青海布赫特山地区铁铜矿床地质特征及成因研究

杨一军，梁小龙，杨顺龙

(青海省有色第三地质勘查院，青海 西宁 810000)

布赫特山铁铜矿床位于青海省乌兰县柯柯镇，前期对尔次德沟—布赫特山一带地区开展了基础地质和矿产地质工作，发现了霍德森沟铁矿、霍德森沟口铁矿点、尕子黑西沟铁矿点和尕子黑闪锌—白钨矿床等金属矿床和矿点，矿床成因存在着沉积变质—热液富集型和矽卡岩型的争议。

布赫特山铁铜矿床是在青海省有色地质矿产勘查局八队对布赫特山中段南坡含铜磁铁矿点进行调查和查证的基础上发现的，前期1∶1万路线地质调查、1∶1万高精度磁法测量和矿点检查等工作为该项目的开展提供了坚实的基础地质资料，但矿区一直未进行较为细致的地质勘查工作，虽发现了霍德森沟铁矿，但矿床成因和成矿条件仍不清楚。2015—2019年，笔者对研究区1∶1万高精度磁法测量进行了进一步查证，发现了数条铁铜矿(化)体。本文拟通过分析区域成矿地质背景、物探异常、矿床地质特征，对矿床成因进行初步分析，为该地区找矿提供一定的理论依据。

1 区域地质背景

研究区位于柴达木盆地北缘欧龙布鲁克陆块东北部布赫特山中东部(图1)，隶属于柴达木北缘Pb-Zn-Mn-Cr-Au白云母成矿省欧龙布鲁克—乌兰W-Fe-Bi-稀有—稀土—宝玉石成矿带霍德森—王家琪Fe成矿亚带[1]。区内出露地层主要为下元古界、上奥陶统、上泥盆统、石炭系、三叠系、新近系和第四系。主要受吕梁期褶皱运动影响，早古元古代地层发生强烈的褶皱，形成以紧闭线状褶曲、复式褶曲为主的复杂褶皱构造；晋宁、加里东和海西期影响较小，以后运动未见明显的褶皱构造活动[2-3]。断裂构造十分发育，各组断裂相交形成大小各异的棱块，并以区域性断裂发育为特征，动力变质作用和热液蚀变作用强烈，多期活动、新构造运动发育。区内主要发育花岗闪长岩、花岗岩及闪长岩等中酸性侵入岩和以辉长岩为主的中基性侵入岩，岩体内断裂破碎带较发育，多期次岩体相互穿切，并受断裂所控制[4-6]。

图1 研究区地质简图

区内矿产资源丰富，主要有铁、钨、铜、锌、金、银、铌、钽、大理岩等，其成因和分布上受地层、构造和岩浆岩的控制[7-9]。主要有霍德森沟铁矿床、尕子黑闪锌—白钨矿矿床、布赫特山铜矿、尔次德沟脑大理岩矿点等。

2 矿区地质特征

2.1 地层

研究区主要出露下元古界、奥陶系和第四系。

第2岩组分布于矿区中北部，与加里东期的花岗岩及闪长岩呈侵入接触关系。根据岩性组合特征可分为2部分：下部厚1 399.81 m，主要以灰色角闪斜长片麻岩为主，局部夹灰色含石榴斜长片麻岩、白色石英岩、灰白色斜长变粒岩、灰白色白云质、蛇纹石、滑石，含黑云斜长透闪石大理岩和透辉透闪石榴矽卡岩；上部厚379.28 m，以灰白色透闪白云大理岩、白云质大理岩、石墨大理岩与浅灰色石英岩、含白云石英岩，浅灰色含石榴斜长黑云片岩、变粒岩等交替出现为特征，局部夹混合岩、混合花岗岩，顶层为白色、灰白色含粒硅镁石、金云母、蛇纹石、橄榄石、透闪石等富镁矿物的白云质大理岩。

第3岩组分布于第2岩组的北侧，与第2岩组呈断层接触关系。根据岩性组合和沉积建造特征可分为2部分：下部厚大于338.84 m，岩性为浅灰色含红柱二云石英片岩、含黑云堇青透闪片岩、混合岩化堇青黑云斜长片麻岩夹富堇青石英片岩，含透闪石榴黑云石英片岩等；上部厚411 m，以灰白色石英岩、灰色(绿泥白云)二长片麻岩为主，局部夹灰白色(蛇纹)透辉大理岩和灰绿色变质中基性岩脉。

