青海都兰县沟里勘查区找矿潜力及瓶颈浅析
2016-09-15马维明王振东张学德罗永统
马维明,王振东,张学德,马 英,罗永统
(青海省地质调查局,青海西宁810001)
青海都兰县沟里勘查区找矿潜力及瓶颈浅析
马维明*,王振东,张学德,马英,罗永统
(青海省地质调查局,青海西宁810001)
都兰县沟里勘查区位于秦祁昆成矿域东昆仑成矿带之东段,是青海省重要的成矿带之一。基于近年在区内的勘查实践,通过对区内地质构造环境、物化遥以及区域矿产特征等成矿背景方面总结分析研究,对该地区的找矿潜力进行了展望,对找矿突破瓶颈问题进行了浅析,为下一步实施勘查工作提供依据。
沟里勘查区;成矿背景;找矿潜力;瓶颈问题
勘查区位于青海省中东部布尔汗布达山的东段,行政区划隶属海西州都兰县、果洛州玛多县管辖。勘查区范围面积为1425km2。区内地形复杂,自然地理条件较差,为侵蚀高山区地貌,山脉走向近东西向,山势北陡南缓,南高北低,东高西低,河谷地带海拔3300~3500m,山区4000~4700m,相对高差500~1000m。
区内河流主要为加鲁河、约格鲁河、察汗乌苏河等,属内陆水系。由南东向北西流入柴达木盆地,其水系源头为高山冰雪,水流量随季节变化较大。气候属高原草甸半干旱类型,以干旱、寒冷、多变、温差大、冰冻期长、降雨量少为特点。年平均气温-1.2℃,年平均降雨量为733.0mm。每年11月至翌年4月为冰冻期,平均气温-6℃,5~10月可开展野外作业,平均气温为5.5℃,最高气温19.7℃,最大温差25.1℃。勘查区内人口稀少,有汉、蒙、藏等民族零星居住,固定居民点少,生产以牧业为主,区内经济不发达。
1 区域成矿背景
1.1地质构造环境
勘查区位于柴达木地块东南缘。在大地构造位置上,其北以昆北断裂为界为东昆仑北坡花岗—变质岩带,南以昆南断裂为界为阿尼玛卿山消减带,中间昆中断裂横跨全区。勘查区以昆中大断裂为界分2个三级构造单元,北为昆中构造带(东昆仑前峰弧),南为东昆仑南坡构造消减带(东昆南混杂岩带)。从成矿区带来分,勘查区位于秦祁昆成矿域东昆仑成矿带之东段,是青海省重要的矿产资源基地之一。
按《青海省岩石地层》(孙崇仁等,1997),研究区在地层分区上属华北地层大区秦祁昆地层区,东昆仑—中秦岭地层分区之东昆仑南坡小区。区内既有元古代基底,又经历了古生代、中生代多旋回复杂的构造作用,内部结构极其复杂,为金多金属成矿提供了有利条件。区内地层依据其不同时期的空间展布和沉积组合,结合区内地层在新元古代晚期与早古生代中晚期之间,志留纪晚期与晚泥盆世之间及晚三叠世以后,存在的3个重要不整合断面将其沉积史划分为太古—新元古早期、早古生代中晚期、晚古生代—三叠纪及侏罗纪—新生代4个阶段。太古代—古元古代是区内及其周边地区各构造单元基底形成时期,系由活动的滨海—浅海相泥砂质岩—基性火山岩—镁质碳酸盐岩的中高级变质岩系组成。由清水泉麻粒岩,白沙河(岩)组变粒岩、片麻岩、混合岩等组成。主要沿东昆仑的昆中断裂带以北地区分布,在苦海—带呈推覆体存在。
中—新元古代万保沟群分布在昆中断裂带以南的东昆仑南坡(昆南带),为一套火山—沉积岩系,在区域上由一套结晶灰岩、白云岩、千枚岩、玄武岩、安山岩等组成,代表了古大陆裂谷作用形成的火山—沉积建造。早古生代中晚期,随着昆仑洋盆向柴达木地块的俯冲,昆北带被拉伸裂解形成弧后盆地,在都兰一线形成一套活动型的海相中—基性火山岩、砂岩、碳酸盐岩夹硅质岩建造,称滩间山群,在昆中断裂以南的东昆仑南坡形成纳赤台群,其沉积类型类似于滩间山群。晚古生代—早中生代时期,东昆仑地区进入古特提斯演化阶段,其正常沉积和火山—沉积建造分布较广泛。
