青海灘間山金礦成礦構(gòu)造機(jī)制研究

王旭陽，王旭陽，王宏陽，王方里

(1.桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，廣西桂林541006; 2.陜西核工業(yè)地質(zhì)局二一一地質(zhì)大隊(duì)，陜西西安710024)

青海灘間山金礦成礦構(gòu)造機(jī)制研究

王旭陽1，王旭陽1，王宏陽1，王方里2

(1.桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，廣西桂林541006; 2.陜西核工業(yè)地質(zhì)局二一一地質(zhì)大隊(duì)，陜西西安710024)

摘要：灘間山金礦產(chǎn)于柴北緣成礦帶中，是一個(gè)由巖性控制產(chǎn)出層位、構(gòu)造控制產(chǎn)出形態(tài)的金礦床。礦區(qū)內(nèi)產(chǎn)出有炭質(zhì)糜棱片巖型礦石和巖脈型礦石2種礦石類型，并且這2種礦石類型是在2個(gè)不同的成礦期內(nèi)形成的。通過對礦區(qū)內(nèi)的主要構(gòu)造分析研究認(rèn)為，華力西期形成的近南北向褶皺控制了主要礦體的產(chǎn)出規(guī)律。

關(guān)鍵詞：灘間山金礦；構(gòu)造控礦；成礦機(jī)制；柴達(dá)木盆地北緣；青海

中圖分類號(hào)：P618.51

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-3636(2015)02-0225-06

收稿日期：2014-05-09；修回日期：2014-06-09；編輯：陸李萍

作者簡介：第一作者：王旭陽(1984—)，男，碩士研究生，地質(zhì)學(xué)專業(yè),E-mail：booksorg@163.com

doi:10.3969/j.issn.1674-3636.2015.02.231

第二作者：王旭陽(1990—)，女，碩士研究生，地質(zhì)學(xué)專業(yè)，E-mail:568764229@qq.com

0引言

礦區(qū)位于柴達(dá)木盆地北緣(以下簡稱“柴木緣”)，是中央造山帶的一部分，也是一個(gè)典型的復(fù)合造山帶(殷鴻福等，1998)，造山過程中形成了一系列的大型韌性剪切帶和超高壓變質(zhì)帶(賴紹聰?shù)龋?993；張立飛等，2008；張貴賓等，2012),礦區(qū)的構(gòu)造演化及成礦過程嚴(yán)格地受到了中央造山帶構(gòu)造演化的控制。柴北緣的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)過程分為4個(gè)旋回并有三級(jí)構(gòu)造控礦的特點(diǎn)(張德全等，2001，2007a,2007b)，在早古生代造山旋回中金的賦礦地層——萬洞溝群受到變質(zhì)作用的影響，使分散于地層中的Au元素發(fā)生了初步富集；后繼的華力西—印支期造山旋回伴隨著變質(zhì)作用和巖漿的侵入，使得Au元素在變質(zhì)水和巖漿水的雙重作用下得到進(jìn)一步疊加富集并最終成礦(國家輝，1998；魏剛鋒等，1999；崔艷合等，2000；張德全等，2005)，所以加里東期和華力西—印支期的2次造山運(yùn)動(dòng)是該區(qū)金的2個(gè)主要成礦期段。

1礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1　地層

礦區(qū)內(nèi)主要出露有達(dá)肯大坂群(Pt1Dk)、萬洞溝群(Pt2Wd)和灘間山群(O3Tn)的地層，其中萬洞溝群(Pt2Wd)地層為該礦區(qū)的主要賦礦地層(圖1)。

圖1　灘間山金礦床地質(zhì)簡圖(據(jù)崔艷合等，2000)1-碳質(zhì)糜棱片巖；2-大理巖；3-斜長花崗斑巖；4-巖脈；5-礦體；6-地質(zhì)界線及產(chǎn)狀；7-斷層；8-背斜軸；9-向斜軸；10剖面線；11-預(yù)測區(qū)Fig.1　Geological sketch map of the Tanjianshan gold deposit in Qinghai Province(after Cui et al, 2000)

