青海省大柴旦行委大里溝白云母礦地質(zhì)特征與找礦標(biāo)志研究

薛才毛，汪成萍，拜占紅，趙勝楠，楊海云

(1. 青海省第一地質(zhì)勘查院，青海 海東 810600； 2. 青海省第四地質(zhì)勘查院，青海 西寧 810029； 3. 青海省第二地質(zhì)勘查院，青海 西寧 810028)

1 地層特征

研究區(qū)出露地層以中元古代魚卡河巖群(Pt2Y)、寒武—奧陶系灘間山群(∈OT)為主。

1)中古元代魚卡河巖石群(Pt2Y)

魚卡河巖群是從原達肯大坂巖群中解體出來新建的填圖單位以含榴輝巖為主。魚卡河巖群在研究區(qū)內(nèi)自魚卡河北岸至綠梁山均有出露，出露面積約16 km2，約占總面積70%，厚度大于3 km，總體呈向北東傾斜，產(chǎn)狀30(°)～120(°)∠35(°)～80(°)，平均75(°)∠60(°)，近南北向展布，在研究區(qū)西南角有大面積全蛇紋石化輝橄巖、輝石巖類侵入。東北角被第四系覆蓋，局部與寒武—奧陶系灘間山群(∈OT)不整合接觸。魚卡河巖石群主要巖石類型為各類云英質(zhì)片巖為主，研究區(qū)主要由白云母石英片巖組成及少量含石榴石白云母片巖、榴輝巖[1]。

2)寒武—奧陶系灘間山群(∈OT)

該巖組小面積出露于研究區(qū)北西方向魚卡河南岸。主要為一套海相噴流噴發(fā)的中性、中基性火山巖系，局部夾正常沉積巖。顏色特征為灰綠—綠色色調(diào)，經(jīng)薄片鑒定為灰綠色片理化綠簾角閃片巖。巖石片理構(gòu)造發(fā)育，巖石中普遍含原生立方體黃鐵礦。巖石石英脈較為發(fā)育，以細脈為主[2]。地層走向北西，傾向南西，傾角62(°)左右，主要巖石特征：綠簾角閃片巖，粒狀柱狀變晶結(jié)構(gòu)，片理構(gòu)造，巖石中礦物成分主要由角閃石、綠簾石和石英，其次含鋯石及金屬礦物。其中角閃石48%、綠簾石36%、石英14%、鋯石1%及其他少量金屬礦物。

2 構(gòu)造特征

研究區(qū)位于綠梁山背斜和平頂山背斜東部，介于F1斷裂(綠梁山—落風(fēng)坡斷層)斷裂及褶皺構(gòu)造，受控于區(qū)域北西向構(gòu)造，發(fā)育斷裂構(gòu)造及綠梁山復(fù)式背斜的次級褶皺構(gòu)造。構(gòu)造活動具長期多次及古構(gòu)造活化導(dǎo)致新構(gòu)造發(fā)生，同時古構(gòu)造又疊加了新構(gòu)造痕跡的演化特征。

2.1 褶皺

受侵入巖擠壓及區(qū)域構(gòu)造影響，局部發(fā)育次級小型褶曲，走向呈北西向，延伸一般較小，小于500 m。

2.2 斷裂

研究區(qū)內(nèi)斷裂僅見有F1-1正斷層，該斷裂是區(qū)域內(nèi)F1斷裂(綠梁山—落風(fēng)坡斷層)的支斷裂，位于研究區(qū)中部，出露長1.8 km，寬0.3～5.0 m。破碎帶由斷層角礫巖、碎裂帶、糜棱巖及斷層泥構(gòu)成[3]。

2.3 節(jié)理

節(jié)理主要發(fā)育于硬質(zhì)巖石中，片巖中節(jié)理裂隙不發(fā)育。節(jié)理裂隙主要發(fā)育于硬質(zhì)巖石之中，為一組剪節(jié)理，節(jié)理多平直光滑，微張—緊閉，一般延伸10～30 m，頻數(shù)2～4條/m，產(chǎn)狀傾向西，走向南北，陡傾至近直立。

3 巖漿巖

研究區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈，侵入巖廣泛分布，侵入巖以加里東期超基性巖、基性巖為主體。伴隨頻繁的巖漿活動，區(qū)內(nèi)發(fā)育超基性—中酸性脈巖。

