韓敏強， 李 瑩

(1.中國煤炭地質(zhì)總局航測遙感局，西安 710199; 2.中國石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，西安 710018)

青海省綠梁山銅礦床地質(zhì)特征研究

韓敏強1， 李 瑩2

(1.中國煤炭地質(zhì)總局航測遙感局，西安 710199; 2.中國石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，西安 710018)

青海省綠梁山銅礦床位于南祁連地塊與柴達木地塊拼接部位北緣，是我國西部重要的多金屬礦床之一。通過對礦床的地質(zhì)特征進行詳細研究和系統(tǒng)總結(jié)認為: 該礦床礦體主要賦存于灘間山群變質(zhì)火山巖中，其圍巖蝕變有硅化、黃鐵礦化、黃銅礦化、磁鐵礦化、綠簾石化及綠泥石化等； 礦石類型主要為含石英細脈、網(wǎng)脈蝕變巖型銅礦石； 礦床類型屬破碎帶蝕變巖型銅礦床。結(jié)合以上特征，總結(jié)了綠梁山銅礦床找礦標志，指出了下一步找礦方向，為該區(qū)相同類型礦床的勘查工作提供了思路和理論依據(jù)。

綠梁山銅礦床； 地質(zhì)特征； 青海

0 引言

銅礦是一種重要的礦產(chǎn)資源，廣泛應用于機械制造、電氣、國防工業(yè)等領(lǐng)域。我國經(jīng)濟發(fā)展迅速，對銅礦的需求持續(xù)增加。目前，我國銅礦自給率僅為23%左右，開展銅礦找礦地質(zhì)及找礦方向的研究迫在眉睫[1-3]。青海省柴達木盆地北緣是中國重要的有色金屬成礦帶，分布有以錫鐵山為代表的沉積噴流型(sedimertary exhalatwive deposit，SEDEX)鉛鋅礦床、以青龍灘為代表的海相火山巖塊狀硫化物型(valcanic-hosted massive sulfide deposit，VHMS)銅礦床和灘間造山帶型金礦床等一系列大型礦床[4-11]。綠梁山銅礦床位于南祁連地塊與柴達木地塊拼接部位北緣，加里東期—華力西期金、銀、銅、鉛、鋅成礦帶上，地層分區(qū)屬于秦祁昆地層區(qū)柴達木北緣分區(qū)，行政區(qū)劃歸青海省海西州大柴旦行政委員會管轄，地理坐標為E94°57′30～95°03′00″，N37°56′31～37°59′19″。綠梁山礦區(qū)及周邊的地質(zhì)工作始于20世紀50年代，先后開展過銅、鉻、金等多金屬礦產(chǎn)的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、區(qū)域化探掃面、遙感地質(zhì)調(diào)查等工作，在地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查和研究領(lǐng)域取得了很大進展和顯著成績[12-14]。尤其在近幾年的找礦工作中共圈出13條銅礦體，探獲銅礦石量111.8萬t，銅金屬量5 261 t，平均品位為0.47%。盡管以上各個單位不同層次的工作已取得了一定的找礦成果，但目前區(qū)內(nèi)圈定的礦體規(guī)模相對較小，品位相對較低，下一步的找礦方向及前景尚不明確，制約著該區(qū)進一步地質(zhì)找礦工作。本文通過對該礦床地質(zhì)特征的研究，系統(tǒng)總結(jié)了其礦化富集規(guī)律，提出了該類型礦床的找礦標志，以期為該地區(qū)下一步找礦提供思路和理論依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)地層屬于秦祁昆地層區(qū)柴達木北緣分區(qū)(圖1)。自古元古代基底形成以來，在漫長的地史發(fā)展過程中，由于遭受了多期次不同規(guī)模的構(gòu)造作用以及不同類型、不同強度的變質(zhì)作用，區(qū)內(nèi)地層發(fā)育不全，大部分地質(zhì)體間多以斷層接觸，地層系統(tǒng)的連續(xù)性和完整性較差。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡圖[13]Fig.1 Geological sketch map of the study area [13]

