郑富贤,张 尧,蒋成伍
(1.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;2.青海省地质调查院,青海 西宁 810012)
青海尖峰山金矿区地处青海省西北部柴达木盆地北缘绿梁山东侧一带,属柴达木北缘Pb、Zn、Mn、Cr、Au、白云母成矿带之赛什腾山—阿尔茨托山加里东期—印支期铅、锌、金、钨、锡(铜、钴、稀土)成矿带。矿区内矿产勘查工作程度普遍偏低,工作区内自20世纪80年代以来相继开展了1∶20万区调、1∶25万区调及少部分1∶5万矿调工作及部分矿产普查、物化探等工作,这些工作的开展为该区内的找矿工作提供了基础地质资料[1-3]。柴北缘大柴旦尖峰山金矿具有一定的找矿前景,但勘探程度尚浅,亟需通过地质调查、钻探、槽探等工程控制,研究矿区地质特征,分析金矿体特征、矿石质量、围岩蚀变等矿床地质特征,探讨矿床成因,对矿区整装勘查和挖潜新的找矿突破点具有重要意义。
矿区大地构造位置处于柴北缘结合带(Ⅱ级)之滩间山岩浆弧(Ⅲ级)。区内经历多期构造运动活动,构造形迹十分复杂,褶皱和断裂构造均较发育,受北西向区域断裂控制,矿区主体发育一组北西—北北西向断裂构造。预查区岩浆活动频繁,中酸性—基性均有出露,出露地层相对简单,主要为古元古代达肯大坂岩群、寒武—奥陶系滩间山(岩)群及第四纪地层[4-5]。不同地质时期、不同构造单元、特定的构造环境和地质构造演化阶段及具一定特色的沉积建造组合控制着不同矿产的形成和分布。青海省大柴旦镇尖峰山地质概况见图1。
1 第四系;2 片岩;3 英云闪长岩;4 辉长岩;5 超基性岩;6 花岗质片麻岩;7 蚀变带及矿体;8 接触界限;9 性质不明断层;10 逆断层
矿区出露地层主要有古元古代达肯大坂岩群、寒武—奥陶系滩间山(岩)群及第四纪地层。达肯大坂岩群主要分布于预查区中部尖峰山一带,总体呈现南端撒开、北端遭断裂破坏尖灭,形同损坏的牛角状,出露最大宽度可达2.5 km,分布面积约14 km2。在预查区达肯大坂岩群仅出露斜长角闪岩岩组(Pt1Dam)。划分为主要由各种深灰—灰黑色角闪质岩类岩石(以斜长角闪岩、斜长角闪片岩为主)与以黑云斜长变粒岩为主等组成的斜长角闪岩岩段和主要由呈灰—深灰色二云母石英片岩、黑云石英片岩和角闪片岩等组成片岩岩段[6-7]。
矿区滩间山群仅出露下部变火山岩组(∈OTb),主要分布于预查区西侧一带,基本上呈北西向条带状展布。该岩组主要为一套以变质基性—中基性火山岩为主,局部间夹少量变质沉积碎屑岩的岩石组合。主要岩性为暗绿色片理化安山玄武岩、安山质火山角砾岩,灰色砂岩、粉砂岩及灰褐色硅质岩透镜。由于遭受了强烈的区域动力变质作用,形成了一套富含绿帘石、绿泥石和阳起石等绿色矿物的绿片岩(阳起石岩)。
矿区大地构造位置属滩间山岩浆弧,为加里东期柴北缘大型逆冲型韧性剪切带的主要组成部分。区内受区域构造岩浆活动体制影响,脆、韧性构造强烈,按其展布方向可分为北西向、近南北向、近东西向。其中,以北西向脆韧性变形变质构造发育为主,该组构造多表现为脆韧性叠加发育产出,并最终控制了石英脉带的分布形态,是区内石英脉型金矿化重要的控制因素。
