青海清水河地区玉石矿形成机制与找矿前景分析
2017-07-31晁海德马玉成张海青丁成旺
晁海德马玉成 张海青 丁成旺
青海省第四地质矿产勘查院,青海 西宁 810029
青海清水河地区玉石矿形成机制与找矿前景分析
晁海德*马玉成 张海青 丁成旺
青海省第四地质矿产勘查院,青海 西宁 810029
总结清水河地区玉石矿成矿地质背景、矿化体特征、矿石质量等地质资料,对其成因做出分析:(1)玉石矿体大都产于花岗闪长岩与碳酸盐接触带及于断裂带;(2)附近断裂的发育使得地层中形成大量的裂隙空间,提供容矿空间;(3)随着花岗闪长岩体的侵入,岩浆热液与化学性质较为活泼的大理岩或白云质大理岩等碳酸盐岩反应、交代使得成矿物质Ca、Mg、Si等进一步富集,遇到有利的容矿空间后再交代形成玉石矿体。
形成机制 找矿前景 玉石矿 清水河
清水河地区位于青海省格尔木市西部,行政区划隶属于青海省格尔木市乌图美仁乡管辖。区域地层属秦祁昆地层区(Ⅰ)柴达木南缘分区(Ⅰ7),该区域成矿区带划分属伯喀里克-香日德印支期金、铅、锌(铜、稀有、稀土)成矿亚带【1-2】,区域内在古元古界金水口岩群白沙河岩组(Pt1b)和新元古界万保沟群碳酸盐岩组(Pt2-3w)中已发现玉石矿(化)点【3】。
1 地质背景
青海清水河地区地处东昆仑西部。区内出露地层主要有古元古界金水口岩群白沙河岩组片麻岩段和大理岩段,河谷地带分布较广泛的第四系(图1)。
金水口岩群受断裂构造影响呈不规则条带状北西向展布,局部延至区外,北西方向有逐步变宽的趋势。片麻岩段(Pt1Ja)地层以深灰色黑云斜长片麻岩为主、暗肉红色二云斜长片麻岩,绢云母石英片岩及斜长角闪岩组成,局部见少量眼球状片麻岩。原岩建造为泥砂质沉积碎屑岩-中基性火山岩-碳酸盐岩建造,具活动陆源碎屑岩为主的活动性沉积建造特点;大理岩段(Pt1Jb)地层多呈东西向展布,与主构造线方向基本一致,其中大理岩段主要出露在该区中南部及中北,受构造断裂构造的影响,透镜体或捕虏体形式产出,出露面积较小。主要岩性以灰白色大理岩、硅化大理岩为主,局部见有少量透闪石化白云质大理岩、蛇纹石化白云质大理岩、深灰色条带状白云质大理岩等。该岩段与花岗闪长岩呈侵入接触,接触带规模较小,接触界线弯曲无序,接触带附近岩体中见有大理岩的捕掳体及蛇纹石化、矽卡岩化、碳酸盐化等蚀变现象。该岩段是区内主要的赋矿(玉石)地层【2-3】。
区内近东西向断裂构造发育,沿断裂带构造常见岩脉穿插,表明沿断裂带有较强的岩浆热液活动。
区内岩浆活动强烈,主要表现为印支期酸性—中酸性岩浆的侵入岩及及华力西期中性侵入岩。侵入岩呈不规则小型岩基状或岩脉产出,长轴方向呈北西向—东西向分布,展布方向与区内区域构造方向基本一致,主要岩性见有为花岗闪长岩和二长花岗岩体。
图1 清水河地区1/1万地质图Fig.1 Geological map of Qingshuihe region with 1 to 10000 scalQ.第四系现代河床;Pt1Ja.金水口岩群片麻岩段;Pt1Jb.大理岩段;mb.大理岩;γδ.花岗闪长岩;ξγ.钾长花岗岩;Πγ.似斑状花岗岩;ηγ.二长花岗岩
2 矿床特征
2.1 玉矿(化)蚀变带特征
玉矿(化)带主要赋存于古元古界金水口岩群大理岩段(Pt1Jb)与花岗闪长岩(γδ)外接触带附近。根据蚀变带的分布范围及展布方向,由北向南划分为两条蚀变(Ⅰ、Ⅱ)(图2)。两条蚀变带间距约600m左右。
Ⅰ号玉矿(化)蚀变带位于评价区的中部,蚀变带沿山脊呈北西向展布,受断裂构造控制较为明显,局部岩石形变特征以脆性断裂为主。延伸总长约1169m左右,宽约175m,北西方向逐渐歼灭。带内主要岩性为白云质大理岩、蛇纹石大理岩等,局部见有细小的钾长花岗岩脉呈网脉状交错产出,脉宽5cm左右。经后期槽探工程揭露,见有不同程度的蛇纹石化现象。
