东昆仑大干沟一带铜金锑矿特征及找矿意义
2012-12-19苟荣涛刘树林徐俊杰王博闻李华南
张 凯,苟荣涛,刘树林,郭 刚,徐俊杰,王博闻,李华南,苑 静
(1.陕西省地矿局西安地质矿产勘查开发院,西安710100;2.陕西省地矿局第一地质队,安康725000)
东昆仑山脉位于青海省南部,展布于中国中央造山带西段南侧,面积10×104km2以上,由于自然条件恶劣,地质研究程度很低,区域矿产研究和开发工作才刚起步。面对国家经济发展逐步向西转移的战略决策实施,对该区的资源远景研究显得十分迫切[1]。大干沟一带由于恶劣的自然地理条件,资源潜力调查一直遭遇瓶颈。笔者经过近4年的野外地质调查,在大干沟一带取得了一系列新发现和找矿成果。
1 区域成矿地质背景
东昆仑地区处于中朝、塔里木—柴达木、扬子和印度板块的拼合部位,特殊的大地构造位置决定了其构造演化的复杂性和独特性。元古宙以来,东昆仑经历了多期次的裂解和拼合,自北向南发育有昆北、昆中、昆南和北巴颜喀拉4条深大断裂带,将东昆仑及邻区划分为昆北火山—侵入岩带、昆中花岗—变质杂岩带、昆南陆源活动带、阿尼玛卿火山-侵入岩带和北巴颜喀拉造山带,奠定了东昆仑地区的构造格架,控制着各成矿带的成矿作用和矿产分布 (见图 1)[2~7]。
图1 东昆仑区域大地构造位置 (据许志琴等,1996,改编)Fig.1 Tectonic map of East Kunlun Mountain area
东昆仑是一个具有复杂演化历史的多旋回复合造山带,主要经历了前寒武纪古陆形成、早古生代洋陆转化、晚古生代—早中生代洋陆转化以及中—新生代叠复造山等4个构造旋回。
其中,早古生代与晚古生代—早中生代构造旋回与本区内铜、金、锑等多金属矿产的形成关系最为密切[8~11]。
2 区域成矿特征及矿床类型
根据成矿区带划分,该区属于秦—祁—昆成矿域 (Ⅰ1),东昆仑成矿省 (Ⅱ1),雪山峰—布尔汉布达华力西—印支期钴、金、铜、玉石 (稀有、稀土)成矿带 (Ⅲ13)[12]。目前在该带内已发现有开荒北金矿床、小干沟金矿床、督冷沟铜 (钴)矿床、驼路沟钴 (金)矿床以及东大滩金锑矿点、雪峰沟金矿点、纳赤台铜金矿点等 (见图2)。
东昆仑北邻柴达木盆地,南接特提斯构造域,是显生宙以来全球典型的陆缘活动—造山带,具有得天独厚的成矿地质环境,是成矿和聚矿十分有利的区带,同时也是金和多金属理想的衍生场所。加里东成矿期,发育有与海相中基性—酸性火山岩有关的铜、铅、锌、钴矿床成矿系列,矿床类型为火山喷气沉积型,以驼路沟钴 (金)矿床、督冷沟铜 (钴)矿床为代表。华力西—印支期是本区比较重要的成矿时期,矿化比较普遍,以铜、金多金属为主,但规模不大,多属矿点、矿化点。成矿与同造山期中酸性侵入岩关系密切,矿床类型为接触交代型、
热液型及石英脉—构造蚀变岩型 (金矿)。此类矿床构成了与花岗岩类有关的金、铜、铅、锌、铁、稀土成矿系列,较重要的矿床 (点)有开荒北金矿床、小干沟金矿床、纳赤台铜金矿点等[13]。
图2 区域矿产分布略图Fig.2 A sketch map showing the distributions of regional minerals
徐文艺等[3]和张德全等[4]按成矿的动力学环境将东昆仑地区矿床类型划分为两类,一类是与拉张环境海底喷流沉积作用有关的,如火山岩容矿的块状硫化物型 (VHMS)矿床和沉积岩容矿的喷气型 (SEDEX);另一类是与挤压造山环境有关的,如斑岩型铜矿床,夕卡岩型铁—金—多金属矿,热液脉型、层控改造型金矿等。
3 矿体地质特征
目前在大干沟一带已发现铜多金属矿化带一条、金锑含矿构造蚀变带一条。矿化特征基本一致,均赋存于中三叠统闹仓坚沟组北西西向脆韧性剪切带内及两侧的灰白—烟灰色方解石石英脉内,且具有南侧金锑矿化、北侧铜多金属矿化的分带特征。
3.1 铜多金属矿 (化)带
矿 (化)带内主要岩石为岩屑砂岩和石英脉,石英脉具褐铁矿化、碳酸盐化。该矿化带长度约5 km,宽度5~20 m,其走向为北西西向,与地层走向基本一致;倾向北,倾角40°—50°。该矿 (化)带北侧有小规模花岗斑岩体出露,二者间距800~1500 m,区内矿化与该岩体的形成关系密切。
