東昆侖西段它溫查漢西鐵金多金屬礦成礦模式探討

馬忠元，劉光蓮，汪周鑫，陳建洲，張愛奎，莫生絹，王磷

（1.青海省第三地質(zhì)勘查院，青海 西寧 810029；2.青海省第四地質(zhì)勘查院，青海 西寧 810008；3.河北地質(zhì)大學(xué)，河北 石家莊 050031）

東昆侖是一條可與西藏岡底斯相媲美的花崗巖帶[1]，同時保存了相對完整的古特提斯演化的證據(jù)鏈[2]，花崗巖及其成礦作用已成為眾多地質(zhì)學(xué)家和礦床學(xué)家研究的重點[3-9]。東昆侖西段祁漫塔格地區(qū)被青海省確立為柴達(dá)木國家級經(jīng)濟試驗區(qū)建設(shè)的黑色、有色金屬礦產(chǎn)基地[10-11]。祁漫塔格地區(qū)有兩類重要的成礦類型，一類是早古生代造山旋回晚期與鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖有關(guān)的銅鎳硫化物礦床，代表性礦床為夏日哈木超大型巖漿熔離型Ni-Cu-Co 礦床[12-15]；另一類是與三疊紀(jì)花崗巖有關(guān)的斑巖型-矽卡巖型-熱液型鐵多金屬礦床[14-18]。矽卡巖型鐵多金屬礦代表性礦床有四角羊-?？囝^、野馬泉、尕林格、肯德可克、迎慶溝等，少部分礦床中有異體共生金礦，如肯德可克礦床，同體共生金礦僅有尕林格有所報道[19]。它溫查漢西礦床是鐵、金、鉛鋅、銅多礦種復(fù)合礦床，

前人對該礦床地質(zhì)特征和成礦特點進行了初步研究[20-24]，但尚未開展成礦模式的研究，制約了區(qū)域礦產(chǎn)勘查的突破。為此，本文在總結(jié)區(qū)域地質(zhì)、礦區(qū)地質(zhì)和礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，探討礦床控制因素和形成過程，建立接觸交代矽卡巖型礦床成礦模式，為區(qū)域成礦規(guī)律研究和找礦工作提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)

礦區(qū)地處柴達(dá)木準(zhǔn)地臺南緣，青海省祁漫塔格山東南段，大地構(gòu)造位置處于東昆侖祁漫塔格早古生代巖漿?。▓D1），成礦區(qū)帶隸屬秦祁昆成礦域、昆侖成礦省、東昆侖成礦帶之祁漫塔格-都蘭Fe-Cu-Pb-Zn-W-Sn-Bi-Au-Mo成礦亞帶[25]。

圖1 它溫查漢西礦床區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 Inference geological map of bedrocks in Tawenchahanxi deposit

區(qū)域上出露地層主要有中元古界金水口巖群、奧陶系祁漫塔格群、下石炭統(tǒng)大干溝組、上石炭統(tǒng)締敖蘇組、上三疊統(tǒng)鄂拉山組等。其中，金水口巖群、祁漫塔格群、締敖蘇組為區(qū)域鐵多金屬礦床的重要賦礦圍巖。構(gòu)造活動強烈，褶皺以軸向NWW 向的復(fù)式背向斜為主，NWW 向、NW 向和近EW 向斷裂組成了主體構(gòu)造骨架，不同級別和序次的斷裂構(gòu)造的交匯聚合部位往往是成巖成礦的有利部位。巖體侵入接觸面及外接觸帶圍巖的巖性界面、破碎帶為構(gòu)造薄弱帶，為礦液的運移、貫入、交代和沉淀提供良好的場所。NE 向和近NS 向斷裂多為成礦后構(gòu)造。巖漿侵入活動廣泛而強烈，時代包括加里東期、華力西期、印支期和燕山期，以華力西期和印支期為主，構(gòu)成醒目的NW向巖漿巖帶，巖漿巖以后碰撞花崗巖為主，其次為同碰撞花崗巖。已有研究表明，印支期巖株、巖脈、巖枝及不規(guī)則狀產(chǎn)出的中酸性侵入體與區(qū)內(nèi)鐵多金屬成礦作用關(guān)系密切[10、15、26]。