Ⅱ号玉矿(化)蚀变带位于评价区的中南部,Ⅰ号玉矿(化)蚀变带南侧,规模较小,延伸长度约702m,宽度138km,向东西两则存在逐步歼灭的趋势。带内主要岩性为白云质大理岩、蛇纹石大理岩及中细粒花岗闪长岩脉,局部石英脉穿插较多,规模不等,一般在2~5cm间,最宽达8cm左右。发现含玉矿化点1处,玉石矿点周边围岩为蛇纹石白云质大理岩,玉矿(化)体与围岩呈渐变过渡关系,分带不甚明显,外侧为玉石呈浅绿色、黄绿色,颜色较均匀,渐变过渡为灰白色大理岩,玉矿化体视厚度约10~15cm。
2.2 矿(化)体特征
在Ⅱ号玉矿化带内发现5条玉矿(化)体(Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-4、Ⅱ-3、Ⅱ-5),矿体多呈透镜体、似层状产出(表1)。
图2 清水河地区玉石矿体采样平面图Fig.2 Sample location map of jade ore bodies in Qingshuihe regionPt1Jb金水口岩群大理岩段;mb 大理岩;γδ 花岗闪长岩;ξγ 钾长花岗岩
表1 清水河地区玉矿(化)体特征表Table 1 Characteristics of jade ore bodies in Qingshuihe region
Ⅱ-1矿(化)体:呈北西向细脉状产出,延伸长约10m、宽约10cm,矿体规模较小。矿体呈浅绿色,纤维变晶结构,块状构造,主要由蛇纹石组成。赋矿岩性为蛇纹石大理岩,围岩为白云大理岩,矿体与围岩呈渐变过渡关系。
Ⅱ-2矿(化)体:呈北西向细脉状产出,延伸长约10m、宽20cm,矿体规模较小。矿体赋存于蛇纹石大理岩中,玉矿(化)体呈浅绿色-深绿色,质地粗糙、硬度约4.5级、裂隙中充填有少量碳酸岩及石棉,矿体两侧岩性为白云石大理岩。
Ⅱ-3矿(化)体:长15m,控制斜深97.5 m,宽0.1~0.2m,平均宽0.15m,面理产状28∠57°。在走向上厚度变化较大,以岫玉为主,局部夹呈带状分布的白云质大理岩,矿体与围岩接触界线不明显,呈渐变过渡关系。
Ⅱ-4矿(化)体:矿体宽0.1cm,长13m,面理产状31∠77°。矿体在走向上厚度变化较大,以岫玉为主,与围岩呈渐变过渡关系。
Ⅱ-5矿(化)体:呈透镜状呈北西向展布,两端呈逐渐歼灭趋势。该矿(化)体延伸长5m,矿体宽5cm,产状36∠58°,赋矿岩性为蛇纹石化大理岩,呈粒状变晶结构,块状构造,岩石主要有方解石和蛇纹石组成。围岩为白云质大理岩,与围岩呈渐变过渡关系,分带不明显。
总之,玉矿(化)蚀变内矿(化)体连续性较差,单一玉石矿体分布规模较小。单一的玉石矿体间断续分布间隔不等,呈不连续的透镜状分布。
2.3 矿石质量
玉石为岫玉,浅黄绿色,纤维鳞片变晶结构,块状构造,主要由蛇纹石96%、碳酸盐矿物3%、铁质+粘土矿物1%组成。蜡状—油脂光泽,微透明—半透明,摩氏硬度约5~5.5。蛇纹石主要呈显微鳞片状,纤维状,颗粒大小多在0.019~0.285mm之间产出,干涉色I级灰白,正低突起,以鳞片纤维状集合体形式产出,局部呈放射状集合体,透光观察可见水波纹,岩石中比较均匀分布,构成岩石主体;碳酸盐矿物主要呈它形粒状,不规则粒状集合体出现,在岩石中不均匀团块状、细脉状产出。在着强光照射下,玉石内见有云雾状浅暗色矿物呈团状,象棉絮一样。矿石密度平均2.76g/cm3,呈亚透明或半透明、韧性较小、质地细腻、净度较好、易跑色(照片1、2),裂隙发育,并且充填有少量碳酸岩及石棉。
照片1 雕刻前
照片2 雕刻后
3 控矿因素及形成机制
3.1 控矿因素
3.1.1 围岩条件 区内玉石矿均赋存于蛇纹石化大理岩岩中,其原岩为富镁碳酸盐岩,经区域变质作用而形成白云质大理岩,白云质大理岩提供了丰富的钙、硅镁组分是成矿的物质基础。
3.1.2 岩浆热液条件 区内印支期中酸性侵入岩发育,在与古元古界金水口岩群大理岩段接触带上具有不同程度的角岩化、矽卡岩化、硅化。岩浆侵入活动一方面提供热液(变质)反应所需的温度,另一方面提供大量富硅热水溶液,同时营造了一个物理化学条件适宜的环境,为岩石中成矿物质的活化迁移创造了有利条件,使镁质碳酸盐岩与Si4+,H2O反应形成玉石矿。而区内发现的玉石矿均产于白云质大理岩与印支期花岗闪长岩接触带刚近,这为岩浆液接触变质交代形成玉石矿化提供了岩浆岩条件【4】。