1.上古生界； 2.花崗巖； 3.灘間山群； 4.逆沖斷層； 5.未分的前寒武系； 6.礦床(點)； 7.達肯達坂巖群； 8.研究區(qū)范圍； 9.第四系沖洪積物； 10.輝長輝綠巖； 11.灘間山群變玄武巖； 12.灘間山群綠泥千枚巖； 13.鉛礦化蝕變帶； 14.銅礦體； 15.巖層產(chǎn)狀圖2 綠梁山銅礦地質(zhì)圖[12] Fig.2 Geological map of Lyuliangshan copper deposit[12]

以往的地質(zhì)工作大多認為該區(qū)的成礦地質(zhì)背景是早古生代華北板塊南緣裂解作用形成的陸內(nèi)/陸間裂谷環(huán)境[15]。近年來，對柴達木盆地北緣早古生代區(qū)域地質(zhì)背景的認識已出現(xiàn)了很大變化，由以往的離散板塊動力學機制下的陸內(nèi)裂谷環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)閰R聚板塊動力學機制下的活動大陸邊緣環(huán)境[16-21]。綠梁山一帶區(qū)域上NW向橫跨“一山兩盆”，“一山”為綠梁山，“兩盆”為大柴旦山間斷陷盆地和魚卡山間斷陷盆地。在長期的地史演化過程中，它們經(jīng)歷了古元古代基底形成、中—新元古代Rodinia大陸增生與俯沖匯聚、早古生代碰撞造山和中—新生代盆山耦合—高原隆升等構(gòu)造旋回。在不同的構(gòu)造單元中保留了相應的地質(zhì)記錄，既保存了引人矚目的中—新生代構(gòu)造旋回形成的盆山構(gòu)造景觀，也殘留著早古生代的碰撞造山系統(tǒng)成分，其中包括古元古代的古大陸基底巖塊、洋盆封閉留下的蛇綠雜巖殘片、碰撞造山作用過程中形成的高壓變質(zhì)帶等[21-31]。

2 礦區(qū)地質(zhì)概況

2.1 地層

2.1.1 古元古界金水口巖群(Pt1j)

分布于礦區(qū)南西角及北東側(cè)邊緣，組成綠梁山向斜的兩翼，礦區(qū)南西角巖層走向NW—SE，傾向30°～80°，傾角40°～75°； 北東側(cè)巖層走向近SN向，傾向260°～310°，傾角50°～80°。

按巖性差異金水口群可分為上下2個巖組： 下部a巖組(Pt1ja)巖性為二云斜長片麻巖夾花崗片麻巖及榴輝巖，顏色較淺； 上部b巖組(Pt1jb)巖性為黑云母角閃片巖夾黑云斜長角閃片麻巖，顏色較深，混合巖化較強，多見酸性巖脈侵入。a、b巖組呈整合接觸，界限明顯。b巖組中局部見零星的孔雀石化。

灘間山群下巖性段主體發(fā)育變玄武巖、安山質(zhì)玄武巖； 中巖性段巖性組合復雜，以變玄武巖、變玄武質(zhì)安山巖和變安山巖組合而成，間或夾雜整合出現(xiàn)的凝灰質(zhì)千枚巖與硅質(zhì)巖薄互層。巖石片理較發(fā)育，片理產(chǎn)狀變化大，走向NW，傾向30°～80°或220°～270°，傾角40°～75°。礦區(qū)內(nèi)灘間山群巖性段劃分標志層不明顯，但巖性組合差異的確存在。灘間山群變火山巖系各巖性段劃分及巖性組合特征如下。

圖3-1 綠梁山銅礦床灘間山群巖石特征Fig.3-1 Rock characteristics of Tanjianshan Group in Lyuliangshan copper deposit

圖3-2 綠梁山銅礦床灘間山群巖石特征Fig.3-2 Rock characteristics of Tanjianshan Group in Lyuliangshan copper deposit

灘間山群地層為本區(qū)銅礦化的主要賦礦層位，巖石中普遍見有零星的孔雀石化，局部富集形成礦體。

2.1.3 第四系(Q)

