韓生榮
(青海省第三地質礦產勘查院,青海西寧810029)
祁漫塔格那西郭勒地區(qū)位于青海省東昆侖造山帶西段,成礦地質條件優(yōu)越,成礦特點不僅在中國,甚至在世界上都具有一定的特色,也是目前中國西部最具找礦潛力的地區(qū)之一。區(qū)域上已發(fā)現尕林格、四角羊-牛苦頭、虎頭崖、卡而卻卡、肯德可克、它溫查漢、它溫查漢西、哈西亞圖等一批大中型接觸交代矽卡巖型鐵多金屬礦床。但沉積變質型鐵礦發(fā)現較少,研究不夠,那西郭勒鐵礦床發(fā)現較晚,對沉積變質型礦床地質特征研究薄弱,隨著勘查工作的深入,如何實現祁漫塔格地區(qū)沉積變質型鐵礦找礦突破,已成為目前研究的關鍵。為此,筆者依托近年來承擔礦床勘查和區(qū)域找礦部署研究取得的資料,通過礦床地質特征和成礦規(guī)律的總結,探討礦區(qū)找礦前景和找礦方向,以期對今后礦產勘查工作有所幫助。
那西郭勒地區(qū)處于秦祁昆造山系—東昆侖弧盆系,跨越祁曼塔格北坡—夏日哈巖漿?。∣-S)、祁曼塔格蛇綠混雜巖帶(Pz)、北昆侖巖漿弧(Pt3-Pz1)3個三級構造單元。
古元古代是變質結晶基底形成時期,具有造山帶基底性質。中元古代為柴達木古陸和東昆中陸塊被動大陸邊緣環(huán)境。
早古生代奧陶—志留紀期間,祁漫塔格小洋盆或弧后盆地形成,發(fā)育海相噴流—沉積作用。晚志留世開始俯沖,早—中泥盆世柴達木陸塊與昆中微陸塊碰撞,至晚泥盆世發(fā)育磨拉石建造和強烈陸相火山噴發(fā),代表了早古生代造山旋回結束。石炭紀至二疊紀期間本區(qū)處于板內拉伸環(huán)境,沉積了一套以碳酸鹽巖為主體的淺—濱海相沉積物。三疊紀期間由于古特提斯洋向北俯沖,陸殼碰撞并發(fā)生疊復或陸內俯沖。早侏羅世侵入巖相對于三疊世要弱得多,多疊加出現,高鉀鈣堿性花崗巖代表了造山后伸展背景,代表晚古生代—早中生代造山旋回結束。晚中生代—新生代造山作用是新特提斯洋演化的一種遠程效應,以發(fā)育逆沖構造和地殼水平縮短、地殼增厚為主要特征。
3.1.1 地層
那西郭勒地區(qū)出露古元古代地層為金水口巖群(Pt1J)(圖1),系一套層狀無序的中高級變質巖系。金水口巖群構成了柴南緣地層分區(qū)的變質結晶基底,遭受后期多期次構造運動及巖漿活動的改造及侵蝕,呈帶狀或殘留頂蓋分布于研究區(qū)中西部,地層邊界多與巖體呈侵入或斷層接觸關系。
金水口巖群(Pt1J):出露面積較大。以片麻巖段(Pt1Jgn)、大理巖段(Pt1Jmb)為主,斜長角閃片巖段(Pt1Jsch)次之,該段亦為主要含礦層位。斜長角閃片巖段(Pt1Jsch):由灰黑色斜長角閃巖、灰黑色斜長角閃片巖夾黑云母斜長片麻巖、石英巖、石英片巖、大理巖組成。與大理巖組為整合接觸,是主要的賦礦巖層。
圖1 那西郭勒礦區(qū)地質圖
