青海省兴海县握玛沟地区金铜多金属矿床地质特征及成因浅析

2021-02-25罗长海刘世宝乔建峰马德庆李福军云启成

能源与环保 2021年2期

罗长海，刘世宝，乔建峰，马德庆，李福军，云启成

(1.青海省地质调查局，青海西宁 810001； 2.青海省第五地质矿产勘查院，青海西宁 810003)

握玛沟金铜多金属矿床位于青海省兴海县与玛多县交界处的姜路岭南端，行政区划属海南藏族自治州兴海县管辖，以往该地区主要是在日龙沟—赛什塘一带开展找矿工作，发现了赛什塘、铜峪沟等大型铜矿，形成了省内著名的“铜峪沟铜矿田”，矿床成因类型以喷流沉积型铜多金属矿为主[1]。随着近年来对苦海—鄂拉山地区找矿工作的加快，在鄂拉山地区陆续发现了在日沟银矿、索拉沟银(铅锌)矿、鄂拉山银多金属矿等一批矿床点，矿床成因类型以喷流沉积加热液叠加改造型为主[2-3]，在苦海地区发现了苦海汞(金)矿，矿床成因类型为浅成造山型金矿[4-6]。在区域上构成了以温泉为中心，向北辐射的“银矿田”，向东辐射的“铜矿田”，向西辐射的“金矿田”的成矿格局，成矿地质条件十分优越。

握玛沟铜多金属矿床是在对1993年青海省地球化学勘查院和2007—2008年青海省地质调查院先后两次圈定的1∶5万水系沉积物异常检查的基础上发现的，前期虽然青海省地球化学勘查院对矿区1∶5万水系沉积物异常查证，发现了一定的金铜矿化线索，后期有民采硐探盗采的痕迹，但矿区一直未做系统规模的地质勘查工作，找矿潜力不清楚。随着笔者参与团队对矿区圈定的1∶5万水系沉积物异常进行了不同目的、不同比例尺的地质勘查工作以及相关地质研究工作以来，发现了数条金铜多金属矿体，目前研究区仍处在找矿探索阶段。本文旨在通过分析研究成矿地质背景、矿床地质特征，对矿床成因进行初步探讨，从而为该区进一步找矿提供理论依据，以推动研究区及周边地区找矿工作的进一步开展。

1 成矿地质背景

研究区大地构造位置上处于东昆仑造山带与西秦岭造山带交汇部位，构造格局极为复杂，总体呈现出断裂纵横、褶皱发育的特点(图1)。

图1 鄂拉山地区区域大地构造位置图及矿床分布示意Fig.1 A map of regional geodetic tectonics and a schem-atic diagram of deposit distribution in Ela Mountain Area

从古元古代开始，该地区经历了多期旋回造山事件的改造，地层受各地质时期的构造变动明显，褶皱断裂发育，岩性岩相变化较复杂，构造混杂现象普遍，地层多以岩片、断块形式出现，表现为有层无序的构造混杂岩带特征，具典型的造山带地层构造特征[7-9]。

1.1 地层

矿区出露地层主要为中下三叠统隆务河组(T1-2l)地层，占矿区地层面积近90%，地层展布受断裂控制，按岩性组合划分为3个岩性段，即浅灰色—灰色长石石英砂岩夹板岩段(T1-2l3)，变石英杂砂岩、灰紫色硅质泥质板岩段(T1-2l2)，灰紫色岩屑长石砂岩段(T1-2l1)(图2)。其中，长石砂岩夹板岩段(T1-2l3)为矿区内主要地层，呈北东向展布，岩性组合主要以长石石英砂岩、泥钙质板岩、硅质泥质板岩为主，含有少量灰岩透镜体、砾岩透镜体，泥质硅质板岩为矿区的主要含矿岩性，具蓝铜矿化、孔雀石化、毒砂矿化、黄铁矿化。