1)尖峰山东韧性剪切带(F1):位于尖峰山东坡,发育于达肯大坂岩群与花岗片麻岩的接触带上。剪切带北西向展布,出露长5~6 km,宽数米至数十米不等,糜棱面理产状较陡,多向西倾,明显被石炭纪花岗闪长岩切割。带内次级石英脉发育,多沿糜棱面理产出,脉体宽多在5~10 cm,表现韧性变形特征。
2)尖峰山西韧性剪切带(F5):分布于尖峰山西侧,是达肯大坂岩群与辉长岩之间的分界断裂。剪切带总体呈北北西走向,倾向近南北265(°)∠70(°)~80(°),断层面呈波状起伏。下盘地质体一般为辉长岩,上盘地质体为达肯大坂岩群,沿该带还断续出现超基性岩分布。剪切带规模相对较小,带宽5~20 m。内部岩石发生糜棱岩化。区内主要的金矿化均受该剪切带控制,目前带内初步圈定金铜锌矿体1条。
3)尖峰山南断裂(F6):位于尖峰山南侧,为达肯大坂岩群角闪片岩与斜长变粒岩间层间断裂。断裂带总体走向近南北,产状300(°)∠60(°)~75(°),断裂带出露规模较小,一般宽仅在5~10 m。总体上该带表现为明显的脆性变形特征,断裂带中岩石普遍发生强烈破碎和蚀变作用,粉状碎裂岩常见,局部岩石片理化。在该断裂带及其边部岩石中发育有大量的次级石英脉,石英脉大体上可分为2组,分别平行于构造面理及斜切构造面理产出,经后期样品分析,在北东向石英脉中发现不同程度的金矿化显示,Au最高品位达3.31×10-6。
4)尖峰山南东断裂(F7):主体产于尖峰山南东侧,为达肯大坂岩群斜长变粒岩与二云石英片岩间层间断裂。断裂带总体走向为近南北向0(°)~5(°),断裂带地表出露宽度较小,一般在5~10 m,最大处20 m左右。该带主体表现为明显的脆性变形,带内斜长变粒岩及片岩均具明显的碎裂构造。沿该断裂带见明显的褐铁矿化发育,后期在该带内发现一定的金矿化显示,但其品位、厚度均较小[8]。
区内岩浆主要为古生代侵入岩,古生代岩浆活动异常强烈,尤以基性—超基性岩体发育为特征。奥陶纪蛇纹石化超镁铁质岩石(OΣ)主要分布在尖峰山北侧及东西两端,呈带状展布,蛇纹岩、蛇纹石化辉石橄榄岩、蛇纹石化橄榄辉石岩和少量角闪石岩组成。奥陶纪辉长岩体(Oν)规模较大,主要分布在预查区西侧绿梁山一带。辉长结构,中—细粒结构、块状构造。石炭纪花岗闪长岩(C1γδ)分布在尖峰山一带,呈长纺缍状,面积约3.5 km2,浅灰—灰白色,花岗结构,块状构造。
矿区变质作用类型以区域变质作用为主,动力变质作用和接触变质作用次之,而且以动力变质作用叠加改造明显为特点。古元古代变质深成岩主要分布在尖峰山东侧,主要包括石英闪长质片麻岩和二长花岗质片麻岩,前者鳞片粒柱状变晶结构、变余似斑状结构,片麻状构造;后者局部发生糜棱岩化或混合岩化,花岗变晶结构,片麻状构造。预查区以韧性为主的构造变质变形作用十分发育,糜棱岩相对来说分布较广,原岩主要为花岗闪长岩,目前F1、F5韧性剪切带是糜棱岩发育的代表。
通过初步地表找矿工作,预查区圈定金矿化蚀变带5条(编号MⅠ~MⅤ)。根据区内目前的工作程度并结合区域已知矿床(点)的成果特征,本次报告对金矿(化)体的划分圈定依据为:矿体以1.0×10-6为边界品位,最小真厚度为0.8 m,夹石剔除厚度为0.8 m;矿化体品位(0.3~1.0)×10-6,最小真厚度大于0.5 m。截至目前,在MⅠ金矿化带内圈定金矿化体14条,MⅢ金矿化带内圈定金矿体2条,MⅤ金矿化带内圈定金矿化1条。经地表及深部工程验证,矿体产状、延伸较为稳定。