(1)黑云斜長角閃巖:灰黑色,粒柱狀變晶結構,變余層理構造,巖石礦物成分主要由斜長石(15%~20%)、角閃石(65%~70%)、黑云母(10%)、石英(5%)組成。以上各組分、粒度分布不均勻,構成似變余層理構造。巖石輕碎裂,沿裂隙有方解石充填交代。巖石蝕變蝕弱,變礦物為方解石、綠泥石。巖石形成過程大致為:原巖為基性巖石→區(qū)域變質→輕碎裂、弱蝕變、弱礦化。
(2)斜長角閃片巖:黑灰—黑色,片狀構造,主要成分為斜長石、角閃石和石英等。零星分布于大理巖內,往往有該巖層即能形成磁鐵礦體。
(3)石英片巖:巖石主要由石英、斜長石、云母、矽線石等組成。石英呈不規(guī)則粒狀,緊密鑲嵌,集合體形成團塊或條帶。斜長石呈不規(guī)則粒狀,與石英分布在一起。云母呈片狀,定向排列。矽線石呈毛發(fā)狀、針柱狀,定向排列,集晶形成束狀、放射狀,巖石具鱗片柱狀粒狀變晶結構,片狀構造。
(4)大理巖:灰白色,塊狀構造,主要成分為方解石。大面積分布于中部和南部地區(qū),與成礦關系較為密切,其與黑云斜長片麻巖接觸帶,以及巖層內部的斜長角閃片巖往往形成較大規(guī)模的沉積型磁鐵礦體。
3.1.2 構造
區(qū)內構造較為發(fā)育,構造形式以斷裂為主。主要分布在古元古代殘留地塊中。根據斷裂走向可分為2組:北西—南東向斷裂組、北東—南西向斷裂組。其中北西—南東向斷裂組為研究區(qū)的區(qū)域斷裂組,控制了研究區(qū)的構造格架,并有多期活動的特征。北東—南西向斷裂組為后期斷裂,切錯了北西—南東向斷裂從斷裂傾向來看,北西向斷裂組以北傾逆沖斷裂為主;北東向斷裂多數為北西傾向的逆沖性質。從時間上判斷,北西向斷裂組形成最早,北東向斷裂組錯斷了北西向斷裂,因此形成較晚。
3.1.3 侵入巖
區(qū)內巖漿巖活動十分強烈,侵入巖發(fā)育,出露面積較大,約占基巖面積的30%。北部主要發(fā)育中三疊世花崗閃長巖,中部主要分布晚三疊世石英閃長巖。
花崗閃長巖:侵入于古元古代金水口巖群,巖石呈淺灰色,變余中細?;◢徑Y構,似片麻狀構造。主要由斜長石(55%~60%)、鉀長石(5%~10%)、石英(20%~25%)、黑云母(10%)、單斜輝石(5%)組成。巖石中獲得SHRIMP鋯石U-Pb同位素年齡為230Ma~237Ma,時代屬中三疊世。
石英閃長巖:侵入于古元古代金水口巖群,巖石呈灰白色,變余中細粒半自形粒狀結構,塊狀構造。主要由斜長石(75%~80%)、石英(5%~10%)、黑云母(15%~20%)、單斜輝石(1%~5%)組成。巖石中獲得SHRIMP鋯石U-Pb同位素年齡為204Ma~228Ma,時代屬于晚三疊世。
3.1.4 地球物理特征
那西郭勒地區(qū)1∶1萬地磁異常具有明顯的分帶性,總體走向沿北西—南東向條帶狀、串珠狀展布,其異常特征具有強度大、梯度變化較大,異常強度由西向東逐漸減弱,從剖平圖上看,異常形態(tài)規(guī)則,正負伴生,異常極大值12860nT,極小值-9460nT,礦致異常特征十分明顯,且1∶5萬航磁異常及1∶1萬地磁異常與磁鐵礦體對應性好。
