劉應冬 ,承道明
(1. 中國地質科學院礦產綜合利用研究所,中國地質調查局稀土資源應用技術創(chuàng)新中心,中國地質調查局金屬礦產資源綜合利用技術研究中心,四川 成都 610041;2. 四川省地質礦產勘查開發(fā)局攀西地質隊,四川 西昌 615000)
大場金礦礦集區(qū)位于青海省曲麻萊縣麻多鄉(xiāng)境內,是近年來探明發(fā)現(xiàn)的一個特大型金礦礦集區(qū),地處北巴顏喀拉山金、銻成礦帶中段,該金礦帶自西往東已發(fā)現(xiàn)了東大灘銻金礦床、大場金礦礦集區(qū)、東乘公麻金礦床、青珍金礦床等礦床,有青海省“金腰帶”的美譽,蘊藏著豐富的金、銻礦資源。尤其是大場金礦礦集區(qū),已成為我國又一個重要的、極具找礦潛力的金礦礦集區(qū),分布有大場、扎家同哪、加給隴洼、稍日哦、扎拉依、阿棚鄂一、扎拉依隴洼、格涌尕瑪考、照大額和旁海等金礦床(點),其金資源總量已突破190 t[1-3]。前人的研究重點集中在大場金礦礦床地質[4-5]、礦床成因[6]、成礦期次[7]等方面,但缺乏系統(tǒng)的區(qū)域礦床地質和成礦規(guī)律研究工作。本文充分利用前人的研究成果,在礦集區(qū)尺度,對區(qū)內不同金礦床進行剖析,分析總結礦集區(qū)成礦規(guī)律,探討區(qū)域找礦方向,對推動大場地區(qū)開展進一步找礦具有重要指導意義。
大場金礦礦集區(qū)大地構造位置處于東昆侖巴顏喀拉山構造帶中部,北鄰阿尼瑪卿古生代-早古生代縫合帶,南以可可西里-金沙江斷裂為界與唐古拉-羌塘地塊相連[4]。成礦作用與晚海西-印支期碰撞造山作用有關,在此過程中形成的深斷裂帶、大型韌性剪切帶及旁側相伴生的斷裂-褶皺系統(tǒng)控制著本區(qū)金礦的產出[8]。
大場金礦礦集區(qū)內出露地層主要有石炭—中二疊系布青山群和三疊系巴顏喀拉山群地層。布青山群為區(qū)內出露最老的地層,斷續(xù)沿甘德—瑪多區(qū)域性斷裂呈斷塊狀分布,巖性以中基性火山巖和碳酸鹽巖為主,碎屑巖次之。三疊系地層為礦集區(qū)主體地層,分布廣泛,占出露的所有基巖面積的95%,是一套砂泥質復理石-類復理石建造,巖性簡單,主要為砂巖和板巖,顏色單調,巖石淺變質,具活動型沉積特點,多為淺海-深海相濁流沉積環(huán)境的產物。該套地層是區(qū)內的主要賦礦地層,地化特征表現(xiàn)為Au、As、Sb、Hg等元素的高背景值,金含量較高,一般在31.5×10-9~90×10-9,高者可達367.5×10-9[9-10]。
礦集區(qū)斷裂構造發(fā)育,總體構造線方向以北西—南東向為主,北東向(近南北向)斷裂構造次之。北西—南東向斷裂構造多為逆斷層性質,形成于印支晚期,具多期活動特征,與區(qū)域成礦關系密切[5]。北西向斷裂構造在區(qū)內的典型代表為甘德—瑪多深大斷裂,位于大場地區(qū)的中南部,橫貫大場礦集區(qū)。大場金礦礦集區(qū)發(fā)現(xiàn)的大場、加給隴洼、稍日哦、扎拉依、扎家同哪等金礦床呈串珠狀分布于斷裂兩側,是礦集區(qū)最為典型的控礦斷裂。
甘德-瑪多斷裂帶以夾持二疊系馬爾爭組為特征,區(qū)域上斷裂帶寬約300 m,最大寬度達1 km,斷續(xù)長度達800 km。構造帶經受多期活動,產狀不穩(wěn)定,時而北傾時而南傾,傾角30~60°。該斷裂為區(qū)域性斷裂,大場、扎家同哪位于該斷裂南測,加給龍洼、扎拉依金礦位于該斷裂北側,稍日哦金礦位于該斷裂上,且多處Au、As、Sb異常沿該斷裂展布,顯示該斷裂構造與區(qū)域金成礦關系密切。由于該斷裂構造切割深,且斷裂構造具多期活動特征,可為后期成礦作用提供了較好的含礦熱液遷移通道和儲礦空間。北東向斷裂構造多為平移斷層,形成時間為燕山期①,對印支晚期形成的北西—南東向斷裂構造、褶皺構造和區(qū)內北西—南東向產出的Au、Sb、Hg元素異常和礦體具破壞或改造作用,晚新生代以來,該組斷裂構造發(fā)生明顯活動,控制了第四系地層的分布。
