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日期:2023年08月26日 16:44 浏览量:1
李世金1,2,曾小平1,2,王富春1,2,童海奎1,2,杨延乾1,2,张得鑫1,2,康波1,2,石海岩1,2,郑振华1,2
1 青海省地质调查局
2 自然资源部高原荒漠区战略性矿产勘查开发技术创新中心
作者简介:李世金,正高级地矿工程师,博士,主要从事区域成矿规律及找矿部署战略方面的研究。
通信作者:曾小平,高级地矿工程师,硕士,主要从事矿产勘查、区域地质调查、区域成矿规律及成矿预测方面的研究。
导读:
确保能源资源、重要产业链供应链安全。矿产资源是经济社会发展的重要物质基础,矿产资源勘查开发事关国计民生和国家安全。
青海省战略性矿产资源丰富,柴达木盆地钾盐和油气、夏日哈木超大型铜镍钴矿床、共和—贵德盆地干热岩、祁连山煤矿、木里可燃冰、巴颜喀拉金成矿带-青海省的金腰带等全国闻名。
青海省属特提斯成矿域,成矿地质条件优越,矿产种类齐全,资源十分丰富,已成为我国油气、黑色金属、有色金属、贵金属、稀有稀土及非金属等重要战略性矿产资源的主要集中区之一,是我国最具找矿潜力的地区之一,也是国家重要的战略性矿产资源接续基地。
深入研究总结青海省的成矿作用及其成矿系列,对于青海省乃至青藏高原的成矿规律、成矿预测研究和矿产勘查工作部署及找矿实践都具有重要的指导意义和现实意义。
本文有2个显著特点:一是重要成矿系列都有成矿作用模式图(共9幅),既简洁明了,又充分体现了青海省矿产勘查新进展和矿床学研究新成果;二是将成矿系列研究成果直接转化为找矿靶区预测成果,并进一步提出了很多战略性矿产勘查区找矿思路和方向,对青海今后的矿产勘查工作部署及具体找矿实践有重要指导作用。
李世金博士等以战略性矿产和青海省的优势重要矿产为重点,全面系统的研究和厘定划分青海省的矿床成矿系列,对指导全省和特提斯构造域找矿工作、特别是加快推进战略性矿产找矿行动,具有重要的现实意义,对全国其它地区都有重要参考价值。
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摘要:
0 引言
1 青海省矿产资源概况
2 成矿系列划分
3 各成矿区带重要成矿系列找矿前景
3.1 祁连成矿带
3.2 阿尔金—柴北缘成矿带
3.3 柴达木盆地成矿区
3.4 东昆仑成矿带
3.5 西秦岭成矿带
3.6 巴颜喀拉成矿带
3.7 “三江”北段成矿带
4 结论
5 建议
摘要:青海省位于青藏高原的东北部,处于秦祁昆造山系和北羌塘—三江造山系两个一级构造单元的拼合部位,先后经历了基底形成、发展及原—古—新特提斯洋扩张消减、闭合碰撞的复合造山及高原隆升过程,并在长期的地质构造演化中,在特定的时空域相伴发生不同的成矿作用并形成与之相配套的矿床系列。本文根据青海省“358地质勘查工程”及找矿突破战略行动实施以来取得的最新矿产勘查成果,通过对已发现的137种矿产、895处矿床和4597处矿(化)点的成矿地质构造环境、成矿地质条件、成矿特征、成矿作用、成因类型、成矿时代及成矿规律的系统总结研究,运用陈毓川等提出的成矿系列理论,按照5个成矿系列序次(层次),划分出青海省主要矿床成矿系列组14个、成矿系列46个,成矿亚系列76个和矿床式131个。最后提出了最具找矿前景的11个成矿系列组、25个成矿系列、44个成矿亚系列及其63个典型矿床式,并按成矿区带做了简要总结分析。
关键词:成矿系列;矿床式;找矿前景;青藏高原;青海省
0 引言
青藏高原虽然是世界上最年轻的高原,但它却经历了长期而复杂的地质演化过程,形成了丰富的矿产资源,成为我国油气、黑色金属、有色金属、贵金属、稀有稀土及非金属等重要战略性矿产资源的主要集中区之一。青海省位于青藏高原的东北部,处于秦祁昆造山系和北羌塘—三江造山系两个一级构造单元的拼合部位,随着青藏高原的形成演化,先后经历了基底形成、发展及原—古—新特提斯洋扩张消减、闭合碰撞的复合造山及高原隆升过程,在长期的地质构造演化中,在特定的时空域相伴发生不同的成矿作用并形成与之相配套的矿床成矿系列。深入研究总结青海省的成矿作用及其成矿系列,对于青海省乃至青藏高原的成矿规律、成矿预测研究和矿产勘查工作部署及找矿实践具有重要的指导意义和现实意义。
