青海牛苦頭礦區(qū)成礦類型及礦化樣式研究

李雙龍，王新雨，王玉往，祝新友，李加多，吳錦榮郭博然，蔡亞偉，陳昱，耿健

(1.青海鴻鑫礦業(yè)有限公司，青海 格爾木 816099；2.北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限責任公司，北京 100012)

0 引言

祁漫塔格地區(qū)地處青藏高原中北部(豐成友等，2011，2012)、東昆侖造山帶西段(高永寶等，2014;鐘世華，2018)，目前該地區(qū)大量與侵入巖相關(guān)的矽卡巖型礦床被發(fā)現(xiàn)，成礦潛力巨大。該地區(qū)發(fā)育的矽卡巖型礦床礦種以銅、鐵為主(Zhong et al.,2018;徐國端，2010；張愛奎，2012；劉建楠，2018；王新雨等，2020，2021；王盤喜等,2021)，大規(guī)模鉛鋅多金屬矽卡巖型礦床較少見(圖1)。該地區(qū)較大規(guī)模的礦床對研究矽卡巖型多金屬礦床具有重要的意義。

牛苦頭鉛鋅礦床位于祁漫塔格地區(qū)中東部(圖1b)(馬圣鈔等，2013)，礦區(qū)包含三個探(采)礦權(quán)區(qū)，分別為M1磁異常區(qū)、M4磁異常區(qū)和M2磁異常區(qū)(圖2)。

圖1 東昆侖大地構(gòu)造地質(zhì)簡圖(a)與祁漫塔格區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)圖(b)(據(jù)王新雨等，2021修編)

M1、M4磁異常區(qū)(礦段)礦石礦物以方鉛礦、黃銅礦、磁鐵礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦為主，前人對礦體、礦石類型以及礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造進行了研究(賈建團，2013；蔣成伍，2013；吳錦榮等，2019，2021；李加多等，2019；王新雨，2020①)，將礦體類型分成層狀或似層狀；礦石結(jié)構(gòu)分為不等粒狀變晶結(jié)構(gòu)、粒柱狀變晶結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造歸納為條帶狀、稠密浸染狀、塊狀構(gòu)造(王新雨等，2020，2021)。然而，對?？囝^的成礦類型及礦化樣式?jīng)]有深入的歸納與總結(jié)。這對于認識?？囝^鉛鋅礦床成因、成礦規(guī)律的研究具有很大的局限性。

本次研究工作通過對?？囝^礦區(qū)M1、M4礦段典型礦體、礦石的野外觀察，對?？囝^礦區(qū)成礦類型及礦化樣式進行了研究。這對于查明?？囝^礦區(qū)礦體賦存規(guī)律、礦床成因模式的研究具有重要的意義。

1 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)多為第四系覆蓋，出露地層以上奧陶統(tǒng)灘間山群為主(圖2)。上奧陶統(tǒng)灘間山群地層屬于淺海相沉積，巖性主要為大理巖、灰?guī)r、粉砂質(zhì)凝灰?guī)r、條帶狀硅質(zhì)巖等(趙一鳴等，1990，2013)。礦區(qū)發(fā)育NWW向斷裂，其次為NE向斷裂。礦區(qū)出露巖漿巖以中酸性花崗巖為主(于淼等，2016；于淼，2017)。

圖2 ?？囝^礦區(qū)地質(zhì)圖(據(jù)王新雨等，2020，2021)

M1、M4磁異常區(qū)共圈出礦體31條，均為隱伏礦體。礦體傾向北東，呈層狀、透鏡狀、似層狀、脈狀產(chǎn)出，規(guī)模不一。賦礦圍巖巖性主要為碳酸鹽地層和角巖化碎屑巖地層(王新雨等，2020)(圖3)。另外，部分鉛鋅硫化物礦體呈細脈狀和塊狀產(chǎn)于碳酸鹽地層或角巖地層中。礦石礦物主要為閃鋅礦、磁黃鐵礦、方鉛礦、磁鐵礦，其次為黃銅礦、黃鐵礦、毒砂等。脈石礦物較為復雜，干矽卡巖礦物包括石榴子石、輝石，濕矽卡巖礦物包括黑柱石、陽起石、透閃石、綠簾石、綠泥石等。

