祁善智 蒋成伍 崔美丽 雷 波 曹永亮
(1.青海省柴达木综合地质矿产勘查院,青海 格尔木816000;2.南华大学环境与安全工程学院,湖南 衡阳421001)
“三江”成矿带在构造上显示出复杂性和多样性,具备优越的成矿条件,是一个巨型的多金属聚合成矿带[1]。自2002 年以来,通过开展国土资源大调查工作,在青海南部玉树—沱沱地区发现了东莫扎抓、莫海拉亨、多才玛、楚多曲、雀莫错等多处铅锌矿床(点)[2-5]。江仓南铅锌矿床处于青海省沱沱河地区,隶属于“三江”成矿带北段,该矿区于2013 年完成了1∶ 5 万水系沉积物异常圈定、1∶ 1 万激电中梯剖面、1∶ 2 000 激电中梯剖面等工作。大量学者对该矿区矿床地球化学特征[2,3,6-10]、矿床成因[11-16]、找矿方向及找矿潜力[17-19]、构造与矿床的关系[4,20-23]及其东部具有相似地质背景的多才玛铅锌矿成矿特征[5,8,18,20,24-25]进行了大量研究,成果丰硕。在对上述成果分析的基础上,本研究通过分析总结江仓南铅锌矿床地质特征,探讨该矿床的成矿物质来源、控矿因素、矿床成因以及找矿方向,为沱沱河地区铅锌矿勘探找矿提供参考。
沱沱河地区位于“三江”成矿带北段西部,主体位于北羌塘—昌都陆块中北缘,北侧相邻可可西里—金沙江晚古生代—早中生代缝合带和巴颜喀拉三叠纪边缘前陆盆地(残留洋),南侧相望龙木错—双湖—澜沧江晚古生代—早中生代缝合带和羌南地体。区内主要包括开心岭—杂多晚二叠世岛弧带和雁石坪侏罗纪弧后前陆盆地2 个三级构造单元,是吸纳和调节印度—亚洲大陆碰撞应力应变的构造转换带。自元古宙以来,研究区经历了晚古生代—中生代古、新特提斯洋盆扩张-俯冲造山作用及新生代大规模陆内变形,地质构造复杂[20]。在漫长的构造演化过程中,沱沱河地区主要发育古特提斯弧盆演化阶段的成矿事件和新生代印—亚大陆碰撞阶段的成矿事件。在古特提斯弧盆演化阶段的成矿事件中主要形成火山岩容矿块状硫化物型(VMS 型)Fe -Cu 矿化和玢岩型Fe 矿化;在新生代印—亚大陆碰撞阶段的成矿事件中主要形成与岩浆活动有关的热液脉型Pb -Zn和沉积岩容矿Pb -Zn 矿化。由目前区内勘探和研究资料可知,以新生代沉积岩容矿Pb -Zn 矿化最为普遍和重要[13,18,23,25]。
沱沱河地区变质基底尚未出露,盖层主要由二叠纪—新近纪的火山—沉积岩系构成。二叠系—侏罗系主要为海相碳酸盐和碎屑岩。白垩纪和新生代沉积主要为陆相红色碎屑岩系,并夹有石膏层。
区内出露的主要地层由老到新为:①二叠纪九十道班组(P2j),出露于区内东部,主要由浅灰白色层状灰岩组成,局部夹少量灰色砂岩,呈长条带状自多才玛向东段展布,与成矿关系较密切;②二叠系日巴尕日保组(P2nr),主要呈不规则状或断块状呈NW—SE 向出露于区内东南部,零星出露于南部,岩性组合以碎屑岩为主;③三叠纪甲丕拉组(T3jp),主要分布于区内南部、西南部,岩性以灰紫色厚层岩屑石英砂岩、岩屑长石砂岩为主,夹巨厚层复成分砾岩、含砾粗砂岩、长石石英砂岩、泥质粉砂岩及微晶灰岩透镜体,局部夹中—基性火山角砾岩及玄武岩;④三叠纪波里拉组(T3b),零星出露于区内南部,以灰岩为主夹少量碎屑岩;⑤侏罗纪夏里组(J2x),出露于区内东部、北部及东北部,主要为紫红色长石石英砂岩夹灰绿色长石石英砂岩,含少量深灰色生物碎屑灰岩,与成矿关系较密切;⑥白垩系风火山群错居日组(K1c),不规则出露于区内中部、西部,主要为紫色、灰紫色、紫红色砾岩夹灰紫色、紫红色砂岩,局部夹灰白色石膏层;⑦古近纪中新统雅西措组(E3y),主要分布于区内东部、东南部,北部偶有出露,主要为青灰—灰绿色长石石英岩屑砂岩;⑧渐新统查保玛组(N1c),分布较少,零星出露于区内西部,主要为灰色、褐色粗面岩、气孔状石英粗面岩、石英粗安岩、流纹岩;⑨第四系(Q),十分发育,分布于山前平地及沟谷地带,主要为一些砂、砾石层。