关于青海省的成矿系列,以往有诸多专家学者做了不同程度的研究,对全省或某一构造单元、某一矿种的成矿系列进行了多方面的探讨和划分。例如:杨生德等通过青海省第三轮成矿远景区划研究和青海省矿产资源潜力评价,对全省成矿系列进行了初步总结和划分;孙丰月等对东昆仑成矿带主要金属矿产成矿系列进行了研究和划分;潘彤等对东昆仑钴成矿系列、柴达木盆地北缘主要矿产成矿系列、青海省金成矿系列进行了研究和划分,并对青海省矿床成矿系列进行了探讨;李世金等对东昆仑祁漫塔格地区主要矿产成矿系列、祁连造山带主要金属矿产成矿系列进行了研究和划分;张爱奎等对青海省铁矿成矿系列及祁漫塔格地区主要成矿系列进行了研究和划分。这些研究成果对青海省地质找矿发挥了重要的指导作用。但由于受当时某些矿产勘查程度的限制和相关研究资料的缺乏,对其成因类型、成矿时代等认识不够,导致部分矿床的归类定位不完全准确,系列划分上存在一定问题;或受研究范围的局限,对全省成矿系列的系统研究和划分尚存在诸多不足。所以,到目前为止,还没有形成一个比较全面、系统完整的系列划分和厘定。青海省“358地质勘查工程”及找矿突破战略行动实施以来,随着找矿工作的持续深入和找矿新成果的不断涌现,取得了丰富的矿产信息,对成矿方面的诸多研究有了较大的提高和新的认识,为全省成矿系列的研究和划分提供了坚实的资料基础。全面系统的研究和厘定划分青海省的矿床成矿系列,对指导全省找矿工作、特别是加快推进战略性矿产找矿行动,具有重要的现实意义,且十分必要。
笔者在主持完成青海省“358地质勘查工程”成果与经验总结项目期间,系统梳理和研究了地质矿产勘查和研究方面取得的主要进展和成果,并跟踪近年来矿产勘查取得的最新成果,通过对青海省已发现的137种矿产、895处矿床和4597处矿(化)点的成矿地质构造环境、成矿地质条件、成矿特征、成矿作用、成因类型、成矿时代及成矿规律的系统总结研究和定位归类,以成矿系列理论为指导,全面厘定划分了青海省主要矿床成矿系列,并对重要成矿系列及其亚系列的找矿前景进行了分析,提出了进一步找矿思路和方向,对今后的矿产勘查工作部署及具体找矿实践起到一定的指导作用。
1 青海省矿产资源概况
青海省地处青藏高原东北部,属特提斯成矿域,成矿地质条件优越,矿产种类齐全,资源十分丰富,是我国最具找矿潜力的地区之一,也是国家重要的战略性矿产资源接续基地。截至2020年底,全省共发现各类矿产137种。其中,能源矿产11种,金属矿产46种,非金属矿产78种,水气矿产2种;查明有资源储量的矿产111种。据《青海省矿产资源总体规划(2015—2021年)》及正在开展的“青海省矿产资源国情调查”项目最新统计数据,截至2021年底,全省共发现矿床895处,其中超大型矿床11处、大型143处、中型264处、小型477处,矿(化)点4597处。由北向南主要有祁连、阿尔金—柴北缘、柴达木盆地、东昆仑—西秦岭、巴颜喀拉、“三江”北段六大成矿区带,除柴达木盆地外,其余成矿带均延出省外,是我国西部重要成矿带的组成部分。各成矿区带主要矿产分布各显特色:祁连成矿带以煤最具规模,并伴有煤层气;其次为铁、铜、铅、锌、金、钨、磷、稀土、铬、锰和铀等;另外,分布丰富的石棉、石英岩、石灰岩、白云岩、石膏、钙芒硝、大理岩、玄武岩及少量萤石、玉石、石墨和红柱石等非金属矿产;西段木里地区有可燃冰,东段民和盆地有少量石油、天然气和页岩油气,西宁、海东还有丰富的地热资源。阿尔金—柴北缘成矿带矿产种类比较齐全,资源量规模大的主要有煤、铅、锌、金、钛、石棉、滑石、石英岩、萤石;其次为铬、铜、镍、钴、锰、钨、铌、钽、铀、石油、天然气、页岩气和硼等;中段大柴旦一带也有地热资源分布。以“聚宝盆”著称的柴达木盆地成矿区以盛产石油、天然气及钾、镁、锂、钠、硼、碘和溴等盐湖矿产为特色,并有储量丰富的锶、芒硝和石膏等,砂岩型铀矿、氦气也有所发现。东昆仑—西秦岭成矿带为青海矿产种类最为齐全的地区,是黑色金属、有色金属及贵金属的主要产区,以铁、铜、镍、钴、金、银、汞、石墨、滑石、萤石、玉石最为丰富;其次为铅、锌、锰、钨、铍、锂、锡、铌、钽、锑和磷等;共和盆地等地区分布有丰富的干热岩及地下热水资源。巴颜喀拉成矿带最主要的矿产就是金,俗称青海省的金腰带,多个中大型及超大型金矿集中分布,资源量巨大;另外,尚有锑、锂、铍、钨和锡等矿产。“三江”北段成矿带是青海有色金属的重要成矿区,盛产铜、钼、铅和锌等大型、超大型矿床,共伴生的有金、银;煤炭资源也比较丰富(图1)。
图1 青海省主要矿产分布图
2 成矿系列划分
通过对青海省已发现的895处矿床和4597处矿(化)点的成矿地质构造环境、成矿地质条件、成矿特征、成矿作用、成因类型、成矿时代及成矿规律的系统研究总结和时空域定位、归类,根据程裕淇等、陈毓川等、王登红等等成矿系列理论及其“五级序次体系”划分方案,即以岩浆、沉积、变质、表生和流体(非岩浆-非变质成因流体)5种成矿作用为基本原则,以成矿地质环境为基础,结合成矿时段与形成的矿床组合,按照青海省地质构造发展演化与成矿的6个阶段(新太古代—长城纪基底形成期、蓟县纪—青白口纪基底盖层形成期、南华纪—泥盆纪原特提斯洋演化期、石炭纪—三叠纪古特提斯洋演化期、侏罗纪—白垩纪陆内叠覆造山期及古近纪—新近纪青藏高原隆升期)及主要成矿区带成矿特点,将青海省主要矿床划分为14个矿床成矿系列组、46个矿床成矿系列、76个矿床成矿亚系列和131个矿床式(表1)。
