青海温泉沟沟脑地区钒、铁铜多金属矿地质特征及找矿标志

保善东，蔡生顺，谭运鸿，封建平

(1.青海省地质调查院，青海 西宁 810012；2.青海省青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室，青海 西宁 810012)

温泉沟沟脑地区钒、铁铜多金属矿位于青海格尔木市郭勒木德镇境内，处于东昆仑金、铜、铅锌、铁、多金属成矿带中的昆南金、铜、钴成矿带上[1]。带内出露主要地层为中—新元古代、寒武系、三叠系，华力西期的中酸性岩浆岩较为发育、区域断裂构造发育，矿产以金、铜、钨多金属为主，矿床成因类型主要以构造蚀变岩型金矿、中—高温岩浆热液型钨多金属矿、热水沉积型钒钼多金属矿为主，近年在该带内发现了黑刺沟金矿床、铜金山铜钨矿床、驼路沟钴(金)矿床、大干沟钒钼矿床等矿床并开展了相应研究工作[2]。温泉沟沟脑地区钒、铁铜多金属矿受各方面因素制约，研究程度较低。

温泉沟沟脑地区钒、铁铜多金属矿区域大地构造属东昆仑南坡俯冲增生杂岩带，夹持于昆中缝合带与昆南缝合带之间，是加里东、华力西期两次板块裂离及俯冲碰撞过程中形成的一个北西西向延伸的复合型俯冲碰撞杂岩带，该杂岩带组成极其复杂，构造变形十分强烈，区内岩浆活动较为频繁，从加里东运动至燕山期运动均有岩浆活动，区内岩浆作用和构造作用强烈，各类酸性侵入岩发育，具有重要的构造位置和找矿潜力[3]。笔者在前人研究基础上，结合相邻地区同一成矿带内矿床形成的地质背景及地质特征，探讨温泉沟沟脑地区钒、铁铜多金属矿的成矿物质来源及矿床成因类型，建立找矿标志，为该地区此类矿床找矿、勘查工作提供借鉴。

1 区域地质特征

温泉沟沟脑地区钒、铁铜多金属矿位于青海省西部的东昆仑山中段，距格尔木市约150 km，青藏公路及青藏铁路从其东侧通过，东距109国道约7 km，行政区划隶属青海省格尔木市郭勒木德镇管辖。区域大地构造属东昆仑南坡俯冲增生杂岩带，区域地层属于东昆仑—中秦岭地层分区东昆仑南坡小区(图1)，区域出露地层主要为中—新元古代万保沟群(Pt2-3w)，其岩石组合主要为变玄武岩夹变安山岩、浅灰绿色千枚岩、层凝灰岩、凝灰质粉砂岩及薄层灰岩、条带状灰岩、砂质灰岩、白云岩、硅质白云岩夹石灰岩及少量千枚岩、板岩、变砂岩等，为一套火山岩、火山碎屑岩、碳酸盐岩建造；早寒武世沙松乌拉组(∈1s)，其岩石组合主要为长石岩屑砂岩、岩屑杂砂岩、岩屑长石砂岩及长石石英砂岩夹千枚状板岩、灰岩等，为一套以碎屑岩为主的沉积建造，二者之间均为断层接触。区域上侵入岩较发育，岩石类型较复杂，华力西期的中酸性岩最发育，酸性岩次之[4-5]。呈“岩基状”或“岩株状”产出，岩石类型主要有中细粒黑云母花岗闪长岩，似斑状黑云母花岗闪长岩，似斑状黑云母二长花岗岩，中细粒、中粗粒二长花岗岩，中粗粒钾长花岗岩等。区域上断裂构造发育，形成了一系列规模不等、性质不同的断裂构造。构造线总体呈北西—北西西向，其中北西西向一组为区内主干断裂，发育程度高、规模较大、生成时期早，具有明显的继承性，表现出长期活动、多次复活的特征。断裂明显控制地层的分布，是区内次级构造单元的边界断裂。

图1 温泉沟沟脑地区地质矿产简图

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区位于东昆仑南坡俯冲增生杂岩带内，出露地层主要为中—晚元古代万宝沟群碳酸盐岩组(Pt2-3w2)(图2)，分布于矿区南部，呈北西—南东向构造块体出露，其岩性为灰白色细粉晶白云岩、微晶灰岩、白云质玉髓质硅质岩、重晶石岩、微粉晶灰岩、强白云石化微晶灰岩等，该套地层普遍具褐铁矿化、白云岩化和硅化，铜矿体产于该套地层的重晶石岩不规则状裂隙中[6]。早寒武世沙松乌拉组(∈1s)为区内主要的含矿层位，北西向展布，其与构造线走向一致，以断层夹块形式存在，其出露岩性为灰色中细粒长石石英砂岩夹岩屑砂质砾岩、含中细粒长石石英杂砂岩、硅质岩、碳质板岩，中细粒长石石英砂岩、绿泥石绢云母千枚岩、含放射虫玉髓质硅质岩、条带状石英质硅质岩等，其中碳质板岩为区内主要的含钒层位，硅质岩为区内主要的含铜、铁矿层位。

