青海省大柴旦镇中间沟—断层沟铅锌矿成矿规律浅析及下步找矿方向

韩文斌

（1.中南大学，湖南长沙410083；2.湖南省有色地质勘查局二一七队，湖南衡阳421001）

中间沟—断层沟铅锌矿区位于柴达木盆地北缘中段，属青海省海西蒙古族藏族自治州大柴旦行委锡铁山镇所辖。矿区东距西宁市699km（铁路），南距格尔木市137km，西北距大柴旦镇75km。青藏铁路在矿区东南9km处通过，有支线直达矿区，交通十分便利。2009年5月，西部矿业股份有限公司通过有价转让方式从青海西部矿业地质勘查有限责任公司获得该区探矿权。2010～2014年湖南省有色地质勘查局二一七队对该矿区全面开展了详查—勘探地质工作，取得了较为满意的找矿成果，并先后提交了详查地质报告、勘探地质报告[1]。本论文结合前人相关研究结果及笔者野外实际工作经验对该矿区矿体特征、矿床成因及成矿规律进行初步研究，为矿山下一步找矿方向提供理论依据。

1 区域地质背景

中间沟—断层沟矿区是锡铁山铅锌矿区的南东延部分，矿区面积约3km2，大地构造单元同属于柴北缘残山断褶带。北东以大柴旦—乌兰深断裂为界，与欧龙布鲁克山及宗务隆山褶皱带相邻；南西以残山山前壳层断裂带为界，与柴达木盆地新生代坳陷相接。前人曾将锡铁山铅锌矿区划为南祁连冒地槽柴北缘地向斜或柴北缘残山陆间裂谷带。

区域内经历多期次构造运动，自元古宙开始，祁连海槽向昆仑方向自北向南大范围海侵，构造迁移特征明显。至早古生代中晚期，受加里东运动的影响，中朝—塔里木地台大幅度隆起，欧龙布鲁克一带古生代沉积盆地和地块相邻地段产生深部剪切断裂，地壳拉张、地幔物质上涌、沉陷海进，裂谷带雏形初步形成，并伴随火山喷气、喷发和喷溢作用[2]。此时，裂谷作用完成了大陆裂谷型向陆间裂谷型的转化。裂谷发育早期，以拉张性质为主，晚期以挤压性质为主，边界断裂向裂谷带外倾，地层发生旋扭甚至倒转，揉皱作用加剧。

2 矿区地质特征

2.1 地层及岩性组合

中间沟—断层沟铅锌矿区是锡铁山主矿区的南东延部分，其地质特征与锡铁山主矿区基本相同。出露地层由老至新为：下元古界达肯大版群（PtlDk）、上奥陶统滩间山群（O3Tn）、上泥盆统阿木尼克组（D3a）、下石炭统城墙沟组（C1c）、新近系（N）、第四系（Q）。

下元古界达肯大版群（PtlDk）分布于矿区北东部，走向南东，倾向北东，倾角52°～64°，分为2个岩性段。第一岩性段（PtlDkc-1）主要岩性为浅灰色、灰白色混合岩化白云二长片麻岩，夹少量白云母石英片岩。第二岩性段（PtlDkc-2）主要岩性为浅灰白色白云母石英片岩及长石石英片岩，局部夹斜长角闪片岩，蚀变辉绿岩脉较发育，大部分与地层走向一致，少量斜切地层，矿区南西角局部地段可见斜长角闪岩脉发育。

上奥陶统滩间山群（O3Tn）主要分布于矿区中部及南西角，是矿区分布范围最广的层位，地层走向南东，倾向北东，倾角52°～61°。主要为浅海相基性—酸性火山喷发岩，火山碎屑岩夹沉积岩及少量碳酸盐岩的绿片岩系，局部夹薄层透镜状大理岩。根据岩石组合、岩性特征、火山作用锡铁山铅锌矿主矿区将滩间山群划分4个岩组，共计8个岩性段，本矿区缺失O3Tnd-3级O3Tnd-4两个岩性段。其中O3Tna-2及O3Tnb岩组局部地段可见细脉状、透镜状铅锌矿体发育，是本矿区主要含矿层位。

上泥盆统阿木尼克组（D3a）沿矿区南西一带断续分布，与下伏地层不整个接触，主要岩性为紫红色砂岩、细砾岩夹少量砂岩透镜体。下石炭统城墙沟组（C1c）主要沿矿区南西一带分布，矿区东南角也断续出露，主要岩性为红黄色粉砂岩、灰黄色细砂岩夹泥质灰岩。新近系（N）沿矿区南侧断续分布，主要岩性为砖红色砂岩、黄褐色含砾砂岩及底砾岩。第四系（Q）沿矿区沟谷地带分布，主要为残坡积物、含砾风积砂土。

