关键词:
柴北缘西段
长征沟-红旗沟矿集区
矽卡岩型铁多金属矿
韧性剪切带型铜金矿
成矿系统
找矿预测
摘要:
柴达木盆地北缘(简称柴北缘)位于青藏高原东北缘,其毗邻柴达木地块和祁连造山带,是典型的复合造山带,包括早期的加里东期造山事件、晚期的海西期-印支期碰撞造山事件及中-新生代陆内造山或板内演化,具有明显的多期复杂成矿系统组合及其演化序列。柴北缘成矿带中内生金属矿产资源丰富,是铁、铜、金、铅、锌等重要金属矿产集中富集地段,如著名的滩涧山金矿、锡铁山铅锌矿等集中成区成带分布,成矿地质体、成矿构造和成矿作用特征标志明显,具有优良的成矿地质条件。虽然柴北缘构造演化研究较为深入,但是缺乏构造演化与成矿作用之间内在关系的研究,缺少成矿系统的细致划分、成矿系统的阶段演化和叠加改造作用等综合研究,导致成矿系统理论对于区域找矿勘查工作缺乏有效地指导,尚未开展有效的找矿预测工作。本文以柴北缘西段赛什腾山长征沟-红旗沟矿集区为研究区,以铁铜金锌多金属矿为主要对象,分析其成矿系统特征及典型矿床地质特征与找矿预测等关键问题。以岩浆-构造演化为主线,成矿系统理论为指导,总结柴北缘成矿系统划分及演化,结合成矿地质体、成矿构造和成矿结构面及成矿作用特征标志“三位一体”勘查区找矿预测理论方法,圈定找矿预测区,进行找矿预测,取得如下主要成果认识及创新点:(1)根据区域岩浆-构造演化及成矿作用,将柴北缘划分为3类成矿系统,6类成矿亚系统,成矿演化序列明显。虽然柴北缘加里东期-印支期的相关基础地质构造演化研究较为深入,但是前人未进行过细致的成矿系统综合研究。本文以成矿系统理论为指导,根据构造演化将柴北缘划分为3类成矿系统:加里东期俯冲碰撞与火山及岩浆侵入活动有关的成矿系统、海西期陆陆碰撞后伸展与岩浆侵入活动有关的成矿系统、印支期陆内造山与岩浆活动有关的成矿系统。结合区域成矿特征,根据构造、成矿作用及矿床组合特征,进一步划分为6个成矿亚系统:加里东早-中期与洋陆俯冲相关的海相火山喷流沉积及岩浆侵入有关的成矿亚系统、加里东晚期与陆陆碰撞相关的岩浆活动及剪切成矿亚系统、海西早期与深俯冲碰撞相关岩浆侵入及剪切活动有关的成矿亚系统、海西中期与岩浆活动有关的成矿亚系统、海西晚期与岩浆活动有关的成矿亚系统、印支期陆内造山与岩浆活动及剪切构造有关的成矿亚系统。各个时期的成矿亚系统可独立成矿,晚期成矿亚系统也可叠加在早期成矿亚系统之上,形成多期复合叠加改造成矿系统。长征沟-红旗沟矿集区的矽卡岩型铁铜金锌矿可认为是加里东早-中期与洋陆俯冲相关的海相火山喷流沉积及岩浆侵入有关的成矿亚系统的子系统;宽沟-红旗沟韧性剪切带型铜金矿可认为是加里东晚期成矿系统与海西早期成矿系统叠加改造成矿的复合产物。(2)矿集区内与加里东期成矿系统有关的寒武-奥陶纪滩间山群火山沉积岩系是重要的矿源层,是洋陆俯冲碰撞不同演化阶段的产物。寒武-奥陶纪滩间山群火山沉积岩系,是柴北缘构造带内一类重要的金属矿源层,由于产出位置和岩石组合的不同,前人对其形成环境的认识也存在较大差异。由于矿集区内滩间山群中所夹的多层碳酸盐岩对于中酸性岩侵入过程形成矽卡岩型铁多金属矿床极为重要,本文对其进行了重点研究。矿集区内火山岩由玄武岩-安山岩及英安岩-流纹岩系列组成,具有高铝的特征,为钙碱性-拉斑系列,玄武岩可能是由富集型地幔的源岩经部分熔融形成,Nb、Ta负异常指示岩浆可能受到地壳的混染。滩间山群玄武岩在构造判别图解中从洋中脊、洋岛、大陆到造山带都有分布,说明其形成的构造环境复杂多样,记录了早古生代洋中脊扩张到洋陆俯冲碰撞造山过程不同演化阶段的产物,其中预富集了铁、铜、金等成矿元素,是后期铜金矿再造富集的良好矿源。(3)矿集区内与加里东期成矿系统有关的奥陶纪赛什腾山侵入岩体,是重要的矿源岩,形成于大洋俯冲岛弧环境。长征沟-红旗沟矿集区内与金属成矿有关的赛什腾山侵入岩体,其形成环境和成岩年龄未有前人进行过研究。赛什腾山侵入岩体主要由闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩等组成,穿插少量辉长岩、英云闪长岩等。地球化学显示成矿岩体为钙碱性准铝质岩石,富集大离子亲石元素(LILE)K、Rb、Ba、Sr等,相对富集高场强元素(HFSE)Th、Pb、Zr、Hf,亏损Nb、Ti,具有明显的Nb、Ce、Pr、Ti负异常。本次锆石U-Pb同位素定年新获赛什腾山石英闪长岩和花岗闪长岩年龄分别为444.0±2.5Ma和446.3±2.4Ma。结合矿集区外前人研究成果,认为赛什腾山侵入岩体形成时代为443~470Ma,为奥陶纪中晚期,属Ⅰ型花岗岩,形成于加里东期岛弧环境。(4)将长征沟-红旗沟矿集区划分为2个成矿子系统。长征沟-红旗沟矿集区由于自然地理条件恶劣,地质矿产研究程度较低。本论文发现长征沟铁铜金锌矿床主要与加里东中期洋陆俯冲相关岩浆活动有关,宽沟-红旗沟铜金矿主要与加里东晚期-海西早期碰撞造山活动有关。以成矿系统理论为指导,依据区域构造演化、含矿建造、矿床组合