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摘 要:成矿规律的研究是矿产工作的前提,是为了让找矿工作的选区选点更具有目的性和针对性,是进行成矿预测的基础。麻扎—塔吐鲁沟一带位于区域西昆仑南部慕士塔格-阿克赛钦Fe-Cu-Au-Pb-Zn矿带,近年来找矿成果显著,找矿潜力巨大,区内已发现较多的矿点,因此对区内成矿规律研究及成矿进行预测尤为关键。
关键词:成矿规律;控矿因素;成矿预测;成矿远景区;找矿靶区
1 概述
该区位于西昆仑南部Fe-Cu-Au-Pb-Zn-白云母-宝玉石成矿亚带,慕士塔格-阿克赛钦Fe-Cu-Au-Pb-Zn矿带,是新疆重要的铁矿带,分布在赞坎—老并一带,以沉积变质型为主,已发现了老并、赞坎、乔普卡里莫、吉尔铁克沟及区内的岔河口等矿床,老并、岔河口具有大型远景;其次分布契列克其一带,主要为沉积型,如契列克其、黑黑孜占干等菱铁矿床,远景很好。区内成矿地质条件和地质背景区域特征基本一致,成矿远景极好。
2 成矿规律
该区依据矿产分布具有由北东向南西分带的特征,成矿作用明显受地层岩性、岩浆活动、区域构造和区域地球化学场制约。从发现的巳知矿(化)点空间分布来看,矿产分布与地层、岩浆岩、构造、地球化学等地质环境息息相关,反映出一定的成矿规律。
2.1 控矿因素分析
2.1.1 构造控矿特征
区内由四条大型断裂构造带,将地质体分为四个大的四级构造地质单元,各构造单元上都有独特的构造控矿特点。
从巳知发现的矿点及矿化呈分布部位来看,多分布于强烈的构造部位,区域性大断裂,为矿液的上升运程供了最佳的运动,也是含矿物质产生迁移的主要因素,几条大断裂即是控岩又是控矿构造,区内金矿(化)点,铜矿(化)点及多金属矿(化)点多分布于这几条大断裂带上,且与区域构造线方向一致,而次级断裂与主断裂交汇处为成矿的最佳定位场所。
区内发育不同级别,不同层次的断层构造,可分为顺层的韧性断层,为中深构造层次产物,形成较早,使有益元素初步富集,而次级断裂多为脆性断裂构造,形成较晚,对内生矿产形成起直接控制作用。晚期脆性断裂,即是容矿又是导矿构造,一方面对早期形成矿(化)体形成破坏,另一方面使成矿元素进一步活化、迁移、富集,再一次富集成矿,而矿(化)体的形态、规模、产状等,则无不严格受断裂构造、构造破碎带等构造因素控制。
穷托卡依-起泥斯特褶皱带(为F3、F87、F129断裂连线的北东部的区域)上的铁、金、银、锑、铜、铅、锌矿化,除沉积变质型外,大多沿断裂、次级断裂、节理、岩石裂隙面产出,矿化规模大小不一,宽度约几毫米到几米,一般规模较小,矿化连续性较差;也有少数铜矿化产出于沿断层发育的闪长岩脉中。本区发育该类型的有色汤沟金矿、和什各热地南铜矿化点等矿点。该带上的沉积变质型铁矿主要为塔什库尔干岩群和甜水海岩群中的层状、似层状的磁铁矿、菱铁矿,磁铁矿产于宽大的硅铁建造中。沉积变质型铁矿多发育在构造破碎带附近,经过后期沿构造发育的侵入岩体富集改造,矿体一般较厚,品位较高。
克打石沟上游单斜(为F3、F87、F129断裂连线到F2、F11连线的之间区域)主要以沉积变质型铁矿为主,矿体产于宽大的硅铁建造中,本区内的铁矿体多发育在构造破碎带附近,经过后期沿构造发育的侵入岩体富集改造,矿体一般较厚,品位较高。
苏里库哇提石炭纪-侏罗纪断陷盆地(F129断裂南东的区域)上的铁铜矿化,主要发育在于F129断裂带上,矿化受断层构造控制,矿体规模不大,品位较高。苏里库哇提东铜矿化点、苏里库哇提西菱铁矿化点发育在该断裂上。