表1 青海省主要成矿系列划分简表
本次成矿系列划分中,有些亚系列虽然目前尚未发现具有一定规模的成型矿床,只是一些矿(化)点,还不能确定出典型的矿床式,但因其成因类型比较重要,具有很好的找矿潜力,为了在今后工作中引起重视,所以也纳入了系列。例如中祁连与加里东期碱性花岗岩浆侵入作用有关的Nb-Ta成矿亚系列、阿尔金—柴北缘与早加里东期镁铁质—超镁铁质岩浆作用有关的Cr-Cu(PGE)-Ti-Fe-V成矿亚系列等,目前只发现一些矿点,尚未做系统的找矿评价,但其成矿条件和成因类型好,随着勘查工作的投入加大,极有可能发现重要的矿床。另外,对于同一成矿系列或亚系列中的矿床式,虽然它们是同一成矿作用在同一成矿时期相同成矿环境下形成的同一类型的矿床,但由于其产出的构造部位或围岩条件等的差异,在矿种组合上也各具特色,所以我们根据矿床中不同矿种组合特点提出了多个矿床式,以便在勘查工作中对比应用。例如北祁连与早加里东早期海相火山-热水喷流沉积作用有关的Cu-Pb-Zn-Fe-Co-Mn-P-Au-S成矿亚系列U,因火山—热水喷流沉积作用发生的构造部位(洋中脊、岛弧、陆缘弧、弧后盆地)及火山岩组合不同(蛇绿岩组合、双峰式组合、单一中酸性或基性),所形成矿床的矿种组合不同,分别划分出了多个矿床式。再如,东昆仑与印支中、晚期中酸性侵入岩浆作用有关的Fe-Cu-Pb-Zn-Co-Au-Ag-W-Sn-Mo成矿亚系列,其同一时代同类型的中酸性岩体与不同时代的碳酸盐岩或火山岩地层接触而形成了不同矿种组合的矽卡岩型或矽卡岩-斑岩-热液脉型矿床,据此也划分出了多个矿床式等。
3 各成矿区带重要成矿系列找矿前景
通过对上述成矿系列及其典型矿床的成矿动力学背景、矿床成因类型、区域成矿规律和成矿潜力等的系统研究,结合主要成矿带面上地质调查评价与已知矿床(点)勘查工作程度,我们提出了青海省最具找矿前景的战略性和优势重要矿产成矿系列组11个、成矿系列25个、亚系列44个和矿床式63个。青海省由北而南按祁连成矿带、阿尔金—柴北缘成矿带、柴达木盆地成矿区、东昆仑成矿带、西秦岭成矿带、巴颜喀拉成矿带、“三江”北段成矿带作简要总结分析如下。
3.1 祁连成矿带
祁连成矿带的成矿系列比较齐全,共划分了4个成矿系列组、14个系列、19个亚系列和37个矿床式。其中,比较重要和找矿潜力大的主要有2个系列组、4个系列、5个亚系列及13个典型矿床式。
一是北祁连与加里东期岩浆、变质、构造流体作用有关的Cr-Ni-Cu-Pb-Zn-Co-Fe-Mn-Au-W-Mo-P-S-稀有稀土-石棉-蛇纹岩-滑石-菱镁矿-玉石成矿系列组中的岩浆成矿系列,与早加里东早期海相火山-热水喷流沉积作用有关的Cu-Pb-Zn-Fe-Co-Mn-P-Au-S成矿亚系列。北祁连在新元古代末-早古生代期间经历了原特提斯洋的扩张发展-俯冲消减-洋盆闭合/碰撞造山的演化历史,是一个典型的内部造山过程。期间,由于洋脊扩张、洋壳俯冲、弧后拉张等作用引发了大规模的海底火山喷发和热水喷流成矿作用,形成了不同拉张环境下的一系列热水喷流沉积矿床(VMS型)(图2)。最具典型代表的是与洋脊扩张蛇绿岩组合有关的阴凹槽式塞浦路斯型铜锌矿床(483Ma)、与岛弧双峰式火山岩有关的弯阳河式黑矿型铜铅锌矿田、与陆缘弧基性火山岩有关的红沟式别子型铜(金)矿床等一系列块状硫化物矿床和与岛弧及弧后盆地基性火山岩有关的锰矿床(清水沟式)铁矿床(小沙龙式)及铁(钴)矿床(红柳槽式)等,构成了北祁连最具特色的矿床系列,也是北祁连最主要的矿床类型。目前已发现的众多矿床(点)成带分布,赋矿层位延伸稳定,大部分矿床勘查程度低,找矿潜力大。
图2 祁连成矿带加里东期热水喷流沉积矿床及中酸性侵入岩浆矿床成矿模式图
二是中祁连与加里东期岩浆作用有关的W-Mo-Nb-Ta-萤石成矿系列中与中酸性侵入岩浆作用有关的W-Mo成矿亚系列,以大黑山钨矿床为代表。矿床产于加里东期二长花岗岩、英云闪长岩复式岩体与古元古代托赖岩群片麻岩组和大理岩组的接触带上,成因类型为矽卡岩型。其成矿年龄为450-442Ma,是晚奥陶世末北祁连洋双向俯冲发生陆陆碰撞、陆壳重熔或与地幔物质同熔而形成富含成矿元素的中酸性岩浆侵位交代的结果(图2)。矿床勘查程度低,矿区及外围有众多以钨为主的组合异常及矿点分布,其西段甘肃境内有同期形成的塔儿沟大型钨矿床(459-412Ma),具有寻找矽卡岩-云英岩型大型矿床的良好前景。
