青海省都蘭地區(qū)矽卡巖型鐵多金屬礦地質(zhì)特征及成礦規(guī)律

馬成興，李良俊，馬文斌，馬忠元

(青海省第三地質(zhì)勘查院，青海 西寧 810029)

0 前 言

青海省都蘭縣主要分布在東昆侖北坡巖漿島弧帶與弧后裂陷盆地。前造山基底與造山期后碳酸鹽巖蓋層是該區(qū)矽卡巖鐵多金屬礦的主要賦存部位，區(qū)內(nèi)的構(gòu)造(近東西向)與次級構(gòu)造對區(qū)內(nèi)的矽卡巖型鐵多金屬礦控制明顯[1-2]。巖漿活動(華里西中酸性)是該區(qū)的主要礦物質(zhì)來源，鐵鋅和銅以及鉛等是其主要的礦種類型。鉛鋅向深部富集。造山期后蓋層對區(qū)內(nèi)礦體影響極大，礦體處于弧后裂陷盆蓋層區(qū)域，具有非常大的埋深。矽卡巖型鐵多金屬礦在都蘭地區(qū)非常豐富，且具有很高的品位，磁鐵礦與鉛鋅礦等進(jìn)行相互伴生[3]。而且越向深部越是富集，提示區(qū)內(nèi)具有非常大的找礦潛力。由于多種因素的影響，區(qū)內(nèi)目前未進(jìn)行深入的研究，文中對青海省都蘭地區(qū)矽卡巖型鐵多金屬礦地質(zhì)特征進(jìn)行分析，對其成礦規(guī)律進(jìn)行了探討。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

都蘭地區(qū)分布在我國青海省偏西方向的區(qū)域上，該區(qū)為中央造山帶偏西方向—秦祁昆造山系的重要組成，區(qū)內(nèi)造山作用復(fù)雜，具有多期次的特點(diǎn)。各造山帶見圖1，文中主要對漫塔格都蘭構(gòu)造巖漿帶進(jìn)行分析研究，該帶被稱為東昆侖造山帶，是東昆侖弧盆系的重要組成部分，主要分布在前寒武紀(jì)基底的上面，受洋盆開合(早古生代)以及皺褶造山(加里東期)的影響。

1 構(gòu)造巖漿帶邊界；2 早古生代縫合帶主斷裂；3 晚古生代縫合帶主斷裂；4 研究區(qū)范圍；Ⅰ 柴北緣結(jié)合帶；Ⅱ 柴達(dá)木地塊；Ⅲ 祁曼塔格—都蘭；Ⅳ 東昆侖北坡；Ⅴ 東昆侖南坡；Ⅵ 宗務(wù)隆山—鄂拉山

圖1 研究區(qū)造山帶

金水口巖群(古元古界)在區(qū)的廣泛出露，其主要分布于東昆侖偏北方向的北坡構(gòu)造帶上，屬于前寒武系結(jié)晶基底，角閃巖以及片麻巖和大理巖以及片巖等是其主要的巖性特征?；鹕健练e巖系(灘間山群島弧型)在祁漫塔格—都蘭構(gòu)造巖漿帶廣泛發(fā)育，主要為早古生界。夾碎屑巖以及結(jié)晶灰?guī)r的綠片巖主要分布在下側(cè)，粉砂巖以及砂巖等主要分布在中部偏上的區(qū)域。在都蘭地區(qū)的周圍分布著一些石炭系地層，主要由碳酸鹽巖以及碎屑巖等構(gòu)成。陸相火山巖(鄂拉山組)在區(qū)內(nèi)普遍發(fā)育[4]。

巖漿侵位活動由于祁漫塔格—都蘭與東昆侖偏北方向的北坡構(gòu)造帶非常突出，面積大，不僅分布酸性巖同時(shí)還發(fā)育超基性巖，尤以中酸性巖更為突出。

2 白石崖礦床地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地質(zhì)