(3)第四系。主要以风成砂，冲积—洪积砂砾、角砾层及砂土组成。

2.2 构造

研究区位于阿沙打复式向斜构造内，主要受吕梁期褶皱运动影响，早古元古代地层发生强烈的褶皱变形[2-3，10-11]。

该复式向斜出露长约40 km，东起霍德森沟口，西至区域西北端，西端被岩脉侵位，东端被尕子黑花岗闪长岩体侵位。轴向呈北西—北西西断续展布，由下元古界各岩组分别组成其核部和翼部，断裂构造破坏，岩体、岩脉侵位和第四系覆盖，支离破碎，残缺不全，但核部和部分翼部保存较好，整体轮廓尚存。向斜轴面以南倾为主，倾角一般在60°以上，东西两端均无收敛抑起的趋势。主向斜核部为下元古界第四岩组，两翼以下元古界第三岩组为主，部分或局部尚有第2岩组和第1岩组。其核部或附近常有岩体、岩脉等侵入，变质程度、混合岩化作用等均较翼部强，表明核部对岩浆的侵入活动、变质作用或混合岩化作用等的发生有一定的控制作用。

研究区内发育有大小不等的3条断裂构造，具体为霍德森沟断裂(F29)或其次级断裂、阿里特克山断裂(F2)的次级断裂和郭条可山逆断层(F4)的次级断裂等，均呈北西—南东向展布。

2.3 岩浆岩

研究区主要出露华力西期肉红色中—粗粒花岗岩、似斑状花岗岩、灰白色中粗粒花岗闪长岩、灰白色细—粗粒闪长岩(图2(a))，为区域矿产形成提供了热源和物质来源。脉岩种类繁多，分布较为广泛，成因除与侵入岩有密切联系外，还受断裂、节理等因素控制，主要为花岗细晶岩脉、闪长岩脉、石英闪长玢岩脉、闪长玢岩脉、花岗闪长岩脉、花岗岩脉、石英脉等。岩体与地层接触带(图2(b))内具有辉绿岩脉等，并且在带内具有大量碎裂的方解石及石英脉，接触带是研究区的主要成矿部位。

图2 细粒闪长岩和霍德森沟北闪长岩体与围岩界线关系

3 矿区地球物理特征

3.1 磁性参数特征

研究区共收集和采集394块岩石标本参数并进行了统计(表1)。磁铁矿化板岩具有强磁性，磁化率高达10 021×10-6×4π SI)，剩余磁化强度也较大，Jr=140×10-3A/m)，其形成的异常，异常强度高，为全区所有异常之最；矽卡岩和硅化大理岩次之，二者相差不大；板岩和磁铁石英岩再次；花岗岩、花岗闪长岩、大理岩灰岩、片麻岩及粗粒闪长岩、闪长岩为中等磁性，因岩石成分不同，其形成的异常特征也不尽相同、强度不一；砂岩为微弱磁性，地表磁异常比较平缓，出露区基本为负磁异常区，强度较弱。大部分岩石，磁化率较高时，其剩余磁化强度也较大，二者呈正相关关系。

表1 布赫特山地区磁性参数统计

3.2 磁异常特征

工作区开展了1∶1万高精度磁法测量工作，共圈出4个异常区(T1、T2、T3、T4)。其中，T2区已设置霍德森沟铁矿床采矿权。异常分布特征与矿区地质构造特征基本一致。高精度磁测(ΔT)等值线平面如图3所示。

图3 布赫特山地区高精度磁测ΔT平面

(1)T1异常区。T1异常呈南东向展布，呈椭圆状，且由2个异常构成，长约1 200 m，宽约700 m，正负异常伴生，最正值为2 600 nT，最负值为-400 nT，异常梯度变化大，说明埋深较浅，负异常位于正异常北东侧，异常体北东向倾斜。地表为第四系覆盖，部分地段出露岩性为花岗岩和闪长岩，经探槽工程揭露，花岗岩和闪长岩接触部位为超基性岩，异常由超基性岩引起。

(2)T2异常区。T2异常呈近东西向展布，长约400 m，宽约300 m，正负异常伴生，最正值为5 000 nT，最负值为-5 000 nT，负异常位于正异常南西和北东侧，地表出露岩性为大理岩和片麻岩，根据标本测量结果，大理岩和片麻岩不足以引起磁异常，后证实异常处为霍德森铁矿点，异常由霍德森铁矿引起。

(3)T3异常区。T3异常呈近东西向展布，长约600 m，宽约400 m，由两个异常构成，均为正负异常伴生，最正值为1 600 nT，最负值为-400 nT，负异常位于正异常北侧，异常体向北倾斜。地表出露岩性为大理岩和板岩，根据标本测量结果，大理岩和板岩不足以引起磁异常，经探槽工程揭露，异常由磁铁矿化板岩引起。

