青海玛考才格铜铅锌矿床地质特征与成矿流体探讨

庞仁俊，张显虎，梅刚

青海玛考才格铜铅锌矿床地质特征与成矿流体探讨

庞仁俊1，2，张显虎2，梅刚2

（1.成都理工大学地球科学学院，成都 610059；2. 四川省地矿局川西北地质队，四川 绵阳 621000）

玛考才格铜铅锌矿位于西南三江成矿带北段，大地构造位置属特提斯—喜马拉雅构造域的东段的（北）古特提斯造山系,区内褶皱、断裂等构造发育,岩浆活动频繁，成矿地质条件优越。通过对青海省治多县当江地区1∶5万地质矿产调查为基础,运用野外实际调查、化探、同位素分析等成果的总结，对研究区内的玛考才格铅锌矿的矿床地质和矿石特征进行了较为系统的研究，探讨了该矿床的热液流体活动及其与成矿作用的关系。

铜铅锌矿床；混合流体； MVT；玛考才格

玛考才格铜铅锌矿由青海省有色地质矿产勘查院和川西北地质队在进行当江地区1∶5万矿产地质调查所发现，随后转入预查和普查工作。该矿床位于位于青海玉树地区三江构造带北段,唐古拉准地台北缘,区内褶皱、断裂构造发育,岩浆活动频繁。乌兰乌拉湖-玉树深断裂既控制着区内地层和岩浆岩的分布,也是成矿物质来源的主要通道,成矿地质条件优越。测区跨两个成矿带：北部的西金乌兰—玉树印支期、燕山期铜、铅、锌、银金成矿带和南部下拉秀印支期铅、银（钨、锑、金、稀有）成矿带。西金乌兰—玉树成矿带进一步分为通天河印支期铜铅锌成矿亚带和风火山白垩纪铜、银、铅、锌成矿亚带；下拉秀印支期成矿带仅有一个成矿亚带-赵卡隆印支期铅、银（钨、锑、金、稀有）成矿亚带。矿带内主要有大型尕龙格玛多金属矿床、口前曲砂金矿床、尺候石灰岩矿床、当江铜多金属矿床等。

图1 玛考才格1/1万地形地质图

1. 全新统冲洪积物2.全新统Ⅱ级阶地3. 沱沱河组4. 结扎群波里拉组5巴塘群碳酸盐夹火山岩组.6. 砂岩7. 板岩8. 砾岩9. 粉砂岩夹砂岩10. 砂岩与砾岩互层11. 实测地质界线12. 实测、推测逆断层及编号13. 实测平移断层14. 绿泥石化带15. 褐铁矿化带16. 岩层产状17. 片理产状18. 矿化体及编号19. 探槽位置及编号20.化分样品位置及编号

1 矿床地质特征

1.1 地层

矿区内出露的地层有晚三叠世巴塘群碳酸盐岩、火山岩岩组（T3B）、晚三叠世结扎群中的波里拉组（T3）、古近世沱沱河组（Et）。矿体赋存的地层为晚三叠世巴塘群碳酸盐、火山盐岩组（T3B）下部，主要由一套灰色、紫灰色砂岩，粉砂岩组成。

晚三叠世巴塘群碳酸盐岩、火山岩岩组（T3B）：下部主要由一套灰色、紫灰色砂岩，粉砂岩组成，泥质灰岩在地层中所占比重大小不一，厚度大于361.59m；上部主要由中厚层－块层状结晶灰岩组成，其中夹有少量紫红色粉砂岩，厚度大于869.32m。该组分布于矿区的北部。

晚三叠世结扎群中的波里拉组（T3）：岩性组合为灰白色-灰色厚-块层(碎裂状)结晶灰岩，本组与巴塘群推测为断层接触关系，分布于矿区的南部，厚度大于274.64m。

古近系沱沱河组（E1-2）：其与下伏的三叠系地层为断层接触或角度不整合接粗，为一套冲、洪积为主兼湖相沉积。下部为紫红色厚一块层状的砾岩夹砂岩，上部为紫红色中层-厚块状中细粒石英砂岩夹复成分砾岩和含砾粗砂岩，偶夹不纯钙质透镜体。地层常分布于大型断陷盆地中，呈北西-南东走向的带状展布。本组分布于矿区的中部，厚度大于86m。