大干溝組(下石炭統(tǒng))以及締敖蘇組(締敖蘇組)在區(qū)內(nèi)主要出露，由于第四系地層的覆蓋，因此其出露呈現(xiàn)零星特點(diǎn)。主要呈現(xiàn)SE以及NE向傾斜，角度在40(°)～60(°)方位。區(qū)內(nèi)具有非常突出的斷裂構(gòu)造，然而因地表覆蓋的因素，很難對其運(yùn)動學(xué)以及幾何學(xué)特征進(jìn)行觀察，主要通過推測的手段對斷裂的性質(zhì)進(jìn)行確定，依照相關(guān)工程以及控礦斷裂，顯示層間破碎帶(NW向)以及逆斷層(NNE向)是其主要的控礦構(gòu)造。背斜構(gòu)造是礦區(qū)的主要特征，總體呈現(xiàn)NWW向，約有8 km長，巖體在其軸部上進(jìn)行侵入，對其造成很大的破壞，呈現(xiàn)不完整的褶皺特征。

區(qū)內(nèi)發(fā)育有大范圍的侵入巖，其產(chǎn)出特點(diǎn)呈現(xiàn)巖株(不規(guī)則)以及巖基狀，英安巖以及花崗閃長巖與石英閃長巖和云母花崗巖等是其主要的巖性特征。區(qū)內(nèi)鐵多金屬礦與花崗閃長巖與其存在非常緊密的聯(lián)系。

2.2 礦體地質(zhì)特征

地層層間破碎帶以及中酸性侵入體外側(cè)的交接帶(印支期)是該區(qū)鐵多金屬礦的主要產(chǎn)出部位。主要為旁側(cè)接觸帶以及頂部接觸帶，礦體在巖石頂部發(fā)生凹陷的區(qū)域上逐漸呈現(xiàn)變富及變厚的特征。隱伏礦體是區(qū)內(nèi)的主要類型，主要呈現(xiàn)不規(guī)則以及似層狀和囊狀與透鏡狀的特點(diǎn)，分支現(xiàn)象在走向上可見。主要呈現(xiàn)NW向展布，向SE以及NE向進(jìn)行傾斜，角度為40(°)～60(°)，其中有744 m的礦體長度，為最大礦體，其厚度在10.14 m，有210 m的延伸。Fe以及Pb與Zn等是其主要的成礦元素。同時(shí)還存在Ag以及Cd與In等元素，存在明顯的分帶性特征，鉛鋅礦主要分布在其上部，鐵礦主要分布在其下部，并隨著巖體接觸帶呈現(xiàn)相同的變化特點(diǎn)。矽卡巖礦石是其主要的礦石特點(diǎn)，黃銅礦、磁鐵礦、閃鋅礦與方鉛礦等是其主要的礦石礦物，同時(shí)還存在赤鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等。斜長石、石英、透輝石、綠泥石、石榴子石與透山石等是其主要的脈石礦物。他形結(jié)構(gòu)、半自形結(jié)構(gòu)、粒狀結(jié)構(gòu)是其主要的礦石構(gòu)造。條帶狀以及塊狀和細(xì)脈狀等是其主要的礦石構(gòu)造。碳酸鹽化、綠泥石化、絹云母化、蛇紋石化是其主要的圍巖蝕變特征，與鐵多金屬礦化存在緊密聯(lián)系的主要為綠泥石化以及蛇紋石化等。

2.3 礦床成礦模式

基于對典型礦床進(jìn)行分析研究，并結(jié)合具有相同特點(diǎn)的礦床，對其地質(zhì)特征、構(gòu)造環(huán)境、控礦條件、礦石分布及成因等進(jìn)行全面的研究與分析，并與矽卡巖型鐵多金屬礦進(jìn)行詳細(xì)的對比研究，對白石崖礦床成礦模式總結(jié)如下(見圖2)。

1 晚三疊世鄂拉山相火山巖建造；2 早石炭世大干溝組砂巖；3 晚三疊世閃長巖—花崗閃長巖；4 矽卡巖；5 砂巖；6 結(jié)晶灰?guī)r；7 斷裂破碎帶；8 巖漿熱液；9 鉛鋅礦體；10 鐵礦體