昆中带出露地层自下而上有石炭纪的大干沟组、浩特洛洼组、缔敖苏组及石炭—二叠纪的甘家组和晚三叠世的鄂拉山组;昆南带及阿尼玛卿带自下而上出露地层有二叠纪布青山群马尔争组、格曲组、三叠纪洪水川组、闹仓坚沟组、希里可特组、巴颜喀拉山群、八宝山组等。侏罗纪—新生代陆相地层形成于孤立的盆地,其主体部分位于山间盆地。侏罗纪兰道湾乌苏组页岩、砂岩的含煤建造、第三纪的膏盐建造及第四纪砂砾粘土等代表了陆内造山的盆地形成和演化的沉积产物,反映区域由低海拔的温湿气候,逐渐转变为高海拔干冷气候的过程。太古代—古元古代白沙河(岩)组、中—新元古代万保沟群、纳赤台群和二叠纪布青山群为东昆仑地区的重要含矿层位。
区内古生代及前寒武纪地层的构造变形形迹主要以断裂和岩片内无根褶皱发育为特点,但多被断裂破坏,只残留褶皱构造的残破翼。区内的断裂构造十分发育,以压性或压扭性断裂为主,构成主干构造,走向为北西西—近东西向。发育数量众多的次级的张性和扭性断裂,展布方向为北西向和北东向,具多期活动的特点。区域性深大断裂有昆中和昆南断裂,其中昆中断裂是调查区内最为重要的分界断裂。另发育有北西西—近东西向、北西向的次级断裂。
区内已查明的侵入体有前加里东期、加里东期、海西期和印支期。岩性从超基性到中性及酸性,均有出露。超基性岩在勘查区的西南角发育,岩体规模较小,长轴方向和地层走向一致,小岩体仅数米至数十米,岩体以平行的脉状体分布,呈脉状,透镜状产出,岩石类型以辉橄岩为主,少量二辉橄榄岩,围岩具较强的蛇纹石化、碳酸盐化和绿泥石化。超基性岩侵位于早二叠世马尔争组地层中。中—酸性岩体以海西期为主,次为加里东期、印支期、燕山期。加里东期侵入体在西部加鲁河的东西岸,岩体规模小,呈岩株状产出,岩石主要为花岗闪长岩、斜长花岗岩等。海西期中酸性侵入岩体在区内中西部分布最广,出露最广泛的为花岗闪长岩岩体和花岗岩岩体,次为石英闪长岩岩体和斜长花岗岩体等。印支期侵入岩体在区内分布广泛,岩石类型主要有酸性和中性,多以脉岩群、岩墙、小岩株产出,侵入于三叠纪及以前地层和侵入岩体之中,岩石为花岗闪长岩、正长花岗岩、石英闪长岩等。燕山期侵入岩体在调查区内仅分布于西南角,主要以小岩株产出,侵入于二叠纪地层中,岩石为石英闪长岩等。
1.2地球物理背景
东昆仑地区存在一明显主体呈北西西向展布的陡变重力梯级带,该带宽30~40km,布格异常值范围为(-410~-480)×10-5m/s2,梯级带两侧地壳厚度相差7~10km不等,该梯级带是一巨大的密度界面,其分布基本上与昆中断裂带吻合,是一条重要的构造单元边界。该重力梯级带在东昆仑东部发生较大弯曲,在香日德南部哈尔汗的北西侧拐向北东、北东东,向东经都兰在兴海一带又转向南南东。该段南南东向重力梯级带的东西两侧重力强度和异常形态亦截然不同,在布格重力异常图上呈现出梯度值达10艾维的重力梯级带;在相应的航磁图上,西侧为强度高、大小不等的航磁异常密集区,东侧为航磁异常平静区,其位置与哇洪山—温泉断裂位置相当,是一条明显的地质构造界线,是东昆仑的东部边界。
勘查区位于密集的重力梯度带上,北高南低,变化差高达35mgL,重力异常走向近于北西向,整个勘查区的重力梯度表现为北密南疏。
昆中断裂以北地区相对重力高,变化也较平缓,保持在(-420~-400)×10-5m/s2之间。环绕于柴达木盆地又显示出相对于盆地的重力异常高值带,高值带与盆地之间的梯级带基本与昆北断裂和柴北断裂带吻合。柴达木盆地周边高重力值带的形成与昆中—昆北带和柴北缘地区大量中基性岩体密切相关,盆地相对周边的低重力,同时也与盆地沉降,新生代沉积物的堆积密切相关。
总体上看,东昆仑地区重力异常揭示出昆中断裂以北地区地质体密度具有相对均匀性,太古—元古代的基底构造层的广泛存在是形成昆中断裂以北地区相对昆中断裂带以南地区区域重力异常高的一个重要原因。
