王洪慶 魏吉虎 李瑞 范政強(qiáng) 唐慶軍
(西部礦業(yè)集團(tuán)公司新疆瑞倫礦業(yè)有限責(zé)任公司 哈密 839200)
青海賽什塘銅礦位于青海省海南藏族自治州興??h境內(nèi),是目前青海省采選能力最大的銅礦。隨著多年的開采及資源量負(fù)變較大的影響,賽什塘銅礦目前面臨資源缺乏的危機(jī),繼續(xù)尋找新的資源量已迫在眉睫。在近年的深部勘探過程中,陸續(xù)在位于主礦體底板的變質(zhì)粉砂巖中發(fā)現(xiàn)了一定規(guī)模的細(xì)脈狀礦體(為了與矽卡巖型礦體相區(qū)別,在后文中將該類礦體統(tǒng)稱為深部礦體)。本文通過對深部礦體的地質(zhì)特征進(jìn)行了詳細(xì)的分析,并據(jù)此重點(diǎn)探討了該類礦體的控礦因素,認(rèn)為在賽什塘深部探求該類型礦體潛力巨大。
賽什塘銅礦區(qū)大地構(gòu)造位于柴達(dá)木準(zhǔn)地臺東南緣晚古生代弧形褶皺的東南段,東南側(cè)與西秦嶺印支褶皺帶相毗鄰。其成礦區(qū)劃屬鄂拉山多金屬成礦帶(Ⅲ級)的賽什塘~日龍溝亞礦帶(Ⅳ級),由于礦區(qū)處于不同構(gòu)造帶的交接部,并且自海西運(yùn)動之后又經(jīng)歷了印支運(yùn)動及喜山運(yùn)動等構(gòu)造變動改造及影響,所以構(gòu)造格局較為復(fù)雜。
圖1 賽什塘銅礦床地質(zhì)簡圖
區(qū)內(nèi)主要出露地層為下二疊統(tǒng)、第三系貴德群與第四系(圖1)。下二疊統(tǒng)地層巖性主要為細(xì)粒長石石英砂巖、灰黑色條帶狀絹云母千枚巖夾大理巖。主要含礦地層為下二疊統(tǒng)a 巖組第七巖性段(P1a7)為泥質(zhì)巖、碳酸鹽巖組合。區(qū)內(nèi)侵入巖較發(fā)育,由中深成-淺成相的中酸性小巖體和超淺層相的中-酸性巖枝、巖脈群組成,侵入于下二疊統(tǒng)地層中。礦區(qū)巖體主要為印支期中酸性及酸性巖體,主要巖石為石英閃長巖。礦區(qū)斷裂構(gòu)造和層間破碎帶發(fā)育,主要為北西向和北北西向,褶皺構(gòu)造主要有雪青溝復(fù)式背斜和孤峰向斜,總體軸向北西。
賽什塘銅礦主礦體礦床成因自1983年初期勘探以來,有多家科研單位來礦區(qū)進(jìn)行礦床成因、成礦條件及控礦因素等多項(xiàng)專項(xiàng)研究,對本礦床成因的觀點(diǎn)較多:主要有沉積變質(zhì)改造層控礦床[1]、斑巖型疊加的復(fù)合銅礦床[2]、熱水噴流沉積加巖漿弱改造型銅礦床[3]以及三者三位一體的成礦模式[4]四種認(rèn)識,最新的研究報(bào)告認(rèn)為是矽卡巖型銅礦床[5]。