圖2 白石崖礦床成礦模式

3 控礦因素分析

3.1 大地構(gòu)造環(huán)境及演化

對青海省都蘭地區(qū)不同的礦床地質(zhì)特征、構(gòu)造背景與環(huán)境，還有控礦條件等進(jìn)行系統(tǒng)研究與分析，柴達(dá)木陸塊以及歐龍布魯克微陸塊在古元古代階段出現(xiàn)裂解，并有洋殼的出現(xiàn)，同時(shí)存在新的沉積[5]。上述板塊在晚元古代以及早古生代時(shí)期，呈現(xiàn)隆起剝蝕的情況，洋盆在此階段形成并存在海相沉積。柴達(dá)木陸塊以及東昆侖和歐龍布魯克區(qū)域在早古生代到晚古生代階段，出現(xiàn)裂解，同時(shí)存在火山噴發(fā)以及中酸性巖漿侵入的特點(diǎn)。由于擠壓作用對柴達(dá)木以及東昆侖與歐龍布魯克地區(qū)在晚古生代以及中生代的影響，出現(xiàn)了強(qiáng)烈的火上噴發(fā)以及中酸性巖漿侵入的情況。為區(qū)內(nèi)矽卡巖型鐵多金屬礦的形成奠定了很好的基礎(chǔ)。

3.2 地層對成礦的影響

通過對白石崖鐵多金屬礦等的圍巖成礦條件研究表明：所有矽卡巖型鐵多金屬礦床(點(diǎn))幾乎均圍繞寒武系—奧陶系灘間山群和締敖蘇組、石炭系大干溝組地層分布，金水口群地層僅有很少的一些鐵多金屬礦分布。對其深層地層條件進(jìn)行深入研究顯示，不同時(shí)期的泥質(zhì)砂巖(含鈣鎂)以及碳酸鹽等與不同時(shí)期的鐵多金屬礦存在非常密切的聯(lián)系。依照成礦的具體情況，矽卡巖鐵多金屬礦尤與灘間山群地層(寒武系—奧陶系)存在非常緊密的聯(lián)系，同時(shí)金水口群(古元古界)以及石炭系與之成礦關(guān)系密切。

3.3 巖漿巖與成礦的關(guān)系

東昆侖北部的巖漿弧是都蘭地區(qū)主要分布所在，具有非常突出的巖漿活動，而且呈現(xiàn)多期次的特點(diǎn)。對其分析發(fā)現(xiàn)，與成礦存在緊密聯(lián)系的是中酸性侵入巖漿活動(三疊世)。主要巖石類型有花崗巖、灰綠閃長巖、黑云母花崗巖、花崗閃長巖、斜長花崗巖等。依照巖石化學(xué)特征，可將區(qū)內(nèi)的巖石進(jìn)行兩個(gè)系列的劃分，主要包括高鉀鈣堿性(T2)以及偏鋁質(zhì)高鉀鈣堿系列(T3)等，后者與成礦處在非常緊密的聯(lián)系。

3.4 構(gòu)造對成礦的控制作用

綜合分析，主要控制都蘭地區(qū)成礦的為：

1)祁漫塔格溝弧系帶以及東昆侖北部巖漿弧地帶是該區(qū)鐵多金屬礦的主要分布地帶。區(qū)內(nèi)構(gòu)造對其成礦作用重大，尤其二者交匯區(qū)域；

2)區(qū)內(nèi)具有非常大的導(dǎo)礦構(gòu)造，主要為斷裂(EW向、NW向)；

3)容礦構(gòu)造是NW向、NE-NEE向斷裂，層間斷裂、裂隙、節(jié)理、破碎帶、巖體與圍巖接觸帶、背斜和向斜構(gòu)造的軸部與翼部區(qū)域上，尤其是在褶皺過程中因巖性差異，造成兩種不同巖性的地層間發(fā)生虛脫的空隙部位。

