许骏 邓小华 祝新友
摘 要:祁漫塔格成矿带位于青藏高原北部,矿床类型复杂,成矿元素丰富,主要以元古代地层富集大量成矿物质及后期岩浆热液成矿为特征。矿床类型有云英岩型和石英脉型、矽卡岩型、斑岩型、沉积-改造型、岩浆熔离-贯入型矿床,主要金属元素为Fe,Cu,Pb,Zn,Mo,W,Sn,Au,Ni,REE等。该区矿床主要集中在晚志留—早泥盆世及中—晚三叠世时期。晚志留—早泥盆世与中酸性侵入岩有关的矿床发育于祁漫塔格西部伸展构造背景之下,成矿流体以岩浆流体为主,受少量大气降水影响,成矿物质来源于上地壳。东部局部洋壳熔离,在夏日哈木形成幔源特征的岩浆深部熔离-贯入型铜镍矿床。中—晚三叠世与中酸性侵入岩相关的矿床分布于白干湖断裂以东,主要形成于俯冲造山晚期到碰撞-后碰撞造山活动张性背景下,成矿流体来源复杂,岩浆和围岩具重要贡献,成矿物质普遍来自上地壳。
关键词:东昆仑;祁漫塔格;多金属矿床;时空分布;地球动力学背景
祁漫塔格地区位于青藏高原北部,柴达木盆地西南缘,横跨青海、新疆2省,总体呈西宽东窄的楔形,NW向延伸展布。该区分布有二十余处大中型金属矿床,矿床类型多样,成矿元素丰富,构成了东昆仑最重要成矿带。祁漫塔格地区成矿作用主要集中在晚志留—早泥盆世和中—晚三叠世,2个成矿期矿床地质特征显示出一定差异和规律。以白干湖断裂为界,西部以晚志留—早泥盆世钨锡热液型矿床为主,东部以三叠纪多金属岩浆-热液矿床占主导地位。东部发育的夏日哈木铜镍矿床、喀雅克登钨锡钼多金属矿点为伸展背景下产物。因此,以往认为祁漫塔格古生代矿床仅局限于白干湖断裂以西的找矿思路有待调整。基于此,本文对祁漫塔格两个主要成矿期成矿地质背景、矿床类型、矿床特征、时空分布规律进行总结,并对祁漫塔格地区成矿流体、物质来源、地球动力学背景进行讨论。
1 成矿地质背景
昆仑造山带为中央造山带重要组成部分,被左旋阿尔金断裂切割成东昆仑与西昆仑两部分。东昆仑造山带以其曼于特结合带(昆北断裂带)和昆中断裂带为界,自北向南分为北昆仑早古生代岩浆弧带、中昆仑微陆块(早古生代复合岩浆弧带)及南昆仑早古生代增生楔杂岩带(古洋盆)[1-2]。祁漫塔格地区处于东昆仑造山带中间隆起带(图1),西端被阿尔金断裂斜截,向东至乌兰乌珠尔楔入柴达木地块之中,北与柴达木地块相接,南以昆中断裂为界。白干湖断裂将其分为东、西两部分。区内地层出露较齐全,以古生代和中生代地层为主,与成矿关系密切的地层有金水口群、狼牙山群、滩间山群、缔敖苏组、大干沟组。区内构造活动显著,白干湖断裂带以西主要为NE向断裂,为该区导矿、容矿构造;以东主要为NW向、NWW-EW向断裂,次为NE向断裂,NW向次级断裂为该区主要控岩、控矿构造。区内岩浆活动强烈,具活动时间长、多旋回性。晚志留—早泥盆世和中晚三叠世岩浆活动对该地区成矿具重要意义(表1)。
2 主要金属矿床类型及地质特征
祁漫塔格地区目前已发现铁、铜、铅、锌、钨、锡、钼、金、银、镍、稀有金属等二十多个具一定规模的矿床,一百多处矿化点,以岩浆热液型钨锡矿、矽卡岩型铁铜铅锌多金属矿、热水喷流沉积-热液叠生改造型矿床和斑岩型铜铅锌矿床为主。目前仅在夏日哈木发现超大型岩浆深部熔离-贯入型铜镍矿床。还有少量沉积型矿床(点)、与碱性花岗有关的REE矿床(点)、构造蚀变岩型矿床(点)等。
2.1 岩浆热液型钨锡矿床
岩浆热液型钨锡矿床主要发育在白干湖断裂以西,沿白干湖断裂由北到南分布有柯克卡尔德、白干湖、巴什尔希等矿床,成矿多集中在晚志留—早泥盆世(表1)。钨锡矿化常产出于岩体与金水口群大理岩接触带、岩体顶部接触带内侧、岩体顶部外接触带,形成矽卡岩型、云英岩型、石英脉型钨锡矿。石英脉型矿体常叠加于矽卡岩型和云英岩型矿体之上。矽卡岩型矿石矿物主要为白钨矿,呈自形-半自形-他形粒状结构及交代、残余结构,浸染状构造;云英岩型矿体矿石矿物主要为黑钨矿、白钨矿等,呈变余花岗结构,交代溶蚀和残余结构,细网脉浸染状构造;石英脉型矿石矿物以黑钨矿、锡石为主,少量白钨矿,呈他形粒状和镶嵌结构,浸染状、细网脉狀、角砾状构造。矿区围岩蚀变主要为矽卡岩化、云英岩化(包括钠长石化、电气石化和萤石化)、硅化,局部碳酸盐化。
