青海省格尔木市尕林格铁矿矿床地质特征及矿床成因

赵俊芳，王显真，冶玉花，靳 杨

(1. 青海省有色地质矿产勘查局地质矿产勘查院，青海 西宁 810007； 2. 青海省第一地质矿产勘查院，青海 海东 810600)

1 区域地质

尕林格矿床区域地层隶属柴达木南缘地层小区，为古生代—中、新生代次稳定性及稳定性沉积。本区域地质体至少经历了晋宁—燕山期多旋回、多体制造山作用的影响，地壳结构和地质构造演化复杂，岩浆活动频繁，从元古代起，经历了加里东期、华力西期、印支期、燕山期多期次构造—岩浆旋回，岩石类型众多[1]。

1.1 地层

区域地层出露较为齐全，由老到新有新太古代—古元古代金水口岩群，中元古代小庙组和狼牙山组，新元古代丘吉东沟组，早古生代滩间山群，晚古生代牦牛山、黑山组和哈尔扎组、石拐子组、大干沟组、缔敖苏组、打柴沟组，中生代鄂拉山组、新生代油砂山组、七个泉等组[2]。

1.2 构造

尕林格铁多金属矿床的大地构造位置属西域板块柴达木陆块南缘祁漫塔格构造混杂岩带，呈北西西向展布。祁漫塔格构造混杂岩带为柴达木地块南缘在早古生代裂解发展形成的裂陷带，在晚奥陶世拉张到最大时期，形成初始小洋盆，并受期后多期构造运动的叠加改造，特别是华力西期昆南洋的发展演化、印支期陆内叠覆造山的影响，使该带构造背景十分复杂。(见图1)。

1.3 岩浆岩

F1：祁漫塔格北缘隐伏断裂；F2：祁漫塔格主脊断裂；F3：祁漫塔格南缘断裂；F4：伊阡巴达隐伏断裂；F5：那陵郭勒隐伏断裂。Ⅰ：柴达木陆块；Ⅱ1：北祁漫塔格岩浆弧带；Ⅱ2：祁漫塔格结合带；Ⅲ1：卡尔塔—喀雅克登塔格岩浆带；Ⅲ2：库穆库里湖布里台新生代断陷盆地；Ⅲ3：卡尔却卡—乌兰拜兴岩浆弧带

图1区域构造单元划分示意图

岩浆活动频繁，岩石类型众多[3]，根据不同期次，不同岩石类型的空间分布、岩石化学、接触关系等特征划分3个构造岩浆带。

1)祁漫塔格构造混杂岩浆带：祁漫塔格北缘隐伏断裂(F1)以南，南缘隐伏断裂(F3)以北为祁漫塔格复合构造岩浆带，出露有晚奥陶世、晚志留世、早泥盆世、中泥盆世、早二叠世、晚三叠世、早侏罗世侵入岩及奥陶—志留纪滩间山群中基性火山岩及中酸性火山岩、晚泥盆世哈尔扎组中酸性火山岩。侵入岩体集中分布于双石峡、黑山、乌兰乌珠尔、尕林格北山、尕林格矿区等地；滩间山群中基性火山岩及中酸性火山岩分布于乌兰乌珠尔北坡、尕林格一带，哈尔扎组中酸性火山岩零星分布于双石峡及孤山两地。该带由早古生代裂谷火山喷发，晚古生代以后造山带崩塌及内陆造山引起的岩浆活动形成。

2)喀雅克登塔格复合构造岩浆带：祁漫塔格南缘断裂(F3)以南，伊阡巴达隐伏断裂(F4)以北的狭长地区。出露有新元古代黑云母二长片麻岩、早泥盆世、中泥盆世、早二叠世、晚三叠世、早侏罗世侵入岩，有局部残存的奥陶—志留纪滩间山群中基性火山岩、晚泥盆世牦牛组中酸性火山岩，晚三叠世鄂拉山组中酸性火山岩。主要是内陆俯冲碰撞造山形成的岩浆活动。