三是南祁连与加里东期岩浆、构造流体作用有关的Cu-Ni-Co-W-Au-Pb-Zn-P-稀有稀土-萤石-脉石英成矿系列组中的岩浆成矿系列,由3个亚系列组成,成矿潜力和找矿前景都比较好。其一是与早加里东期镁铁质—超镁铁质岩浆作用有关的Cu-Ni-Co-P-稀有稀土成矿亚系列,以拉水峡式拉水峡铜镍钴矿床(449-436Ma)、裕龙沟铜镍钴矿床及上庄式上庄磷(稀有稀土)矿床为代表。矿床产于南祁连基底隆起-岩浆弧带中,成矿岩体受深大断裂带控制,是幔源岩浆经结晶分异、熔离作用而侵位贯入的产物。已发现的拉水峡、裕龙沟两个矿床虽然规模不大,但镁铁质—超镁铁质岩带延伸长,已发现多处铜镍矿(化)点,由于第三系红层覆盖厚,工作难度大、勘查程度很低,仍具有找矿潜力;上庄磷(稀有稀土)矿床已是大型矿床,该带上寻找同类矿床具有较大前景。其二是与加里东晚期中酸性侵入岩浆作用有关的W-Au亚系列中的龙门式钨矿。矿床产于加里东期酸性花岗岩与志留纪巴龙贡噶尔组碎屑岩的接触带及围岩的构造裂隙中,地表已发现石英脉型、细网脉型钨矿化,由于勘查外部环境影响,工作程度很低,具有寻找“五层楼”式大型钨矿床的潜力。其三是与加里东晚期中酸性侵入岩浆期后热液充填作用有关的萤石-脉石英成矿亚系列,以牙马萤石矿床和延森哈达脉石英矿床为代表,两个矿床都是近两年新发现的新类型,初步勘查已经达到大型规模。两个矿床均产于加里东期塔塔棱河中酸性岩体中,是岩浆分异、期后热液充填结晶的产物,岩体规模巨大,化探异常强而面积大,区内已发现规模巨大的石英脉及众多萤石矿化脉体,成条成带密集分布,具有寻找大型—超大型萤石矿床和高纯石英岩矿的巨大潜力。
四是南祁连与印支晚期伟晶岩有关的Li-Be稀有金属成矿系列(图3),以茶卡北山锂(铍)矿床为代表,也是南祁连近几年新发现的新类型矿床。矿床形成时代为晚三叠世,是印支期中酸性花岗岩浆分异结晶的产物。区内沿南祁连与柴北缘的接触部位有大面积印支期花岗岩类岩体分布,化探异常沿带分布长达70多km,目前已发现多段伟晶岩密集分布带及锂铍铌钽铷矿化,茶卡北山锂(铍)矿已接近大型规模,且锂铍矿化具有垂直分带特征,伟晶岩带及铍矿体向走向及深部延伸稳定,找矿前景好,是青海省寻找大型伟晶岩型铍及其他稀有金属矿的主要区带之一。
图3 南祁连印支晩期伟晶岩型锂铍稀有金属矿床区域成矿模式图
3.2 阿尔金一柴北缘成矿带
阿尔金—柴北缘成矿带的成矿系列也是较为齐全,共划分了2个成矿系列组、个系列、17个亚系列和26个矿床式。其中,比较重要和找矿潜力大的主要有2个系列组、6个系列、11个亚系列及12个典型矿床式。
一是与古元古代沉积变质作用有关的Fe-石墨-白云岩成矿系列,以大通沟南山式石墨矿床为代表。矿体产于阿尔金—柴北缘成矿带变质基底古元古代达肯大坂岩群变质岩系中的透辉石大理岩中,严格受层位控制,矿体规模较大,稳定性好,为晶质石墨。区域赋矿层位稳定,延伸大,在阿尔金和柴北缘均已发现大中型矿床,工作程度很低,找矿潜力大。
二是与加里东期—海西期岩浆、变质、构造流体作用有关的Cu-Cr-Ni-Co-Ti-V-Pb-Zn-Fe-S-Au-W-Sn-U-稀有稀土-石棉-滑石成矿系列组中的岩浆成矿系列和变质成矿系列。岩浆成矿系列由6个亚系列组成,都具有很好的成矿潜力和找矿前景。其一是与加里东期镁铁质—超镁铁质岩浆作用有关的Cr-Cu(PGE)-Ti-Fe-V成矿亚系列,以往勘查工作对此认识和重视程度不够,只对绿梁山地区与蛇绿岩有关的落凤坡铬矿床进行了评价。近几年来,通过研究和一些初步勘查工作,发现了呼德生铜(铂)矿点、肯得隆钛(铁)矿点等,具有岛弧幔源岩浆的特征,大多数岩体分异较好,具有形成Cr-Cu(PGE)-Ti-Fe-V矿的潜力。其二是与加里东期海相火山-热水喷流沉积作用有关的Cu-Pb-Zn-S-Fe-Mn成矿亚系列,形成了岛弧环境下的黑矿型块状硫化物矿床及铁锰矿床(图4),如锡铁山式锡铁山铅锌矿床和青龙滩硫铁(含铜)矿床、联合沟式联合沟铁矿床和红旗沟铁锰矿床等,是阿尔金—柴北缘寻找铅锌矿的重要类型,已知矿床深部和外围仍有较大的找矿前景。其三是与晚加里东期—早海西期阿尔金—柴北缘洋闭合造山后,在地壳强烈伸展背景下由不同源区的幔源或深熔岩浆活动形成的4个成矿亚系列:与镁铁质一超镁铁岩浆作用有关的Cu-Ni-Co成矿亚系列,以牛鼻子梁式牛鼻子梁铜镍钴矿床为代表,其成矿年龄为389-367Ma;与中酸性侵入岩浆作用有关的W-Sn-Mo-Bi成矿亚系列,形成了具有斑岩型-矽卡岩型-热液脉型“三位一体”成矿特征的大通沟式大通沟钨(铋)矿床,其成矿年龄为412.6Ma;与碱性侵入岩浆作用有关的Nb-Ta-U成矿亚系列,形成了交通社式交通社铌钽矿床;与伟晶岩有关的Li-Be-Nb-Ta-Rb稀有金属成矿亚系列,已发现野骆驼泉锂矿点、黑石大山铍矿点、牛鼻子梁西铌钽矿点等。这是阿尔金—柴北缘成矿带的又一重要成矿期,近几年发现了牛鼻子梁铜镍钴矿床、交通社铌钽矿床、大通沟钨(铋)矿床等后才引起重视,勘查研究工作程度较低,具有很大的找矿前景,随着勘查工作的投入,将会有大的找矿突破。变质成矿系列主要是与加里东期高压—超高压变质作用有关的榴辉岩型Ti成矿亚系列,以鱼卡一铁石观钛矿床为代表,矿床已达大型规模。柴北缘高压—超高压变质带延伸长400多km,在其东段乌兰也发现了大型钛矿床,前景巨大。