图2 温泉沟沟脑地区钒、铁铜多金属矿地质简图

2.2 构造

矿区处于昆中断裂和昆南断裂之间，受印支期—燕山期南北向挤压作用的影响，断裂构造发育，构造线走向以北西—南东向为主，形成了一系列的逆冲断裂(带)，使得岩层多呈构造岩块分布。多发育构造破碎带、片理化带及糜棱岩带，带内岩石具有密集片理、劈理，重结晶作用明显，出现了新生变质矿物，如大量的绢云母、绿泥石等。这些构造为后期含矿热液运移、赋存提供了通道和空间[7]。

2.3 岩浆岩

矿区未见较具规模的岩体出露，地表仅零星见中酸性岩脉，北部早寒武世沙松乌拉组地层中出露1条浅黄色花岗质斑岩脉，脉体呈北西向展布，与构造线方向一致，长约1.7 km，宽5～10 m。万宝沟群碳酸盐岩地层中零星见到强绢云母化微细粒石英闪长岩、强蚀变闪长玢岩，地表覆盖大，岩体的产状、分布特征不清。

2.4 变质岩

矿区内区域变质作用、动力变质作用均较为发育，构成了区内丰富的变质变形现象。区内主要的变质作用为区域低温变质作用，变质程度属低绿片岩相。经变质作用，万宝沟群中基性火山岩变质为绿片岩、硅质岩变质为石英岩，常见矿物组合为绿泥石+绢云母+方解石(原岩为玄武岩)，石英+方解石(原岩为硅质岩)，变质作用对成矿元素的再次富集起到了较大的作用，如目前发现的铜铁矿化信息主要与石英岩有关[8]。

动力变质作用在区内普遍存在，是昆南断裂长期活动、挤压的结果。宏观上表现为糜棱岩带，显示韧性剪切的特点，局部有脆性断裂的特点。对区内中新元古代洋岛型沉积建造进行了改造，重新构建了区内地质体的分布格局。在构造流体的作用下，成矿元素局部富集，形成一定的金矿化、钒矿化现象，而这些现象均与构造运动关系密切。

2.5 矿体特征

矿区成矿元素以Cu、Fe、V为主，部分矿(化)体中还有Au、Ag、Mo、Pt、Pd等元素的伴生现象，具有矿化信息多样、矿种丰富等特征。矿化信息主要赋存于地层热水岩中，赋矿岩性有硅质岩、重晶石岩、碳质板岩，硅质岩以Fe、Cu元素为主，重晶石岩以Cu、Ag元素为主、碳质板岩以V、Mo、Pt、Pd元素为主，Au元素对岩性的选择性不强，既在硅质岩中有伴生，在碳质板岩及石英脉中也可见矿化信息。各层位与矿化信息关系见表1。

表1 各层位圈定的矿(化)体情况统计

经地表槽探工程、剥土工程揭露控制及深部钻探工程验证，矿区目前初步圈定2个钒矿体、4个铁铜矿体。

2.5.1 钒矿体

(1)MⅢ-1钒矿体。位于MⅢ钒矿化体东段，由TC21探槽控制，含矿岩性为早寒武世沙松乌拉组黑色碳质板岩(构造角砾岩)，地表矿体控制长约280 m，真厚度0.94 m，V2O5品位0.64%，并且伴生Mo矿化，Mo品位0.014%。

(2)MⅢ-2钒矿体。位于MⅢ钒矿化体中段，含矿岩性为早寒武世沙松乌拉组黑色碳质板岩(构造角砾岩)，矿体控制长250 m，真厚度1.38 m，V2O5平均品位0.62%，最高品位0.68%，伴生Mo、Pt、Pd，Mo平均含量0.014%。Pt+Pd平均含量0.13 g/t。

