柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦成礦地質(zhì)背景及找礦標(biāo)志

張 濤

（海西州國有資本投資運營（集團）有限公司，青海 海西 817000）

柴達(dá)木盆地是中國三大內(nèi)陸盆地之一，屬封閉性的巨大山間斷陷盆地，位于青海省西北部，青藏高原東北部區(qū)域，西北北抵阿爾金山脈，西南至昆侖山脈，被動有祁連山脈，面積約24萬平方公里，內(nèi)陸盛產(chǎn)鐵礦、銅礦、錫礦、鹽礦等多種礦物，故被稱作“聚寶盆”。柴達(dá)木盆地北緣成礦礦種較多，其中多金屬礦成礦地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，由于其復(fù)雜的地質(zhì)特征，導(dǎo)致目前柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦開采程度比較低，具有較高的開采難度，并且至今還沒有明確柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦成礦地質(zhì)背景，以及其找礦方向和找礦標(biāo)志也沒有明確的研究理論。為此，本文參考前人的工作成果，提出對某一處柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦成礦背景及找礦標(biāo)志的研究。

1 柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦成礦地質(zhì)背景

柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦的形成主要受到地層、構(gòu)造和入侵巖三個因素的影響，構(gòu)成了柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦成礦地質(zhì)背景，下圖為柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦成礦地質(zhì)背景示意圖。

從上圖可以看出，地層、構(gòu)造、入侵巖為柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦成礦形成了時間、空間、化學(xué)成礦背景，以下將從該三個方面對柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦成礦地質(zhì)背景進行詳細(xì)分析。

1.1 地層

柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦地層形成時間以此為寒武系、新元古界和震旦系，其中大部分柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦地層主要形成于寒武系時期，該時期形成的地層與奧陶系時期形成的地層呈整合接觸和斷層接觸關(guān)系，兩組地層緊密連接，并且與震旦系時期形成的地層呈整合接觸關(guān)系[1]。寒武系地層整體走向為東西向，地層巖石類型主要為碳酸鹽和頁巖，地層整體傾斜角度為15°～35°[2]。震旦系時期形成的地層在柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦地層中占次要地位，占整個地層的五分之一，主要集中在礦區(qū)的西南部，其形成原因主要是受到冰期結(jié)束后的大面積海侵活動影響，與上覆寒武系時期形成的地層整合但是不平行，地層巖體分為上、中、下三部分，上部地層主要巖體為碳酸鹽和頁巖，巖性呈弱酸性，巖體向下傾斜，呈35°角；中部地層主要巖體為石灰?guī)r和花崗巖，巖性呈中酸性，巖體整體保持平行狀態(tài)；下部地層主要巖體為花崗巖和石英巖，巖性整體呈弱堿性，巖體向上傾斜，整體呈25°～35°角。震旦系時期形成的地層分層比較明顯，整體發(fā)育比較好。

圖1 柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦成礦地質(zhì)背景示意圖

奧陶系時期形成的地層發(fā)育較好，主要分布于柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦中東部、東南部，其下界與寒武系為整合，而上界為一滑脫面，常造成區(qū)域上沿次滑脫斷層缺失，因而奧陶系保存不全。下段主要為厚層白云巖，夾有白云質(zhì)泥晶、細(xì)晶灰?guī)r，由下到上依次為具薄紋層厚層細(xì)晶白云巖、厚層細(xì)晶白云巖、厚層狀同生角礫白云巖、厚層灰質(zhì)白云巖，底部層面具晶洞，頂部為厚層泥晶灰?guī)r具水平-波狀層理，總體上是兩次由粗變細(xì)的沉積旋回。上段以厚層泥晶灰?guī)r、藻團粒、藻屑微泥晶灰?guī)r為主，間有為微泥晶，細(xì)晶白云巖。由下到上也有兩個大的沉積旋回：泥晶灰?guī)r－藻團粒微泥晶灰?guī)r，生屑泥晶灰?guī)r-灰質(zhì)細(xì)粒白云巖。其底部以內(nèi)碎屑細(xì)晶白云巖與第一段為界。

1.2 構(gòu)造

柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦構(gòu)造以斷陷坳陷構(gòu)造為主，主要形成于印支期，斷陷坳陷構(gòu)造在柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦有阿爾金南斷陷帶，位于柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦西北部。斷陷坳陷構(gòu)造東南緣受北東向、東西向斷層控制而呈北西凸出之弧形，斷陷坳陷背斜呈沉積超覆及斷層接觸。西部瀕臨天山山脈出露有含膏白云巖，旁側(cè)一線有一呈北東向展布的重力梯度帶，可能為盆地西緣，總體呈北東向延伸，構(gòu)造面積約300平方公里。該斷陷坳陷構(gòu)造控制了砂礫巖沉積和火山巖的分布。砂礫巖為湖泊相，底部不整合覆于上三疊統(tǒng)銅頭尖砂頁巖之上，其間缺失侏羅紀(jì)沉積，但不排除其存在的可能性。火山巖呈間歇噴發(fā)，受東西向深斷裂控制，表層北東向構(gòu)造制約其展布，屬構(gòu)造裂隙式噴發(fā)-噴溢和潛火山侵入。地表遭受剝蝕，而在砂礫巖頂（上）部，堆積含火山巖礫（玄武安山巖、安山巖、玄武巖）之礫巖、粉砂巖。火山巖的流動構(gòu)造產(chǎn)狀，均為向南傾斜，呈單斜產(chǎn)出，與產(chǎn)狀一致。盆地內(nèi)南部有一北東向帶狀分布的負(fù)重力異常，系盆地中心。

