陳秉芳,林文山,白建海,趙海霞,李建亮,任華,白宗海,付軍
(1.青海省地質(zhì)調(diào)查院,青海省青藏高原北部地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源重點實驗室,青海 西寧 810012; 2.青海省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,青海 西寧 810001)
柴達木盆地西北部為青海省富含天青石礦床的礦集區(qū),已探明天青石資源量極為豐富,除大風(fēng)山、尖頂山天青石礦床外,另有堿山、油泉子等10余處中小型礦床或礦化點。而對柴達木盆地西北緣的天青石礦床成礦物源的認識歷來存在分歧,葛文勝(2001)認為柴達木盆地西部富鍶流體受強烈擠壓產(chǎn)生水平運移,與前第三系孔隙度較大的圍巖發(fā)生化學(xué)及滲濾交代作用,使富鍶成礦離子濃度升高達到過飽和而在構(gòu)造適宜部位沉淀成礦。深大斷裂是深部巖漿鹵水將富硼、鋰及稀堿金屬元素從深部帶到地表的主要通道,深部鹵水也是形成鹽湖的重要物質(zhì)來源(高世揚,2007)。肖榮閣(1994)認為富鍶流體大量運移通過斷裂通道形成熱泉涌出,成礦流體的物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生急劇變化,流體的相平衡狀態(tài)被破壞,富鍶流體發(fā)生卸載沉淀。柴達木盆地內(nèi)已發(fā)現(xiàn)多處現(xiàn)代富鍶成礦鹵水,如察爾汗鹽湖北側(cè)深循環(huán)水含Sr較高,溢出地表后形成天青石(楊謙,1993)。筆者根據(jù)尖頂山地區(qū)地質(zhì)特征及天青石礦體、容礦圍巖的稀土元素地球化學(xué)特征分析,對尖頂山地區(qū)天青石礦床成礦物質(zhì)來源及成因進行了研究,將對尖頂山天青石礦床及外圍找礦勘探提供基礎(chǔ)依據(jù)。
尖頂山天青石礦床位于青海省柴達木盆地西北緣,大地構(gòu)造位置屬中朝構(gòu)造域的西南緣祁連加里東造山帶和柴達木地塊之間。柴達木盆地基底主要存在2組大斷裂:一組呈北西西至近東西向延伸。如:控制盆地南邊界的昆北斷裂,控制盆地北邊界的柴北緣賽什騰山-宗務(wù)隆山斷裂,祁連山南緣斷裂(賽南斷裂)等;另一組為北東向、近南北向斷裂,主要有鄂拉山斷裂、塔爾丁-魚卡斷裂和格爾木-錫鐵山斷裂,以及盆地西緣控制性的阿爾金山南緣斷裂(圖1)。這些基底深大斷裂規(guī)模大,延伸遠,斷穿地層多,深切基底,在盆地形成與演化過程中呈繼承性活動,成為分割構(gòu)造單元、決定賦礦地層分布、控制成礦流體運移聚散的重要因素。盆地內(nèi)又被數(shù)條北西、北東東向2組斷裂所切割而成若干斷塊,這些斷塊在盆地凹陷的同時發(fā)生相對運動而形成多個次一級凹陷沉積中心。據(jù)國家地震局地質(zhì)研究所(2003)在盆地內(nèi)通過地變形、地球化學(xué)異常、鹽溶分布和地震等信息的研究,認為在盆地中東部除原已發(fā)現(xiàn)的北西向三湖斷裂帶和北北東向啞西斷裂帶外,還存在著北北東向錫鐵山-察爾汗斷裂帶、近南北向達布遜湖東斷裂帶和近東西向團結(jié)湖斷裂帶等隱伏的活動斷裂帶,迄今均處于活動狀態(tài)中,它為深層地下水和其他物質(zhì)的向上運移提供了裂隙通道。隨盆地不斷發(fā)展演化,在喜馬拉雅運動期,盆地南北緣向盆地擠壓推覆,總體呈北西—南東向展布,盆地基底破碎,斷裂發(fā)育,蓋層產(chǎn)生褶皺,形成隆凹相間的地貌特征,構(gòu)成一系列背斜構(gòu)造帶(圖1)。
1.中新統(tǒng);2.上新統(tǒng);3.早更新統(tǒng);4.中更新統(tǒng);5.晚更新統(tǒng)—全新統(tǒng);6.斷層;7.背斜軸跡;8.地質(zhì)界線;9.角度不整合界線圖1 尖頂山地區(qū)地質(zhì)略圖(據(jù)青海油田1∶50萬地質(zhì)圖修編)Fig.1 Geological map of Jianding mountain area
