青龙沟矿区矿床地质特征与矿床成因研究

2022-04-27王显真赵俊芳

能源与环保 2022年4期

王显真，李健，赵俊芳

(1.青海省第一地质勘查院，青海海东 810600； 2.青海省柴达木周缘大型超大型金矿深部探测技术创新工程技术中心，青海海东 810600； 3.青海省有色第一地质勘查院，青海西宁 810000; 4.青海省隐伏矿勘查重点实验室，青海西宁 810000)

在滩间山地区目前已发现多处金矿床、金矿(化)点多处，青龙沟金矿床就是其中之一，经近几年的地质勘查工作的陆续投入，使其深部盲矿体不断被发现，矿床规模和资源储量都有了大幅度的提高[1-4]。

本文研究了青龙沟矿区矿床地质特征与控矿因素及矿床成因，区内出露地层主要为中元古代万洞沟群、寒武—奥陶纪滩间山岩群、中、新生代；构造为褶皱构造和断裂构造；岩浆活动具构造—岩浆多期次活动的特点，岩浆岩的分布受构造控制明显，构成与地层、构造分布方向—致的北西—南东向岩浆岩带，侵入岩主要有超基性、基性岩。青龙沟金矿床区内先后发现了3个金矿带，分别为青龙沟金矿Ⅰ矿带、Ⅱ矿带及Ⅲ矿带。地层、构造、岩浆活动和变质作用构成了控矿因素，其矿床成因主要与构造和闪长岩脉关系较为密切。

1 矿区地质特征

1.1 地层

区内出露地层主要为中元古代万洞沟群(Pt2W)，次为零星出露的寒武—奥陶纪滩间山岩群(∈OT)，山间和沟谷有大面积第四系覆盖物分布。青龙沟矿区地质如图1所示。

图1 青龙沟矿区地质Fig.1 Geology of Qinglonggou Mining Area

(1)中元古代万洞沟群(Pt2W)。岩石组合上表现为海进→海退的海湾相沉积特征，据岩相、岩性组合及变质程度分为碳酸盐岩组(Pt2Wa)、碎屑岩组(Pt2Wb)2个岩组。①碳酸盐岩组(Pt2Wa)：分布于矿区中部青龙沟中下游，出露面积较大，总体呈北西—南东向展布，组成了青龙沟复式向斜的翼部，出露宽度最大为550～650 m。青龙沟次级向斜南西翼的a岩组地层由于受辉长岩的侵位，多呈细条带状，残片状的捕虏体。顶部的薄层状含碳硅化白云石大理岩层是区内的主要赋矿层位，只出露于青龙沟次级背斜的北西翼，走向上延伸较稳定，出露宽度5～40 m，一般在15 m左右。中—厚层状硅化白云石大理岩风化面呈灰黄色，新鲜面呈灰色、灰白色，粒状变晶结构，薄层状硅质白云石大理岩由白云石(少量方解石)70%、石英20%、白云母(少量绢云母)<5%、炭质5%，少量黄铁矿、褐铁矿、毒砂及磷灰石、电气石等微量矿物组成。该岩层由于受多期次的构造作用影响，初始层理等面理已不甚明显。②碎屑岩组(Pt2Wb)：主要分布于矿区北东部，出露面积较大，于黑山—青龙沟一带组成了青龙沟复式向斜构造的核部，地层出露宽度为600～700 m，延伸较稳定。主要组成矿物：绢(白)云母65%，石英25%，炭质10%，少量绿泥石、黄铁矿等。斑点状炭质绢云千枚岩主要组成矿物：绢云母(少量白云母)45%，石英30%，炭质10%～15%，“眼球体”10%，另有少量帘石、绿泥石、黄铁矿等组成。其中“眼球体”呈椭圆形或圆形，一般大小为2～5 mm，成分以绢云母为主，混有少量石英和炭质，炭质呈尘点状分布于眼球体边缘。岩石揉皱十分强烈，变形片理发育。白(绢)云母钙质片岩主要组成矿物：碳酸盐(方解石为主)60%左右，石英30%左右，白云母(少量绢云母)10%，少量绿泥石、黄铁矿等。矿物粒度细小，粒径一般为0.05～0.50 mm，局部因岩石中矿物含量的变化，出现白云母片岩等岩石类型。绿泥方解片岩：呈透镜状、薄层状夹层产出，在区内仅在局部地段出露。主要组成矿物：绿泥石(15%～40%)、方解石(25%～55%)、石英(15%～25%)、绢云母(2%～5%)，金属矿物少量，其他矿物(锆石、磷灰石、金红石等)微量，矿物粒度一般为0.1～0.4 mm。