3.1.3 构造条件 评价区处于柴南缘断裂和昆中深大断裂附近。次级断裂构造发育,在形成断裂构造的同时,围岩发生破碎,为花岗闪长岩体侵入及成矿热液的迁移提供良好的空间。玉石矿体多位于断裂带附近,断裂构造是导矿构造,不具主导作用,在“港弯式”侵入岩接触面附近是成矿最有利的构造条件。
3.2 形成机制
元古代以来,本区经历了多次复杂而强烈的构造变动,形成了不同方向、不同规模、不同性质和不同时期的构造行迹。沿构造带有大量中酸性岩体的侵入,一方面提供了变质反应所需要的温度,而且带来了丰富的高硅质溶液,也营造了一个物理化学条件适宜的场所,为岩石中成矿物质活化、迁移、形成创造了有利条件【5】。
区内玉石矿体大都产于花岗闪长岩与碳酸盐接触带及于断裂带附近,矿体大都与围岩层理平行产出,以上可以说明蛇纹石、玉石矿体的形成受地层和构造控制,且为花岗闪长岩与碳酸岩的交代、变质作用的产物。玉石矿大都赋存古元古界金水口岩群大理岩段中的蛇纹石化大理岩或白云质大理岩等碳酸盐中,它们的变质程度较深,且在其变质过程中由于变质水溶液萃取成矿物质Ca、Mg、Si等,使得该类岩石中成矿物质Ca、Mg、Si等较为富集。F15断裂的发育使得地层中形成大量的裂隙空间,它们成为岩浆活动的有利通道并提供容矿空间。随着花岗闪长岩体的侵入,岩浆热液与化学性质较为活泼的大理岩或白云质大理岩等碳酸盐岩反应、交代使得成矿物质Ca、Mg、Si等进一步富集,当它们富集到一定程度,遇到有利的容矿空间后再交代形成玉石矿体【4】。
从现有矿点地质资料结合区域成矿地质条件分析,蛇纹岩、玉石矿共生并大都产于中酸性岩体和碳酸盐岩的接触带及其附近,矿体赋存于次级断裂构造等薄弱地段,说明玉石矿的形成主要受地层和构造控制,与岩体活动关系十分密切,为石玉矿的形成提供了物质来源。从区内发现的玉石成因来看,玉石矿体的形成模式应为中酸性岩浆活动+大理岩层+断裂构造,形成玉石。
4 找矿前景
在区内发现大理岩多呈透镜体或捕掳体,并且浮覆于花岗闪长岩体之上,结合区域玉石矿成矿环境及产出特征,从中表明评价区蛇纹玉石矿的成矿地质背景条件较好,成矿有利。尤其在蛇纹石化大理岩内发现的玉石矿(化)体,区内成矿事实明显。从发现的玉石矿化带看,矿带沿走向上连续分布,具有一定的规模,矿带内蛇纹石化、碳酸盐化、滑石化等玉石矿化明显,尤显重要的是岩体和接触带构造对蛇纹玉矿成矿意义重大。因此在该带内有可能在找矿方面有较大的突破。
该区地处东昆仑山西段,成矿区带属伯喀里克—香日德印支期金、铅、锌(铜、稀有、稀土)成矿亚带,地层出露较简单、岩浆活动强烈、构造发育【5-7】。通过两年的各项地质工作,大致查明了该区地质背景及成矿地质条件,区内出露地层以古元古界金水口岩群为主,大理岩多呈透镜体或捕掳体分布于花岗闪长岩体中。结合区域玉石成矿地质资料分析,在青海境内“昆仑玉”主要赋存在东昆仑西段下元古界万保沟群碳酸盐岩组及古元古界金水口岩群白沙河碳酸盐岩组地段。经本次评价工作区内发现了5条玉矿化体及4处玉矿化线索,足以证明本区内具有找玉石矿的基本条件,且与区域矿点同处一个成矿带,具有相同的成矿条件。由于本次评价工作受技术能力及工作周期等因素的制约到目前告一段落,因此下步工作应继续围绕地表发现的玉矿化线索,尤其在大理岩、蛇纹石化大理岩内发现的玉石矿(化)体,结合区域成矿特点,力求寻找新的玉石矿体。
5 结语
该区蛇纹石、玉石矿体大都产于花岗闪长岩与大理岩接触带及其附近,且都位于断裂构造等有利地段,矿体与围岩层理多呈平行产出。由此说明蛇纹石、玉石矿体的形成受地层、构造控制,且与中酸性侵入岩关系十分密切。断裂的发育使得地层中形成大量的裂隙空间,成为岩浆活动的有利通道并提供容矿空间,随着花岗闪长岩体的侵入,岩浆热液为玉石矿的形成提供了物质来源及足够温度,岩浆热液与化学性质较为活泼的大理岩或白云质大理岩等碳酸盐岩反应、交代使得成矿物质Ca、Mg、Si等进一步富集,当它们富集到一定程度,遇到有利的容矿空间后再交代形成玉石矿体。
