青海錫鐵山鉛鋅地質(zhì)特征和找礦前景分析

趙新躍，李永懷，丁天柱

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青海錫鐵山鉛鋅地質(zhì)特征和找礦前景分析

趙新躍，李永懷，丁天柱

(四川會(huì)東大梁礦業(yè)有限公司，四川 會(huì)東縣 615205)

錫鐵山鉛鋅礦位于柴中盆地北沿，屬于典型的盆地礦套裂谷成因鉛 鋅礦床，礦床特征是“碳硅巖系，走滑構(gòu)造”，前人在該區(qū)做了大量的工作，但深部鉆孔探礦效果沒(méi)有達(dá)到預(yù)期目的，結(jié)合大梁子錫鐵山鉛鋅礦區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)特征，分析控礦特征，總結(jié)礦床成因特點(diǎn)，從“幔汁理論”觀點(diǎn)出發(fā)，預(yù)測(cè)深部找礦靶區(qū)，以提高礦山服務(wù)年限。

幔汁理論；碳硅巖系；穿刺角礫巖；鉛鋅礦；錫鐵山

錫鐵山鉛鋅礦是我國(guó)大型鉛鋅礦之一，從上20世紀(jì)50年代開(kāi)采至今，已累計(jì)探明儲(chǔ)量鋅+鉛金屬量500萬(wàn)t。為促進(jìn)礦山的可持續(xù)發(fā)展，近年來(lái)錫鐵山分公司投入資金進(jìn)行科技攻關(guān)，在斷層溝附近投入探礦工程進(jìn)行探礦工作，但探礦效果沒(méi)有達(dá)到預(yù)期目的。系統(tǒng)總結(jié)前期勘查成敗得失，確定找礦有利地段，合理部署勘查工作為當(dāng)前迫切的問(wèn)題之一。地質(zhì)找礦突破在于觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)的改變，本文從幔汁理論觀點(diǎn)出發(fā)論述礦床控礦地質(zhì)特征，為礦山的深部找礦靶區(qū)圈定和實(shí)施提供理論支撐。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

錫鐵山鉛鋅礦位于柴達(dá)木盆地北部邊沿，構(gòu)造位置位于柴達(dá)木穩(wěn)定地塊與祁連褶皺帶交接地帶，區(qū)內(nèi)近東西向，北西向和北東向隱伏斷裂組成三角形區(qū)域內(nèi)，巖層由下元古界肯大板群片巖系(Pt)(巖性主要由二云石英片巖白云片巖、斜長(zhǎng)片麻巖與斜長(zhǎng)角閃巖組成)，中生界上奧陶統(tǒng)灘間山群綠片巖系、火山沉積碎巖系、碳酸巖系等，上泥盆統(tǒng)阿木尼克組巖性為紫色細(xì)礫巖，下石碳統(tǒng)城墻溝組黃色細(xì)粒巖及第三系褐色砂巖與第四系蓋層組成。區(qū)域礦產(chǎn)有石油和天然氣田及鉀鹽礦床多個(gè)，目前發(fā)現(xiàn)的金屬礦床有錫鐵山和雙口山鉛鋅礦，灘間山金礦，野駱駝泉銅金鈷礦，銅梁山銅礦及鈾礦。區(qū)內(nèi)巖漿巖主要以玄武巖，安山巖，輝綠巖分布在錫鐵山周邊(見(jiàn)圖1)。

2 含礦巖性問(wèn)題

含礦巖性主要表現(xiàn)在前人普遍認(rèn)為錫鐵山鉛鋅礦鉛鋅主要來(lái)自上奧陶統(tǒng)灘間山群火山沉積碎巖 中[2,10]，實(shí)際柴中盆地的金屬礦床都賦存在這個(gè)層位中。例如在灘間山特大型金礦金龍溝礦段的金礦體賦存在碳質(zhì)石英絹云片巖中，青龍溝礦段金礦體賦存在含碳硅化白云石大理巖中。冷湖東邊野駱駝泉銅金鈷礦體賦存在黑色碳質(zhì)千枚巖中，銅梁山銅礦和雙山口鉛鋅礦主要分布在元古界肯大板群與灘間山群接觸斷裂破碎帶內(nèi)。通過(guò)對(duì)石油賦存規(guī)律研究發(fā)現(xiàn)油礦體主要賦存于元古界和古生界地層構(gòu)造帶內(nèi)，雙重構(gòu)造交匯部位是找礦最佳部位。說(shuō)明巖性僅僅是流體通道和儲(chǔ)存空間不是流體的來(lái)源地。杜樂(lè)天教授[1]于20世紀(jì)70年代在前蘇聯(lián)留學(xué)期間就發(fā)現(xiàn)國(guó)外的大多數(shù)油井開(kāi)采枯竭以后的不長(zhǎng)時(shí)間就重新煥發(fā)生機(jī)，并且對(duì)油井的原油取樣化驗(yàn)并與附近的水進(jìn)行化學(xué)成分對(duì)比以后發(fā)現(xiàn)，原油中的金屬元素成分是水的幾十到上百倍，回國(guó)以后對(duì)國(guó)內(nèi)許多油田進(jìn)行取樣對(duì)比也存在同樣的規(guī)律。在后期的研究中發(fā)現(xiàn)幔汁沿軟流層潰變體形成的斷裂侵入上移，幔汁體在上移的過(guò)程中伴隨著大量的氫氣體，這些氫氣體在封閉空間形成天然氣。在斷裂構(gòu)造湖泊中以噴氣形式形成非金屬礦產(chǎn)(鹽、堿、硝、膏)，梁全勝等在德令哈三湖地區(qū)通過(guò)物探手段發(fā)現(xiàn)氣煙囪[4]已經(jīng)得到驗(yàn)證。所以說(shuō)前人認(rèn)為上奧陶統(tǒng)灘間山群火山沉積碎巖為成礦母巖是有局限性的，確切地說(shuō)，灘間山群火山沉積碎巖是該區(qū)金屬礦床和石油形成的通道和重要的富集場(chǎng)所之一。