地层总体呈北西—南东走向，总体为一单斜地层，局部层内波状起伏。

1.2 构造

地质构造单元属于北羌塘—昌都陆块下的吓根龙-巴塘火山弧带，位于麦龙涌-查诺动复式背斜的南西侧。区内断裂构造以北西向为主，近南北向和北东向次之。呈压扭性的主要断裂构造为矿液的运移提供通道，次级的张性断层为赋矿构造，在断层与褶皱交汇处形成了矿化体。工区内发育有6条断层，编号F1-F6，其中北西向断层三条，北东向断层两条(控矿构造)、近南北向断层一条（后期改造构造）。

1.3 变质岩

矿区变质作用比较弱，变质岩十分发育。主要为区域变质作用的产物，次为动力变质作用的产物；变质岩石类型主要有微变质的砂岩、微变质粉砂质、粉砂质板岩、泥质板岩和结晶灰岩，动力变质岩有断层角砾岩和碎裂岩等。

1.4 围岩蚀变

区内蚀变作用较强且具分带现象，由内及外主要为孔雀石化和黄铜矿化、褐铁矿化、绿泥石化、碳酸盐化。褐铁矿化蚀变带主要在断层带内及附近的节理破碎带内，出露宽度5～20m；赤铁矿化、褐铁矿化、碳酸盐化产于灰岩蚀变破碎带和砂岩蚀变带中，带宽2～5m，并可见少量方解石脉充填。

1.5 化探异常

1∶20万水系沉积物测量，在玛考才格一带圈定出Pb、Zn、Ba丙类异常， Pb、Zn为中、低温热液成矿元素，而Ba是热水成矿指示元素。异常元素相互套合较好，形态多为近东西走向的椭圆形，与地层、构造总体方向大体一致。

在异常区开展1∶5万水系沉积物测量圈定了具内中外三级分带的异常区，仍集中在玛考才格，异常元素组合为Cu、Bi、W ，Cu峰值367.2×10-6，本异常具有异常元素组合简单，套合较好、衬值高，各元素具内、中、外带分布，三种元素相互套合好，找矿指示作用强等特征。异常中心位于巴塘群的碳酸盐岩、火山岩组的杂色碎屑岩中，部分位于灰白色块层状灰岩、白云质灰岩中分布区。

1.6 遥感影像特征

遥感异常较弱，矿区北侧仅见有小块状弱羟基异常，在影像图上三级羟基蚀变（黄色）呈孤立的星点状分布，羟基异常范围较小且弱，经过实地验证羟基因为灰岩表面的绿泥石化所致。铁染异常呈带状集中分布，与破碎带的褐铁矿化有关。

2 矿体特征

通过开展经1∶1万地质填图和槽探工作，在玛考才格地区共圈出2条矿化蚀变带 (由北向南命名为Ⅰ、Ⅱ号矿化蚀变带)，主要为铜、铅、锌矿化。

Ⅰ号铜铅锌矿化蚀变带：位于矿区北段（背斜北翼），Ⅰ号铜铅锌矿化蚀变带延伸约6000m，宽约40m，走向上呈近东西向分布，倾向北，赋存于北侧浅色的长石石英砂岩中及与长石石英砂岩接触的西侧灰岩中，带内岩石风化色呈黄褐色，带内圈出3条矿体。蚀变带内岩性由砂岩，蚀变灰岩、硅质岩，断层泥等组成。氧化矿石矿物以褐铁矿、孔雀石等组成，原生矿石矿物为方铅矿、闪锌矿、黄铜矿。

Ⅱ号锌铅矿化带：位于Ⅰ号矿化带南侧（背斜北翼），矿化带岩性为紫红色泥钙质砂岩与长石石英砂岩，矿体产于层间裂隙中，长960m，宽20m；带走向上呈近东西向。圈出1条铜铅锌矿体2条铜矿体。氧化矿石矿物以褐铁矿为主、偶见孔雀石，原生矿石矿物为方铅矿、闪锌矿。蚀变现象较普遍，具硅化、碳酸盐化、高岭土化。