礦集區(qū)內巖漿活動較弱,侵入巖多沿區(qū)域性大斷裂出露,巖體規(guī)模一般較小,多呈小巖株狀侵入于三疊系地層中?;鹕綆r僅在中二疊系布青山群中局部發(fā)育,以中基性熔巖為主,局部有少量火山碎屑巖。此外,區(qū)內脈巖較發(fā)育,主要為石英脈。
1.3.1 區(qū)域地球化學背景
礦集區(qū)屬北巴顏喀拉Au、Sb、As、Hg、Cu、W地球化學帶,這幾種元素在礦集區(qū)明顯富集并形成了多處礦床或異常。根據1∶20萬區(qū)域地球化學異常,涉及礦集區(qū)的有Au、As、Sb、Cu元素組合異常,各元素異常套合程度較高,幾乎完全吻合,其中Au異常由39個樣點組成,異常下限2.5×10-9,峰值18.0×10-9,平均值7.52×10-9,異常面積144 km2,內、中、外濃度分帶非常明顯。大場、加給隴洼等金礦床均產于該異常中。
1.3.2 礦集區(qū)地球化學背景
礦集區(qū)1∶5萬水系沉積物測量地球化學異常均以Au異常為主(圖1),與As、Sb元素異常套合最好,局部與Cu、Pb、Zn元素異常套合。Au、As、Sb形成的異常帶具有明顯的沿北西向構造帶展布的特點。表明Au、As、Sb高背景受甘德—瑪多大斷裂帶構造控制明顯。通過對各異常的解剖查證先后發(fā)現(xiàn)了大場、扎家同哪、加給隴洼、稍日哦和扎拉依等5個金礦床及格涌尕瑪考、阿棚鄂一、旁海等個金礦化點。
大場金礦礦集區(qū)已發(fā)現(xiàn)大場、扎家同哪、加給隴洼、扎拉依隴洼和稍日哦五個中—特大型金礦床以及阿棚鄂一、格涌尕瑪考、旁安等金礦點,以大場金礦床為中心形成方圓20公里的金礦床群,大場、扎家同哪金礦床分布于甘德—瑪多區(qū)域性深大斷裂的南側,加給隴洼、扎拉依隴洼金礦床位于大斷裂北側,稍日哦金礦床位于大斷裂上(圖1)。
圖1 大場金礦礦集區(qū)金地球化學異常圖及找礦潛力區(qū)Fig.1 Gold geochemical anomalyandprospecting potential areamap of Dachang gold ore collection area
大場金礦是礦集區(qū)發(fā)現(xiàn)最早、規(guī)模最大的金礦床,位于甘德-瑪多主斷裂以南大場河以北寬約5 km,長約10 km的范圍內,呈斜列式排列,根據礦體集中分布特征劃分為北帶、主帶、南帶三個礦帶,主帶與甘德瑪多深大斷裂的距離約2 km,該礦帶規(guī)模最大,勘查程度最高,礦體連續(xù)性也最好,次為大場南帶、大場北帶。金礦體均產于由深大斷裂派生的次級斷裂(含礦破碎帶)中,大場礦化蝕變破碎帶總體規(guī)模較大、連續(xù)性較好,單條礦化破碎蝕帶長度超過2000 m,寬度最大達到70 m。礦化蝕變破碎帶具有較為明顯的雁行排列的特征,礦體嚴格受破碎蝕變帶控制。大場主帶已圈定的主要金礦體2條,次要礦體11條,南帶圈定金礦體60條,北帶47條。礦體總體上呈薄板狀、似層狀,礦體膨大縮小、尖滅再現(xiàn)的特點比較明顯。礦石礦物主要為黃鐵礦和毒砂,其次為金紅石以及微量的黝銅礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、褐鐵礦、脆硫銻鉛礦等,脈石礦物主要為石英。礦石主要有用組分為金,多以次顯微金的形式存在于硫化物中,其次為微細粒顯微金,還有少量以自然金的形式存在。賦礦地層為三疊系昌馬河組砂巖和板巖。礦石的結構較為簡單,主要為自形粒狀結構。大場礦區(qū)金的平均品位3.02×10-6,金資源量已超過120 t,達到了超大型規(guī)模[10](表1)。