MⅠ金矿化带总体沿F1断裂带产出,产于达肯大坂岩群与东侧花岗质片麻岩构造接触带内。矿化带走向NW向,倾向北东,倾角70(°)~80(°),带宽20~50 m不等,控制长约4.6 km,总体开阔、平缓展布。矿体赋存于主裂面上盘,以充填于构造裂隙中的石英脉为主体。地表金矿体基本为1~2组同期次石英脉组成,石英脉走向与构造带基本一致,倾向多北东,倾角70(°)~80(°),局部形成5~10条的密集石英脉群,单脉体宽度一般在0.1~0.3 m之间,局部含矿地段形成宽1~5 m的含矿石英脉带。通过工程揭露,带内圈定金矿体8条,矿化体5条,Au品位一般为(0.5~1.0)×10-6,最高达8.72×10-6。矿化带内石英脉特征见图2。
图2 矿化带内石英脉特征
MⅡ金矿化蚀变带为达肯大坂岩群与石炭纪英云闪长岩构造接触带,蚀变带总体走向320(°),带宽10~20 m不等,地表延伸长约4.5 km,蚀变带内岩石岩性主体为英云闪长岩,通过槽探工程揭露,该带内圈定Au矿化石英脉2处,地表槽探工程揭露,其金矿化均产于带内石英脉中,地表为宽0.7 m的矿化石英脉群,其走向为310(°)~320(°)之间,脉体与构造带呈10(°)~20(°)夹角,Au品位分别为0.21×10-6、0.24×10-6。
MⅢ金矿化蚀变带地表控制宽20~30 m不等,延伸长约1.6 km,沿预查区西侧F5韧性剪切带呈“S”舒缓波状产出。矿化带总体呈近南北向展布,走向为350(°)~355(°),产状260(°)~265(°)∠40(°)~60(°)。该带总体为一强片理化带,其韧性变形特征较为明显,局部岩石亦具强糜棱岩化。该带内圈定金矿(化)体2条,带内石英—碳酸盐脉较为发育,脉体宽度一般在0.1~0.2 m之间,最宽处可达0.5~1.0 m,脉体沿断裂构造呈羽状分布,多形成宽1~5 m的含矿石英脉带[9-10]。脉体具明显的弯曲变形,多呈断续、透镜状不规则产出,局部破碎呈细碎粒状,沿脉体边部具明显的孔雀石化、黄铁矿化、褐铁矿化。其中Au品位多为(0.3~1.0)×10-6,最高达2.44×10-6。
MⅣ金矿化蚀变带长约1.9 km,宽10~30 m,整体呈带状分布于F6层间破碎带内,矿化带整体走向为北北东向约5(°),产状280(°)~300(°)∠60(°)~75(°),矿化带内含矿岩石主体为中元古代达肯大坂斜长角闪岩组斜长变粒岩,矿化蚀变带大致可划分为3个构造分带,由西至东分别为强变形揉褶带、褐铁矿化蚀变带及硅化带,从地表看,三者存在明显的分带性。该带通过槽探工程揭露,在矿化带北侧圈定矿化石英脉1条。金矿化产于后期北北东向40(°)次级石英脉中,地表形成宽1 m左右的矿化石英脉群,Au品位为0.23×10-6。