區(qū)域上,盆地西部出露地層主要為第三系、第四系更新統(tǒng)及全新統(tǒng)等。第三系主要由內(nèi)陸湖相沉積的碎屑巖夾碳酸鹽巖及硫酸鹽巖等組成,天青石礦床賦礦地層主要為漸新統(tǒng)下干柴溝組(E3g)、中新統(tǒng)上干柴溝組(N1g)、中新統(tǒng)下油砂山組(N1y)、上新統(tǒng)上油砂山組(N2y)、上新統(tǒng)獅子溝組(N2s2)等,其中尖頂山天青石礦床賦礦地層主要為上新統(tǒng)獅子溝組(N2s2)及第四系下更新統(tǒng)七個泉組(Q3q)等。背斜構(gòu)造線呈北西向展布,地層產(chǎn)狀平緩,一般在5°左右,短軸背斜呈平緩、開闊型構(gòu)造,如南翼山、大風(fēng)山、尖頂山、黑梁子、堿山等平坦、開闊型的短軸背斜構(gòu)造。隨構(gòu)造擠壓應(yīng)力和側(cè)向壓力作用持續(xù)增加,背斜構(gòu)造在軸部或附近產(chǎn)生次生脆性斷裂,并產(chǎn)生北西—南東向壓扭性斷裂,北西向斷裂為主斷裂;其次為北北西—北北東向平移斷層,規(guī)模相對較小,多成群出現(xiàn)于大風(fēng)山、尖頂山、堿山、黑梁子等背斜軸部。
尖頂山天青石礦床位于柴達木盆地西緣2個北西向斜列式小背斜隆起構(gòu)成的低山丘陵區(qū),風(fēng)蝕地貌發(fā)育,丘陵多呈北西向帶狀展布,地表均被數(shù)十厘米至一米厚的鹽殼所覆蓋,局部為風(fēng)積砂所覆蓋。
礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為第三系上新統(tǒng)獅子溝組(N2s2)及第四系下更新統(tǒng)七個泉組(Q3q)、全新統(tǒng)(Q4)等。礦體主要產(chǎn)于上新統(tǒng)獅子溝組上段,另外在獅子溝組下段及七個泉組下部地層也有礦化及小礦體存在。上新統(tǒng)獅子溝組(N2s2)為一套內(nèi)陸湖相碎屑、蒸發(fā)沉積巖,地層產(chǎn)狀平緩;七個泉組(Q3q)不整合于上新統(tǒng)獅子溝組之上;全新統(tǒng)(Q4)不整合于下伏地層之上,為厚0.3~1 m的鹽殼及風(fēng)積砂堆積。據(jù)上新統(tǒng)獅子溝組(N2s2)巖性及賦礦特征,可劃分為2個巖性段:下巖段(N2s2-1)、上巖段(N2s2-2)。
2.1.1 下巖段(N2s2-1)
下巖段可進一步劃分為下部層位、上部層位,下部層位巖性主要為深灰-灰黑色含碳鈣質(zhì)泥巖夾深灰色薄層灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r及透鏡狀、薄層天青石礦,天青石主要賦存于含碳鈣質(zhì)泥巖或灰?guī)r中,層位不穩(wěn)定,多呈薄層狀或透鏡狀產(chǎn)出,厚度0.1~1 m,下部層位厚度大于280 m,未見底;上部層位為灰黃色、淺黃綠色鈣質(zhì)泥巖夾薄層灰?guī)r及天青石礦層等組成,其中薄層灰?guī)r局部相變?yōu)楹盎規(guī)r、竹葉狀(角礫狀)灰?guī)r,常見褐鐵礦賦存于灰?guī)r表面、裂隙或孔洞中,上部層位為富含天青石礦層位,厚度18~32 m,與下部層位呈整合接觸關(guān)系。
2.1.2 上巖段(N2s2-2)