礦區(qū)范圍內(nèi)第四系總體不發(fā)育，僅在局部溝谷地段發(fā)育有少量的第四系沖洪積物。在礦區(qū)南北兩側(cè)山前平坦開闊地段發(fā)育厚層沖積物及湖積物。

2.2 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)中性、基性及超基性侵入巖較為發(fā)育，都屬加里東期巖漿活動的產(chǎn)物，主要類型有2種。

(1)暗綠色蝕變超基性巖。礦區(qū)內(nèi)僅有局部小面積出露，多沿礦區(qū)東北部和西南部的區(qū)域性斷裂帶分布，呈巖脈狀、小巖株狀或零星的小透鏡體狀、豆莢狀產(chǎn)出，其長軸方向基本上與NW向構(gòu)造的延伸方向一致。超基性巖體空間分布主要受斷裂構(gòu)造控制，沿斷裂帶(邊界斷裂)具有串珠狀成群成帶出現(xiàn)的特點。巖石蝕變強烈，并且從中心到邊緣有從輝石橄欖巖—蛇紋石化輝橄巖—蛇紋巖—蝕變輝長巖漸變的趨勢。

2.3 構(gòu)造

2.3.1 褶皺

2.3.2 斷層

礦區(qū)斷層構(gòu)造較為發(fā)育，主要斷層與區(qū)域性大斷裂的延伸方向一致，走向以NW向為主，多為逆斷層； 次級斷層呈NWW向、NE向。地表構(gòu)造形跡表現(xiàn)為負地形及斷層破碎帶，NW向展布的斷層?？刂浦詭r脈的空間展布。

2.3.3 控礦構(gòu)造特征

2.3.3.1 控礦構(gòu)造形成背景

綠梁山地區(qū)中—基性火山巖系形成之后，早期首先經(jīng)歷來自近SN向古老地塊的俯沖碰撞造山作用，再經(jīng)后繼的造山陸內(nèi)構(gòu)造運動，由金水口群和灘間山群組成的微地塊遭受逆沖斷裂和韌性剪切作用，使中—基性火山巖系遭受了不同強度和性質(zhì)的構(gòu)造變形變質(zhì)。其中由中—基性火山巖組成的灘間山群普遍遭受韌性剪切作用，形成較塑性的強片理化帶和相對剛性的塊狀中基性火山巖段。在塑性片理化帶中夾含長軸呈近似平行延伸的剛性構(gòu)造透鏡體或構(gòu)造扁豆體。

2.3.3.2 控礦地質(zhì)構(gòu)造特征及其標志

本區(qū)與成礦有關(guān)的構(gòu)造可分為3期。第一期構(gòu)造為晚加里東期區(qū)域變質(zhì)作用形成的韌性剪切帶，該期構(gòu)造作用使灘間山群火山巖發(fā)生退化蝕變作用，巖石物質(zhì)成分發(fā)生重組，成礦有利元素就地析離和活化，為成礦作用提供了物源； 第二期構(gòu)造為疊加在韌性剪切帶上的脆—韌性斷裂構(gòu)造，該期構(gòu)造在熱液及構(gòu)造破碎蝕變作用下使成礦物質(zhì)沿構(gòu)造裂隙進行運移并富集成礦； 第三期構(gòu)造主要切穿早期韌性剪切帶，使礦化蝕變帶發(fā)生錯斷。

各期構(gòu)造特征具體如下。

(1)主成礦期前區(qū)域變質(zhì)作用形成的片理化帶地質(zhì)特征。本地區(qū)成礦期前構(gòu)造即為片理化構(gòu)造帶(圖4)。經(jīng)各項地質(zhì)工作圈定的片理化構(gòu)造帶、韌性剪切帶共6條，其中明顯含銅的礦化蝕變帶有4條。

圖4 綠梁山銅礦區(qū)構(gòu)造簡圖Fig.4 Structural sketch map of Lyuliangshan copper deposit

圖5 綠梁山銅礦區(qū)構(gòu)造典型照片F(xiàn)ig.5 Photos of the typical structure in Lyuliangshan copper deposit