2 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)地表為大面積第四系風(fēng)成砂（移動沙丘）覆蓋，厚度達(dá)200 m。據(jù)鉆孔揭露：地層主要為奧陶系祁漫塔格群和下泥盆統(tǒng)契蓋蘇組（圖2）。祁漫塔格群廣泛分布于礦區(qū)中部，走向呈NW向，傾向NE，厚度大于1 058 m，巖性主要有白云石大理巖、大理巖、結(jié)晶灰?guī)r，次為綠泥石片巖、玄武巖、鈣質(zhì)粘土質(zhì)石英粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、板巖，局部夾含泥質(zhì)硅質(zhì)巖。綠泥石片巖原巖可能為基性火山巖。該套地層總體具類復(fù)理石建造特征，與上覆契蓋蘇組呈不整合接觸。下泥盆統(tǒng)契蓋蘇組為一套陸相中-酸性火山巖，由安山巖、流紋巖、火山角礫巖、凝灰?guī)r等組成，呈EW 向分布于礦區(qū)北部。礦區(qū)總體構(gòu)造以NWW 向和NW 向壓性、壓扭性斷裂為主，在祁漫塔格群中發(fā)育層間構(gòu)造，長度小于200 m，寬度為0.5～0.8 m，主要表現(xiàn)為巖石脆性變形，以碎裂巖、構(gòu)造角礫巖為主。巖漿活動強烈，尤其以印支期中-酸性侵入巖為主。礦區(qū)侵入巖發(fā)育，多呈巖株狀產(chǎn)出。西部為似斑狀花崗閃長巖體，東部為似斑狀二長花崗巖體，二者接觸界線不清晰，總體來看似斑狀二長花崗巖侵入于似斑狀花崗閃長巖中。似斑狀花崗閃長巖體長大于8 km，寬度大于2 km，與祁漫塔格群接觸帶形成矽卡巖及鐵金多金屬礦體。巖石SiO2含量為65.36%～69.14%，Al2O3含量為14.19%～15.41%，Na2O含量為2.53%～3.01%，K2O含量為3.17%～4.32%。巖石屬于弱過鋁質(zhì)、高鉀鈣堿性系列。輕稀土元素和Th，U，Zr，Hf等元素相對富集、重稀土元素和Nb，Ta，K，Ba，Rb，Sr 等元素相對虧損，中等負(fù)Eu異常，屬后碰撞“I”型花崗巖[22-24]。似斑狀二長花崗巖體長大于1.5 km，寬度大于1 km，與祁漫塔格群接觸帶形成有矽卡巖及鐵金多金屬礦體。楊濤等獲得似斑狀花崗閃長巖鋯石U-Pb年齡為（236.0±2.3）Ma[23]，似斑狀二長花崗巖鋯石U-Pb年齡值為（229.9±2.0）Ma，巖體形成于晚三疊世。礦區(qū)變質(zhì)作用主要表現(xiàn)為祁漫塔格群地層具綠片巖相，中酸性侵入巖與地層接觸帶普遍發(fā)育接觸交代變質(zhì)作用和熱接觸變質(zhì)作用，分別形成矽卡巖和角巖。矽卡巖空間分布多呈透鏡狀、不規(guī)則狀，主要位于巖體形成的“港灣”狀接觸帶內(nèi)，厚度為10～50 m，類型主要有透輝石矽卡巖、透閃透輝矽卡巖、陽起透輝石矽卡巖、符山石透輝石矽卡巖、石榴子石透輝石矽卡巖、透輝石榴子石矽卡巖、綠泥綠簾石榴子石矽卡巖、石榴子石矽卡巖、蛇紋石粒硅鎂石鎂橄欖石矽卡巖等。零星分布角巖，厚度小于20 m，主要有堇青石角巖、硅質(zhì)泥質(zhì)角巖、泥質(zhì)角巖等。