区内仅发育2 组表现为压性特征的断裂构造:①仓龙错钦玛逆断层(F1),分布于区内北部,呈NW 向展布,带内岩石破碎,断层泥、断层角砾岩、方解石网脉发育;②日阿茸窝玛NW 向断裂(F6),分布于区内中部,呈NW 向展布,主要切割地层有二叠系九十道班组(P2j)和二叠系诺日巴尕日保组(P2nr),该断裂总体向40°~50°方向倾斜,局部向正北方向倾斜。
区内以基性岩浆活动为主,主要有侵入和喷出2种活动方式,脉岩较发育。侵入岩主要分布于二叠系、三叠系及侏罗系地层中,岩体规模小、分布集中,均为浅成或超浅成的岩株、岩枝及岩脉,岩性为辉绿岩等。晚三叠世侵入岩中微量元素特征显示,岩石中Cu、Pb、Zn 等元素含量较高。区内火山活动较频繁,火山活动多呈间歇性裂隙式喷发,以海相火山喷发为主,多呈薄层状、透镜状产于晚三叠世结扎群地层中。
通过对2011—2013 年区内1∶ 5 万水系沉积物异常(日阿茸窝玛北异常、多才玛—仓龙错钦玛异常)进行分析,并对日阿茸窝玛北铅锌矿点、仓龙错切玛铅锌矿化点进行查证,共发现了7 条矿化带(Pb、Zn 品位≥0.3%、Cu 品位≥0.1%)。
(1)Ⅰ#矿化带。位于区内北部,NW—SE 走向,倾角37° ~49°,长约1 800 m,以铅锌矿体为主,岩性组合为褐铁矿化黄色高岭土化角砾岩、石英砂岩,具较强的蚀变,岩性较破碎。矿化带厚0.87 ~17.27 m,矿体Cu 品位0.23% ~0.36%,Zn 品位0.81% ~2.15%。该矿化带与土壤综合异常、激电异常吻合程度较好。
(2)Ⅱ#矿化带。位于区内南部,近EW 走向,倾角41° ~49°,长约1 400 m,岩性组合为褐铁矿化黄色高岭土化角砾岩、石英砂岩及少量灰岩,具较强的蚀变,岩性较破碎。矿化带厚0.98 ~12.48 m,圈定了6条矿体,Pb 品位0.53% ~1.68%,Zn 品位0.82% ~10.38%。该矿化带与土壤综合异常吻合程度较好。
(3)Ⅲ#矿化带。位于Ⅰ#矿化带东部,SW—NE走向,倾角40° ~52°,长约1 500 m,厚0.99 ~16.83 m,矿体Pb 品位0.53% ~1.82%,Zn 品位0.59% ~1.24%。矿化带受构造控制,圈定了7 条铅锌矿体,岩性组合为褐铁矿化黄色高岭土化石英砂岩、角砾岩。该矿化带与土壤剖面高值异常点吻合程度较好。
(4)Ⅳ#矿化带。位于区内东部,近EW 走向,倾角42° ~54°,长约1 800 m,矿化带厚1.01 ~13.99 m,矿体Zn 品位0.56% ~2.45%,该矿化带与土壤剖面高值异常点吻合程度较好。
(5)Ⅴ#矿化带。位于区内东部,SW—NE 走向,倾角40° ~49°,长约300 m,宽5 ~10 m,矿体Zn 品位约1.72%,岩性组合为褐铁矿化碎裂灰岩、褐铁矿化角砾岩、石英砂岩。
(6)VI#矿化带。位于区内东部,近EW 走向,倾角42° ~54°,长约5 000 m,宽5 ~50 m,矿体Zn 品位0.51% ~2.57%,Pb 品位0.67% ~5.45%。
(7)VII#矿化带。位于区内东部,近EW 走向,N倾,倾角37° ~49°,追索发现铅锌矿化蚀变破碎带长约3 000 m,宽约60 m,岩性组合为灰黄色—红褐色褐铁矿化安山岩、青灰色—灰白色褐铁矿化安山岩、褐铁矿化泥灰岩、褐铁矿化泥质粉砂岩、褐铁矿化石英砂岩。
上述7 条矿化带内共发现48 个小矿体,其中规模较大的矿体特征见表1。
(1)矿石成分。经光、薄片显微镜下观察,矿石中金属矿物主要为褐铁矿、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿等,脉石矿物主要为长石、方解石、少许绢云母。方铅矿、闪锌矿呈脉状、网脉状、团块状充填于岩石裂隙中,团块状的方铅矿一般结晶程度较高,多为自形晶。矿化强弱与裂隙发育程度有关,裂隙密集时,形成矿脉较多,含矿品位亦较高。
