個階段。無礦階段主要形成透輝石、鈣鋁榴石、鈣鐵榴石及少量符山石、硅灰石及交代殘留的微量磷灰石、榍石、斜長石、鉀長石。磁鐵礦階段以大量磁鐵礦的形成為標(biāo)志，為區(qū)內(nèi)磁鐵礦的主要形成階段。磁鐵礦以交代透輝石、鈣鐵榴石及鈣鋁榴石為主。該階段除磁鐵礦大量富集外，還形成了輝鉬礦、錫石、綠簾石、陽起石、透閃石、黑云母、螢石等。

(2)石英硫化物期。分3個階段，高溫階段出現(xiàn)了石英，大量生成了多水硅酸鹽礦物，主要有透閃石、陽起石、普通角閃石、普通輝石、蛇紋石、綠簾石、黑云母、白云母，并有少量黃鐵礦、磁黃鐵礦生成。中溫階段大量金屬硫化物生成為標(biāo)志，主要有磁黃鐵礦、黃鐵礦、斑銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、輝鉍礦等，有少量的磁鐵礦生成。低溫階段大量生成碳酸鹽、絹云母、綠泥石、石英等。金屬礦物有閃鋅礦、方鉛礦、磁黃鐵礦及少量磁鐵礦、黃銅礦、白鐵礦、赤鐵礦生成。

（3）表生氧化期。表生氧化作用不強，主要是硅酸鹽變?yōu)楦啐g土、綠泥石、絹云母；磁鐵礦變?yōu)榧傧蟪噼F礦；含銅礦物變?yōu)樗{(lán)銅礦、孔雀石。

3 礦床地球化學(xué)特征

3.1 礦石化學(xué)特征

磁鐵礦礦石富Al2O3、SiO2、CaO，磁鐵礦—黃銅礦、磁鐵礦—閃鋅礦—方鉛礦富Na2O、MgO、Fe2O3，礦石由早到晚表現(xiàn)出Al2O3、SiO2、CaO總體減少和Na2O、MgO、Fe2O3增加的趨勢。

從侵入巖→矽卡巖化侵入巖→矽卡巖→矽卡巖化碳酸鹽巖→碳酸鹽巖，具有不同的巖石化學(xué)成分特征。從侵入巖→矽卡巖化侵入巖→矽卡巖，SiO2、Al2O3、K2O、Na2O含量普遍減少，而Fe2O3含量增加；從矽卡巖→矽卡巖化碳酸鹽巖→碳酸鹽巖，CaO含量明顯增加，F(xiàn)e2O3含量減少。表明接觸交代變質(zhì)形成矽卡巖過程中，CaO從大理巖帶入，SiO2、Al2O3、K2O、Na2O從巖體帶入，而Fe2O3則從熱液中帶入。

3.2 礦石稀土元素特征

礦石稀土元素分析結(jié)果顯示，磁鐵礦礦石具有稀土元素總量低的特點，∑REE為3.16×10-6，δEu為0.67，與形成礦石的含黑云母石英二長閃長巖具有相近的數(shù)值（0.72），δCe為0.82，熱液蝕變較弱。礦石稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖（見圖2）曲線具有向右傾斜特征，負(fù)銪異常不明顯，與含黑云母石英二長閃長巖曲線具有相似的特征，但Gd、Yb顯示富集，強度不高，與微弱熱液蝕變有關(guān)。上述結(jié)果表明，磁鐵礦石由石英二長閃長巖形成。

磁鐵閃鋅礦石和磁黃鐵礦石稀土元素總量較高，∑REE為（36.15～46.92）×10-6，δEu為1.58～1.85，具有明顯的正銪異常，δCe為0.52～0.66，熱液蝕變強烈。稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖曲線具有向右緩傾斜特征。

磁鐵閃鋅礦石、磁黃鐵礦石與磁鐵礦石稀土元素特征具有明顯的差異，尤其是銪異常特征剛好相反。磁鐵閃鋅礦石和磁黃鐵礦石正銪異常的出現(xiàn)與侵入巖具有明顯區(qū)別，也絕非是同化圍巖的結(jié)果。因為磁鐵閃鋅礦石和磁黃鐵礦石的圍巖是大陸環(huán)境形成的上石炭統(tǒng)地層，巖石不可能具有正銪異常特征。一種合理的推斷是磁鐵閃鋅礦石和磁黃鐵礦石形成時期，可能存在幔源物質(zhì)的貢獻(xiàn)。礦區(qū)鉛鋅礦規(guī)模較大的原因可能與幔源物質(zhì)的貢獻(xiàn)有一定的關(guān)系。