东昆仑地区在航磁异常上表现为一高强度异常带,异常呈近东西向展布,异常连续性好,强度高,正负伴生,表明东昆仑地区由多条近东西向展布的地质块体组成,各块体间以深大断裂为界,这些块体中有大量强磁性深变质岩或基性—超基性岩体,勘查区位于该高强磁异常带的东端,具正负异常梯变带或次级异常波动跳跃特征。
勘查区内岩石磁性特征如下:
①时代地层磁性不均匀,地层磁性多与火山岩、变质和蚀变等因素有关,而一般的沉积岩多无磁性或磁性微弱。
②晚元古代变质岩系古老结晶基底岩石,大多具弱—中等磁性,少量具强磁性,是区域磁场的场源体。
③侵入岩磁性随着基性程度的增加而增加,基性和超基性岩一般具中强磁性,中性或中基性侵入岩一般具中等磁性,而酸性侵入岩除少数外,一般为弱磁性。
1.3地球化学背景
勘查区主体属昆南地球化学区(Au、Co、Cu、Pb、Ag、Th)的东段。区内Au、Cu、Co、Pb、Zn、Ag、Pb、Zn、 Cd中温元素组合异常带在空间上规模宏大,高背景富集分布的元素为B、CaO、Au、Ni、V、Ti、Co、Cr、As、Cu、W、Pb、SiO、MgO等(表1),其中Cr、Ni、Co、Ti、MgO反映了该区中基性火山岩和超基性岩的分布特点,CaO、MgO反映了碳酸盐岩分布的规律。Au、Co、Cu、Pb异常反映本区金矿床、金钴矿床和铜、铅矿化的特点。
表1 元素背景相对丰度简表
本区元素含量变化幅度大,高强数据多,富集成矿可能性大的元素有Au、W、Bi、Pb、Sb、As、Cu、Co、Hg、Zn、Sn、Ag等。经水系沉积物地球化学测量圈出Au、Co、Cu等综合异常多处。与本区优势矿种金、铜、铅、锌、钴等有关的直接指示元素,在区内形成Au、Cu、Co、Pb、Zn、Ag-Pb、Zn、Cd等中温元素组合异常带,对区内寻找以Cu、Co为主的多金属矿床具重要指示意义。
经1∶20万区域化探扫面,1∶20万水系异常4处,异常特征如下:
1号扎那合惹Au异常:为丙级异常,异常下限为2.0×10-9,点数17个,峰值4.3×10-9,平均值2.88×10-9,衬度1.44,面积100.0km2,元素组合为Au、Y、Mn、V、La、F、Sn、Th、Nb。
2号龙通Au异常:为丙级异常,异常下限为2.0× 10-9,点数8个,峰值5.4×10-9,平均值3.62×10-9,衬度1.81,面积40.0km2,元素组合为Au、Cr、Ni、Y、La、Sb、B、Ag、As、V、Zr、Mo、U。
1号错龙卡南Cu、Pb异常:丙级异常,异常下限为30×10-9,点数3个,峰值41.9×10-9,平均值34.9×10-9,衬度1.16,面积35km2,元素组合为Pb、Cd、Cu、Ag、Zn、Hg。
2号查卡曲上游Cu、Ag异常:为丙级异常,异常下限为40×10-9,点数3个,峰值79.1×10-9,平均值61.43× 10-9,衬度1.7,面积57.5km2,元素组合为Cu、Zn、Au、Pb、Ag。
1.4遥感异常背景
勘查区位于东昆仑构造带(成矿带)的中部,在ETM遥感影像上,勘查区的影像线、环构造格局为一典型的环—线交切结构,即NW向的F1线性构造带和NWW向F2夹持形成楔状地块,在地块内发育一个规模巨大的等轴状偏心复式环形构造(R1),其直径约为170km,现称其为都兰环。其北部边界为较为模糊的弧形色调异常条带,西部边界已经在都兰幅影像之外,而东部和南部的边界分别与F1线性构造带F2线性构造带共拥。
东西向线性构造带贯穿全区,是区域性的东西向东昆仑断裂带在影像上的显示。其线性特征模糊,但延续性良好,延伸和展布不受环形构造和其他方位的线性构造带的影响。东西向线性构造带具有等间距发育特点,带与带之间相距40km左右。区内发育3条东西向线性构造带,沟里勘查区位于中部和南部的东西向线性构造带之间。