(2)矿石结构、构造。方铅矿结构为隐晶结构、半自形—自形粒状结构等,矿石构造主要为花瓣状构造、放射状构造、星点状构造,胶状构造、网状构造、微脉浸染状构造、团块状-浸染状构造。
(1)地层。二叠纪和三叠纪碳酸盐岩地层是区内铅锌矿的主体地层,不同时期形成的灰岩为铅锌赋矿岩石。区内二叠纪地层、三叠纪地层Pb、Zn 等元素富集,为铅锌矿化富集提供了物质条件[11]。二叠系—三叠系碳酸盐岩地层在区内分布广泛,当热液流经碳酸盐区时,由于碳酸盐具有较活泼的地球化学性质,因而地层容易与流体发生化学反应和物质交换,有利于成矿。
(2)构造。区内断裂构造发育,可分为NW,NE,近EW 向3 组断裂,其中NW—SE 向断裂延伸远、规模大,为区内的主要构造格架,为成矿物质的活化提供了热源和驱动力[11,24]。此外,区内多组方向断裂结构交汇部位发育导致裂隙发育,为成矿流体运移和富集提供了通道和场所。探槽揭露的地表矿(化)体及深部钻探结果表明:铅锌矿物主要分布于二叠系开心岭群九十道班组(P2j)灰岩中,沿砂岩、砾岩裂隙面、断裂等构造带呈浸染状分布,锌矿化带明显受构造、层理、节理控制。总体而言,矿床(点)化探异常密集分布于沿断裂带和不整合接触面附近,表明江仓南地区铅锌矿床主要受NW 向断裂构造Ⅱ级控矿断裂构造的控制[20]。
(3)岩浆岩。区内南部靠近断裂构造的部位出露较大面积的侵入岩浆岩,且晚三叠世侵入岩中Cu、Pb、Zn 等元素含量较高,可能为矿床的形成提供了部分物质。
江仓南铅锌矿位于沱沱河地区,其在古特提斯阶段为岛弧环境,大量火山活动发育,为后期矿化富集提供了良好的成矿物质来源;新特提斯阶段为弧后盆地环境,陆源碎屑岩建造和碳酸盐岩建造在侏罗纪—白垩纪发生沉积,为铅锌矿化提供了较好的赋矿场所和围岩条件,同时发育火山活动提供的成矿物质,可能对成矿起到预富集作用。野外地质调查发现:区内二叠纪组九十道班组(P2j)与成矿关系较密切,矿体赋存于碳酸盐岩中,同时,区内矿化带主要出露于断裂结构附近,以NW,近EW 走向为主,表明富含金属元素的流体在上升过程中,由于温度、压力的变化和大气降水的参与,萃取的流体容易于次级断裂构造等裂隙发育的部位富集形成矿床。Pb 同位素分析结果表明:多才玛铅锌矿铅的来源复杂多样,金属成矿物质不仅来自上地壳和造山带,而且来自壳幔混合的俯冲带[15,25]。裂隙结构及矿体中充填的脉石矿物以方解石为主,石英较少,显示较低温的矿化特点。
综上所述,江仓南铅锌矿为赋存于沉积岩中的多金属矿床,主要控矿因素包括特定的碳酸盐岩容矿岩石、断裂构造部位和岩浆热液活动,该矿应属受构造控制的中—低温热液矿床,与“三江”地区多才玛、楚多曲、雀莫错等铅锌矿床相似[11-12,24]。
(1)区内分布的铅锌矿转石、岩石破碎蚀变及铅锌矿化带在砂岩、砾岩裂隙面、填隙物、断裂等构造带内被氧化后呈红、褐、灰绿等氧化色的条带,是重要的找矿标志。
(2)位于区内东部的多才玛铅锌矿成矿层位主要为二叠统九十道班组灰岩,因此,应着重在二叠统九十道班组灰岩中的化探异常(1∶ 1 万土壤测量圈定)及土壤高值点中寻找矿(化)体。
(3)区内NW 向断裂与其他方向断裂构造的交汇部位,矿体较发育。大断裂及其附近破碎带、断裂带上的次级断裂、牵引褶皱等构造部位是重要的找矿部位。区内地层不整合面、岩性突变面以及层间破碎带也是寻找铅锌矿的有利构造部位。
[1] 侯增谦,宋玉财,李 政,等.青藏高原碰撞造山带Pb -Zn -Ag-Cu 矿床新类型:成矿基本特征与构造控矿模型[J]. 矿床地质,2008,27(2):123-144.
Hou Zengqian,Song Yucai,Li Zheng,et al. Thrust-controlled,sediments-hosted Pb-Zn-Ag-Cu deposits in Eastern and Northern Margins of Tibetan Orogenic Belt:Geological features and tectonic model[J].Mineral Deposits,2008,27(2):123-144.