Ⅰ号铜（铅）锌矿化体，有一条探槽控制，位于测区北西侧。围岩为浅灰黄色长石石英砂岩，岩石局部表面见有褐铁矿化和绿泥石化，岩石局部破碎，节理裂隙发育，裂隙面较为平直，充填物为孔雀石和褐铁矿。岩石表面和裂隙中中多见孔雀石和蓝铜矿，岩石新鲜面可见有星点状黄铜矿、黄铁矿。属于含锌铜矿体，矿体宽3~8m，延伸长大于200m，产状为328°∠26°。矿石品位：Cu 0.202%~0.71%，Pb 0.628%，Zn 0.825%~1.86%。

Ⅱ号铜矿（化）体：为铜矿化蚀变带，两条探槽控制。矿化体位于紫红色劈理化砂岩与灰黄色长石石英砂岩接触带附近的灰黄色长石石英砂岩内，长石石英砂岩中见有孔雀石化蚀变，岩石中局部含有星点状黄铜矿及黄铁矿晶体。矿化带宽2~5m，延伸长度大于120m矿化体产状为36°∠31°。矿石品位：Cu 0.24%~0.47%。

Ⅲ号铜矿（化）体：为铜矿化蚀变带，矿化体位于灰黄色薄-中层状长石石英砂岩内，岩石单层厚约5~19cm，岩石局部破碎，岩石发育劈理和张节理。矿化体长度大于160m，砂岩中见有孔雀石、蓝铜矿，及星点状黄铁矿、黄铜矿。矿石品位：Cu 0.22%~0.83%。

3 矿石特征

矿石类型主要有黄铁矿黄铜矿矿石、黄铁矿闪锌矿矿石。矿石多为细粒粒状结构和交代结构，浸染状、微脉状构造。矿石矿物成分比较简单，主要为黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、黝铜矿，次生矿石矿物为辉铜矿、铜蓝和孔雀石。矿石矿物至少属于两个世代，早期多呈细粒浸染状，晚期主要为细脉状、微脉状、条带状。脉石矿物主要为绢云母、石英，其次为方解石、钠长石、重晶石。

3.1 矿石特征

1）矿石的自然类型：按矿石氧化程度和目前的控制程度，划分为硫化物矿及氧化矿。硫化物矿石见于长石石英砂岩，主要为方铅矿和闪锌矿；重晶石脉中主要为黄铜矿、黄铁矿；氧化矿在蚀变矿化带中较为发育，为原生铅锌矿石氧化后形成的。

2）矿石结构构造。由长石石英砂岩中铅锌矿物来看，矿石多为中-细粒、细粒状结构、星点状、块状构造等。矿石矿物为方铅矿、闪锌矿。重晶石脉中的黄铜矿物，矿石矿物多为中粗粒结构，块状、浸染状构造。

3）围岩蚀变：主要为褐铁矿化、绿泥石化、碳酸盐化，局部还见的孔雀石化和黄铜矿。

3.2 矿石构造

1）闪锌矿：闪锌矿在反射光下表现为灰白色，在透射光下为半透明的棕褐色。依据镜下的形态，闪锌矿主要呈现为不规则颗粒状分布于脉石矿物白云石裂隙中，部分闪锌矿外围为其氧化矿物菱锌矿或锌白云石，在颗粒中心存有少量残余闪锌矿。粗粒闪锌矿直径约为120μm，边缘呈放射状。细粒闪锌矿直径约为10μm。重结晶状闪锌矿：表现为闪锌矿颗粒的结晶长大，在部分样品中闪锌矿结晶程度不同，闪锌矿颗粒重结晶成大颗粒或近似结晶生成脉状。脉状、网脉状胶结充填状闪锌矿：后期闪锌矿沿白云石颗粒或角砾裂隙空洞充填，呈现为近脉状或网脉状，并浸染交代裂隙边缘白云岩角砾。

2）方铅矿：样品中方铅矿反射光下为白色，加透射光亦不透明，颗粒小，可见其特征的黑三角形孔。方铅矿主要以不规则状网脉状、脉状分布，也有少量方铅矿以细小颗粒状分布；在方铅矿网脉状中包含有闪锌矿颗粒，表明方铅矿略晚于闪锌矿；在1号矿体见有块状方铅矿矿石，镜下观察呈现流纹状并包含有黄铁矿、闪锌矿颗粒。部分方铅矿被铅矾所交代，也有部分已经完全氧化为白铅矿。白铅矿主要分布于铅锌矿矿床氧化带，是方铅矿风化第二阶段的产物。

