青海省黑石山地区铜多金属矿床的地质特征及找矿前景

2013-03-07李德彪

合肥工业大学学报（自然科学版） 2013年1期

李德彪，吴齐

（1.青海省第一地质矿产勘察院，青海平安 810600；2.合肥工业大学资源与环境工程学院，安徽合肥 230009）

0 引言

柴达木盆地南缘的东昆仑地区蕴藏有丰富的矿产资源，其中段北侧的五龙沟地区是青海省重要的金成矿区，目前已在五龙沟地区石灰沟、淡水沟、红旗沟、深水潭、苦水泉、中支沟、打柴沟等地发现大－中－小规模的造山带型金矿床［1－4］。近年来，通过对该地区进一步的矿产普查和详查工作，在五龙沟地区东北部的黑石山发现了以铜为主的多金属矿床［5］。本文在野外工作的基础上，总结了该地区铜多金属矿床的地质特征，对进一步地质找矿具有一定的指导意义。

1 区域地质背景

1.1 区域地质概况

东昆仑地区属青藏高原北部，自北向南发育昆北、昆中、昆南3条深大断裂带，发育多条近东西向的深大断裂带［6］。东昆仑北以昆北断裂带与柴达木地块为邻，南以昆南断裂带与巴颜喀拉海西—印支褶皱造山系分开，被近东西向昆中和昆南断裂带分割为昆北、昆中、昆南3个区域［4］，如图1所示。

图1 东昆仑构造分区图

五龙沟地区位于东昆仑中部，属于昆北、昆中断裂带所夹持的昆中构造岩浆带（图1）。最近研究成果提出昆中构造岩浆带内格尔木—五龙沟存在一短轴状变质核杂岩构造，如图2所示［7］，其以太古—下元古界变质基底（金水口群）为核，中、上元古界和泥盆、石炭系盖层为翼。格尔木—五龙沟变质核杂岩韧性剪切构造十分发育，主要分布于其翼部，沿太古—下元古界深变质岩系与中、上元古界浅变质系接触带及中、上元古界内部发育，以NWW—EW向线形分布为主。这些剪切带通常具有深层次韧性变形与浅层次脆－韧性变形叠加发育为特征，韧性、脆－韧性剪切带是区内最佳的成矿带，是重要的找矿标志。格尔木—五龙沟变质核杂岩东北翼通过黑石山—巴尔图达吾剪切带与金水口核杂岩相连，五龙沟成矿区主要属于前者的东北翼。

图2 格尔木—五龙沟变质核杂岩构造略图

1.2 区域地球物理特征

该区域处于昆中断裂北强磁、高重力、Au元素丰度低背景带上，在五龙沟地区表现为低磁、缓梯度、重力较高（25～30毫伽）、梯度不明显，存在AS18Au化探异常高值区。2008年，河南省地球物理勘查队在昆中地区做了1∶50 000水系沉积物、1∶50 000磁测工作，通过物探高精度磁法测量，在区域上圈定磁异常51处，其中位于黑石山附近及区内的存在6处异常，并认为这些异常的存在与岩体及矿化密切相关。

2 矿床地质特征

黑石山铜多金属矿床位于五龙沟地区东北部，范围为岩金沟至车板沟一带，其南侧即为五龙沟金矿。

2.1 地层

黑石山地区出露地层有古元古代金水口群白沙河组（Pt1jb）及第四系（Q）。金水口群白沙河组是区域内出露的基底岩系，亦为本地区地层的主体，其由一套具中深变质的黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩及石英片岩、黑云斜长片岩、斜长角闪片岩夹透镜状大理岩组成，特征的变质矿物有矽线石、石榴石、透辉石等，属角闪岩相。白沙河组呈北西向展布，总体产状为倾向30°～40°，倾角30°～70°，与金、铜多金属矿化关系密切，岩金沟Ⅲ号、黑风口Ⅳ号含金构造破碎蚀变带金矿体、黑石山铜多金属矿床即赋存于该套地层中。第四系广泛分布于各沟谷沟口、沟谷底及北部山前坡地区，形成一些冲积、冲洪积、风积等松散堆积物。

2.2 岩浆岩

区域内岩浆活动广泛发育，并具有多期次的特点，主要由石灰沟超单元和外滩超单元组成。黑石山矿区内石灰沟超单元主要为黑石山（Pt3H）和东山（Pt3D）单元。

黑石山单元（Pt3H）侵位于白沙河岩组中，岩性为灰色中细粒石英闪长岩，形成年龄为（721±25）Ma（U－Pb），主要矿物含量为斜长石53.1%、角闪石17.1%、黑云母18.6%、石英9.8%，其平均化学成分为：