下元古界達(dá)肯大坂群(Pt1Dk)地層為一套由黑云斜長片麻巖、石榴黑云石英片巖和大理巖等組成的中深變質(zhì)巖組合，該套地層構(gòu)成了柴北緣的古老結(jié)晶基底。

中元古界萬洞溝群(Pt2Wd)地層沿灘間山到萬洞溝一帶分布，是一套淺變質(zhì)的巖石，可視厚度達(dá)2 300余m。下部為炭質(zhì)絹云片巖、鈣質(zhì)片巖和炭質(zhì)大理巖為主；中部為炭質(zhì)千枚巖和炭質(zhì)糜棱片巖為主，夾大理巖和白云質(zhì)大理巖透鏡體；上部為白云質(zhì)大理巖和絹云石英片巖為主。該套巖層經(jīng)受了強(qiáng)烈的動(dòng)力變質(zhì)，中部的炭質(zhì)糜棱片巖為主要賦礦巖層(于鳳池等，1998)。

上奧陶統(tǒng)灘間山群(O3Tn)為一套由厚度超過5 000 m的淺變質(zhì)火山巖、火山碎屑巖、碎屑巖并夾少量的碳酸鹽巖組成的巖系，與元古界地層呈斷層接觸。

1.2　構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造和褶皺構(gòu)造都比較發(fā)育，同時(shí)還發(fā)育有動(dòng)力變質(zhì)形成的韌性剪切帶，其中發(fā)育于萬洞溝群中的褶皺是礦區(qū)的重要控礦構(gòu)造。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，規(guī)模相差較大，變形特點(diǎn)從韌性、韌脆性到脆性都有發(fā)育，脆性斷裂構(gòu)造多是在韌性和韌脆性剪切帶的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。

鷹峰—灘間山斷裂是通過礦區(qū)的最大的斷裂構(gòu)造，其長度近30 km，總體傾向南西，傾角在40°～60°之間。該斷裂分開了萬洞溝群地層和灘間山地層，其北東盤為萬洞溝群地層，南西盤為灘間山地層。區(qū)內(nèi)的其他北西向斷裂規(guī)模比較小，但構(gòu)造行跡特征多與之相似，說明這些小型的斷裂可能是鷹峰—灘間山斷裂的派生產(chǎn)物。

區(qū)內(nèi)最大的韌性剪切帶呈北西走向，長度大于10 km，寬度可達(dá)到1 km，同時(shí)還發(fā)育有1組近北東走向的小型韌性剪切帶，其形成時(shí)間晚于北西向的韌性剪切帶，這組小型韌性剪切帶中的萬洞溝群炭質(zhì)糜棱片巖是區(qū)內(nèi)的主要賦礦巖層。北東向的韌性剪切帶寬約400～600 m，北側(cè)以脆性斷裂與萬洞溝群白云質(zhì)大理巖相鄰，南側(cè)被斜長花崗巖截切，同時(shí)還遭受了后期強(qiáng)烈的韌脆性和脆性斷裂的疊加。

區(qū)內(nèi)的褶皺構(gòu)造主要有金龍溝—絕壁溝的向斜和金龍溝—小紅柳溝的背斜構(gòu)造，它們由總體走向?yàn)楸蔽飨虻娜f洞溝群的地層構(gòu)成，巖層傾向南西向或北東向。

向斜構(gòu)造軸向近南北向，長約1 200 m，軸部由石英片巖組成，兩翼依次為白云石大理巖和炭質(zhì)糜棱片巖。層理產(chǎn)狀120°∠60°，樞紐產(chǎn)狀變化范圍在290°∠50°～315°∠43°之間。背斜構(gòu)造軸向同樣近南北向，長約2 000 m，軸部由碳質(zhì)糜棱片巖組成，兩翼分別由白云石大理巖組成，在饅頭溝和小紅柳溝等地還可見到北西向的小褶皺(圖 2)。