上巖段劃分為下部層位及上部層位,下部層位主要由石膏鈣質(zhì)泥巖、含石膏鈣質(zhì)泥巖夾石膏碎屑灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖、石膏鮞狀灰?guī)r及透鏡狀石膏礦層等組成,其中天青石礦層主要賦存于該層位的頂部及底部,頂部天青石礦層為白云質(zhì)灰?guī)r,底部為鮞狀灰?guī)r、石膏碎屑灰?guī)r及碎屑石膏巖等組成,該層位厚度為18~23 m,與下巖段上部層位呈整合漸變過渡關(guān)系;上部層位巖性主要為石膏鈣質(zhì)泥巖、含石膏鈣質(zhì)泥巖夾薄層白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖、石膏碎屑灰?guī)r、石膏鮞狀灰?guī)r及鈣質(zhì)泥巖等,不含礦,厚度大于42 m,與下伏下部層位呈漸變過渡關(guān)系。
2.1.3 七個泉組(Q3q)
不整合于上新統(tǒng)獅子溝組之上,巖性以砂質(zhì)泥巖、泥巖、砂礫巖為主夾少量粉砂巖、砂巖、碳質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r及石膏、芒硝等,厚度大于300 m。
尖頂山背斜淺部為典型的擠壓構(gòu)造,而深部為伸展作用形成的箕狀斷陷(劉志宏,2008)。在靠近斷層部位厚度最大,遠離斷層部位地層厚度逐漸減小并趨于穩(wěn)定,與下盤地層的厚度基本一致。在地震剖面中,尖頂山背斜是一個斷層傳播褶皺,具有長而緩的南西翼,短而陡的北東翼(SUPPE J,1990)。天青石礦床位于尖頂山背斜構(gòu)造之北東翼,背斜長 20 km,寬約 10 km,為一穹狀背斜;呈北西—南東向展布,軸向 110°~ 140°。兩翼地層產(chǎn)狀不對稱,北東翼傾角較陡,一般為3°~ 15°,北西段達 40°~ 80°;南西翼較平緩為2°~10°。尖頂山背斜核部出露地層為中新統(tǒng)油砂山組( N2y),兩翼由上新統(tǒng)獅子溝組( N2s)及中、下更新統(tǒng)(Q1、Q2) 構(gòu)成; SUPPE J認為(1992)獅子溝組及其以上地層,在背斜頂部被風(fēng)化剝蝕,靠近背斜構(gòu)造高的部位地層沉積厚度較小,軸面方向地層厚度逐漸增大,顯示生長地層的特征。鍶礦體主要賦存于背斜北東翼南東段的獅子溝組地層的上部。
天青石礦體主要產(chǎn)于上新統(tǒng)獅子溝組上段,獅子溝組下段及七個泉組下部地層也有礦化及小礦體存在。礦體上盤圍巖以白云巖、鮞狀白云巖、碎屑白云巖、石膏泥巖為主,下盤以泥巖、砂巖、白云巖及砂礫巖為主。礦床由8個礦體構(gòu)成,即G1、G1-1、G1-2、G1-3、G2、G3、G4、G5。其中G1礦體規(guī)模最大,在其頂?shù)撞科毡榇嬖诒硗獾V,具分枝現(xiàn)象,G1長>2 000 m,斜深為470~735 m,最大厚度為7.89 m,平均厚度為3.80 m,平均品位為32.92%;G2、G3沿傾向具尖滅再現(xiàn)特征;G2長800 m,斜深為103.50~590 m,最大厚度為1.94 m,平均厚度為1.30 m,平均品位為13.11%;G3長約為400 m,斜深為765 m,最大厚度為2.76 m,平均厚度為1.92 m,平均品位為19.03%;G4、G5為小盲礦體,G4長400 m,斜深為200 m,最大厚度為0.97 m,平均厚度為0.49 m,平均品位為19.45%;G5長400 m,斜深為72 m,最大厚度為0.97 m,平均厚度為0.49 m,平均品位為10.02%。
綜上所述,礦區(qū)內(nèi)G1為主礦體,其余7條礦體規(guī)模相對較小,礦體的形態(tài)簡單,呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出,上部多裸露地表,產(chǎn)狀平緩,向深部漸變陡,與地層產(chǎn)狀一致,厚度變化小,品位較高,礦體連續(xù)性好,具有巨大找礦潛力。
礦石分為原生天青石礦石和次生天青石礦石2類,以原生天青石礦石為主,占95%。
