东昆仑西段它温查汉西铁金多金属矿成矿模式探讨

马忠元，刘光莲，汪周鑫，陈建洲，张爱奎，莫生绢，王磷

（1.青海省第三地质勘查院，青海 西宁 810029；2.青海省第四地质勘查院，青海 西宁 810008；3.河北地质大学，河北 石家庄 050031）

东昆仑是一条可与西藏冈底斯相媲美的花岗岩带[1]，同时保存了相对完整的古特提斯演化的证据链[2]，花岗岩及其成矿作用已成为众多地质学家和矿床学家研究的重点[3-9]。东昆仑西段祁漫塔格地区被青海省确立为柴达木国家级经济试验区建设的黑色、有色金属矿产基地[10-11]。祁漫塔格地区有两类重要的成矿类型，一类是早古生代造山旋回晚期与镁铁质-超镁铁质岩有关的铜镍硫化物矿床，代表性矿床为夏日哈木超大型岩浆熔离型Ni-Cu-Co 矿床[12-15]；另一类是与三叠纪花岗岩有关的斑岩型-矽卡岩型-热液型铁多金属矿床[14-18]。矽卡岩型铁多金属矿代表性矿床有四角羊-牛苦头、野马泉、尕林格、肯德可克、迎庆沟等，少部分矿床中有异体共生金矿，如肯德可克矿床，同体共生金矿仅有尕林格有所报道[19]。它温查汉西矿床是铁、金、铅锌、铜多矿种复合矿床，

前人对该矿床地质特征和成矿特点进行了初步研究[20-24]，但尚未开展成矿模式的研究，制约了区域矿产勘查的突破。为此，本文在总结区域地质、矿区地质和矿床地质特征的基础上，探讨矿床控制因素和形成过程，建立接触交代矽卡岩型矿床成矿模式，为区域成矿规律研究和找矿工作提供依据。

1 区域地质

矿区地处柴达木准地台南缘，青海省祁漫塔格山东南段，大地构造位置处于东昆仑祁漫塔格早古生代岩浆弧（图1），成矿区带隶属秦祁昆成矿域、昆仑成矿省、东昆仑成矿带之祁漫塔格-都兰Fe-Cu-Pb-Zn-W-Sn-Bi-Au-Mo成矿亚带[25]。

图1 它温查汉西矿床区域地质图Fig.1 Inference geological map of bedrocks in Tawenchahanxi deposit

区域上出露地层主要有中元古界金水口岩群、奥陶系祁漫塔格群、下石炭统大干沟组、上石炭统缔敖苏组、上三叠统鄂拉山组等。其中，金水口岩群、祁漫塔格群、缔敖苏组为区域铁多金属矿床的重要赋矿围岩。构造活动强烈，褶皱以轴向NWW 向的复式背向斜为主，NWW 向、NW 向和近EW 向断裂组成了主体构造骨架，不同级别和序次的断裂构造的交汇聚合部位往往是成岩成矿的有利部位。岩体侵入接触面及外接触带围岩的岩性界面、破碎带为构造薄弱带，为矿液的运移、贯入、交代和沉淀提供良好的场所。NE 向和近NS 向断裂多为成矿后构造。岩浆侵入活动广泛而强烈，时代包括加里东期、华力西期、印支期和燕山期，以华力西期和印支期为主，构成醒目的NW向岩浆岩带，岩浆岩以后碰撞花岗岩为主，其次为同碰撞花岗岩。已有研究表明，印支期岩株、岩脉、岩枝及不规则状产出的中酸性侵入体与区内铁多金属成矿作用关系密切[10、15、26]。