东山单元（Pt3D）侵位于白沙河岩组和黑石山单元中，岩性为灰色中粗粒－中细粒角闪石英花岗闪长岩。岩体中主要矿物含量为斜长石56.5%、石英 22.6%、钾长石 10.4%、角闪石10.6%、黑云母7.2%，平均化学成分为：

微量元素含量统计见表1所列。由表1可见，黑石山、东山单元普遍富Sn、Co、Zn，东山单元的Cr、Pb也相对富集，浓集系数分别为1.14～1.73、1.4～2.4，黑石山单元的 W明显富集。岩体与围岩的接触带附近，岩石蚀变强烈，外接触带形成如蚀变斜长角闪岩、蛇纹石化角闪岩、透辉石大理岩、透辉石长石石英角岩等；内接触带则形成如透闪石、蛇纹石、阳起石、石榴石、透辉石矽卡岩等。

表1 岩浆岩单元微量元素质量分数平均值10－6

外滩超单元沿黑石山—巴尔图达吾断裂分布，主要由超基性岩－基性岩－中性岩等组成，呈岩体产出。岩体由大小不一、数量众多的岩球体组成，岩性包含粗－巨晶辉石岩、中粗粒暗色闪长岩、灰－灰白色细晶闪长岩，其中闪长玢岩Rb－Sr等时线年龄为（209.09±22.73）Ma，其为晚三叠世幔源岩浆活动的产物［8］。

2.3 构造

黑石山多金属成矿区内仅存在一处褶皱构造，为黑石山复向斜，位于区域北部。黑石山复向斜由下元古界白沙河组构成，其轴部位于黑石山一带，轴向NWW—EW，延伸长度大于3 000m，长宽比大于10∶1，两翼产状内倾，倾角50°～80°，两翼及其核部均遭受黑石山单元石英闪长岩侵入吞蚀，地层不连续，核部为山脊或山峰地貌。

黑石山地区属格尔木－五龙沟变质核杂岩与金水口变质核杂岩的接触部位，其间黑石山—巴尔图达吾剪切带从中穿过。区域内断裂构造十分发育，按其展布方向可分为北西、南北、北东、东西向4组，呈现出多组构造相互交切的格局；根据野外关系判断，断裂产生的次序应为北西向—南北向—北东向—东西向。北西向断裂是区内规模较大、形成较早、发育程度较高的一组脆性断裂，也是区内最主要的控矿断裂，控制区内断裂构造基本格架，多叠加于韧性剪切带之上，沿走向有分枝、复合、侧列及“S”型扭转现象。该组断裂分布具群集和等距规律，一般平面间距800～1 000m，沿剪切带内侧及上盘多条成群产出，而远离剪切带则稀疏，单条断裂宽几米至数十米，长可达数千米。该组断裂具多期活动的特点，主期表现为正断层为主兼具左行走滑的特征。从区域断裂的分布及其规模来看，北西向断裂是昆中和昆北深大断裂南北挟持范围内的次级断裂构造。

3 矿区地球化学特征

黑石山地区经1∶25 000水系沉积物测量圈出AS2、AS6 2个组合异常。

AS2位于八路沟—车板沟一带，异常主元素为Pb，组合元素为Zn、Cu、Au、As。AS2综合异常区出露地层为金水口群（Pt1J），岩性为黑云斜长片麻岩、黑云斜长角闪片岩、斜长角闪片岩等。北部有中细粒石英闪长岩岩体侵入，其规模较小，区内有北西向和北东向两组断裂通过。该异常中Pb、Zn、Cu 3种元素异常套合较好；Au、As 2种元素异常套合较好，异常总体上呈北东向带状展布；Pb2异常呈北东向带状展布，由56个异常点组成，面积为2.41km2，异常平均值340.39×10－6，峰值2 200×10－6，衬度4.25，异常规模10.24，异常具外、中、内3个浓度带。Zn4－1异常呈北东向不规则带状展布，由68个异常点组成，面积为2.62km2，异常平均值238.15×10－6，峰值1 222×10－6，衬度1.59，异常规模为4.16，异常具外、中2个浓度带，浓集中心2处。在异常区内已发现金、多金属矿点多处，多产出在北西向断裂与北东向断裂交汇处及附近，黑石山一带的Ⅱ号、Ⅷ号矽卡岩带与车板沟一带位于该异常范围内。Ⅱ号、Ⅷ号矽卡岩带及车板沟一带目前经槽探、钻探工程验证发现有铜、铅、锌多金属矿（化）体存在，表明异常由铜、铅、锌多金属矿（化）体引起。