深部礦體是在近年進(jìn)行的補(bǔ)充地質(zhì)勘探過程中所發(fā)現(xiàn)的,從宏觀上看,礦體群亦具有明顯的似層狀分布,層位穩(wěn)定,礦體群整體就位于下二疊統(tǒng)a 巖組第七巖性段(P1a7)的第一巖性層附近(圖2),灰黑色變質(zhì)粉砂巖是其主要的賦礦巖石;礦體群明顯受賦礦巖石的層間滑動構(gòu)造和層間斷裂構(gòu)造所控制,幾乎很少見到矽卡巖礦物,且圍巖的蝕變均不明顯,僅發(fā)育少量的絹云母化;礦體絕大多數(shù)分布在3400m標(biāo)高以下至石英閃長巖巖體之間的區(qū)段內(nèi);礦石以似層狀、透鏡狀、脈狀、細(xì)脈狀、浸染狀黃銅礦磁黃鐵礦礦石為主,局部可見磁黃鐵礦礦石、黃銅礦礦石等,除磁黃鐵礦礦石、黃銅礦礦石外,金屬礦物還有黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、輝鉬礦等。
圖2 礦區(qū)14勘探線剖面圖
與上部矽卡巖型礦體相比,磁黃鐵礦的含量明顯增多,同時(shí)脈狀、細(xì)脈狀的礦石顯著增加,銅金屬平均品位從1.0%-1.8%下降至0.5%-0.8%,鐵金屬平均品位明顯變高,金、銀的品位伴隨鐵金屬的品位而升高。
深部礦體的礦石主要類型為黃銅磁黃鐵礦石、磁黃鐵礦礦石、黃銅礦礦石,多呈脈狀、細(xì)脈狀,局部團(tuán)塊狀產(chǎn)出。主要礦石礦物除磁黃鐵礦、黃銅礦外,還有黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、輝鉬礦(圖3)。
磁黃鐵礦是研究區(qū)內(nèi)礦石中含量最多的礦石礦物,分布較廣。磁黃鐵礦常呈他形粒狀結(jié)構(gòu),集合體呈現(xiàn)團(tuán)塊狀或不規(guī)則狀。粒徑一般在0.094-0.47 mm,最大粒徑為1.0 mm,最小粒徑為0.009 mm。常與黃銅礦、黃鐵礦共生。其在磁黃鐵黃銅礦石中含量最高,高達(dá)40%-70%。從東部到西部、從淺部到深部,磁黃鐵礦在礦石中含量有變高的趨勢;黃銅礦石是研究區(qū)內(nèi)礦石最主要的礦石礦物,為區(qū)內(nèi)最主要的含銅礦物之一。常呈半自形-它形粒狀結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)存在,集合體多以塊狀、條帶狀、脈狀、細(xì)脈浸染狀產(chǎn)出。黃銅礦單體粒度變化較大,一般為0.09-0.47 mm,最大粒徑0.80 mm,最小粒徑為0.05 mm。黃銅礦多與磁黃鐵礦、黃鐵礦等共生。
圖3 細(xì)脈狀磁黃鐵黃銅礦礦石
從深部礦體的形態(tài)與空間分布來看,礦化的富集受多種因素的控制,主要可歸納為構(gòu)造、巖漿巖及圍巖三大因素,而三大因素又是相互關(guān)聯(lián)。
礦區(qū)揭露的地層主要為下二疊統(tǒng)a巖性組,也是礦區(qū)的賦礦地層。a巖性組為一套碎屑巖、泥質(zhì)巖夾碳酸鹽沉積,該組巖石普遍遭受區(qū)域變質(zhì)作用,為淺變質(zhì)巖系,主要由黑云母千枚巖、變質(zhì)粉砂巖、大理巖等組成。其中第五巖性段、第六巖性段、第七巖性段均為賦礦的地層層位,特別是第七巖性段第二巖性層發(fā)育的厚大銅礦體,以其規(guī)模大、分布穩(wěn)定為特征,使其成為礦區(qū)主礦體的賦存層位,深部礦體則主要分布在第七巖性層第一巖性層中,由此可見,深部礦體與地層的關(guān)系十分的密切,礦體明顯受地層層位的控制。