1.2 构造

(1)褶皱构造。研究区内小型的短轴线性皱褶发育普遍，典型的与矿化有关的皱褶为与枢纽大致平行的一紧闭向斜和一宽缓背斜组成的复合褶皱，影响着区内构造格局。该褶皱呈近东西向展布，长度1.3 km，背向斜轴线与主山脊方向一致，两翼岩层对称，其核部主要由隆务河组的灰岩和砂岩组成，两翼主要由板岩和砂岩组成，枢纽面微向北东倾。翼部倾角一般在70°～80°，形成紧闭线性皱褶。矿体主要赋存于其背斜构造端，受F5近东西向逆冲断裂的影响，背斜两翼节理与裂隙较为发育，尤其在褶皱转折端及断层近旁更为密集，为区内矿体富集的最有利部位。

(2)断裂构造。研究区内断裂具有多期次活动的特点，不同期次的构造活动形成的断裂构造有着不同的断层性质，可分为近东西向、北西—南东向和北东—南西向3组。①近东西断裂为区内主构造断裂，走向230°～275°，倾向南东，倾角60°～65°。该组断裂规模较大，多贯穿全区，压扭性明显，以左行走滑逆冲为主。断裂带宽20～80 m，沿断层广泛分布石英脉，褐铁矿化、黄铁矿化、毒砂矿化、黄铜矿化等，是区内的主容、控矿构造；②北西—南东向断裂区内不甚发育，其形成时间晚于近东西断裂，断裂带内片理化强烈，胶结物铁染现象明显，其与区内成矿作用关系不明显；③北东—南西向断裂为区内发育最晚断裂，多切穿近东西断裂，两组断裂在工作区西侧呈现出交汇复合的特征。该组断裂自南向北呈现分支复合、膨大缩小的特征，且沿主断裂构造次级断裂十分发育，呈现出树冠状分布特征，带内石英脉和碳酸岩脉发育，脉宽10～40 cm，可见黄铁矿化、毒砂矿化等矿化蚀变现象，铁染现象较明显，为区内的主要容矿构造。

图2 握玛沟金铜多金属矿区地质简图(据文献[13]修编)Fig.2 Chematic map of geology for Womagou Gold-Copper Polymetallic Deposit

1.3 岩浆岩

研究区内岩浆活动不强烈，在矿区东部仅见有二长花岗岩透镜体出露(图2)，出露面积小于0.2 km2，顺断层侵入。据区域研究资料[10-12]，结合区内磁测资料显示[13]，认为该地区存在有隐伏岩体，与成矿关系密切。区域上岩脉发育，在成因和分布上与区域地质构造、深成侵入岩活动有一定的关系，区内主要发现有闪长玢岩脉，主要出露于二长花岗岩透镜体附近，呈近南北向展布；区内有少量凝灰岩小透镜体分布于隆务河组地层中，出露于区内二长花岗岩透镜体附近，推测区内有爆发相的形成环境特征。

2 矿床特征

2.1 矿体特征

目前矿区共发现矿化蚀变带5条(Sb1—Sb5)，其中西段3条(Sb1、Sb2、Sb3)，总体呈北东—南西向展布，赋存于隆务河组长石石英砂岩夹板岩段(T1-2l3)中，分布于AP1、AP2土壤异常区内，长0.8～4.5 km，平均宽20～55 m，带内矿化主要为褐铁矿化、毒砂矿化、黄铁矿化、黄铜矿化、蓝铜矿化、孔雀石化，蚀变为硅化、碳酸盐化，走向上具分支复合现象，沿主干断裂带，次级层间裂隙带十分发育，通过工程初步揭露在带内圈出2条铜矿体、1条金矿体；东段发现2条(Sb4、Sb5)，总体呈近东西向展布，赋存于隆务河组变石英杂砂岩、硅质泥质板岩段(T1-2l2)中，分布于AP3土壤异常区内，长2.5～2.8 km，平均宽35～60 m，带内主要矿化为毒砂矿化、褐铁矿化、黄铁矿化、孔雀石化、蓝铜矿化，蚀变为硅化和碳酸岩化，共圈出铜矿(化)体8条，金矿体1条。

