青海督冷沟铜钴矿床地质特征及成矿条件

王春艳，祁汉文，张鸿斌，巨双福

(青海省有色矿勘院，青海 西宁　810007)

0　前　言

青海督冷沟铜钴矿床分布在柴达木地块南部的缘头部位，处于东昆仑构造带(EW向)的偏东方向的区段内，昆南断裂以及昆中断裂对该区进行夹持。该区具有非常突出的岩浆活动，不仅期次多，而且时间跨度非常长[1]。昆南基底出现破裂的时代主要发生在中晚元古代时期，裂隙—拉张是其主要的构造特征，洋盆就形成与此阶段。其封闭阶段主要发生在寒武纪时代的末期阶段。处于古特提斯活动陆缘部位的昆南带主要发生在石炭纪阶段。碎屑岩以及安山岩和玄武岩等在哈拉郭勒群形成。阿尼玛卿洋主要由不断扩张的昆南带南部的缘头所形成，此期主要发生在石炭纪—二叠纪时代[2]。该卿洋发生闭合的时代主要发生在中三叠世末期阶段。陆内碰撞演化时期主要发生在晚三叠世阶段，区内推覆构造尤以此期大规模的形成。

1　矿床地质背景

火山沉积洼地(晚石炭世)偏北方向的位置上是该矿床的分布所在哈拉郭勒群火山岩在此广泛发育，夹薄层绿泥硅质岩的绿泥绢云母千枚岩以及火山喷流沉积岩和火山碎屑岩与火山熔岩组成的中—中基性浅海相变质建造主要分布于其下部位置上。白云岩以及安山岩和绢云母千枚岩等是其主要的岩性特征。该矿就赋存与此，老岭大横路钴矿床层位与之非常类似。泥、砂质沉积与碳酸盐(正常)建造特征主要分布于其中上部区域，夹孙兴熔岩建造可见于局部位置。

断裂(NE向)是区内的主要构造特征，褶皱相较之则比较少见。断裂具有非常长的延伸，主要呈现逆断层特征，尤以区内破碎带位置比较发育。区内成矿主要受控于这些断裂，起着容矿以及导矿的重要作用。上龙岗向斜是区内的主要褶皱构造，主要呈现NE向展布，并具有起伏不定的波浪状特征，断裂对其两侧位置进行破坏，含铁砂页岩主要分布于褶皱的核部地带，碳酸盐岩以及火山岩组主要分布于褶皱的两翼部分。尤以北侧的翼部位置较为完整出露，呈现比较陡的地层产状。南侧翼部位置上则呈现破碎特征，这与区内的岩浆侵入存在紧密的联系。次级褶皱尤以两翼部位比较突出，北侧胜过南侧。NE向以及NW向和EW向等断裂构造，是区内的主要构造特征。该区成岩成矿都受控于区内的断裂。以形成时间来看，区内断裂EW向，不仅形成时间较早，而且呈现多期次的特点，影响时间非常长，与区内基底构造非常类似。下石炭统以及NE向断裂都受控于该断裂，呈现比较突出的平移特征[3]。与EW向断裂相比NW向断裂相对较晚，岩浆侵入活动主要发育于二者相互交接的区域上。NE向断裂相较于上述两者，则更晚一些，EW向断裂将其夹持其间。铜铁矿主要受控于该断裂，呈现比较突出的破碎特征。

Q 第四系；C1hl 下石炭统哈拉郭勒群安山岩、凝灰质板岩、绢云母千枚岩及灰岩、白云岩；1 铜钴矿体；2 铜矿体；3 地质界线；4 实测正断层及编号；5 实测逆断层及编号；6 平移断层及编号；7 地层产状；8 激电异常等值线

该区发育非常突出的的岩浆岩，且岩性特征有的呈现酸性有的呈现基性，不仅分布喷出岩相同时也分布侵入岩相。中基性火山岩(早石炭世陆相)和区内成矿存在非常紧密的联系。早二叠世以及早石炭世主要发育海西期火山岩。下石炭统主体主要由中基性火山岩构成(早石炭世)，钴矿以及铜矿包含其中。区内矿化和酸性熔岩(早石炭世)的联系尚不是很明确。火山活动是该区的主要岩浆活动，脉岩在个别地段上可见，没有太大规模。安山岩是其主要的火山岩，赋存区内的地表矿化。哈尔汗区域主要分布在矿区中间地带，发育丰富的侵入岩。闪长岩是其主要的岩性特征，通常长宽在50米×数米的方位，铜矿化在很多矿体中都普遍存在，呈现不均匀的分布特征。

2　矿床地质特征

2.1　矿床的形态、规模及产状

区内现有25条矿体被圈出，有9条分布于南矿带，有16条分布于北矿带。矿体长度保持在106～335 m，宽度为2.12～13.4 m，其产出特征呈现突出的多变特征，主要呈现SWW向以及SW向进行倾斜。NWW向倾斜的矿体只有两条，有些部位呈现直立状态。矿体有的呈现透镜状，有的呈现脉状，同时还有似层状产出的矿体，并且呈现缩小膨大分枝等特征。

2.2　矿石的类型及成分

1)硫化矿石

硫化物是其最主要的特征，此类矿石没有氧化矿物，或者含量很少，黄铁矿以及黄铜矿和斑铜矿与辉铜矿等是其主要的矿物组合，蓝铜矿以及孔雀石则相对较少。细脉状以及块状等是其主要的矿石构造。