图4 柴北缘加里东期镁铁质一超镁铁质岩浆型矿床及热水喷流沉积型矿床区域成矿模式图
三是与海西期—印支期岩浆、沉积、构造流体作用有关的Fe-W-Sn-Cu-Ni-Co-Pb-Zn-Au-Ag-Li-Be-Rb-长石-石灰岩-煤-页岩气成矿系列组中的岩浆成矿系列和构造流体成矿系列。其中,岩浆成矿系列包括3个亚系列:其一是与海西晚期—印支早期镁铁质—超镁铁质岩浆作用有关Cu-Ni-Co成矿亚系列,形成了盐场北山式盐场北山铜镍钴矿床,其成矿年龄为256-252Ma;其二是与海西期—印支晚期中酸性侵入岩浆作用有关的W—Sn-Mo-Cu-Pb-Zn-Ag—Fe成矿亚系列,形成了沙柳河南式钨锡铅锌、小赛什腾山式铜铅锌(钼银)和胜利沟式铁等具有矽卡岩型-斑岩型-热液脉型成矿特点的矿床;其三是与海西期—印支晚期伟晶岩有关的Li-Be-Rb-长石成矿亚系列,形成了沙柳泉式沙柳泉铌钽(铷长石)矿床。目前,这些矿床的规模虽不大,但成矿条件有利,具有一定的找矿前景,要寻找有利部位重点突破。构造流体成矿系列为与海西期造山后构造流体作用有关的Au-Cu-Pb-Zn成矿亚系列,是阿尔金一柴北缘寻找金矿最重要、也是潜力最大的成矿系列,形成了以著名的滩间山式金矿田为代表的一系列金矿床(图5),已知矿床深部及外围均具有很大的找矿前景,特别是滩间山金矿(356-308Ma)具有变质核杂岩控矿、青龙沟金矿具有复式向斜层间构造控矿和向南西方向侧伏的显著特征。近几年矿山企业按此控矿模式大规模投入进行勘查,取得重大找矿成果,显示了巨大的找矿前景。
图5 柴北缘海西期造山后构造流体型金矿区域成矿模式图
四是与侏罗纪陆相沉积作用有关的煤-页岩气-U成矿系列,在鱼卡中一下侏罗统中已打出具有一定厚度的页岩气层,冷湖三号已圈定一定规模的砂岩型铀矿体,两者工作程度低,侏罗系分布范围广,具有一定的找矿潜力。
3.3 柴达木盆地成矿区
柴达木盆地成矿区的成矿系列比较单一,只划分出了1个与古近纪—第四纪陆相沉积作用有关的K-Mg-Na-Li-B_Br_I-Sr-U—石膏—芒硝—油气成矿系列,其包含了5个亚系列和10个矿床式。这5个亚系列均具有重要的地位和找矿前景:一是与湖泊化学沉积作用有关的Sr成矿亚系列,以大风山式大风山超大型锶矿床和尖顶山大型锶矿床为代表,盆地内赋矿层位新近纪狮子沟组分布广泛,除已有的两个大型矿床外,在碱山、油泉子、南翼山、茫崖和黄风山等众多地区发现含矿层,尚未做调查评价,找矿前景很大。二是与蒸发沉积作用有关的K-Mg-Na-Li-B-Br-I-Sr-石膏-芒硝成矿亚系列,形成了著名的察尔汗、大浪滩等钾镁盐矿床,东、西台吉乃尔湖及一里平锂矿床,大、小柴旦湖硼矿床和察汗斯拉图芒硝矿床等现代盐湖及固体盐类矿产。目前,浅部盐湖资源虽已查明,但在各盐湖的深部和外围凹陷洼地,发现了规模巨大的深层孔隙卤水型钾盐矿床,并共伴生多种有用组分,以黑北凹地、马海深层卤水钾矿床为代表,找矿空间十分巨大,将成为我国重要的钾盐勘查开发储备基地。三是与沉积-断裂构造作用有关的深层油田卤水Li-K-Mg-Na-B-Br-I-Sr成矿亚系列,以南翼山深层油田卤水锂钾硼矿床为代表,矿床受背斜轴部断裂控制,盆地内平行发育多条背斜构造,以往油气勘探井中发现多处以锂为主的卤水矿化点,具有寻找卤水型锂矿的广阔前景。四是与有机化学沉积作用有关的砂岩型U矿成矿亚系列,以七个泉砂岩型铀矿床为代表,矿床产于新近纪狮子沟组中,经初步评价已达中型规模,通过对盆地内以往油气勘探资料的综合研究,筛查出大量放射性异常及铀矿化地段,工作程度很低,找矿前景良好。五是与有机化学沉积作用有关的油气-氦气成矿亚系列,近年来,柴达木盆地油气勘查取得突破性成果,新发现和评价了英东、昆北等亿吨级整装油气田,并发现很多氦气高含量显示地段,具有很好的找矿前景。总之,柴达木盆地中,常规油气、页岩油气、钾锂硼等盐类矿产、煤和砂岩型铀矿等同盆沉积成矿特征相当明显,找矿前景十分广阔,要加强研究,开展油钾、油锂、油铀兼探,必将在综合找矿上取得新的突破。
3.4 东昆仑成矿带
东昆仑也是成矿系列比较齐全的成矿带之一,共划分了3个成矿系列组、9个系列、18个亚系列和32个矿床式。其中,比较重要和找矿潜力大的主要有3个系列组、7个系列、14个亚系列及26个典型矿床式。