圖1 錫鐵山區(qū)域礦產(chǎn)地質(zhì)簡(jiǎn)圖[根據(jù)王亮(2010)修改]

3 含礦構(gòu)造問(wèn)題

前人對(duì)于礦區(qū)的構(gòu)造研究認(rèn)識(shí)有兩種觀點(diǎn)：占主導(dǎo)地位是鄧吉牛和奚小雙等認(rèn)為屬于褶皺控礦，但從衛(wèi)星地圖上發(fā)現(xiàn)這些褶皺實(shí)際是三組構(gòu)造的應(yīng)力作用形成的環(huán)狀構(gòu)造。從西北到東南形成3個(gè)環(huán)狀構(gòu)造。另外一種觀點(diǎn)認(rèn)為斷裂是引起礦體產(chǎn)狀變化的主要因素，礦區(qū)存在的褶皺是單斜構(gòu)造，礦體受巖性控制。本人認(rèn)為斷裂控礦符合錫鐵山實(shí)際情況，依據(jù)如下 幾點(diǎn)：

(1) 通過(guò)對(duì)柴達(dá)木盆地區(qū)域資料研究發(fā)現(xiàn)，錢美平[6]根據(jù)物探手段解譯在柴中盆地中間存在一條近東西向(德令哈?甘森)隱伏走滑斷裂；張博文[2]研究以后認(rèn)為該斷裂在錫鐵山北部通過(guò)。郭萬(wàn)武[8]通過(guò)物探解譯發(fā)現(xiàn)在礦區(qū)東部有北北西向斷裂(大柴旦?諾木洪斷裂)和北東向斷裂(格爾木-錫鐵山斷裂)在礦區(qū)東部通過(guò)(詳見(jiàn)圖2，錫鐵山區(qū)域構(gòu)造簡(jiǎn)圖)。

(2) 通過(guò)對(duì)錫鐵山周邊雙口山鉛鋅礦、灘間山金礦、野駱駝泉銅金鈷礦、銅梁山銅礦研究發(fā)現(xiàn)，上述這些金屬礦床主要受北北西向控制，北東向構(gòu)造次之，礦體傾向向東。

圖2 錫鐵山鉛鋅礦及周邊區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖[根據(jù)辛天貴(2013)修改]

(3) 根據(jù)對(duì)柴中隱伏斷裂的研究，該隱伏斷裂是切割地幔大斷裂，傾向南西，斷裂性質(zhì)擠壓走滑。目前在西部甘森附近發(fā)現(xiàn)多個(gè)油井，在東部三湖地區(qū)發(fā)現(xiàn)有氣煙囪[4]。

(4) 通過(guò)上述分析可以解釋錫鐵山[10]礦體在中間溝以北傾向南西，以南礦體逐漸傾南東的地質(zhì)特征，出現(xiàn)傾向不一定原因是東西隱伏走滑斷裂及北北西向斷裂控制的結(jié)果。

4 對(duì)于錫鐵山角礫巖的認(rèn)識(shí)

前人認(rèn)為錫鐵山是噴流沉積巖型鉛鋅礦因素之一是錫鐵山存在一個(gè)長(zhǎng)2000 m，寬300 m，走向與巖層一致并向南東側(cè)付的鈉長(zhǎng)石角礫巖筒[11]。吳志亮[12]認(rèn)為是隱爆角礫巖，依據(jù)是角礫巖在上部是致密塊狀硫化礦體，在下部出現(xiàn)隱爆角礫巖，成分主要是硅質(zhì)角礫巖，碳質(zhì)片巖角礫巖，綠泥石片巖角礫巖，石英脈角礫巖和細(xì)晶白云巖角礫巖。在四川會(huì)東大梁子鉛鋅礦也出現(xiàn)這樣的情況，上部是黑破礦，下部是角礫巖帶。角礫巖帶內(nèi)巖石組成是上部巖石成分的混雜堆積體。通過(guò)研究以后認(rèn)為是穿刺作用形成的穿刺角礫巖，這點(diǎn)在孫華山[13]研究報(bào)告中得到證實(shí)。