2 矿区地质

矿区地表为大面积第四系风成砂（移动沙丘）覆盖，厚度达200 m。据钻孔揭露：地层主要为奥陶系祁漫塔格群和下泥盆统契盖苏组（图2）。祁漫塔格群广泛分布于矿区中部，走向呈NW向，倾向NE，厚度大于1 058 m，岩性主要有白云石大理岩、大理岩、结晶灰岩，次为绿泥石片岩、玄武岩、钙质粘土质石英粉砂岩、泥质粉砂岩、板岩，局部夹含泥质硅质岩。绿泥石片岩原岩可能为基性火山岩。该套地层总体具类复理石建造特征，与上覆契盖苏组呈不整合接触。下泥盆统契盖苏组为一套陆相中-酸性火山岩，由安山岩、流纹岩、火山角砾岩、凝灰岩等组成，呈EW 向分布于矿区北部。矿区总体构造以NWW 向和NW 向压性、压扭性断裂为主，在祁漫塔格群中发育层间构造，长度小于200 m，宽度为0.5～0.8 m，主要表现为岩石脆性变形，以碎裂岩、构造角砾岩为主。岩浆活动强烈，尤其以印支期中-酸性侵入岩为主。矿区侵入岩发育，多呈岩株状产出。西部为似斑状花岗闪长岩体，东部为似斑状二长花岗岩体，二者接触界线不清晰，总体来看似斑状二长花岗岩侵入于似斑状花岗闪长岩中。似斑状花岗闪长岩体长大于8 km，宽度大于2 km，与祁漫塔格群接触带形成矽卡岩及铁金多金属矿体。岩石SiO2含量为65.36%～69.14%，Al2O3含量为14.19%～15.41%，Na2O含量为2.53%～3.01%，K2O含量为3.17%～4.32%。岩石属于弱过铝质、高钾钙碱性系列。轻稀土元素和Th，U，Zr，Hf等元素相对富集、重稀土元素和Nb，Ta，K，Ba，Rb，Sr 等元素相对亏损，中等负Eu异常，属后碰撞“I”型花岗岩[22-24]。似斑状二长花岗岩体长大于1.5 km，宽度大于1 km，与祁漫塔格群接触带形成有矽卡岩及铁金多金属矿体。杨涛等获得似斑状花岗闪长岩锆石U-Pb年龄为（236.0±2.3）Ma[23]，似斑状二长花岗岩锆石U-Pb年龄值为（229.9±2.0）Ma，岩体形成于晚三叠世。矿区变质作用主要表现为祁漫塔格群地层具绿片岩相，中酸性侵入岩与地层接触带普遍发育接触交代变质作用和热接触变质作用，分别形成矽卡岩和角岩。矽卡岩空间分布多呈透镜状、不规则状，主要位于岩体形成的“港湾”状接触带内，厚度为10～50 m，类型主要有透辉石矽卡岩、透闪透辉矽卡岩、阳起透辉石矽卡岩、符山石透辉石矽卡岩、石榴子石透辉石矽卡岩、透辉石榴子石矽卡岩、绿泥绿帘石榴子石矽卡岩、石榴子石矽卡岩、蛇纹石粒硅镁石镁橄榄石矽卡岩等。零星分布角岩，厚度小于20 m，主要有堇青石角岩、硅质泥质角岩、泥质角岩等。

图2 它温查汉西矿床基岩地质推断图Fig.2 Inference geological map of bedrocks in Tawenchahanxi deposit

3 矿床地质

3.1 矿体特征

矿区圈定5条矿带，Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ矿带近EW向展布，Ⅱ、Ⅲ矿带NW向分布。矿体主要产于岩体与祁漫塔格群外接触带矽卡岩中。Fe，Cu主要产于岩体与大理岩外接触带矽卡岩中（如Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ矿带）；Pb，Zn产于岩体与结晶灰岩外接触带（如Ⅱ、Ⅳ矿带）。金主要产于Fe，Cu顶部、Pb，Zn底部，部分产于蚀变岩体内。

矿区共圈定55条矿体，多呈透镜状，规模不等，长200～880 m，延深为64.63～251.26 m，厚度为0.83～16.87 m。矿体mFe平均品位为15.18%～50.00%；Cu平均品位为0.22 %～0.95%；Au 平均品位1.72×10-6～8.61×10-6；Zn 平均品位为0.50 %～4.74%；Pb 平均品位为0.41%～0.88%。主矿体I-7 产于似斑状花岗闪长岩与大理岩外接触带矽卡岩及矽卡岩化大理岩中（图3）。该矿体是以Fe，Cu，Zn 为主的复合工业矿体，局部共生金。矿体呈长条带状，长1 730 m，延深约200 m，平均厚度15 m，产状较稳定，倾向约170°，倾角45°。mFe最高品位58.50%，平均品位36.20%；Cu 最高品位4.48%，平均品位0.72%；Zn 最高品位14.9%，平均品位3.76%；金矿体最高品位8.61×10-6。矿体顶板为大理岩，底板为似斑状花岗闪长岩。