3)卡尔却卡—乌兰拜兴岩浆带：那陵郭勒隐伏断裂(F5)以南地区。出露早、中泥盆世、晚三叠世侵入岩体，有奥陶—志留纪滩间山群中基性火山岩。

2 矿区地质

2.1 地层

1)滩间山群碎屑岩夹中基性火山岩岩组(OST1)

矿区的主体地层之一，岩石类型复杂，主要岩石组合为砂岩、粉砂质板岩、长石石英砂岩、二云母砂岩、泥质岩、硅质岩、硅质泥质岩、蚀变玄武岩、蚀变安山岩、各类矽卡岩、大理岩、结晶灰岩等。

2)滩间山群中基性火山岩岩组(OST2)

岩性组合为一套中酸性火山碎屑岩、英安质晶屑岩屑玻屑凝灰熔岩居多，其中夹有英安质火山角砾熔岩，含英安质角砾多屑凝灰岩、安山质晶屑岩屑凝灰岩、流纹质英安岩等。

3)新生代地层由老到新出露：

①古近纪路乐河组(El)：土黄色巨厚层含砾砂岩、含砾粉砂岩、夹泥钙质岩薄层、上部为土黄色含钙粉砂岩与含钙泥岩互层，厚度311 m。

②新近纪油砂山组(Ny)：底部60 m为杂色巨厚层状复成分砾岩，中上部为土黄—浅砖红色厚层状含粗砾粉砂岩为主，夹土黄色厚层状含砾砂岩，厚度261 m。

③新近纪狮子沟组(NS-Z)：砖红色厚层状含粉砂粘土为主，夹薄层含钙质细砂岩，厚度365 m。

④第四纪七个泉组(Qq)：尕林格矿区及近外围均有分布，土黄色卵砾砂土及粉砂，表层有漂砾，水平层理、平行层理发育，局部风积层发育交错层理，分选性良好，固结程度自下而上越来越差，基本呈松散状态。

2.2 构造

受区域构造的控制，矿区主体构造线呈北西—南东走向，乌兰乌珠尔北坡至尕林格矿区的区域断裂(F7-1、F7-2)纵贯矿区，控制着矿区岩浆和矿体的分布，以F8断裂为界，南西为滩间山群下岩组碎屑岩夹火山岩、碳酸盐岩地层，地层呈北西西—南东东走向，倾向南，倾角30(°)～60(°)的单斜构造，F8断裂北东为呈残缺的向斜构造，向斜枢纽(轴线)倾向北东，岩性为滩间山群中岩组(OST2)中酸性火山碎屑岩，Ⅵ、Ⅶ矿段F7-1南残存了向斜南翼的地层，上部为中酸性火山碎屑岩(OST2)，下部为大理岩夹中基性火山岩(OST13)。(见图2)

图2 矿区构造图

2.3 岩浆岩

矿区岩浆活动有两个高峰期，即加里东期大规模火山喷发活动，印支期中酸性岩浆侵入活动，在区域地质背景影响下，其它构造旋回也有岩浆活动，但表现十分微弱，零星见有加里东晚期侵入岩，华力西期侵入岩，其规模有限。

2.4 围岩蚀变

从变质作用发生的时间顺序看：矿区地层、岩石在华力西期的构造事件中滩间山群地层发生变形，形成褶曲、脆性张裂、韧性剪切的同时，发生大规模热动力变质作用，使碎屑岩变为板岩、千枚岩，硅质岩变为硅质板岩，灰岩变为结晶灰岩，同时产生一些变质矿物，如泥质岩中的堇青石，中基性火山岩中的细晶透辉石、蛇纹石、绢云母、黝帘石、绿泥石、钠长石等，并析出炭质、磁铁矿等，中酸性岩中的凝灰质重结晶，形成微晶石英、斜长石、磷灰石。这期变质作用影响面广，属区域地质变质作用。区域变质岩有：各种板岩、千枚岩、变玄武岩、变安山岩、构造角砾岩、靡棱岩等。