圖2 它溫查漢西礦床基巖地質(zhì)推斷圖Fig.2 Inference geological map of bedrocks in Tawenchahanxi deposit

3 礦床地質(zhì)

3.1 礦體特征

礦區(qū)圈定5條礦帶，Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ礦帶近EW向展布，Ⅱ、Ⅲ礦帶NW向分布。礦體主要產(chǎn)于巖體與祁漫塔格群外接觸帶矽卡巖中。Fe，Cu主要產(chǎn)于巖體與大理巖外接觸帶矽卡巖中（如Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ礦帶）；Pb，Zn產(chǎn)于巖體與結(jié)晶灰?guī)r外接觸帶（如Ⅱ、Ⅳ礦帶）。金主要產(chǎn)于Fe，Cu頂部、Pb，Zn底部，部分產(chǎn)于蝕變巖體內(nèi)。

礦區(qū)共圈定55條礦體，多呈透鏡狀，規(guī)模不等，長200～880 m，延深為64.63～251.26 m，厚度為0.83～16.87 m。礦體mFe平均品位為15.18%～50.00%；Cu平均品位為0.22 %～0.95%；Au 平均品位1.72×10-6～8.61×10-6；Zn 平均品位為0.50 %～4.74%；Pb 平均品位為0.41%～0.88%。主礦體I-7 產(chǎn)于似斑狀花崗閃長巖與大理巖外接觸帶矽卡巖及矽卡巖化大理巖中（圖3）。該礦體是以Fe，Cu，Zn 為主的復(fù)合工業(yè)礦體，局部共生金。礦體呈長條帶狀，長1 730 m，延深約200 m，平均厚度15 m，產(chǎn)狀較穩(wěn)定，傾向約170°，傾角45°。mFe最高品位58.50%，平均品位36.20%；Cu 最高品位4.48%，平均品位0.72%；Zn 最高品位14.9%，平均品位3.76%；金礦體最高品位8.61×10-6。礦體頂板為大理巖，底板為似斑狀花崗閃長巖。

3.2 礦石特征

礦區(qū)礦石類型復(fù)雜，主要有鐵多金屬礦石和金多種金屬礦石。

鐵多金屬礦石的礦石礦物有磁鐵礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦等。磁鐵礦呈浸染狀，多具不規(guī)則狀或他形粒狀晶。部分磁鐵礦與磁黃鐵礦、黃銅礦緊密共生（圖4-a）；黃銅礦主要呈團窩狀、團塊狀、條帶狀分布，多具有不規(guī)則狀晶形（圖4-a），與磁鐵礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦等緊密共生。閃鋅礦主要呈浸染狀、團塊狀，具不規(guī)則狀晶形，多出溶乳滴狀黃銅礦（圖4-b），與磁黃鐵礦、黃銅礦、磁鐵礦緊密共生。

礦石主要結(jié)構(gòu)有自形晶粒狀、半自形-他形晶粒狀結(jié)構(gòu)，交代結(jié)構(gòu)等（圖4-c）。礦石構(gòu)造主要有稀疏浸染狀構(gòu)造、稠密浸染狀構(gòu)造、團塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造（圖3-d）、致密塊狀構(gòu)造等。

圖3 它溫查漢西礦床254號勘探線剖面圖Fig.3 Profile of 254#exploration line in Tawenchahanxi deposit

