逯永卓王泰山鄭英張堯徐貝貝
(1.青藏高原北部地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源重點實驗室,青海西寧 810012;2.青海省地質(zhì)調(diào)查院,青海西寧 810012)
昆侖河位于東昆侖西段,夾持于昆侖山南坡、西大灘以北;行政區(qū)劃隸屬青海省海西蒙古族藏族自治州格爾木市,距格爾木南西約110 km,緊鄰青藏公路(鐵路)以西。東昆侖作為中央造山帶的一脈,成礦條件優(yōu)越,尤其以金為優(yōu)勢礦種,前人先后發(fā)現(xiàn)評價了駝路溝、開荒北、大場等大中型金礦床。昆侖河作為東昆侖西段的一部分,自2010 年以來,通過小比例尺的地質(zhì)調(diào)查及化探掃面,相繼發(fā)現(xiàn)評價了大灶火—黑刺溝金礦、沒草溝西金礦、銅金山金(銅)礦、黑海北金礦等礦床(點),提交金金屬量(333+334)15 t,金平均品位1.5~7.6 g/t;并發(fā)現(xiàn)了萬保溝鎢礦、二道溝鎢礦等鎢礦床,提交WO3金屬量(333+334)2.8 萬t,WO3品位0.063%~0.31%;從而打開了該區(qū)的地質(zhì)找礦新局面。但同時,針對區(qū)內(nèi)金、鎢等礦床的研究工作較薄弱,僅針對黑刺溝、二道溝、銅金山等區(qū)的金、鎢礦進(jìn)行了少量研究,缺乏將金鎢作為一個整體的研究。本文通過對區(qū)內(nèi)典型金、鎢礦床點成礦地質(zhì)特征的認(rèn)識,總結(jié)梳理金鎢礦成礦規(guī)律,探討金、鎢的成礦機理,分析找礦方向,服務(wù)地質(zhì)找礦工作。
昆侖河地區(qū)大地構(gòu)造單元劃屬秦祁昆造山系南昆侖結(jié)合帶東昆侖南坡俯沖增生雜巖帶(潘桂堂等,2002),成礦區(qū)劃屬東昆侖Au、Cu、Pb、Zn、Fe 多金屬成礦帶昆南Au-Cu-Co 成礦亞帶(潘彤等,2016)。
以次穩(wěn)定-穩(wěn)定型古生界及中、新生界陸相沉積為特征(圖1)。從老到新出露有中-新元古界萬保溝群的一套低綠片巖相巖石組合,巖性有蝕變玄武巖、凝灰?guī)r、白云巖、灰白色硅質(zhì)條帶白云石大理巖等;下寒武統(tǒng)沙松烏拉組陸緣裂谷相的砂巖-安山巖-頁巖建造;奧陶—志留系納赤臺群以長石石英砂巖、千枚狀板巖、千枚巖、片巖等主的一套淺海陸棚相堆積的沉積組合;二疊系馬爾爭組以千枚巖、砂質(zhì)板巖夾灰?guī)r的碎屑巖建造;下三疊統(tǒng)洪水川組以石英砂巖為主的碎屑巖建造;及中—下三疊統(tǒng)鬧倉堅溝組、希里可特組、古新統(tǒng)-漸新統(tǒng)沱沱河組海陸交匯相地層(潘彤等,2016)。
圖1 昆侖河地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)簡圖
昆南斷裂帶和昆中斷裂帶分別在南北兩側(cè)通過,構(gòu)成了東昆侖南坡俯沖增生雜巖帶的邊界,區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造、韌性變形帶等極為發(fā)育,主構(gòu)造線方向為北西西向、北西向(圖1)。脆韌性構(gòu)造帶以構(gòu)造巖片、巖石的強片理化、糜棱巖化、碎裂巖化等為特征。次級構(gòu)造變形帶主要緊靠東昆中斷裂帶沿大灶火溝腦-黑刺溝-沒草溝中游-拖拉海溝-小南川一線呈NWW 向發(fā)育,構(gòu)成了區(qū)內(nèi)一條重要的控礦次級構(gòu)造帶,目前區(qū)內(nèi)已知的礦床點均分布于該組斷裂帶中或其附近。
