青海北祁连西段岩金矿成矿地质条件及找矿方向

2021-12-03刘永强纳海艳薛长军袁克全

矿产勘查 2021年9期

刘永强，纳海艳，薛长军，袁克全

（青海省有色第二地质勘查院，青海西宁 810007）

0 引言

研究区地处北祁连西段青海境内，西起陇孔大阪，东至玉石沟（98°26′～99°26′，38°33′～39°00′），属托赖山-达坂山加里东期铜、金、铅、锌、铁、铬、石棉、玉石（铂族、银、钴、汞）成矿亚带西段。成矿带整体勘查程度较高，前人对带上发现的金矿成矿地质背景、具体矿床特征及成因进行了较为系统的研究，尤其对甘肃境内发现的寒山、鹰嘴山、牛毛泉东等大、中型金矿床，认为金矿受断裂构造控制，与剪切带密切相关（叶得金等，2003；吴鸿梅等，2008；刘彦兵等，2011），下奥陶统阴沟群火山岩组是主要的含矿地层（李金春，1999；陈耀宇和李永琴，2005；彭璇等，2012），基性—超基性岩岩浆活动对金矿富集有利（李金铭等，1991；彭璇等，2012）。青海境内以往工作发现陇孔、黑刺沟、热水沟西、陇孔东岔、小南沟、沙塘沟等金矿（床）点，发现的金矿规模均为小型金矿。近年来，陇孔金矿深部发现高品位金矿体。本文在全面系统研究分析成矿带上金矿与地层、构造及基性—超基性岩关系的基础上，根据研究区地质背景、地球化学特征及已有成矿事实，认为研究区陇孔—玉石沟地段金矿成矿地质条件优越、地球化学背景良好，具有发现中小型金矿的条件，为区内下步金矿找矿工作提供了具体的思路及方向。

1 区域地质概况

研究区主要位于青海省祁连县境内，大地构造位置属北祁连早古生代造山带西段之西端，主要形成于寒武纪末—早奥陶世洋脊-洋岛火山作用下（夏林圻等，1997；张招崇等，1997），位于NEE向古阿尔金区域断裂南侧的次级断裂中（图1）。

图1 北祁连西段地质构造略图（据夏林圻等，1999）

区域出露地层有：零星分布于阿尔金断裂北侧的前震旦纪变质岩系，广泛分布于该断裂以南弱变质的早古生代中基性海相火山-沉积变质岩系，以及沿其分布的未变质的石炭纪—二叠纪陆相碳酸盐-碎屑岩系。

区域侵入岩极发育，沿北东东向阿尔金断裂、北西向北祁连北、南缘断裂及古火山构造侵入，岩石类型从酸性—超基性均有分布，具有蛇绿混杂岩发育的特征。

2 研究区地质

2.1 地层

研究区出露地层为早元古代托赖岩群（Pt1t），下奥陶统阴沟群（O1y），中二叠统窑沟群（P2yg）、石炭系臭牛沟组（Cc）、侏罗系（J）及白垩系（K）不同程度发育。下奥陶统阴沟群（O1y）是主要的含矿层位，分为火山岩组、碎屑岩组和碳酸盐岩组。

火山岩组（O1y1）：灰绿色蚀变玄武岩、枕状玄武岩为主，夹灰—灰绿色岩屑晶屑含角砾凝灰岩，基性火山角砾熔岩，含火山角砾沉凝灰岩，岩石具较强的糜棱岩化，该层内韧性—脆韧性剪切带发育，是金矿的主要赋矿层位。

碎屑岩组（O1y2）：灰—深灰色、灰紫色薄—中层状泥钙质板岩为主，夹有灰色薄—中层状石英细砂岩、硅质岩、灰—灰白色薄—中层状结晶灰岩、白云质灰岩，局部夹有少量灰绿色蚀变安山岩，岩石有糜棱岩化现象，为铁矿的赋矿层位。

碳酸盐岩组（O1y3）：以灰白色厚—巨厚层状白云质灰岩、含燧石条带、团块白云质灰岩为主，夹灰白色厚—巨厚层状生物碎屑灰岩，局部地段夹少量灰—深灰色薄—中层状泥钙质粉砂岩。

2.2 构造

研究区位于走廊南山成矿亚带以南，中祁连以北的托赖山成矿亚带，深大断裂发育，次一级断裂以北西向为主；褶皱构造以托勒山复向斜为主，次一级小褶皱发育，对区内地层的发育及岩浆和成矿活动起着显著的控制作用。