圖2　灘間山金礦C-D剖面圖(據(jù)崔艷合等，2000)1-炭質(zhì)糜棱片巖；2-大理巖；3-花崗斑巖；4-金礦體；5-鉆孔Fig.2　Geological section along prospecting line C-D in the Tanjianshan gold deposit(after Cui et al, 2000)

1.3　巖漿巖

區(qū)內(nèi)的噴出巖同樣以加里東期和華力西期為主，但是華力西期的規(guī)模要小于加里東期的噴發(fā)強(qiáng)度。加里東期的火山巖以晚奧陶世海相火山噴發(fā)堆積的熔巖和火山碎屑巖為主，呈北西走向不規(guī)則帶狀分布于賽什騰山，云霧山和灘間山等地層組成了灘間山群地層的主體。華力西期的火山巖主要產(chǎn)于上泥盆統(tǒng)的牦牛山組，陸相沉積巖系中，厚度小，強(qiáng)度弱，以凝灰?guī)r和火山角礫巖為主。

2礦體特征

灘間山金礦可分為金龍溝和瀑布溝2個(gè)金礦區(qū)，礦體明顯地受到地層和構(gòu)造的控制，已知的主要礦體均產(chǎn)于萬洞溝群中的炭質(zhì)糜棱片巖中，形成了蝕變炭質(zhì)糜棱片巖型的礦石。同時(shí)，由蝕變閃長玢巖和蝕變云煌巖形成的脈巖型礦石也絕大部分產(chǎn)于炭質(zhì)糜棱片巖中，而侵入于其他巖層中的巖脈只是顯示有部分的礦化出現(xiàn)，僅有極個(gè)別的巖脈形成了工業(yè)品位的礦化。

礦區(qū)內(nèi)的礦石類型主要有蝕變炭質(zhì)糜棱片巖型、蝕變閃長玢巖脈型和蝕變云煌巖脈型3種基本類型。其中以蝕變炭質(zhì)糜棱片巖為主，占礦區(qū)總礦體數(shù)量的90%以上，礦體形態(tài)多呈脈狀和分支脈狀，少數(shù)呈透鏡狀和囊狀，礦體嚴(yán)格受到褶皺構(gòu)造的控制，亦呈褶皺形態(tài)產(chǎn)出，同時(shí)在背斜部位呈現(xiàn)出南部礦體埋深較大、北部埋深較淺的規(guī)律，可見礦體的傾覆有著與背斜相似的傾覆規(guī)律(圖3)。

圖3　與褶皺有關(guān)的金礦體構(gòu)造形態(tài)圖(據(jù)張德全等，2001)Fig.3　Structural features of the gold orebodies　　associated with folds(after Zhang et al, 2001)

蝕變閃長玢巖脈型金礦體特點(diǎn)是數(shù)量不多，規(guī)模不大，但品位較高。礦體形態(tài)多呈脈狀、團(tuán)塊狀及囊狀，產(chǎn)狀多呈北西走向，嚴(yán)格受到北西向斷裂構(gòu)造的控制，主要出露于金龍溝東礦區(qū)，這類礦體的上下盤均見有糜棱片巖型礦石與之伴生，沒有見到單一的礦體出現(xiàn)，同時(shí)遠(yuǎn)離斷裂帶的閃長玢巖脈多不含礦，而靠近斷裂帶的閃長玢巖脈則多呈明顯的金礦化。

蝕變云煌巖脈型金礦體，在地表較少見到，不能形成單獨(dú)的礦體，多數(shù)與炭質(zhì)糜棱片巖型礦石伴生，礦石呈灰白色的隱晶質(zhì)塊狀結(jié)構(gòu)，一般規(guī)模比較小，品位較高。

在瀑布溝地區(qū)的礦體規(guī)模較金龍溝要小，礦體呈脈狀沿北西向斷裂帶分布。礦石類型以炭質(zhì)糜棱片巖型和閃長玢巖脈型礦石組成的混合型為主，單一的閃長玢巖脈型和炭質(zhì)糜棱片巖型礦石僅有少量出現(xiàn)。

