青海省格尔木市黑山地区矽卡岩型矿床地质特征及成矿远景分析

王莉丽，王龙杰，李 彬

(西安地质矿产勘查开发院有限公司，陕西 西安 710100)

0 引言

青海省格尔木市黑山地区位于祁漫塔格—都兰成矿带上，周边矿产资源丰富，其北部的尕林格铁矿和野马泉铁矿，其南部的肯德可克钴多金属矿等均达到中大型矿床规模[1-6]，该地区成矿潜力较大。对此地区的勘查工作成果进行整理，分析其主攻矿种和成矿类型，总结其成矿规律和找矿标志，评价其找矿前景，对该地区的找矿突破有着较为重要的意义。

1 地质背景

研究区位于东昆仑晚加里东造山带中的祁漫塔格—都兰造山亚带，周边出露地层主要有古元古界白沙河岩群、奥陶系—志留系滩间山群、泥盆系、石炭系、二叠系碎屑岩地层。区域上断裂构造发育，断裂主要呈NW向展布，以压性、压扭性为主，NW向断裂构造带控制着区域上的侵入岩和火山岩的分布。岩浆活动强烈，主要以华力西期、印支期为主，加里东期和燕山期花岗岩则较少。华力西—印支期岩石类型以二长花岗岩、闪长岩为主，展布方向多为NWW向[7]。研究区属于祁漫塔格—都兰华力西期铁-钴-铜-铅-锌-锡-硅灰石(锑、铋)成矿带(Ⅲ11)，野马泉—开木琪河华力西期铅-锌-钴(金、锡、锑、铋)成矿亚带(Ⅳ12)，该成矿带以铁多金属矿为主，主要矿床为肯德可克、野马泉、群力、尕林格和它温查汉铁多金属矿床，成矿与寒武—奥陶纪地层、石炭纪地层、NW向构造，印支—华力西期中酸性侵入岩关系密切[8]。

2 矿区地质特征

研究区主要出露第四系、奥陶系—志留系滩涧山群和三叠纪侵入岩，其中滩涧山群为一套火山岩夹少量碳酸盐岩的组合，分布研究区北部；三叠纪侵入岩则以酸性花岗岩为主，分布于研究区南部，其南侧多被第四系覆盖(图1)。

2.1 地层

研究区除第四系外，地层仅出露滩涧山群的玄武

图1 研究区地质简图

岩和碳酸盐岩，其中玄武岩又分灰黑色铁质玄武岩(OSTβ1)、暗灰黑色枕状玄武岩(OSTβ2)和灰绿色蚀变玄武岩(OSTβ3)。碳酸盐岩在研究区为大理岩(OSTmb)，小范围分布于研究区南部，岩石呈白色、浅灰色，薄层状，主要由粉晶或细晶方解石组成，杂质少量。该层位受到岩浆热液形成矽卡岩层，为本地区主要的含矿层位。

2.2 构造

区内构造线总体呈NWW向、NW向延伸，大型断裂构造多位于北侧，区内则多为NW向次级层间断裂或裂隙，具有规模较小，多期活动特征，断裂带上岩石强烈破碎或片理化，且蚀变较强烈。

研究区褶皱分为两类：一类为大型褶皱，由于面积较小，仅属于黑山斜歪向斜的南翼，该向斜核部为滩间山群玄武岩，两翼为滩间山群浅变质碎屑岩段，南翼部分被三叠纪岩体吞没，褶皱使该地区地层产生了许多小型断裂或裂隙；另一类为小型无根褶皱，既有代表挤压和剪切的紧闭褶皱，又有代表伸展环境的波浪形层间褶皱，主要发育滩涧山群碎屑岩和碳酸盐中。

矿化主要与区内的次级断裂或裂隙相关，矽卡岩矿化带就赋存于近EW向的构造裂隙中。

2.3 岩浆岩

研究区内岩浆活动剧烈，火山岩主要有滩涧山群中的玄武岩，多具枕状构造，属于海相火山岩，其岩性特征见上文滩涧山群中的玄武岩叙述；侵入岩以花岗斑岩和斑状钾长花岗岩为主，时代为晚三叠世，主要分布于研究区南侧，推测为本区热液的主要来源，和矽卡岩矿化关系紧密。

侵入岩主要特征：

花岗斑岩(T3γπ)：分布于研究区的东南角，呈灰褐色，斑状结构，块状构造，斑晶粒径0.5～2 mm，含量在25%～30%之间，分布杂乱，由长石、石英和少量暗色矿物组成，矿物发生强次生变化，长石全变成了绢云母。基质含量约在70%以上，呈细小的霏细状，加之大都发生了绢云母化，成分以长英质为主。岩石中次生褐铁矿脉体发育。