带内已圈定铜多金属矿 (化)体9条,单矿 (化)体控制长度2~30 m,厚度0.5~2.0 m。矿 (化)体主要以含铜石英脉形式产出,含铜石英脉走向为北西西向或东西向,顺层或以锐角与矿 (化)带斜交,呈串珠状展布。单工程铜多金属品位变化较大,一般Cu品位0.15×10-2~2.25×10-2,局部见有特高品位达14.71×10-2;Au品位0.23×10-6~0.79×10-6;Ag品位8.33×10-6~32.2×10-6,局部特高品位达933×10-6。
根据成矿作用将含铜、金石英脉按成矿阶段划分为两期。
①第Ⅰ成矿期:成分简单,含矿性较差。矿物组合为辉铜矿+石英+方解石+蓝铜矿,辉铜矿呈块状、不规则脉状,以浸染状形式充填于方解石或石英脉中 (见图3)。含矿石英脉颜色呈灰白色或乳白色,半油脂光泽,单脉宽1~50 cm不等,呈脉状、网脉状或透镜状产出,围岩未见有明显矿化现象。石英脉中矿化较不均匀,品位变化较大,方解石呈菱面状铜矿化富集。
图3 第Ⅰ成矿期含铜石英脉特征Fig.3 Characteristics of the copper-bearing quartz vein at the first period of mineralization
②第Ⅱ成矿期:此阶段含矿性较好,如黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、辉铜矿、辉银矿等,因为这一阶段的石英脉含有多种金属硫化物 (见图4)。矿物组合为辉铜矿+辉银矿+黄铜矿+黄铁矿+方铅矿+石英+方解石,辉铜矿呈细脉状、树枝状,以浸染形式充填于石英脉内或方解石边部。含矿石英脉颜色呈烟灰—青灰色,油脂光泽;长度一般在10~30 m,单脉宽10~50 cm不等,呈豆荚状、脉状、网脉状或透镜状斜穿层理产出。铜矿化在石英脉中分布极不均匀,品位变化较大。
3.2 金锑含矿构造蚀变带
金锑含矿构造蚀变带赋存于中三叠统闹仓坚沟组第二岩性段脆韧性剪切带内,金锑矿(化)与北西西向脆韧性剪切带关系极为密切。含矿构造蚀变带控制长度约3.5 km,出露宽度3~16 m。走向近北西西向,倾向北,倾角45°—55°。通过槽探工程控制,在带内初步圈定金矿体1条、锑矿体1条。
图4 第Ⅱ成矿期含铜石英脉特征Fig.4 Characteristics of the copper-bearing quartz vein at the second period of mineralization
3.2.1 锑矿体
根据容矿岩石类型和成矿作用将锑矿划分为两种类型,即产于石英方解石脉中辉锑矿和产于薄层灰岩裂隙内脉状辉锑矿。
产于石英方解石脉中辉锑矿 (见图5)含矿石英方解石脉一般长6~25 m,宽度多为10~60 cm,以多条细脉组成的脉群形式产出,Sb品位为15.40×10-2~39.96×10-2,Au品位为0.15×10-6~0.23×10-6。该矿石矿物组合简单,金属矿物主要为辉锑矿,脉石矿物有石英、方解石等。围岩蚀变主要为碳酸盐化、绢云母化、硅化等,其中与锑矿化最为紧密的是碳酸盐化、硅化。
图5 产于石英方解石脉中辉锑矿特征Fig.5 Characteristics of the antimonite ore produced in quartz and calcite veins
图6 产于薄层灰岩中辉锑矿特征Fig.6 Characteristics of the antimonite ore produced in thin limestone
产于薄层灰岩裂隙内脉状辉锑矿 (见图6)矿体形态简单,呈脉状、透镜状产于薄层灰岩裂隙内,具局部膨胀、收缩及尖灭再现的特点,出露长度30~200 m,宽度30~50 cm,少数可达80 cm。Sb品位为39.96×10-2~41.68×10-2,Au品位为0.35×10-6~0.39×10-6。矿石矿物主要为辉锑矿、锑华、锑赭石、孔雀石、蓝铜矿,脉石矿物有石英、方解石,围岩蚀变为硅化、碳酸盐化、黄铁矿化、绢云母化等,其中与锑矿化最为紧密的为硅化、碳酸盐化。围岩蚀变具明显的分带性,由矿体向两侧依次为:矿体→断层→强蚀变带→弱蚀变带→片理化带,矿体向外侧蚀变带含矿性依次减弱。
3.2.2 金矿 (化)体