良好的磁異常與有利的成礦地層是區(qū)內磁鐵礦成礦的先決條件,磁異常的強弱及大小與礦體的規(guī)模、品位、埋深有很強的對應性,如異常強度大、形態(tài)規(guī)則、規(guī)模大,則礦體的規(guī)模大、品位高、埋深淺。綜合那西郭勒地區(qū)找礦經驗,1∶5萬航磁異常、1∶1萬地磁異常,金水口群地層斜長角閃巖、石英片巖等,是尋找磁鐵礦的必備要素,對尋找BIF型鐵礦具有很好的指導意義。
研究區(qū)共發(fā)現4個鐵礦帶(圖1),各帶均產于古元古代金水口巖群角閃片巖中,具體特征如下:
Ⅰ號鐵礦帶呈條帶狀北西南東向展布,長度約2.5km,寬20~80m,產狀嚴格受地層控制,基本與地層產狀一致,總體傾向北東,傾角50°~65°。礦帶內主要巖性為角閃片巖,礦體一般產在角閃片巖寬度大的地段,礦化主要有磁鐵礦化、其次是赤鐵礦化,圍巖中具綠泥石化、綠簾石化、磁鐵礦化、矽卡巖化。
Ⅱ號鐵礦帶呈條帶狀北西南東向展布,長度大于3.5km,寬30~80m,產狀嚴格受地層控制,基本與地層產狀一致,總體傾向南西,傾角45°~65°。礦帶內主要巖性為角閃片巖,礦體一般產在角閃片巖寬度大的地段,礦化主要有磁鐵礦化、其次是赤鐵礦化、黃鐵礦化,圍巖中具綠泥石化、綠簾石化、磁鐵礦化。
Ⅲ礦帶呈條帶狀北西—南東向展布。礦帶長2.4km,寬20~30m。礦化主要有磁鐵礦化、其次是赤鐵礦化,蝕變主要蝕變?yōu)榫G泥石化、綠簾石化、磁鐵礦化、矽卡巖化。
Ⅳ礦帶長1.2km,最大厚度約20m,傾角淺部近似直立,深部有南傾的趨勢。礦化主要有磁鐵礦化、其次是赤鐵礦化,蝕變主要蝕變?yōu)榫G泥石化、綠簾石化、磁鐵礦化、矽卡巖化。
通過礦區(qū)實測地層剖面及以往地質資料,地表鐵礦沿走向延長200~1840m,目前已發(fā)現4條含礦帶分布28條鐵礦體,平均品位:21.65%~27.60%,平均厚度0.46~15.10m。垂向上∶從上而下分為3層∶第一層為大理巖,其中不含礦。第二層為石英巖,鐵礦體主要賦存于該巖層中,單工程厚度達20m(圖2);第三層為斜長角閃片巖。
圖2 那西郭勒礦區(qū)鉆孔見礦情況示意圖
I礦帶礦體特征:共圈出鐵礦體10條(盲礦體3條),礦體長度一般在67~200m,厚度1.5~7.5m,平均品位24.18%~27.99%。礦體多呈條帶狀,其產狀與蝕變帶產狀基本一致,走向北西—南東向,傾向北東,傾角50°~65°之間。礦化主要為磁鐵礦化。礦石類型為磁鐵礦石英巖(表1)。
表1 那西郭勒地區(qū)礦體特征
(1)Ⅰ-3磁鐵礦體:為Ⅰ礦帶主礦體,Ⅰ-3位于Ⅰ礦帶西北部,礦體產于角閃片巖(石英巖)中,礦體的產狀整體北傾,產狀在50°左右,礦體長640m,礦體延深176m,平均厚度為2.05m,TFe平均品位24.79%。頂板為大理巖,底板為角閃片巖。主要礦石礦物為磁鐵礦。
(2)Ⅰ-6磁鐵礦體:位于Ⅰ礦帶東南部,礦體產于角閃片巖中,礦體產狀整體北傾,傾角45°左右,礦體長380m,平均厚度為2.88m,TFe平均品位28.08%。頂板為石英巖,底板為斜長角閃巖。主要礦化有:磁鐵礦化、黃鐵礦化,主要礦石礦物為磁鐵礦。