圖4 它溫查漢西礦床礦石顯微照片F(xiàn)ig.4 Microscopic photos of ore in Tawenchahanxi deposit

金多金屬礦石的礦石礦物有磁鐵礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、鈦鐵礦、方鉛礦、毒砂、金銀礦等，主要載金礦物有黃鐵礦、金銀礦、毒砂、磁黃鐵礦等。黃鐵礦在金礦石中的含量通常小于1%，粒徑為0.1～1 mm，呈他形粒狀，淺銅黃色，綠黑色條痕強金屬光澤，不透明，無解理，斷口參差狀，他形細(xì)粒結(jié)構(gòu)，團塊狀、稀疏浸染狀或條帶狀分布。部分黃鐵礦被磁鐵礦、磁黃鐵礦交代，受后期動力作用的影響發(fā)生破碎，被拉長呈拔絲狀或呈細(xì)脈狀分布（圖4-e）。磁黃鐵礦在金礦石中含量為4%～5%，呈他形不規(guī)則粒狀，乳黃色微帶粉褐色，強非均質(zhì)性。磁黃鐵礦與黃銅礦、黃鐵礦構(gòu)成連晶結(jié)構(gòu)（圖4-f），或與磁鐵礦互相包裹。金銀礦主要呈他形不規(guī)則粒狀，含量少且粒度細(xì)小，反射色為乳黃白色，均質(zhì)性，易磨光，擦痕明顯，主要分布于非金屬礦物之間（圖4-g），部分被方鉛礦包裹（圖4-h）。礦石結(jié)構(gòu)主要有交代結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、自形-半自形結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、揉皺結(jié)構(gòu)、乳滴狀結(jié)構(gòu)、文象結(jié)構(gòu)、交錯結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要有脈狀構(gòu)造、稀疏浸染狀構(gòu)造，條帶狀構(gòu)造、團塊狀構(gòu)造。

3.3 圍巖蝕變

礦床圍巖蝕變強烈，蝕變類型有矽卡巖化、綠簾石化、硅化、鉀化、鈉化、絹云母化、綠泥石化、滑石化、次閃石化、蛇紋石化、碳酸鹽化、泥化等。與磁鐵礦、黃銅礦關(guān)系密切的是矽卡巖化、綠簾石化、硅化、鉀化、鈉化等；與閃鋅礦關(guān)系密切的是矽卡巖化、硅化、絹云母化、綠泥石化等；與方鉛礦關(guān)系密切的是硅化、綠泥石化；與金礦化關(guān)系密切的是硅化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化等。

3.4 成礦期

據(jù)野外觀察和鏡下特點，礦床主要經(jīng)歷了矽卡巖期和石英硫化物期（圖5）。矽卡巖期早階段主要形成石榴子石、透輝石、硅灰石、符山石、粒硅鎂石、鎂橄欖石、鈉長石、鉀長石、黑云母、角閃石等，無石英；矽卡巖期晚階段主要形成綠簾石、透閃石、陽起石、白云母等，同時形成大量磁鐵礦和少量磁黃鐵礦、黃銅礦和黃鐵礦；石英硫化物期早階段形成石英、絹云母、綠泥石、方解石，并有大量黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、毒砂等生成；石英硫化物期晚階段硫化物減少，主要形成黃鐵礦、毒砂、方鉛礦、金銀礦，以及石英、綠泥石、方解石、蛇紋石、滑石等。金礦主要形成于石英硫化物期晚階段。

圖5 它溫查漢西礦床礦物生成順序Fig.5 Mineral formation sequence of Tawenchahanxi deposit

4 成礦模式探討

4.1 成礦時代

區(qū)域上三疊紀(jì)發(fā)生大規(guī)模巖漿侵入活動和相關(guān)的斑巖型-矽卡巖型-熱液型成礦作用[14]。田承盛等在本礦區(qū)獲得磁鐵礦礦石中白云母40Ar-39Ar 坪年齡和等時線年齡分別為（230.7±2.0）Ma和（229.9±3.5）Ma（MSWD=1.8）[21]，等時線年齡與坪年齡在誤差范圍內(nèi)完全一致，說明礦床形成于晚三疊世。