2.2 构造

中间沟—断层沟矿区是锡铁山主矿区南东延伸部分，位于柴北缘锡铁山—绿梁山—赛什腾山晚奥陶系绿岩带中，主要有北西向、北东向、近东西向及近南北向4组断裂。其中北西向断裂是矿区最重要的控矿构造，在不同地层中走向略有变化，大体上略呈弧形延伸，与地层总体走向约20°夹角。该断裂规模巨大，具有区域性深大断裂特征。在早期裂谷演化形成阶段，具同生断裂性质，控制裂谷盆地的形成与演化，并对盆地的喷流沉积成矿等有重要的控制作用。晚期强烈挤压推覆，产生韧性剪切、滑移，浅表发生脆性破坏。断裂倾角总体较陡，据实际钻孔工程资料，断裂深部产状有变缓的趋势。

北东向断裂呈锯齿状追踪延伸，倾向以SE为主，倾角陡直，多为张性断裂，规模一般较小，且大致呈等间距分布,与主构造线垂直，为横向断裂，常使矿体产生一定的错动。该组断裂也是同生断裂，在成矿初期将矿带分为数段，成矿后仍对矿体及矿化带产生破坏分裂作用，推测该组断裂可能是裂谷发育过程中的转换断层（详见图1）。

近东西向断裂呈近东西向延伸，倾向变化不一,倾角一般较陡，断层规模较大，一般延伸几十米至几百米，断裂性质以张扭性为主，常右行错断矿体，错距一般不大，对矿带和矿体延伸存在一定影响，导致南东段含矿层逐渐隐伏于元古界达肯大坂群之下。近南北向走断裂规模较小，为张扭性，产状较陡，破碎带发育，常错断矿体，具有韧性剪切带断层特征，对岩层和矿体具有破坏作用，在断层破碎带内具连续滑移性质，即岩层和矿体有位移，但走滑断裂特征不明显。

2.3 岩浆活动

（1）侵入岩。矿区内岩浆活动十分微弱，无大规模岩浆侵入活动，据钻探工程揭露矿区中部局部地段可见石英钾长岩脉发育。

（2）火山岩。矿区内火山活动强烈，滩间山群早期火山喷发物为中基性火山岩—基性凝灰岩、玄武岩夹安山岩，晚期火山喷发物为中酸性火山岩—流纹岩及英安岩。火山喷发间歇期有碳酸盐岩沉积及纹层状硅质岩、菱铁矿层、纹层状石膏等热水沉积岩类。火山喷发沉积物夹层中，常见杂砂岩、硬砂岩、凝灰质硬砂岩和少量砂砾岩、隐爆角砾岩等。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

中间沟—断层沟铅锌矿区矿体主要赋存在绿泥石英片岩中，矿体受地层层位和岩性控制，个别矿体受后期热液叠加改造。矿体产状与围岩产状基本一致，走向北西，倾向北东，倾角为51°～62°。矿体以层状、似层状为主，次为细脉状、透镜状及团块状，局部可见分支复合、尖灭再现；矿石构造以条带状、稠密浸染状为主，次为星点状、角砾状。

3.2 矿石特征

（1）矿物成分。通过野外观察、室内光薄片鉴定、X光及电子探针等分析手段研究，中间沟—断层沟铅锌矿区共有矿石矿物24种，脉石矿物9种（详见表1）。

（2）化学成分。本区矿石化学成分较为复杂，铅、锌、硫为中等含量，铁普遍较高；镓、铟等一般均达到综合利用指标，详见表2；铜在铅锌矿石中含量较低，仅个别样品可达到工业利用指标，较高含量主要出现在硫铁矿矿石中；砷富集于个别样品之中[3]；区内金属矿物中硅酸盐含量详见表3。

表1 中间沟—断层沟铅锌矿区矿石矿物成分一览表

表2 中间沟—断层沟矿区化学成分分析结果表

表3 硅酸盐分析结果表

（3）组分变化及相互关系。Ⅰ-2-3矿体为本区主要矿体，主要分布于077～0109线。从走向上看铅、锌品位总体中部高、两端低，其中085线铅品位最高，081线锌品位最高。矿体厚度总体中部厚，两端薄，089线平均厚度最大。总体上铅、锌品位与厚度呈正相关关系（见图2）。