总之,玉石的形成主要受控矿层位控制,区内断裂构造对矿体的形成起到了导矿构造的关系,是有益组份运移的通道,对矿体的形成作用具主导作用,而大理岩层及侵入岩体接触交代是区内玉矿形成的主要矿物质来源。经本次评价工作区内发现了5条玉矿化体及4处玉矿化线索,本区内具有找玉石矿的基本条件,且与区域矿点同处一个成矿带,具有相同的成矿条件。后期在大理岩、蛇纹石化大理岩内发现的玉石矿(化)体具有较好的找矿前景。
1 夏天亮,刘衍伦,等. 中国区域地质[M]. 北京:地质出版社,1990
2 青海省地质矿产局. 青海省区域地质志[M]. 北京:地质出版社,1991:11~27
3 青海省地质矿产局. 青海省岩石地层[M]. 武汉:中国地质大学出版社,1997:1~388
4 张海青,等. 青海省格尔木市清水河南地区玉石矿调查评价报告[R]. 青海西宁:青海省第四地质矿产勘查院,2014
5 王建军,甘艳辉,李健,等. 大灶火玉石矿成矿条件及找矿远景分析[J]. 高原地震,2007,(04):47~51
6 赵想安,燕永洁. 格尔木三岔玉石矿地质特征及成因分析[J]. 中国非金属矿工业导刊,2010,(04):60~61
7 李云峰,高敏,王悠然. 青海软玉的宝玉石学特征及成因分析[J]. 现代矿业,2014,(03):54~58
Discuss on forming mechanism and prospecting potential of jade ore in Qingshuihe region, Qinghai province
Chao Haide Ma Yucheng Zhang Haiqing Ding Chengwang
The Fourth Institute of Geology and Mineral Exploration of Qinghai Province, Xining 810029 , Qinghai , China
This paper summarizes the metallogenic geological background, mineralization features and ore quality of jade ore in Qingshuihe region, and make analysis on the genesises: (1) jade ore bodies are mostly hosted in the contact zone between granodiorite and carbonate or in the fault zone; (2) in stratum there are lots of fractures formed by faults, which provide space for ore bodies; (3) as the granodiorite intrude, reaction and metasomatism are happened between magmatic hydrothermal and carbonate rocks which are Chemically active such as marble and dolomitic marble. So that ore-forming elements, such as Ca, Mg, Si, are enriched, and ore bodies are formed in some suitable space.
forming mechanism, prospecting potential, jade ore, Qingshuihe
P619.283
A
1006-5296(2017)02-0103-06
* 第一作者简介:晁海德(1987~),男,现从事地质矿产勘查工作,助理工程师
2017-03-30;改回日期:2017-04-15