2.5.2 铁铜矿体

(1)M1铁铜矿体。该矿石类型产于早寒武世沙松乌拉组碎屑岩中，由TC4槽探控制，呈透镜状，展布方向为120°～300°，延伸长约100 m，与围岩呈整合接触关系，含矿岩性为紫红色硅质岩，矿化蚀变有磁铁矿化、孔雀石化、少量黄铜矿、硅化等，矿体真厚度6.9 m，TFe平均品位28.51%，最高品位46.2%；Cu平均品位0.69%，最高品位2.13%，Au、Zn、Co有一定的矿化显示，Au最高品位为0.775%，锌最高品位0.14%，Co最高品位为0.016%。

(2)M2铁矿体。该矿石类型产于早寒武世沙松乌拉组碎屑岩中，呈长条脉状，走向100°～280°，沿走向延伸较为稳定，延伸长度约100 m，产状往南陡倾(倾角80°或以上)，由TC5控制，含矿岩性为紫红色硅质岩，矿化以磁铁矿化为主，其次见弱孔雀石化，矿化体视厚度1.4 m，TFe品位22.05%。

(3)M3铜矿体。矿体产于早寒武世沙松乌拉组碎屑岩中，由TC8、TC9探槽控制，呈透镜状，北西向展布，长约150 m，含矿岩性为紫红色硅质岩，矿化蚀变以孔雀石化、磁铁矿化、少量黄铜矿化、硅化为主。该矿体以Cu元素为主，Cu厚度9.62 m，平均品位0.4%，最高品位1.5%；伴生Fe元素，共见3层，累计厚度3.49 m，平均品位23.1%，最高品位30%；Au和Zn有一定的矿化显示，Zn最高品位为0.235%，Au最高品位为0.27%。

(4)M6铜矿体。矿体产于中—新元古代万宝沟群白云岩地层中，北北西向展布，地表露头延伸长约50 m，由TC36探槽控制，含矿岩性为重晶石岩，视厚度14.9 m。矿化主要见孔雀石化、辉铜矿化及少量黄铜矿化，Cu平均品位0.44%，最高品位0.66%；伴生Ag元素，Ag平均品位29.84%，最高品位49.2%；部分样品伴有Au矿化显示，含量在0.11～0.16 g/t。

2.6 矿石特征

2.6.1 矿石矿物

铜铁、铁矿产于硅质岩中，铜矿产于重晶石岩中，钒矿产于碳质板岩中，矿石矿物主要为磁铁矿、黄铜矿、铜蓝、赤铁矿、褐铁矿、孔雀石等。

(1)磁铁矿。单晶呈他形、半自形、自形粒状晶，粒径在0.006～0.295 mm，集合体多聚在一起呈致密条带状，少数集合体呈浸染状、稀疏浸染状的条痕状分布在脉石矿物中。

(2)辉铜矿。呈他形粒状、不规则粒状，粒径在0.008～0.350 mm，形态受孔隙制约，分布在沿裂隙分布的热液作用的脉石矿物间，形成于热液矿化期，与黄铜矿间光滑接触，显共边结构，二者同时生成[9]。

(3)黄铜矿。他形粒状晶，粒径在0.040～0.101 mm，在黄铜矿边缘已发生蚀变，被铜围绕，局部呈稀疏星点状岩裂隙分布。

(4)铜蓝。呈半自形板状、他形粒状，粒径在0.012 5～0.080 0 mm，为黄铜矿的蚀变产物，在岩石中多分布于辉铜矿边缘并交代辉铜矿，多呈稀疏星点状分布。在岩石中多沿裂隙分布，有的铜蓝中见有黄铜矿残留。

(5)黝铜矿。呈他形粒状晶，粒径在0.04～0.16 mm，在岩石中零星分布，局部和辉铜矿接触，接触界限较为平直光滑，呈共生关系。

(6)褐铁矿、孔雀石。呈粉末状集合体，沿裂隙或矿物表面分布。

(7)赤铁矿。呈针状、板状、鳞片状集合体，粒径在0.01～0.42 mm，部分围绕磁铁矿晶体边部或裂纹交代，还有少数褐铁矿沿岩石裂隙呈脉状分布。

2.6.2 脉石矿物

脉石矿物主要有重晶石、石英、白云石、白云母。重晶石绝大多数呈半自形板状晶，少数呈半自形粒状晶，粒径多在0.32 mm×0.40 mm～1.12 mm×4.48 mm，不同形态的重晶石发育波状消光变形结构，从分布形态来看为热液作用产物，生成早于他形、半自形粒状石英。石英属热液交代蚀变作用的产物，形成于2个阶段，早期石英化热液交代蚀变作用形成的石英呈他形粒状晶，粒径在0.006～0.025 mm，交代不同阶段形成的白云石；晚期的石英呈他形、半自形粒状晶，粒径在0.02～0.20 mm，无变形结构，集合体沿不同阶段形成的白云石和早期热液作用形成的石英集合体裂隙分布。白云石呈菱形状的自形粒状晶、半自形粒状晶分2个阶段形成，早期形成的白云石粒径在0.005～0.020 mm，多呈残留状含在石英集合体或呈交代残留状含在石英单晶中，属正常沉积作用产物，部分白云石为重结晶产物，粒径在0.04～0.42 mm，沿解理被他形粒状石英交代。白云母呈细小鳞片状晶，含量较少。