金、铜矿体呈似层状、透镜状，基本为单工程控制，矿体走向为45°～108°，倾向北，倾角为50°～83°，控制长度为80～270 m，厚度为0.49～5.57 m。Au品位1.60～1.91 g/t，平均品位1.76 g/t；Cu品位0.30%～1.25%，平均品位0.58%。矿体围岩主要为硅质泥质板岩、粉砂质板岩、泥钙质板岩和变长石砂岩等，矿体与围岩界限明显，岩石普遍具毒砂矿化、黄铁矿化、硅化。具体各矿(化)体特征见表1。

表1 握玛沟矿体特征Tab.1 Characteristiclist for ore of Womagou Gold-Copper Polymetallic Deposit

2.2 矿石特征

(1)矿石矿物组成。矿石中的矿物组成较简单，金属矿物主要是黄铁矿、毒砂等硫化物，还有少量氧化矿物；脉石矿物主要有石英、方解石、长石等。①毒砂：奶油色略带粉红色，强非均质性，多呈他形—半自形粒状，少数呈自形粒状，如长条形、三角形、四边形等，多以粒状集合体的形式产出。粒度较为粗大，且变化较大，多在0.15～1.20 mm，后期由于应力作用，有碎裂现象发生。局部可见细小的毒砂以集合体的形式呈定向条带状分布，主要以粒状集合体的形式呈不均匀或稠密浸染状分布于脉石矿物中。是矿石中的主要硫化物，占矿石中矿物含量的20%～80%。②黄铁矿：淡黄色，多呈他形不规则粒状，以细粒状集合体的形式产出，粒度较为细小，一般在0.01～0.10 mm，主要以粒状集合体的形式呈局部星散状分布于脉石矿物中。占矿物含量的5%～10%。③黄铜矿：铜黄色，多呈他形粒状，不规则状，多以不规则集合体的形式产出，粒度较为细小，一般在0.01～0.20 mm，其主要以不规则集合体的形式局部星散状或团蔟状分布于脉石矿物中，少数呈脉状分布。占矿物含量的2%～8%。

(2)矿石结构。①自形粒状结构：毒砂少量呈自形粒状，以粒状集合体的形式产出，稀疏状和脉状浸染状分布于矿石中。②他形—不规则粒状结构：多数毒砂、黄铁矿、黄铜矿等以他形—不规则形粒状，以粒状集合体的形式呈星散状、团蔟状和浸染状分布于脉石矿物中。

(3)矿石构造。①浸染状构造：主要是黄铁矿、黄铜矿、毒砂等，呈单体或集合体、颗粒大小不等，不均匀或稠密浸染状分布于脉石矿物中。浸染状构造是该矿床中矿石的主要构造形式。②碎裂状构造：矿石受到后期应力作用，发生碎裂现象，裂纹发育，后期裂纹被矿物胶结或充填。

2.3 围岩蚀变特征

围岩蚀变广泛发育，类型主要有碳酸盐化、硅化、泥化、高岭土化、绢云母化、褐铁矿化。碳酸盐化主要以方解石脉形式广泛发育于构造破碎带及其两侧岩石中，脉体厚度一般小于1 cm，局部呈网脉状。硅化则以晚期石英细脉呈网脉状发育于构造角砾岩及其两侧岩石中。

3 矿床成因浅析

3.1 控矿因素

(1)地层与成矿的关系。区内目前发现的铜金矿(化)体均产于隆务河组地层砂岩、板岩中，层控性明显。

赋存于该地层硅质泥质板岩、粉砂质板岩、泥钙质板岩和变长石砂岩中，主要是1套泥质细碎屑岩系，区域地球化学特征显示[14-15]，区内金、银、铜、铅、锌等背景含量明显偏高，且已有矿床点资料显示，省内著名的瓦勒根金矿床就产于隆务河组地层中[16]，为该矿床的主要矿源层，显示了隆务河组地层内金、银、铜、铅、锌的相对富集。