礦石結(jié)構(gòu)主要有隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、砂質(zhì)-粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)、鮞粒狀結(jié)構(gòu)、板柱狀結(jié)構(gòu);礦石構(gòu)造主要為致密塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造及少量糖粒狀構(gòu)造等。
3.3.1 原生礦石礦物
容礦圍巖主要為含碳鈣質(zhì)泥巖、鮞狀灰?guī)r,礦石礦物主要為鮞狀天青石、砂礫狀天青石等。礦物中有益礦物單一,主要為天青石,次有白云石、石膏、重晶石等。
鮞狀灰?guī)r:灰白色,具鮞粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。鮞粒具同心環(huán)狀結(jié)構(gòu),主要由泥晶質(zhì)方解石(70%)組成,膠結(jié)物(30%)主要由石膏和泥晶方解石組成,石膏呈大片亮晶膠結(jié)鮞粒,呈孔隙式膠結(jié)類型。
鮞狀天青石礦石:為灰白、灰綠色,鮞粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。鮞粒為50%~60%,多由白云石組成,核部包含有砂粒,鮞粒有真鮞、薄皮鮞、假鮞3種。外形為圓狀、橢圓狀。鮞徑一般為0.1~1.0 mm,膠結(jié)物以天青石為主,石膏、砂粒少量,占30%~40%。天青石呈他形粒狀,粒徑為0.03~0.2 mm。砂粒呈次棱角、次圓狀,由石英、長石、黑云母、白云母及安山巖巖屑組成,含量為5%左右,粒徑為0.03~0.45 mm。
砂礫狀天青石礦石:灰白、淺灰綠色,砂礫狀結(jié)構(gòu),層狀、塊狀構(gòu)造,砂礫物質(zhì)占60%~70%,礫石以石英、變質(zhì)巖、火成巖為主,磨圓度較好,呈次圓或圓狀,礫徑為0.2~1.5 cm。膠結(jié)物占30%左右,以天青石為主,白云石、石膏少量。天青石為他形晶,粒度為0.1~0.4 mm。
3.3.2 次生礦石礦物
次生天青石礦僅分布于近地表處,由原生天青石礦經(jīng)地表水淋濾、溶解、運移,在次級裂隙、節(jié)理、孔洞等適宜部位再充填、結(jié)晶而成。礦石質(zhì)地較純,礦物成分簡單,次生天青石占95%以上,另有少量石膏、重晶石、方解石、白云石等;礦石礦物主要為層紋狀天青石。
層紋狀天青石礦石:礦石礦物主要為次生天青石,呈不同顏色的層紋平行產(chǎn)出,層厚不等, 由數(shù)毫米到數(shù)厘米,沿裂隙兩側(cè)向中心生長,呈對稱型,中心部位可見石膏層產(chǎn)出。
主要對尖頂山地區(qū)容礦圍巖及含礦巖石中稀土元素地球化學(xué)特征進行分析,稀土元素分析數(shù)值見表1。
含天青石砂巖: ΣREE=27.9×10-6~54.63×10-6,平均為42.73×10-6;LREE/HREE=3.82~7.73,平均為6.48;(La/Yb)N為0.35~0.82,平均為0.67;(La/Sm)N為0.64~0.89,平均為0.81;在天青石礦與北美頁巖標準化稀土曲線圖(圖2b)顯示,曲線呈略向左傾趨勢,顯示天青石礦輕重稀土輕微分餾,具輕稀土略顯虧損性特征。δEu為0.73~1.11,平均為0.94,Eu呈弱負異?;虿伙@異常。陳衍景(1996)認為,稀土元素在不同的氧化還原條件下,元素的狀態(tài)和元素間的分餾也會產(chǎn)生不同的響應(yīng),在化學(xué)沉積中,氧化環(huán)境的沉積物ΣREE高,Eu/Eu*低,(La/Yb)N低;還原環(huán)境的沉積物ΣREE低,Eu/Eu*高,(La/Yb)N高。由此可見,研究區(qū)天青石礦ΣREE低,而Eu/Eu*、(La/Yb)N相對較低,可能為不同環(huán)境的產(chǎn)物,暗示成礦物源具有多來源性。