一是与古元古代沉积变质作用有关的Fe-石墨-白云岩成矿系列,其中比较重要的为以那西郭勒式为代表的铁(石墨)矿床和以妥拉海河式为代表的石墨矿床,两者均与东昆仑古元古代变质基底有关。那西郭勒铁(石墨)矿床赋存于金水口岩群片岩和大理岩组中,铁矿具典型的条带状硅铁建造特征,属BIF型,与石墨矿共生。妥拉海河石墨矿床赋存于金水口岩群大理岩组中。两者矿体与围岩产状一致,严格受层位控制。目前,那西郭勒铁(石墨)矿床接近大型规模,妥拉海河石墨矿床已达超大型规模。两个矿床勘查程度较低,深部和外围及区域上均有很大的找矿空间,是青海省寻找大型以上铁和晶质石墨矿床最具潜力的类型和地区。
二是与蓟县纪岩浆、沉积变质作用有关的Fe-Mn-Cu-Co-滑石成矿系列组,包括岩浆成矿系列和沉积变质成矿系列。岩浆成矿系列为与蓟县纪海相火山-热水喷流沉积作用有关的Cu-Co-Fe-滑石成矿亚系列,以龙什更铁钴矿床和铜金山滑石矿床为代表,矿床均产于中—新元古代万保沟群海相中基性火山岩+碳酸盐岩+浅变质碎屑岩建造中,矿体受控于碳酸盐岩与浅变质碎屑岩或基性火山岩与碳酸盐岩、浅变质碎屑岩的接触带或其上下,并伴有硅质岩,矿体呈层状,产状与围岩一致,属热水沉积型。已发现的龙什更铁钴矿床、埃肯德勒斯特铁钴矿床和哈尔汗铜钴矿点等,工作程度很低,控矿层位延伸稳定,具有较大的找矿前景;铜金山滑石矿床已是资源量达到亿吨级的超大型矿床,其区域层位上已发现诸多矿点,找矿潜力十分巨大。沉积变质成矿系列为与蓟县纪沉积变质作用有关的Fe-Mn成矿亚系列,以清水河铁(锰)矿床为代表,矿体产于蓟县纪冰沟群变质岩系建造中,已有的矿床规模虽不大,但区域上工作程度低,具有一定的找矿潜力。
三是与加里东期—海西早期岩浆、沉积作用有关的Cu-Ni-Co-Sn-Au-Mn-V-Mo-P-Li-Be-稀有稀土-萤石成矿系列组,找矿前景十分广阔。其中,岩浆成矿系列由6个亚系列组成:其一是与加里东期海相火山-热水喷流沉积作用有关的Cu-Co-Pb-Zn-Au成矿亚系列,形成了以驼路沟式驼路沟钴金矿床和东沟式东沟铜铅锌矿床为代表的岛弧或弧后拉张环境下的热水喷流沉积矿床,具有很好的找矿潜力。其二是与加里东晚期(晚志留世)—海西早期(早泥盆世)由于万宝沟玄武岩高原向柴达木地块的拼贴增生,导致俯冲板片拉伸断离,引发软流圈上涌或深熔岩浆活动而发生强烈的地壳伸展,不同源区的岩浆侵入而形成的与之相关的一系列矿床(图6),有5个亚系列,即与镁铁质一超镁铁质岩浆作用有关的Cu-Ni-Co成矿亚系列,以夏日哈木(431-394Ma)、石头肯德(426-422Ma)、浪木日(440-438Ma)铜镍钴矿床为代表;与碱性侵入岩浆作用有关的P-稀有稀土成矿亚系列,以大格勒西铌钽(磷稀有稀土)矿床、哈图中游铌钽(稀有稀土)矿床(417-415Ma)为代表;与伟晶岩有关的Li-Be-Rb稀有金属成矿亚系列,以金水口锂(铍铷)矿床为代表;与中酸性侵入岩浆作用有关的Cu-Sn成矿亚系列,以乌兰乌珠尔铜锡矿床(416Ma)为代表;与中酸性侵入岩浆期后热液充填作用有关的萤石成矿亚系列,以大格勒南萤石矿床为代表。从近几年发现的上述几个重要矿床可以预知,晚志留世—早泥盆世是东昆仑一次重要的构造岩浆活动和大规模成矿期,具有很大的成矿潜力和找矿前景,以往关注并不多,自夏日哈木铜镍钴矿床发现后,才逐步引起了众多学者的关注和研究。沉积成矿系列是与加里东期海相沉积作用有关的Mn-V-Mo-(PGE)成矿亚系列,以三通沟北锰矿床和大干沟钒(钼)矿床为代表。三通沟北锰矿床产于寒武纪—奥陶纪纳赤台群碎屑岩+火山岩建造中,成矿条件有利,矿床已达中型规模,工作程度低,具有一定的找矿前景;大干沟钒(钼)矿床产于纳赤台群黑色岩系中,除钒、钼外,还共伴生有铀、铂、钯等多种矿产,含矿层位稳定延续长达几十公里,已发现多处矿床(点),正在开展勘查工作,具有寻找大型以上矿床的良好前景。
图6 东昆仑加里东晩期一海西早期区域成矿模式图
四是与海西期—印支期岩浆、沉积、构造流体作用有关的Fe-Cu-Pb-Zn-Co-W-Sn-Mo-Au-Ag-U-萤石-页岩气成矿系列组中的岩浆成矿系列和构造流体成矿系列。其中,岩浆成矿系列中有4个亚系列较为重要,成矿条件好,找矿前景大。其一是与海西晚期镁铁质—超镁铁质岩浆作用有关的Cu-Co成矿亚系列,形成了与古特提斯洋拉张环境有关的火山喷发-热水喷流沉积型的德尔尼式德尔尼铜钴矿床,区域上含矿地层二叠系发育,已发现众多矿床(点),找矿潜力大。其二是与印支晚期陆相火山作用有关的U矿成矿亚系列,以海德乌拉铀矿床(234Ma)为代表,矿床产于晚三叠世八宝山组火山岩及其断裂破碎带中,矿化带规模较大,已发现较富的铀矿体,具有一定的找矿前景。其三是与印支中、晚期中酸性侵入岩浆作用有关的Fe-Cu-Pb-Zn-Co-Au-Ag-W-Sn-Mo成矿亚系列,是东昆仑成矿最多的亚系列。