扎家同哪金礦位于大場金礦以東南10 km處,是礦集區(qū)第二大金礦床。礦體均賦存于與甘德—瑪多深大斷裂呈近平行展布的含礦破碎帶中,走向多為北西—南東向,礦體嚴格受含礦破碎帶控制。扎家同哪金礦共圈出規(guī)模不等的金礦體139條,整體呈北西—南東向近平行展布,礦體走向105~150°,傾向南西,傾角25~65°,長度44~1135 m不等,厚度0.794~9.19 m,礦體呈似層狀、脈狀,沿走向及傾向具有明顯的膨大縮小、分枝復合、尖滅再現(xiàn)的特征[11](表1)。
表1 大場金礦礦集區(qū)典型礦床地質特征Table 1 Geological characteristics of typical mineral deposits in Dachanggoldore concentration area
扎家同哪金礦是一個以毒砂和黃鐵礦為主的硫化物金礦,礦石礦物主要有自然金、銀金礦、黃鐵礦、毒砂、石墨以及微量的含銅礦物。賦礦巖石以淺變質的碎屑巖、泥質巖以及石英脈為主。脈石礦物主要為石英、白云母、碳酸鹽和淺變質的隱晶質,這些脈石礦物主要呈變質碎屑巖、變質泥巖和石英脈的礦物組合。礦石自然類型主要為硫化物蝕變巖型金礦石,次為少量石英脈型金礦石。賦礦地層為三疊系昌馬河組砂巖和板巖。扎家同哪金礦平均品位2.84×10-6,金資源量為29.55 t,礦床達大型規(guī)模。
加給隴洼金礦位于大場金礦西北部,距大場金礦直線距離約16 km。礦體均賦存于巴顏喀拉山群昌馬河組地層中,礦體嚴格受破碎蝕變帶的控制,控礦破碎蝕變帶與甘德—瑪多深大斷裂平行展布,系深大斷裂派生的次級斷裂。共圈出19條金礦帶,32條金礦體,礦體長度一般在100~1290 m之間。厚度一般在0.35~7.93 m之間,平均厚度為1.59 m,平均品位為3.63×10-6,共估算金資源量18.3 t,達到中型規(guī)模。礦體走向120°,傾向北東,傾角30~70°。礦體形態(tài)簡單,為層狀—似層狀,以似層狀為主,沿走向和傾向上厚度和品位的變化較大,具長度大、厚度小、品位低的特點。礦石中As、Fe、S、C及Sb含量較高,Cu、Pb、Zn、Ag及其它元素含量相對較低,這一特征與大場金礦床非常相似。礦石類型為以毒砂和黃鐵礦為主要硫化物的高砷金礦類型。礦石礦物主要有自然金、銀金礦、黃鐵礦、毒砂、磁黃鐵礦、石墨以及微量的含銅礦物和輝銻礦。賦礦巖石主要以淺變質的碎屑巖、泥質巖、石英脈為主,脈石礦物主要是石英、白云母、碳酸鹽等礦物。賦礦地層為三疊系昌馬河組砂巖和板巖。加給隴洼金礦平均品位3.65×10-6,金資源量為18.30 t,礦床達中型規(guī)模[12]。
稍日哦金礦床位于甘德-瑪多主斷裂上,大場以北約6 km處。由南北兩個次級礦化蝕變帶組成,其中北帶緊挨甘德-瑪多斷裂帶分布,南帶位于斷裂帶南約1.5 km。共圈出39條金礦體,礦體長度一般在30~1115 m之間,厚度一般在0.94~4.7 m之間,平均厚度為3.38 m。品位一般在(1~8.67)×10-6之間,平均品位為2.99×10-6,已估算金資源量10.53 t(表1)。賦礦地層為三疊系昌馬河組砂板巖和為二疊系馬爾爭組火山巖夾碎屑巖。礦體均位于斷裂帶或其次級構造內,產狀變化較大,總體走向120°,與區(qū)域構造線方向基本一致,傾向北東,傾角30~70°。礦體在走向上被北東向斷裂切割而發(fā)生平移,在傾向上的延伸不穩(wěn)定,向深部變窄的趨勢明顯,膨大縮小、分支復合特征明顯。