3.1 加里東期侵入巖

3.1.1 加里東期超基性巖、基性巖

落風(fēng)坡北西段輝石橄欖、純橄欖巖體(∑1b3)——Ⅰ號巖體呈條帶狀分布于研究區(qū)西南部，在區(qū)內(nèi)出露南北長17 km2，東西寬200～700 m，厚度大于500 m。在研究區(qū)中西部尖滅于魚卡河巖群中，巖體中部被大理巖脈所截斷，中部發(fā)育與巖體走向一致的兩個透鏡狀的小榴輝巖體[4]。綠梁山北坡超基性巖體(∑1b3)——Ⅱ號巖體：分呈條帶狀分布于研究區(qū)中東部，在區(qū)內(nèi)出露南北長800 m，東西寬100～400 m，厚度大于800 m，北西—南東走向。

3.1.2 榴輝巖

分布于研究區(qū)中、南部，有13余條，呈脈狀、似層狀產(chǎn)出，近南北向展布，傾向43(°)～86(°)，傾角45(°)～80(°)，產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀基本一致，長度200～4 000 m左右，地表出露寬度10～270 m左右，榴輝巖主要由石榴子石、綠輝石、金紅石及少量角閃石等組成，石榴子石、綠輝石含量分別為35%～45%、20%～45%，從北到南逐漸增多，角閃石含量逐漸減少，鈦礦物以金紅石為主，含量1%～4%，鈦鐵礦含量低，一般在0.2%～0.6%之間；角閃石含量增高，則鈦鐵礦含量相對增高[5]。金紅石含量與石榴子石、綠輝石含量呈正相關(guān)關(guān)系，鈦鐵礦含量與角閃石含量呈正相關(guān)關(guān)系。

巖石呈灰綠色，柱粒狀變晶結(jié)構(gòu)，巖石中礦物成分主要由輝石和石榴石組成，其次含陽起石、綠簾石、磷灰石及金屬礦物(含鐵質(zhì)粉末)，后期石英和斜長石充填巖石裂隙。石榴石多呈較為自形的六邊形，粒度較為粗大，一般在1.00～2.50 mm之間產(chǎn)出，受氣液變質(zhì)作用影響，裂紋極其發(fā)育，內(nèi)部包裹較多的微粒狀石英、針狀、纖維狀輝石、角閃石等，巖石中較均勻產(chǎn)出；其中輝石39%、石榴石46%、透閃石5%、石英7%、金屬礦物(含括鐵質(zhì)粉末)：他形粒狀，黃褐色，隱約可見兩組相互垂直的解理，結(jié)合光片鑒定，其主要為金紅石。

3.1.3 輝長巖體

主要出露于研究區(qū)中、南部，受地層魚卡河巖群(Pt1Y)控制近乎南北走向。輝長巖：暗綠色，半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分：輝石90%、斜長石10%。輝石被次閃石取代，保留輝石假像，偶見少量板柱狀殘晶。斜長石蝕變?yōu)榫G簾石，保存斜長石的部分殘晶。局部地段出現(xiàn)斜長輝石。

3.2 脈巖

受構(gòu)造和侵入活動的影響，區(qū)內(nèi)脈巖較為發(fā)育。脈巖類型有輝長巖脈、花崗巖脈等。其特征分述如下：輝長巖脈出露于研究區(qū)中部，輝長結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成分有斜長石，半自形柱狀晶，邊緣具凈邊結(jié)構(gòu)；角閃石，半自形柱狀晶，部分角閃石可能原為輝石，并有次閃石化，不透明礦物，次有少量磷灰石[6]；花崗閃長巖脈：出露于研究區(qū)西南角輝石橄欖、純橄欖巖體(∑1b3)——Ⅰ號巖體中部，長600 m，寬50 m，灰白、灰褐色，表面呈紅褐色，中細?；蚣毩罱Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，受構(gòu)造變質(zhì)作用，部分巖石為它形粒狀變晶結(jié)構(gòu)，定向構(gòu)造，糜棱巖化強烈。

4 圍巖蝕變

礦體產(chǎn)于榴輝巖巖體內(nèi)，金紅石、石榴石礦是同體共伴生，金紅石分布不均勻，相對富集地段為礦體，達不到邊界品位的為圍巖，金紅石型TiO2礦體的圍巖主要為含金紅石的榴輝巖，少量為云母石英片巖、含石榴石云母石英片巖、輝長巖。

研究區(qū)內(nèi)含礦巖體(脈)圍巖蝕變較普遍，常見的圍巖蝕變有蛇紋石化、綠簾石化、綠泥石化、鉀長石化。蛇紋石化多發(fā)生在超基性巖、基性巖中，原巖中的橄欖石、輝石被蛇紋石交代。蛇紋石為葉蛇紋石，呈葉片狀，巖石呈黑色、墨綠色[7]。綠簾石化多發(fā)生在榴閃巖、閃長巖中，呈團塊狀、條帶狀，巖石呈黃綠色。綠泥石化研究區(qū)內(nèi)較為普遍，多呈條帶狀。鉀長石化多發(fā)生在二云二長片麻巖中，呈團塊狀、條帶狀。