斷陷坳陷構(gòu)造東部發(fā)育并不作用于柴達(dá)木盆地內(nèi)的二級構(gòu)造帶，主要有月牙山坳陷、阿拉爾坳陷、英北坳陷、昆北坳陷以及尖北坳陷，其中月牙山坳陷和阿拉爾坳陷位于月牙山-阿拉爾一線，為大通砂礫巖沉積。南部與古生界呈超覆接觸，走向東西，傾斜北西，傾角30°～50°，為單斜層。是一套無沉積韻律之山前堆積之砂礫巖，分布零星，可能受后期剝蝕所致。英北坳陷位于柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦西南英北地區(qū)，巖層呈北東向延伸，除西邊被第四系掩蓋，皆與古生代呈超覆沉積接觸，與下伏砂礫巖接觸關(guān)系不明，傾向北西，傾角40°，屬斷陷萎縮階段的產(chǎn)物。斷陷坳陷構(gòu)造西部規(guī)模及控盆作用較弱，形成時間也較晚[3]。總體呈北東向展布，區(qū)內(nèi)長約90km，寬12km～25km。區(qū)域內(nèi)出露地層為陸屑碎屑沉積，局部可見其不整合覆于柴達(dá)木盆地內(nèi)早中侏羅紀(jì)地層之上，其北西側(cè)天山造山帶呈斷層接觸。該邊界構(gòu)造具正斷層特征，巖層總體走向30°～45°，傾向北西，傾角10°～30°，局部撓曲，傾向南東，總體呈一單斜構(gòu)造。

1.3 入侵巖

柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦地球化學(xué)及Sr-Nd-Hf同位素資料表明，代表性的巖體包括月牙山巖體、阿拉爾巖體、英北巖體、昆北巖體和尖北巖體等，它們總體呈北東向帶狀展布。這些巖體按巖性主要分兩類：一類為閃長質(zhì)侵人巖體，包括月牙山巖體、阿拉爾巖體、英北巖體；另一類為花崗質(zhì)巖體。其中月牙山巖體是柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦具代表性的中生代中酸性巖體，為兩階段巖漿侵入形成。早階段角閃石英二長巖具有較大的SiO2含量變化范圍（59.83%～70.12%），全堿含量為7.02%～9.56%，晚階段黑云母二長花崗巖SiO2含量為72.46%～78.65%，具較高的全堿含量（8.05%～10.22%），兩者可歸為鈣堿性-堿鈣性花崗巖類；它們明顯富集Rb，Th，K等大離子親石元素和Pb，U元素，顯著虧損Nb，Ta，Ti等高場強元素；與早階段相比，晚階段具顯著的Eu負(fù)異常，表明其經(jīng)歷了斜長石的分離結(jié)晶過程。Sr，Nd同位素特征顯示，柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦中酸性巖可能來源于化學(xué)組成與變質(zhì)雜巖類似的古老的下地殼物質(zhì)。LA-ICPMS定年結(jié)果顯示巖體的侵位年齡為（127±1）Ma-（131±1）Ma，與柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦大規(guī)模分布的中酸性巖及基性-超基性巖的侵位年齡（120Ma～135Ma）一致。花崗巖是在陸內(nèi)伸展的構(gòu)造環(huán)境中形成的，早白堊世柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦大規(guī)模巖漿熱事件的產(chǎn)生與巖石圈拆沉和軟流圈上涌有關(guān)，古太平洋板塊俯沖遠(yuǎn)程效應(yīng)加劇了柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦帶在早白堊世的拉伸，從而導(dǎo)致巖石圈拆沉。

2 柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦找礦標(biāo)志

根據(jù)以上分析，此次將從地層、構(gòu)造、地球化學(xué)、入侵巖四個方面對柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦找礦標(biāo)志進行分析，其中地層標(biāo)志：富含火山質(zhì)的淺變質(zhì)地層，為柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦成礦提供主要物質(zhì)來源。構(gòu)造標(biāo)志：西北向斷陷坳陷構(gòu)造帶是柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦主要的導(dǎo)礦構(gòu)造，其次生級北東向斷裂構(gòu)造是容礦構(gòu)造，再其次為東南向褶皺和南北向褶皺構(gòu)造。地球化學(xué)標(biāo)志：鐵、銅、鋅、金等元素的組合異常區(qū)是尋找柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦的有利地區(qū)。侵入巖標(biāo)志：中生代中酸性巖體是柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦主要的巖體找礦標(biāo)志，以此完成了柴達(dá)木盆地北緣多金屬礦成礦地質(zhì)背景及找礦標(biāo)志研究。