斑状钾长花岗岩(T3ξγπ)：岩石呈灰红色或肉红色，中—细粒花岗结构，似斑状结构，块状构造，由斑晶和基质组成。斑晶约占10%，自形板状，粒径3～5 mm，成分多为斜长石，少量钾长石。基质约占90%，主要由钾长石、斜长石、石英、黑云母组成：钾长石呈他形粒状，含量在35%～40%之间，成分为正长石，粒径0.5～3 mm；斜长石呈半自形板状，含量在20%～30%之间，成分主要是更长石，粒径0.5～3 mm，绢云母化普遍；石英呈他形粒状，粒径一般为0.5～3 mm，最大5 mm，含量在30%～35%之间，暗色矿物含量较低，仅占5%，主要是黑云母，细小鳞片状，粒径0.3～2 mm。

区内侵入岩与成矿关系密切，在岩体和地层接触带及周边均形成了较强的矽卡岩化，矿(化)体主要赋存在斑状钾长花岗岩(T3ξγπ)北部与地层接触带的矽卡岩中。

2.4 综合异常特征

根据研究区内进行的化探工作成果可知，区内有综合异常5个，其异常简单特征见表1。异常元素以Pb、Zn、Cu较多，W、Mo次之，其中又以As4、As5异常成矿地质背景最好，为矿致异常。

表1 综合异常概况Table 1 Overview of comprehensive anomalies

AS5号异常经过查证，并未发现矿化线索，这里仅针对AS4综合异常进行详细描述，其特征如下：

该异常位于黑山主峰顶南侧，其范围内出露地层主要为滩间山群2岩性段灰绿色蚀变玄武岩及暗灰绿色枕状玄武岩，局部出露滩间山群1岩性段薄层状结晶灰岩夹大理岩，并可见分布有较大面积花岗岩体与其直接接触，具有形成矽卡岩型矿床的成矿地质条件[9]。

该异常是以W、Bi、As、Pb、Ag、Zn元素为主的综合异常，呈NW向不规则条带状展布，长2.1km，宽约1km，面积约1.19km2，该综合异常规模大，各元素套合性好，且异常点数多，极大值普遍较高，具三级浓度分带。该异常为区内最具有找矿潜力的异常。综合异常特征见表2，异常剖析图见图2。

3 矿体地质特征

3.1 含矿带特征

根据研究区勘查成果，可在As4号综合异常范围内圈定两处含矿矽卡岩带，其中Ⅰ号含矿矽卡岩带可圈定矿(化)体若干条，而Ⅱ号含矿矽卡岩带则有较弱的矿化显示，并未圈定出有价值的矿体。含矿矽卡岩带地质特征简述如下：

3.1.1 Ⅰ号含矿矽卡岩带

Ⅰ号含矿矽卡岩带位于AS4综合异常的中西部，由TC11、TC12、TC13控制，矽卡岩带长约180 m，宽7.9～18 m，带内全部为矽卡岩，局部可见少量矽卡岩化的结晶灰岩(或大理岩)。矽卡岩整体产状30°～40°∠50°～60°，南北两侧与围岩(玄武岩)界面极不规则，变化较大。矽卡岩呈浅灰绿色-灰绿色，为透闪透辉矽卡岩，局部可见星点状黄铁矿化、孔雀石化、蓝铜矿化及块状浸染状磁铁矿化。地表仅可见矽卡岩和两侧围岩滩涧山群的结晶灰岩，初步推测是岩浆热液沿着构造裂隙或岩层界面(北侧即为滩涧山群大理岩和玄武岩接触界面)迁移至滩涧山群中的碳酸盐岩形成矽卡岩化后成矿，应属于构造控矿。岩浆热液来源应为研究区南侧的印支期花岗岩体。

刻槽化学样分析结果显示，该矽卡岩带中铁、铜、钴矿化在各探槽中均有反应，矿化连续性较好，TFe品位为10.31%～42.37%，矿化宽度1～5 m不等；Cu品位为0.1361%～0.5207%，矿化宽度1～5 m不等；Co品位为0.0138%～0.026%，矿化宽度1～2 m不等。

3.1.2 Ⅱ号含矿矽卡岩带

Ⅱ号含矿矽卡岩带位于AS4综合异常的中北部，产出于印支期花岗岩与滩涧山群结晶灰岩的接触部位，由TC4、TC5、TC6、TC7、TC8、TC14控制，地表延伸约700 m，呈NW向展布。带内基本由矽卡岩组成，EW向产状变化较大，其中西段产状20°～25°∠70°～75°，东段5°～350°∠50°～65°。矽卡岩带宽2～5 m不等，主要由灰绿色透闪透辉矽卡岩组成，偶见星点状黄铁矿化；内带发育褐铁矿化硅化灰白色花岗岩，宽度5～15 m，外带为灰白色纹层状矽卡岩化灰岩，宽度2～4 m。

