北祁連山大坂大岔蛇綠巖有關礦化系列的劃分

北祁連山大坂大岔蛇綠巖有關礦化系列的劃分

脊柱向弧膨脹的脊柱和脊柱向弧膨脹的蛇形巖石在北祁連造山帶均有發(fā)現(xiàn)。大坂大岔地區(qū)出露有奧陶紀島弧擴張脊型蛇綠巖(馮益民等,1996),本文論述該區(qū)蛇綠巖含礦性,并將有關礦產(chǎn)劃分為同生礦化系列和后生礦化系列。1細積巖與基性火山巖捕虜體大坂大岔蛇綠巖出露較為完整,巖套綜合層序如下:底部為變質(zhì)橄欖巖,向上為輝長巖及代表巖漿補給系統(tǒng)的具雙向冷凝邊的輝綠巖墻群穿插于枕狀熔巖中,再向上為基性火山巖、硅質(zhì)巖夾泥質(zhì)板巖,此外有少量中、酸性火山巖。野馬溝之西,蛇綠巖被柴達諾花崗巖基吞噬,僅斷續(xù)出露變質(zhì)橄欖巖與基性火山巖捕虜體(圖1)。前人研究資料表明,其中火山巖為富鈉的細碧-角斑質(zhì)火山巖系,巖石化學成分CaO明顯偏低(3.60%～5.60%),Na2O(3.23%～7.96%)遠遠高于K2O(0.04%～0.25%),且?guī)r石中出現(xiàn)的長石主要為鈉長石(Ab95.1～98.3)。我們經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn),大坂大岔地區(qū)島弧擴張脊型蛇綠巖套基性火山巖與其北側(cè)擺浪溝—卡馬爾溝—塔洞溝—石居里溝—九個泉地區(qū)分布的弧后擴張脊型蛇綠巖套基性火山巖的巖漿系列有明顯不同。在SiO2-(FeO/MgO)和TiO2-(FeO/MgO)圖解中(圖2),擺浪溝、卡馬爾溝、塔洞溝、石居里溝和九個泉基性火山巖成分點落在拉斑玄武巖區(qū)內(nèi),大坂大岔、納木橋基性火山巖成分點落在鈣堿性玄武巖區(qū)內(nèi)。這種不同是否能夠正好反映構造環(huán)境的差別,尚待進一步研究。2基性火山巖形成的礦產(chǎn)組合蛇綠巖同生礦化系列指蛇綠巖套形成過程隨之形成的礦產(chǎn)組合,包括巖套底部變質(zhì)橄欖巖中的巖漿成因鉻鐵礦和巖套上部與基性火山巖有關的海底熱液噴流成因塊狀硫化物銅礦。2.1和方輝橄欖巖控制該蛇綠巖套中已發(fā)現(xiàn)白泉、扁麻溝、松木溝等多處鉻鐵礦點,礦(化)體受鎂質(zhì)純橄巖和方輝橄欖巖控制。規(guī)模最大者為白泉礦點,共發(fā)現(xiàn)礦體198個,礦石為浸染狀-塊狀,貧礦含Cr2O37.43%～15.08%,富礦含Cr2O325.32%～32.11%,但礦體規(guī)模均很小,長度多在1m以下(酒泉地調(diào)隊,1986)。2.2官礦物質(zhì)來源該蛇綠巖套中已發(fā)現(xiàn)的塊狀硫化物銅礦有大岔東山頂?shù)V床,分布于肅南縣大岔牧場小東岔東側(cè)海拔4000多米的山嶺頂部,甘肅省酒泉地調(diào)隊(1986)1對其進行過普查,在Ⅰ礦帶圈定2個氧化礦體;在Ⅱ礦帶圈定16個原生硫化物礦體。2000年本項目調(diào)查在Ⅰ礦帶新圈定原生硫化物礦體1個。2.2.1基性火山巖前人地質(zhì)報告認為,礦區(qū)火山巖是一套海相噴發(fā)的淺變質(zhì)火山巖系,噴發(fā)旋回先酸后基,下部為中酸性亞旋回,上部為中基性亞旋回。