[2] 田世洪,侯增谦,杨竹森,等.青海玉树莫海拉亨铅锌矿床S、Pb、Sr-Nd 同位素组成:对成矿物质来源的指示兼与东莫扎抓铅锌矿床的对比[J].岩石学报,2011,27(9):2709-2720.
Tian Shihong,Hou Zengqian,Yang Zhusen,et al.Sulfur,lead,strontium and neodymium isotope compositions of the Mohailaheng leadzinc ore deposit in Yushu Area,Southern Qinghai Province:implications for the sources of ore-forming material in the deposit and comparison with those of Dongmozhazhua lead-zinc ore deposit[J].Acta Petrologica Sinica,2011,27(9):2709-2720.
[3] 田世洪,杨竹森,侯增谦,等.青海玉树东莫扎抓铅锌矿床S、Pb、Sr-Nd 同位素组成:对成矿物质来源的指示[J]. 岩石学报,2011,27(7):2173-2183.
Tian Shihong,Yang Zhusen,Hou Zengqian,et al.Sulfnr,lead,strontium and neodymium isotope compositions of the Dongmozhazhua lead-zinc ore deposit in Yushu Area,Southern Qinghai Province:implications for the sources of ore-forming material in the deposit[J].Acta Petrologica Sinica,2011,27(7):2173-2183.
[4] 田世洪,杨竹森,侯增谦,等. 青海玉树东莫扎抓和莫海拉亨铅锌矿床与逆冲推覆构造关系的确定——来自粗晶方解石Rb -Sr 和Sm-Nd 等时线年龄证据[J]. 岩石矿物学杂志,2011,30(3):475-489.
Tian Shihong,Yang Zhusen,Hou Zengqian,et al. Confirmation of connection between Dongmozhazhua and Mohailaheng Pb-Zn ore deposits and thrust nappe system in Yushu Area,Southern Qinghai Province:evidence from Rb-Sr and Sm-Nd isochron ages of macrocrystalline calcite[J]. Acta Petrological et Mineralogica,2011,30(3):475-489.
[5] 王进寿,郑有业,王秉璋,等.青海南部地区MVT 型Pb-Zn 矿床研究回顾[J].中国矿业,2011,20(12):67-71.
Wang Jinshou,Zheng Youye,Wang Bingzhang,et al. Review on study of MVT-typed Pb-Zn deposit in Southern Region of Qinghai Prvovince[J].China Mining Magazine,2011,20(12):67-71.
