青海省灶火河西鐵多金屬礦成礦地質特征及找礦前景分析

石海巖，李良俊，于小亮，李光瑩，嚴玲琴，魏豆豆，靳 浩

(1. 青海省地質調查局，青海 西寧 810001；2. 青海省第三地質勘查院，青海 西寧 810029； 3. 山東正元建設工程有限責任公司，山東 濟南 250101)

0 前 言

灶火河西鐵多金屬礦地處青海省格爾木市烏圖美仁鄉(xiāng)，研究區(qū)位于東昆侖中巖漿弧帶與祁漫塔格結合帶上，主體為北昆侖巖漿弧、北西跨祁漫塔格蛇綠構造混雜巖帶[1-2]。區(qū)域巖漿活動強烈，主要發(fā)育海西—印支期巖漿巖，巖性主要為中酸性—酸性花崗巖，其次發(fā)育有少量的基性—超基性巖脈。研究區(qū)區(qū)域地層展布、巖漿活動主要受昆北斷裂及次級斷裂構造的控制，斷裂構造的發(fā)育為區(qū)域礦產提供了有利的成礦條件，該區(qū)構造單元格架清楚，地層、沉積、巖漿、變質變形等地質記錄豐富，已發(fā)現的接觸交代矽卡巖型鐵多金屬礦床有哈西亞圖、尕羊溝、小孤山、拉陵高里河東、小灶火等[3-5]。近年來，該區(qū)先后開展了大量的地質勘查及相關地質研究工作，顯示出極大的找礦潛力[6-7]。本文旨在通過分析研究區(qū)含礦巖體及含礦圍巖巖相學、巖石地球化學特征，結合區(qū)內礦床地質特征及以往工作程度，探討該區(qū)礦床成因，分析找礦遠景，為進一步找礦提供理論依據。

1 區(qū)域地質背景

灶火河西鐵多金屬礦位于北昆侖巖漿弧帶與祁漫塔格縫合帶的交接部位，隸屬于兩個構造單元，主體為北昆侖巖漿弧、北西跨祁漫塔格蛇綠構造混雜巖帶[1-2]。研究區(qū)位于東昆侖成礦帶西部，在漫長的地質歷史演變進程中經歷了多次不同級別多種類型的構造運動，沉積環(huán)境復雜多變，形成各個地質時期各具特色的成礦系列[7]，區(qū)域性構造—巖漿—變質演化為該區(qū)鐵、銅、鉛、鋅、鉬、鈷、鎳、金等多金屬礦的形成提供了良好的成礦物質基礎和地質環(huán)境[7]。

區(qū)內出露的地層主要為古元古代金水口群(Pt1J)，寒武—奧陶紀灘澗山群(∈-OT)，晚泥盆世牦牛山組(D3m)，早石炭世石拐子組(C1s)、大干溝組(C1dg)，晚三疊世鄂拉山組(T3e)和第四系沉積物(Q)。其中古元古代金水口巖群呈北西西向—近東西向廣泛分布于北昆侖地層分區(qū)，是北昆侖巖漿弧古老結晶基底的主要組成部分，受后期構造改造和侵入巖的侵蝕，多呈斷塊和殘留體形式產出[8-9]。區(qū)內巖漿活動強烈，巖漿巖分布較廣，主要為一套華力西—印支期侵入巖。研究區(qū)通過鉆孔驗證發(fā)現厚度400 m左右的中酸性侵入巖，巖性為花崗閃長巖、石英閃長巖、蝕變二長花崗巖、絹云母化中細?；◢弾r、淺肉紅色中粒二長花崗巖等，而花崗閃長巖是礦區(qū)與成礦關系最密切的巖漿巖。