扎拉依金礦床位于甘德-瑪多北側,大場以北約10 km,主要由兩條礦化蝕變帶組成,礦化蝕變帶由多條次級蝕變帶組成。共圈出18條礦體,礦體分布于寬約1500 m,長約5000 m的區(qū)域內,礦體長度一般在100~1180 m之間,厚度一般在0.39~10.19 m之間,平均厚度為2.40 m。品位一般在1.08~21.45×10-6之間,平均品位為4.95×10-6。礦體均賦存于巴顏喀拉山群昌馬河組地層中,礦體受破碎蝕變帶的控制,控礦破碎蝕變帶與甘德—瑪多深大斷裂平行展布,系深大斷裂派生的次級斷裂,礦體走向一般為120°,傾向北東,傾角30~70°。礦體形態(tài)簡單,以似層狀為主,沿走向和傾向上厚度和品位的變化較大,扎拉依金礦床已估算金資源量達到10.92 t(表1)。
從礦集區(qū)主要礦床的地質特征對比來看,五個主要金礦床具有相似的礦床特征,主要表現(xiàn)在具有相似球化學元素組合、成礦年代、控礦構造、圍巖蝕變和礦石結構構造等。因此,本文認為礦集區(qū)的金礦成礦規(guī)律是一致的。
青海大場金礦礦集區(qū)以大場金礦為中心,各礦床成串珠狀分布于甘德-瑪多區(qū)域深大斷裂帶內及其兩側次級斷裂的一定距離內,明顯受構造帶控制,形成方圓20 km的金礦床群,空間分布非常集中(圖1)。其中加給隴洼、扎拉依金礦床位于大斷裂北側,稍日哦金礦床位于大斷裂上,大場、扎加同哪金礦床位于大斷裂南側。
前人研究認為,大場金礦礦石中絹云母Ar-Ar年齡為218.6±3.2 Ma[13-14],該年齡和巴顏喀拉造山帶的印支期碰撞造山時代是一致的。礦集區(qū)東部扎日加花崗巖體鋯石U-Pb年齡為201±2 Ma[15],從二者年齡和區(qū)域構造演化上來看,大場金礦和扎日加花崗巖體均屬于巴顏喀拉造山帶內陸碰撞造山階段的產物,成巖和成礦可能存在某些內在聯(lián)系,可以認為大場金礦礦集區(qū)成礦時代為印支晚期。
大場金礦礦集區(qū)內斷裂構造很發(fā)育,以甘德—瑪多深大斷裂為代表的北西向斷裂及其派生次級斷裂不僅控制著區(qū)內的地層、侵入巖的空間展布,也控制著各類礦產的形成和分布,巖金主要分布于甘德—瑪多區(qū)域性深大斷裂的兩側,受次級斷裂構造控制,尤其是多期構造的交匯、復合部位往往發(fā)現(xiàn)有金礦體或金礦化存在。圈定的物化探綜合異常大部分都呈北西—南東向展布,與區(qū)域構造線具有一致性。區(qū)域性斷裂構造的多次期活動和后期次級斷裂的疊加,不僅為成礦熱液的運移提供了通道,而且也為礦物質的富集成礦創(chuàng)造了儲礦空間,顯示出了區(qū)域性斷裂構造和次級斷裂的控礦、容礦特征。區(qū)域上大場、加給龍洼、扎家同哪、稍日哦、扎拉依金礦床及阿棚鄂一、格涌尕瑪考等金礦點的產出均與斷裂關系密切,表明構造蝕變,是區(qū)域成礦的主要控制因素。
礦集區(qū)主要載金礦物為黃鐵礦和毒砂為代表的硫化物礦物,硫同位素可以反映出金的來源。礦床圍巖和蝕變碎裂巖金銻礦石中的黃鐵礦單礦物的δ34S值介于-7.78‰~6.54‰之間,平均為-3.356‰[16],數(shù)值變化范圍小,有地層硫和再循環(huán)的地幔硫兩種硫的來源。
