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牛苦头矿区地质构造与成矿关系

2020-03-15蔡亚伟郭天军

中国金属通报 2020年23期
关键词:层间岩浆成矿

蔡亚伟,郭天军

(青海鸿鑫矿业有限公司,青海 海西州格尔木 816000)

牛苦头矽卡岩铅锌多金属矿位于祁漫塔格成矿带中西段,目前已完成对牛苦头矿区磁异常区的M1、M4 详查及勘探工作。其中M1、M4 磁异常区已探明储量超过100 万吨,是祁漫塔格成矿带最具有成矿潜力的多金属成矿带之一。牛苦头矿床的成矿构造相对于祁漫塔格地区其他矿床,其研究深度相对较弱,且成矿与构造之间的关系不明确,控矿构造不清晰,制约着牛苦头矿区矿产勘查和外围找矿的进展。

1 区域地质构造

牛苦头矿区位于祁漫塔格山北坡,行政区划隶属格尔木市乌图美仁乡,格尔木以西约350Km。构造位置处于柴达木陆块与祁曼塔格陆块的结合部位,对应的构造单元是东昆仑晚加里东造山带中的祁漫塔格都兰造山亚带。在地层形成的漫长年代中,区域构造对其影响强烈,其中影响最为显著的就是在近N-S向强烈的挤压应力作用下形成的大规模的NWW-SEE 走向的逆冲推覆构造和褶皱。

图1 a:东昆仑地区大地构造简图,b:牛苦头区域地质矿产图

图2 航磁推测地质构造及编号

祁漫塔格地区西北以阿尔金断裂为界,东北以昆北断裂和柴达木板块为界,南部以昆南断裂为界。以昆北断裂和那陵郭勒河断裂为界,东昆仑自北向南可分为:昆北板块(构造带)、昆中板块(构造带)和昆南板块(构造带)(图1),祁漫塔格地区大多数矿点位于昆北构造带内,牛苦头矿区就位于昆北构造带内。仅个别矿床(例如:卡尔却卡)位于昆中构造带。

2 矿区地质构造

在经历区域构造(NWW 向和NE 向构造)的长期继承活动以及新的次级构造的形成之后,最终造就了牛苦头沟及其附近地区现今的地质格局。受区域NWW 及NE 向断裂影响,牛苦头地区发育的断裂也主要分为两组:NWW 向和NE 向。

2.1 NWW 向构造

NWW 向断裂在牛苦头地区表现明显,从遥感影像中可以明显观察到该地区NWW 的构造行迹(图2)。且该方向断裂在M2钻孔深部也有体现。牛苦头地区NWW 控矿构造主要包括F1 和F2 两组断裂。

F1 断裂为实测断裂,在航磁异常中也体现明显(图2),航磁异常上主要沿M2 磁异常带以及M5 磁异常带呈NWW 向展布。通过M2 磁异常带00 线钻孔剖面实测,F1 断裂总体倾向北东,倾角45°-52°不等。主要表现为一套压扭性、逆冲性质的高角度逆冲断层。根据钻孔编录,F1 断裂在该剖面上体现明显,自南南西至北北东方向断裂深度逐渐变深,并且断层岩性主要为压扭性构造角砾岩、构造断层泥,暗示断层为逆冲性质。

根据M2 磁异常南部的陡倾条带状异常梯度带,解译出一条NWW-SEE 向的大的构造带F2,在地质工作中也明确发现了一条NWW-SEE 向分布的构造岩浆岩带与此梯度带相对应。F2断层向北西延伸(图2),从M1 和M5 间穿过后,异常等值线扭曲,推断有NWW-SEE 走向的断层F4 存在,并错断F2 断层,与地质所解译出的“牛苦头矿区同时受NWW-SEE 走向的断层和NE-SW 走向的断层联合控制”的认识一致。

此外M1 和M4 地区通过野外调查发现,M1 磁异常带南部与M4 磁异常带北部之间发育近东西向的冲沟(走向285°,图3a、c),推测为M1 和M4 之间的断裂,该冲沟南部的断层陡崖产状近于北倾。此外,在M4 北部的钻孔ZK0904 之下135m 处也发育有构造破碎带(图3b),构造破碎带主要由断层泥、构造角砾(角砾成分主要为大理岩和灰岩)组成,应为压扭性质。该构造破碎带推测为M1 和M4 之间断层在深部的体现。

图3 M1 磁异常带与M4 异常带之间的NWW 向断裂

2.2 NE 向构造

首先,最为显著的NE-SW 向构造就是区域内发育有大量NE-SW 向冲沟,比如矿区内的四角羊沟和牛苦头沟。尤其是牛苦头沟西侧可见构造活动造成的拖拽构造(图4)进一步证实了这种NE-SW 向构造的实际存在性。

图4 牛苦头沟断裂(NE 向)西侧存在拖拽构造

2.3 层间破碎带

这种构造规模较小,宽约5-20cm,在M1 大采坑较为直观(图5)。主要沿层间顺层分布,层间错位距离较小,但层间破碎带内为构造薄弱带,易于岩浆热液活动,常形成浸染状低温热液矽卡岩或硫化物,例如闪锌矿、方铅矿(图5)。也偶见大理岩中发育的泥质粉砂岩夹层与围岩组成的硅钙面之间发育层间滑脱(图5)。

