青海省沙丘地区铁多金属矿床地质特征及成因探讨
Abstract： Iron polymetallic deposit is located in the Shaqiu area of Qimantage metallogenic belt， metallogenic geological condition is superior. Through the analysis of the geological conditions of iron polymetallic ore deposit in dune area and research on deposit ore characteristics， the paper discusses the genesis of the deposit.
Key words： iron polymetallic ore deposit；geological characteristics；genesis；Shaqiu area
中图分类号：P62 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）09-0285-03
0 引言
沙丘地区处于柴达木准地台之南缘，大地构造位置处于青海省东昆仑祁漫塔格早古生代裂陷槽，该地区地质构造演化经历了元古代古陆形成、早古生代（加里东期）裂解及造山、晚古生代―早中生代（晚华力西-印支期）造山和晚中生代-新生代造山四个构造旋回，成矿带隶属于祁漫塔格―都兰华力西期铁、钴、铜、铅、锌、锡、硅灰石（锑、铋）成矿带的最西端，区内具有形成矽卡岩型铁多金属矿的有利条件。
1 矿区地质
1.1 地层 沙丘地区处于荒漠戈壁地带，地表大部分被第四系覆盖，厚度一般在150-300m之间。根据沙丘地区及周边矿区钻孔中出露岩性，地层由老到新大致有：寒武-奥陶系滩间山群下岩组（∈OTa）、寒武-奥陶系滩间山群上岩组（∈OTC）、上泥盆统牦牛山组（D3m）、新近纪油沙山组（N2y）及第四纪（Q4）。
1.1.1 寒武-奥陶系滩间山群下岩组（∈OTa） 寒武-奥陶系滩间山群下岩组（∈OTa）与上岩组呈断层接触，为一套浅变质碎屑岩、火山岩、大理岩组成的地层序列。该套地层呈孤岛状残留体被华力西期花岗闪长岩、二长花岗岩，燕山期钾长花岗岩等岩浆岩体侵入包围。
1.1.2 寒武-奥陶系滩间山群上岩组（∈OTC） 该地层是本区主要地层，地表零星出露于M14异常区、M10磁异常区、M11磁异常区及M12异常区，在M11、M16、M18异常正值区等钻孔中均有出露。属一套浅变质的碳酸盐岩建造，是主要的赋矿层位。主要岩性为大理岩、白云质大理岩、结晶灰岩等。大理岩是本区分布最广的岩石类型，一般分布于矽卡岩或矿层之上，并与成矿关系密切。
1.1.3 上泥盆统牦牛山组（D3m） 零星出露于M17异常区钻孔中，主要是一套中-酸性火山碎屑岩组，岩性主要以玄武岩、流纹岩、安山岩为主。
1.1.4 新近纪油沙山组（N2y） 零星分布于西侧，砂砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、局部夹石膏泥岩，依水源地附近钻孔资料，厚度约为37-156m，沙丘钻孔中均为紫红色中粗粒砂岩，厚度3.20-26.90m。
1.1.5 第四纪（Q4） 区内第四纪覆盖较普遍，大面积为近代风成砂，另有少量坡积、残积砂、砾石。形成缓倾斜之砂滩、丛草砂丘，在那陵郭勒河西地区形成大面积砂梁，高数米至几十余米。依钻孔数据，厚度为210m（M16ZK101）-312.9m（M16ZK131）。
1.2 构造 由于普查区大面积为第四系风成砂覆盖，所有构造形迹都已被掩没。据邻区它温查汉矿区的资料来看，区内构造线方向为北西西向，地层展布沿北西西向呈长条带状断续延伸，断裂走向也是如此，基本为一向北倾斜的单斜构造层。有一些层间小断裂，长度不超过200m，对矿体影响不大。