含砂礫巖:ΣREE為54.76×10-6;LREE/HREE為6.4;(La/Yb)N為0.67;(La/Sm)N為0.77;在含礦巖石與北美頁巖標準化稀土曲線圖(圖2c)顯示,曲線略向左傾,顯示含礦巖石輕重稀土略顯輕微分餾,具輕稀土虧損性特征;δEu為1.03,銪不顯異常。
含天青石砂質(zhì)礫巖:ΣREE為72.32×10-6;LREE/HREE為6.62;(La/Yb)N為0.68;(La/Sm)N為0.79;δEu為0.92,Eu呈弱負異?;虿伙@異常;在含礦巖石與北美頁巖標準化稀土曲線圖上(圖2d)顯示,曲線略向左傾,顯示含礦巖石輕重稀土略顯輕微分餾,具輕稀土略顯虧損性特征。
ROLLINSON H R(1993)按沉積巖的質(zhì)量比例計算碎屑巖中ΣREE多小于100×10-6,Ce明顯虧損。而研究區(qū)碎屑巖中ΣREE一般在27.9×10-6~72.32×10-6,平均為46.89×10-6;δCe為0.93~1.05,平均為0.98,Ce略顯虧損,在含礦巖石與北美頁巖標準化稀土曲線圖上(圖2a)顯示,曲線略向左傾,Ce略顯虧損;暗示含礦物源可能具陸緣碎屑物的成分。
a.容礦圍巖及含礦巖石;b.含礦砂巖;c.含砂礫巖;d.含礦砂質(zhì)礫巖圖2 尖頂山礦區(qū)不同巖石類型稀土分配模式圖Fig.2 REE distribution pattern map of different rock types in the Jiandingshan mine area
(1)稀土元素(REE)的含量、配分模式和一些重要的稀土元素參數(shù)對探討沉積物的成因、物源具有重要意義(徐方建,2009)。蔣富清(2008)認為稀土元素在表生環(huán)境中的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,其組成及分布模式受風(fēng)化作用、搬運過程、以及沉積和成巖作用的影響很小,因而常被用作物源示蹤劑。將尖頂山地區(qū)不同類型樣品投在δCe-δEu圖解(圖3a)中,投點顯示具有正相關(guān)關(guān)系;而在δCe-∑REE圖解 (圖3b)中顯示,投點具有負相關(guān)關(guān)系。表明研究區(qū)成礦物源組成復(fù)雜,具有多來源性特征,且顯示在成礦期后受到后期成巖作用、構(gòu)造作用的影響。
a. δEu從>0.6開始;b. 從∑REE>20開始圖3 尖頂山地區(qū)δCe-δEu、∑REE相關(guān)性圖解Fig.3 Correlation between δCe-δEu andδCe-∑REE of the Jianding mountain area
(2)沉積巖中稀土元素的分布、分配與其形成的環(huán)境密切相關(guān)(郭華,2006;姚紀明,2009);元素Ce、Eu的異常反映在δEu、δCe 值的變化上,δEu為Eu異常系數(shù),可靈敏的反映體系內(nèi)的地球化學(xué)狀態(tài),可作為鑒別物質(zhì)的來源的重要參數(shù)(TAYLOR S R,1985)。金秉福(2003)認為稀土元素含量的高低,尤其是Ce含量的變化,已成為判別古沉積環(huán)境的良好標志。尖頂山地區(qū)各類巖石(La/Yb)N為0.35~0.82,平均為0.67;δEu平均為0.94,Eu呈弱負異?;虿伙@異常;δCe平均為0.98,Ce略顯弱虧損性特征。楊守業(yè)(1999)認為REE 在沉積過程中以碎屑態(tài)、吸附態(tài)及溶解態(tài)等形式存在,而以碎屑態(tài)最穩(wěn)定。在研究區(qū)La/Yb-REE圖(喬海明,2011)(圖4)中顯示,尖頂山含礦巖石投點于沉積巖區(qū),而大風(fēng)山含礦巖石投點于沉積巖區(qū)外圍(李善平,2012),表明處于盆地邊緣的尖頂山地區(qū)天青石礦、含礦巖石可能來源于陸緣碎屑層,容礦圍巖與陸緣碎屑物質(zhì)流體的補給關(guān)系密切。