2)混合矿石

硫化物是其主要的特征，蓝铜矿以及黄铜矿和孔雀石与辉铜矿等是其主要的矿物组合。具有非常多的矿石构造特点。

3)氧化矿石

主要是由氧化矿物所组成。此类矿石基本没有硫化物。斑铜矿以及孔雀石和辉铜矿和蓝铜矿等是其主要的矿物组合，具有非常多的矿石构造特点。

2.3　矿石的结构构造

1)结构

黄铁矿以及黄铜矿和辉铜矿和斑铜矿等主要富矿石(块状)表现为他形粒状结构，有中粒以及细粒之分。半自形—他形粒状结构在黄铁矿以及黄铜矿矿石中普遍存在。他形产出的有铜蓝和斑铜矿以及蓝铜矿和孔雀石等，分为中粒和细粒不同的类型。

2)构造

角砾状构造以及层纹状构造和细脉状构造和块状构造等是区内主要的矿石构造特征。

2.4　围岩蚀变特征

硅化以及碳酸盐化和绢云母化等围岩蚀变特征和区内的铜钴矿化存在非常大的联系。矿化尤以绢云母化以及硅化等关联性更高[4]。

千枚岩内绢云母化发育最多，板岩相较之则比较偏少。岩石内3%～70%的绢云母化存在，铜钴矿化主要呈现块状以及层纹状特征。

区内岩石中都不变存在碳酸盐化，安山岩内更为突出。主要以网脉状以及细脉状脉型进行发育。脉体尤以安山岩内体积更大，铜矿化主要发育在石英与碳酸盐化星湖伴生的位置上。

安山岩(断裂旁侧)内发育有大量的硅化特征，其产出形式主要为网脉以及细脉等特征。铜矿化尤以碳酸盐与之相互伴生时更为突出。

2.5　成矿期与成矿阶段

从该矿地质特征、矿石特征及矿物共生情况进行综合研究认为该矿形成过程中，主要依照(胶状黄铁矿—层纹状黄铜矿—辉钴矿)→(黄铜矿—辉铜矿—斑铜矿—硫钴镍矿—辉钴矿)→(褐铁矿—孔雀石—蓝铜矿)等几个阶段进行成矿。结合以上分析研究该矿主要分为表生成矿阶段和构造变形叠加改造成矿阶段以及热水喷流沉积阶段等几个时期。下对这些成矿阶段进行详细分述：

1)热水喷流沉积阶段

流体在此阶段中含有大量的Fe以及Cu和Co等元素，辉钴矿以及黄铜矿(层纹状)因区内的喷流作用而形成，黄铁矿(胶状)矿物此阶段则非常少见。

2)构造变形叠加改造阶段

区内硫化物中含有大量的Fe以及Cu和Co等元素，由于该区构造变质变形作用的影响，使之不断活化，迁移，在有利层位上形成铜钴矿。区内主要的控岩和控矿断裂主要为NE向展布的断裂，其性质为压扭性。绿泥绢云母千枚岩以及构造裂隙部位明显存在重新沉淀的Cu、Co元素，在此形成同类型的矿体。

3)表生阶段

蓝铜矿以及褐铁矿个辉铜矿以及孔雀石等相互组合发育。

3　成矿条件

3.1　大地构造背景

南北方向拼合的两大古陆是该矿床的主要分布所在，裂解以及拼合等现象在元古界时期尤为突出，裂谷环境主要发生在晚元古代—寒武纪时期，火山沉积岩系(万保沟)就形成于此期[5]。岛弧环境是由中酸性火山岩(哈拉郭勒群顶部)所形成，主要由板块俯冲碰撞所引起，主要呈现钙碱性特征，靠大陆位置上是其主要的产出区域。岛弧环境在石炭纪—早二叠纪时同样存在，成矿元素Cu、Co由于海底热水喷流的影响不断的从深源岩层向海盆迁移，逐渐富集于有利的部位上，区内成矿的矿源层以及最初的矿体就形成于此[6]。所以铜、钴多金属矿成矿于石炭纪—早二叠纪存在非常紧密的联系。

3.2　成矿物质来源

中基性火山岩构成下岩组地层，其展布特征主要为NE-SW。由夹硅质岩以及砂岩和粉砂质板岩的玄武岩以及泥灰岩(基性)所构成[7]。绿泥绢云母千枚岩以及凝灰质板岩和玄武岩等是该矿的主要含矿岩石[8]。其为微量元素可参照表1。

3.3　构造作用对铜钴矿床的控制

表1　督冷沟各类岩石微量元素特征　×10-6

督冷沟铜钴矿区对矿床控制构造作用主要分为构造变形使矿质运移、富集和断裂构造使岩层或矿体发生位移、变形两个方面。具体特征如下：

1)构造变形使矿质运移、富集。在区域构造活动中，随着变质作用的进行，岩层发生一系列的变质分异，形成片理和劈理等构造，析出H2O、SiO2，形成变质流体，使叠加的铜、钴矿化明显，为含矿变质流体提供了富集、沉淀场所，受印支期构造变形、交叉断裂的控制，因此，矿区内构造变形强烈的绿泥绢云母千枚岩地段是富矿地段。

2)断裂构造使岩层或矿体发生位移、变形。矿区内断裂构造较为发育。督冷沟大沟矿区南、北矿带在一个矿带上，并与外围相应矿体大距离错开，错开成若干条；另外同一矿体呈斜列式排列，是强烈的构造变形作用原因[9]；此外，矿区断裂构造控制着容矿岩石的分布并引发动力变质作用，促使成矿物质活化、迁移、再富集，同时为含矿流体提供运移通道和淀积场所。

4　结　语

督冷沟铜钴矿床形成于石炭纪—早二叠纪，热水喷流沉积成矿期、构造变形叠加改造成矿期和表生期三个阶段形成整个成矿过程。矿(化)体特征多表现为脉状，矿石构造特征多为层纹状、块状构造、浸染状构造等，另矿体表现有个别似层状。综合显示该矿是受地球动力学、容矿岩石成矿物质活化、迁移、再富集等因素控矿。