3）黄铁矿：黄铁矿在反射光下的反射色为浅黄色。重晶石脉中黄铁矿主要呈不规则状、浸染状分布于造岩矿物白云石裂隙或空洞中。黄铁矿大部分为褐铁矿所包围，其中部分黄铁矿完全氧化为褐铁矿，显微镜下可见黄铁矿周围为红褐色反应边，所蚀变成的褐铁矿部分保存有较好的黄铁矿晶体形态。碳酸盐岩中的黄铁矿主要以细小颗粒状，呈现为半自形至它形分布于重晶石晶体颗粒之间或裂缝中。部分为闪锌矿所包围，反映了其早于闪锌矿生成。而TC9样品中，黄铁矿为较大的颗粒状，为闪锌矿所交代，形成港湾状。颗粒大小大于1 000μm。

4）黄铜矿：黄铜矿在反射光下的反射色为黄色,不显多色性，反射色黄绿色，反射率为45，中低硬度（3.5），不显双反射多色性，弱非均质性，不规则粒状晶，包在闪锌矿颗粒中，晶体集合体呈草莓状。被铜蓝、孔雀石交代呈浑圆状。颗粒大小大于200μm。

3.3 矿石结构

矿石结构系指矿物晶体的形状主、大小和空间的分布特征。玛考才格铅锌矿区的矿石结构主要有：

自形半自形结构：黄铁矿多呈自形到半自形的菱形六面体或近于菱形六面体的颗粒状分布于白云石裂缝或空洞处；黄铁矿、闪锌矿和方铅矿等被重晶石所胶结在一起，黄铁矿颗粒粒径多为70～120μm。

它形结构：它形结构是矿石中最常见的一种结构。闪锌矿多呈现为圆形颗粒状分布于白云石中，粗粒闪锌矿的粒径多为120μm以上；而细粒闪锌矿颗粒直径则多为10μm.粗粒闪锌矿的颗粒边缘多呈现为放射状，是后期闪锌矿反应加大边。矿石样品中部分黄铁矿呈现为不规则粒状。

浸蚀结构: 浸蚀结构在玛考才格铅锌矿床区较为常见。主要表现为闪锌矿沿粗大黄铁矿的边缘或裂缝处交代，黄铁矿形成明显的港湾状结构，或呈弧岛状残留体被包裹于闪锌矿之中。溶烛结构表明金属矿物沉淀过程中，溶液与矿物处于平衡状态。

交代或交代残余结构：闪锌矿、方铅矿脉充填于白云岩角砾空隙或空洞中，并交代角砾边缘的白云岩；也常见菱锌矿氧化交代闪锌矿，白铅矿、铅钒氧化交代方铅矿，部分黄铁矿被褐铁矿氧化交代形成交代或交代残余结构。因表生淋滤氧化作用强烈，部分黄铁矿完全氧化成褐铁矿、闪锌矿氧化为菱锌矿和水锌矿，具有黄铁矿和闪锌矿的晶形轮廓的假象。

包含结构:显微镜下可观察到黄铜矿、黝铜矿细小颗粒被包含在闪锌矿颗粒中，反映了被包含者生成时期较早。

胶结脉状、网脉状结构：闪锌矿、方铅矿以脉状充填穿插于白云石、白云岩空洞裂隙处。

3 同位素地球化学

在玛考才格矿床依据铅锌矿石类型、铅锌矿赋存状态，选择相应的矿石，共挑选出20余件方铅矿、闪锌矿、黄铁矿单矿物，分别于中国科学院地质所进行质谱分析，测试34S同位素值。

图2 玛考才格锌矿区硫化物34S同位素直方图

硫化物同位素直方图表现出相对集中的分布，但不具有明显的塔式分布特征。脉状及块状铅锌矿石中的方铅矿硫同位素值为-3.32%～-16.16%，闪锌矿为-6.5%～-14.86%，黄铁矿为-1.78%～-10.72%；但颗粒浸染状矿石中方铅矿、闪锌矿、黄铁矿中的硫同位素的值则接近于0。可能说明沉积颗粒状硫化物与后期热液改造脉状矿石中的硫化物中硫来源不一致。从热液矿床含硫化物硫同位素值可以看出，玛考才格铅锌矿硫来源基本投入MVT型硫化物范围内。

