青海省格爾木市尕林格鐵礦礦床地質(zhì)特征及礦床成因

趙俊芳，王顯真，冶玉花，靳 楊

(1. 青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海 西寧 810007； 2. 青海省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海 海東 810600)

1 區(qū)域地質(zhì)

尕林格礦床區(qū)域地層隸屬柴達(dá)木南緣地層小區(qū)，為古生代—中、新生代次穩(wěn)定性及穩(wěn)定性沉積。本區(qū)域地質(zhì)體至少經(jīng)歷了晉寧—燕山期多旋回、多體制造山作用的影響，地殼結(jié)構(gòu)和地質(zhì)構(gòu)造演化復(fù)雜，巖漿活動(dòng)頻繁，從元古代起，經(jīng)歷了加里東期、華力西期、印支期、燕山期多期次構(gòu)造—巖漿旋回，巖石類型眾多[1]。

1.1 地層

區(qū)域地層出露較為齊全，由老到新有新太古代—古元古代金水口巖群，中元古代小廟組和狼牙山組，新元古代丘吉東溝組，早古生代灘間山群，晚古生代牦牛山、黑山組和哈爾扎組、石拐子組、大干溝組、締敖蘇組、打柴溝組，中生代鄂拉山組、新生代油砂山組、七個(gè)泉等組[2]。

1.2 構(gòu)造

尕林格鐵多金屬礦床的大地構(gòu)造位置屬西域板塊柴達(dá)木陸塊南緣祁漫塔格構(gòu)造混雜巖帶，呈北西西向展布。祁漫塔格構(gòu)造混雜巖帶為柴達(dá)木地塊南緣在早古生代裂解發(fā)展形成的裂陷帶，在晚奧陶世拉張到最大時(shí)期，形成初始小洋盆，并受期后多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的疊加改造，特別是華力西期昆南洋的發(fā)展演化、印支期陸內(nèi)疊覆造山的影響，使該帶構(gòu)造背景十分復(fù)雜。(見圖1)。

1.3 巖漿巖

F1：祁漫塔格北緣隱伏斷裂；F2：祁漫塔格主脊斷裂；F3：祁漫塔格南緣斷裂；F4：伊阡巴達(dá)隱伏斷裂；F5：那陵郭勒隱伏斷裂。Ⅰ：柴達(dá)木陸塊；Ⅱ1：北祁漫塔格巖漿弧帶；Ⅱ2：祁漫塔格結(jié)合帶；Ⅲ1：卡爾塔—喀雅克登塔格巖漿帶；Ⅲ2：庫穆庫里湖布里臺(tái)新生代斷陷盆地；Ⅲ3：卡爾卻卡—烏蘭拜興巖漿弧帶

圖1區(qū)域構(gòu)造單元?jiǎng)澐质疽鈭D

巖漿活動(dòng)頻繁，巖石類型眾多[3]，根據(jù)不同期次，不同巖石類型的空間分布、巖石化學(xué)、接觸關(guān)系等特征劃分3個(gè)構(gòu)造巖漿帶。

1)祁漫塔格構(gòu)造混雜巖漿帶：祁漫塔格北緣隱伏斷裂(F1)以南，南緣隱伏斷裂(F3)以北為祁漫塔格復(fù)合構(gòu)造巖漿帶，出露有晚奧陶世、晚志留世、早泥盆世、中泥盆世、早二疊世、晚三疊世、早侏羅世侵入巖及奧陶—志留紀(jì)灘間山群中基性火山巖及中酸性火山巖、晚泥盆世哈爾扎組中酸性火山巖。侵入巖體集中分布于雙石峽、黑山、烏蘭烏珠爾、尕林格北山、尕林格礦區(qū)等地；灘間山群中基性火山巖及中酸性火山巖分布于烏蘭烏珠爾北坡、尕林格一帶，哈爾扎組中酸性火山巖零星分布于雙石峽及孤山兩地。該帶由早古生代裂谷火山噴發(fā)，晚古生代以后造山帶崩塌及內(nèi)陸造山引起的巖漿活動(dòng)形成。

2)喀雅克登塔格復(fù)合構(gòu)造巖漿帶：祁漫塔格南緣斷裂(F3)以南，伊阡巴達(dá)隱伏斷裂(F4)以北的狹長地區(qū)。出露有新元古代黑云母二長片麻巖、早泥盆世、中泥盆世、早二疊世、晚三疊世、早侏羅世侵入巖，有局部殘存的奧陶—志留紀(jì)灘間山群中基性火山巖、晚泥盆世牦牛組中酸性火山巖，晚三疊世鄂拉山組中酸性火山巖。主要是內(nèi)陸俯沖碰撞造山形成的巖漿活動(dòng)。