4 成礦規(guī)律

都蘭地區(qū)成礦過程主要集中在中—晚三疊世階段，鐵多金屬礦形成主要是接觸交代特征，以白石崖矽卡巖型鐵多金屬礦為代表。依照區(qū)內(nèi)的礦床成礦特點(diǎn)，后期階段疊加改造作用對以前形成的礦床影響加大。存在多樣化的成礦特點(diǎn)，顯示其復(fù)成因素。

鐵多金屬礦床主要分布在東昆侖北部巖漿弧帶內(nèi)，尤其是石炭系和灘間山群地層尤為突出。主要呈現(xiàn)Fe(PbZn)-PbZn-Fe(SnW)-Fe(CuPbZn)從南北方向的元素組合變化趨勢。除產(chǎn)在金水口群地層(古元古界)的矽卡巖鐵多金屬礦在成礦元素共生組分上呈現(xiàn)較為單一的情況外，石炭系以及灘間山群(灘間山群)呈現(xiàn)復(fù)雜的成礦元素共生特征，Pb、Zn、Cu、Sn、W、Au等都與Fe相伴而生，同時(shí)存在一些獨(dú)立的礦體主要為Pb、Zn、Cu、Sn等。復(fù)合礦體是其主要的成礦類型。一些獨(dú)立的金屬礦體與鐵礦體呈現(xiàn)水平上的分帶性以及垂直上的分帶性。即碳酸鹽巖以及中酸性巖地層的接觸帶附近生成平面上鐵多金屬礦體。在巖體較遠(yuǎn)的區(qū)域上，金屬礦體一般能夠獨(dú)立形成。鉛鋅多金屬礦主要分布在垂直的方向上，鐵礦主要產(chǎn)于下部。

5 找礦標(biāo)志

5.1 直接找礦標(biāo)志

1)赤紅色在地表區(qū)域形成的氧化帶，由氧化引起；

2)碳酸鹽巖與中酸性巖體相互交接的地層構(gòu)造帶；

3)礦化矽卡巖帶、矽卡巖化帶以及角巖化帶通常隨著地層與侵入體二者相互交接的取代形成，由于巖體和地層出現(xiàn)巖體侵位過程，側(cè)向的作用對其造成影響，破碎帶主要形成于內(nèi)外巖體接觸帶中，綠泥石、石榴石、直閃石、透輝石、透山石等是其主要的蝕變類型。通常情況下，鐵多金屬礦主要分布在蝕變強(qiáng)烈，以及范圍較大的區(qū)域上，具有較大規(guī)模、且品位較高的特點(diǎn)。

5.2 間接找礦標(biāo)志

1)通過物探手段對區(qū)內(nèi)甲類以及乙類異常特征的圈定，存在較為陡峭的梯度，形態(tài)規(guī)則且多數(shù)正、負(fù)異常相伴出現(xiàn)。通常1 000 nT異常幅值只要出現(xiàn)在較淺埋深的礦體上，有的可為10 000 nT；而1 000 nT以下的幅值特點(diǎn)主要出現(xiàn)在較深埋藏深度的礦體上；

2)Pb、Zn、Cu、Sn、W、Mo、Bi等與矽卡巖鐵多金屬礦進(jìn)行相互伴生，可以將這些元素當(dāng)做間接找礦的標(biāo)志。

6 結(jié) 論

石炭系地層以及灘間山群(寒武系—奧陶系)相互交接的部位與中酸性花崗侵入巖等是該區(qū)矽卡巖型鐵多金屬礦的主要產(chǎn)出部位。區(qū)內(nèi)矽卡巖多金屬礦與印支期存在非常緊密的聯(lián)系，尤其是中—晚三疊世階段是該礦的主要成礦階段。該成礦期主要成礦作用均與該期中酸性侵入巖漿活動密切相關(guān)。所以，針對區(qū)內(nèi)的侵入巖進(jìn)行詳細(xì)的分析與研究，對其進(jìn)行空間分布劃分，同時(shí)結(jié)合區(qū)內(nèi)的成礦地層相互之間存在的聯(lián)系，可以對該區(qū)找礦工作起到很好的指導(dǎo)作用。