研究区内的陇孔达坂—热水达坂断裂带为区域性石板沟南山北—陇孔达坂断裂带的东南延伸部分，断裂发育于阴沟群之中，沿断裂有宽约50～80 m的强烈挤压破碎带，两侧岩层产状相反，拖曳褶皱发育，见碎裂岩及断层角砾岩、糜棱岩等，具有明显的韧性—脆韧性剪切带特征，沿断裂带多分布有超基性岩。

断裂带有以下特点：①北西向断裂带规模大，断裂带中不同性质的构造岩（碎裂岩及断层角砾岩、糜棱岩等）并存；②地层、超基性岩带均沿北西向断裂带展布，具强烈碎裂岩化，多形成构造角砾岩、糜棱岩；③中酸性岩体严格受北西向断裂带控制。

由此可以认为，该组断裂形成时间早，在早奥陶世火山喷发（溢）及超基性岩侵位之前就开始活动；加里东期后，该组断裂多次复活，且活动性质多变。它既控制加里东早期的火山沉积活动和超基性岩侵位，又控制加里东期后的沉积盆地和中酸性岩浆的侵入活动；与金矿有关的韧性—脆韧性剪切带多受该组断裂控制。

2.3 岩浆岩

岩浆活动强烈，自深成至浅成的酸性到基性、超基性岩均有发育，构成托赖山侵入岩带，与北祁连岩浆活动同步，在北祁连岩浆入侵带之中，以加里东期为主。加里东期是祁连山地区地质构造发展活跃时间，产生区域性的拉张、裂陷形成裂谷、大洋盆地或弧后扩张盆地，给基性、超基性岩浆上涌创造了条件，并在岛弧带形成较发育的海相火山岩。该期次形成的基性、超基性岩与下奥陶统阴沟群火山岩组（O1y1）内基性火山岩共同组成了研究区内蛇绿混杂岩带。

2.4 地球化学特征

在成矿带上区域地球化学异常对金矿找矿具有很好的指导作用（王随中和党宽太，2004），区域地球化学Au异常显示该地区是重要的金矿找矿地段。区内1∶20万地球化学测量圈出Au异常4处（图2）。异常主要沿着下奥陶统阴沟群火山岩组（O1y1）呈北西向带状分布，局部地层内基性—超基性岩不同程度的发育。

图2 北祁连西段研究区综合地质简图（据青海省有色地质矿产勘查局.2016①修编，2016）

3 金矿床（点）特征

3.1 含矿建造特征

研究区内共发现岩金矿床（点）7处，集中分布于早奥陶世基性火山岩与加里东期基性—超基性岩组成的蛇绿混杂岩带内，金矿床（点）分布受下奥陶统阴沟群火山岩组及NW—NWW向断裂构造控制作用明显。带内发现的矿体多呈透镜状，含矿岩性为具构造活动的凝灰岩系列，矿物、蚀变均为中低温热液矿物。矿床成因类型为与构造破碎带密切相关的中低温热液型矿。

3.2 典型矿床特征

3.2.1 陇孔金矿床

陇孔金矿主要沿狭长北西向展布的下奥陶统阴沟群火山岩组分布；矿体严格受区域主干断裂派生的北西、近南北向断裂构造控制；矿区内基性—超基性岩极为发育。金矿在基性—超基性岩带及其围岩接触的韧性—脆韧性断裂带构造蚀变岩带内产出特征明显，且在多期构造交叉部位、韧性剪切带发育地段易成矿。

含矿带长约12 km，宽1～1.5 km，圈出金矿体40条（图3），矿体长65～200 m，厚0.89～3.14 m，品位1.09 g/t～4.05 g/t，矿体多北西向展布，倾角近直立。通过不同中段平面对比，金矿品位由地表到地下，呈现出由低变高的趋势，深部矿体最高品位73.60 g/t。矿石岩性为构造角砾岩，碎裂岩化、硅化、黄铁矿化、碳酸盐化较强，并见有石英细脉呈网状穿插（郑振华等，2005；窦全成，2006）。

图3 陇孔金矿区地质简图（据郑振华等，2005）

3.2.2 黑刺沟金矿床

黑刺沟金矿与陇孔金矿相邻，矿区地质背景及控矿特征基本与陇孔金矿一致。圈定8条含矿带，13条金矿体（图4），矿体长40～220 m，厚0.95～3.89 m，品位1.0 g/t～7.08 g/t，最高10.6 g/t，矿体倾向215°，倾角65～88°。矿石岩性为构造角砾岩，以石英（脉）角砾和玄武安山质凝灰岩角砾为主，岩石致密坚硬，硅化强烈，见有不均匀他形—半自形粒状黄铁矿（安仰生等，2019）。