3)卡爾卻卡—烏蘭拜興巖漿帶：那陵郭勒隱伏斷裂(F5)以南地區(qū)。出露早、中泥盆世、晚三疊世侵入巖體，有奧陶—志留紀(jì)灘間山群中基性火山巖。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

1)灘間山群碎屑巖夾中基性火山巖巖組(OST1)

礦區(qū)的主體地層之一，巖石類型復(fù)雜，主要巖石組合為砂巖、粉砂質(zhì)板巖、長石石英砂巖、二云母砂巖、泥質(zhì)巖、硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥質(zhì)巖、蝕變玄武巖、蝕變安山巖、各類矽卡巖、大理巖、結(jié)晶灰?guī)r等。

2)灘間山群中基性火山巖巖組(OST2)

巖性組合為一套中酸性火山碎屑巖、英安質(zhì)晶屑巖屑玻屑凝灰熔巖居多，其中夾有英安質(zhì)火山角礫熔巖，含英安質(zhì)角礫多屑凝灰?guī)r、安山質(zhì)晶屑巖屑凝灰?guī)r、流紋質(zhì)英安巖等。

3)新生代地層由老到新出露：

①古近紀(jì)路樂河組(El)：土黃色巨厚層含礫砂巖、含礫粉砂巖、夾泥鈣質(zhì)巖薄層、上部為土黃色含鈣粉砂巖與含鈣泥巖互層，厚度311 m。

②新近紀(jì)油砂山組(Ny)：底部60 m為雜色巨厚層狀復(fù)成分礫巖，中上部為土黃—淺磚紅色厚層狀含粗礫粉砂巖為主，夾土黃色厚層狀含礫砂巖，厚度261 m。

③新近紀(jì)獅子溝組(NS-Z)：磚紅色厚層狀含粉砂粘土為主，夾薄層含鈣質(zhì)細(xì)砂巖，厚度365 m。

④第四紀(jì)七個(gè)泉組(Qq)：尕林格礦區(qū)及近外圍均有分布，土黃色卵礫砂土及粉砂，表層有漂礫，水平層理、平行層理發(fā)育，局部風(fēng)積層發(fā)育交錯(cuò)層理，分選性良好，固結(jié)程度自下而上越來越差，基本呈松散狀態(tài)。

2.2 構(gòu)造

受區(qū)域構(gòu)造的控制，礦區(qū)主體構(gòu)造線呈北西—南東走向，烏蘭烏珠爾北坡至尕林格礦區(qū)的區(qū)域斷裂(F7-1、F7-2)縱貫礦區(qū)，控制著礦區(qū)巖漿和礦體的分布，以F8斷裂為界，南西為灘間山群下巖組碎屑巖夾火山巖、碳酸鹽巖地層，地層呈北西西—南東東走向，傾向南，傾角30(°)～60(°)的單斜構(gòu)造，F(xiàn)8斷裂北東為呈殘缺的向斜構(gòu)造，向斜樞紐(軸線)傾向北東，巖性為灘間山群中巖組(OST2)中酸性火山碎屑巖，Ⅵ、Ⅶ礦段F7-1南殘存了向斜南翼的地層，上部為中酸性火山碎屑巖(OST2)，下部為大理巖夾中基性火山巖(OST13)。(見圖2)

圖2 礦區(qū)構(gòu)造圖

2.3 巖漿巖

礦區(qū)巖漿活動(dòng)有兩個(gè)高峰期，即加里東期大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)活動(dòng)，印支期中酸性巖漿侵入活動(dòng)，在區(qū)域地質(zhì)背景影響下，其它構(gòu)造旋回也有巖漿活動(dòng)，但表現(xiàn)十分微弱，零星見有加里東晚期侵入巖，華力西期侵入巖，其規(guī)模有限。

2.4 圍巖蝕變

從變質(zhì)作用發(fā)生的時(shí)間順序看：礦區(qū)地層、巖石在華力西期的構(gòu)造事件中灘間山群地層發(fā)生變形，形成褶曲、脆性張裂、韌性剪切的同時(shí)，發(fā)生大規(guī)模熱動(dòng)力變質(zhì)作用，使碎屑巖變?yōu)榘鍘r、千枚巖，硅質(zhì)巖變?yōu)楣栀|(zhì)板巖，灰?guī)r變?yōu)榻Y(jié)晶灰?guī)r，同時(shí)產(chǎn)生一些變質(zhì)礦物，如泥質(zhì)巖中的堇青石，中基性火山巖中的細(xì)晶透輝石、蛇紋石、絹云母、黝簾石、綠泥石、鈉長石等，并析出炭質(zhì)、磁鐵礦等，中酸性巖中的凝灰質(zhì)重結(jié)晶，形成微晶石英、斜長石、磷灰石。這期變質(zhì)作用影響面廣，屬區(qū)域地質(zhì)變質(zhì)作用。區(qū)域變質(zhì)巖有：各種板巖、千枚巖、變玄武巖、變安山巖、構(gòu)造角礫巖、靡棱巖等。

