朱德全,李國濤,高振華,李書凱,唐名鷹,吳洪彬
(山東省第八地質礦產勘查院,山東地礦局有色金屬礦找礦與資源評價重點實驗室,山東 日照 276826)
阿日特克山礦區(qū)位于青海省德令哈市,地處德令哈市與天峻縣接壤的阿日特克山北坡,行政區(qū)劃屬于德令哈市蓄集鄉(xiāng),處于柴北緣成礦帶和鄂拉山成礦帶的交會部位[1]。2009—2013年山東省第八地質礦產勘查院在該區(qū)開展地質找礦工作,投入了大量的槽探、鉆探及物化探工作,取得較好的找礦效果,深部巖體中發(fā)現厚大的鉬礦體[2],為斑巖型鉬礦床。斑巖型礦床是全國最重要的鉬礦床類型[3-8],阿日特克山礦區(qū)評價及研究對找礦具有重要的指導和借鑒作用。本文在歷次工作的基礎上,研究總結該礦床的地質特征及礦床成因,以達到指導下步找礦的目的。
本區(qū)大地構造位置處于西域板塊(Ⅰ)歐龍布魯克陸塊(Ⅰ7)俄博山克拉通邊緣盆地(Ⅰ7-1),成礦帶劃分屬于柴達木盆地成礦省(Ⅱ-2)柴北緣Pb-Zn-Mn-Cr-Au-煤-白云母-稀有金屬-稀土元素成礦帶(Ⅲ-6)歐龍布魯克-烏蘭W-Fe-Cu-Ti-稀有金屬-稀土元素-黏土-石鹽-寶玉石成礦亞帶(Ⅳ-13)[9]。本區(qū)以中元古界、古元古界為結晶基底。加里東期處于相對穩(wěn)定的古陸環(huán)境,火山活動不明顯。華力西期—印支期經歷陸內造山,伴隨有強烈的構造巖漿活動,形成了以NW向為主的斷裂構造系統(tǒng)及大量的中酸性侵入巖體構成的歐龍布魯克巖帶的主體,在接觸帶附近或巖體內部的破碎蝕變帶中,賦存有銅、鐵、鎢、鉬、稀有金屬等礦產[10-12](圖1)。
1—構造單元界線;2—研究區(qū)位置;3—西域板塊;4—阿拉善陸塊;5—北祁連新元古代-早古生代縫合帶;6—中祁連陸塊/新元古代-早古生代晚期巖漿弧帶;7—疏勒南山-拉雞山早古生代縫合帶;8—南祁連陸塊;9—宗務隆山-青海南山晚古生代-早中生代裂陷槽;10—歐龍布魯克陸塊;11—柴北緣縫合帶;12—柴達木陸塊;13—祁漫塔格-都蘭新元古代-早古生代縫合帶;14—東昆中陸塊;15—華南板塊;16—可可西里-松潘甘孜殘留洋;17—甘孜-理塘晚古生代-早中生代縫合帶;18—中咱-中甸陸塊;19—可可西里-金沙江晚古生代-早中生代縫合帶;20—北羌塘-昌都陸塊;21—省界圖1 青海省阿日特克山地區(qū)大地構造圖
地層劃分上屬于華北地層大區(qū),秦祁昆地層區(qū)東昆侖-中秦嶺地層分區(qū)宗務隆山小區(qū)與柴達木北緣小區(qū)分界部位,區(qū)內出露中元古界、古元古界及第四系[13]。
區(qū)域上斷裂構造比較發(fā)育,有NWW,NW,NE向3組。其中以NWW和NW向斷裂較為重要,前者(NWW向)主要有2條,均屬于區(qū)域性深大斷裂,具有長期、多次活動的歷史[14-16]。它們作為Ⅲ級、Ⅳ級成礦帶(亞帶)的邊界,控制著帶內地層和巖漿巖的展布。后者(NW向斷裂)在該區(qū)發(fā)育有多條,它們對巖體的侵位和內生金屬礦產的形成有著重要影響。
該區(qū)位于柴北緣大陸邊緣裂谷帶,為一火山裂陷構造帶,構造樣式表現為褶皺及斷裂構造,以及巖石地層的塑性變形而形成的片理、線理等。受斷裂構造影響,區(qū)內褶皺殘缺不全,但總體構造線方向為NW,NWW向。