銅礦(化)主要賦存于兩個亞旋回的接觸部位及中基性亞旋回中。本項目根據(jù)細碧質(zhì)枕狀熔巖中巖枕的產(chǎn)狀倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象(圖3),恢復原始層序為基性火山巖在下,中酸性火山巖在上,代表著先基性后中酸性的火山活動順序?；鹕綆r以基性為主。含礦圍巖夾碧玉巖團塊,證明火山活動間歇期海底熱液噴流活動的存在。2.2.2號礦化蝕變帶Ⅱ號礦化蝕變帶長180m,寬40～70m,地表以褐鐵礦化、孔雀石化為主,少量黃鐵礦化。礦化蝕變巖石為石英綠泥石片巖。酒泉地調(diào)隊(1986)在Ⅱ礦帶地下所圈定16個原生硫化物小礦體,形態(tài)為脈狀、透鏡狀,傾向175°～210°,傾角44°～84°;礦石中硫化物主要為黃鐵礦和黃銅礦,局部有少量閃鋅礦、黝銅礦;脈石礦物主要為石英和綠泥石,含少量方解石;礦石構造以浸染狀、脈狀浸染狀為主,少量塊狀;礦石中主要有用組分銅含量變化于0.20%～10.46%,平均品位0.78%;伴生組分Pb0.00%～0.05%,Zn0.01%～0.09%,Ag1×10-6～4×10-6,S0.19%～4.42%。Ⅰ號礦化蝕變帶位于Ⅱ號礦化蝕變帶南約150m處,呈NW—SE向展布,長約300m,最寬80余m,一般20～50m。地表銅礦物有孔雀石、藍銅礦、斑銅礦、銅藍等,末見原生硫化物。1999年項目論證時,我們根據(jù)露天采坑中發(fā)現(xiàn)的塊狀斑銅礦礦石的線索推斷該礦化帶深部可能找到原生塊狀硫化物銅礦石。2000年本項目開展調(diào)查之時,恰逢肅南縣民采在Ⅰ號礦化蝕變帶地下約40m處剛發(fā)現(xiàn)原生硫化物礦石,我們借助不規(guī)則的民采平硐進行了編錄和采樣分析,確定為隱伏的富銅原生硫化物礦體。雖然民采硐形狀不規(guī)則,并且未穿透礦體,但平硐特殊彎曲的形狀在平面上能夠控制礦體的一半,另一半則按對稱特點外推。推斷的礦體水平斷面大致為橢圓形,其長軸約45m,延長方向呈NW-SE向;短軸約13.5m(圖4)。該礦體中心分布塊狀礦石,四周為網(wǎng)脈浸染狀礦石,二者過渡位置有少量角礫狀銅礦石。塊狀礦石中金屬硫化物(黃銅礦、黃鐵礦)集合體呈致密塊狀產(chǎn)出,有時含少量石英及綠泥石。角礫狀礦石由金屬硫化物(黃銅礦、黃鐵礦)膠結(jié)蝕變巖角礫組成,巖石角礫形狀不規(guī)則,尖棱角狀,大小一般5～10mm,含量25%～30%。網(wǎng)脈浸染狀礦石由金屬硫化物(黃銅礦、黃鐵礦)集合體呈不規(guī)則網(wǎng)狀細脈和浸染狀分布于石英綠泥石片巖組成,細脈寬度變化于0.1～3mm。據(jù)刻槽采樣分析,塊狀礦石銅含量5.17%～27.61%,平均品位10.94%;網(wǎng)脈浸染狀礦石銅含量0.2%～1.50%,平均品位0.71%。