2.2 岩浆深部熔离-贯入型铜镍矿床
夏日哈木位于中昆仑早古生代复合岩浆弧带,发育东昆仑首个超大型低铜贫铂族元素岩浆硫化镍矿床,成矿时代为晚志留—早泥盆世(表1)。这类矿体产于一套超基性杂岩体中,矿体主要赋存在橄榄岩相、辉石岩相和苏长岩相中,呈透镜状、厚大似层状、少量漏斗状产出。矿石矿物主要为磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铜矿等,呈自形-半自形粒状结构、交代结构、乳滴状结构等,发育海绵陨铁状构造、浸染状构造、斑杂状构造、角砾状构造、块状构造。该矿床橄榄石、斜方辉石大多蛇纹石化、滑石化,辉石遭次闪石化。
2.3 矽卡岩型铁铜铅锌多金属矿床
矽卡岩型铁铜铅锌多金属矿床为祁漫塔格最重要矿床类型,主要发育在白干湖断裂以东。包括尕林格、维宝、虎头崖等。成矿时代主要集中在晚三叠世,少量为中三叠世(表1)。以尕林格铁多金属矿床为例,该矿床矿体呈透镜状、层状、似层状,产于侵入体外接触带滩间山群的矽卡岩和蛇纹石交代岩中,受外接触带围岩的层间断裂构造控制。该类矿床矿石矿物主要有磁铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、辉钼矿,呈自形-半自形-他形粒状结构、交代残余结构、变晶结构,浸染状、块状、斑杂状构造。区内主要发育蛇纹石化、绿泥石化、钾长石化、绢云母化、碳酸盐化、绿帘石化、透闪石化、滑石化、高岭土化等。
2.4 斑岩型铜锡铅锌矿床
斑岩型铜锡铅锌矿床主要为中晚三叠世,乌兰乌珠尔和卡尔却卡A区较典型,鸭子沟、克停哈儿也发现斑岩矿化点。以乌兰乌珠尔为例,矿体主要产于晚三叠世硅化花岗岩、碎裂状花岗岩、绢云母化似斑状二长花岗岩、绢云母化二长花岗岩内。矿体多呈似层状,个别呈透镜状,多沿NW向展布。矿石矿物主要为黄铜矿、黑钨矿、锡石、斑铜矿、辉铜矿等,矿石以半自形-他形粒状、交代结构,浸染状、细条状构造为主。矿床围岩蚀变为钾化、绢英岩化和青磐岩化等,钾化多被绢英岩化蚀变叠加,二者无明显界线。
2.5 热水喷流沉积-热液叠生改造型铁钴多金属矿床
该矿床以肯德可克铁钴多金属矿床最具代表性,矿床位于祁漫塔格东部昆北构造带南缘,以早古生代热水喷流沉积为基础,晚三叠世被热液叠加改造。矿体连续性差,多为透镜状。矿石矿物有磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、自然金、硫钴矿、钴华等。矿石常见他形-半自形-自形粒状变晶结构、交代结构、碎裂结构等,浸染状、团块状、不规则脉状构造。围岩蚀变有与钴铋金矿化关系密切的绿帘石化;与铁锌矿化关系密切的矽卡岩化、碳酸盐化;与金矿化关系密切的硅化、绿泥石化、绢云母化;与铂矿化关系密切的绿帘石化、矽卡岩化。
3 区域成矿规律及地球动力背景
3.1 时空分布规律
祁漫塔格地区存在两个主要成矿期:晚志留—早泥盆世和中—晚三叠世(表1)。成矿作用主要集中在北昆仑早古生代岩浆弧带,少量分布于中昆仑早古生代复合岩浆弧带。晚志留—早泥盆世时期,矿床以岩浆热液型钨锡矿床和岩浆深部熔离-贯入型铜镍矿为主。前者主要分布于白干湖断裂以西,北昆仑早古生代岩浆弧带中,如白干湖、柯克卡尔德、巴什尔希等;后者分布于东部中昆仑早古生代岩浆弧带北缘,如夏日哈木。中—晚三叠世,成矿作用主要集中在东部,矽卡岩型、斑岩型、热水喷流沉积-热液叠加改造型矿床多在这个时期形成,并于晚三叠世(235~201 Ma)的北昆仑早古生代岩浆弧带中达到高峰,如卡尔却卡、尕林格、乌兰乌珠尔、肯德可克等。
