康繼祖,張玉寶,何曉志,張維寬,李升陽,林艷海,薛萬文
(青海省地質調查院,青海 西寧 810012)
密西西比河谷型(MVT)礦床,是指賦存于臺地碳酸鹽巖中,成因與巖漿活動基本無關的淺成后生層狀鉛鋅礦床。它是在50~250℃條件下,從稠密的盆地鹵水中沉淀形成的,因其代表地區位于美國中部密西西比河流域而得名。MVT鉛鋅礦床提供了世界上約25%的鉛鋅資源[1],它們分布于全球,特別在北美地區有很多世界級的大型礦床,在我國也引起了廣泛的重視。
通過多年的地質工作,在青海省南部玉樹州地區發現了多處鉛鋅(銀)礦床(點),它們集中分布在然者涌-東莫扎抓-莫海拉亨地區,其中已發現較有規模的礦區有東莫扎抓鉛鋅礦區、莫海拉亨鉛鋅礦區等。經對其相似的成礦地質特征對比、研究,認為這些礦床類似于典型的MVT型鉛鋅礦床,具有較好的找礦前景。
本區大地構造位置處于歐亞大陸南緣、揚子古陸西緣,東壩-瀾滄江縫合帶北側的古特提斯構造域。屬于青藏北特提斯華力西-印支造山系(Ⅱ),主體為唐古拉陸塊(Ⅱ3),北鄰巴顏喀拉晚印支造山帶(Ⅱ2),處于三江成礦帶的囊謙-昌都-蘭坪-思茅成礦帶的西北端,與玉龍斑巖銅礦床同屬一個成礦帶。該區地處沱沱河-雜多晚古生代斷褶帶(Ⅱ33)北緣與烏蘭烏拉-下拉秀陸緣帶(Ⅱ32)的交接部位。
區內地層主要為早石炭世雜多群、晚石炭世加麥弄群,早二疊世開心嶺群九十道班組、晚二疊世烏麗群那益雄組,晚三疊世巴顏喀拉山群變砂巖與板巖互層組、晚三疊世結扎群,中侏羅世雁石坪群,晚侏羅世、早白堊世風火山群,以及分布較為局限的古近紀沱沱河組、第四紀等。其主要含礦地層為早-中二疊世開心嶺群九十道班組(P1-2j)。該地層是區內的主要地層,分布面積較大,主要分布于然者涌-東莫扎抓一帶,呈北西-南東向展布,是一套海陸交互相的碎屑巖建造和碳酸鹽建造,呈不規則狀產出,與下伏石炭系地層呈斷層接觸,由于斷裂破壞,使地層不連續。地層傾向北,傾角20~50°,厚度大于5497m,主要巖性為灰綠色、紫紅色夾雜色火山碎屑巖、火山巖夾灰巖、砂巖、礫巖等。
三江地區地質構造的形成與發展,經歷了原特提斯(Pt3-Pz1)、古特提斯(D-T3)和中特提斯(T3-E1)洋的3次打開和閉合,印支和燕山喜馬拉雅的2次強烈碰撞造山作用及盆山(或洋陸)和殼幔的2種轉換的復雜演化過程。該區處于瀾滄江深斷裂北西端弧形轉折部位,自晚古生代至新生代均有強烈的地殼運動,斷裂構造和褶皺構造發育。
(1)褶皺構造
區內基底褶皺為石炭系-二疊系褶皺,蓋層褶皺發育于三疊系和古近系二個構造層中。具有一定規模的二疊系褶皺保存不好,只有哼賽青背斜、約曲上游-崩涌一帶的小型背斜形態較完整,均系短軸背斜。三疊系褶皺因受斷裂影響,多呈不完整背、向斜構造或成單斜構造,少數呈短軸褶皺,如哼賽群向斜、多達能背斜。古近系多構成寬緩的向斜構造或成單斜構造。
(2)斷裂構造
區域上經歷了華力西-喜山期漫長的構造運動,斷裂構造極為發育。以北西向、北西西向規模大、延伸遠、且具多期活動性的深大斷裂構成區域上基本構造輪廓,即控制區域上的地層分布,同時將地層分割成互不連續的塊體。而北東向多為后期斷裂、錯斷地層和早期構造線。
區內具規模的主要鉛鋅礦床,都賦存于早二疊世開心嶺群九十道班組(P1-2j)灰巖、碎裂灰巖中。礦化受構造控制,同時層控特征也較為明顯。礦化帶巖石裂隙發育,受北西西向構造帶的控制較明顯。在地表多呈黃褐色、蜂窩狀的褐鐵礦氧化帶,局部形成鐵帽,極易與圍巖區分。巖石極為破碎,裂隙十分發育,表明受構造擠壓作用嚴重,常將巖石切割成棱角狀、次棱角狀。礦化蝕變以黃鐵礦化、褐鐵礦化、硅化、碳酸鹽化為主,次為輕微重晶石、螢石化,褐鐵礦常沿裂隙面分布,呈薄膜狀、粉沫狀、局部成蜂窩狀沿裂隙面分布。黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦均呈星點狀分布。礦化帶中方鉛礦含量與碳酸鹽脈發育程度,以及硅化、褐鐵礦化的強弱有密切關系,與其成正比例分布。尤其是在強褐鐵礦化地段及裂隙密集區,常出現高品位鉛鋅礦體(與我國川、滇、黔地區的MVT型礦床較為相似[1])。
