柴达木盆地北缘多金属矿成矿地质背景及找矿标志

张 涛

（海西州国有资本投资运营（集团）有限公司，青海 海西 817000）

柴达木盆地是中国三大内陆盆地之一，属封闭性的巨大山间断陷盆地，位于青海省西北部，青藏高原东北部区域，西北北抵阿尔金山脉，西南至昆仑山脉，被动有祁连山脉，面积约24万平方公里，内陆盛产铁矿、铜矿、锡矿、盐矿等多种矿物，故被称作“聚宝盆”。柴达木盆地北缘成矿矿种较多，其中多金属矿成矿地质构造比较复杂，由于其复杂的地质特征，导致目前柴达木盆地北缘多金属矿开采程度比较低，具有较高的开采难度，并且至今还没有明确柴达木盆地北缘多金属矿成矿地质背景，以及其找矿方向和找矿标志也没有明确的研究理论。为此，本文参考前人的工作成果，提出对某一处柴达木盆地北缘多金属矿成矿背景及找矿标志的研究。

1 柴达木盆地北缘多金属矿成矿地质背景

柴达木盆地北缘多金属矿的形成主要受到地层、构造和入侵岩三个因素的影响，构成了柴达木盆地北缘多金属矿成矿地质背景，下图为柴达木盆地北缘多金属矿成矿地质背景示意图。

从上图可以看出，地层、构造、入侵岩为柴达木盆地北缘多金属矿成矿形成了时间、空间、化学成矿背景，以下将从该三个方面对柴达木盆地北缘多金属矿成矿地质背景进行详细分析。

1.1 地层

柴达木盆地北缘多金属矿地层形成时间以此为寒武系、新元古界和震旦系，其中大部分柴达木盆地北缘多金属矿地层主要形成于寒武系时期，该时期形成的地层与奥陶系时期形成的地层呈整合接触和断层接触关系，两组地层紧密连接，并且与震旦系时期形成的地层呈整合接触关系[1]。寒武系地层整体走向为东西向，地层岩石类型主要为碳酸盐和页岩，地层整体倾斜角度为15°～35°[2]。震旦系时期形成的地层在柴达木盆地北缘多金属矿地层中占次要地位，占整个地层的五分之一，主要集中在矿区的西南部，其形成原因主要是受到冰期结束后的大面积海侵活动影响，与上覆寒武系时期形成的地层整合但是不平行，地层岩体分为上、中、下三部分，上部地层主要岩体为碳酸盐和页岩，岩性呈弱酸性，岩体向下倾斜，呈35°角；中部地层主要岩体为石灰岩和花岗岩，岩性呈中酸性，岩体整体保持平行状态；下部地层主要岩体为花岗岩和石英岩，岩性整体呈弱碱性，岩体向上倾斜，整体呈25°～35°角。震旦系时期形成的地层分层比较明显，整体发育比较好。

图1 柴达木盆地北缘多金属矿成矿地质背景示意图

奥陶系时期形成的地层发育较好，主要分布于柴达木盆地北缘多金属矿中东部、东南部，其下界与寒武系为整合，而上界为一滑脱面，常造成区域上沿次滑脱断层缺失，因而奥陶系保存不全。下段主要为厚层白云岩，夹有白云质泥晶、细晶灰岩，由下到上依次为具薄纹层厚层细晶白云岩、厚层细晶白云岩、厚层状同生角砾白云岩、厚层灰质白云岩，底部层面具晶洞，顶部为厚层泥晶灰岩具水平-波状层理，总体上是两次由粗变细的沉积旋回。上段以厚层泥晶灰岩、藻团粒、藻屑微泥晶灰岩为主，间有为微泥晶，细晶白云岩。由下到上也有两个大的沉积旋回：泥晶灰岩－藻团粒微泥晶灰岩，生屑泥晶灰岩-灰质细粒白云岩。其底部以内碎屑细晶白云岩与第一段为界。

1.2 构造

柴达木盆地北缘多金属矿构造以断陷坳陷构造为主，主要形成于印支期，断陷坳陷构造在柴达木盆地北缘多金属矿有阿尔金南断陷带，位于柴达木盆地北缘多金属矿西北部。断陷坳陷构造东南缘受北东向、东西向断层控制而呈北西凸出之弧形，断陷坳陷背斜呈沉积超覆及断层接触。西部濒临天山山脉出露有含膏白云岩，旁侧一线有一呈北东向展布的重力梯度带，可能为盆地西缘，总体呈北东向延伸，构造面积约300平方公里。该断陷坳陷构造控制了砂砾岩沉积和火山岩的分布。砂砾岩为湖泊相，底部不整合覆于上三叠统铜头尖砂页岩之上，其间缺失侏罗纪沉积，但不排除其存在的可能性。火山岩呈间歇喷发，受东西向深断裂控制，表层北东向构造制约其展布，属构造裂隙式喷发-喷溢和潜火山侵入。地表遭受剥蚀，而在砂砾岩顶（上）部，堆积含火山岩砾（玄武安山岩、安山岩、玄武岩）之砾岩、粉砂岩。火山岩的流动构造产状，均为向南倾斜，呈单斜产出，与产状一致。盆地内南部有一北东向带状分布的负重力异常，系盆地中心。