區(qū)域內巖漿侵入活動十分強烈,侵入巖分布廣泛。主要為印支期侵入體,主要出露于區(qū)內中部的阿日特克山一帶,其他地區(qū)零星分布,巖性為輝長巖、閃長巖、花崗巖、二長花崗巖等基性、中酸性、酸性侵入巖,他們分別侵入古元古代地層中,與地層一同受到后期動力和區(qū)域變質作用,巖石中碎裂和糜棱巖化普遍發(fā)育,具明顯的片理和片麻理,并與圍巖產狀一致;另在區(qū)內東北角出露海西期花崗閃長巖。
礦區(qū)內地層發(fā)育有古元古代第三巖組、第四巖組及新生代第四系。以變質碎屑巖為主夾大理巖,且粗細間成層產出,雖然巖性復雜,但各種片巖、片麻巖,混合巖的片理、片麻理、線理等與石英巖、大理巖層理基本一致,仍反映出原始沉積的成層特征。由于礦區(qū)所處特殊構造位置,因此巖石節(jié)理裂隙特別發(fā)育,巖石破碎。除尺度大小不等的褶皺及韌性剪切帶發(fā)育外,脆性構造特別發(fā)育,區(qū)域性脆性斷裂控制該區(qū)總體構造格架。脆性斷裂規(guī)模不等,以NWW向為主,由于礦區(qū)第四系覆蓋嚴重,因此絕大多數為隱伏斷裂。
礦區(qū)內侵入巖主要為中元古代基性和酸性侵入體,多呈小型巖株狀、巖脈狀產出,其次為海西期隱伏巖體。
礦區(qū)地層、巖漿巖中所見蝕變作用多樣,主要有碳酸鹽化、硅化、黃鐵礦化、高嶺土化、絹云母化、綠泥石化、鉀長石化、綠簾石化、矽卡巖化等,蝕變帶較為發(fā)育,分布范圍較廣,尤其在深部鉆孔中十分常見,空間分布具有一定的分帶特點。硅化、黃鐵礦化、鉀長石化與鉬礦化關系密切。碳酸鹽化主要發(fā)育在花崗閃長巖與片巖類巖石外接觸帶內,可見方解石呈條帶狀、透鏡狀、團塊狀沿圍巖片理或NE向節(jié)理帶充填,脈體大小不等。另在巖體內部裂隙式高嶺土化帶也常見碳酸鹽化。硅化在礦區(qū)十分常見,按照硅質來源,分為礦物蝕變與含硅質熱液帶入2種類型。鉆孔中均見較強的黃鐵礦化現象,特別是激電異常明顯地段黃鐵礦化十分發(fā)育。絹云母化主要發(fā)育于花崗閃長巖巖體內部的構造破碎帶、節(jié)理裂隙面等部位,常與高嶺土化相伴出現。由斜長石蝕變形成,蝕變強烈時斜長石大部由絹云母代替,僅保留斜長石外形。該類蝕變多處于高嶺土化與鉀長石化間。中酸性巖漿巖中鉀長石化普遍發(fā)育,主要沿巖體內部的節(jié)理裂隙分布,由裂隙面向巖體內部常向綠簾石化過渡?;◢忛W長巖裂隙式鉀長石化常見于含輝鉬礦的石英脈中,與黃鐵礦化、硅化相伴出現,一般呈細脈狀或小團塊狀。
礦區(qū)巖漿巖為中酸性侵入巖,地表未出露,都為隱伏巖體。巖石類型主要有片麻狀花崗閃長巖、蝕變二長花崗巖、閃長玢巖、花崗閃長巖、石英閃長巖等,分屬于加里東期與印支期,各期有多次巖漿侵入。各類侵入巖多呈巖脈、部分呈巖枝產出,且明顯受NW—NWW向、NE—NNE向斷層及其裂隙系統(tǒng)的控制,總體呈沿NW—NWW向延伸、向NE—NNE向分支的網狀展布,其中與鉬礦形成關系最為密切的是印支期花崗閃長巖體。