4.2 控礦因素

鐵金多金屬礦石主要賦存于矽卡巖中，圍巖祁漫塔格群為一套弧后盆地形成的以碳酸鹽巖為主夾火山巖、硅質(zhì)巖及碎屑巖的火山-沉積巖系，富含金等成礦元素，如基性火山巖Au元素含量高達(dá)15.97×10-9，遠(yuǎn)高于大陸地殼（Au 元素含量1.21×10-9）①青海省第三地質(zhì)勘查院.東昆侖西段金礦成礦規(guī)律與找礦預(yù)測報告，2021[27]。且碳酸鹽巖有利于接觸交代，容易形成矽卡巖型礦床。昆北斷裂及次級斷裂控制了晚三疊世侵入巖的展布，是礦區(qū)控巖、導(dǎo)礦構(gòu)造。巖體與地層接觸帶是礦區(qū)最為重要的容礦構(gòu)造。礦區(qū)侵入巖具殼?；旌匣◢弾r的特點，巖漿活動為成礦提供了豐富的物源和熱源。

綜上所述，巖體與祁漫塔格群的接觸交代作用是成礦的主要控礦因素。

4.3 礦床形成機制及成礦模式探討

已有資料表明，布青山-阿尼瑪卿洋板塊于260 Ma開始向北大規(guī)模俯沖，于中三疊世晚期洋盆閉合[1、4、5、7]。晚三疊世陸殼不斷加厚，下地殼比重不斷加大，引起下地殼物質(zhì)的不穩(wěn)定，發(fā)生了下地殼拆沉事件。

晚三疊世進入后碰撞階段，花崗質(zhì)巖發(fā)生了強烈的殼-幔源巖漿混合作用，下地殼拆沉事件誘發(fā)殼幔相互作用是區(qū)內(nèi)鐵金多金屬成礦作用的基礎(chǔ)[14]。隨著地幔物質(zhì)的加入，帶入了大量Au，Cu，Zn 等成礦元素，為它溫查漢西鐵金多金屬礦床的形成提供了巖漿巖條件和成礦物質(zhì)來源。

巖漿侵位于祁漫塔格群，一方面由于祁漫塔格群發(fā)育大量碳酸鹽巖，十分有利于接觸交代形成矽卡巖；另一方面由于祁漫塔格群形成于弧后盆地環(huán)境，存在海相火山巖和熱水硅質(zhì)巖等，這些巖石中富含Au，Cu等成礦物質(zhì)，更利于成礦。矽卡巖期晚階段磁鐵礦形成，溫度逐漸降低，進入石英硫化物期。石英硫化物期早階段黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦大量生成，并有一些含金的礦物，如黃鐵礦、磁黃鐵礦、毒砂等生成。成礦溫度進一步降低，石英硫化物期晚階段大量含金礦物如黃鐵礦、毒砂、金銀礦及方鉛礦形成。從侵入體中心向外溫度由高到低的變化導(dǎo)致礦化類型產(chǎn)生分帶性。靠近巖體主要是鐵銅和銅鋅礦，隨著與巖體距離的加大出現(xiàn)金礦和鉛鋅礦。

綜上建立它溫查漢西礦床成礦模式（表1,圖6）。

圖6 它溫查漢西鐵金多金屬礦床成礦模式圖Fig.6 Metallogenic model map of Tawenchahanxi Iron-goldpolymetallic deposit

表1 它溫查漢西鐵金多金屬礦床成礦模式Table 1 Metallogenic model of Tawenchahanxi Iron-gold-polymetallic deposit

5 結(jié)論

它溫查漢西礦床是鐵、金、鉛鋅、銅多礦種復(fù)合礦床，其成礦模式研究對于東昆侖西段接觸交代矽卡巖型礦床成礦規(guī)律和找礦工作具有重要的理論和實際意義。本次研究取得如下成果和認(rèn)識：

（1）晚三疊世后碰撞階段下地殼拆沉引起的軟流圈物質(zhì)上涌及殼幔相互作用機制下形成它溫查漢西鐵金多金屬礦床。

（2）它溫查漢西鐵金多金屬礦床是典型的矽卡巖型礦床，幔殼源花崗巖體與祁漫塔格群接觸交代是成礦的主要控制因素。

（3）建立了下地殼拆沉誘發(fā)成礦的成礦模式。