(2)寒武—奥陶纪滩间山岩群(∈OT)。呈北西—南东向断续出露于矿区南西部，出露最宽800 m。该套地层区域上共分为下碎屑岩组(∈OTa)、下火山岩组(∈OTb)、砾岩组(∈OTc)、上火山岩组(∈OTd)、上碎屑岩组(∈OTe)5个岩组，矿区内主要出露有下碎屑岩组(∈OTa)、下火山岩组(∈OTb)2个岩组，二者为断层接触关系。

(3)中、新生代。分布于区内的大部分区域，约占矿区面积的60%，区内出露有第四系(Q)，按成因类型有冲洪积物、残坡积物、风积物及人工堆积。

1.2 构造

(1)褶皱构造。区内褶皱构造主要为青龙沟复式向斜构造，该向斜南东起于青龙滩，北西经青龙沟至小紫山，该构造南东段由核部的1个次级背斜和两侧的次级向斜构造组成。

(2)断裂构造。区内断裂构造发育，以北西向断裂构造为区内的主体断裂构造，也是区内的早期断裂构造，该组断裂与区内金成矿关系密切。各断裂大致平行排列，以F2、F3、F5、F6为该组断裂代表，具有明显的控矿性。

1.3 岩浆岩

岩浆活动具构造—岩浆多期次活动的特点[5-7]，岩浆岩的分布受构造控制明显，构成与地层、构造分布方向一致的北西—南东向岩浆岩带，侵入岩主要有超基性、基性岩。

(1)侵入岩。区内主要出露有早—中奥陶世侵入岩，在区内西侧青龙沟沟口一带有大面积出露，呈脉状断续展布。辉长岩呈大的脉状产出，平面上呈“S”型侵入于万洞沟群(Pt2W)斑点状炭质绢云千枚岩、白云石大理岩中，局部地段可见斑点状炭质绢云千枚岩捕虏体。

(2)喷出岩。广泛分布于矿区西侧，为一套中酸性火山碎屑岩和熔岩，组成了滩间山岩群(∈OTb)岩组。

(3)岩脉。①闪长岩脉(δ)：呈不规则的透镜状、条带状北西—南东向展布，脉长一般在50～750 m，最长达1 km，宽一般在5～30 m，最宽130 m。另外岩石也具有轻微的褐铁矿化、黄铁矿化，其金属矿物约占岩石总量的1%～3%。②闪长玢岩脉(δμ)：区内较为发育，呈脉状及岩墙状产出，一般宽2～10 m，长约50～100 m，走向呈北西南东向。分布于青龙滩青龙沟一带层间破碎带中的闪长玢岩脉常具金矿化，局部品位较富。岩石灰—灰白色，岩石变余斑状结构，基质半自形粒状结构，全部斜长石为更长石，斑晶斜长石由于绢云母化而牌号降低。岩石中的石英嵌布与基质斜长石颗粒之间。岩石的蚀变比较强烈，主要以绢云母化为主。

1.4 变质作用

区内分布的岩石均不同程度的经受了变质作用[8-11]。

(1)区域变质作用及变质岩。万洞沟群原岩为含炭质、硅质、泥质岩和镁质碳酸盐岩，经中元古代末期区域变质形成千枚岩、片岩和白云质大理岩等岩石，变质程度较高，主要矿物组合为方解石、绿泥石、绿帘石、钠长石、石英及绢云母等，属于绿片岩相变质岩系；滩间山群原岩为一套火山岩、火山碎屑岩及海相沉积的碎屑岩，加里东晚期柴北缘裂陷槽闭合，地层褶皱造山。与此同时万洞沟群含金炭质岩系遭受了高绿片岩相的进变形剪变形变质，形成北西向韧性剪切变形变质带。