花崗閃長巖呈灰、灰白色;細—中粒結構,有時具斑狀、似斑狀結構;塊狀構造;主要由斜長石(40%~50%)、石英(20%~25%)、黑云母(10%~20%)及少量角閃石組成,巖石中普遍含黃鐵礦,含量一般<5%。當局部石英含量降低時,過渡為石英閃長(玢)巖。巖體主要出露于礦區(qū)中北部及東部,分布于中部及東部向斜核部與仰起端外側,總體呈巖枝狀、局部呈脈狀,受NW,NE向構造控制,沿早期閃長玢巖邊部與圍巖虛脫部位、韌性剪切帶下盤旋卷拉張?zhí)撁摬课?、軟硬巖類接觸部位及NE向斷層、裂隙帶侵入,總體展布方向主要為NW—NWW向。巖體出露規(guī)模不一,沿走向多斷續(xù)延伸,最大出露寬度約120m,常見透鏡狀圍巖捕虜體,地表出露的花崗閃長巖較其他類巖體風化強烈,且褐鐵礦化發(fā)育,未見其他重要礦化現象。巖體在中部隱伏區(qū)及深部分布廣泛,尤其是在3勘查線及以西各鉆孔中幾乎均可見,為區(qū)內集中分布的規(guī)模型巖體,如ZK0001,ZK801等鉆孔中所揭露巖石基本均為花崗閃長巖,其他鉆孔中亦多以花崗閃長巖為主,并普遍含圍巖捕虜體,巖石中黃鐵礦化、絹云母化、硅化、高嶺土化、綠泥石化、綠簾石化、鉀長石化等蝕變常見,黃鐵礦化普遍發(fā)育,其他各類蝕變多沿節(jié)理裂隙分布,黃銅礦化、輝鉬礦化與花崗閃長巖的關系十分密切,為區(qū)內鉬(銅)礦化的主要成礦巖體(圖2)。
1—第四紀山前沖洪物;2—黑云變粒巖夾斜長角閃片巖、花崗片麻;3—透輝大理巖、黑云斜長片麻巖;4—二長花崗巖;5—閃長玢巖;6—角閃石巖;7—石英脈(巖);8—銅礦化體及編號;9—由鉆孔見礦位置推測地表鉬礦體及編號;10—由鉆孔推測隱伏花崗閃長巖體地表投影位置圖2 阿日特克山礦區(qū)地質略圖
于ZK1602,ZK4601鉆孔各取1件花崗閃長巖樣品,測定鋯石U-Pb同位素年齡分別為248.2±1.1Ma,245.1±1.7Ma(測試單位為河北省區(qū)域地質礦產調查研究所,采用LA-ICP-MS測試技術),地質年代為早三疊世晚期至中三疊世早期,判定該類巖漿巖侵入時代屬印支期。東昆侖東段不同研究區(qū)不同位置所采的花崗巖類樣品年齡范圍在246~242Ma[17],說明礦區(qū)花崗巖的形成時代與東昆侖東段柴達木盆地周緣花崗巖類形成時代相近。
礦區(qū)內圈定鉬礦體16個,規(guī)模較大的有Ⅲ號、Ⅳ號、Ⅶ號、XV號4個礦體(圖3)。
1—第四紀沖洪積物;2—古元古代第四巖組長石石英巖、黑云變粒巖夾斜長角閃巖;3—印支期花崗閃長巖4—巖體邊部及外圍脈狀鉬礦體;5—巖體內部斑巖型鉬礦;6—矽卡巖型銅鉛鋅銀多金屬礦圖3 阿日特克山礦體縱向分布示意圖
分布在3~16線間(圖3),礦體呈薄板狀,走向大約310°,傾向220°,傾角12°~30°不等,沿走向長度大約410m,傾向延深145~250m。厚度1.00~3.40m不等,平均2.04m。賦存標高3300~3470m,由ZK04,ZK06,ZK09三個鉆孔控制。礦石品位Mo最低0.031%,最高0.067%,一般為0.04%~0.06%,平均0.047%。品位變化系數為26%,屬品位變化均勻型。礦體賦礦圍巖為花崗閃長巖。
分布在3~242線間,礦體呈不均勻薄板狀,走向大約310°,傾向220°,傾角13°~31°不等,沿走向長度大約580m,傾向延深100~275m不等。厚度0.87~4.41m不等,平均2.00m。賦存標高3280~3450m,由ZK04,ZK06,ZK09,ZK10,ZK11五個鉆孔控制。礦石品位Mo最低0.011%,最高0.101%,一般為0.06%~0.1%左右,平均0.084%。品位變化系數為109%,屬品位變化較均勻型。礦體賦礦圍巖為黑云變粒巖、花崗閃長巖2種(圖4)。