片理化帶總體走向320°～340°，傾角陡立50°～78°，沿走向及傾向上呈波狀起伏，長1.1～4.6 km，寬50～300 m不等。強片理化帶多發(fā)育綠泥石化、綠簾石化及陽起石化等蝕變，地表經(jīng)風化作用表現(xiàn)為強綠色泥化，局部呈土狀，深部鉆孔中片理化帶巖石呈千糜狀(圖5(a))，遇水后膨脹，穩(wěn)定性差。經(jīng)剪切作用形成的片理化帶中的變中基性火山巖普遍夾含較剛性的構(gòu)造扁豆體—透鏡體和強片理化—泥化的較塑性基質(zhì)，該期構(gòu)造作用引發(fā)的退變質(zhì)作用所形成的石英脈多沿片理分布，多呈石香腸狀(圖5(b))、蝌蚪狀、扁豆體—透鏡體狀(圖5(c))，顯塑性變形，瓷白色，大多不含礦。偶然在片理化帶中可見S1、S2面理(圖5(d))。

(2)主成礦期構(gòu)造特征。主成礦期構(gòu)造為脆韌性斷裂構(gòu)造。該期斷裂大致與區(qū)域片理化帶走向一致，局部二者相交，構(gòu)造走向NW。主要構(gòu)造特征表現(xiàn)為構(gòu)造角礫巖的出現(xiàn)及沿構(gòu)造裂隙充填形成的斑雜狀形狀不規(guī)則的石英脈，石英脈中普遍發(fā)育磁黃鐵礦化、黃鐵礦化及黃銅礦化，特別是疊加在早期形成的綠片巖帶中的第二期構(gòu)造帶上礦化蝕變強度明顯增強(圖4的F6)。該組構(gòu)造控制著本區(qū)礦化帶的空間分布。

(3)成礦期后構(gòu)造。成礦期后構(gòu)造以NE向和EW向構(gòu)造為主(圖4的F5、F9和 F7)，使早期形成的韌性剪切帶、礦化蝕變帶發(fā)生錯斷，地貌上多形成構(gòu)造埡口負地形，溝谷較暢直，巖石以脆性碎裂特征為主，礦化蝕變不發(fā)育。

3 礦床特征

3.1 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)共圈定銅礦體13條，走向均為近NW向，與控礦構(gòu)造展布方向一致，主要賦存于破碎蝕變帶之中(表1)。礦體形態(tài)呈透鏡狀或長條帶狀。分析表明，銅礦體品位0.22%～0.79%。Ⅱ-2號礦體伴生金品位0.19 g/t； III-3號礦體伴生金品位0.29 g/t，伴生銀品位4.87 g/t，伴生鋅品位0.52%； 其他礦體伴生組分含量均較低。

3.2 礦石礦物組分

礦石中金屬礦物種類比較簡單，含量較少，主要有黃鐵礦、黃銅礦和磁鐵礦，偶見閃鋅礦、金礦。脈石礦物種類比較復雜，種類繁多，既有原巖中的斜長石、輝石，也有與礦化熱流活動有關(guān)的次生蝕變礦物石英、絹云母、鈉長石、綠泥石、綠簾石、方解石、透閃石及孔雀石等(圖6)。

表1 綠梁山銅礦區(qū)礦體特征

Pyr.磁黃鐵礦； Py.黃鐵礦； Sph.閃鋅礦; Cp.黃銅礦圖6 典型礦石鏡下照片F(xiàn)ig.6 Microscopic photos of the typical ore

區(qū)內(nèi)銅礦物的賦礦巖石、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造及生成順序基本一致。銅礦石的構(gòu)造一般呈不均勻星散浸染狀、細脈浸染狀，其次為團粒浸染狀、條帶浸染狀構(gòu)造及膠狀構(gòu)造，礦石結(jié)構(gòu)主要為它形—半自形晶粒結(jié)構(gòu)和交代殘晶結(jié)構(gòu)。

3.3 礦物生成順序

區(qū)內(nèi)礦石以原生硫化礦石為主，所含金屬礦物主要有黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦及閃鋅礦等； 表生氧化礦石主要由孔雀石、褐鐵礦及少量的輝銅礦組成。原生硫化礦石礦物的生成順序，從礦物的共生組合和穿插、交代、包含等構(gòu)造關(guān)系分析，初步確定為(自形)黃鐵礦→黃銅礦、磁黃鐵礦、閃鋅礦。