由此可見,研究區(qū)成礦物質(zhì)可能更多來源于陸緣碎屑物質(zhì),富鍶流體受強烈擠壓產(chǎn)生水平運移,與孔隙度較大的圍巖發(fā)生化學(xué)及滲濾交代作用,在構(gòu)造適宜部位沉淀成礦。
1.球粒隕石;2.大洋拉斑玄武巖;3.大陸拉斑玄武巖;4.堿性 玄武巖;5.花崗巖;6.金伯利巖;7.碳酸鹽巖;8.沉積巖圖4 尖頂山礦區(qū)不同類型巖石La/Yb-REE圖解
(3)稀土元素在化學(xué)沉積中,還原環(huán)境的沉積物ΣREE低,氧化環(huán)境的沉積物ΣREE高(陳衍景,1996)。研究區(qū)各類巖石ΣREE一般為38.1×10-6~54.63×10-6,平均為46.89×10-6,遠小于100×10-6;表明成礦物質(zhì)具有還原環(huán)境的特性,暗示尖頂山地區(qū)鍶礦流體可能來源于深部斷裂鹵水。研究區(qū)周邊深大斷裂較為發(fā)育,且被深大斷裂所限,有深部鹵水補給的可能性。自中新世以來,印度板塊與歐亞板塊碰撞擠壓作用使得柴達木盆地內(nèi)部分基底斷裂復(fù)活,而且產(chǎn)生了新的張性斷裂,這些斷裂多呈北西向展布(張明利,1999;金之鈞,1999)。金強(2003)認為柴達木盆地深大斷裂提供富含稀有元素的深層鹵水,膏鹽沉積物富含稀有元素,深層鹵水是斷裂活動帶熱液溶蝕周圍各種巖類形成的。而柴達木盆地西部第三紀在獅子溝、芒崖一帶存在深大斷裂活動,存在深層鹵水形成的條件,同時干旱氣候又使盆地存在強烈的蒸發(fā)作用。肖榮閣(2001)認為當成礦流體水平運移至張性斷裂、背斜軸部的壓扭性斷裂等構(gòu)造線上時,沿斷裂上升,富礦元素流體大量運移通過斷裂通道形成熱泉涌出,成礦流體的物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生急劇變化,流體的相平衡狀態(tài)被破壞,富礦元素流體發(fā)生卸載沉淀。由此可見,天青石礦的形成可能與深層地下鹵水的補給密切相關(guān),深層地下鹵水沿深大斷裂持續(xù)補給,在深大斷裂表層附近構(gòu)造適宜部位富集成礦。
綜上所述,尖頂山地區(qū)天青石礦的形成可能與深層地下鹵水及盆地周緣陸緣碎屑物質(zhì)富礦流體的補給緊密相關(guān)。
尖頂山鍶礦床位于柴達木盆地西北緣,自侏羅紀以來,盆地相對下沉,四周隆起形成高山逐漸與海洋隔離構(gòu)成內(nèi)陸封閉盆地。中新生代柴達木地區(qū)處于高山深盆環(huán)境,以蝕源基巖風(fēng)化作用為主,多源的鍶匯入柴達木古湖西部,為鍶成礦提供了物質(zhì)條件。富鍶熱鹵水在軟沉積物或通道旁的圍巖中經(jīng)交代、充填和動力作用成礦,也可以發(fā)生沸騰和泥火山噴發(fā)形成地表熱泉(HOOPER E C D,1991)。朱朝良(2009)認為柴達木盆地內(nèi)的天青石礦床是典型的內(nèi)陸湖泊化學(xué)沉積型-改造富集型礦床;薛天星(1999)據(jù)大風(fēng)山天青石礦床的成礦作用與成礦地質(zhì)特征,認為大風(fēng)山天青石礦床成因為陸相湖泊化學(xué)沉積型。葛文勝(2001)認為大風(fēng)山天青石礦床產(chǎn)于第三系至第四系陸源碎屑-化學(xué)巖系中,具有明顯的熱水沉積特征,是已知的世界上成礦時代最年輕的層控型大陸熱水沉積天青石礦床。在正常沉積條件下,隨蒸發(fā)盆地中鹽湖鹵水至天青石析出沉積時,鹽湖鹵水蒸發(fā)沉積順序為:碳酸鹽(白云石、天青石)—石膏等,天青石賦存于湖盆中心的碳酸鹽-硫酸鹽沉積相帶內(nèi);礦石主要為天青石、石膏等,呈晶粒狀、碎屑狀及鮞狀結(jié)構(gòu),具塊狀、層狀、細脈狀構(gòu)造。