圖3 ?？囝^礦區(qū)M1礦段剖面地質(zhì)特征圖

2 成礦地質(zhì)特征

?？囝^M1、M4磁異常區(qū)成礦巖體為礦體下伏的二長花崗巖(王新雨等，2020，2021；吳錦榮等，2021)，時代為375～365 Ma(王新雨等，2021)，二長花崗巖發(fā)育明顯的礦化蝕變，蝕變以綠泥石化、透輝石化為主，礦化則以閃鋅礦化、黃鐵礦化為主。自底部到頂部，蝕變分帶表現(xiàn)為：頂部濕矽卡巖帶(陽起石、黑柱石矽卡巖帶，礦化以閃鋅礦化、方鉛礦化、黃鐵礦化為主)；底部干矽卡巖帶(石榴子石、輝石矽卡巖帶，礦化以磁鐵礦化、黃銅礦化、磁黃鐵礦化為主)。

?？囝^礦區(qū)直接控礦的斷裂為層間斷裂和NE向相對陡傾的斷裂，這些斷裂中發(fā)育不規(guī)則脈狀矽卡巖和鉛鋅礦化，可能是含礦熱液的運移通道(王新雨等，2020)。

?？囝^M1、M4的礦化類型有5種(圖4)：①花崗巖中細脈浸染狀(圖4a)閃鋅礦化、方鉛礦化、黃鐵礦化；②花崗巖外接觸帶蝕變巖型，包括2種：矽卡巖(石榴石、黑柱石等)—似矽卡巖(綠泥石化、綠簾石化)中團塊—細脈浸染狀(圖4b)，普通的蝕變巖(硅化、絹云母化、碳酸鹽化)中浸染狀閃鋅礦化、方鉛礦化、黃鐵礦化；③近接觸帶角巖、矽卡巖化角巖，以及大理巖中的貫入式塊狀礦體(圖4c)；④地層中的脈狀(石英脈、方解石脈及矽卡巖脈)+團塊狀礦化(圖4d)；⑤Si-Ca面大理巖一側(cè)的矽卡巖型礦體(圖4e)，可呈浸染狀、團塊狀、條帶狀，常有礦化蝕變的花崗巖脈相伴(圖4f)。

其中，蝕變花崗巖中的細脈浸染狀礦化，主要表現(xiàn)為閃鋅礦化、方鉛礦化(圖4a)。蝕變花崗巖原巖多為富石英花崗巖類、次生石英巖，呈脈巖穿插于地層之間。而花崗巖外接觸帶的蝕變巖型礦化(賦礦圍巖主要有角巖和矽卡巖)，主要表現(xiàn)為浸染狀閃鋅礦化、方鉛礦化，角巖中的浸染狀礦化常發(fā)育于角巖中的脈狀、網(wǎng)脈狀矽卡巖中，矽卡巖中的浸染狀礦化常呈星點狀、脈狀(圖4b)。

圖4 牛苦頭M1、M4礦床主要礦化樣式a—細粒花崗巖(脈)中的細脈浸染狀硫化物礦化(M4-Zk0405)；b—巖體外接觸帶蝕變角巖中的網(wǎng)脈狀礦化(M1-Zk0815)；c—貫入于矽卡巖化角巖中的塊狀礦體(M1-Zk0602)；d—貫入于大理巖中的塊狀礦體，大理巖中有滲透式矽卡巖化(M4-Zk0708)；e—地層中的團塊狀熱液礦化(M4-Zk0712)；f—矽卡巖型礦體及上盤的大理巖(之間為礦化矽卡巖)(M1-Zk0406)

靠近接觸帶的貫入式塊狀礦體(圍巖為角巖、矽卡巖化角巖以及大理巖)，礦石構(gòu)造多呈塊狀、團塊狀，礦石礦物主要為磁黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、毒砂、黃銅礦等(圖4c，4d)。地層中的脈狀+團塊狀礦化類型較少見，主要表現(xiàn)為地層中的脈狀(方解石脈、石英脈和矽卡巖脈)以及團塊狀礦化，這些地層蝕變較弱，為成礦系統(tǒng)熱液遠源蝕變的特征(圖4e)。矽卡巖型礦體，主要指硅鈣面之間形成的大面積矽卡巖及相關(guān)礦化(閃鋅礦化、方鉛礦化、黃鐵礦化)，這些礦化呈浸染狀、稠密浸染狀、團塊狀，其上盤為大理巖，下盤為角巖和角巖化蝕變巖(圖4f)。

然而，?？囝^礦區(qū)主要的工業(yè)礦體是③和⑤，即貫入式礦體和硅鈣面上的矽卡巖型礦體，如M1采坑(圖5，6)、M1磁異常區(qū)的ZK+605鉆孔(圖7a)和M4磁異常區(qū)的ZK0405鉆孔(圖7b)所示，其組合樣式如圖6。