断陷坳陷构造东部发育并不作用于柴达木盆地内的二级构造带，主要有月牙山坳陷、阿拉尔坳陷、英北坳陷、昆北坳陷以及尖北坳陷，其中月牙山坳陷和阿拉尔坳陷位于月牙山-阿拉尔一线，为大通砂砾岩沉积。南部与古生界呈超覆接触，走向东西，倾斜北西，倾角30°～50°，为单斜层。是一套无沉积韵律之山前堆积之砂砾岩，分布零星，可能受后期剥蚀所致。英北坳陷位于柴达木盆地北缘多金属矿西南英北地区，岩层呈北东向延伸，除西边被第四系掩盖，皆与古生代呈超覆沉积接触，与下伏砂砾岩接触关系不明，倾向北西，倾角40°，属断陷萎缩阶段的产物。断陷坳陷构造西部规模及控盆作用较弱，形成时间也较晚[3]。总体呈北东向展布，区内长约90km，宽12km～25km。区域内出露地层为陆屑碎屑沉积，局部可见其不整合覆于柴达木盆地内早中侏罗纪地层之上，其北西侧天山造山带呈断层接触。该边界构造具正断层特征，岩层总体走向30°～45°，倾向北西，倾角10°～30°，局部挠曲，倾向南东，总体呈一单斜构造。

1.3 入侵岩

柴达木盆地北缘多金属矿地球化学及Sr-Nd-Hf同位素资料表明，代表性的岩体包括月牙山岩体、阿拉尔岩体、英北岩体、昆北岩体和尖北岩体等，它们总体呈北东向带状展布。这些岩体按岩性主要分两类：一类为闪长质侵人岩体，包括月牙山岩体、阿拉尔岩体、英北岩体；另一类为花岗质岩体。其中月牙山岩体是柴达木盆地北缘多金属矿具代表性的中生代中酸性岩体，为两阶段岩浆侵入形成。早阶段角闪石英二长岩具有较大的SiO2含量变化范围（59.83%～70.12%），全碱含量为7.02%～9.56%，晚阶段黑云母二长花岗岩SiO2含量为72.46%～78.65%，具较高的全碱含量（8.05%～10.22%），两者可归为钙碱性-碱钙性花岗岩类；它们明显富集Rb，Th，K等大离子亲石元素和Pb，U元素，显著亏损Nb，Ta，Ti等高场强元素；与早阶段相比，晚阶段具显著的Eu负异常，表明其经历了斜长石的分离结晶过程。Sr，Nd同位素特征显示，柴达木盆地北缘多金属矿中酸性岩可能来源于化学组成与变质杂岩类似的古老的下地壳物质。LA-ICPMS定年结果显示岩体的侵位年龄为（127±1）Ma-（131±1）Ma，与柴达木盆地北缘多金属矿大规模分布的中酸性岩及基性-超基性岩的侵位年龄（120Ma～135Ma）一致。花岗岩是在陆内伸展的构造环境中形成的，早白垩世柴达木盆地北缘多金属矿大规模岩浆热事件的产生与岩石圈拆沉和软流圈上涌有关，古太平洋板块俯冲远程效应加剧了柴达木盆地北缘多金属矿带在早白垩世的拉伸，从而导致岩石圈拆沉。

2 柴达木盆地北缘多金属矿找矿标志

根据以上分析，此次将从地层、构造、地球化学、入侵岩四个方面对柴达木盆地北缘多金属矿找矿标志进行分析，其中地层标志：富含火山质的浅变质地层，为柴达木盆地北缘多金属矿成矿提供主要物质来源。构造标志：西北向断陷坳陷构造带是柴达木盆地北缘多金属矿主要的导矿构造，其次生级北东向断裂构造是容矿构造，再其次为东南向褶皱和南北向褶皱构造。地球化学标志：铁、铜、锌、金等元素的组合异常区是寻找柴达木盆地北缘多金属矿的有利地区。侵入岩标志：中生代中酸性岩体是柴达木盆地北缘多金属矿主要的岩体找矿标志，以此完成了柴达木盆地北缘多金属矿成矿地质背景及找矿标志研究。