1.3 岩浆岩 沙丘地区岩浆活动十分强烈，岩浆岩分布较广，主要有侵入岩和喷出岩两种形式。南侧主要以华力西期花岗闪长岩、花岗闪长斑岩及闪长岩和印支期含斑细粒花岗闪长岩、细粒二长花岗岩为主，燕山期钾长花岗岩零星出露，其中印支期侵入岩在普查区各异常中均有出现，分布面积也最为广泛，是沙丘地区主要成矿岩浆岩。其次为中酸性喷出岩，主要有玄武岩、安山岩、流纹岩等。沙丘地区脉岩不发育，仅在一些钻孔中见到辉绿岩脉。受断裂构造影响断层附近岩体具碎裂或压碎结构。侵入岩体和围岩的接触带上多具同化混染现象。各侵入体与大理岩、灰岩接触带上常形成矽卡岩接触变质带，并有矽卡岩型铁矿、多金属矿生成，与碎屑岩接触部位多形成磁铁矿化角岩。
1.4 变质作用 本区变质岩主要是区域变质岩、接触交代变质岩，动力变质岩不显著，规律性不明显。其中接触交代变质作用分布广泛、与成矿关系最为密切。接触交代变质作用主要的变质岩石有：
1.4.1 矽卡岩化大理岩：白-灰白色，块状构造，主要成分为方解石，其它见有少量蛇纹石、透辉石、石榴石等。主要分布于矿体的上接触带和脉岩的两侧，多为气液型矽卡岩化岩石。
1.4.2 矽卡岩：主要类型有透辉石石榴石符山石矽卡岩、石榴石透辉石矽卡岩、透辉石矽卡岩等，其中透辉石石榴石矽卡岩、透辉石矽卡岩是主要的含矿岩石。主要分布于印支期-燕山期中酸性侵入岩与寒武-奥陶纪滩涧山群上岩组的碳酸盐岩接触带内。
1.4.3 矽卡岩化灰岩：出露范围较小，灰绿-灰黑色，块状构造。主要矿物成分为方解石、透辉石、绿泥石等，与铜矿化关系密切。
2 矿床地质特征 2.1 矿体特征 普查区矿产以接触交代型的铁多金属矿（化）为主，次为气液充填型细脉状黄铜矿化。发现的矿体基本呈似层状、透镜状、囊状或不规则状产于接触带的矽卡岩中，主要受接触带、断裂及层间破碎带、捕虏体等构造控制，与围岩多呈渐变关系，而且与地磁异常具有较好的对应性。
沙丘地区共圈定12条铁多金属矿体，矿体总体走向东西，倾向北，倾角25-40°左右，矿体多呈透镜状，规模大小不一致，厚度变化大，平均厚度变化范围在1.41-28.86m，而且品位变化大，主要矿体的详细特征如表1所示。
2.2 矿石结构构造 矿区内主要包括五种矿石类型：磁铁矿矿石、方铅闪锌磁铁矿石、黄铜矿矿石、方铅矿闪锌矿矿石、黄铜闪锌矿石。矿石矿物相对简单，主要有磁铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等，其中磁铁矿可占大约25-70%，黄铜矿1-5%，闪锌矿1-3%。脉石矿物脉石矿物主要为透辉石、石榴石、橄榄石、绿帘石、透闪石、方解石等。在镜下观察磁铁矿以不等粒粒状变晶结构、细粒状结构，致密块状构造为主。大小一般0.05-0.1mm，部分0.1-0.2mm，少部分0.2-0.5mm，次为似斑状构造，呈星散状分布，为矿石之主体部分，局部可见环带。闪锌矿它形粒状，大小一般0.05-0.1mm，部分0.1-0.2mm，常交代磁铁矿，呈假象产出。不透明矿物为方铅矿、黄铜矿、白铁矿、磁黄铁矿。白铁矿为隐晶-微晶状，常沿闪锌矿边部交代。磁黄铁矿它形粒状，尖角状交代闪锌矿。方铅矿它形粒状，大小一般0.01-0.03mm，部分0.03-0.05mm，少部分0.05-0.3mm，常尖角状交代闪锌矿、磁铁矿。黄铜矿它形粒状，大小一般0.001-0.01mm，部分0.01-0.02mm，尖角状交代闪锌矿。白铁矿为隐晶-微晶状，常沿闪锌矿边部交代。
2.3 围岩蚀变 区内围岩裂隙发育，局部破碎不完整，围岩蚀变非常明显，主要的蚀变类型有矽卡岩化和硅化。其中矽卡岩化发育于中酸性侵入体与碳酸盐岩的接触带附近，一般呈脉带状、似层状及团块分布，具有一定规模，与成矿关系较为密切。硅化在围岩裂隙面处受热液持续叠加作用的强弱而显示出硅化的强度，偶见角岩化现象。另外，绿泥石化、绢云母化及蛇纹石化等往往呈共生组合状在同一地段产出，其蚀变的强度与岩性本身的矿物结构密切相关。