图3 热液矿床含硫矿物的34S值(据Hugh R.Rollison,1993修改)

脉状、块状铅锌矿石中的黄铁矿硫同位素平均值为-6.72%，方铅矿平均值为-9.90%，而闪锌矿平均为-7.90%。方铅矿d34S‰值小，闪锌矿d34S‰值大，这种差异与铅锌矿的结晶时间有关:闪锌矿的结晶时间早于方铅矿，矿石结构中可见方铅矿交代闪锌矿的现象。玛考才格脉状的黄铁矿、闪锌矿和方铅矿的d34S‰值为黄铁矿>闪锌矿>方铅矿，认为是平衡条件下形成的矿物，但是不排除这种平衡被后期热液的充填破坏。此外，黄铁矿d34S‰值范围广，从负值到正值均有，特别是沉积颗粒状与后期热液脉状、块状矿石中的黄铁矿差异较大，反映出区域热液活动具有多期性特征。

结合已有的稳定同位素资料,方解石中的δ13CV-PDB值为-4.2‰～0.4‰,石英流体包裹体中的δDV-SMOW为-89‰～-127‰,计算所得的石英及方解石的δ18O水值在-11.4‰～7.6‰之间,表明成矿流体主要为大气降水还有少量的岩浆水的参与,流体中的碳主要来源于海相碳酸盐岩,成矿流体的物理化学条件的改变及流体的不混溶作用在成矿过程中起了重要作用。

4 地质流体与成矿的关系

玛考才格不同结构矿石中硫化物的硫同位素表现不同，沉积草莓状、颗粒浸染状硫化物硫同位素接近于0；而热液作用下呈现出脉状、网脉状、块（状）的硫化物则为-10%左右，表现出明显的不同；并且硫化物的硫同位素在热液硫化物矿床中主要投入到MVT型成矿类型中。Sangster(1983)论述认为，在矿石组分的运移和沉积过程中涉及大量的地质和地质化学作用所表现出来的混杂特征，这是MVT型矿床的主要特征之一。结合玛考才格铅锌矿区所表现出明显的交代溶蚀角砾的特征，认为本区经历了MVT型成矿的过程。

综上所述，玛考才格铅锌矿至少可分为二期成矿阶段：在弧后前陆盆地构造环境中，发育有MVT型铅锌矿床成矿；在后期构运动热液作用下，之前的铅锌矿可能会发生热液叠加改造。因此，在区域构造作用多期次的背景下，玛考才格形成多期次多阶段叠加成矿的特点。

[1] 庞仁俊，申勇胜，等. 青海省当江地区1∶5万矿产地质报告．

[2] 陈建平，等. 西南三江北段铜多金属成矿条件研究．内部资料，2012.

[3] 刘英超，侯增谦，等. 青海玉树东莫杂抓铅锌矿床地质特征及碳氢氧同位素地球化学研究[J]. 矿床地质，2012. 12.

[4] 周圣华. 陕西铜厂铜多金属矿床地质特征及成矿流体地球化学[J]. 中国地质，2012. 4．

Geological Features and Ore Fluids of the Makaocaige Cu-Pb-Zn Deposit in Qinghai

PANG Ren-jun1,2ZHANG Xian-hu2MEI Gang2

(1-College of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059; 2-Northwest Sichuan Geological Party, BGEEMRSP, Mianyang, Sichuan 621000)

The Makaocaige Cu-Pb-Zn deposit in Qinghai lies in the northern section of the Nujiang- Lancangjiang-Jinshajiang metallogenic belt in southwest China and in the Tethyan tectonic domain which is characterized by well developmental folding and faulting and strong magmatic activity. This paper deals with geological features, ore fluids and ore-formation of the deposit based on 1:50 000 regional geological survey, geochemical survey and stable isotope geochemical data.

Cu-Pb-Zn deposit; ore fluid; MVT; Makaocaige

2017-12-01

中国地质调查局青藏专项(1212010818040)资助

庞仁俊（1980-），男，四川江油人，高级工程师，主要从事矿床与区域成矿研究

P618.41,42,43

A

1006-0995（2019）02-0224-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2019.02.009