印支早期,随着古特提斯洋的最终闭合,陆陆碰撞挤压致使岩石圈不断加厚,至印支中、晚期,由于挤压后的松弛、岩石圈拆沉和地幔岩浆底侵等作用,发生强烈伸展和壳幔岩浆相互作用而产生的大量幔源、壳幔混源岩浆及其含矿热液沿构造上升侵位发生交代而形成了大规模热液矿床,其成矿特征表现为印支中、晚期的同一中酸性岩体与从元古宙—三叠纪不同时代的碳酸盐岩或火山岩地层接触,形成了不同矿种组合的矽卡岩型矿床或矽卡岩型-斑岩型-热液脉型矿床,我们称之为“多位(层位)一体(岩体)”成矿模式(图7)。如,以野马泉(229〜222Ma)、它温查汗为代表的铁多金属矽卡岩矿床,以肯德可克、尕林格为代表的铁(钴)多金属矽卡岩矿床,以卡尔却卡为代表的矽卡岩型-斑岩型-热液脉型铜铅锌(钼铁金)矿床,以虎头崖为代表的铜铅锌矽卡岩矿床,以赛什塘(223-219Ma)、铜峪沟为代表的铜铅锌矽卡岩矿床,以扎空龙洼、铜金山为代表的钨矿床,以小卧龙为代表的铁(钨锡)多金属矽卡岩矿床等。印支中、晚期是东昆仑又一个重要的成矿期,形成了东昆仑最多的矽卡岩型大中型矿床,找矿潜力非常大。其四是与印支中、晚期中酸性侵入岩浆期后热液充填作用有关的Cu-Pb-Zn-Ag-萤石成矿亚系列,以喀雅克登北萤石矿床为代表,是近两年新发现的矿化类型,矿体产于晚三叠世花岗岩与金水口岩群片麻岩、大理岩接触带及围岩的断裂构造破碎带中。矿床工作程度低,找矿前景好。构造流体成矿系列主要是与印支期构造流体作用有关的Au-Ag-Pb-Zn成矿亚系列,形成了以五龙沟金矿田(227-218Ma)、沟里金矿田为代表的造山型金矿和以那更康切尔银矿床、十字嵩银铅锌矿床为代表的浅成低温热液脉型银多金属矿。已发现的矿床规模大、数量多,是东昆仑最重要、最有潜力的贵金属成矿类型。
图7 东昆仑中、晩三叠世区域成矿模式图(a)和“多位一体”成矿模式图(b)
3.5 西秦岭成矿带
西秦岭成矿带的成矿系列相对比较简单,只划分了1个与海西期—印支期岩浆、沉积、构造流体作用有关的Cu-Pb-Zn-Fe-Mn-W-Sn-Sb-Au-Ag-Hg-As-Li-Be-Nb-Ta-Rb稀有金属-长石-干热岩成矿系列组及其3个系列、6个亚系列和9个矿床式。其中,比较重要和找矿潜力大的主要有2个成矿系列、3个亚系列和3个典型矿床式。
一是岩浆成矿系列中的2个亚系列。其一为与印支期中酸性侵入岩浆作用有关的干热岩成矿亚系列,形成了以恰卜恰式为代表的干热岩体,岩体呈岩基状产出,面积大、温度高、埋藏适中,有利于开发利用。磁异常显示同时期的岩体沿共和—贵德—贵南—同仁一线成带串珠状分布,圈定了几十处有利靶区,潜力十分巨大。其二为与印支期伟晶岩有关的Li-Be-Nb-Ta-Rb稀有金属-长石成矿亚系列,以石乃亥铌钽(铷长石)矿床为代表,以往做了一些初步评价工作,勘查程度低,带上也已发现众多矿化信息和化探异常,其西段紧邻的茶卡北山地区近几年新发现了多个锂铍稀有金属矿床,取得较好的找矿突破,显示了西秦岭地区也同样具有寻找同类矿床的潜力。
二是构造流体成矿系列中与印支期构造流体作用有关的Au-Sb-Hg-As成矿亚系列,以瓦勒根金矿床、多朗尕日寨砷矿床为代表,已知矿床均已达到大型规模,面上已发现众多矿床(点),化探异常强而规模大,勘查工作程度很低,无论是已知矿床深部和外围,还是区域上其他矿床(点)和化探异常区,均具有很大的成矿潜力和找矿前景。
3.6 巴颜喀拉成矿带
巴颜喀拉成矿带的成矿系列也是比较简单,共划分了1个成矿系列组、3个系列、3个亚系列和4个矿床式。其中,比较重要和找矿潜力大的主要是与印支期岩浆、构造流体作用有关的Au-Sb-Hg-W-Sn-稀有稀土成矿系列组,包括2个系列、个亚系列及3个典型矿床式。最主要的就是与印支期构造流体作用有关的Au-Sb-Hg成矿亚系列,形成了以大场金矿田(221~201Ma)和东大滩锑金矿床为代表的一系列造山型金及锑金矿床,构成了青海省的金腰带,是古特提斯洋沿昆南断裂向北俯冲、巴颜喀拉洋闭合发生俯冲造山引发大规模构造岩浆热液活动和成矿的产物。区内沿北巴颜喀拉和南巴颜喀拉成矿带分布有大场、扎加同那、加给龙洼、稍日哦、牙扎曲、东大滩、东乘公麻、上红科和保日卡玛等众多超大型、大中小型金(锑)矿床,金砷锑化探组合异常及矿(化)点成带分布,除大场金矿田内的几个矿床勘查程度稍高外,其他矿床(点)及化探异常区工作程度很低,找矿前景十分巨大。其次是与印支期中酸性侵入岩浆作用有关的W-Sn成矿亚系列及与印支期伟晶岩有关的稀有稀土成矿亚系列,因工作程度太低,目前只发现有一些矿(化)点,如扎日尕纳钨(锡)矿点、草陇锂(铍铌钽)矿点和扎朵铌钽(铍)矿点等,区内与成矿有关的中酸性岩体发育,具有形成斑岩型、云英岩型钨锡矿床和伟晶岩型稀有稀土矿床的巨大潜力和找矿前景(图8)。