MⅤ金矿化蚀变带沿预查区南侧F7次级断裂带上盘展布。矿化带宽窄不一,宽度20~80 m不等,地表延伸长1.8 km。矿化带总体产于达肯大坂斜长角闪岩岩群中,走向为北北西向340(°)~350(°),带内岩石岩性主体为一套角闪变粒岩。金矿化较集中产于北北西向石英脉带中,单脉体宽度一般0.2~0.5 m之间。带内圈定金矿(化)体2条,矿化体主要赋存于带内次级石英脉红,单脉体宽度一般在0.1~0.2 m,地表多形成宽约0.5~1.0 m的含矿石英脉带,石英脉与构造带多呈10(°)~20(°)的锐夹角,脉体总体呈北北西向330(°)产出,脉体具明显的破碎,石英脉边部可见弱褐铁矿化发育,Au品位一般为(0.3~0.5)×10-6,最高达1.35×10-6。
3.2.1 矿石类型
矿区的矿石自然类型主要为石英脉型。根据矿物组合的不同,石英脉型矿石可进一步划分为含金石英脉、含金碳酸盐石英脉型。
1)含金石英脉型:金属矿物总量较低,一般为1%~5%,主要是硫化物(含硫盐)、自然金属、铋化物等。脉石矿物主要是浅黑色石英,石英含量可达90%以上;少量绢云母和绿泥石,局部见方解石细脉。
2)含金碳酸盐—石英脉型:金属矿物总量约5%,主要是黄铁矿和少量黄铜矿;脉石矿物为乳白色石英和方解石。
3.2.2 矿石结构构造
1)矿石结构
自形—半自形粒状结构:部分黄铁矿具有此结构,呈星散状或者浸染状分布于岩石之中。他形粒状结构:黄铜矿和部分黄铁矿呈他形粒状结构分布于岩石之中。交代残余结构:黄铁矿大部分被褐铁矿交代,仅有少量残留,黄铁矿呈港湾状或者不规则状。
2)矿石构造
矿石构造比较简单,主要有充填作用形成的脉状构造,重结晶及交代作用形成的稀疏—稠密浸染状构造、团块状构造等。脉状构造:含矿石英脉沿岩石中节理、裂隙较为发育,产于围岩中的矿化石英脉与围岩界限相对清楚,不同角度穿插于岩石中,形成细网脉状构造特征。浸染状构造:金属矿物褐铁矿、黄铁矿及黄铜矿,多呈浸染状分布,局部亦可见稠密浸染状。团块状构造:主要的硫化物矿物黄铁矿可见少量团块状分布,或与浸染状构造交织一起。
根据矿化、蚀变强度及蚀变矿物组合可划分出内蚀变带和外蚀变带。内蚀变带在断裂带内,蚀变强度大,蚀变类型复杂,主要为硅化、绢云母化、黄铁矿化,次有高岭土化、绿帘石化、碳酸盐化。金矿体一般分布在内蚀变带中并靠近顶板。外蚀变带分布在断裂带以外的一定范围内,主要蚀变类型为绢云母化、绿泥石化、绿帘石等,蚀变由断裂带向围岩逐渐减弱,宽度一般为10~20 m。
围岩蚀变主要有硅化、碳酸盐化、绢英岩化、绢云母化、绿帘石化、绿泥石化,蚀变的分布发育主要与含金地质体的分布相关性极大,与金矿化关系最为密切的蚀变为硅化、绢英岩化。
该矿床属于受构造控制的与岩浆热液有关的石英脉型金矿,如该矿床位于早期裂陷带位置,有巨厚的加积,遭受过强烈的挤压,发育区域动力变质变形带,矿石一般可为石英脉型,矿物组合及变形特征指示主要形成于中高温条件下,成矿主要发生于后碰撞阶段,滞后于造山和变质变形峰期。该矿的形成经历了多期构造运动,大致可划分为以下3个阶段。
1)加里东期的构造运动及区域变质作用,形成了尖峰山复式背斜。伴随背斜的形成,在背斜转折端形成构造裂隙,变质分异热液沿裂隙贯入,形成早期贫金石英脉。
2)早华里西期尖峰山花岗闪长岩体的侵位,进一步改造了尖峰山背斜,使背斜核部被完全侵位,两翼趋于直立。含矿石英脉分散分布于岩体两侧的构造带内。