(4)T4异常区。T4异常长500 m，宽400 m，正负异常伴生，正异常呈V字形，最正值为1 400 nT，最负值为-800 nT，负异常位于正异常北东侧，异常体北东向倾斜。地表出露岩性为大理岩和板岩，根据标本测量结果，大理岩和片麻岩不足以引起磁异常，经探槽工程揭露，大理岩和板岩接触部位为破碎蚀变带，蚀变带内圈出2条矽卡岩带，异常由矽卡岩引起[12]。

3.3 磁法剖面异常特征

针对上述布赫特山1∶1万高精度磁法测量圈出磁异常区，利用1∶2 000高精度磁法剖面对T1、T3和T4异常进行了查证。现以T4异常区4线为例进行介绍。

由图4可知，剖面正异常最大值为556 nT，负异常最大值为-573 nT，剖面异常为4个小异常体共同引起，小异常分别位于106点、118点、130点和142点。通过反演可知，异常是由4个磁性体引起的，自左至右的磁性体参数分别为：磁化强度5 A/m，磁化倾角56.3°，磁化偏角-1.227°；磁化强度20 A/m，磁化倾角56.3°，磁化偏角-1.227°；磁化强度5 A/m，磁化倾角56.3°，磁化偏角-1.227°；磁化强度15 A/m，磁化倾角56.3°，磁化偏角-1.227°。磁性体北东向倾斜，3条矽卡岩带分别与自左至右1、3、4号磁性体对应，地表出露为板岩，经探槽工程揭露，异常处为破碎蚀变带，带内圈出2条矽卡岩带，异常由矽卡岩引起。

图4 布赫特山地区T4异常区4线(ΔT)剖面

4 矿体特征

4.1 矿化蚀变带特征

通过野外地质调查、探槽和钻孔等手段，并结合化学样对T4异常区进行异常查证，发现2条矽卡岩带(SKⅠ和SKⅡ)和1条磁铁矿化板岩带(msl)。

(1)SKⅠ矽卡岩带。该带位于预查区中部T4号磁异常区东北角(图5)，产于条带状大理岩和板岩的接触部位，由15TC13、15TC14两条探槽工程及BHT15H-206、BHT15H-207两个拣块样品控制，地表追索长度约300 m，宽1～3 m，走向约230°，地表倾向北西，倾角30°。矽卡岩带产出形态地表随地形变化明显，两端均延伸进入第四系。

图5 布赫特山地区T4异常区矿体分布

矽卡岩带中矿化蚀变现象较稳定，褐铁矿化、孔雀石化较明显，但存在分段富集的现象。在该矽卡岩带中圈定铜矿体1条(CuⅠ-1)，长250 m，宽1～3 m。其中，15TC13中Cu平均品位为2.09%，最高5.28%，最低0.34%，宽3 m；15TC14中Cu平均品位为0.68%，最高0.78%，最低0.49%。在15TC14的北东端，采集捡块样品2件，化验结果显示，BHT15H-206为2.10%、BHT15H-207为0.46%。

在该探槽附近施工钻孔1个(ZK0-1)，方位110°，倾角75°，发现2层矽卡岩和1层蚀变带。在157.15～160.05 m处，出现1层厚2.90 m的矽卡岩，见磁铁矿呈团块状，其次有黄铁矿化，黄铜矿化，均呈星点状分布；在198.55～202.00 m处，出现一层厚3.45 m的矽卡岩，矿化见黄铜矿化、黄铁矿化、磁铁矿化等矿化蚀变现象；在116.36～157.15 m处，为板岩，出现有黄铜矿化、黄铁矿化、磁铁矿化等矿化蚀变现象。经采集化学样，铜未达到边界品位。

(2)SKⅡ矽卡岩带。该带位于预查区中部T4号磁异常内(图5)，处于板岩之中，由15TC05及15TC09两条探槽控制，长约250 m，宽1.3～4.5 m，走向约180°。矽卡岩颜色不一，灰白色—暗绿色，前期踏勘过程中，在此矽卡岩中采集化学样2件，其中TFe最高42%，Cu为0.31%。经槽探工程揭露，15TC09中见到该矽卡岩层，宽1.3 m，具有孔雀石化、磁铁矿化及褐铁矿化等蚀变现象，经采集化学样分析TFe品位27%，铜含量未达到边界。由于地表工程控制不足，故未进行矿体圈定。