尖頂山地區(qū)受中上更新世時期新構(gòu)造運動的影響,使地層褶皺形成背向斜構(gòu)造,在區(qū)域內(nèi)較為發(fā)育,富鍶流體受強烈擠壓產(chǎn)生水平運移,與孔隙度較大的圍巖發(fā)生化學(xué)及滲濾交代等作用溶解后,在盆地凹陷或其他適宜部位沉積沉淀富集成礦。部分深部富鍶流體沿盆地內(nèi)次生斷裂運移至盆地邊緣及地形適宜地區(qū)逐漸富集,在運移過程中,通過減壓致裂、沸騰而形成晶洞、巢孔及孔洞等構(gòu)造,在滲濾、交代、充填、沉淀等作用下形成網(wǎng)脈狀、紋層狀、鞘狀、放射狀、針狀等次生天青石礦脈及礦體。尖頂山鍶礦床主要賦礦地層為第三系上新統(tǒng)獅子溝組,天青石礦主要賦存于下巖段深灰-灰黑色含碳鈣質(zhì)泥巖夾深灰色薄層灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r中,層位不穩(wěn)定,多呈薄層狀、似層狀或透鏡狀產(chǎn)出,厚度為0.1~1m,厚度變化小,品位較高,礦體連續(xù)性好。肖榮閣(2001)認為海相熱水沉積中常見重晶石與硬石膏巖,而陸相熱水沉積則以天青石和石膏為主,硫酸鹽的結(jié)晶沉積溫度低于碳酸鹽,具低溫?zé)崴练e巖特征。而尖頂山地區(qū)礦石主要為天青石、石膏等,其形成可能與深層地下鹵水補給密切相關(guān)。在天青石礦的形成過程中,處于盆地西部邊緣的尖頂山地區(qū),盆地周緣陸緣碎屑物質(zhì)富礦流體的補給作用可能更為顯著。
綜上所述,尖頂山礦區(qū)在高山深盆環(huán)境、氣候持續(xù)炎熱及干旱等條件下,蝕源基巖風(fēng)化作用為鍶成礦提供了部分物源;礦的形成可能與深層地下鹵水及盆地周緣陸緣碎屑物質(zhì)富礦流體的補給緊密相關(guān)。一方面,盆地周邊深大斷裂較為發(fā)育,且可能與盆地內(nèi)部次級斷裂存在流體循環(huán),深層地下鹵水沿深大斷裂持續(xù)補給,在盆地西部構(gòu)造適宜部位富集成礦;另一方面,表層富鍶流體受強烈擠壓產(chǎn)生水平運移,與孔隙度較大的圍巖發(fā)生化學(xué)及滲濾交代等作用溶解后,在盆地凹陷或其他適宜部位沉積沉淀,形成天青石礦;其中盆地周緣陸緣碎屑物質(zhì)富礦流體的補給作用可能更為顯著。因此,尖頂山鍶礦成因可能具有陸源碎屑化學(xué)沉積型礦床特征。
(1)尖頂山鍶礦床位于中朝構(gòu)造域的西南緣祁連加里東造山帶和柴達木地塊之間,由8個礦體構(gòu)成,天青石礦體主要產(chǎn)于上新統(tǒng)獅子溝組上段,礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)于含碳鈣質(zhì)泥巖中,形態(tài)簡單,厚度變化小,品位較高,連續(xù)性好。
(2)含礦砂巖ΣREE值較低,平均為42.73×10-6,LREE/HREE平均為6.48,(La/Sm)N平均為0.81,在標準化稀土曲線圖中曲線略向左傾,具輕稀土略顯虧損性特征;各類巖石(La/Yb)N為0.35~0.82,δEu平均為0.94,δCe平均為0.98,Eu、Ce呈弱負異?;虿伙@異常;在La/Yb-REE圖中顯示,含礦巖石投點于沉積巖區(qū),反映尖頂山地區(qū)天青石礦的形成可能與深層地下鹵水及盆地周緣陸緣碎屑物質(zhì)富礦流體的活動相關(guān)。
(3)尖頂山鍶礦的形成一方面與深層地下鹵水沿深大斷裂持續(xù)補給有關(guān),在盆地西部構(gòu)造適宜部位富集成礦;另一方面盆地周緣陸緣碎屑富鍶流體與圍巖發(fā)生化學(xué)及滲濾交代等作用溶解后,在適宜部位形成天青石礦;尖頂山鍶礦可能與深層地下鹵水及盆地周緣陸緣碎屑物質(zhì)富礦流體的補給緊密相關(guān),后者補給作用可能更為顯著;尖頂山鍶礦成因可能具有陸源碎屑化學(xué)沉積型礦床特征。