[6] 刘英超,杨竹森,侯增谦,等. 青海玉树东莫扎抓铅锌矿床围岩蚀变和黄铁矿-闪锌矿矿物学特征及意义[J]. 岩石矿物学杂志,2011,30(3):490-506.
Liu Yingchao,Yang Zhusen,Hou Zengqian,et al. Wall rock alteration and pyrite-sphalerite mineralogy of the Dongmozhazhua Pb-Zn ore deposit in Yushu Area,Qinghai Province[J].Acta Petrological et Mineralogica,2011,30(3):490-506.
[7] 刘英超,杨竹森,侯增谦,等. 青海玉树东莫扎抓铅锌矿床地质特征及碳氢氧同位素地球化学研究[J]. 矿床地质,2009,28(6):770-784.
Liu Yingchao,Yang Zhusen,Hou Zengqian,et al. Geology and hydrogen,oxygen and carbon isotope geochemistry of Dongmozhazhua Pb-Zn ore deposit,Yushu Area,Qinghai Province[J]. Mineral Deposits,2009,28(6):770-784.
[8] 刘长征,李世金,高永旺,等. 三江多才玛超大型铅锌矿床同位素地球化学及矿源研究[J].中山大学学报:自然科学版,2015,54(1):136-144.
Liu Changzheng,Li Shijin,Gao Yongwang,et al.Isotopic geochemistry and origin of the Duocaima Lead-Zinc deposit in the Northtern Sanjiang Area[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2015,54(1):136-144.
[9] 刘长征,陈岳龙,许 光,等. 地球化学块体理论在青海沱沱河地区铅锌资源潜力预测中的应用[J]. 地学前缘,2011,18(5):271-282.
Liu Changzheng,Chen Yuelong,Xu Guang,et al.Application of geochemical block theory to lead and zinc resources assessment in Tuotuohe Area of Qinghai Province[J]. Earth Science Frontiers,2011,18(5):271-282.
[10] 卿成实,丁 俊,李光明,等.西藏隆子县扎西康矿床地层围岩元素分布特征[J].金属矿山,2014(6):97-100.
Qing Chengshi,Ding Jun,Li Guangming,et al.Element distribution of the surrounding rock of Zhaxikang deposit in Longzi Country,Tibet[J].Metal Mine,2014(6):97-100.
[11] 刘长征,贾宗勇,张勤山,等.青海三江北段雀莫错铅锌矿床地质特征及成因[J].金属矿山,2015(7):101-106.
Liu Changzheng,Jia Zongyong,Zhang Qinshan,et al. Geological characteristics and genesis of Quemocuo Pb-Zn deposit in the Northern Segment of Sanjiang Belt,Qinghai Province[J]. Metal Mine,2015(7):101-106.
[12] 邹公明,李世金,李 良,等.青海省沱沱河地区楚多曲铅锌矿床流体包裹体特征及矿床成因探讨[J]. 西北地质,2014,47(4):256-263.
Zou Gongming,Li Shijin,Li Liang,et al.Characteristics of fluid inclusions and ore genesis of Chuduoqu Pb-Zn ore deposit in Tuotuohe Area,Qinghai Province[J]. Northwestern Geology,2014,47(4):256-263.
[13] 张 翀. 青海沱沱河盆地那日尼亚铅锌矿床成矿作用研究[D].南昌:东华理工大学,2013.
Zhang Chong.Study on the Metalgenesis of the Nariniya Lead-Zinc Deposit,Tuotuohe,Qinhai Province[D].Nanchang:East China Institute of Technology,2013.
[14] 宋玉财,侯增谦,杨天南,等.“三江”喜马拉雅期沉积岩容矿贱金属矿床基本特征与成因类型[J].岩石矿物学杂志,2011,30(3):355-380.
Song Yucai,Hou Zengqian,Yang Tiannan,et al. Sediment-hosted Himalayan base metal deposits in Sanjiang Region:characteristics and genetic types[J]. Acta Petrological et Mineralogica,2011,30(3):355-380.
[15] 刘燕学,王光辉,江小均,等.“三江”北段沱沱河盆地古近纪—新近纪沉积格架与盆地演化分析[J].岩石矿物学杂志,2011,30(3):381-390.