區(qū)內褶皺、斷裂較發(fā)育，褶皺構造主要見于金水口巖群地層中，構成區(qū)內基底褶皺。金水口巖群地層褶皺發(fā)育，區(qū)域化探異常較為集中出現，目前已發(fā)現有哈西亞圖、拉陵灶火中游等多金屬礦床，與成礦關系較密切。區(qū)內斷裂按規(guī)模大小有深大斷裂和一般性質斷裂，區(qū)域上以近東西向、北西—南東向和北西西向斷裂最為發(fā)育，北東向、近南北向和北北西向斷裂次之，近東西向、北西西向和北西—南東向斷裂是區(qū)域性斷裂，控制區(qū)內地層、層間構造及巖漿侵入活動與演化，從控制礦化產出意義上講，近東西向、北西西向和北西—南東向作用較為突出，局部礦化幾乎呈“線狀”，與該組斷裂相伴產出，表現出極為有利的成礦控制體系[8-9]。

2 巖相學及巖石地球化學特征

2.1 巖相學特征

通過鉆孔資料和1∶1萬高精度磁測資料推斷研究區(qū)的北部和南部主要為古元古代金水口巖群，中部主要為巖漿巖，本次工作通過巖礦鑒定，結合以往工作鉆孔資料，詳細研究了區(qū)內古元古代金水口巖群和巖漿巖巖相學特征。

2.1.1 古元古代金水口巖群

古元古代金水口巖群呈北西西向—近東西向廣泛分布于北昆侖地層分區(qū)，是北昆侖巖漿弧古老結晶基底的主要組成部分，在地表零星分布于研究區(qū)西南角，經深部鉆孔驗證，結合物探推斷該套地層主要分布于研究區(qū)的北部和南部。根據鉆孔資料顯示，該區(qū)古元古代金水口巖群巖性主要為白色—淺灰白色白云石大理巖、條帶狀大理巖、條帶狀蛇紋石化橄欖石大理巖、透輝石黑云母片巖、角閃片巖、黑云鉀長片麻巖、淺灰色—灰色斜長角閃巖、矽線藍晶石石英片巖、黑云母片巖、角閃輝長麻粒巖、角閃透輝斜長麻粒巖、斜長角閃巖、綠簾石化斜長石片巖等，黑云斜長片麻巖夾少量大理巖透鏡體。其中，大理巖是研究區(qū)分布較廣的巖石類型，一般分布于矽卡巖或礦層之下，并與成礦關系密切，巖石呈厚層狀、條帶狀、塊狀，具硅化、矽卡巖化等蝕變。

1)大理巖：巖石具粒狀變晶結構，塊狀構造，其巖石主體部分為方解石，其次為橄欖石、蛇紋石和少量鐵質組成，方解石呈他形粒狀、鑲嵌狀分布，常見平衡三結點(見圖1a)。少量綠泥石片狀在巖石中呈星散狀分布，集合體呈不規(guī)則堆狀分布。

2)蛇紋石化橄欖大理巖：巖石具粒狀變晶結構、纖維狀變晶結構，塊狀構造。其巖石主體部分為方解石(85%～90%)，其次為橄欖石(10%～15%)。方解石呈中粗粒變晶狀和不規(guī)則粒狀，粒徑大小一般在1～2 mm之間，部分在0.5～1 mm，少量單晶解理、機械雙晶發(fā)育，集合體構成巖石主體。橄欖石呈他形粒狀，粒徑為0.05～0.1 mm，裂紋發(fā)育，沿裂紋發(fā)生蛇紋石化。蛇紋石呈毛發(fā)狀、纖維狀，相互交織，集晶形成團塊，部分可能為橄欖石蝕變而來，分布在方解石粒間。少量鐵質沿裂隙充填(見圖1b)。巖石中橄欖石含量相對較少，后期蛇紋石化相對較強，應歸類到鎂橄欖石矽卡巖。