2.7 围岩蚀变

矿区内围岩蚀变主要见有硅化、碳酸盐化、褐铁矿化、重晶石化、石墨化。

(1)硅化。发育于矿体及两侧围岩中，其强度自矿体向两侧递减，最大的特点是使岩石硬度增强，不易敲碎。

(2)碳酸盐化。普遍存在于近矿围岩及矿体中，形成大量的方解石、白云石等碳酸盐类矿物。

(3)重晶石化。主要见于白云石中，形成板柱状集合体，与铜银矿化关系密切[10]。

(4)石墨化。主要分布在断裂破碎带附近，沿岩石裂隙分布，易污手，区内的V、Mo矿化与该类型蚀变关系密切。

3 矿床成因类型

3.1 控矿因素

矿区控矿因素主要表现在以下2个方面。①矿区内各层位中均有较好的矿化线索显示，Cu-Fe矿与地层中硅质夹层关系密切，Cu-Ag矿与重晶石化关系密切，V-Mo-Au-铂族元素与沙松乌拉组碳质高含量地质体关系密切，具有层控矿床的特征。②目前已发现的矿体展布方向与断裂构造线方向一致，呈北西—南东向，这表明北西—南东向断裂可能为区内主成矿期构造，为热液的运移和赋存提供了良好的通道和空间，具有构造控矿的特征[11]。

3.2 矿床成因

从成矿地质背景、矿(化)体地质特征、矿质载体特征、围岩蚀变类型等，初步判定矿区成矿类型为热水沉积叠加构造改造型多金属矿床。①从区域构造演化史来看，区内的中新元古代和寒武纪是处于拉张环境下形成的多岛洋构造格局，万宝沟群火山岩在岩石系列上显示碱性系列为主，并有少量亚碱性系列，是典型洋岛玄武岩的特征，存在形成热水沉积型矿床的条件。②万宝沟群、沙松乌拉组地层中发现的硅质岩、重晶石岩石是典型的热水沉积岩，同时矿化围岩白云石灰岩在地表也表现出明显的条带状、纹层状构造，具有热水沉积作用特征。

4 找矿标志

(1)岩性标志。万宝沟群碳酸盐岩中的重晶石岩是Cu、Ag富集的主要层位，沙松乌拉组碎屑岩中的硅质夹层是Cu、Fe富集的重要地段，沙松乌拉组地层中碳质高含量地质体是寻找V-Mo-Au-铂族元素的有利地段，属于需要密切关注的主要层位。

(2)构造标志。区内北西—南东向断层发育，不论是Cu、Fe、Ag还是V-Mo-Au-铂族元素，均显示出在构造带二次富集的特征，因此，在断层附近发育的硅质岩、重晶石岩、黑色岩系可作为找矿的直接标志。

(3)物探标志。磁异常中正负异常的梯度变换部位对寻找磁铁矿具有较好的指导作用。

(4)化探标志。土壤异常及地化剖面异常中的高值地段对指导找矿亦有较好的指示作用。

(5)矿化蚀变标志。该区的V-Mo-铂族元素成矿与碳质层关系极为密切。因此，断裂附近的碳质层是寻找该类型矿种的重要标志。

综上所述，以上5种直接找矿标志，将为进一步扩大钒、铁铜多金属矿规模提供可靠的地质依据和找矿方向。

5 结论

(1)区内钒、铁铜多金属矿具有一定的成矿专属性，Cu-Fe矿与地层中硅质层关系密切，Cu-Ag矿与重晶石化关系密切，V-Mo-Au-铂族元素与早寒武世沙松乌拉组碳质高含量地质体关系密切，具有一定指示意义。

(2)温泉沟沟脑地区钒、铁铜多金属矿成矿均与北西—南东向断裂构造作用有关，为区内主成矿期构造、热液运移和赋存提供了良好的通道和空间。

(3)温泉沟沟脑地区钒、铁铜多金属矿找矿应结合物化探异常，并集中于东昆仑金、铜、铅锌、铁、多金属成矿带中的昆南金、铜、钴成矿带上；钒矿在碳质板岩周边及北西向、北西西向构造变形带中，找矿潜力较大。