3.3 成礦流體特征

磁鐵礦—黃銅礦礦石的脈石礦物方解石中流體包裹體分析結(jié)果顯示，流體包裹體為氣液兩相包裹體，氣相成分主要為N2、H2，液相為H2O，冰點溫度-4.0℃～-4.5℃，均一溫度為143℃～157℃。利用公式：W=0.00+ 1.78T～0.0442Tm2+0.000557Tm3(Hall et,al.1988)計算求得，流體鹽度為6.45%～7.17%NaCl equiv，利用Na-Cl-H2O體系溫度—鹽度—密度相圖（圖略）獲得流體密度為0.95～1.00g/cm3。脈石礦物方解石形成于石英硫化物期最后階段，其成礦流體為低溫低鹽度中高密度流體。但成礦期石英發(fā)育，從鄰區(qū)尕林格礦床流體特征來看，石英中流體包裹體具有中高溫流體的特征。

4 礦床成因

從礦床地質(zhì)背景、礦體特征和礦石特征的研究，成礦與侵入巖關(guān)系密切，成礦物質(zhì)主要來源于侵入巖，礦石具有殼?；旌蟻碓吹奶卣鳌３傻V晚期方解石中成礦流體成分主要為氣相N2、H2和液相H2O，均一溫度為143℃～157℃，流體鹽度為6.45%～7.17%，密度為0.95～1.00g/cm3，成礦流體為低溫低鹽度流體。從鄰區(qū)尕林格礦床流體特征來看，石英中流體包裹體具有中高溫流體的特征，流體特征顯示具有巖漿熱液流體的特征。與野馬泉礦床緊鄰，且成礦地質(zhì)背景十分相似的四角羊溝礦床，鉛同位素組成具有巖漿作用有關(guān)的幔源鉛和殼源鉛相混合的造山帶鉛的特征[1]。這與野馬泉礦床礦石具有殼?；旌蟻碓吹奶卣鬏^一致。礦區(qū)礦物研究表明，成礦經(jīng)歷了矽卡巖期、石英硫化物期和表生氧化期，主要成礦元素在矽卡巖晚期和石英硫化物期形成，與典型矽卡巖礦床[2-4]具有相似的成礦特征和成礦過程。

近來一些研究根據(jù)礦區(qū)北部的一些礦體頂部發(fā)育1～3cm厚的紫紅色碧玉巖推斷，野馬泉礦區(qū)發(fā)生過海底噴流成礦作用[5]，但對成礦與噴流巖的關(guān)系未做進(jìn)一步研究。礦石稀土元素樣品測試結(jié)果表明，與寒武系—奧陶系灘間山群地層接觸部位形成的礦石，稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖曲線特征與成礦巖體—含黑云母石英二長閃長巖具有十分相似的特征，說明礦石與含黑云母石英二長閃長巖的密切的親緣性。從成礦地質(zhì)背景來看，礦區(qū)北部出露寒武系—奧陶系灘間山群地層，區(qū)域內(nèi)該套地層形成時期具有拉張構(gòu)造背景，出現(xiàn)紫紅色碧玉巖等一些噴流沉積巖為正?，F(xiàn)象。但并非存在噴流巖就一定存在噴流沉積成礦作用，至少目前還沒有這方面的證據(jù)。與寒武系—奧陶系灘間山群地層接觸部位形成的礦石，礦石構(gòu)造也未發(fā)現(xiàn)有紋層狀。成礦仍是較明顯地受巖漿巖和接觸帶形態(tài)的控制。

綜合上述分析，野馬泉礦床屬巖漿接觸交代矽卡巖礦床。

[1]青海祁曼塔格多金屬成礦帶典型礦床地質(zhì)地球化學(xué)研究[D].昆明理工大學(xué),2010.

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A

1004-5716(2015)12-0114-05

2014-12-04

2014-12-04

張洪濤（1970-），男（漢族），山東淄博人，工程師，現(xiàn)從事固體礦產(chǎn)勘查工作。