5 礦體賦存地質(zhì)規(guī)律

錫鐵山鉛鋅礦礦體沿走向長(zhǎng)約2500 m左右，從北西到南東大致劃分為4個(gè)礦段，在每個(gè)礦段內(nèi)礦體成群分布。沿傾向做單斜疊瓦狀排列[11]，單個(gè)礦體長(zhǎng)150~300 m，延伸200~500 m，礦體形態(tài)以層狀和透鏡狀，扁豆?fàn)詈兔}狀為主。礦體在垂向上有尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象發(fā)生，間距30~80 m。賦礦巖性從錫鐵山溝大理巖中和碳質(zhì)片巖等?碳質(zhì)硅質(zhì)巖?絹云片巖和片麻巖說(shuō)明礦體主要賦存于碳硅巖系內(nèi)，碳硅巖系減弱地段礦化變?nèi)?，這與孫華山碳化是錫鐵山含礦的載體觀點(diǎn)一致。

6 礦體成因初探

對(duì)于礦體成因討論主要表現(xiàn)在沉積噴流形式上，普遍認(rèn)為是沉積噴流形成的鉛鋅礦，但在其周邊沒(méi)有找到類似的礦床。這點(diǎn)就不符合金屬礦床的形似性。吉林大學(xué)博士生張博文對(duì)青海南祁連山造山帶研究以后認(rèn)為，除錫鐵山之外都是造山帶斷裂控制的金屬礦床。但從幔汁理論角度分析，柴達(dá)木盆地的形成深部軟流層在該區(qū)深部發(fā)生地劈作用以后，逐步形成劈理?節(jié)理?裂隙?地幔柱?慢枝構(gòu)造?軟流層潰變?柴達(dá)木盆地環(huán)形構(gòu)造?地表塌陷?湖泊這樣漫長(zhǎng)的地質(zhì)過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中幔汁體沿?cái)嗔亚秩牒瓦\(yùn)移的過(guò)程中，氫型幔汁體攜帶的大量氫元素在封閉的空間內(nèi)形成天然氣礦床，部分氫氣沿?cái)嗔褞秩氲胶磧?nèi)形成鹽類礦床。當(dāng)氫型幔汁變化為堿型鈉幔汁以后，一部分不厭水幔汁形成石油礦床。厭水幔汁在上移到中生界灘間山群內(nèi)碳硅泥巖系內(nèi)以后不斷萃取流經(jīng)地層中的Pb、Zn、Cu、Co、Au、Ag等含礦流體繼續(xù)上移，由于還原性“碳硅泥巖”的加入，導(dǎo)致氧化還原條件發(fā)生改變，幔汁體之前的化學(xué)平衡被打破，流體中的Cu、Co、Au等元素以硫化物形式析出，在不同部位形成不同礦床，例如在北部形成銅梁山和灘間山金礦及錫鐵山深部銅金礦床。其后含礦流體繼續(xù)聚集，流體壓力不斷升高與碳酸巖地層Zn、Pb元素活化富集，沿碳硅泥巖繼續(xù)上升在北北西構(gòu)造帶內(nèi)以沉淀和交代形式形成目前開(kāi)采的鉛鋅礦體。

7 前期探礦原因分析

前期探礦效果較差的原因是對(duì)區(qū)域地質(zhì)研究不全面，沒(méi)有系統(tǒng)整體地分析研究區(qū)域礦產(chǎn)賦存特征并運(yùn)用到礦區(qū)的地質(zhì)找礦工作中。另外在礦區(qū)地質(zhì)研究中，過(guò)分片面突出巖性活化富集作用和褶皺儲(chǔ)礦作用，沒(méi)有將構(gòu)造控制作用及流體的來(lái)源研究到位也是原因之一。

8 礦區(qū)外圍找礦靶區(qū)確定依據(jù)

(1) 礦體位于柴中隱伏左行走滑斷裂的上盤，流體沿主斷裂侵入，在次級(jí)北西向構(gòu)造帶內(nèi)形成工業(yè)礦體。這點(diǎn)從衛(wèi)星圖在3組構(gòu)造交匯部位發(fā)現(xiàn)形成3個(gè)環(huán)形構(gòu)造得到證實(shí)。

(2) 錫鐵山鉛鋅礦礦體具有在傾向上呈疊瓦狀排列特征，說(shuō)明北東部3個(gè)環(huán)形構(gòu)造內(nèi)具備形成工業(yè)礦體的地質(zhì)條件(見(jiàn)圖3)。

圖3 錫鐵山鉛鋅礦成礦預(yù)測(cè)靶區(qū)圖

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(2018?09?25)

趙新躍(1966—)，男，河南南陽(yáng)人，大專學(xué)歷，工程師，從事礦山地質(zhì)勘探和礦產(chǎn)預(yù)測(cè)工作，Email：979291266@qq.com。