(2)动力变质作用及变质岩。该类变质作用主要由构造活动所引起，表现为岩石破裂、脆韧性变形及矿物重结晶等，主要分布于断裂带及韧性剪切带内，由构造角砾岩、碎裂岩、片理岩化带等组成，局部可形成千糜岩。①构造角砾岩。分布于断裂带内，由构造角砾及胶结物组成，成分与围岩一致，有千枚岩、大理岩和斜长花岗斑岩等。角砾大小不等，粒度不均匀，直径一般在1～2 cm，呈次棱角状、棱角状，含量95%，排列杂乱无章；基质多呈碎沫状，具强片理化，含量较少，多在5%左右。②碎裂岩。分布于断裂带及其附近，由碎基和碎斑组成，成分与围岩一致，碎斑粒级在0.1～0.5 mm，碎基为隐晶—微粒状的长英质组成，其间分布有部分绢云母及少量铁质，含量一般在10%以上，个别达90%。③千糜岩。区内仅见于北西向断裂带的局部地段，岩石外观及组分近同于千枚岩，镜下以千糜结构、矿物重结晶具优选方位及具明显的S—C面理构造为特征。

(3)热液交代变质作用及变质岩。该种变质作用主要由岩浆热液及变质热液等流体与围岩交代蚀变作用所引起，表现为典型的热液交代蚀变矿物组合。区内金矿成矿过程伴随有热液交代蚀变过程，因此观察和研究热液交代蚀变作用特征是极为重要的，将会对研究区内矿床的演化过程起到积极的指导作用。绢云母化为区域变质和热液交代变质产物，在炭质千枚岩、细晶岩和闪长玢岩中均很发育。黄铁矿生成时期大致可分3期。炭质千枚岩中黄铁矿粒度可分为粗、细两级，粗粒者晶径在3 mm以上，细粒者多在0.1 mm左右，呈星散状或细脉状分布；细晶岩和闪长玢岩中，黄铁矿粒径多在0.1～0.2 mm，呈星散状分布。前述细粒晶黄铁矿以五角十二面体为主，单矿物化学分析：Au为70.66×10-9～150.75×10-9，TFe为43.29%～43.89%，As为1.11%～1.28%，S为49.46%～50.00%。

总之，变质作用是金成矿作用的重要因素之一，变质作用对区内金乃至多金属成矿具有重要意义。

2 矿床地质特征

2.1 矿带地质特征

区内先后发现了3个金矿带，分别为青龙沟金矿Ⅰ矿带、Ⅱ矿带及Ⅲ矿带；下面结合前期工作成果后，对区内3条矿带地质特征和带内矿(化)体特征简要叙述如下。

(1)青龙沟Ⅰ矿带。矿化带长750 m，宽50～80 m，走向330°～340°，倾向北东，倾角80°～85°。

(2)青龙沟Ⅱ矿带。Ⅱ矿带位于青龙沟东侧，矿化带分布于青龙沟复式向斜构造核部的次级背斜的北东翼，并严格受次级背斜构造控制。带内共包含了3个矿段：北矿段、南矿段、323矿段，带内矿体主要产于次级背斜构造北东翼硅化白云石大理岩与炭质绢云千枚岩内接触带部位的硅化白云石大理岩中。矿化带在区内延伸长大于3.1 km，带宽50～150 m，总体走向336°，在矿床南部近南北向展布，倾角在40°～90°，带内岩石为薄层状含碳硅化白云石大理岩、斑点状炭质绢云千枚岩、含碳白云母片岩、蚀变石英闪长玢岩、蚀变辉长岩等。岩石普遍遭受变形变质，发生密集片理化、揉皱、糜棱岩化等作用，地表大多数地段岩石褪色明显。带内金矿化较为普遍，金矿体严格赋存于背斜构造北东翼，多以透镜状、条带状、脉状分布，矿体在走向上存在膨大、狭缩和波状弯曲的特征。