作者简介:杨利锋(1987—),男,地质工程师,从事区域地质矿产勘查工作。
2.1.2 地层及岩性控制
层控型金属矿床是西昆仑金属成矿省产出的最重要的矿床类型之一。因此,地层和岩性对该类型矿床的控制十分明显,矿床主要沿着地层层序的某些特定层位产出,以特定的岩性为容矿主岩。
穷托卡依-起泥斯特褶皱带和克打石沟上游单斜上元古代的沉积变质型铁矿为一种特殊的具有很好找矿潜力的矿产类型。一般形成的铁矿化范围大,矿体集中,是一条新发现的极有找矿前景的成矿带,含矿岩系为硅铁建造,铁矿石构造主要为条带状、块状、浸染状。自下而上岩性为角闪片岩、含磁铁矿石英片岩、磁铁矿层、石英片岩、二云石英片岩等。铁矿体的产出受沉积环境、海底火山活动强度和海盆沉降速率、区域变质程度、后期构造叠加等多重因素控制。强烈的区域变质作用有利于铁质重新分配形成再富集,褶皱构造的轴部由于矿质流动有利于形成厚度巨大、品位特高的富铁矿体。本次工作在该区发现的沉积变质型铁矿有:岔河口铁矿、塔吐鲁沟北铁矿、塔吐鲁沟南铁矿、克打石沟铁矿、和什各热地西菱铁矿点、和什各热地西铁矿点、苦鲁特西铁矿化点。
2.1.3 岩浆控制
岩浆对成矿的控制作用主要表现在中酸性岩浆热液活动形成了热液型铁、铜、金矿床,矿床的产出与中酸性侵入岩体紧密共生。与成矿有关的中酸性侵入岩以中寒武世、早奥陶世中酸性岩为主,并且金矿化的产出同时受断裂构造控制。
区内岩浆活动始于早古生代中寒武世,早奥陶世、中新世有不同程度的发育,中寒武世中酸性侵入岩以石英二长闪长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩演化,早奥陶世中酸性侵入岩以闪长岩-石英闪长岩-石英二长闪长岩-花岗闪长岩演化,中新世酸性侵入岩以似斑状二云母二长花岗岩-二长花岗岩-钾长花岗岩演化。岩浆活动决定了成矿物质的运移和成矿元素再分配,也一定程度上决定了成矿作用的矿化类型和分布特征,区内分布的各个时期的不同类型的侵入岩对区内与岩浆活动相关的成矿作用具有重要控制的意义。而不同的岩浆作用决定了不同的成矿作用,与铁铜有关的主要是酸性、中酸性、中性、基性的侵入岩。
2.1.4 地球化学场控矿
每一个构造单元内都有独特的地球化学场。克打石沟上游单斜上分布着较强的与岩浆活动有关的Fe、W、Sn、Mo、Co、Au、Ni等铁族元素异常发育,在长城系甜水海岩群中发现的沉积变质型铁矿显示出在该陆块上有较好的铁矿成矿条件。穷托卡依-起泥斯特褶皱带上分布着较强的与岩浆活动有关的W、Sn、Au、Pb、Zn、Cu、Ag化探异常,已发现的铜、铅、锌、金、锑、银矿化与化探异常吻合较好。
2.1.5 岩相古地理环境的控矿
区内不同的岩相古地理环境有明显不同的成矿特点,岩相古地理环境对部分矿产地的形成起着至关重要的作用。塔什库尔干岩群和甜水海岩群中沉积变质型铁矿形成于有强烈中酸性侵入岩的海盆环境,很可能代表了一次宇宙事件;硅铁建造中下部为富铁的中酸性岩浆岩,上部为含铁的石英(片)岩,铁矿层的形成受制于岩浆活动旋回,硅铁建造中一般有2~3层铁矿。
2.2 成矿规律
对区内控矿因素分析,结合已发现的矿点、矿化点及各类异常产出的分布特征,总结区内金属矿产成矿规律如下:
1、区内金属矿产的生成及分布规律首先受大地构造环境限制。板块构造的演化历史及相对运动方式控制了金属矿产的形成及时空分布。岔河口-伊力克前寒武纪地块穷托卡依-起泥斯特褶皱带上,易形成W、Sn、Au、Pb、Zn、Cu、Ag等矿产。
2、各种构造是重要的成矿控制因素。一级断裂构造即控制了地质体的分布与展布,也决定了金属矿产的分带性。次级及更次级的断裂直接控制着矿床及矿体的产出方式及形态。断裂构造的属性也决定了不同的矿产成因类型。区内内已发现的各种矿(化)点、矿化构造破碎带多与次级断裂有相关性。
3、岩浆活动是区内金属矿产生成的内在直接因素,一方面从地壳深部带出成矿物质,另一方面也激发和活化围岩中的各种成矿元素。Cu、Zn等成矿元素在早期岩浆活动中丰度较高,而Au、W、Sn等成矿元素与晚期岩浆活动相关性较好。不同的侵入岩化学属性与成矿作用有一定的成矿专属性。与中酸性侵入岩相关则利于形成金、钨、锡、铜、铅、锌、银等矿产。
4、分析区内金属矿产的分布及各地质单元微量元素特征,显示区内矿化具有一定的层控性特征。在古生代地层-岩石区中铜、金等矿化明显,而前寒武纪地层中则以稀土、稀有元素富集为特征。
5、金属矿产的成矿时代与区内构造-岩浆岩活动和演化密切相关。主成矿期应为加里东期,引发了一系列的构造变动,产生了不同强度和级别的韧-脆性断裂构造,在各构造界面及旁侧形成了韧性剪切带及构造破碎带。形成与岩浆活动有关的铜、金等矿化,已发现一些热液型铜、金矿(化)点,并利于铅、锌、银等矿产的形成。
6、区内的主要找矿标志有矿化露头,各种矿化破碎带、地球化学异常等。
3 成矿预测
3.1 成矿远景区特征
根据对区内巳发现的各类矿产的分布规律,成矿地质特征,控矿因素,及各类化探分布与矿(化)点的套合情况,将区内成矿远景区划分为三个级别,圈出一个I级成矿远景区,两个II级成矿远景区,四个III级成矿远景区(图1)
1、岔河口—塔吐鲁沟铁、金多金属成矿远景区(Ⅰ1):位于区内西部岔河口北西—塔吐鲁沟一带,远景区有较好的铁矿找矿潜力,尤其在塔什库尔干岩群三段和甜水海岩群三段硅铁建造和变质霏细岩中,区内包含了大量的中酸性岩体与地层的内外接触带,区内构造活动强烈,且具有多期活动的特点,远景区北西部以Au、W、Mo、Co元素为主的异常主要为岩体侵入及断裂活动发生的热接触和热液活动相关。远景区南西部以Cu、Au、Ag、Cr、Ni元素为主异常主要为沿着构造薄弱面侵入的基性岩脉和岩体侵入及断裂活动发生的热接触和热液活动相关。因此该区主要为沉积变质型铁矿和与酸性火山岩有关的变质型铁矿的找矿远景区,其次还为基性岩脉热液型铜矿、破碎蚀变岩型金矿、构造热液及岩浆侵入热接触形成的银、钴、铬、镍、钨、钼的多金属成矿远景区。
2、色汤沟铁、金多金属成矿远景区(II1):位于托库孜布拉克南—色汤沟一带,远景区具有较好的铁、金矿找矿潜力,尤其是在大规模的断层破碎带及其附近和早奥陶世中性侵入岩内外接触带中,区内构造活动强烈,且具有多期活动的特点,远景区内Cu、Au、Ag、W元素异常主要与断裂活动发生的热液活动有关,Au、Mo、W元素异常主要与中性侵入岩与地层侵入接触热接触作用有关。因此该区主要为构造热液型菱铁矿、金矿的找矿远景区,其次还为岩浆热接触作用形成金、钨、钼矿的多金属找矿远景区。