刻槽化学样分析结果显示，该矽卡岩带中局部(Tc4、Tc14)具铁有铁、锌、钴矿化，矿化连续性较差，w(TFe)为10.1%～12.58%，矿化宽度2～4 m不等；w(Zn)为0.1068%～0.2671%，矿化宽度3 m；w(Co)为0.0065%～0.0072%，宽度2 m。

表2 AS4综合异常参数Table 2 Parameters of AS4 comprehensive anomaly

图2 AS4异常剖析图Fig.2 Analysis map of AS4 anomaly

3.2 矿(化)体特征

参照《铁、锰、铬矿地质勘查规范》、《铜、铅、锌、银、镍、钼矿地质勘查规范》中对铁、钴、铜的一般工业要求对矿体进行圈定。研究区TFe边界品位取20%，最小可采厚度取1 m，夹石剔除厚度1 m，矿化体按照10%圈定；铜矿边界品位取0.3%，最小可采厚度1 m，夹石剔除厚度2 m，矿化体按照0.15%圈定；钴边界品位取0.01%，最小可采厚度1 m，夹石剔除厚度2 m。

在Ⅰ号含矿矽卡岩带中圈定铁、钴、铜各类矿(化)体9条(表3、图3)，出露高程在3720～3780 m之间，赋矿岩性为透闪透辉矽卡岩，矿体产状均在30°～40°∠50°～65°，与Ⅰ号含矿矽卡岩带基本一致，矿(化)体主要赋存在矽卡岩中，围岩亦均为矽卡岩。

3.3 矿石特征

3.3.1 矿石类型

自然类型：以脉石类型为划分依据，为矽卡岩型矿石；按结构构造划分，以浸染状矿石为主，其次为致密块状。

表3 Ⅰ号含矿矽卡岩带矿(化)体特征Table 3 The feature of ore (minalization) bodies in ore-bearing skarn zone No.Ⅰ

图3 Ⅰ号含矿矽卡岩带采样平面图Fig.3 Sampling plan map of ore-bearing skarn belt No.Ⅰ

工业类型：以有用元素及其组合为依据划分，主要有磁铁矿石(磁性铁占93%)、铜钴矿石、铜矿石三种。

3.3.2 矿石组分

矿石金属矿物主要有磁铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、褐铁矿及黄铁矿、闪锌矿等，脉石矿物主要为透闪石、透辉石，其次为石英、方解石、绿泥石，少量锆石、磷灰石等。

磁铁矿：粒度大小0.05～0.35 mm，半自形晶、自形晶，弱赤铁矿化，集合体呈团块状。

黄铜矿：粒度大小0.01～0.19 mm，呈他形粒状、不规则粒状，被褐铁矿沿边缘交代，稀疏浸染状分布。

磁黄铁矿：粒度大小<0.01 mm，他形粒状，部分晶体边缘被褐铁矿黄铜矿交代呈残留体，稀疏杂乱分布。

褐铁矿：粒度大小0.02～0.10 mm，呈他形粒状、不规则粒状，次生变化产物，常交代磁黄铁矿、黄铜矿等，沿边缘、裂隙分布。

斑铜矿：粒度大小0.01～0.02 mm，呈他形粒状、不规则粒状，分布在黄铜矿边缘。

黄铁矿：少量，粒度大小0.01～0.02 mm，他形粒状、不规则状，星点状分布。黄铁矿有两期，早期的黄铁矿相对较细，稀疏浸染状分布，晚期的黄铁矿相对较粗，呈自形立方体，集合体呈团块状，常被褐铁矿交代呈残留状。

闪锌矿：少量分布，粒度大小0.01～0.02 mm，呈他形粒状、不规则粒状，交代磁黄铁矿。

3.3.3 矿石结构构造

矿石的结构有他形—自形粒状结构，构造主要为块状、浸染状构造等。

3.4 围岩蚀变特征

研究区含矿岩性主要为矽卡岩或矽卡岩化的碳酸盐岩，其围岩也为矽卡岩，主要蚀变类型为矽卡岩化。区内可见两个矽卡岩带，其中Ⅰ号带为在岩体周边而不位于接触带上，主要蚀变为矽卡岩化、透闪石化、透辉石化以及黄铁矿化、黄铜矿化、磁铁矿化等矿化标志等，硅化相对较少；Ⅱ号带位于碳酸盐岩和岩体的接触带上，矿化程度低，仅可见少量黄铁矿化，主要蚀变为矽卡岩化、透辉石化、透闪石化、硅化、褐铁矿化等。