利用基本化學樣的副樣按樣長組合分析,伴生組分含量為:Au30.0×10-9、Ag3.20×10-6、Te2.20×10-6、Co0.00433(%)、Ni0.00943(%)、Pb0.0029(%)、Zn0.05(%)、S6.58(%)、MgO6.47(%)、F0.0158(%)、As6.68×10-6(測試者:西安地礦所測試中心)。按有關規(guī)范中伴生有益組分評價的參考指標考慮,該礦體礦石的S、Ag有綜合利用價值。2.2.3hs-ts-pb型熱液噴流成因分析根據(jù)上述先基性后中酸性的火山活動順序和銅礦(化)主要賦存于兩個亞旋回的接觸部位及中基性亞旋回中,可知成礦與基性火山活動關系密切。該含礦層位夾碧玉巖團塊,證明火山活動間歇期海底熱液噴流活動的存在。礦石成分富銅貧鉛,也說明成礦金屬來源于基性火山巖,而不是酸性火山巖。因為以酸性火山巖為成礦母巖時,塊狀硫化物總體金屬元素組合為Cu+Zn+Pb;以基性火山巖為成礦母巖時,塊狀硫化物總體金屬元素組合為Cu+Zn,貧Pb。硫同位素組成可為硫的來源提供信息。據(jù)酒泉地調(diào)隊(1986)測定資料,該礦床黃鐵礦和黃銅礦的硫同位素δ34S值變化于8.39‰～10.07‰。按地質(zhì)環(huán)境考慮海水硫酸鹽還原硫和玄武巖中幔源硫兩端員不同比例的混合:據(jù)Sangster(1976)研究資料,奧陶紀海水硫酸鹽δ34S值為27.5‰,該時期海水沉積硫化物δ34S值比海水硫酸鹽低約15.6‰,可推算海水還原硫的δ34S值約為12‰;幔源硫的理論值為δ34S=0。將上述8.39‰～10.07‰的值解釋為0和12‰這兩個端員的不同比例混合是合理的?？傊?該礦床為海底熱液噴流成因。在奧陶紀島弧擴張脊環(huán)境,海底幔源基性火山巖漿噴發(fā),帶來豐富的成礦物質(zhì)。噴發(fā)間歇期,海底的熔巖冷卻過程產(chǎn)生大量裂隙,可導致海水滲濾。擴張脊的高熱流背景,特別是熔巖之下存在的淺部巖漿房作為“熱引擎”可驅(qū)動海底熱鹵水對流循環(huán)。經(jīng)水巖作用,可以浸出火山巖中多種元素。同時,玄武巖發(fā)生蝕變,形成細碧巖或細碧質(zhì)玄武巖?；曰鹕綆r貧Pb,決定了成礦熱液貧Pb。含礦熱液在“熱引擎”推動下,沿熔巖中張斷裂系統(tǒng)向上運移,隨物化條件改變,在噴流裂隙上部和中心形成塊狀礦石,包括斷裂中角礫較多時形成角礫狀礦石,噴流裂隙下部和邊部形成網(wǎng)脈狀礦石。成礦過程中,熱液既沉淀硫化物,也沉淀硅質(zhì),因此石英是最常見的脈石礦物;熱液對圍巖作用,發(fā)生硅化、綠泥石化等蝕變。3蛇綠巖后來的礦化系列指蛇綠巖套形成之后疊加或者再造的形成的礦產(chǎn)組合。例如蛇綠巖套各類巖石中破碎帶蝕變巖型和石英脈型銅、金、銀礦。3.1陰山灣銅礦點區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的該類銅礦有:納木橋東岔、野馬溝、白泉河西岔溝腦等銅礦點。下面簡介野馬溝破碎帶蝕變巖型銅礦。野馬溝腦銅礦點與新發(fā)現(xiàn)的野馬溝陰山灣銅礦點分布受同一構造破碎帶控制(圖5),分別位于兩側(cè)山坡。