3、临江沟—苏里库哇提铁、铜多金属成矿远景区(II2):位于中东部临江沟南—苏里库哇提一带。远景区具有较好的磁铁矿、菱铁矿找矿潜力,尤其是在甜水海岩群一段地层中,以沉积变质型为主;区内构造发育,沿着构造薄弱面侵入发育的中性岩脉发育,形成岩浆热液型铜矿的潜力较大;沿着构造薄弱面以岩浆热液活动存储的含铜、银菱铁矿脉很较发育,铜银矿找矿前景较好;该远景区位于中酸性侵入岩的内外接触带上,构造活动强烈,形成岩浆热接触和构造热液相互作用的铜、铅、锌、银矿产的前景很好,再加区内大量的、大规模的、强度较高的Cu、Pb、Zn、Ag元素的异常较好。因此该区为一个沉积变质型磁铁、菱铁矿、岩浆热液型铜矿、构造热液型铜、银矿以及与岩浆热接触和构造热液相互作用的铜、铅、锌、银矿产的多金属成矿远景区。
4、穷托卡依铁、稀有金属成矿远景区(Ⅲ1):位于穷托卡依一带。该远景区内出露地层主要为塔什库尔干岩群一段,该地层内发育大量的伟晶岩脉,大多呈北西—南东向的脉体多顺片麻理、片理贯入,且规模大、数量多;脉体边界不很规则,一般宽几米,长几米~几公里不等,整体评价伟晶岩脉稀有元素找矿前景较好。该远景区内还发现了穷托卡依菱铁矿化点、穷托卡依东菱铁矿化点,该地层中菱铁矿化在断裂、次级断裂、节理、岩石裂隙中普遍发育,矿化规模大小不一,几毫米到几米不等,长度几厘米到几十米不等,在穷托卡依菱铁矿化点、穷托卡依东菱铁矿化点处为矿化相对较好的部位。因此该区为一个构造热液型菱铁矿及与伟晶岩脉有关的稀有金属元素的找矿远景区。
5、阿克塔列克沟镍、铬、钨成矿远景区(Ⅲ2):位于阿克塔列克沟一带。该远景区内出露地层主要为塔什库尔干岩群一段,1∶5万水系沉积物测量在区内圈定了以W、Ni、Cr元素为主的综合异常,其中以Ni元素为特高值异常。该处及附近也没有基性、超基性岩发育,初步分析其为地下隐伏的岩浆所引起,因为在整个区内内该区变质变形程度最高,位于变质中心位置,发育大量的长英质伟晶岩脉,岩石中的锆石矿物发生了重熔、重结晶,综合分析该处存在隐伏岩浆热源。因此该区为与隐伏岩浆热源有关的镍、铬、钨的成矿远景区,主要重视深部找矿。
6、阿孜尕拉铁、钴多金属成矿远景区(Ⅲ3):位于区内北东部八仙尖以东—开营沟一带。远景区内出露地层主要为塔什库尔干岩群二段,区内大型的断裂主要为以逆冲平移为主的北西—南东向的断裂,次级断裂和小型断裂非常发育。区内发现矿点为其克阿孜尕拉沟菱铁矿化点,区内地层中菱铁矿化在断裂、次级断裂、节理、岩石裂隙中普遍发育,矿化规模大小不一,几毫米到几米不等,长度几厘米到几十米不等,在其克阿孜尕拉沟菱铁矿化点处为矿化相对较好的部位。该区为一个岩浆热液型铜矿、构造热液型菱铁矿及铅、锌、镍、钴的多金属找矿远景区。
7、吾鲁特不勒吕克铜、铅、锌、银多金属成矿远景区(Ⅲ4):位于区内北东部穹不勒吕克达坂东—起泥斯特一带。远景区内出露地层主要为塔什库尔干岩群二段、三段及甜水海岩群二段,区内分布有少量早奥陶世酸性侵入岩,区内大型的断裂主要为以逆冲平移为主的北西—南东向的断裂,次级断裂和小型断裂非常发育,还发育一规模较大的背向形,轴线方向呈北西—南东向。区内发现矿点为吾鲁特不勒吕克铜、银矿化点,矿化点发育在构造形成的岩石裂隙、节理、次级断裂中的菱铁矿脉中,呈团块、鸡窝状;1∶5万水系沉积物异常组合以Cu 、Pb、Zn、Ag元素为主,异常浓度分带及浓集中心明显,异常强度高,元素组合较好。异常主要与构造热液活动相关。因此该区为一个构造热液型铜、铅、锌、银多金属找矿远景区。
3.2 找矿靶区特征
在区内已划分的成矿远景区内选择成矿地质条件好,化探异常浓集区作为找矿靶区,共划分为7个找矿靶区。各找矿靶区均有较好的矿产地和具有扩大已知矿床规模的可能。