3.2 矿石特征

矿区矿石类型复杂，主要有铁多金属矿石和金多种金属矿石。

铁多金属矿石的矿石矿物有磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等。磁铁矿呈浸染状，多具不规则状或他形粒状晶。部分磁铁矿与磁黄铁矿、黄铜矿紧密共生（图4-a）；黄铜矿主要呈团窝状、团块状、条带状分布，多具有不规则状晶形（图4-a），与磁铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿等紧密共生。闪锌矿主要呈浸染状、团块状，具不规则状晶形，多出溶乳滴状黄铜矿（图4-b），与磁黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿紧密共生。

矿石主要结构有自形晶粒状、半自形-他形晶粒状结构，交代结构等（图4-c）。矿石构造主要有稀疏浸染状构造、稠密浸染状构造、团块状构造、条带状构造（图3-d）、致密块状构造等。

图3 它温查汉西矿床254号勘探线剖面图Fig.3 Profile of 254#exploration line in Tawenchahanxi deposit

图4 它温查汉西矿床矿石显微照片Fig.4 Microscopic photos of ore in Tawenchahanxi deposit

金多金属矿石的矿石矿物有磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、钛铁矿、方铅矿、毒砂、金银矿等，主要载金矿物有黄铁矿、金银矿、毒砂、磁黄铁矿等。黄铁矿在金矿石中的含量通常小于1%，粒径为0.1～1 mm，呈他形粒状，浅铜黄色，绿黑色条痕强金属光泽，不透明，无解理，断口参差状，他形细粒结构，团块状、稀疏浸染状或条带状分布。部分黄铁矿被磁铁矿、磁黄铁矿交代，受后期动力作用的影响发生破碎，被拉长呈拔丝状或呈细脉状分布（图4-e）。磁黄铁矿在金矿石中含量为4%～5%，呈他形不规则粒状，乳黄色微带粉褐色，强非均质性。磁黄铁矿与黄铜矿、黄铁矿构成连晶结构（图4-f），或与磁铁矿互相包裹。金银矿主要呈他形不规则粒状，含量少且粒度细小，反射色为乳黄白色，均质性，易磨光，擦痕明显，主要分布于非金属矿物之间（图4-g），部分被方铅矿包裹（图4-h）。矿石结构主要有交代结构、包含结构、自形-半自形结构、他形粒状结构、揉皱结构、乳滴状结构、文象结构、交错结构。矿石构造主要有脉状构造、稀疏浸染状构造，条带状构造、团块状构造。

3.3 围岩蚀变

矿床围岩蚀变强烈，蚀变类型有矽卡岩化、绿帘石化、硅化、钾化、钠化、绢云母化、绿泥石化、滑石化、次闪石化、蛇纹石化、碳酸盐化、泥化等。与磁铁矿、黄铜矿关系密切的是矽卡岩化、绿帘石化、硅化、钾化、钠化等；与闪锌矿关系密切的是矽卡岩化、硅化、绢云母化、绿泥石化等；与方铅矿关系密切的是硅化、绿泥石化；与金矿化关系密切的是硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化等。

3.4 成矿期

据野外观察和镜下特点，矿床主要经历了矽卡岩期和石英硫化物期（图5）。矽卡岩期早阶段主要形成石榴子石、透辉石、硅灰石、符山石、粒硅镁石、镁橄榄石、钠长石、钾长石、黑云母、角闪石等，无石英；矽卡岩期晚阶段主要形成绿帘石、透闪石、阳起石、白云母等，同时形成大量磁铁矿和少量磁黄铁矿、黄铜矿和黄铁矿；石英硫化物期早阶段形成石英、绢云母、绿泥石、方解石，并有大量黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂等生成；石英硫化物期晚阶段硫化物减少，主要形成黄铁矿、毒砂、方铅矿、金银矿，以及石英、绿泥石、方解石、蛇纹石、滑石等。金矿主要形成于石英硫化物期晚阶段。