图8 巴颜喀拉成矿带印支期区域成矿模式图
3.7 “三江”北段成矿带
“三江”北段成矿带共划分了3个成矿系列组、个系列、8个亚系列和12个矿床式。其中,比较重要和找矿潜力大的主要有2个系列组、3个系列、3个亚系列及6个典型矿床式。
一是与海西期—印支期岩浆、沉积作用有关的Cu-Pb-Zn-Au-Ag-Fe-S-煤成矿系列组中岩浆成矿系列,其内的与三叠纪火山-热水喷流沉积作用有关的Cu-Pb-Zn-Au-Ag-Fe-S成矿亚系列,主要是形成了岛弧及弧后盆地环境下的一系列黑矿型块状硫化物矿床(图9),以尕龙格玛铜铅锌矿床(224-208Ma)和赵卡隆铁(铅锌)多金属矿床、阿夷则马赛硫铁矿床最为典型。近几年,在尕龙格玛铜铅锌矿床外围又相继发现了撒纳龙哇、西确涌等铜多金属矿床,成矿特征一致。除尕龙格玛和赵卡隆两个矿床部分矿段勘查程度稍高外,其余工作程度很低,大量物化探异常尚未做调查评价,找矿潜力很好。
图9 “三江”北段成矿带印支期火山热水喷流型矿床区域成矿模式图
二是与喜马拉雅期岩浆、沉积、构造流体作用有关的Cu-Mo-Pb-Zn-Ag-Fe-Li-石膏-盐矿成矿系列组中的岩浆成矿系列和构造流体成矿系列。岩浆成矿系列为与喜马拉雅期中酸性侵入岩浆作用有关的Cu-Mo-Pb-Zn-Ag成矿亚系列,形成了具有斑岩型-矽卡岩型-热液脉型“三位一体”成矿特征的矿床组合(图10),以纳日贡玛铜钼矿床(43-40Ma)、查涌铜铅锌矿床、那日尼亚铅锌矿床为代表。区内喜马拉雅期中酸性岩体大致分南北两条带呈串珠状分布,具有高大强的物化探异常,南带已发现纳日贡玛、打古贡卡、陆日格和众根涌等大中型矿床及众多矿(化)点。近几年,查涌铜铅锌矿床的发现评价揭开了北带斑岩型成矿的事实,其形成年龄为33.1Ma,与南带的纳日贡玛等一致,且斑岩体尚未出露地表,保存较好。区内大部分矿床只做了初步评价,勘查程度低,已知矿床及整个带上的找矿潜力很大。构造流体成矿系列为与喜马拉雅期中酸性岩浆构造流体作用有关的Pb-Zn-Cu-Ag成矿亚系列,形成了以多才玛铅锌银矿床、莫海拉亨铅锌矿床(34-32Ma)、东莫扎抓铅锌矿床为代表的层控热液型矿床和以楚多曲铜铅锌矿床、米扎纳能铜铅锌矿床等为代表的构造热液脉型矿床,区内已有多才玛超大型矿床1个、大中型矿床数个、小型矿床及矿(化)点众多,找矿前景十分巨大。
图10 “三江”北段成矿带喜马拉雅期中酸性岩浆型矿床区域成矿模式图
4 结论
1)成矿系列划分原则方面,对有些成因类型比较重要和具有较好找矿潜力的矿(化)点,虽然目前由于工作程度低尚不能确定出典型的矿床式,但我们还是纳入了相关亚系列,目的就是为了在今后勘查研究工作中引起重视;对于同一成矿系列或亚系列中同一成矿作用在同一成矿时期相同成矿环境下形成的同一类型的矿床,我们根据矿床产出的构造部位或围岩条件等的异同和不同的矿种组合特点,划分出了多个矿床式,以便在勘查工作中对比应用。
2)通过本次研究,划分出青海省主要矿床成矿系列组14个、成矿系列46个,亚系列76个和矿床式131个。并提出了最具找矿前景的11个成矿系列组、25个成矿系列、44个亚系列及63个典型矿床式,按成矿区带分别对其成矿潜力和找矿前景做了简要总结分析,为青海省的后续找矿和研究工作提出了思路和方向。
5 建议
1)成矿系列是开展找矿预测和矿产勘查的理论基础,也是促进找矿突破的关键思路,在勘查工作部署和具体找矿实践中,要始终坚持“全位成矿,缺位找矿”的思想,按成矿谱系结合地物化遥综合信息科学预测找矿靶区和勘查方向,以提高找矿成效,实现理论找矿的突破。这对隐伏矿床尤为重要。
2)这次我们提出的各成矿区带最具找矿前景的成矿系列组及其成矿系列、亚系列和典型矿床式,主要是战略性矿产和青海省的优势重要矿产,是实现找矿突破的重点,也是当前和今后勘查与研究的重点,除部分涉及生态红线的地区外,要加大勘查力度、加强科学研究。随着勘查工作的持续投入和开展,将会不断取得新的找矿突破,有些预测也将会在不断的找矿实践中得到验证。
3)青海省历经长期的地质构造演化和多期次的复合造山过程,各成矿带的叠生成矿作用十分明显和普遍,有些矿床后期的叠加改造比较强,其成因类型比较复杂,难以准确判定,认识上也各有所见。加上有些矿床(点)勘查研究程度较低,缺乏同位素精确定年等相关资料,我们对部分矿床的成因类型和成矿时代的确定不一定完全准确,致使本次划分的成矿系列仍存在较多的缺陷和问题,需要在今后的工作中不断修正和完善。
原文来源:李世金,曾小平,王富春,等.青海省主要成矿系列与找矿前景. 吉林大学学报(地球科学版),2022,52(5)1419-1445.
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