野馬溝腦銅礦點由前人進行1∶20萬區(qū)調(diào)填圖時發(fā)現(xiàn),并進行了初步地表檢查,礦體呈似層狀產(chǎn)出,分布與地層走向一致,礦體間呈相互平行排列,礦化由許多富、貧礦體及非礦圍巖組成。富礦厚1～0.5m,長0.5～10m。共分12個礦化帶,規(guī)模分別為:15m×1.05m;15m×2.5m;50m×(0.5～2.5)m;150m×6m;(150～300)m×(1.2～6)m;300m×(2～2.5)m;300m×20m;300m×6m;7.2m×0.6m;第10～12礦化帶大部分為稀疏礦化。礦石以浸染狀為主,局部為塊狀。礦物以黃鐵礦、黃銅礦為主。含銅富者達1%～2%,一般0.3%～0.6%,低者為0.09%～0.22%。脈巖為石英脈、方解石脈。圍巖蝕變:硅化、綠泥石化、綠簾石化等。據(jù)本項目踏勘了解,最近有個體探礦者在此礦點施工平硐,從已揭露情況看,含礦圍巖主要為細碧質(zhì)凝灰?guī)r,另有少量細碧巖;礦化受次級構造控制,寬1～4m,產(chǎn)狀216°～241°∠38°～62°,礦化體寬度30～50cm,礦化表現(xiàn)為黃銅礦化、黃鐵礦化和孔雀石化,礦化呈細脈浸染狀分布,采2個揀塊樣分析(表1中YMH1,YMH2),銅含量分別為2.59%和1.95%。局部有富含黃銅礦的石英脈產(chǎn)出,寬僅10cm,黃銅礦含量可達25%,黃鐵礦含量50%,硫化物聚集為團塊狀,采1個揀塊樣分析(表1中YMH3),銅含量為5.11%。該富銅石英脈與后期斷層產(chǎn)狀一致,為216°∠62°。說明這些富銅礦體與后期的構造富集有關。野馬溝陰山灣銅礦點與前述的野馬溝腦銅礦點隔溝相望,由本項目組踏勘確定。該礦點礦化圍巖為細碧巖和細碧質(zhì)凝灰?guī)r。目前在垂直巖層走向上300m范圍內(nèi)共發(fā)現(xiàn)7條小礦化帶,其走向基本一致,均為北西向,礦化帶寬0.7～1m。礦化表現(xiàn)為黃銅礦化和黃鐵礦化,黃銅礦以浸染狀為主,局部黃銅礦呈細脈狀或團斑狀產(chǎn)出,黃鐵礦呈浸染狀自形晶,局部采揀塊樣分析(表1中YsH1和YsH2),銅含量分別為0.15%和2.43%;圍巖蝕變?yōu)榫G泥石化和硅化。從上述資料看,野馬溝銅礦類型顯然屬破碎帶蝕變巖型,推斷基性火山巖中成礦物質(zhì)活化再富集的熱動力可能來源于附近的花崗巖漿侵入作用。3.2蝕變巖的特征2000年6月本項目組經(jīng)實地踏勘和采樣分析,在納木橋北山坡上踏勘破碎蝕變帶3條,確認銀礦化帶兩條。該銀礦化帶受構造破碎蝕變帶控制,圍巖為奧陶系細碧質(zhì)火山巖。肉眼觀察到的特征為硅化、綠泥石化、孔雀石化、褐鐵礦化,新鮮面可見原生硫化物。1號礦化帶,出露褐鐵礦化蝕變帶長約20m,寬約5m,產(chǎn)狀為170°∠78°,局部見輕微的孔雀石化現(xiàn)象。蝕變帶中石英透鏡體發(fā)育。2號礦化帶,出露褐鐵礦化蝕變帶長度約為30m,寬約1m,產(chǎn)狀為230°∠78°。3號礦化帶,礦化蝕變帶長約20m,最寬處5m,產(chǎn)狀為220°∠85°。肉眼所見礦化主要表現(xiàn)為黃鐵礦化。對各礦化帶礦化蝕變巖采揀塊樣分析,結(jié)果列于表2