3)晚华里西—印支期岩体侵入,其岩浆期后含矿热液充填在构造破碎带内,为本区的主成矿期。岩浆期后含Au、Bi等热液沿构造破碎带上升运移,在断裂带的扩容空间地带,由于氧化—还原势的急剧变化,金矿体主要就位于达肯大坂岩群的北西向构造中。并伴随后期逆冲作用,早期形成的含金石英脉再次破碎,构造分异热液及岩浆热能改造形成的含矿热液再次充填到破碎的石英脉中,为本区金矿的进一步富集起着重要的作用。
与一般造山型石英脉金矿的不同点在于:本区并未显示典型造山型金矿Au、As、Sb元素组合,在本区大量剖面均显示了Au、Bi元素组合,结合区内中—酸性岩脉的侵入特征,认为华里西—印支期构造岩浆热流变作用与成矿关系密切。本区强烈的Au、Bi化探异常组合、广泛分布的充填热液脉型含金脉体及地表出露出的中—酸性脉岩上升侵位的特点,说明可能深部存在隐伏的成矿母岩。
1)本区构造变形较为强烈,预查区除北西—北北西向主构造外,在区内广泛发育有北北东向及近东西向断裂构造。其北西—北北西向构造多为边界断裂,这类断裂几乎无一例外均为韧性或脆—韧性断裂构造,成矿时一般区域构造应力较强,而金矿化多产于韧性剪切的强带位置。在韧性剪切作用过程中变质分泌所形成的石英脉,往往也是载金的主体。目前区内所发现的金矿化体均产于该类石英脉中,进一步加大该区地表找矿力度,有望在区内寻找到具一定金矿化富集的含矿石英脉段。
2)1∶5万水系沉积物测量在区内圈定了以Au为主的综合异常3处,通过岩石地化剖面,区内也进一步圈定Au、Bi异常带2条,上述异常基本上与区内地表发现的含金矿化蚀变带较为吻合,充分反映该区地质—化探的区位一致性,继续加强该区地球化学测量,有望在该区发现新的找矿空间。
3)MⅠ、Ⅱ、Ⅴ矿化带发现较好的金矿化信息,1∶2 000岩石剖面圈定的Au、Bi异常带与地表蚀变带较为吻合,目前上述带仅利用少量槽探工程对地表矿化信息点,异常高值段进行了概略性检查,工程控制不够系统,对矿化带的综合评价也仅限于地表追索、控制。
4)根据目前在区内的勘查成果尤其是MⅠ矿化带找矿成果,结合柴北缘地区前人对典型金矿床的研究成果,初步认为含金石英脉与构造(韧性剪切带)关系密切。含金石英脉具有较强的韧性变形特征,主要沿构造裂隙充填形成,这类含矿石英脉往往在韧性—脆性叠加强变形部位出现富集,因而有必要在区内选择合适地段进行深部探索,这也是区内取得找矿突破、找矿新认识的关键所在。
1)尖峰山金矿区内圈定金矿化蚀变带5条,在MⅠ金矿化带内圈定金矿化体14条,MⅢ金矿化带内圈定金矿体2条,MⅤ金矿化带内圈定金矿化1条。矿石自然类型主要为石英脉型,划分为含金石英脉、含金碳酸盐石英脉型。矿石结构主要为自形—半自形粒状结构、他形粒状结构和交代残余结构。矿石构造比较简单,主要有充填作用形成的脉状构造,重结晶及交代作用形成的稀疏—稠密浸染状构造、团块状构造等。该矿床属于受构造控制的与岩浆热液有关的石英脉型金矿,认为华里西—印支期构造岩浆热流变作用与成矿关系密切。
2)找矿远景优越,韧性剪切内石英脉依然是寻找具一定金矿化富集体的重要目标,加强该区地球化学测量和工程控制有望在该区发现新的找矿空间,在区内选择韧性—脆性叠加强变形部位进行深部探索,是区内取得找矿突破、找矿新认识的关键所在。