3.4 礦石類型

區(qū)內(nèi)礦體的礦石類型多為含石英細脈、網(wǎng)脈蝕變巖型銅礦石。礦體產(chǎn)于石英脈和石英細脈、網(wǎng)脈蝕變玄武巖、凝灰質(zhì)千枚巖中。礦石以脈狀、細脈浸染狀構(gòu)造為主，稀疏浸染狀構(gòu)造次之。

3.5 圍巖蝕變

在綠梁山銅礦床核心部位的深部強片理化帶內(nèi)較小剛性透鏡體頂?shù)妆P的片理化帶中，以及在上下盤片理化強烈、且寬度有一定規(guī)模的退變較強烈的變玄武質(zhì)安山巖較剛性體的含有微細脈—微細浸染的硅化蝕變體中，其中銅金礦化較好。該礦化蝕變體金屬硫化物由黃鐵礦、磁黃鐵礦及少量黃銅礦組成，脈石礦物由硅化石英、鐵白云石、鐵方解石等組成，均沿變形片理化帶及微細構(gòu)造裂隙充填交代，特別在蝕變交代體中保留有火山原巖的殘留。

黃銅礦化現(xiàn)象明顯可見，多以微細脈狀和浸染狀分布于變形構(gòu)造較強烈的變火山巖系中，足以影響和產(chǎn)生較高的化探異常區(qū)及貧的銅礦體。而對于金來說，目前野外觀測初步判斷，其礦化強度較差。分析認為，區(qū)域變質(zhì)作用后疊加構(gòu)造變形極不發(fā)育是影響該區(qū)金礦化程度低的主要因素； 同時也跟金的地球化學屬性、行為與銅有明顯差異有關(guān)，因此兩者富集的地質(zhì)條件及物理化學條件存在一定差別。

在遠離韌性剪切帶及控礦構(gòu)造帶的灘間山群火山巖中變質(zhì)作用主要表現(xiàn)為比較微弱的綠泥石化和綠簾石化，礦化主要為早期形成的中細粒自形程度較好的黃鐵礦化。

4 礦床成因及找礦標志

4.1 礦床成因

基于對區(qū)內(nèi)地質(zhì)特征及控礦因素的分析，本研究認為，礦區(qū)火山巖系中的銅礦床成因?qū)儆谝詬u弧中基性火山巖為容礦巖石，早期區(qū)域變形變質(zhì)形成韌性剪切帶，發(fā)生退變作用，使成礦元素就地解離，晚期疊加于韌性剪切帶中的脆韌性構(gòu)造對成礦元素進行活化、遷移、富集并成礦的黃鐵礦型含金的銅礦床，礦床類型為破碎帶蝕變巖型銅礦床。

4.2 找礦標志

礦化蝕變帶和構(gòu)造破碎帶經(jīng)強烈風化，一般出現(xiàn)明顯的由黃鐵礦和火山巖暗色礦物退變淋濾所致的褐鐵礦化。黃銅礦氧化變?yōu)榭兹甘八{銅礦，多沿耐風化礦物及巖石裂隙形成薄膜或被膜。該氧化帶往往成為尋找原生礦化體的找礦標志。本區(qū)主要的幾種銅礦找礦標志如下:

(1)巖石標志。灘間山群基性—中性火山巖發(fā)育區(qū)，具有較高的銅地球化學背景，是宏觀找礦瞄準的主要礦源層。

(2)構(gòu)造標志。在變火山巖發(fā)生強烈片理化構(gòu)造變形及退變的基礎(chǔ)上，再疊加晚期的脆—韌性構(gòu)造帶，往往是銅-金化探異常區(qū)、礦化帶，甚至是礦體的產(chǎn)出地段。