都兰环内发育直径140km的香日德环形构造(R2),为其内环。内环与外环之间的环带地区构造较为简单,但内环—香日德环内次级环形构造发育,数个直径60km的次级环形构造形成环群。沟里勘查区位于其南部一个次级环形构造(R3)—阿斯哈—达理吉格塘环形构造内。
阿斯哈—达理吉格塘环是勘查区及外围的一级环形构造,在其内部及边缘发育众多的次级环形构造。阿斯哈—达理吉格塘环以较模糊的弧形色调异常带及有别于背景的色调和影纹图案显示,并被NEE向的沟里—那更线性构造带F2切割为特征迥异的南北2部分。
根据环形构造特征,推测F2线性构造带形成晚于阿斯哈—达理吉格塘环,南半环为上升盘,北半环为下降盘。勘查区内已知的5个矿点除达理吉格塘矿点外,另外4个都位于北半环的西部。
1.5区域矿产特征
据现有资料统计,勘查区内及外围矿产资源丰富,已发现矿床、矿点、矿化点70余处。区域内已发现的矿产有金、银、铅锌、铁、铜、钴等,因受工作程度限制,多为矿点或矿化点。勘查区位于东昆仑成矿带与鄂拉山成矿带的结合部位,其成矿条件受控于昆中和昆南2大深大断裂。勘查区位于以下3大成矿带中(张德全等,2002):
①昆中Au成矿带:昆中成矿带产出的古地理环境是在一个地壳拉张,洋底扩张的环境,经历了加里东及晚海西—印支运动多旋回造山作用,为Au及共生元素的运移富集创造了成矿条件,因而沿昆中深大断裂的侧边次一级构造为金等元素的成矿提供了有利环境。此外,该带近EW-NWW区域断裂与NW-NNW向断裂交汇部位,常有晚海西—印支花岗岩类侵入体,围绕岩体呈带状分布着化探异常及相应的矿(化)点。
②昆南Cu、Co、Au成矿带:此带赋矿地层均为万保沟群的火山—沉积山系。加里东期,尤其是晚海西—印支期造山作用,为本成矿带斑岩铜矿成矿地质环境,哈图地区、督冷沟、大干沟等地Cu-Mo组合异常,目前已发现矿化露头。空间上与昆南三级构造带吻合,是一个Cu、Au、Co的高浓集地球化学带,并集中了规模大,强度高的Cu异常带。
③阿尼玛卿Cu、Co、Au成矿带:该成矿带在勘查区仅出露其北部边界。阿尼玛卿成矿带实质上是昆南断裂东延的具有生成联系的构造带,该成矿带在布青山北坡出现牧羊山Cu多金属矿点及多处金化探异常。
2 勘查区找矿潜力分析
2.1成矿背景条件良好
整装勘查区位于柴达木地块东南缘。在大地构造位置上,其北以昆北断裂为界为东昆仑北坡花岗—变质岩带,南以昆南断裂为界为阿尼玛卿山消减带,中间昆中断裂横跨全区。整装勘查区以昆中大断裂为界分2个三级构造单元,北为昆中构造带(东昆仑前峰弧),南为东昆仑南坡构造消减带(东昆南混杂岩带)。从成矿区带来分,整装勘查区位于秦祁昆成矿域东昆仑成矿带之东段,是青海省重要的成矿带之一。
勘查区现已完成部分不同比例尺区调、化探扫面等区域性调查工作及专题研究,获得了大量基础地质、矿产地质及物化探异常信息。经省内外多家地勘单位对区内多处矿床(点)及外围地区的矿调、矿点检查工作,表明区内金多金属矿产成矿条件优良。
勘查区内现工作基本都处于普查前期,工作程度较低。随着勘查工作的不断深入已知矿体规模会进一步扩大,同时通过异常查证力度的加大,勘查区势必会发现一批新的金矿床(点)。综合来看,整装勘查区内找矿潜力巨大。
2.2物化探找矿信息丰富
通过1∶5万水系沉积物地球化学测量,沟里勘查区共圈出各类异常80余处。异常总体呈北西向展布,单体异常受近东西向构造控制明显,具规模大、强度高、形态规整特点,经查证发现了一批金及多金属矿床、点和找矿信息。全区显现出金矿聚集区的雏形。
经1∶20万区域化探扫面,区内圈出1∶20万水系异常10余处,沟里地区地质勘查工作主要集中于果洛龙洼异常、德龙异常和色日德异常区。