图2 Ⅰ-2-3矿体沿走向组分变化曲线图

（4）矿石结构构造：

矿石结构：主要有粒状结构、镶嵌结构、乳浊状结构、交代结构及压碎结构等。

矿石构造：主要有团块状构造、条带块状构造、稠密浸染状构造、条带—浸染状构造、细脉状构造等。

（5）矿物生成顺序。根据矿石矿物成分、产出形态、结构特征分析，矿物之间交代现象十分普遍，黄铁矿—方铅矿—闪锌矿共生普遍[4]，但也存在阶段性矿物，其生成顺序见表4。

（6）矿石类型。根据矿石结构、构造特征可划分为浸染状矿石、条带状矿石、团块状矿石、角砾状矿石及细脉状矿石5种类型。

4 矿床成矿规律

4.1 成矿机制

（1）锡铁山铅锌矿床为国内典型火山喷流沉积、热液叠加改造型硫化物多金属矿床，而中间沟—断层沟铅锌矿区作为锡铁山矿床南东延伸部分，其矿体形成机制与锡铁山主矿区存在类似之处。

（2）锡铁山铅锌矿床产于裂谷型优地槽地质环境，火山后期喷气热液与含卤海水相互作用，为矿床形成提供了成矿物质来源[5]。

表4 矿物生成顺序表

（3）区域性生长性断裂活动与火山活动联合作用形成海底次级盆地，一方面将深部含矿热卤水泵送至海底，另一方面将海底火山喷气热液及初期产物与部分火山碎屑岩转移到次级盆地最终得到沉淀[6]，为矿体形成提供了场所。

（4）晚期火山强烈旋回活动对早期成矿层位进行热液叠加改造，再次为成矿层位补充了热源及物质来源。

（5）早古生代晚期，裂谷型优地槽历史结束，多期次造山运动使早期含矿层位发生位移与变形。新的热液沿着构造导矿通道，促使含矿物质重新活化并转移，矿物质得到再次沉淀，导致矿体具有后期热液叠加改造特点。

4.2 成矿规律

（1）地层及岩性控矿规律明显，火山喷流沉积型矿床类型表现特征突出，矿体如锡铁山主矿区一样，产在中奥陶统滩涧山群绿泥石英片岩岩相突变部位。

（2）断裂控矿作用明显，矿区内构造复杂有序，断裂十分发育，规模大，活动性强，且具多期次、多级别、多方位的特征。主要有NW向、NE向、近SN向、近EW向4组断裂，优势构造为北西向断裂。强烈的断裂活动为含矿热液运移和成矿物质富集沉淀提供有利条件，成为良好的导矿和容矿构造，对矿体形成作用明显。中间沟—断层沟铅锌矿矿体产于NW向断裂带中，据物化探成果显示，其异常沿NW向断裂呈条带状、念珠状分布；NW向断裂和近SN向断裂交汇处化探异常明显密集，且异常长轴方向与近南北向断裂的方向基本一致[7]。

（3）区内成矿作用地质年代跨度大，具有多期次性，且各成矿期成矿作用强弱不一。加里东期—华力西期为该矿区成矿高峰期，矿区Pb、Zn、Cu、Ag矿体主要形成于该时期。

5 下一步找矿方向

通过对中间沟—断层沟铅锌矿床地质特征、矿床形成机制及成矿规律等综合研究分析结合近年来钻探工程揭露，笔者认为本区下一步找矿方向大致如下：

（1）铁山主矿区1线以东以含炭质绿泥石英片岩为赋矿围岩的厚大矿体群，此类型为SEDEX型矿床的主要矿化类型。结合物化探异常，根据其侧伏规律，矿体应向东延伸至本区深部地层，而本区下一步则应留意在灰黑色炭质绿片岩中寻找厚富隐伏铅锌矿体。

（2）条带状大理岩与绿泥石英片岩之间的接触部位为成矿的有利地段，特别应注意大理岩与上盘的绿片岩接触部位。

（3）同生断裂作为控矿构造，对找矿有利。应留意同生角砾状大理岩带，特别是大理岩带沿走向上厚度突变地段。

（4）若发现条带状大理岩、薄层状大理岩及条带状硅质岩与绿片岩互层地段，则其附近为找矿有利部位。

（5）若碳质片岩及绿泥片岩中石英细脉定向发育，并伴有明显细脉状黄铁矿化，则应注意其延伸方向是否会富集成矿。若在浅部地段发现以黄铁矿为主，则深部将会发现较好的团块状铅锌矿体，即矿体“蛋壳构造”现象[8]。

（6）在片岩及大理岩中，若断续出现二长石英片岩，则应注意二长石英片岩附近是否会有铅、锌、金、银矿体的存在。