(3)礦化蝕變標志。綠泥石化、綠簾石化、硅化、碳酸鹽化、黃鐵礦化、孔雀石化、褐鐵礦化及黃鉀鐵礬等礦化蝕變集中出現(xiàn)的地段，往往易形成礦化體。

(4)化探標志。銅、鋅化探異常區(qū)往往是巖石次變強烈，熱液活動頻繁，有利于礦化體形成的地段。

(5)物探標志。物探工作發(fā)現(xiàn)的高視極化率異常地段是銅等多金屬硫化物分布較集中的地段。

5 結(jié)論及建議

(1)綠梁山銅礦床賦存于寒武系—奧陶系灘間山群變火山巖組及斷層構(gòu)造破碎帶中，礦床類型為破碎帶蝕變巖型銅礦床。巖石為在韌性剪切帶中發(fā)育強綠泥石化、綠簾石化的變玄武巖，具千糜狀構(gòu)造和片狀構(gòu)造，在后期疊加的主要控礦構(gòu)造帶上具脆性構(gòu)造碎裂特征，發(fā)育硅化、方解石化、磁黃鐵礦化、黃銅礦化等蝕變，礦化多呈不規(guī)則條帶狀、斑雜狀充填于構(gòu)造裂隙中。

(2)綠梁山銅礦床具有明顯的構(gòu)造控礦特征。成礦前構(gòu)造斷裂促使成礦有利元素就地析離和活化，為成礦作用提供了物源，因此，斷裂構(gòu)造是成礦的先決條件。成礦期構(gòu)造為成礦物質(zhì)提供運移通道，促使成礦物質(zhì)沿構(gòu)造裂隙進行運移并富集成礦，因而斷裂帶是成礦的有利部位。

(3)在對綠梁山銅礦床地質(zhì)特征研究的基礎(chǔ)上，本文總結(jié)了該礦床的5種找礦標志(巖石、構(gòu)造、礦化蝕變、化探及物探標志)，為今后在該區(qū)尋找此類銅礦床提供了思路和理論依據(jù)。

(4)在研究區(qū)銅礦溝及以南地區(qū)的后期脆韌性構(gòu)造與早期韌性剪切帶疊加地段銅礦化發(fā)育，構(gòu)造條件有利，因此這些地段是今后進一步開展銅礦勘查工作的重點區(qū)。

致謝： 審稿專家對文章的修改提出了諸多寶貴意見，特此表示感謝！

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(責任編輯： 常艷)

Geological characteristics of Lyuliangshan copper deposit in Qinghai Province

HAN Minqiang1, LI Ying2

(1.AerialPhotogrammetryandRemoteSensingBureauofChinaCoal,Xi’an710199,China; 2.ResearchInstituteofExplorationandDevelopment,PetroChinaChangqingOilfieldCompany,Xi’an710018,China)

Lyuliangshan copper deposit of Qinghai Province is located in the northern margin of the junction between Qaidam block and South Qilian block, and is one of the important polymetallic deposits in Western China. By studying the geological characteristics of Lyuliangshan copper deposit, the authors summarized the geological characteristics of the deposit. The ore bodies of the deposits are hosted in the metavolcanite of Cambrian-Ordovician Tanjianshan Group. The wall rock alteration is associated with silication, pyritization, chloritization, epidotization and sericitization. The main ore types are copper-bearing quratz vein type and copper-bearing altered rock type. Lyuliangshan copper deposit is of an alteration type in fracture zones. Above all, the authors summarized the ore-controlling factors and indicated the prospecting direction, and provided some new ideas for the copper exploration in Qinghai Province.

Lyuliangshan copper deposit; geological characteristic; Qinghai

10.19388/j.zgdzdc.2017.04.05

韓敏強，李瑩.青海省綠梁山銅礦床地質(zhì)特征研究[J].中國地質(zhì)調(diào)查,2017,4(4): 31-40.

2016-08-04；

2016-10-17。

中國地質(zhì)調(diào)查局“東昆侖成礦帶礦產(chǎn)資源遙感綜合調(diào)查(編號: 12120113045300) ”項目資助。

韓敏強(1984—)，男，工程師，主要從事區(qū)域成礦規(guī)律研究。Email： 284280979@qq.com。

P618.41； P618.51

A

2095-8706(2017)04-0031-10