1∶5万高精度磁法测量工作,圈出多处异常。其中C2-7号磁异常为一强磁异常,异常区发现有达日吾勒哈磁铁矿点。C2-11号磁异常区分布有HS36、37、38 号1∶5万水系沉积物综合异常。C2-6磁异常:异常由很多个零星小异常组成,整体走向呈北西向,异常与HS63号1∶5万水系沉积物综合异常吻合。C2-3、C2-4磁异常:该异常由正负相伴,南边为正异常,北边为低缓的负异常,该异常与HS72、73号1∶5万水系沉积物综合异常大致吻合。
综合来看,区内物、化探异常反映的找矿信息明显,找矿潜力巨大。
3 找矿瓶颈问题分析
3.1多期造山过程与成矿系统演化关系不清
沟里勘查区金多金属成矿带位于东昆仑构造带的东段,处于中朝、塔里木—柴达木、扬子和印度板块的拼合部位,经历了加里东期和海西—印支期两期造山构造作用,成岩成矿背景复杂,不同构造造山期及造山前后地质演化过程对成矿的控制作用研究不深入。具体而言,包括区内变质岩系及断裂构造对成矿的控制作用,区域构造特征以及矿区构造控矿规律,以及地球物理和地球化学背景与矿床类型、规模、展布等方面的关系。
3.2成矿类型复杂、成矿模式不清
勘查区西部地区发育的脉状金矿床与区内东部地区发现的金多金属矿床在成矿地质条件、控矿因素、矿体产出状态及矿石组构等多方面存在明显差异。西部金矿床明显属于断裂构造控制的热液型石英脉—蚀变岩型金矿床,而东部金多金属矿床内矿体非常连续的产在海相沉积的凝灰岩—大理岩内,其内黄铁矿呈典型的胶状、草莓状,整个矿床的成矿作用应以喷流沉积为主。
勘查区尚无较多高精度同位素年代学数据报道,矿床成矿时限基本采用传统地质年代限定方法,需要更高精度同位素年代学研究来分析矿床成因和阐明构造—岩浆—流体—成矿关联。
3.3区内空白地段找矿突破问题
勘查区总面积约1425km2,目前开展工作的区域还不足700km2,约占勘查区总面积的二分之一,说明勘查区扩矿空间巨大,若要实现找矿突破,空白区靶区优选和成矿预测是不可缺少的工作环节。
另外,对于目前已发现矿床(点)工作程度及工程控制明显不足,多数矿床仅达到地质普查阶段,地质体的控制程度已无法与进一步开展矿产勘查工作的需求相适应。已有地质工作性质多数为局部的矿点检查、化探异常查证,形成的资料缺乏系统性,更缺乏宏观系统的深层次了解,找矿前景不明,制约了找矿突破。
近几年相继完成的1∶25万、1∶20万、1∶5万、1∶2.5万水系沉积物地球化学测量、地面磁测工作,已圈出了一大批以Au、Cu、Co、Pb、Zn等为主元素的综合异常,部分与已知矿床(点)套合程度较高,勘查区圈出的80余处1∶5万水系异常目前开展工作的不足35处,仍有多数异常地段目前尚未取得找矿进展,这些地段不仅存在明显化探异常,同时也是高精度磁测异常、遥感线环形构造发育的地段,有必要进一步研究对本区有用的异常表示方式(找矿标志),选择成矿优越异常区域开展潜力评价,划分出有利成矿和找矿地段。
[1]张德全.东昆仑地区综合找矿预测与突破[R].北京:中国地质科学院矿产资源研究所,2000.
[2]莫宣学,等.东昆仑铜、多金属成矿地质背景研究[R].北京:中国地质大学,1996.
[3]肖小强,胡俊,管波,等.东昆仑东段金矿地质特征及找矿潜力分析[J].黄金科学技术,2012,20(3);40-45.
[4]赵双喜,李武,付青元,等.青海东昆仑中段金铜资源远景评价报告[R].青海:青海省地质调查院,2002.
[5]马彦青,郭贵恩,易平乾,等.青海昆仑山口—两湖地区金矿成矿模式[R].北京:中国地质大学,2013.
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A
1004-5716(2016)02-0134-05
2015-01-20
马维明(1987-),男(回族),青海西宁人,助理工程师,现从事地质矿产科研工作。