AS6位于岩金沟至月亮湾一带。异常主元素为Zn，组合元素为Cu、Pb、Au，该综合异常区主要出露花岗闪长岩体，金水口群白沙河组（Pt1jb）仅出露在异常北东，岩性为混合岩化黑云斜长片麻岩。异常区南东部月亮湾一带，有闪长玢岩脉呈北西向分布。断裂构造主要为北西向，在异常北东部—岩金沟口处，有北东向、东西向、北西向3组断裂相交。该异常由Au4、Pb5、Pb6、Zn4－2、Zn7、Cu4－26个异常组成。其中 Cu4－2、Zn4－2、Pb5、Pb6重叠性较好，Zn7位于综合异常南端。异常总体呈南北向不规则状展布，各元素异常特征见表2所列。在AS6异常范围已发现多金属工业矿体，另在异常南东也有金矿点及铜多金属矿化线索。

根据上述情况，区内异常、矿点、断裂构造三者较为吻合，由此说明该异常的形成与区内断裂构造、矿带及多金属矿点具有直接关系。

表2 AS6异常特征参数

4 矿体地质特征

黑石山地区多金属矿产普查工作主要集中于黑石山—巴尔图达吾剪切带南侧的岩金沟、八路沟、牛头沟等地，而剪切带北部的车板沟地区调查及找矿程度相对较低。目前，通过详尽的普查工作，已在岩金沟、八路沟、牛头沟内发现3条金属成矿带，从南到北依次为Ⅴ、Ⅷ、Ⅱ矿化带。Ⅴ号成矿带包括8个矿体，以Cu、Zn矿为主，含Pb，各矿体平均厚0.53～2.91m，w（Au）＝0.05%～0.67%，w（Pb）＝0.29% ～2.53%，w（Zn）＝0.49%～2.52%；Ⅷ成矿带含24个矿体，以Cu、Zn为主，各矿体平均厚0.54～2.16m，w（Au）＝0.10%～3.99%，w（Pb）＝0.20% ～0.43%，w（Zn）＝0.76%～10.92%；Ⅱ号成矿带包括13个矿体，以Pb、Zn矿为主，含Cu，各矿体平均厚度0.53～4.00m，w（Au）＝0.20% ～0.42%，w（Pb）＝0.28% ～2.63%，w（Zn）＝0.54% ～1.94%。

这3条矿化带均呈北西—南东向展布，与区域主体的断裂方向和黑石山—巴尔图达吾剪切带方向一致；同时，矿化带内均可见北西—南东向断层，这些暗示断裂构造活动控制区域内的成矿作用。已探明的Ⅴ、Ⅷ、Ⅱ矿化带的矿化类型均为矽卡岩型，赋矿岩石主要为透辉石；矽卡岩带主要分布于石灰沟超单元岩体与古元古代金水口群白沙河组（Pt1jb）的接触部位，表明矿床的形成与岩体密切相关。

5 找矿方向

目前，黑石山南部的Ⅱ、Ⅴ、Ⅷ号矿带共提交铜、铅、锌（332＋333＋334）总矿石量2 819 777t，总金属量45 298t。2012年，针对Ⅴ号矽卡岩带Ⅴ－1、Ⅴ－2、Ⅴ－11矿体，于3118中段100勘探线施工的ZK10001孔中，Ⅴ－1矿体厚度在0.56～19.90m间，Ⅴ－1矿体真厚度为8m，Cu平均品位为1.79%，Zn平均品位为0.81%；Ⅴ－11矿体厚5.99m，Cu平均品位为3.12%，Pb平均品位为0.36%，Zn平均品位为1.17%，各元素品位、厚度具有增大的趋势，如图3所示，具有极好的找矿潜力。黑石山车板沟地区位于黑石山—巴尔图达吾剪切带北侧，目前该地区找矿工作并未深入展开。车板沟地区正好位于1∶50 000水系沉积物圈出的AS2异常带内，且区域内存在强烈构造活动和较多的石灰沟超单元侵入岩，表明该地区可能存在较多的成矿矿体。目前，对车板沟一带针对成矿有利的4个小区通过1∶2 000激电剖面测量，共圈出激电异常14个，部分异常经槽探工程验证已发现工业矿体，这均表明车板沟地区具有较大的成矿潜力，可以作为下一步重点的找矿靶区。同时，在黑石山岩金沟地区Ⅴ号矽卡岩带附近，亦发现金矿体；可以在其他矽卡岩带附近进行金矿体的探寻工作。