3區(qū)域構(gòu)造演化

礦區(qū)位于柴北緣古裂谷的西段，礦區(qū)的演化經(jīng)歷了5個(gè)階段。

(1)在中元古代時(shí)期，柴北緣基底發(fā)生裂陷，海水入侵，形成了一個(gè)比較封閉的環(huán)境。與此同時(shí)控制基底的斷裂系統(tǒng)帶來了大量的富金流體，在這樣的背景下沉積了一套具有較高金豐度的炭質(zhì)泥巖建造和富鎂碳酸鹽建造，成為灘間山金礦的主要礦源層。

(2)加里東期中晚奧陶世，柴北緣再次發(fā)生裂陷，控制裂陷的斷裂深度達(dá)到了地幔，導(dǎo)致了3次規(guī)模較大的超基性巖漿和中基性巖漿的侵入和噴發(fā)，同時(shí)也帶來了較高的熱流值和豐富的流體，使得萬洞溝群地層遭受了強(qiáng)烈的變質(zhì)。

(3)加里東晚期古裂谷閉合，造山運(yùn)動(dòng)開始，同時(shí)伴有基性、超基性和中酸性巖漿的活動(dòng)。在造山的過程中形成了灘間山北西向的大型韌性剪切帶(張德全等，2005)，與此同時(shí)，萬洞溝群地層發(fā)生了強(qiáng)烈的褶皺變形(國家輝，1998)。

(4)華力西晚期，再生裂谷閉合，同時(shí)伴有強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)，此次的巖漿侵位形成了閃長玢巖、斜長花崗巖和云煌巖等，這些巖漿作用也帶來了豐富的流體，同時(shí)也形成了礦區(qū)近南北向的褶皺構(gòu)造(張德全等，2007a,2007b)。

(5)后期構(gòu)造破壞。中生代以來柴達(dá)木北緣進(jìn)入了陸相沉積階段，三疊紀(jì)地層在區(qū)內(nèi)零星分布。印支運(yùn)動(dòng)晚期，本區(qū)遭到了強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)破壞，導(dǎo)致達(dá)肯大坂群推覆于三疊系地層之上。直到喜山期地殼又一次遭到抬升，礦體遭受剝蝕出露于地表。

4成礦機(jī)制探討

4.1　成礦過程

灘間山金礦的形成過程主要經(jīng)歷了3個(gè)階段的成礦過程。

第1階段：裂谷期碎屑物沉積金元素的初步富集階段。在中元古界隨著裂谷的形成，海水入侵，形成了一種封閉—半封閉的沉積環(huán)境，在這種環(huán)境中沉積了大量的碎屑物質(zhì)。與此同時(shí)，沿著深大斷裂上升的熱水帶來了豐富的Au元素，它與碎屑物質(zhì)共同沉積形成了萬洞溝群中含Au量達(dá)13.5～32.0 mg/t的黑色巖層(魏剛鋒等，1999；張德全等，2005)，成為后期金成礦的主要物質(zhì)來源之一。

第2階段:構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使得Au元素礦化富集階段。加里東期中晚奧陶世，萬洞溝群巖系遭受了強(qiáng)烈的熱變質(zhì)作用，同時(shí)伴有基性、中酸性小巖體的侵入，加里東晚期受早期裂谷閉合的影響，形成了萬洞溝群中的韌性剪切帶。在動(dòng)力變質(zhì)和熱變質(zhì)的雙重作用下，地層中的金發(fā)生了第一次大規(guī)模的遷移并在有利部位富集成礦。

第3階段：巖漿熱液活動(dòng)Au元素疊加富集階段。華力西晚期的再生裂谷閉合造成的巖漿活動(dòng)，這次巖漿活動(dòng)形成了斜長花崗巖、閃長玢巖和云煌巖等的侵位，帶來了大量的含金流體(崔艷合等，2000；張德全等，2007a,2007b)，流體活動(dòng)進(jìn)一步提取了礦源層中的Au元素，并將這些元素帶到前期已形成礦化的部位，發(fā)生了金的疊加富集，形成了有價(jià)值的工業(yè)礦體，同時(shí)在這一時(shí)期形成的礦區(qū)褶皺構(gòu)造使得礦體也被卷入褶皺(圖4)。