印支期的构造岩浆事件中，大量的石英闪长岩、花岗斑岩侵入，岩浆热能和热液，使滩间山群地层本身的火山岩与结晶灰岩发生硅钙交换，交换的结果形成各种矽卡岩、大理岩、磁铁矿、磁黄铁矿等。这期蚀变作用发生的范围有限，仅分布在岩体外接触带约500 m以内的滩间山群中基性火山岩与结晶灰岩接触部位以及夹有碳酸盐岩的构造破碎带，属矿体围岩蚀变。

印支期岩浆侵入及矽卡岩化形成磁铁矿之后，在燕山期矿区处于叠覆造山环境，发生中低温热液变质作用，地层、岩石、矿体等地质体在发生构造变形的同时，沿构造裂隙充填绿泥石、黄铁矿、方解石石英细脉，岩石中的暗色矿物蚀变为绿泥石，斜长石发生不同程度的绢云母化和碳酸盐化，由于硫元素的游离形成星点状黄铁矿晶体。这期蚀变作用影响面广，属中低温区域热液蚀变。

3 矿床成因

3.1 地质背景、成矿条件及矿体产出特征

尕林格铁多金属矿床产于祁漫塔格新元古代—早古生代结合带(Ⅳ级单元)之次级构造：尕林格早古生代构造混杂岩浆带(Ⅴ级单元)。该带地层为奥陶—志留纪滩间山群下岩组碎屑岩夹中基性火山岩、碳酸盐岩，中岩组中酸性火山碎屑岩，两组地层呈整合接触，受加里东晚期—华力西期构造—岩浆作用的改造，地层呈残缺不完整的北西西—南东东走向的向斜构造，核部地层为中岩组中酸性火山碎屑岩，F8断层将向斜截断，并且位移。Ⅰ-Ⅵ矿段及北部为向斜北翼，地层倾向南，Ⅵ-Ⅶ矿段及其以北F8断层以东的大部分地段为向斜南翼，地层总体倾向北。矿区有两组断裂对成岩成矿起了决定性作用，即F7-2为导岩断裂，印支期中酸性侵入岩沿F7-2断裂分布，侵入体围岩在600 m范围内具强烈矽卡岩化、角岩化蚀变，蚀变带内含矿；F7-1为导矿断裂，矿体产于滩间山群下岩组中基性火山岩夹碳酸盐岩或中岩组中酸性火山岩与下岩组碳酸盐岩接触的层面附近的矽卡岩(包括角岩)带中，矿体沿F7-1断裂带自西北往东南雁列式分布，矿体产于含矿矽卡岩(包括角岩)带，含矿矽卡岩带距离印支期中酸性侵入体50～300 m，最远的<500 m，最近的在接触带上，印支期侵入体内未发现矽卡岩带，也不含矿。矿体产出位置不同，其形态产状各不相同，产于F7-1断裂带的矿体受F7-1断裂及其次一级断层控制明显，产于层间裂隙的矿体受地层产状控制，矿体呈层状、似层状、透镜状、囊状、不规则状，矿体规模大小悬殊。

3.2 矿物组合

金属矿物：氧化物以磁铁矿为主，局部地段极少量赤铁矿沿磁铁矿边缘分布，硫化物以磁黄铁矿为主，也有黄铁矿、白铁矿、方铅矿、闪锌矿、共(伴)生少量黄铜矿、碲铋矿、自然铋、自然金、辉砷钴矿，矿物多呈半自形—它形粒状结构，粒径0.01～0.5 mm者居多，共(伴)生矿产粒径一般小于0.01 mm，黄铜矿与磁黄铁矿呈固溶体分离结构，磁铁矿、磁黄铁矿多呈块状、团块状构造，部分呈浸染状—星散状分布于脉石矿物中。