图5 它温查汉西矿床矿物生成顺序Fig.5 Mineral formation sequence of Tawenchahanxi deposit

4 成矿模式探讨

4.1 成矿时代

区域上三叠纪发生大规模岩浆侵入活动和相关的斑岩型-矽卡岩型-热液型成矿作用[14]。田承盛等在本矿区获得磁铁矿矿石中白云母40Ar-39Ar 坪年龄和等时线年龄分别为（230.7±2.0）Ma和（229.9±3.5）Ma（MSWD=1.8）[21]，等时线年龄与坪年龄在误差范围内完全一致，说明矿床形成于晚三叠世。

4.2 控矿因素

铁金多金属矿石主要赋存于矽卡岩中，围岩祁漫塔格群为一套弧后盆地形成的以碳酸盐岩为主夹火山岩、硅质岩及碎屑岩的火山-沉积岩系，富含金等成矿元素，如基性火山岩Au元素含量高达15.97×10-9，远高于大陆地壳（Au 元素含量1.21×10-9）①青海省第三地质勘查院.东昆仑西段金矿成矿规律与找矿预测报告，2021[27]。且碳酸盐岩有利于接触交代，容易形成矽卡岩型矿床。昆北断裂及次级断裂控制了晚三叠世侵入岩的展布，是矿区控岩、导矿构造。岩体与地层接触带是矿区最为重要的容矿构造。矿区侵入岩具壳幔混合花岗岩的特点，岩浆活动为成矿提供了丰富的物源和热源。

综上所述，岩体与祁漫塔格群的接触交代作用是成矿的主要控矿因素。

4.3 矿床形成机制及成矿模式探讨

已有资料表明，布青山-阿尼玛卿洋板块于260 Ma开始向北大规模俯冲，于中三叠世晚期洋盆闭合[1、4、5、7]。晚三叠世陆壳不断加厚，下地壳比重不断加大，引起下地壳物质的不稳定，发生了下地壳拆沉事件。

晚三叠世进入后碰撞阶段，花岗质岩发生了强烈的壳-幔源岩浆混合作用，下地壳拆沉事件诱发壳幔相互作用是区内铁金多金属成矿作用的基础[14]。随着地幔物质的加入，带入了大量Au，Cu，Zn 等成矿元素，为它温查汉西铁金多金属矿床的形成提供了岩浆岩条件和成矿物质来源。

岩浆侵位于祁漫塔格群，一方面由于祁漫塔格群发育大量碳酸盐岩，十分有利于接触交代形成矽卡岩；另一方面由于祁漫塔格群形成于弧后盆地环境，存在海相火山岩和热水硅质岩等，这些岩石中富含Au，Cu等成矿物质，更利于成矿。矽卡岩期晚阶段磁铁矿形成，温度逐渐降低，进入石英硫化物期。石英硫化物期早阶段黄铜矿、闪锌矿、方铅矿大量生成，并有一些含金的矿物，如黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂等生成。成矿温度进一步降低，石英硫化物期晚阶段大量含金矿物如黄铁矿、毒砂、金银矿及方铅矿形成。从侵入体中心向外温度由高到低的变化导致矿化类型产生分带性。靠近岩体主要是铁铜和铜锌矿，随着与岩体距离的加大出现金矿和铅锌矿。

综上建立它温查汉西矿床成矿模式（表1,图6）。

图6 它温查汉西铁金多金属矿床成矿模式图Fig.6 Metallogenic model map of Tawenchahanxi Iron-goldpolymetallic deposit

表1 它温查汉西铁金多金属矿床成矿模式Table 1 Metallogenic model of Tawenchahanxi Iron-gold-polymetallic deposit

5 结论

它温查汉西矿床是铁、金、铅锌、铜多矿种复合矿床，其成矿模式研究对于东昆仑西段接触交代矽卡岩型矿床成矿规律和找矿工作具有重要的理论和实际意义。本次研究取得如下成果和认识：

（1）晚三叠世后碰撞阶段下地壳拆沉引起的软流圈物质上涌及壳幔相互作用机制下形成它温查汉西铁金多金属矿床。

（2）它温查汉西铁金多金属矿床是典型的矽卡岩型矿床，幔壳源花岗岩体与祁漫塔格群接触交代是成矿的主要控制因素。

（3）建立了下地壳拆沉诱发成矿的成矿模式。