3 矿床成因初步分析
3.1 控矿因素 据现有资料分析，普查区控矿因素主要为地层控制因素，成矿母岩因素及接触带构造因素等。
3.1.1 控制成矿的地层因素 普查区的成矿地层主要是下古生界滩间山群上岩组的碳酸盐岩夹薄层碎屑岩，从铁矿体的分布情况看，对成矿最为有利的是大理岩，由于碳酸盐岩化学性质的高度活拨性，致使交代作用得以彻底与充分。
3.1.2 控制成矿的母岩因素 在普查区底部所见的印支期花岗闪长岩，具有较强的蚀变现象，在其与大理岩的接触带往往具有较富集的铁多金属矿（化）体，与普查区磁铁矿及多金属的形成是密不可分的，应是矿源物质最直接的基础，是本区铁及多金属成矿最直接的因素。
3.1.3 控制成矿的围岩蚀变因素 本区铁矿的形成与分布，主要与矽卡岩化有关，工业磁铁矿的分布为矽卡岩带所控制。局部黄铜矿化磁铁矿化与晚期热液有关。绿泥石化、碳酸盐化、黄铁矿化（带）主要分布于下古生界滩间山群碳酸盐岩中，应是与多金属矿化关系密切的控矿蚀变因素。
3.2 矿床成因 根据现有的资料分析，认为沙丘地区发现的铁多金属矿体以矽卡岩型矿床为主，有部分为热液型矿体。初步分析矽卡岩型矿体其形成过程大致分两个期，即矽卡岩期和中低温硫化物期。
3.2.1 矽卡岩期：当印支期中酸性岩浆侵入于下古生界滩间山群的碳酸盐岩中，在高温的超临界条件下形成硅灰石、钙铝-钙铁石榴石、透辉石-钙铁辉石和方柱石等无水硅酸盐和少量符山石等含水硅酸盐，组成矽卡岩的主体，这一阶段形成少量磁铁矿，随着温度的降低，在接近超临界状态条件下，当上升的汽化热液沿着碳酸盐岩的接触面流动时，溶液和围岩发生反应、溶解和吸取围岩中的组份，并将其带至上覆围岩，与之交代反应形成矽卡岩。交代早期矽卡岩矿物形成阳起石、透闪石、绿帘石等含水硅酸盐，且形成大量的磁铁矿，甚至构成富集的磁铁矿矿体。
3.2.2 石英-硫化物期：在这一成矿早期，即在高-中温热液条件下矽卡岩矿物被大量交代，开始形成绿泥石、绢云母等，这一阶段中出现大量石英和萤石，成为矿石的主要脉石矿物。金属矿物主要有磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、毒砂和部分辉钼矿等。之后，在中温热液条件下，汽水热液除交代早期形成的硅酸盐矿物如绿泥石和绢云母等外，石英和萤石的数量继续增加，开始出现大量方解石，同时形成闪锌矿、方铅矿和黄铁矿等金属硫化物矿物，在金属矿物富集地带形成矿体。
通过已验证的钻孔发现，矿体赋存于矽卡岩带中，多金属矿体产于矽卡岩带的上部。据此，铁多金属矿床主要产于侵入岩接触带附近，属于典型的与酸性岩浆有关的矽卡岩型铁、铜、铅、锌、银矿床。因此，认为本区矿床的成因类型为接触交代（矽卡岩）型铁多金属矿床。
3.3 找矿标志 根据往年工作资料和本次工作情况，初步建立如下找矿标志：
3.3.1 物探磁异常，对找寻磁铁矿，尤其对隐伏磁铁矿来说，是重要的也是最直接的找矿标志。
3.3.2 具有下古生界碳酸盐岩夹碎屑岩的分布，同时，具多期以印支-燕山期为主的侵入岩和脉岩的分布地区以及下古生界碳酸盐岩与印支-燕山期为主的侵入岩和岩脉的接触面是本区寻找矽卡岩-热液型矿床最为有利的地带。
3.3.3 本区矽卡岩与磁铁矿及多金属矿体在空间分布紧密共生，因此矽卡岩是重要的找矿标志。
3.3.4 从各钻孔编录情况来看，见矿部位顶部大理岩呈现白色细粒状、冰糖状，具有较强的绿泥石化和蛇蚊石化，因此，具有这种蚀变的大理岩也是一种较为明显的找矿标志。
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