(3)青龙沟Ⅲ矿带。Ⅲ矿带与青龙沟Ⅱ号矿化带走向上平行展布，从已有的控制程度来看，该矿化带在矿区内延伸长大于1.7 km，于矿床南部延伸至金龙沟矿区，带宽约50 m。该矿带位于青龙沟复式向斜构造核部次级背斜的南西翼，产于万洞沟群a岩组与b岩组的接触带部位，矿化带地表均被较厚的第四系松散堆积物所覆盖，厚度普遍在30～40 m，带内共包含了2个矿段；矿带处断裂构造较为发育，主要为与青龙沟次级背斜构造同期配套形成的层间滑脱破碎带，由钻孔内岩性观察初步可知，层间滑脱破碎带宽度大小不一，普遍在2～5 m，带内岩性主要为碎裂岩化的白云石大理岩和构造角砾岩，原岩为白云石大理岩，走向为北西—北北西向，倾向为南西，走向上断续延伸较远；矿带处岩体不甚发育，但脉体较为发育，主要为闪长玢岩脉，闪长岩脉和石英脉偶见，闪长玢岩脉主要分布于该区层间滑脱构造带中，产出和展布形态受层间滑脱破碎带的控制作用较为明显。矿带地质特征如图2所示。

2.2 矿体地质特征

2.2.1 青龙沟Ⅰ矿带矿体特征

区内在Ⅰ矿带共圈定Ⅰ-M1—Ⅰ-M3金矿体3条，矿石类型均为石英脉型，矿体与围岩的界线较清晰。

图2 矿带地质特征Fig.2 Geological characteristics of ore belt

2.2.2 青龙沟Ⅱ矿带矿体特征

(1)CK-M2矿体。矿体位于青龙沟次级背斜北东翼万洞沟群a岩组与b岩组的接触带部位，矿体矿化岩性主要为白云石大理岩、变质砂岩。矿体地表出露长度约280 m左右，走向约336°，倾向南西，倾角50°～75°，大多在75°左右，矿体产状从地表到深部变化很大，倾向由南西向偏转为北东向，倾角由陡变缓，深部产状在54°～87°。矿体向深部品位有变富的趋势，矿体深部控制长度约685 m，控制斜深40～283 m，工程控制最低标高+3 422 m，矿化在走向上向南北两端呈逐渐尖灭趋势，向深部仍未封闭。矿体真厚度在0.73～20.91 m，平均厚度5.49 m，厚度变化系数70.81%，单工程品位1.02×10-6～23.85×10-6，平均品位6.97×10-6，品位变化系数175.91%。青龙沟矿区16160N勘探线剖面如图3所示。

(2)Ⅱ-M1矿体。位于矿区南部，矿体位于青龙沟次级背斜北东翼万洞沟群a岩组与b岩组的接触带部位，矿体矿化岩性主要为白云石大理岩、蚀变

图3 青龙沟矿区16160N勘探线剖面Fig.3 Section 16160N exploration line in Qinglonggou Mining Area

闪长岩，主要矿化蚀变为黄铁矿化、褐铁矿化、硅化、绢云母化及少量的绿泥石化。矿体控制于QLT9—QLT4勘探线间，矿体主要控制于标高为+3 300～+3 513 m段，地表均被第四系覆盖，埋深大于35 m。由30个钻孔控制(见矿钻孔19个)，矿体控制长度370 m，矿体斜深18.5～200.0 m，矿体在QLT9—QLT5勘探线间已达到40 m×80 m控制网度，在QLT3—QLT2勘探线间已达到40 m×40 m控制网度，矿体在走向上具波状弯曲、膨大狭缩特征，在倾向上中部较为厚富，浅部和深部品位厚度均有减小趋势，呈大透镜体状展布，部分线上沿倾向两侧均已圈闭；矿体受构造控矿现象较为明显，矿体沿走向及倾向摆动较大。矿体走向169°～206°，整体倾向北东，倾角整体在55°～90°。矿体真厚度在1.18～27.85 m，平均厚度7.00 m，厚度变化系数106.39%，单工程品位在1.11×10-6～18.04×10-6，平均品位6.53×10-6，品位变化系数147.09%。

2.2.3 青龙沟Ⅲ矿带矿体特征

(1)M21矿体。矿体品位为2.72×10-6～5.31×10-6，平均品位3.83×10-6，品位变化系数108.8%，有用组分分布较均匀。矿体单工程厚度最小3.59 m，最大12.09 m，平均厚度8 m，厚度变化系数65.20%，厚度变化稳定。

(2)M24矿体。矿体位于14325N—14150N勘探线间，矿体走向334°，倾向南西，倾角近直立，矿体由31个钻孔控制，赋存标高+3 505～+3 378 m，矿体埋深59～187 m。矿体呈脉状、透镜状。矿体品位为2.27×10-6～11.58×10-6，平均品位4.64×10-6，品位变化系数98.60%，属有用组分分布均匀。矿体单工程平均厚度4 m，厚度变化系数70.20%，属厚度变化稳定。