图4 黑刺沟金矿区地质简图（据安仰生等，2019）

4 成矿地质条件分析

从研究区地质特征结合已有典型金矿成矿特征看，研究区具有形成大型金矿的成矿地质条件。

4.1 研究区所处的大地构造背景，对形成中大型金矿十分有利

不同的大地构造环境下发生不同的成矿作用，从而形成不同的矿化类型，这种对应套合关系十分清楚。通过对祁连山大地构造演化特征的分析研究认为，祁连山铁、铜、铅、锌、金等矿产资源成矿作用主要发生在晚奥陶世之前，与大地构造演化中的拉张构造背景和挤压构造背景的发生、发展关系极为密切（据青海省地质调查院，2005②）。

中晚奥陶世演化形成成熟大洋盆地，形成完整的具沟弧盆体系的板块构造体制中晚奥陶世－志留纪俯冲碰撞造山，在混杂带中形成造山型构造蚀变岩型金矿，如龙孔金矿、黑刺沟金矿。研究区主要处于北祁连俯冲杂岩带，是弧后盆地形成过程中次级俯冲作用的产物，成矿带上俯冲杂岩带内的超基性岩块中形成的寒山金矿就位于该背景中（夏林圻等，2001）。

4.2 研究区下奥陶统阴沟群火山岩组，为形成大型金矿提供了十分丰富的金矿源成矿条件

从目前发现的金矿床（点）看，该地层是区内金矿的主要含矿地层（李金春，1999；陈耀宇和李永琴，2005；彭璇等，2012）。根据其岩石地球化学金元素丰度高的特征及前人研究成果（窦全成，2006），基本确定阴沟群火山岩组内大量的玄武岩、凝灰岩是金的主要矿源体。陇孔、黑刺沟金矿床凝灰岩中普遍有大量微细粒黄铁矿分布，同时硅化、碳酸盐化蚀变也很强烈，它们在空间上的分布特征就是小透镜状、团块状、网状的。该套地层在研究区内长约67 km，宽约8 km，为形成大型金矿床提供了物质基础。

4.3 区域深大断裂配套发育的次级构造、韧性剪切带为本区金矿的形成，提供了十分有利的构造条件

目前研究区及甘肃境内发现的金矿床点已有研究成果显示（毛景文等，1999，毛景文等，2003；杨建国等，2003；樊新祥等，2019），金矿控矿构造为区域大断裂及其次级断裂裂隙系统，成矿工作受碰撞造山期系统控制，尤其是叠加于韧性-脆性剪切裂隙控制，韧性—脆性剪切带为成矿流体对流循环提供了良好的通道，脆性剪切裂隙为成矿热流体充填交代，以及降温、减压和矿石沉淀提供了条件。矿体的富集与韧性-脆性剪切带发育程度呈正相关（李生栋等，2020）。

祁连造山带不同层次的韧性剪切构造非常发育，对成矿的控制作用主要表现为两方面（毛景文等，2000）：①对造山型金矿起着重要的控制作用，韧性剪切作用，使变质中低温热液（广义的）中金显示其地球化学行为的活泼性，造成金元素的重新迁移与富集，形成韧性、脆韧性剪切带、强片理化带等强构造蚀变带的扩容作用为成矿元素金的迁移、矿液的富集、金矿的形成提供了良好的构造环境。陇孔、黑刺沟金矿的控矿构造是一致的，均受控于造山作用所形成的韧性、韧脆性剪切带。金矿化地段一般脆性断裂和韧脆性构造发育，呈北西（西）—南东（东）向展布，与区域构造基本一致。金矿（化）体一般产于基性、超基性岩体与地层接触部位及其附近围岩中发育的构造破碎蚀变带内。构造活动次数越多，强度越高，构造破碎带越发育，金矿体规模相对越大，品位越高。②对先期形成的矿床的叠加改造比较明显，如使矿体在走向及倾向延伸上成为挤压透镜体状，同时也有后期构造－热液脉型矿化的叠加富集。

（4）研究区蛇绿混杂岩带内侵入的大量基性-超基性岩对成矿形成高品位矿体有利。

以往大部分研究成果认为岩浆岩在金矿成矿作用中仅起到对岩组矿源体内金元素活化富集的作用，但从目前区内已有的矿床（点）特征看，区内基性—超基性岩浆岩沿着深大断裂过程中不仅提供热源，本身也是金矿成矿的另外一种矿源体，区内对于基性-超基性岩的研究成果及与金矿成因联系（李金铭等，1991；田生玉和宋湘玲，2001；付耀忠等，2010），也进一步证实了其在金矿成矿中的巨大作用。由玉石沟—陇孔分布着大量规模不一的基性、超基性岩脉（体）（董必谦和邱凤岐，1982），成矿带上部分金矿（床）点就产于基性—超基性岩中或其边部剪切带中。