3.2 成矿流体来源
祁漫塔格西部矿床包裹体均一温度显示主成矿期为中高温,成矿后期为中-低温。流体包裹体普遍为中低盐度,结合H-O同位素,说明成矿流体来源于岩浆热液流体,后期有大气降水参与。东部矽卡岩、斑岩型矿床H-O同位素組成较复杂,来源不一,矿床包裹体普遍为早期高温、高盐度、高密度的岩浆热液,随大气降水等低盐度流体的加入,均一温度、盐度、密度不断降低(图2,表2)。
3.3 成矿物质来源
晚志留—早泥盆世,西部W,Sn浓集克拉克值高的金水口群大面积分布[47],二长花岗岩重熔时间(T2DM=1 188~1 390 Ma)和金水口群形成时间相近[3],导致重熔程度较高,提高了岩体W,Sn元素丰度。结合铅、锶、钕同位素特征,西部钨锡矿床成矿物质多源自上地壳(图3-a),且与造山过程中地幔底侵重熔古老长英质地壳形成的二长花岗岩密切相关(图4-a)。东部夏日哈木铜镍矿为富集地幔来源,具陆壳物质的同化混染(图3-a,4-a);中晚三叠世,古元古代碳酸盐岩地层为该地区多金属矿床提供了丰富物质基础。热液矿床铅同位素显示出不同储层混合特征(图3-b)。同时,εNd(t)<0,值变化较小,ISr>0.705,值变化较大(图4-b),符合大陆壳Sr同位素成分变化大特点,暗示成矿物质主要来源于上地壳。
3.4 构造背景
祁漫塔格构造-岩浆演化经历了前寒武纪古陆形成→早古生代裂陷槽与加里东期褶皱造山作用→晚古生代的陆缘海和海西-印支期造山运动及强烈的构造岩浆成矿作用→中新生代陆内断块盆山运动等4个构造旋回[22,52]。与成矿密切联系的是加里东运动晚期和印支期构造旋回(图5)。
加里东时期,原特提斯洋向北俯冲,随着俯冲作用加剧,东昆仑地区在奥陶纪—早志留世一直处于挤压造山构造背景,形成一系列具岛弧和活动大陆边缘性质的岩浆岩[22,52]。到430 Ma,随着原特提斯洋的闭合[22,52],祁漫塔格地区由同碰撞挤压体制转为碰撞拼贴后的伸展体制,形成白干湖矿田、夏日哈木、喀雅克登等矿床(点)。至中泥盆世,逐步过渡为板内环境(图6-a)。随着早石炭世布青山-阿尼玛卿洋的打开及向北俯冲,与其有关的岩浆活动一直持续到早三叠世[59]。古特提斯洋盆向北俯冲,至中三叠世(247 ~235 Ma)形成一系列活动大陆边缘型火成岩。中三叠世后,进入后造山构造阶段,岩浆在上侵过程中与该地区含矿元素丰富的围岩进行物质交换(图4-b),成矿作用达到高峰。晚三叠中期后,花岗岩逐渐过渡为板内花岗岩(图6-b),祁漫塔格晚古生—早中生代大规模成矿作用结束。
4 结论
(1) 祁漫塔格地区岩浆活动强烈,构造旋回多期次,地层金属元素背景值高,成矿条件优越,成矿元素丰富,类型复杂多样,以多期次热液叠加为典型特征。主要金属元素有Fe,Cu,Pb,Zn,Mo,W,Sn,Au,Ni,REE等,矿床类型有岩浆热液型钨锡矿床、岩浆深部熔离-贯入型铜镍矿床、矽卡岩型铁铜铅锌多金属矿床、斑岩型铜铅锌矿床、热水喷流沉积-热液叠生改造型铁多金属矿床。
(2) 晚志留—早泥盆世(430~386 Ma)和中—晚三叠世(237~201 Ma)为该地区最重要的2个成矿时期。前者在西部形成岩浆热液型钨锡矿为代表的矿床,在东部岩浆深部熔离-贯入型铜镍矿床,后者集中在东部,以矽卡岩-斑岩型矿床为主。成矿作用主要集中在北昆仑早古生代岩浆弧带,少量分布于中昆仑早古生代复合岩浆弧带。
(3) 区内矿床普遍产于碰撞-后碰撞造山活动的伸展环境下,除夏日哈木具幔源特征外,其他热液矿床物质来源均以壳源为主。晚志留—早泥盆世矿床成矿流体主要来自中低盐度岩浆流体;中—晚三叠世矿床流体来源复杂,以高温高盐度高密度岩浆流体和含碳酸盐地层来源为主。