主要沿昆中、昆南斷裂帶旁側(cè)呈北西西向串珠狀、巖基狀分布,以加里東期、印支期為主(圖1)。其中晚三疊世侵入巖分布較廣,侵位于中新元古界、奧陶系中,巖石類型為似斑狀黑云母二長花崗巖、花崗閃長巖、石英閃長巖,以(似斑狀黑云母)二長花崗巖為主,屬一套過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性系列,代表了區(qū)內(nèi)一期后碰撞造山環(huán)境(青海省地質(zhì)調(diào)查院,2013)。巖脈主要有輝綠巖脈、花崗斑巖脈等,與成礦有關(guān)的主要為花崗細(xì)晶巖脈,產(chǎn)出于萬保溝、一道溝一帶,侵位時代晚三疊世—侏羅紀(jì)。
區(qū)內(nèi)顯現(xiàn)良好的Au、As、Sb、Cu、W、Sn、Bi 等地球化學(xué)異常(青海省地質(zhì)調(diào)查院,2013)。Au 異常主要沿大灶火溝腦—拖拉海溝—一道溝溝口一帶分布,形成了沿著構(gòu)造變形帶分布的Au 地球化學(xué)異常帶,且呈現(xiàn)Au、Sb、As、Hg 的元素組合,通過已有的工作,地球化學(xué)異常與已知礦床(點)的對應(yīng)性較好,說明了化探異常主要為礦質(zhì)異常;W 異常則主要分布在萬保溝口—拖拉海溝—二道溝一線,少量分布于二道溝以西至五道溝一帶,異常整體呈面狀展布,其空間分布范圍與印之晚期花崗巖體的空間分布有一定關(guān)系。
金礦化強而廣,品位變化較大,主要沿北西向構(gòu)造帶呈串珠狀分布。礦化類型以構(gòu)造蝕變巖型為主,石英脈型次之(表1)。
鎢礦主要在萬保溝、拖拉海溝東、二道溝等處分布,其成礦類型主要為熱液脈型和矽卡巖型,云英巖、云英巖化碳酸鹽、石英脈為主要的礦致載體,礦石礦物為白鎢礦,一般沿脈壁或在脈體中呈團塊狀、脈狀展布;二道溝、拖拉海溝礦區(qū)未見與成礦直接相關(guān)的巖體,在萬保溝鎢礦區(qū)可見白鎢礦化花崗細(xì)晶巖脈(表2)。
表1 昆侖河地區(qū)典型金礦床(點)地質(zhì)特征
表2 昆侖河地區(qū)鎢礦床(點)地質(zhì)特征
區(qū)內(nèi)金礦對地層基本無選擇性,自西向東,大灶火金礦產(chǎn)出于三疊系洪水川組和二疊系馬爾爭組,黑刺溝金礦和沒草溝西金礦產(chǎn)于奧陶—志留系納赤臺群和三疊系洪水川組,銅金山金礦產(chǎn)于中新元古界萬保溝群和下寒武統(tǒng)沙松烏拉組。鎢礦產(chǎn)出于中新元古界萬保溝群碳酸鹽巖和奧陶—志留系納赤臺群變碎屑巖中。奧陶—志留系為區(qū)內(nèi)成礦提供了一定的物源,奧陶—志留系中Au 的含量明顯高于地殼元素豐度7 倍左右(表3),前人已有的研究認(rèn)為(袁萬明等,2000,2003;豐成友等,2004),東昆侖地區(qū)金礦成礦經(jīng)歷多個期次,沉積地層中豐富的物源是其成礦的基礎(chǔ)。鎢礦鑒于其成礦具有較強的專屬性,暨其主要與A 型花崗巖關(guān)系密切,結(jié)合區(qū)內(nèi)鎢礦主要呈受熱液交代蝕變的云英巖型和熱液充填沉淀型的石英脈型發(fā)育,初步認(rèn)為其物質(zhì)來源主要為花崗質(zhì)成礦母巖及其巖漿熱液。