(3)磁铁矿化板岩带(msl)。该带位于T4异常中，为板岩中出现的磁铁矿化现象，由15TC05及15TC09两条探槽控制，长约250 m，宽2.5～12.1 m，走向约190°。磁铁矿呈细粒状均匀分布于板理面上，局部板岩具有孔雀石化现象。经槽探化学样分析，TFe最高15.9%，Cu为0.38%。

4.2 矿(化)体特征

研究区共发现铁矿体1处(霍德森沟铁矿)，圈定铜矿体1处(矽卡岩带SKⅠ)。

(1)霍德森沟铁矿。较大的矿体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅷ号，其中个别由数个到十几个小矿体组成，矿体成似层状、扁豆状及串珠状，其产状与围岩一致。Ⅰ号矿体最大，长420 m，只有一层致密块状富矿，最厚5 m，TFe为35%～45%；其他为条带状贫矿，最厚不超过2 m，长度小于150 m；另外，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅷ号矿体，长度小于40 m，厚度达到1 m的富矿不多。

(2)CuⅠ-1矿体。由探槽15TC13、15TC14、钻孔ZK0-1及2个捡块样BHT15H-206、BHT15H-207控制，长300 m左右，宽1～3 m，地表Cu平均品位1.525%，最高4.96%。

4.3 矿石质量

矿石结构构造矿石呈半自形细粒交代和自形、半自形的晶粒及嵌晶结构，致密块状、条纹状、条带状、条纹条带状和浸染状构造。

矿石矿物成分有磁铁矿、镜铁矿、赤铁矿、假象和半假象赤铁矿、硼镁铁矿、钛铁矿、褐铁矿、黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、方铅矿、磁黄铁矿、钼黄铁矿、孔雀石、铜兰；脉石矿物有石榴子石、透辉石、方解石等。

4.4 矿体的围岩蚀变特征

矿体主要产于矽卡岩带中，主要矿化蚀变类型有矽卡岩化、蛇纹石化、黄铁矿化、硅化、绿泥石化、褐铁矿化、孔雀石化、高岭土化等。其中，矽卡岩化、蛇纹石化和褐铁矿化与铁矿和铜矿成矿关系最为密切；孔雀石化与铜矿也较为密切。

4.5 控矿因素分析

布赫特山铁铜矿的分布严格受矽卡岩带控制，产于板岩与条带状大理岩的接触带中，普遍具硅化、褐铁矿化及孔雀石化等。铁铜矿体产于矽卡岩带中破碎带发育地段，矿石多呈碎块状，其走向及产状均与矽卡岩带相一致。

5 矿床成因研究

根据布赫特山铁铜矿综合研究，矿床的成因主要有2种不同看法，沉积变质—热液富集型和矽卡岩型，本项目研究认为其为矽卡岩型铁铜多金属矿床[13-15]。

(1)矿体毫无例外地产于矽卡岩中，交代作用比较明显，成矿作用表现多期性。矽卡岩在区域分布上显示稳定的层位特点，延展很长；矿体产状与围岩一致，呈层状—似层状，纵横向变化均比较急剧。

(2)含矿围岩主要有深灰绿色凝灰质千枚岩，矽卡岩化薄层大理岩，厚层大理岩及绢云母石英片岩。具有矽卡岩化、蛇纹石化、黄铁矿化、硅化、绿泥石化、褐铁矿化、孔雀石化、高岭土化等，且铜矿普遍发育孔雀石化，并呈现破碎岩石孔雀石化越发育、相对铜品位较高。

(3)断裂构造形成了成矿的岩石条件和容矿空间，地表和深部的花岗岩和闪长岩为形成矽卡岩提供了基本条件。如花岗岩呈不规则的脉状近东西向侵入于上奥陶统地层中；闪长岩呈小岩床沿上奥陶统地层的片理贯入等。

总之，布赫特山区内矽卡岩带产于奥陶系中岩组上部碳酸盐岩组合和下部碳酸盐岩组合的大理岩与酸性岩体的接触部位，且矿体的形态、产状及分布均受矽卡岩控制，矿石类型主要为矽卡岩型，矿床成因类型应为矽卡岩型铁铜矿床。

6 结论

(1)布赫特山铁铜矿床隶属于霍德森—王家琪Fe成矿亚带，地质条件复杂，成矿条件优越，区内已发现铁矿(化)体4处，铜矿(化)体2处，矿体赋存于奥陶系中岩组上部和下部碳酸盐岩组合与华力西期中酸性侵入岩接触带附近，矿床成因类型为矽卡岩型铁铜矿床。

(2)矿区磁异常明显，主要由磁铁矿化板岩和矽卡岩引起；矽卡岩化、褐铁矿化、磁铁矿化、孔雀石化等蚀变明显，为矿区重要的矽卡岩铁铜矿找矿标志。