4 矿床成因及远景分析

4.1 矿床成因讨论

根据化探综合异常成果及化学样分析结果，初步判断研究区主要成矿元素组合为Fe-Co-Cu-Zn，多为中高温类成矿元素。两条矿化带的含矿岩性主要为透闪透辉矽卡岩或矽卡岩化灰岩，其中Ⅰ号带圈定多个铜、铁、钴矿体，主要位于滩涧山群的结晶灰岩中，岩浆热液的来源与构造界面和印支期岩体(可能隐伏)有关，属于接触渗虑交代作用形成的矽卡岩带；Ⅱ号带位于印支期花岗岩与滩涧山群结晶灰岩的接触部位，仅少量样品有矿化显示，属于接触交代扩散交代作用形成的矽卡岩带。取自见矿部位的薄片和光片鉴定结果显示，样品中矽卡岩矿物透辉石含量较高，透闪石次之，金属矿物主要为氧化物(磁铁矿等)和各类硫化物(黄铁矿、黄铜矿等)，以上矿物组合说明该地区的矽卡岩矿化可能属于矽卡岩成矿期次中的石英硫化物阶段的早期。

综上，研究区矿化主要赋存在印支期岩体和滩涧山群灰岩的接触带或附近，主要控矿因素为接触带或矽卡岩带。从成矿元素、含矿岩性、围岩蚀变、矿物组成等多方面证据表明，研究区矿产和矽卡岩密切相关[10-12]，成矿过程推测为印支期岩体的侵入在和地层的接触带附近形成了广泛而强烈的矽卡岩化，造成多种成矿元素富集成矿；其成矿类型和矿种均可类比黑山地区北部的尕林格铁矿，为矽卡岩型中高温多金属矿床。

4.2 找矿标志

根据研究区勘查工作成果，结合区域上已知矿产类型，判断区内的主要找矿标志：

1)地质背景标志：奥陶系滩间山群1岩性段、印支期花岗岩及其接触带区域。

2)岩性标志：透闪透辉矽卡岩为本区的直接找矿岩性标志。

3)蚀变矿化标志：褐铁矿化、硅化、矽卡岩化，及孔雀石化、蓝铜矿化、磁铁矿化、黄铜矿化等。

4)地球化学标志：在上述地质背景地段的多元素综合异常。

4.3 找矿远景分析

研究区位于东昆仑晚加里东造山带中的祁漫塔格—都兰造山亚带，祁曼塔格成矿带的中段，周边矿产资源丰富，多为矽卡岩型矿床。区内主要出露地层为滩间山群(OST)，为一套早古生代浅变质海相火山—沉积岩系，赋存着铅锌铜金等多金属矿床，是非常有利的成矿地层和构造环境[13]。与该地层相关的成矿类型众多，已知的成矿类型有火山沉积型铅锌多金属矿床、构造蚀变岩铜金等多金属矿床、矽卡岩型铁钴等多金属矿床等[14]；区内岩浆岩以印支期中酸性岩体，周边的矿产多与该岩体有关；滩涧山群和印支期岩体的组合，对形成矽卡岩十分有利。

1∶2.5万水系沉积物(加密)测量共圈出5个综合异常，其中AS4、AS5综合异常规模最大，元素套合性好，异常范围与已知矿点吻合度较高，异常元素和主要矿种基本一致，矿致异常特征明显。

研究区已经发现Ⅰ号、Ⅱ号两条含矿带，均为矽卡岩含矿，成因类型为中高温矽卡岩矿床，矿种、矿床成因类型、含矿地层均和区域北侧尕林格铁矿类似[15]。地表可见局部出露的矽卡岩带，深部可能存在更大规模的矽卡岩带或含矿带。

综上，研究区成矿条件较好，化探异常强度高，规模大，且与矿点吻合度较高，区内已知矿产均和区域北侧尕林格铁矿高度相似，可类比，找矿标志明显且分布较为广泛，说明研究区找矿前景较好，成矿潜力较大。

5 结论

1)通过黑山地区的预查工作，1∶2.5万水系沉积物测量在该地区圈定了5个综合异常，其中As4、As5号综合异常规模大，强度高，具有找矿潜力。

2)在黑山地区As4号综合异常范围圈定出Ⅰ号、Ⅱ号含矿矽卡岩带，并圈定出数个多金属矿(化)体。可初步确定主攻矿种为铁、铜、钴，矿床成因类型为矽卡岩型中高温多金属矿床，其主要控矿因素为滩涧山群矽卡岩化的薄层状灰岩或矽卡岩带，找矿标志主要有1∶2.5万的水系沉积物异常、奥陶系滩间山群薄层状灰岩或矽卡岩，蚀变标志主要有磁铁矿化、硅化、孔雀石化等。

3)结合区域资料，判断该地区主攻矿种和矿床类型可与北侧尕林格大型磁铁矿类比，推测此地区有寻找中到大型矽卡岩型铁铜钴多金属矿的潜力。