目前已發(fā)現(xiàn)的金、鎢礦(床)點,均沿區(qū)內(nèi)北西西、北西向的次級構(gòu)造帶展布。其中金礦分別沿大灶火溝—黑刺溝—沒草溝—拖拉海溝一線和萬保溝溝腦一線分布,在昆侖河地區(qū)形成了兩條北西西向的“金腰帶”,從元素地球化學(xué)圖也可見到相對應(yīng)的異常展布特征,沿構(gòu)造變形帶形成了帶狀的Au 元素異常帶。從金礦的產(chǎn)出特征及賦礦層位來看,其地層成礦專屬性不強,主體受構(gòu)造控制,礦體主要產(chǎn)出于北西西向或北西向的構(gòu)造破碎帶、構(gòu)造透鏡體或構(gòu)造巖片中,成礦流體在構(gòu)造空間充填或交代圍巖形成石英脈型或蝕變巖型礦石。鎢礦空間上產(chǎn)出于北西西向構(gòu)造變形帶的南端,礦體也主要受次級構(gòu)造控制沿構(gòu)造帶或劈理、片理發(fā)育產(chǎn)出,受圍巖性質(zhì)的不同的而形成交代蝕變型云英巖型礦石和充填交代型石英脈型礦石。
表3 昆侖河地區(qū)主要地層微量元素含量統(tǒng)計
區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈,尤其是晚三疊世酸性巖體在區(qū)內(nèi)極為發(fā)育,主要緊鄰昆中斷裂帶南側(cè)、二道溝—小南川一帶呈巖株、巖基狀出露。根據(jù)前人對東昆侖地區(qū)構(gòu)造巖漿演化與金礦成礦關(guān)系的研究,認(rèn)為晚三疊世構(gòu)造巖漿活動為成礦提供了熱源驅(qū)動力(袁萬明等,2000;豐成友等,2003;杜玉良等,2012)。
該區(qū)的鎢礦點均未有侵入巖出露,僅萬保溝礦區(qū)見有少量的花崗細(xì)晶巖脈穿插,并伴隨有少量白鎢礦化,說明該期巖脈與區(qū)內(nèi)鎢礦具有成因關(guān)系。結(jié)合該期巖脈主要分布于萬保溝、一道溝一帶,并侵位于晚三疊世斑狀二長花崗巖中,說明伴隨著晚三疊世花崗巖的侵位,緊接著有一期巖漿活動可能控制了區(qū)內(nèi)鎢礦的形成,但該期巖漿沒有大面積出露,在地表僅以巖脈的形式產(chǎn)出。并且從地球化學(xué)異常組合角度來看,W 元素地球化學(xué)異常主要在萬保溝—二道溝一帶基本沿晚三疊世巖體周邊分布,同時在昆侖河上游南側(cè)晚三疊世花崗巖分布區(qū)亦有W 異常展布。同時,由該套巖體向西,成礦元素異常組合呈現(xiàn)帶狀變化的特征較為明顯,由近巖體相的W-Bi-Mo 組合異常帶到巖體外圍的As-Sb-Au-化、萃取,形成含礦流體就位成礦。同時,由于造山Cu 和Au-As -Pb 組合異常帶,到遠(yuǎn)離巖體中心的Au -As-Ag-Pb-Hg 組合異常帶,與巖漿熱液礦床由中心相至遠(yuǎn)程相的元素組合有一定的相似性。進(jìn)一步說明晚三疊世巖漿活動期后的一期巖漿作用與區(qū)內(nèi)成礦關(guān)系密切,是成礦主要的熱源或物源。
整個東昆侖地區(qū)的金礦床成礦時代均以晚印支期為主,成礦時代200~252 Ma,系碰撞造山晚期受構(gòu)造巖漿活動控制形成(袁萬明等,2003;豐成友等,2003)。根據(jù)區(qū)域構(gòu)造成礦事件,該區(qū)金成礦應(yīng)與整個東昆侖成礦帶成礦時間相對應(yīng),主成礦期印支期。