1—第四紀山前沖洪積物砂質黏土、亞黏土;2—黑云變粒巖;3—斜長石英片巖;4—碎裂巖;5—花崗閃長巖;6—花崗閃長斑巖;7—碎裂狀花崗閃長巖;8—實測及推測地質界線;9—鉬礦體圖4 阿日特克山鉬礦床16勘查線剖面圖
分布在7~0線間,礦體呈不均勻板狀,走向大約310°,傾向220°,傾角28°,沿走向長度大約100m,傾向延深490m。厚度1.24~4.87m不等,平均3.05m。賦存標高3250~3480m,由ZK07,ZK08兩個鉆孔控制。礦石品位Mo最低0.01%,最高0.257%,平均0.095%。品位變化系數為115%,屬品位變化較均勻型。礦體賦礦圍巖為黑云變粒巖、花崗閃長巖2種。
為到目前為止發(fā)現的最大規(guī)模礦體,分布在0~32線間,礦體呈囊狀,走向大約310°,傾向220°,傾角30°~31°,沿走向長度大約520m,傾向延深200~400m不等。最大厚度49.85m,最小厚度1.88m,平均25.87m。賦存標高3080~3460m,由ZK09,ZK10兩個鉆孔控制。礦石品位Mo最低0.012%,最高0.485%,一般為0.05%~0.1%左右,平均0.086%。品位變化系數為127%,屬品位變化較均勻型。礦體賦礦圍巖為花崗閃長巖。礦體特征如表1所示。
表1 阿日特克山鉬礦床礦體特征
鉬礦石主要賦存在花崗閃長巖、石英閃長巖、變粒巖中,以花崗閃長巖為主要賦礦巖石。礦石礦物主要為輝鉬礦、黃銅礦、黃鐵礦等;脈石礦物主要有石英、斜長石、鉀長石、黑云母、角閃石、白云母、絹云母、綠泥石、高嶺土、綠簾石等。
輝鉬礦:鉛灰色,半自形片狀、他形粒狀,粒徑0.2~5mm不等,集合體呈細脈狀、星點狀、浸染狀、團塊狀產出,以與石英脈共生為主,與黃鐵礦共生為輔,含量一般0.1%~0.2%,最高可達0.5%(圖5)。
黃銅礦:銅黃色,他形粒狀,粒徑一般小于1mm,大多與黃鐵礦共生,含量一般0.5%~1%,局部最高可達4%。
脈石礦物主要有石英、斜長石、黑云母、絹云母、綠泥石、方解石,高嶺土、綠簾石、透閃石等。
礦石中主要有用元素為Mo,含量一般0.032%~0.284%,礦區(qū)鉬礦石Mo的平均品位為0.086%。礦石中常共(伴)生Cu有用組分,含量0.116%~0.260%。根據所取4件含礦巖體的化學全分析結果(表2),其SiO2含量64.18%~67.86%,Al2O3含量15.42%~16.84%,Fe2O3含量0.60%~1.76%,FeO含量2.68%~3.56%,MgO含量1.66%~2.20%,K2O含量2.18%~2.85%,Na2O含量2.28%~3.06%,TiO2含量0.38%~0.48%,P2O5含量0.10%~0.12%,MnO含量0.04%~0.10%,S含量0.04%~1.50%,總體各元素含量變化穩(wěn)定。
表2 阿日特克山鉬礦床含礦巖體化學成分(×10-2)
礦石結構以聚粒狀結構為主,鱗片狀結構、包含結構次之。
礦石構造主要有脈狀構造、浸染狀構造、團塊狀構造、星點狀構造等(圖5)。
圖5 阿日特克山鉬礦石照片