3)透輝石黑云母片巖：巖石具顯微粒狀鱗片變晶結構，片狀構造，局部呈千枚狀構造。礦物成分主要由黑云母、透輝石、長英質和金屬礦物及少量榍石組成。黑云母呈片狀構造，透輝石在巖石中主要呈微粒狀，顆粒粒度多<0.1 mm，較均勻分散分布，長英質呈隱晶質—微粒狀集合體，不均勻條帶狀，團塊狀產出，金屬礦物呈粒狀，不規(guī)則狀，部分自形程度較高，呈四邊形斷面，集合體狀不均勻分散分布，榍石呈粒狀，集合體狀，不均勻分散分布。

4) 黑云斜長角閃片巖：巖石具柱粒狀變晶結構，片狀構造。礦物成分主要由角閃石(60%～63%)、斜長石(5%～20%)、石英(6%～8%)、黑云母(5%～6%)組成，其次為金屬礦物(2%～3%)，副礦物為鋯石和磷灰石。其中，角閃石呈半自形柱狀，粒徑為0.18～0.47 mm，定向排列。斜長石呈半自形板狀，粒徑為0.08～0.19 mm，蝕變較強，部分晶體僅見殘留，集晶形成條帶。石英呈他形粒狀、壓扁拉長狀，粒徑為0.03～0.47 mm，集晶形成長條狀。黑云母呈片狀，部分為雛晶，弱定向排列，粒徑在0.07～0.23 mm之間(見圖1c)。變質礦物組合為角閃石+斜長石+石英，指示其變質條件為角閃巖相(中級變質，斜長石—普通角閃石帶)，Fe-Mg系列，原巖可能為中性巖。

5) 黑云斜長片麻巖：巖石具鱗片粒狀變晶結構，片麻狀構造。礦物成分主要由斜長石(65%～70%)、石英(8%～10%)、黑云母(15%～20%)、鐵質(少量)組成。斜長石呈半自形板條狀，粒徑為0.44～1.45 mm，具聚片雙晶，為更長石，弱定向排列。石英呈他形粒狀，粒徑為0.14～0.90 mm，晶體表面較干凈，充填在長石粒間。黑云母呈片狀，集晶形成團塊，粒徑在0.18～0.28 mm之間(見圖1d)。根據巖石中斜長石、石英、黑云母等礦物都互相接觸的現象，判別它們應屬于同一個礦物共生組合，變質礦物組合為斜長石+石英+黑云母，指示其變質條件為角閃巖相，中級變質。

圖1 樣品鏡下薄片特征

2.1.2 巖漿巖

研究區(qū)巖漿活動強烈，主體為晚華力西—印支期，并有少量燕山期侏羅紀花崗巖分布，呈規(guī)模不等巖的巖基、巖株狀分布，尤其在北昆侖巖漿巖帶中侵入巖呈規(guī)模巨大的巖基狀出現。研究區(qū)通過以往地質工作及鉆孔驗證，發(fā)現該區(qū)巖漿巖主要為華力西—印支期的中細粒閃長巖、中粗?；◢忛W長巖、中粒石英閃長巖、細粒石英閃長巖、蝕變二長花崗巖、絹云母化中細?；◢弾r、淺肉紅色中粒二長花崗巖，灰白色花崗閃長巖，淺肉紅色、青灰色花崗細晶巖等。

1)中粒石英閃長巖：巖石具中粒半自形粒狀結構，塊狀構造。主要礦物為斜長石(8%～85%)，鉀長石(5%)，石英(5%～10%)，黑云母(3%～5%)，角閃石(2%～5%)，少量磁鐵礦、鋯石、磷灰石組成。斜長石呈半自形—他形粒狀，局部被絹云母、方解石交代，表面略臟，雜亂分布。鉀長石呈他形粒狀，填隙狀分布，局部內可見微細脈狀鈉質條紋，為固溶體出溶產物，被高嶺土交代，表面略臟。黑云母呈片狀，星散狀分布，局部被綠泥石、絹云母、方解石交代。斜長石輕微鉀化，偶見小團塊狀的磁黃鐵礦，巖石破碎并普遍高嶺土化，局部綠泥石化。