对研究区内槽探、钻探等工程手段所采集的212件岩石样品进行了Cu、Au、Pb、Zn、As、Sb、Ag、Co、Sn元素相关性分析(其中分析Ag 89件，Co、Sn 152件，As、Au、Cu、Sb、Zn 212件)(表2)，结果表明，区内存在Cu、Ag、Au 和Pb、Zn两类成矿元素组合特点，具有中低温元素成矿的特征。

表2 握玛沟金铜多金属矿区主要元素相关性分析Tab.2 Main elements correlation analysis of Womagou Gold-Copper Polymetallic Deposit

(2)构造与成矿的关系。区域上该地区被昆中、昆南、温泉深大断裂所夹持，沿着这些深大断裂发现了省内众多的金、铜多金属矿床，是金、银、铜、铅、锌、等成矿和聚矿有利地段。区内受深大断裂的影响，地质构造十分发育，严格控制着区内化探异常、铜金矿体的分布。根据区内地质资料显示，由于深部岩体的侵入作用，在近东西逆冲断层F5的影响下，区内形成了断层南侧上盘发育紧闭性向斜构造、北侧下盘发育背斜构造的特征。断层上盘受向斜构造的影响，南侧压力增大形成封闭体系，多形成挤压裂隙，从两翼向核部由宽变窄直至尖灭，导致深部含矿热液无法向上运移，未形成储矿空间；下盘受背斜构造的影响，北侧发育张性裂隙，产生的破碎带为含矿热液的运移提供了通道，并在断裂破碎带附近发育的流劈理、节理、裂隙等这些小的构造空间内富集成矿。

(3)岩浆岩与成矿的关系。区内岩浆岩不甚发育，根据区内磁测结果，结合区域资料显示，区内深部极有可能存在隐伏岩体，该岩体为区内成矿运移提供了热动力条件及一定的矿源[12]。

3.2 成矿机理

研究区西南距苦海汞金矿仅不到400 m，与苦海矿床有相似的成矿特征。前人通过采集苦海汞金矿的脉石矿物石英、方解石内流体包裹体成分进行测定[5-6]，表明区内矿床成矿流体以建造水和大气降水为主，并可能有岩浆热液的加入。成矿流体盐度为1.90%～5.70%，密度为0.78～0.97 g/cm3，流体包裹体均一温度为118.8～291.6 ℃，为典型的中低温热液型金矿床。

矿区位于东昆仑与西秦岭陆块的结合部位，是华力西时期一条北东东向展布并与东昆仑布青山—阿尼玛卿洋相连通的分支小洋盆，即苦海—赛什塘分支洋[17-18]。该小洋盆自泥盆纪弧后扩张，经历了早华力西期洋壳形成与发展、形成了多“弧—盆” 格局，在此阶段通过不断接受滨海—浅海相沉积，大规模的陆源碎屑沉积为该地区带来了丰富的矿物质。随着华力西晚期—印支期洋壳俯冲消减，柴达木和若尔盖微陆块发生弧—陆碰撞分支洋闭合，进入造山阶段。此过程中伴随着地层的挤压变形，发生了强烈的构造—岩浆活动，为该区带来了强大的热动力条件，构造岩浆等热事件的发生促使了该区内地下水循环系统的广泛发育，地下水在温度、压力等因素影响下沿着区内深大断裂不断进行深层次循环，淋滤出有用组分；而浅部构造体系由挤压性质转向伸展扩张性质，应力的松弛、岩层的张裂导致地下水循环系统的物理化学性质变化[19-20]。深部岩浆富含矿化剂的流体与通过深大断裂的裂隙系统下渗的大气降水、地层建造水的参与下，通过不断的水—岩反应，萃取高背景矿源层中的成矿物质，形成含矿热液流体。含矿流体在不断的运移循环过程中，由于物理、化学条件的急剧变化，携带大量矿质的成矿流体在成矿结构面处(构造薄弱地带等)发生矿质的沉积富集，最终形成握玛沟金铜多金属矿床。