從巖性上看,深部礦體容礦巖石—灰黑色變質(zhì)粉砂巖因空隙與滲透率較大,在構(gòu)造應(yīng)力的作用下,又容易產(chǎn)生裂隙等原因,這為含礦熱液的運(yùn)移提供了通道、為含礦熱液的富集提供了空間。
賽什塘礦區(qū)第3 期侵入巖(以石英閃長巖為主)內(nèi)部可見浸染狀磁黃鐵礦和黃銅礦,是賽什塘銅礦床最主要的成礦地質(zhì)體,主要的成礦元素Cu、Fe 就來自于其中;在空間形態(tài)上,礦化與石英閃長巖巖體的形態(tài)密切相關(guān)。礦體絕大多數(shù)分布在石英閃長巖巖體與變質(zhì)粉砂巖的接觸帶的凸出部位的變質(zhì)粉砂巖的一側(cè),而凹陷部位與平直部位礦化較差。
北西向的雪青溝復(fù)式背斜以及位于其南西翼的賽什塘背斜、近東西向的孤峰向斜基本控制了礦區(qū)的地層的展布,同時(shí)賽什塘背斜控制了與成礦密切相關(guān)的石英閃長巖的產(chǎn)出,同時(shí)由于巖漿活動引起的背斜兩翼層間剝離和層間滑動構(gòu)造,以及各種裂隙構(gòu)造為含礦熱液的運(yùn)移、儲存提供了通道和賦礦空間。所以上述構(gòu)造是賽什塘礦區(qū)主要的控巖、控礦構(gòu)造。
在背斜褶皺形成的過程中,由于地層巖性的差異,形成了地層層間剝離及層間滑動構(gòu)造,這為后期含礦熱液的運(yùn)移、儲存創(chuàng)造了良好的空間條件,同時(shí)也控制著礦體的產(chǎn)出形態(tài)、產(chǎn)狀。在深部礦體中表現(xiàn)的較為明顯,礦體整體位于下二疊統(tǒng)a巖組第七巖性段(P1a7)的第一巖性層附近,灰黑色變質(zhì)粉砂巖是其主要的賦礦巖石,礦體群明顯受賦礦巖石的層間滑動構(gòu)造和層間斷裂構(gòu)造所控制,幾乎很少見到矽卡巖,且圍巖的蝕變均不太明顯,僅發(fā)育少量的絹云母化,礦體絕大多數(shù)分布在3400 m 標(biāo)高以下至石英閃長巖巖體之間的區(qū)段內(nèi);礦石以似層狀、透鏡狀脈狀、細(xì)脈狀、浸染狀黃銅磁黃鐵礦為主。
綜上所述,巖漿巖為含礦熱液提供主要的含礦物質(zhì),構(gòu)造作用為含礦熱液提供運(yùn)移的通道,圍巖中的變質(zhì)粉砂巖為含礦熱液的富集成礦提供空間,矽卡巖主礦體則起到了阻止含礦熱液向上運(yùn)移的可能,使其在變質(zhì)粉砂巖的層間滑動拆離構(gòu)造與裂隙中富集成礦或使主礦體進(jìn)一步富集。根據(jù)以上論述,認(rèn)為深部變質(zhì)粉砂巖容礦的脈狀、細(xì)脈狀礦體應(yīng)屬于脈狀、細(xì)脈狀熱液充填成因。
礦區(qū)近年進(jìn)行的深部找礦工作,主要的找礦方向?yàn)榇罄韼r與巖脈、巖枝接觸帶的矽卡巖中,而隨著逐步往深部的進(jìn)行,小型的巖脈、巖枝順層往下延伸變得困難,所以找礦效果不太理想。而隨著深度的加深,主巖體往深部與地層的接觸部位變得更加平緩,而且含礦熱液的溫度、壓力也隨深度的增加而增大,更加有利于含礦熱液往變質(zhì)粉砂巖空隙中的運(yùn)移。所以,變質(zhì)粉砂巖容礦的脈狀、細(xì)脈狀熱液型充填礦體在深部的找礦潛力是巨大的。