青海省玉樹州地區鉛鋅礦床,目前勘查程度及研究程度均較低,缺乏相對可靠的資料對礦床成因進行正確認識。通過資料的對比研究,筆者認為,該區鉛鋅(銀)礦床無論在區域地質背景上還是在成礦地質特征上,均與國內外典型的MVT型礦床相似(如北美Appalachia地區和Missouri地區的鉛鋅礦床)。主要表現在以下幾個方面:
(1)大地構造環境。該區發育在青藏高原碰撞造山帶逆沖推覆構造的次級構造系統內,地質構造劇烈、復雜,經歷了多期構造運動,造成了地球各圈層物質的大循環、大混雜、大匯聚,為該區形成得天獨厚的成礦背景創造了條件。特別是喜馬拉雅期印度板塊與歐亞板塊的會聚和碰撞過程,使該區形成大推覆、逆沖、走滑、區域變質,它對區內金屬與成礦物質的遷移和富集影響很大。與大多數MVT型礦床的構造背景相符[2]。
(2)MVT型礦床主要賦存于厚的碳酸鹽巖(且伴有白云巖化)建造中[3],并且礦體多產于滲透性較好的碎裂巖中,礦化與巖漿活動無直接聯系[4]。而該區礦體賦存巖性及特征正好與此相符。且區內巖漿巖不發育,僅見有少量閃長玢巖脈體、輝長巖脈體,無大量侵入巖活動。并且這類巖脈的分布,也與礦體存在無直接聯系。
(3)通常MVT型礦床規模具有群聚性、串珠狀分布特征,單個為中小型,礦區可達大型[1],[5]。區內已發現的較具規模的有東莫扎抓鉛鋅礦床(初步估算鉛鋅333+334≥100萬t)、莫海拉亨鉛鋅礦床(初步估算鉛鋅333+334≥150萬t),而在該區內已發現的小礦點可達10余處。只是該區勘查程度尚很低,具有進一步工作的必要性。
(4)礦床存在特征。大量的研究表明,MVT型礦床均產于滲透性較差的蓋層和底層之間,而礦體主要產于蓋層與底層之間的滲透性較強的巖層[4]。如該區內東莫扎抓礦區,中上層為早二疊世開心嶺群尕笛考組淺灰色-紫紅色中細粒長石石英砂巖(P1gd-SS),作為蓋層,而下部為致密塊狀的凝灰巖。同樣,莫海拉亨也具有滲透性很差的蓋、底層特征,而含礦層為滲透性較好的碎裂灰巖。
(5)MVT礦床礦物組合比較簡單,主要礦石礦物有閃鋅礦(含鐵較低)、方鉛礦、黃鐵礦(時有白鐵礦);脈石礦物常見方解石、石英等,重晶石很少或無,螢石極少。從我們的礦床地質特征中我們可以看出,該區的礦物組合與典型的MVT型礦物特征[6]也是極為相似的。
(6)成礦溫度:該區的圍巖蝕變和礦物組合均反映形成于低溫環境,無高溫礦物。閃鋅礦透明、淺色(多呈淺肉紅色、淺黃色),與北美地區MVT礦床相似[7]。
(7)MVT礦床從富鉛到富鋅皆有,但絕大多數的鋅高于鉛[3]。如該區中東莫扎抓礦區,在以求得的資源量中鋅約占70%。
綜上所述,無論從大地構造方面還是從礦區地質背景等方面,該區MVT型礦床的特征比較明顯,進一步找礦的潛力巨大,是我國建立鉛鋅勘查基地的理想地區。
MVT型礦床其礦體主要類型有二:一為受逆斷層、層面斷層控制的“傾伏和平伏礦體”,其層控特征較為明顯;另一為沿節理形成的裂隙脈,在地表呈串珠狀、脈狀、網脈狀在地表出露。一般后者比前者規模小,但品位高,在地層位置上后者常見于前者之上[4]。
經過初步的工作,我們相繼在然者涌、耐千、麥多拉、阿姆中涌等地區均發現了地表裂隙礦脈,礦脈長一般在100~200m左右,寬1.0~7.0m左右,與著名的密西西比河流域的伊利諾斯-肯塔基區非常相似。只是該區普遍工作程度較低,未做深部驗證,該區下部是否存在層狀礦體還未可知,故而在該區進一步開展勘查工作尤為重要!
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