地表长度180~200 m,出露宽度1.09~1.42 m。矿化岩石为薄层灰岩夹泥钙质板岩、构造片岩 (见图7)。矿化以黄铁矿及风化矿物 (褐铁矿)为主,Au品位为0.52×10-6~2.48×10-6。金矿 (化)体围岩蚀变主要为黄铁矿化、硅化、褐铁矿化、绢云母化,其中黄铁矿化、绢云母化与金矿化关系最为紧密,矿体向外侧蚀变强度依次减弱。
图7 金矿体地表矿化蚀变特征Fig.7 Characteristics of surface alteration and mineralization of the gold ore
4 找矿标志
4.1 铜多金属矿找矿标志
4.1.1 岩浆岩标志
大干沟中部靠近矿化带一侧有小规模花岗斑岩出露,近东西向呈串珠状展布,岩体与铜多金属矿化的关系主要表现在3个方面:①岩体的展布方向与含矿石英脉的展布方向基本一致,说明含矿石英脉的形成与岩体侵入地层内形成的张裂隙有关;②岩体附近石英脉、碳酸盐脉呈网脉状发育,单脉宽0.5~20.0 cm不等,而远离岩体石英脉发育程度降低;③岩体内部发育的石英脉与含矿石英脉特征基本一致。
4.1.2 岩性标志
含矿围岩主要是紫红色细粒—中粒长石岩屑砂岩,而在灰绿色砂岩内虽有热液活动但未见有矿化现象。
4.1.3 热液标志
依据热液与围岩的穿插关系及热液受控的构造方向,将热液活动期次划分为Ⅳ期。Ⅰ期石英脉为纯白色,无明显矿化,与围岩顺层,产状一致,呈北西西向展布;Ⅱ期石英脉呈乳白色—烟灰色,隐晶结构,油脂光泽,含矿性较好并可见有碳酸盐化、褐铁矿化等蚀变信息,与围岩穿层,呈北西西向展布;Ⅲ期石英脉呈纯白色—烟灰色,半油脂光泽,含矿性稍差,可见有碳酸盐化、褐铁矿化等蚀变信息,与围岩穿层,北东向展布;Ⅳ期石英脉呈乳白色,半油脂光泽,未见有矿化显示,但见有褐铁矿化。
4.1.4 围岩蚀变标志
围岩蚀变主要为硅化,其次为碳酸盐化、褐铁矿化等,特别是方解石以菱面状的形态出现时,标志着热液矿化期由石英阶段向方解石阶段的转化,铜矿化也明显富集。
4.2 金锑矿找矿标志
4.2.1 地球化学标志
1∶50000水系沉积物Au-As-Sb综合异常浓集中心以及Au、Sb单元素异常高值点是本区寻找金锑矿的重要地球化学标志。
4.2.2 构造标志
北西西向脆韧性剪切带作为导矿构造是含矿热液上升的通道,剪切带内一系列皱褶构造的出现特别是褶皱的转折端或背斜核部是含矿热液的有利储存场所,而在其他褶皱不发育地段未见有明显矿化富集。
4.2.3 岩性标志
含矿围岩主要为薄层灰岩夹泥钙质板岩,分析由于薄层灰岩脆性大且化学性质活泼,在构造应力作用下易发生破碎形成许多裂隙,成为矿液运移的通道和矿质沉淀的场所,矿液与围岩以交代方式形成具工业意义的矿体,而在其他化学性质不活泼的岩性内矿化信息较弱。
4.2.4 热液标志
注意寻找低温热液方解石石英组合,脉体地表风化面见有硫黄、褐铁矿化等特征。
5 讨论与结论
东昆仑地区自元古宙以来,加里东、华力西、印支与燕山期等均有成矿作用发生,且具有多期次、多矿种和多类型的特点,在空间展布上具有一定的规律性,表现为不同级别的构造控矿作用不同,而昆北、昆中、昆南和北巴颜喀拉4条区域性深大断裂的存在,是造成东昆仑现今构造格局、分带及沉积建造差异的主要原因,并对区域地质发展演化和成矿带的空间展布具控制作用。
本区构造对矿体的控制较明显,脆韧性剪切带与铜、金、锑成矿作用的空间关系主要表现在两方面:一是作为导矿构造控制矿体的分布,即矿体或矿化富集带直接定位于脆韧性剪切带内;二是作为含矿构造矿体分布于脆韧性剪切带的低序次的派生构造带中。
[1] 胡正国,刘继庆,钱壮志,等.东昆仑区域成矿规律分析——关于找矿工作的战略思考 [J].西安工程学院学报,1999,21(4):47~49.HU Zheng-guo,LIU Ji-qing,QIAN Zhuang-zhi,et al.Analysis of regional metallogenic regularity in East Kunlun:Strategic thinking about ore-finding work [J].Journal of Xi'an Engineering University,1999,21(4):47~49.