2)黑云二長花崗巖：巖石具中細粒花崗結構，塊狀構造。礦物成分主要有斜長石，其中長石(25%～30%)、更長石(3%～4%)、條紋長石(25%～30%)、石英(25%～30%)，其次是黑云母(5%～6%)、少量角閃石等。中長石呈自形寬板狀，具環(huán)帶結構，自形程度相對較高，粒徑為0.30～4.45 mm。更長石呈半自形板狀，具細密的聚片雙晶，自形程度相對較差，粒徑為0.10～0.84 mm。條紋長石呈不規(guī)則粒狀，粒徑為0.70～8.36 mm，具不規(guī)則細脈狀條紋，結晶程度相對較差。石英含量相對較高，呈他形粒狀，粒徑在25～30 mm之間，結晶程度較差。黑云母和角閃石含量較少，分布在其他礦物粒間(見圖1e)。

2.1.3 變質巖

研究區(qū)古元古代金水口巖群受多期次多世代變質變形作用的改造，變質變形復雜。為一套中深變質巖系，經區(qū)域或動力熱流變質作用，變質程度以角閃巖相為主，區(qū)內中元古代—三疊紀地層屬區(qū)域低溫動力變質巖，巖石原巖組構均保留，變質程度為低綠片巖相。該區(qū)變質巖從巖石類型、礦物共生組合、原巖建造等方面，結合變質作用類型，劃分出斜長角閃巖—含矽線黑云片麻巖—鎂質大理巖變質建造、石英巖—云母(石英)片巖—大理巖(斜長角閃巖)變質建造、厚層大理巖變質建造4種變質建造類型。根據鉆孔資料，研究區(qū)變質巖主要為矽卡巖。

1)礦化綠簾石矽卡巖：巖石具微粒柱粒狀變晶結構，塊狀構造。礦物成分主要由綠簾石(78%)、白云母(15%)、金屬礦物(7%)和少量石英、碳酸鹽礦物組成。綠簾石在巖石中呈微粒狀變晶，巖石中彼此緊密接觸，所以呈集合體狀產出，巖石中分布較均勻；白云母呈片狀，解理發(fā)育，不均勻分布于綠簾石顆粒之間；石英呈不規(guī)則粒狀，表面干凈，局部分布；碳酸鹽礦物呈不規(guī)則粒狀，呈團塊狀不均勻分布于巖石中；金屬礦物為磁鐵礦，呈不規(guī)則粒狀，集合體狀，呈不均勻分散分布。

2)透輝硅灰石矽卡巖：巖石具粒(柱)狀變晶結構，塊狀構造。巖石主要礦物成分為透閃石(55%～60%)、透輝石(10%～15%)，其次為硅灰石(15%～20%)、綠簾石(4%～5%)、少量方解石、鐵質等。透閃石呈長柱狀，集合體呈團塊狀。透輝石呈長柱狀，粒徑為1.80～9.30 mm，多被綠簾石交代，見殘留體，集合體形成團塊。硅灰石呈板狀，解理發(fā)育，粒徑在0.10～14.33 mm之間。方解石呈細粒變晶狀，集晶形成團塊，為交代殘留。綠簾石呈他形粒狀、半自形柱狀，集合體形成團塊(見圖1f)。由于同時出現透輝石、硅灰石等為代表的早期干矽卡巖階段礦物，以及以綠簾石、透閃石等為代表的晚期濕矽卡巖礦物，所以該巖石經歷了兩期矽卡巖化。