圖5 M1采坑南壁照片，示礦體產(chǎn)出部位和礦化樣式注：圖中3516等數(shù)字指采坑臺階及標高

圖6 M1采坑素描圖(2種主要礦體礦化樣式)

圖7 矽卡巖型礦體和貫入式礦體在M1鉆孔ZK+605(a)和M4鉆孔ZK0405(b)中的表現(xiàn)

M1磁異常區(qū)的ZK+605鉆孔，其矽卡巖型礦體分布于孔深109.0～125.0 m處，礦石礦物主要為浸染狀、塊狀的閃鋅礦、方鉛礦、磁黃鐵礦。礦體中有脈巖穿過。貫入式礦體發(fā)育于孔深155.0～161.5 m 處，呈團塊狀，礦石礦物主要為閃鋅礦和磁黃鐵礦。圍巖主要為角巖。

M4磁異常區(qū)的ZK0405鉆孔，其矽卡巖型礦體分布于孔深360.4～366.6 m處，礦石礦物主要為浸染狀閃鋅礦、方鉛礦礦石。礦體中亦有脈巖穿過。貫入式礦體發(fā)育于孔深374.0～411.2 m處，呈團塊狀，礦石礦物主要為磁鐵礦、閃鋅礦和方鉛礦。圍巖主要為角巖和黑柱石矽卡巖。其組合樣式如圖6。

3 ?？囝^礦床成因及成礦模式探討

?？囝^礦區(qū)發(fā)育明顯的矽卡巖及礦化分帶，礦化與矽卡巖密切相關(guān)，這些表明?？囝^鉛鋅礦床屬于典型的矽卡巖成因。如上所述，?？囝^鉛鋅硫化物礦體可進一步分為矽卡巖型礦體和貫入式礦體。其中矽卡巖型礦體主要賦存于矽卡巖和大理巖中，而貫入式礦體則賦存于層間斷裂中(圖7)。

牛苦頭M1、M4礦段的礦體表現(xiàn)為上部矽卡巖型礦體，多為低溫礦化(閃鋅礦化、方鉛礦化)產(chǎn)物，而下部貫入式塊狀礦體，多為高溫礦化(磁黃鐵礦化、磁鐵礦化)產(chǎn)物。表現(xiàn)出靠近底部成礦巖體的以高溫礦化為主、遠離底部成礦巖體主要為低溫礦化(王新雨等，2020，2021)的特點，為典型的矽卡巖礦床。上部矽卡巖型礦體順層或切層產(chǎn)出，為含礦熱液與地層接觸交代的結(jié)果，而下部貫入式礦體多沿層間斷裂產(chǎn)出，為礦漿就地卸載，形成的厚層塊狀礦體。

因此，?？囝^M1、M4礦段鉛鋅成礦模式可以解釋為：成礦母巖演化，經(jīng)歷了一定的巖漿分異作用(王新雨，2020①)。含礦熱液沿陡傾斷裂上涌，在碎屑巖的層間斷裂位置，由于物理化學條件的變化，成礦物質(zhì)卸載，形成貫入式硫化物礦體。隨著巖體的不斷上侵，地層也隨之上凸，含礦熱液也不斷上涌，溫度不斷降低，在遠離成礦巖體的大理巖與碎屑巖之間的硅鈣面之間，與地層發(fā)生接觸交代,形成矽卡巖及矽卡巖型硫化物礦體(圖7)。

圖8 巖體侵入構(gòu)造體系示意圖

4 結(jié)論

?？囝^鉛鋅礦床礦化類型主要有5種。其中貫入式和矽卡巖型礦體為牛苦頭礦山的主要工業(yè)礦體。牛苦頭鉛鋅礦床成因類型屬于矽卡巖型，矽卡巖型礦體產(chǎn)于遠離成礦巖體的大理巖與碎屑之間的硅鈣面，而貫入式礦體產(chǎn)于靠近巖體的層間斷裂之間。兩類礦體的識別對于查明?？囝^礦區(qū)礦床成因模式以及成礦規(guī)律的總結(jié)具有重要意義。

致謝青海鴻鑫礦業(yè)礦產(chǎn)資源部郭天軍、王燕在資料獲取及野外取樣方面給予了強有力的幫助和支持，北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限責任公司?？囝^項目團隊在高寒、高原地區(qū)同甘共苦、無私互助，《礦產(chǎn)勘查》編輯部主任賀昕宇博士對本文也投入了很大的心血，向以上人員致以最真誠的謝意！

注 釋

① 王新雨.2020.青海?？囝^礦區(qū)兩期矽卡巖型鉛鋅成作用與成礦預測[R].博士后出站報告，1-174.