印支期的構(gòu)造巖漿事件中，大量的石英閃長巖、花崗斑巖侵入，巖漿熱能和熱液，使灘間山群地層本身的火山巖與結(jié)晶灰?guī)r發(fā)生硅鈣交換，交換的結(jié)果形成各種矽卡巖、大理巖、磁鐵礦、磁黃鐵礦等。這期蝕變作用發(fā)生的范圍有限，僅分布在巖體外接觸帶約500 m以內(nèi)的灘間山群中基性火山巖與結(jié)晶灰?guī)r接觸部位以及夾有碳酸鹽巖的構(gòu)造破碎帶，屬礦體圍巖蝕變。

印支期巖漿侵入及矽卡巖化形成磁鐵礦之后，在燕山期礦區(qū)處于疊覆造山環(huán)境，發(fā)生中低溫?zé)嵋鹤冑|(zhì)作用，地層、巖石、礦體等地質(zhì)體在發(fā)生構(gòu)造變形的同時(shí)，沿構(gòu)造裂隙充填綠泥石、黃鐵礦、方解石石英細(xì)脈，巖石中的暗色礦物蝕變?yōu)榫G泥石，斜長石發(fā)生不同程度的絹云母化和碳酸鹽化，由于硫元素的游離形成星點(diǎn)狀黃鐵礦晶體。這期蝕變作用影響面廣，屬中低溫區(qū)域熱液蝕變。

3 礦床成因

3.1 地質(zhì)背景、成礦條件及礦體產(chǎn)出特征

尕林格鐵多金屬礦床產(chǎn)于祁漫塔格新元古代—早古生代結(jié)合帶(Ⅳ級(jí)單元)之次級(jí)構(gòu)造：尕林格早古生代構(gòu)造混雜巖漿帶(Ⅴ級(jí)單元)。該帶地層為奧陶—志留紀(jì)灘間山群下巖組碎屑巖夾中基性火山巖、碳酸鹽巖，中巖組中酸性火山碎屑巖，兩組地層呈整合接觸，受加里東晚期—華力西期構(gòu)造—巖漿作用的改造，地層呈殘缺不完整的北西西—南東東走向的向斜構(gòu)造，核部地層為中巖組中酸性火山碎屑巖，F(xiàn)8斷層將向斜截?cái)?，并且位移。?Ⅵ礦段及北部為向斜北翼，地層傾向南，Ⅵ-Ⅶ礦段及其以北F8斷層以東的大部分地段為向斜南翼，地層總體傾向北。礦區(qū)有兩組斷裂對(duì)成巖成礦起了決定性作用，即F7-2為導(dǎo)巖斷裂，印支期中酸性侵入巖沿F7-2斷裂分布，侵入體圍巖在600 m范圍內(nèi)具強(qiáng)烈矽卡巖化、角巖化蝕變，蝕變帶內(nèi)含礦；F7-1為導(dǎo)礦斷裂，礦體產(chǎn)于灘間山群下巖組中基性火山巖夾碳酸鹽巖或中巖組中酸性火山巖與下巖組碳酸鹽巖接觸的層面附近的矽卡巖(包括角巖)帶中，礦體沿F7-1斷裂帶自西北往東南雁列式分布，礦體產(chǎn)于含礦矽卡巖(包括角巖)帶，含礦矽卡巖帶距離印支期中酸性侵入體50～300 m，最遠(yuǎn)的<500 m，最近的在接觸帶上，印支期侵入體內(nèi)未發(fā)現(xiàn)矽卡巖帶，也不含礦。礦體產(chǎn)出位置不同，其形態(tài)產(chǎn)狀各不相同，產(chǎn)于F7-1斷裂帶的礦體受F7-1斷裂及其次一級(jí)斷層控制明顯，產(chǎn)于層間裂隙的礦體受地層產(chǎn)狀控制，礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀、囊狀、不規(guī)則狀，礦體規(guī)模大小懸殊。

3.2 礦物組合

金屬礦物：氧化物以磁鐵礦為主，局部地段極少量赤鐵礦沿磁鐵礦邊緣分布，硫化物以磁黃鐵礦為主，也有黃鐵礦、白鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、共(伴)生少量黃銅礦、碲鉍礦、自然鉍、自然金、輝砷鈷礦，礦物多呈半自形—它形粒狀結(jié)構(gòu)，粒徑0.01～0.5 mm者居多，共(伴)生礦產(chǎn)粒徑一般小于0.01 mm，黃銅礦與磁黃鐵礦呈固溶體分離結(jié)構(gòu)，磁鐵礦、磁黃鐵礦多呈塊狀、團(tuán)塊狀構(gòu)造，部分呈浸染狀—星散狀分布于脈石礦物中。