[2] 郭晓冬,张玉杰,刘贵阁,等.东昆仑地区金铜等成矿规律及找矿方向 [J].黄金地质,2004,10(4):16~22.GUO Xiao-dong,ZHANG Yu-jie,LIU Gui-ge,et al.Metallogenic regularities and prospecting direction of gold and copper in eastern Kunlun[J].Gold Geology,2004,10(4):16~22.
[3] 徐文艺,张德全,阎升好,等.东昆仑地区矿产资源大调查进展与前景展望 [J].中国地质,2001,28(1):25~29.XU Wen-yi,ZHANG De-quan,YAN Sheng-hao,et al.Advances and prospecting of the mineral resources survey in eastern Kunlun area[J].Chinese Geology,2001,28(1):25 ~29.
[4] 张德全,丰成友,李大新,等.柴北缘—东昆仑地区的造山型金矿床 [J].矿床地质,2001,20(2):137~146.ZHANG De-quan,FENG Cheng-you,LI Da-xin,et al.Orogenic gold deposits in the north Qaidam and east Kunlun orogen,west China[J].Mineral Deposits,2001,20(2):137~146.
[5] 莫宣学,邓晋福.东昆仑中段铜金成矿条件及找矿方向的框架研究 [R].北京:中国地质大学,1998.MO Xuan-xue,DENG Jin-fu.Study on the framework of copper and gold metallogenic conditions and prospecting direction in the central belt of East Kunlun Mountains[R].Beijing:China University of Geosciences,1998.
[6] 倪晋宇,胡道功,周春景.东昆仑造山带纳赤台群形成的大地构造环境探讨 [J].地质力学学报,2010,16(1):11~20.NI Jin-yu,HU Dao-gong,ZHOU Chun-jing.Tectonic environment of Naji Tal Group in the east Kunlun orogenic bett[J].Journal of Geomechanics,2010,16(1):11~20.
[7] 高万里,张绪教,王志刚,等.基于ASTER遥感图像的东昆仑造山带岩性信息提取研究 [J].地质力学学报,2010,16(1):59~69.GAO Wan-li,ZHANG Xu-jiao,WANG Zhi-gang,et al.Extraction of lithologic information from the east Kunlun orogenie belt using ASTER remote sensing image[J].Journal of Geomechanics,2010,16(1):59~69.
[8] 赵俊伟.青海东昆仑造山带造山型金矿床成矿系列研究 [D].长春:吉林大学,2008.ZHAO Jun-wei.Study on orogenic gold mettallogenic series in eastern Kunlun orogenic belt,Qinghai Province [D].Changchun:Jilin University,2008.
[9] 袁万明,莫宣学,喻学惠,等.东昆仑热液金成矿带及其找矿方向 [J].地质与勘探,2000,36(5):20~23.YUAN Wan-ming,MO Xuan-xue,YU Xue-hui,et al.Gold metallogenic belts and prospecting direction in eastern Kunlun area[J].Geology and Prospecting,2000,36(5):20~23.
[10] 胡正国,刘继庆,钱壮志,等.东昆仑—北巴颜喀拉区域成矿规律及找矿工作思考 [J].青海地质,1998,7(2):11~18.HU Zheng-guo,LIU Ji-qing,QIAN Zhuang-zhi,et al.Regional minerogenic regularities of East Kunlun-North Bayan Har Mountains and prospecting thought[J].Qinghai Geology,1998,7(2):11 ~18.
[11] 钱壮志,李厚民,胡正国,等.东昆仑中带成矿地质构造环境及金矿成矿模式 [M].西安:西安地图出版社,2000.QIAN Zhuang-zhi,LI Hou-min,HU Zheng-guo,et al.Ore-forming tectonic environment and metallogenic model of gold deposits in the central belt of East Kunlun Mountains [J].Xi'an:Xi'an Maps Press,2000.
[12] 青海省地质矿产勘查开发局.青海省第三轮成矿远景区划研究及找矿靶区预测 [R].西宁:青海省地质矿产勘查开发局,2003:341~345.Bureau of Geological Mineral Prospecting and Development of Qinghai Province.The third round study on metallogenic prospects and ore-finding targets prediction[R].Xining:Bureau of Geological Mineral Prospecting and Development of Qinghai Province,2003:341~345.
[13] 李智明,薛春纪,王晓虎,等.东昆仑区域成矿特征及有关找矿突破问题分析 [J].地质论评,2007,53(5):708~718.LI Zhi-ming,XUE Chun-ji,WANG Xiao-hu,et al.Features of regional mineralization and analysis of the exploration development in the eastern Kunlun Mountains[J].Geological Review,2007,53(5):708~718.