Liu Yanxue,Wang Guanghui,Jiang Xiaojun,et al. Analysis of Paleogene-Neogene sedimentary framework and basin evolution of Tuotuohe Basin in the Northern Segment of the Sanjiang Region[J].Acta Petrological et Mineralogica,2011,30(3):381-390.
[16] 刘志飞,王成善,金 玮,等.青藏高原沱沱河盆地渐新—中新世沉积环境分析[J].沉积学报,2005,23(2):210-217.
Liu Zhifei,Wang Chengshan,Jin Wei,et al.Oligo-Miocene depositional environment of the Tuotuohe Basin,Central Tibetan Plateau[J].Acta Sedimentologica Sinica,2005,23(2):210-217.
[17] 王贵仁,宋玉财,邹公明,等. 青海南部茶曲帕查Pb -Zn 矿床的勘查历史、现状与下一步找矿方向[J]. 岩石矿物学杂志,2012,31(1):79-90.
Wang Guiren,Song Yucai,Zou Gongming,et al. History,current status and next targets of exploration in the Chaqupacha Pb-Zn deposit,Southern Qinghai Province[J].Acta Petrological et Mineralogica,2012,31(1):79-90.
[18] 宋玉财,侯增谦,杨天南,等.青海沱沱河多才玛特大型Pb -Zn矿床定位预测方法与找矿突破过程[J]. 矿床地质,2013,32(4):744-756.
Song Yucai,Hou Zengqian,Yang Tiannan,et al. Mineral prospecting and its related approaches in Duocaima Pb-Zn deposit in Tuotuohe Area,Qinghai Province[J].Mineral Deposits,2013,32(4):744-756.
[19] 宋玉财,侯增谦,王贵仁,等.“三江”北段沱沱河地区的成矿规律与找矿方向[J].矿床地质,2015,34(1):1-20.
Song Yucai,Hou Zengqian,Wang Guiren,et al.Metallogenic regularity and ore exploration targeting in Tuotuohe Area,Northern Sanjiang Orogenic Belt[J].Mineral Deposits,2015,34(1):1-20.
[20] 张辉善.青海省沱沱河地区铅锌矿控矿构造研究[D].北京:中国地质大学(北京),2014.
Zhang Huishan. Study of Ore-controlling Structures of Pb-Zn Deposit in Tuotuohe Area,Qinghai Province[D].Beijing:China University of Geosciences(Beijing),2014.
[21] 刘燕学,侯增谦,王光辉,等.沱沱河盆地古近纪—新近纪盆地演化及青藏高原隆升的沉积响应[J].地学前缘,2011,18(4):65-76.
Liu Yanxue,Hou Zengqian,Wang Guanghui,et al.Basin evolutions of the Tuotuohe River Basin and sedimentary response to the uplifting of the Qinghai-Tibet Plateau in Paleogene-Neogene[J]. Earth Science Frontiers,2011,18(4):65-76.
[22] 侯增谦,曲晓明,杨竹森,等.青藏高原碰撞造山带后碰撞伸展成矿作用[J].矿床地质,2006,25(6):629-651.
Hou Zengqian,Qu Xiaoming,Yang Zhusen,et al.Metallogenesis in Tibetan Collisional Orogenic Belt mineralization in post-collisional extension setting[J].Mineral Deposits,2006,25(6):629-651.
[23] Li Y L,Wang C S,Zhao X X,et al.Cenozoic thrust system,basin evolution,and uplift of the Tanggula Range in the Tuotuohe Region,Central Tibet[J].Gondwana Research,2012,22(2):482-492.
[24] 郝宏达.沱沱河多才玛特大型铅锌矿床角砾岩矿化与地球化学研究[D].北京:中国地质大学(北京),2014.
Hao Hongda.Mineralization and Geochemistry Studies of Duocaima Large Lead-Zinc Deposit in Tuotuohe Area[D].Beijing:China University of Geosciences(Beijing),2014.
[25] 钱 烨.青藏高原沱沱河地区成矿背景及铅锌成矿作用[D].吉林:吉林大学,2014.
Qian Ye.Setting and Metallogenesis of Lead and Zinc in Tuotuohe Region,Qinghai-Tibet Plateau[D].Jilin:Jilin University of China,2014.