脈石礦物：以透輝石為主，有鈣鋁榴石、蛇紋石、硅灰石、黑柱石、陽起石、透閃石、綠簾石、黝簾石、斜長石，少量鉀長石、鈉長石、金云母、黑云母、符山石、尖晶石、綠泥石、方解石、石英等，除石英、方解石外，大部分礦物呈自形—半自形粒狀，粒徑0.02～1.00 mm。

3.3 礦質(zhì)來源

鐵多金屬礦質(zhì)來源主要是灘間山群下巖組碎屑巖夾中基性火山巖，中基性火山巖發(fā)生蝕變，含鐵鎂礦物的鐵多金屬元素被大量釋放，巖石色率降低，Ⅲ、Ⅳ礦段發(fā)現(xiàn)的輝長巖都呈灰白色，根據(jù)稀土和硫、氧同位素的特征說明圍巖和成礦物質(zhì)來自洋殼的下地殼或上地幔，并有陸殼成分的混染，尕林格δ34sCDT相對(duì)分散，在-3.08%～12.23%區(qū)間內(nèi)，少數(shù)樣品接近隕石硫，說明有幔源物質(zhì)加入。同時(shí)，稀土元素特征、放射性同位素Rb、Sr的特征都反映成礦物質(zhì)與圍巖的同源性[4]。

3.4 成礦溫度和壓力

前人資料反映磁鐵礦成礦溫度315～395℃，磁黃鐵礦280℃，黃鐵礦300～345℃，北京地科院豐成友等研究成果是：成礦溫度為288～340℃，鹽度2%～6% NaCl，壓力為6.74～13.03 MPa，相當(dāng)于674～1 303 m深度的水底壓力[5]。

3.5 礦床的形成過程

尕林格鐵多金屬礦床的形成經(jīng)歷了長期的、多階段的成礦過程，首先是早古生代加里東期發(fā)生板塊拉伸、海底擴(kuò)張，形成碎屑巖夾中基性火山巖、碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖等含鐵多金屬火山沉積夾正常沉積建造(礦源層)，之后在早古生代晚期至晚古生代華力西期發(fā)生板塊碰撞，俯沖造山，中性巖漿(閃長巖、閃長玢巖)侵入，灘間山群地層(礦源層)經(jīng)受巖漿侵蝕與改造，成礦物質(zhì)活化富集，同時(shí)受熱動(dòng)力改造形成導(dǎo)巖、導(dǎo)礦、賦礦構(gòu)造，為富集成礦創(chuàng)造條件，中生代疊覆造山達(dá)到頂峰，印支期中酸性巖漿侵入活動(dòng)帶來巨大能量，使灘間山群地層內(nèi)部中基性火山巖與碳酸鹽巖發(fā)生硅、鈣質(zhì)交代，同時(shí)華力西期閃長玢巖也參與物質(zhì)互換，中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)礦產(chǎn)研究所豐成友等研究認(rèn)為尕林格花崗閃長巖U和Th的質(zhì)量分?jǐn)?shù)值達(dá)到8×10-6和10×10-6，屬高熱花崗巖(HHP)，它的冷卻時(shí)間長達(dá)數(shù)百萬年,在這數(shù)百萬年時(shí)間內(nèi)巖體近外圍有足夠長的時(shí)間發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，形成鐵多金屬礦床。

該礦床具有形成矽卡巖型礦床的地質(zhì)條件和礦床地質(zhì)特征，認(rèn)為屬矽卡巖型鐵多金屬礦床。

4 結(jié) 論

通過對(duì)礦區(qū)綜合研究得出以下找礦標(biāo)志：

1)大多數(shù)礦體賦存于矽卡巖帶中，因此，矽卡巖是直接的找礦標(biāo)志之一；

2)礦體受中基性、中酸性火山碎屑巖與碳酸鹽巖控制，礦體一般賦存于火山碎屑巖與碳酸鹽巖的層間，因此，火山碎屑巖頂?shù)装?，碳酸鹽巖頂?shù)装迨琴x礦有利空間，是找礦標(biāo)志之一；

3)礦體一般賦存于F7-1斷裂帶、F8斷裂帶、F7-2次一級(jí)近東西向斷裂帶中，因此，沿上述斷裂帶布置工程找礦比較合適，兼顧斷裂附近圍巖的層間滑動(dòng)面；

4)礦體受印支期中酸性侵入體外接觸帶控制，沿侵入體接觸帶500 m以內(nèi)找礦是比較理想的空間；

5)磁鐵礦具有強(qiáng)磁性，磁黃鐵礦具有中強(qiáng)磁性，一般的多金屬硫化物礦產(chǎn)與磁黃鐵礦共生，并共(伴)生一定量的磁鐵礦，因此，按磁異常進(jìn)行找礦是直接的找礦標(biāo)志。