3 矿体围岩和夹石

区内赋矿岩性主要为白云石大理岩、变质砂岩，其次为炭质绢云千枚岩、蚀变闪长岩，这些岩性即为赋矿岩性，又为矿体的顶、底板围岩，有时夹在矿体中间成为夹石。金矿石继承了围岩的基本物质组成和化学成分特点，仅是矿化蚀变的强弱有所差异，但两者间具体的量化指标肉眼无法区分，仅在矿体与围岩及夹石蚀变强度差异较大时，可以大致予以区别，但由于矿化的不均匀性，其矿体的界线、规模要靠取样分析数据具体划定。纵观矿区各类型矿石、近矿蚀变岩石和未蚀变的相对应正常岩石类型，可发现本矿床围岩蚀变类型主要发育硅化、绢云母化、黄铁矿化、弱碳酸盐化、毒砂矿化等，氧化矿石中具褐铁矿化、黄钾铁矾化。矿化蚀变由围岩至矿体中心具逐渐变强的趋势。

4 控矿因素及矿床成因

4.1 控矿因素

(1)地层[12-16]。矿床明显受中元古界万洞沟群b岩组地层控制，含矿岩性为硅化白云石大理岩，该套地层是在封闭、半封闭的还原环境下，沉积了高盐度热卤水而成，卤水使地层中的金、砷、硫等成矿元素在沉积阶段获得初步富集，因此该套地层在金矿成矿的过程中起到了矿源层的重要作用。

(2)构造。区内构造复杂，断裂发育，尤其是区域性的深大断裂，规模大、延伸远、波及的深度大，是岩浆活动和流体循环的通道。矿区的控矿构造为次级背斜和向斜翼部的构造破碎蚀变带、层间剥离带，它们为含矿溶液的流通创造了条件，含矿溶液顺其流动时，向周围围岩渗透，在有利的构造部位沉淀和叠加富集。矿区构造控矿形式表现为褶皱—断裂符合控矿，矿区内北东方向的一组断裂破碎带与北西向的层间破碎蚀变带交叉复合部位，造成了矿体变厚、品位变富，展示了构造尤其是构造复合控矿的特征。另外，区域性的北西向滩间山韧性剪切带从矿区通过，韧性剪切带对金矿化的富集起到了积极作用，褶皱和断裂构造形成的扩容空间是成矿的有利部位，亦是矿体定位的有利场所。综述，构造对成矿的控制作用可表示为，区域性大型韧性剪切带构造使矿源层金元素活化运移，得以富集，而叠加在韧性剪切带构造之上的褶皱和断裂构造为含矿流体提供了运移通道和沉淀场所。

(3)岩浆活动。矿区岩浆岩发育，并形成北西向的构造—岩浆岩带。矿区发育不同蚀变特征的构造破碎蚀变带，处于带内的华力西期蚀变闪长玢岩、石英脉与金矿化关系密切，并在局部形成了高品位脉岩型金矿体，有关包裹体研究等证实，在区内成矿过程中确有与深源岩浆有关的矿质和流体参与了成矿，表明岩浆侵入活动不仅为成矿作用提供了热源，使围岩中的金等成矿元素活化、转移、富集，而且还提供了金在内的部分矿质叠加在前期成矿阶段之上，是一次重要的矿化富集期。

(4)变质作用。青龙沟金矿床地层均经历了低绿片岩相区域变质、热变质和两次叠加变质作用。

4.2 矿床成因

青龙沟矿床的形成与经历了漫长的、多阶段的富集演化过程，矿床的形成与造山过程紧密联系，经过多期变形变质和多次富集叠加。已知金矿体周围或存在构造破碎带，或存在闪长岩脉，局部二者兼有。由此可以初步推断，矿体的形成就位与构造和闪长岩脉关系较为密切。早期闪长岩岩浆沿构造破碎带或构造裂隙带等倾入就位并形成闪长岩脉，岩浆结晶分异形成了富含金元素的岩浆期后热液，矿床成因类型为浅成低温热液型金矿床，矿床的工业类型归属于构造蚀变岩型矿床。主成矿期是晚华力西—印支早期。