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Abstract: The Qimantage metallogenic belt is located in the north of Tibetan Plateau. The deposit types are complex and the metallogenic elements are rich. It is mainly characterized by the enrichment of a large number of ore-forming materials in Proterozoic strata and the later magmatic hydrothermal mineralization. The deposit types include greisen type, quartz vein type, skarn type, porphyry type, sedimentary transformation type and magmatic detachment penetration type. The main metal elements are Fe, Cu, Pb, Zn, Mo, W, Sn, Au, Ni, REE, etc. In Qimantage area, ore-forming age are concentrated in Late Silurian-Early Devonian and Middle-Late Triassic. In Late Silurian-Early Devonian period, the deposits associated with the middle-acid intrusive rocks develop in the extensional tectonic setting in the west of Qimantage. The ore-forming fluids of these deposits mainly derive from magmatic water, and their ore-forming material derive from upper crust. The partial ocean crust is melted in the east of Qimantage, which leads to the formation of a series of mafic-ultramafic rocks and magmatic melting-penetrating deposits as Xiarihamu. In Middle-Late Triassic period, the deposits associated with the middle-acid intrusive rocks mainly lie on the east of the Baiganhu Fault in the extensional context of the subduction orogenesis to the collision - post collision orogenesis. The source of ore-forming fluids is complex, magma and wall rocks have important contributions, and ore-forming materials generally come from the upper crust.
Key words: Eastern Kunlun;Qimantage;Polymetallic deposit;Spatio-Temporal Distribution; Geodynamic background