從礦集區(qū)礦石中石英碎斑包裹體顯微測相、測溫結果認為,成礦物質與CO2-NaCl-H2O體系的流體有關,該體系有兩種流體,一是CO2-H2O體系流體,形成溫度在236~315℃,鹽度為2.62%~7.48% NaCl,富含CO2、少量的CH4和N2組分。二是NaCl-H2O體系流體,形成溫度有兩個區(qū)間,分別為溫度232~275℃,鹽度4.86%~9.47% NaCl和溫度149~229℃,鹽度2.41%~8.95% NaCl。流體不混溶發(fā)生在236~275℃之間,經流體不混溶作用分離出的CO2-H2O流體和NaCl-H2O流體構成了礦集區(qū)最重要的金的成礦流體,為礦集區(qū)提供了豐富的成礦物質。礦集區(qū)含礦地層具有金的高背景,金元素豐度值一般在(31.5~90)×10-9之間,高者可達367.5×10-9。當含礦熱液運移過程中萃取了地層巖石中的部分金,為含礦流體提供了一定的物質來源??梢姡V集區(qū)主要成礦物質來源于原始含礦熱液,地層巖石中的金在熱液作用下被活化,補充了一定物質來源,成礦物質來源呈多源特征[6-7,17-20]。
大場金礦礦集區(qū)成礦與區(qū)域構造運動關系極為密切,成礦時期為印支晚期。多期活動的斷裂構造為金礦的形成提供了運移通道和儲礦空間,深源巖漿活動及變質作用為金礦的形成提供了重要的物質來源,區(qū)內三疊系地層巖補充了一定物質來源。
礦集區(qū)的找礦標志主要有三個方面,一是構造破碎帶,已發(fā)現(xiàn)的金礦床均產于構造破碎帶中,金礦構造控礦明顯,礦體嚴格受構造蝕變破碎帶控制,因此破碎帶是區(qū)內最重要的找礦標志;二是土壤異常,通過土壤異常查證進而發(fā)現(xiàn)金礦是區(qū)內成熟的找礦方式,土壤異常也是找礦標志之一;三是圍巖蝕變,區(qū)內主要的圍巖蝕變有絹云母化、硅化等,這些蝕變與礦化關系極為密切。
通過上述對大場金礦礦集區(qū)的成礦規(guī)律研究,結合本區(qū)已有的研究工作和找礦實踐,未來該區(qū)找礦的主攻方向主要為中低溫熱液成因的構造蝕變巖型金礦床,且主要來自如下幾個找礦潛力區(qū)類型(圖1)。
第一類找礦潛力區(qū)為已知的阿鵬額一、格涌尕瑪考、旁海等金礦點,斷層破碎帶、土壤異常及圍巖蝕變等找礦標志明顯,通過地表工程圈出了有一定規(guī)模的金礦體,但整體工作程度低,是未來進一步勘查的重要潛力區(qū)。
第二類找礦潛力區(qū)為已知礦床延伸的覆蓋區(qū),這部分地區(qū)以大場金礦與扎加同哪金礦之間的第四系覆蓋區(qū)為代表,其長度約3000 m,由于地表覆蓋厚,尚未發(fā)現(xiàn)具有規(guī)模的礦化蝕變帶或礦體。除此之外扎家同哪東部與阿棚鄂一之間的覆蓋區(qū),以及稍日哦、扎拉依礦帶均存在規(guī)模不等的覆蓋區(qū),這些地區(qū)是控礦構造的延伸區(qū),具有一定的找礦潛力[21]。
第三類找礦潛力區(qū)為已有礦床的深部延伸區(qū),礦集區(qū)目前探明的資源量主要來自于淺部近地表,大場部分礦體向深部未圈閉且礦體具有一定的品位和厚度,證實了金礦礦體向深部延伸及巨大的找礦潛力。
(1)大場金礦礦集區(qū)由大場、扎加同哪、加給隴洼、扎拉依隴洼和稍日哦五個中—特大型金礦床以及阿棚鄂一、格涌尕瑪考、旁安等金礦點構成,以大場為中心形成方圓20 km的金礦床群,資源量已突破190 t,資源量巨大,資源分布集中。
(2)金礦床(點)嚴格受甘德—瑪多區(qū)域性深大斷裂帶控制,其中加給隴洼、扎拉依隴洼金礦床分布于大斷裂北側,大場、扎家同哪金礦床分布于大斷裂南側,而稍日哦金礦床則位于大斷裂上。礦床主要賦存于三疊系地層內,成礦物質來源于地層和地幔,成礦時代為印支晚期,礦床類型主要為中低溫熱液成因的構造蝕變巖型金礦床。
(3)劃分了三種不同類型的區(qū)域找礦潛力類型,分別為已知礦床點、覆蓋區(qū)和已知礦床深部找礦區(qū),擴大了區(qū)域找礦潛力。