脉石矿物：以透辉石为主，有钙铝榴石、蛇纹石、硅灰石、黑柱石、阳起石、透闪石、绿帘石、黝帘石、斜长石，少量钾长石、钠长石、金云母、黑云母、符山石、尖晶石、绿泥石、方解石、石英等，除石英、方解石外，大部分矿物呈自形—半自形粒状，粒径0.02～1.00 mm。

3.3 矿质来源

铁多金属矿质来源主要是滩间山群下岩组碎屑岩夹中基性火山岩，中基性火山岩发生蚀变，含铁镁矿物的铁多金属元素被大量释放，岩石色率降低，Ⅲ、Ⅳ矿段发现的辉长岩都呈灰白色，根据稀土和硫、氧同位素的特征说明围岩和成矿物质来自洋壳的下地壳或上地幔，并有陆壳成分的混染，尕林格δ34sCDT相对分散，在-3.08%～12.23%区间内，少数样品接近陨石硫，说明有幔源物质加入。同时，稀土元素特征、放射性同位素Rb、Sr的特征都反映成矿物质与围岩的同源性[4]。

3.4 成矿温度和压力

前人资料反映磁铁矿成矿温度315～395℃，磁黄铁矿280℃，黄铁矿300～345℃，北京地科院丰成友等研究成果是：成矿温度为288～340℃，盐度2%～6% NaCl，压力为6.74～13.03 MPa，相当于674～1 303 m深度的水底压力[5]。

3.5 矿床的形成过程

尕林格铁多金属矿床的形成经历了长期的、多阶段的成矿过程，首先是早古生代加里东期发生板块拉伸、海底扩张，形成碎屑岩夹中基性火山岩、碳酸盐岩、硅质岩等含铁多金属火山沉积夹正常沉积建造(矿源层)，之后在早古生代晚期至晚古生代华力西期发生板块碰撞，俯冲造山，中性岩浆(闪长岩、闪长玢岩)侵入，滩间山群地层(矿源层)经受岩浆侵蚀与改造，成矿物质活化富集，同时受热动力改造形成导岩、导矿、赋矿构造，为富集成矿创造条件，中生代叠覆造山达到顶峰，印支期中酸性岩浆侵入活动带来巨大能量，使滩间山群地层内部中基性火山岩与碳酸盐岩发生硅、钙质交代，同时华力西期闪长玢岩也参与物质互换，中国地质科学院地质矿产研究所丰成友等研究认为尕林格花岗闪长岩U和Th的质量分数值达到8×10-6和10×10-6，属高热花岗岩(HHP)，它的冷却时间长达数百万年,在这数百万年时间内岩体近外围有足够长的时间发生物理化学反应，形成铁多金属矿床。

该矿床具有形成矽卡岩型矿床的地质条件和矿床地质特征，认为属矽卡岩型铁多金属矿床。

4 结 论

通过对矿区综合研究得出以下找矿标志：

1)大多数矿体赋存于矽卡岩带中，因此，矽卡岩是直接的找矿标志之一；

2)矿体受中基性、中酸性火山碎屑岩与碳酸盐岩控制，矿体一般赋存于火山碎屑岩与碳酸盐岩的层间，因此，火山碎屑岩顶底板，碳酸盐岩顶底板是赋矿有利空间，是找矿标志之一；

3)矿体一般赋存于F7-1断裂带、F8断裂带、F7-2次一级近东西向断裂带中，因此，沿上述断裂带布置工程找矿比较合适，兼顾断裂附近围岩的层间滑动面；

4)矿体受印支期中酸性侵入体外接触带控制，沿侵入体接触带500 m以内找矿是比较理想的空间；

5)磁铁矿具有强磁性，磁黄铁矿具有中强磁性，一般的多金属硫化物矿产与磁黄铁矿共生，并共(伴)生一定量的磁铁矿，因此，按磁异常进行找矿是直接的找矿标志。