鎢的化學(xué)性質(zhì)注定其成礦主要與巖漿活動有關(guān)(裴榮富等,2008;張旗,2013;華仁民,2011),而在昆侖河地區(qū)僅在萬保溝鎢礦區(qū)見到了具有白鎢礦化的花崗細(xì)晶巖脈,其他礦區(qū)未見侵入巖出露。區(qū)域上大面積分布的印支晚期花崗巖均不含礦,基本排除其成礦可能,但具有指示意義。由此推測鎢礦成礦年齡為印支晚期—燕山期。
圖2 昆侖河地區(qū)金鎢成礦模式圖
晚三疊世構(gòu)造巖漿活動形成的巖漿熱液疊加地層建造熱液、變質(zhì)流體等對地層中Au、Cu 等進(jìn)行活帶的加厚,下地殼發(fā)生拆沉、重熔(殷鴻福和張克信,1997;諶宏偉等,2005;羅照華等,2002),緊隨晚三疊世花崗巖之后形成了一期花崗巖的上升侵位,伴隨了大量的鎢礦化,在區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為具白鎢礦化的花崗細(xì)晶巖;隨著溫壓條件的變化,巖漿結(jié)晶成巖,含礦巖漿熱液繼續(xù)將鎢元素帶至巖體頂部圍巖引張裂隙就位(裴榮富等,2008;華仁民,2011),隨著動力減弱及揮發(fā)分的逸出,最終形成了交代蝕變型的萬保溝鎢礦和石英脈型的二道溝、拖拉海溝鎢礦等(圖2)。并且隨著熱液上升、擴散,巖漿熱液為Au等成礦元素的運移進(jìn)一步提供了運移介質(zhì)、熱驅(qū)動力,在構(gòu)造空間伴隨著溫壓的急劇變化而最終沉淀成礦。
昆侖河有著良好的成礦地質(zhì)條件,大灶火、黑刺溝及黑海北金礦具有達(dá)中型以上的潛力,二道溝鎢礦、萬保溝鎢礦等具有大型礦床的潛力。優(yōu)越的成礦地質(zhì)條件,顯現(xiàn)了該區(qū)尚有更大的找礦空間有待發(fā)掘。通過筆者粗淺的認(rèn)識,將昆侖河地區(qū)的下一步地質(zhì)找礦分為兩個方向:一是針對鎢(錫)等,主要在晚三疊世酸性巖體附近結(jié)合化探異常尋找致礦的地球化學(xué)異?;虻刭|(zhì)異常,并依據(jù)圍巖性質(zhì)的不同主攻交代蝕變型或脈體充填型,符合該特征的區(qū)域有東昆中斷裂帶南側(cè)、小南川、西大灘北一帶等,同時,礦體主要受產(chǎn)狀陡傾的構(gòu)造空間控制。二是針對金(銅、銻)等,在重點關(guān)注北西西或北西向構(gòu)造變形帶的同時,應(yīng)對鎢礦周邊圓形區(qū)域內(nèi)與構(gòu)造變形帶疊加的區(qū)域重點關(guān)注。同時,由于筆者認(rèn)識有限,沒有進(jìn)一步討論金鎢在垂向空間上是否有空間關(guān)系,有待于隨著勘查、研究工作的深入來解決。
(1) 區(qū)內(nèi)金鎢礦床地層的成礦專屬性不強,主要受北西西、北西向構(gòu)造變形帶控制,金礦直接發(fā)育于構(gòu)造帶中,以構(gòu)造蝕變巖型為主伴隨少量石英脈型;鎢礦產(chǎn)于區(qū)域性構(gòu)造帶端部或其交匯部位,與晚三疊世巖體無直接成因關(guān)系,具有一定指示意義,與侵位于晚三疊世巖體中的花崗細(xì)晶巖脈具有一定的成因關(guān)系。
(2) 昆侖河地區(qū)金、鎢最終成礦均與晚印支期及其之后的一期巖漿作用有關(guān),鎢礦為巖漿近中心相形成的中高溫?zé)嵋旱V床,金礦為遠(yuǎn)程相中低溫?zé)嵋函B加礦床。
(3) 昆侖河地區(qū)鎢礦找礦應(yīng)結(jié)合化探異常,并集中在東昆中斷裂帶南側(cè)及小南川、西大灘北一帶晚三疊世花崗巖體附近;金礦在鎢礦周邊及北西西、北西向構(gòu)造變形帶中,找礦潛力較大。