圖4　灘間山金礦成礦演化過程(a)　沉積形成萬洞溝群地層；(b)　地層中形成韌性剪切帶，伴隨巖漿侵入的同時(shí)Au元素在韌性剪切帶中初步富集；(c)　形成層間褶皺并伴隨有閃長玢巖和云煌巖脈的侵入，使Au元素得到進(jìn)一步富集；(d)　地殼抬升遭受風(fēng)化剝蝕Fig.4　Sketchshowing the evolution of mineralization　　in the Tanjianshan gold deposit(a)　The Wandonggou group was deposited;(b)　Ductile shear zones were formed in the stratum, associated with magmatic intrusion, where the element Au was preliminarily enriched;(c)　Interlayer folds were developed, associated with diorite porphyrite and minette veins, resulting in the further enrichment of Au;(d)　Weathering and denudation occurred due to crustal uplift

4.2　褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造對礦體的控制

蝕變炭質(zhì)糜棱片巖型和蝕變閃長玢巖與蝕變云煌巖脈型2種礦石組成了灘間山金礦的主要礦石類型。蝕變炭質(zhì)糜棱片巖型礦石主要受到了礦區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造的控制，而閃長斑巖和云煌巖組成的蝕變巖脈型礦石則受到了褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造的雙重控制。控礦褶皺發(fā)育的巖層本身的能干性較低，在褶皺的形成過程中，由于受到溫度和壓力的影響發(fā)生了糜棱巖化，在動(dòng)力變質(zhì)和流體的雙重作用下，Au元素向著有利的成礦部位遷移，并形成了似層狀的金礦化。金礦化后，巖層發(fā)生褶皺變形，使得層狀的金礦化卷入了褶皺，表現(xiàn)出褶皺的形態(tài)。所以，褶皺構(gòu)造既控制了礦體的傾向又控制了礦體的走向，同時(shí)還控制了礦體的側(cè)伏規(guī)律。華力西晚期形成的閃長玢巖脈和云煌巖脈主要受到北西向斷裂的控制沿著變質(zhì)糜棱片巖的面理侵入，同時(shí)呈現(xiàn)出北西的走向?？拷鼣嗔褞У拈W長玢巖脈和云煌巖脈含礦性較好，而遠(yuǎn)離斷裂帶則多不含礦，這可能是由于后期熱液在運(yùn)移到巖脈與斷裂帶接觸部位時(shí)物理化學(xué)條件變化較大且流體動(dòng)力不足，導(dǎo)致大部分金就近沉積不能運(yùn)移到較遠(yuǎn)的位置，所以只有靠近斷裂帶的閃長玢巖脈和云煌巖脈才有較高的金礦化，而遠(yuǎn)離斷裂帶則沒有礦化或礦化很低。

5結(jié)論

灘間山金礦是一個(gè)主要受構(gòu)造和巖性控制產(chǎn)出的金礦床，含炭質(zhì)較高的炭質(zhì)糜棱片巖段是金的有利成礦巖性段，有利的巖性段和構(gòu)造部位嚴(yán)格的控制了礦體的產(chǎn)出層位和礦體形態(tài)。礦體的礦化主要分成了2期。

(1)礦化受到了褶皺構(gòu)造的控制，礦體的形態(tài)隨著褶皺構(gòu)造的起伏而呈現(xiàn)出褶皺的形態(tài)。

(2)金的礦化主要受礦區(qū)內(nèi)斷裂系統(tǒng)的控制，其次沿著斷裂系統(tǒng)侵位的閃長玢巖脈和云煌巖脈同時(shí)也被褶皺中的片理所控制，這些巖脈沿著斷裂侵位，并且大多產(chǎn)在褶皺構(gòu)造的片理中，并被熱液蝕變，形成巖脈型的金礦體。