1、岔河口铁、钴找矿靶区(Ⅰ1-1):该靶区具有较好的铁、钴矿找矿潜力,尤其在塔什库尔干岩群三段和甜水海岩群三段中,区内包含了大量的中酸性岩体与地层的内外接触带,区内构造活动强烈,且具有多期活动的特点,异常以Au、W、Mo、Co元素为主,可能与岩体侵入及断裂活动发生的热接触和热液活动相关。该靶区主要为沉积变质型铁矿并伴生钴矿的找矿靶区。
2、塔吐鲁沟南铁、铜多金属找矿靶区(Ⅰ1-2):该靶区具有较好的铁、铜多金属矿找矿潜力,尤其在甜水海岩群三段的变质霏细岩层中寻找与酸性火山岩有关的变质型铁矿,该靶区内沿着构造薄弱面发育有基性岩脉,。因此该区主要为与酸性火山岩有关的变质型铁矿的找矿靶区,其次还为基性岩脉热液型铜矿、与岩浆热源相关的钴、镍矿的找矿靶区。
3、色汤沟铁、金多金属找矿靶区(II 1-1):该靶区具有较好的铁、金矿找矿潜力,尤其是在大规模的断层破碎带及其附近,区内构造活动强烈,且具有多期活动的特点,区内Cu、Au、Ag元素异常主要与断裂活动发生的热液活动有关。因此该区主要为构造热液型菱铁矿、金矿、铜、银矿的找矿靶区。
4、托库孜布拉克南铁、金找矿靶区(II 1-2):该靶区主要为铁、金矿找矿靶区,尤其是在大规模的断层破碎带及其附近和早奥陶世中性侵入岩内外接触带中。因此该区主要为构造热液型金矿和岩体“俘虏”元古代形成的沉积变质型铁矿找矿靶区。
5、克打石沟铁多金属找矿靶区(II 2-1):该靶区具有较好的菱铁矿矿找矿潜力,尤其是在甜水海岩群一段地层中,以沉积变质型为主;区内构造发育,位于中酸性侵入岩的内外接触带上,构造活动强烈,形成岩浆热接触和构造热液相互作用的铜、铅、锌、银矿产的前景很好,再加区内Cu、Pb、Zn、Ag元素的异常较好。因此该区为一个沉积变质型菱铁矿、岩浆热接触和构造热液相互作用的铜、铅、锌、银矿产的多金属找矿靶区。
6、和什各热地西铁多金属找矿靶区(II 2-2):该靶区具有较好的磁铁矿、菱铁矿矿找矿潜力,尤其是在甜水海岩群一段地层中,以沉积变质型为主;该靶区位于中酸性侵入岩的内外接触带上,构造活动强烈,形成岩浆热接触和构造热液相互作用的铜、铅、锌、银矿产的前景很好,再加区内大量的、大规模的、强度较高的Cu、Pb、Zn、Ag元素的异常较好。因此该区为一个沉积变质型磁铁、菱铁矿、岩浆热接触和构造热液相互作用的铜、铅、锌、银矿产的多金属找矿靶区。
7、苦鲁特西铁、铜银多金属找矿靶区(II 2-3):该靶区具有较好的铁矿找矿潜力,尤其是在甜水海岩群一段地层中,以沉积变质型为主;沿着构造薄弱面以岩浆热液活动存储的含铜、银菱铁矿脉很较发育,铜银矿找矿前景较好;该靶区位于中酸性侵入岩的内外接触带上,构造活动强烈,形成岩浆热接触和构造热液相互作用的铜、铅、锌、银矿产的前景很好,再加区内大量的、大规模的、强度较高的Cu、Pb、Zn、Ag元素的异常较好。因此该区为一个沉积变质型铁矿、构造热液、岩浆热接触和构造热液相互作用的铜、铅、锌、银矿产的多金属找矿靶区。
参考文献:
【1】匡爱兵、王云、刘兵、张银洲,“新疆叶城县麻扎—塔什库尔干县塔吐鲁沟一带1︰5万区域地质矿产调查”项目成果报告,四川省核工业地质调查院,2013年。
【2】刘振涛等,“新疆维吾尔自治区地质矿产潜力评价”项目成果,新疆维吾尔自治区地质矿产研究所,2012年。
作者简介:杨利锋(1987—),男,地质工程师,从事区域地质矿产勘查工作。