鉬礦體主要賦存于印支期的花崗閃長巖、閃長玢巖中,其次為石英閃長巖或近巖體的黑云變粒巖、斜長角閃片麻巖等變質圍巖,賦礦的中酸性巖漿巖多具斑狀、似斑狀結構。礦體呈薄形似層狀、透鏡狀,規(guī)模一般很?。毁x礦巖石中構造裂隙系統(tǒng)十分發(fā)育,主要表現為張性節(jié)理普遍發(fā)育,節(jié)理裂隙常被后期侵入的石英脈充填膠結,而輝鉬礦基本均產于張性節(jié)理型石英脈中,多呈細脈狀沿石英脈分布,常與黃鐵礦、黃銅礦共生,并常伴有硅化、鉀長石化、高嶺土化、絹云母化等圍巖蝕變;根據上述特征可推斷鉬礦體的形成過程:受地質構造影響(NWW,NW,NE向斷裂),礦區(qū)內巖石內部多發(fā)育節(jié)理、破碎帶等薄弱面,印支期中酸性巖漿沿其侵入,而后含Mo,Cu,Fe等元素的巖漿期后硅質熱液沿構造裂隙系統(tǒng)(主要為節(jié)理裂隙面)貫入,在適宜地段并具備有利物理化學條件時,發(fā)生礦化、蝕變,硅質結晶并聚集為石英脈,并發(fā)生鉀長石化、高嶺土化等蝕變,同時形成輝鉬礦、黃銅礦、黃鐵礦等硫化礦物;在ZK10等鉆孔中,進行試點研究的巖石地球化學測量結果顯示:高溫直接指示元素Mo含量具明顯異常,異常范圍內W,Sn等高溫遠程指標元素含量與Mo有同步升高的特點,同時異常與圈定的相應Mo礦體,以及硅化、鉀長石化、黃鐵礦化等成礦有利圍巖蝕變的部位多高度吻合,這些特點與熱液礦床特征較為相似,由此判斷鉬礦成因應屬斑巖型(陸相次火山-熱液)礦床。
礦區(qū)處于柴北緣活動帶上,歷經多次構造運動,斷裂構造發(fā)育,巖漿活動頻繁[18-20],為內生礦產的生成提供了條件。區(qū)域上NW走向的霍得生溝斷裂,控制著兩側地層、巖體的展布和礦床(點)的分布,其本身不利于金屬礦物的沉淀、聚集,而是為兩側次級斷裂成礦提供了良好的礦液通道。
2016年作者在礦區(qū)進行勘查工作時采集ZK10 XV號斑巖型鉬礦體的輝鉬礦進行Re-Os同位素分析測試結果表明,該次測試輝鉬礦樣品w(Re)變化較小,范圍在(17.10~44.53)×10-6之間,而普w(Os)則普遍較低,基本接近于0。所測樣品模式年齡在(250.0~252.3)Ma之間,變化范圍很小。斑巖型鉬礦床的成礦年齡年齡為(250.7+3.1)Ma(MSWD=0.71)[21],其形成時代與巖體形成時代一致。
(1)阿日特克山鉬礦床具有斑巖型鉬礦的典型特征,根據侵入體的化學成分可歸類于花崗閃長巖型斑巖型鉬礦床,輝鉬礦化產于巖體內部,以網狀石英-輝鉬礦形式賦存,蝕變主要有硅化、絹云母化、鉀化和碳酸鹽化。
(2)成礦巖體花崗閃長巖,測定鋯石U-Pb同位素年齡分別為248.2±1.1Ma,245.1±1.7Ma,成巖年代為早三疊世晚期至中三疊世早期,判定該類巖漿巖侵入時代屬印支期。與東昆侖東段柴達木盆地周緣花崗巖類形成時代相近。
(3)受NWW,NW,NE向斷裂影響巖石內部多發(fā)育節(jié)理、破碎帶等薄弱面,印支期中酸性巖漿沿其侵入,而后含Mo,Cu,Fe等元素的巖漿期后硅質熱液沿構造裂隙系統(tǒng)(主要為節(jié)理裂隙面)貫入,在適宜地段并具備有利物理化學條件時,發(fā)生礦化、蝕變,硅質結晶并聚集為石英脈,并發(fā)生鉀長石化、高嶺土化等蝕變,同時形成輝鉬礦、黃銅礦、黃鐵礦等硫化礦物,形成工業(yè)鉬礦體。