5 礦石礦物成分

礦石中主要礦物有石榴子石、綠輝石、金紅石，次為陽起石、綠簾石、磷灰石及少量的磁鐵礦、鈦鐵礦等。石榴子石含量35%～50%、綠輝石含量20%～40%、金紅石含量1%～3.5%、陽起石4%～6%，綠簾石2%～4%，磷灰石1%～2%，鈦鐵礦含量0.2%～0.3%、磁鐵礦含量0.6%～1%。對主要礦物特征敘述如下：金紅石為主要有用礦物之一，紅色、褐紅色、深紅色。大部分為不規(guī)則粒狀，少部分為半自形柱狀，以半自型晶—它形晶粒狀為主。半金屬光澤，性脆。70%～80%分布在角閃石顆粒間及角閃石與石榴石顆粒相嵌處，破碎后易于解離，20%～30%呈包裹體形式賦存，賦存于石榴子石中，難以解離，粒徑0.074～0.6 mm，金紅石含量1%～2%；石榴子石為主要有用礦物之一，淺粉紅色，透明、半透明，呈他形粒狀，次圓狀、橢圓狀或扁豆?fàn)?，質(zhì)較純，一般粒徑2.5 mm×2 mm，局部可達5 mm，局部富集含量達70%，一般30%～60%；綠輝石為主要有用礦物之一，淺綠色，呈半自形—他形柱粒狀，解理發(fā)育，受熱接觸變質(zhì)作用影響，部分沿解理裂開，與石榴石呈緊密鑲嵌分布。粒徑一般在0.5～2.5 mm之間，含量27%左右；磁鐵礦呈它形不規(guī)則粒狀產(chǎn)出，含量1%；綠簾石為綠色、淺綠色，呈脈狀、不規(guī)則狀，交代其它礦物，含量2%～4%；輝石，少見或偶見，填于石榴子石、綠輝石等礦物顆粒間；榍石，微粒狀和集合體，少見；磷灰石，偶見，呈細粒狀，填于石榴子石、綠輝石等礦物顆粒間。

6 礦床成因與找礦標(biāo)志

6.1 礦床成因

榴輝巖與地層走向一致，呈南北向展布。含鈦金紅石、石榴石、綠輝石的榴輝巖為高壓—超高壓變質(zhì)巖，與白云母石英片巖含石榴石白云母石英片巖產(chǎn)狀基本一致，鈦礦(化)體均分布于榴輝巖中，完全受榴輝巖(高壓—超高壓變質(zhì)帶)控制。

金紅石型TiO2礦與石榴子石、綠輝石礦為同體共伴生礦，均產(chǎn)于榴輝巖中，礦體產(chǎn)狀與榴輝巖產(chǎn)狀基本一致，完全受榴輝巖控制。榴輝巖可作為包體產(chǎn)在金伯利巖中；也可在石榴橄欖巖侵入體中呈條帶產(chǎn)出；可與麻粒巖相和角閃巖相的巖石伴生；榴輝巖巖礦鑒定結(jié)果顯示，巖體中含有鉻尖晶石，這是超基性巖、基性巖標(biāo)準(zhǔn)礦物，推斷其原巖為超基性巖或基性巖。由此推斷礦區(qū)含鈦(金紅石)、石榴石、綠輝石的榴輝巖礦床為含鈦超基性巖或基性巖經(jīng)區(qū)域高壓—超高壓變質(zhì)形成，因此初步認為該礦床成因應(yīng)為變質(zhì)榴輝巖型金紅石、石榴子石、綠輝石礦床。

6.2 找礦標(biāo)志

通過以上綜合研究可知主要找礦標(biāo)志如下：

1)研究區(qū)基巖出露較好，圍巖主要為白云母石英片巖，榴輝巖經(jīng)風(fēng)化后，表層為黑色、深綠色，與圍巖黑白分明，好分辨；

2)根據(jù)轉(zhuǎn)石判斷，凡有榴輝巖轉(zhuǎn)石的溝、谷口，其內(nèi)必定有榴輝巖礦體；

3)榴輝巖中石榴石晶體形態(tài)越好，占比越高，其金紅石TiO2含量越高；

4)含石榴石白云母石英片巖也為找礦標(biāo)志。

7 結(jié) 語

研究區(qū)內(nèi)含礦巖體(脈)分布廣，規(guī)模較大，榴輝巖體(脈)中石榴子石含量普遍達到工業(yè)品位，金紅石含量不均勻，但多數(shù)達到邊界品位以上，部分已達到工業(yè)品位，且具有較好的找礦遠景。