2.2 巖石地球化學特征

搜集并對比了灶火河西地區(qū)近幾年鉆孔巖石樣品元素特征值(見表1)，根據數據分析表明，研究區(qū)巖性分布較多，各巖性中的元素含量變化較大，但在矽卡巖中Cu、As、Sn、W、Zn元素平均含量明顯高于其他巖石中的平均含量，其他元素含量與其他巖性中的含量基本一致，起伏不大。從巖體和地層比較來看，二長花崗巖和花崗閃長巖中Cu、Pb、Au、As、Ag平均含量接近于地層內的平均含量，反映了成礦元素的高背景地質體。通過以上對比分析，研究區(qū)矽卡巖內具有明顯的成礦元素富集，且各元素有較好的相關性，而在二長花崗巖與花崗閃長巖中成礦元素含量相對其他巖石中含量偏高，為成礦作用提供了成礦物質來源，進一步說明主成礦元素Cu、Pb、Zn的成礦主要與巖體和碳酸鹽巖接觸交代有關。該區(qū)Ag、Pb、Zn、Cu元素含量的變化幅度較大，高強數據多，元素富集的可能性極大，可形成較強的異常。研究區(qū)經驗證已發(fā)現磁鐵礦、銅(礦)化、鉛鋅礦化、鉬礦化，這充分說明上述元素在本區(qū)具備了優(yōu)越的成礦地球化學前提。

表1 樣品金屬元素分析數據(質量分數)/%

注: Ag和Zn單位為10-9，其余為10-6。

3 找礦遠景分析

研究區(qū)主要含礦地層為金水口巖群，是區(qū)內主要的區(qū)域變質結晶基底，從構造角度來看，研究區(qū)金水口巖群地層所處的構造位置對成礦極為有利。已有成礦事實證明，尤其地層中大理巖發(fā)育地段與侵入巖的接觸部位，是尋找矽卡巖型礦化的有利地段。在其演化過程中，金水口巖群具備成礦物質條件，地層中的黑云斜長片麻巖、黑云角閃片麻巖、黑云石英片巖、大理巖夾斜長角閃巖可為矽卡巖的形成提供物源條件。另外，根據區(qū)域各元素離散特征值分析，地層成礦元素含量較高，化學性質活潑，易與后期熱液發(fā)生交代而成礦。

另外，從巖漿巖發(fā)育情況來看，區(qū)內早二疊世、晚三疊世巖漿活動強烈，其中該區(qū)晚三疊世巖漿巖與成礦關系密切，巖體一般呈小巖株狀產出，礦化發(fā)育，多為熱液交代型，主要分布于圍巖內外接觸帶附近。區(qū)域上，中泥盆世超基性—基性雜巖體在夏日哈木一帶形成規(guī)模較大的巖漿型鎳銅鈷礦產，是近年來東昆侖地區(qū)首次發(fā)現的成礦類型，礦床在空間、成因上均嚴格受超基性—基性雜巖體控制，含礦巖性主要為輝石巖、橄欖輝石巖。總之，區(qū)內巖漿巖的廣泛發(fā)育是成礦的巖漿熱動力條件和物源條件。

通過該區(qū)成礦地質背景及成礦物質條件的分析研究，認為該區(qū)金水口群所處構造部位對成礦有利，在其演化過程中，該套地層具備成礦物質條件，可為矽卡巖的形成提供物源條件，同時該區(qū)極為發(fā)育的巖漿巖也為成礦提供了重要的巖漿熱動力條件和物源條件。另外分析認為，該區(qū)成礦與接觸帶關系密切，礦體多賦存于外接觸帶的矽卡巖和黑云斜長片麻巖中，進一步認為該區(qū)具有較好的找礦前景。

4 結 論

通過該區(qū)成礦地質背景、成礦物質條件的分析研究，對含礦圍巖和含礦巖體巖石薄片鏡下特征及主要成礦元素特征值分析，結合研究區(qū)近幾年鉆探資料，認為該區(qū)金水口群所處構造部位對成礦有利，在其演化過程中，該套地層具備成礦物質條件，可為矽卡巖的形成提供物源條件，同時該區(qū)極為發(fā)育的巖漿巖也為成礦提供了重要的巖漿熱動力條件和物源條件。另外分析認為，該區(qū)成礦與接觸帶關系密切，礦體多賦存于外接觸帶的矽卡巖和黑云斜長片麻巖中，進一步認為該區(qū)具有較好的找礦前景。