(3)Ⅰ-7磁鐵礦體:位于Ⅰ礦帶東南部,礦體產于角閃片巖中,礦體產狀北傾,產狀在45°~55°左右,礦體長1020m,平均厚度為2.23m,TFe平均品位24.30%。頂板為大理巖,底板為黑云斜長片麻巖。主要礦化有磁鐵礦化、黃鐵礦化,主要礦石礦物為磁鐵礦。
Ⅱ礦帶礦體特征:共圈出13條礦體,除Ⅱ-3、Ⅱ-6、Ⅱ-7主礦體外,礦體長度一般在140~200m,厚度1.02~13.02m,平均品位22.85%~27.41%之間。礦體多呈條帶狀,其產狀與蝕變帶產狀基本一致,走向北西—南東向,礦體的產狀南傾,傾角40°~70°之間。礦化主要為磁鐵礦化。礦石類型為磁鐵礦石英巖(表1),成因類型為沉積變質型鐵礦。
(1)Ⅱ-3礦體位于Ⅱ礦帶西北部,礦體產于石英巖及角閃片巖中,礦體長374m,礦體平均厚度2.44m,產狀南傾,傾角48°~56°。TFe平均品位24.35%,礦體的頂底板均為大理巖。主要礦石礦物是磁鐵礦。
(2)Ⅱ-6礦體位于Ⅱ礦帶中部,產于片巖中,礦體長1840m,平均厚度13.01m,產狀南傾,傾角為40°~70°,TFe平均品位24.65%,礦體的頂板均為大理巖,底板為石英巖。主要礦石礦物是磁鐵礦。
(3)Ⅱ-7礦體位于Ⅱ礦帶中部,產于片巖中,礦體長400m,平均厚度9.55m,產狀南傾,傾角為40°~70°,TFe平均品位24.22%,礦體的頂底板均為斜長角閃片巖。主要礦石礦物是磁鐵礦。
Ⅲ礦帶礦體特征:共圈定4條礦體,除Ⅲ-1主礦體外,礦體長度一般在400m,厚度1.00~1.2m,平均品位24.05%~28.83%。礦體多呈條帶狀,其產狀與蝕變帶產狀基本一致,走向北西—南東向,產狀南傾,傾角40°~70°之間。礦化主要為磁鐵礦化。礦石類型為磁鐵礦石英巖,成因類型為沉積變質型鐵,主礦體特征如下:
Ⅲ-1礦體:位于Ⅱ礦帶南側,礦體長400m,厚度4.10m, 傾向南,傾角37°~48°左右,TFe品位24.01%。礦體呈層狀、條帶狀分布,礦體沿走向延伸較為穩(wěn)定。礦體賦存于以石英巖為主的地層中,頂底板為大理巖,局部受構造控制,向深部有產狀變陡的趨勢。
區(qū)內鐵礦成因初步認為是沉積變質型,礦體均產于斜長角閃片巖中,礦體空間延伸具有一定的層位,并受一定的巖性控制。礦體與圍巖界線一般清晰,產狀一致。由此說明:地層在本區(qū)成礦過程中起著主要作用,提供了成礦物質。
區(qū)域變質作用中,受變質巖石在較高的溫度、壓力作用下,釋出巖石中的附著水及一部分進入礦物晶格中的結晶水,形成變質水熱液。變質水熱液沿著巖石中的裂隙、空隙活動,吸收周圍巖石中的成礦物質,“搬運”到適宜的地點成礦。
綜上所述,變質礦床是受原含礦地質體控制的,而原含礦地質體有多位層狀。通過已驗證的鉆孔發(fā)現,鐵礦賦存于變質巖中,經后期熱液疊加鐵礦富集呈明顯帶狀及褶皺狀構造。區(qū)內礦床受后期斷層影響在局部范圍內呈背斜構造產出。因此認為本區(qū)礦床的成因類型為沉積變質改造型鐵礦床。