通過對礦區(qū)褶皺形態(tài)的分析可知礦區(qū)的褶皺構(gòu)造向南傾覆，由于礦體的形態(tài)主要受到褶皺構(gòu)造的控制，所以礦體也有著向南的傾覆規(guī)律，并且礦區(qū)的炭質(zhì)糜棱片巖是主要的賦礦巖層，故而礦區(qū)南部的炭質(zhì)糜棱片巖應(yīng)該有著較好的賦礦前景。

參考文獻(xiàn)：

崔艷合，張德全，李大新.2000.青海灘間山金礦床地質(zhì)地球化學(xué)及成因機(jī)制.礦床地質(zhì)，19(3)：211-221.

國家輝.1998.灘間山金礦田成礦作用演化及成因類型.青海地質(zhì)，7(1)：37-42.

賴紹聰，鄧晉福，楊建軍，等.1993.柴達(dá)木北緣大型韌性剪切帶構(gòu)造特征.河北地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào)，16(6)：578-586.

魏剛鋒，于鳳池.1999.青海灘間山金礦床構(gòu)造演化及成因探討.西安工程學(xué)院學(xué)報(bào)，21(4)：62-66.

殷鴻福，張克信.1998.中央造山帶的演化及其特點(diǎn).地球科學(xué)：中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)，23(5)：437-442.

于鳳池，魏剛鋒，孫繼東，等.1998.青海灘間山金礦床成礦模式.西安工程學(xué)院學(xué)報(bào)，20(1)：29-32.

張德全，豐成友，李大新，等.2001.柴北緣—東昆侖地區(qū)的造山型金礦床.礦床地質(zhì)，20(2)：137-146.

張德全，黨興彥，佘宏全，等.2005.柴北緣—東昆侖地區(qū)造山型金礦床的Ar-Ar測年及其地質(zhì)意義.礦床地質(zhì)，24(2)：87-98.

張德全，王富春，佘宏全，等.2007a.柴北緣—東昆侖地區(qū)造山型金礦床的三級(jí)控礦構(gòu)造系統(tǒng).中國地質(zhì)，34(1)：92-100.

張德全，張慧，豐成友，等.2007b.青海灘間山金礦的復(fù)合金成礦作用：來自流體包裹體方面的證據(jù).礦床地質(zhì)，26(5)：519-526.

張貴賓，張立飛，宋述光.2012.柴北緣超高壓變質(zhì)帶：從大洋到大陸的深俯沖過程.高校地質(zhì)學(xué)報(bào)，18(1)：28-40.

張立飛，呂增，張貴賓，等.2008.大洋型超高壓變質(zhì)帶的地質(zhì)特征及其研究意義：以西南天山、柴北緣超高壓變質(zhì)帶為例.科學(xué)通報(bào)，53(18)：2166-2175.

Metallogenic tectonic mechanism of the Tanjianshan gold deposit in Qinghai Province

WANG Xu-yang1，WANG Xu-yang1，WANG Hong-yang1，WANG Fang-li2

(1. College of Earth Sciences，Guilin University of Technology，Guilin 541006, Guangxi, China; 2. Geological Brigade No. 211, Shaanxi Provincial Geological Bureau of Nuclear Industry, Xi′an 710024, Shaanxi, China)

Abstract：The Tanjianshan gold deposit is located in the northern margin of the Qaidam basin, whose orebody horizons are controlled by lithology, and orebody shapes are tectonically controlled. Two types of ores were developed in the deposit, i.e., the carbonaceous mylonite ores and dyke type ores, and they were formed in two different mineralization periods. Through analysis of the main structures within the deposit, it is inferred that the Variscan nearly NS-trending folds control the occurrence regularity of the main orebodies.

Keywords：Tanjianshan gold deposit；ore-controlling structure；ore-forming mechanism；northern margin of the Qaidam basin; Qinghai Province