3 牛苦头矿区地质构造与成矿关系

牛苦头矿区成矿构造可分成矿前构造,成矿期构造,成矿后构造三个时期。成矿前构造以NWW-SEE 区域大断裂为主,成矿期受区域NWW-SEE 区域大断裂和次级断裂NE-SW 共同控制,成矿后期次级NE-SW 断裂活动减弱,但区域大断裂活动依然强烈,并对矿体造成一定破坏。

3.1 成矿前构造

图5 牛苦头层间(顺层)滑脱构造

牛苦头矿区位于昆仑山地槽系祁漫塔格褶皱带东端,柴达木盆地西南缘山前地段,西域系和秦昆系接合部位。对应的构造单元是东昆仑晚加里东造山带中的祁漫塔格-都兰造山亚带,属于整个昆仑山的北缘。在漫长的地质年代里,本区曾历经多期次强烈的构造变动,发育有NWW-SEE 向区域大断裂。

受NWW-SEE 走向区域构造的强烈影响,矿区的构造形迹主要显示为NWW-SEE 向,从遥感图像中可以清晰的见到大量的NWW-SEE 走向的山脊和沟壑(图7),矿区内大量出现的单斜构造就是这组构造影响的直接结果,是它们直接造成了NWWSEE 向延伸的山脊。除对地层的产状具有显著的控制作用之外,该组构造对矿区岩浆岩的分布同样具有显著的控制作用。大量出露地表的岩浆岩,与地层一样,均存在显著的沿NWW-SEE 向延伸的特征。该组构造属于昆中断裂的次级构造,以断裂和剪切带为主要构造形式,倾角普遍大于50°。牛苦头矿区整体位于昆仑山北缘,受到昆北断裂带的控制,由于昆北断裂带的出现,使得岩浆有了侵位的通道与空间,底部岩浆沿着NWW-SEE 向区域大断裂侵位上来并形成牛苦头矿区M1、M4 及M2 00 勘探线底部所见的岩体,就规模而言应该称之为大岩基,这一期侵位上来的岩体是不成矿岩体。

图7 牛苦头卫星遥感图像

3.2 成矿期构造

在区域大断裂活动的同时,牛苦头矿区区域内NE-SW向次级断裂开始发育,最为显著的NE-SW向构造就是大量NE-SW向冲沟,比如矿区内的四角羊沟和牛苦头沟。尤其是牛苦头沟西侧可见构造活动造成的拖拽构造进一步证实了这种NE-SW向构造的实际存在性(图8所示)。其次,在矿区高位水池((N36°58´7.34〞; E92°05´57.92〞)所在的小山坡,发育了一系列的规模宏大的NE-SW向节理和断层,而且走向稳定,在NE50°左右。在职工宿舍后山的地层中也发育着这一组NE-SW向节理和断层。再次,在M1磁异常区露天采坑的南壁(如图9所示),见到了矽卡岩的露头,这些矽卡岩的边界受到了NE-SW走向构造的控制,同样也是NE50°左右。这一断裂是控矿构造,第二期(印支期)的岩浆在该断裂形成之后沿着该次级断裂侵入,在此处冷却形成中细粒二长花岗岩,并造成强烈的蚀变矿化。同时侵位上来的岩浆沿着更小一级的小断裂向南向北侵入,最终演化形成花岗斑岩脉穿插于原来侵入形成的大岩基与上部的地层之中并造成了较弱的蚀变矿化与硅化。

图8

整个矿区除了NWW-SEE 向构造之外,以NE-SW 向构造最为发育如牛苦头沟断裂,四角羊沟断裂等,以及M1 和M4 之间一系列的断裂将岩石切割为大小不一的块体

图9 牛苦头M1 采坑南侧

3.3 成矿后构造

成矿后期NE-SW 次级断裂活动减弱,而区域性NWW-SEE向大断裂贯穿整个成矿期始终,之后活动依然强烈。尤其是新生代以来,随着喜马拉雅造山运动开始,青藏高原不断隆起,大量大规模的断裂褶皱控制矿区构造格架,这些断裂运动对矿体起到一定程度的冲击与破坏。

4 结论

牛苦头矿区整体位于昆仑山北缘,矿区内矿体受到昆北NWW 断裂和矿区内次级小断裂共同控制。矿区内成矿构造可分为三个时期:成矿前期。北NWW 断裂带控制,正是由于昆北NWW 断裂带的出现,使得岩浆有了侵位的通道与空间,底部岩浆沿着NWW-SEE 向区域大断裂侵入,形成M1、M4 以及M2 底部所见的大基岩,;成矿中期,在区域大断裂的基础上,牛苦头矿区次级NE 向断裂开始发育,岩浆沿此断裂侵位上来,与周围地层接触,发生蚀变与硅化,所以NE 向次级断裂是主要的成矿构造;成矿后期,次级断裂活动减弱,但区域性大断裂一直活跃,尤其是伴随着青藏高原的隆起上升,区域大断裂不断发育,对矿体造成一定破坏。

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