青海省茫崖大通沟南山一带岩体侵位机制与矿床关系研究

杨青

青海省茫崖大通沟南山一带岩体侵位机制与矿床关系研究

杨青

（四川省核工业地质调查院，成都 610052）

青海省茫崖大通沟南山一带多发育中酸性岩体，岩体与围岩接触交代作用强烈，蚀变现象极发育，受阿尔金山大断裂影响，岩浆侵位机制多样，分别具有不同的侵位机制及制约其成矿专属性。大通沟南山西部-斑红山一带，岩体属被动就位机制，岩性为闪长岩、花岗岩，其内部产有捕虏体状的金、黄铁矿（化）体。大通沟南山北部多为主动就位，岩性为闪长岩，其中产有铜镍矿（化）体，主要产于辉长辉绿岩脉与围岩接触带处，少量形成于达肯大坂岩群碳酸盐岩和泥盆纪闪长岩体围岩中。不同的侵位机制、形成环境及对矿物的运移、富集有不尽相同的影响与约束；所以，研究岩体的侵位机制及成矿作用对本区的矿产种类及产出空间有重要的预测及指导找矿意义。

中酸性岩体；侵位机制；接触带

对与岩浆作用有关的矿床而言，成矿作用本身往往就是岩浆作用的一部分，岩浆演化的不同必将导致成矿作用的差异。而不同侵位机制具有不同热动力学条件，产生不同的岩浆演化特征，从而制约成矿作用（冯佐海等，2009）。研究区多发育中酸性岩体，岩体与围岩接触交代作用极发育，受阿尔金山大断裂作用，岩体较为破碎，侵位机制多样；该处岩体分别具有不同的侵位机制并对相关类型矿体产生制约。本文拟以青海大通沟一带侵入体为例，探讨岩体侵位机制与矿床类型成因关系。

1 区域地质背景

研究区位于青藏高原的北部边缘，阿尔金山东段，以阿尔金南缘断裂为界，北部位于塔里木-南疆地层大区塔里木地层区塔南地层分区（Ⅳ23）的阿尔金地层小区（Ⅳ23-2），南部位于华北地层大区秦祁昆地层区东昆仑-中秦岭地层分区（V11）的柴达木地层小区（图1）。

图1 地层区划简图（据张二朋，1998）

研究区地处阿尔金山东段，为青藏高原北端的阿中地块、柴达木地块与阿尔金山构造带结合部位，构造位置非常重要。从古元古代以来，该区经历了长时间、多阶段、多样式和不同变形机制及不同构造层次的构造变形，不同性质、不同时期断裂的相互交织，形成了极其复杂的构造形迹；特别是新近纪以来，青藏高原隆升，阿尔金断裂的持续脉冲式的活动以及阿尔金山的隆升，造成了现今的构造地貌格局。

该区隶属柴北缘贵金属、多金属、石棉、锰、稀土成矿带，位于东昆仑成矿省之俄博梁华力西期（钨、铋、稀土）Ⅲ级成矿带上。本成矿带位于阿尔金山东段，西与阿卡腾能山成矿带（Ⅲ6）毗邻，东与赛什腾山成矿亚带（Ⅳ9）相接。该区内北西向及北东向控岩、控矿断裂发育，岩浆活动强烈，特别是泥盆纪侵入岩极为发育。

区内古老基底为古元古代达肯大坂（岩）群，与上覆地层为断层接触关系，岩性主要为（绿泥石化）（黑云母）斜长变粒岩、二长浅粒岩、深灰色微晶块状大理岩、条带状大理岩、灰褐色黑云母石英片岩、灰黑色细粒石英岩等。沉积盖层寒武-奥陶纪滩间山群台地边缘斜坡-深海沉积相碎屑岩、火山岩及碳酸盐岩和早-中侏罗世大煤沟组、中侏罗世采石岭组、古-新近纪碎屑岩、第四系滨浅海相与陆相交互碎屑岩（图2）。

图2 大通沟一带区域地质略图

古元古代达肯大坂（岩）群碳酸盐岩组为一套海相碳酸盐岩地层，岩性主要为大理岩，为该区主要铜镍矿床的赋矿岩性。

2 岩浆岩特征及矿产

该区岩浆活动主要发生于晚加里东-印支海西期。侵入岩大多呈岩株、岩枝状产出。岩体规模不大，空间上受阿尔金深大断裂影响呈北东-南西向、近东西向展布。

图3 斑红山一带岩体分布图

3 岩体侵位机制分析

岩体的侵位机制主要分为两种类型：主动侵位（又称强力就位，包括隆拱作用、底辟作用、气球膨胀作用、岩浆顶蚀作用）和被动就位（包括顶蚀、破火山口沉陷和断裂扩张）。 “主动”侵位岩体多成于封闭-半封闭环境，不利于岩体间的物质和能量交换以及矿床的形成；“被动”侵位的岩体则形成于开放环境下，有利于形成诸如接触交代和其他岩浆热液矿床（冯佐海等，2009）。

研究区斑红山一带主要为“被动”侵位，大通沟南山北一带，主体属于“主动”侵位，对于接触交代矿床而言，岩体的侵位机制对成矿作用与成矿过程有着十分密切的关系。

3.1 斑红山岩体

3.1.1 侵位机制

斑红山岩体规模较大，面积约150km2。主要侵入于古元古界达肯大坂岩群碳酸盐岩组、片岩岩组，按照侵位时间先后顺序主要岩性依次为：黑云母闪长岩、二长闪长岩（锆石U-Pb同位素测年395.6±1.1Ma）、黑云母斜长花岗岩、二长花岗岩（锆石U-Pb同位素测年270.3±1.3Ma）等，不同侵入体之间为脉动式侵入接触关系。

斑红山岩体以岩株形式产出，平面上呈不规则状、长条状，近东西向展布。侵入体空间群居较好，岩体内部定向组构不甚发育。岩体中节理发育，脉岩不甚发育，主要为辉长岩脉，均沿裂隙贯入，该时代岩石明显受阿尔金山断裂的影响，岩株走向与断裂一致，岩体内不同性质的断层较为发育。在断裂带内岩石呈碎裂岩化、糜棱岩化等特征，与围岩侵入界限清楚，常见岩枝穿插于围岩中，接触带围岩棱角状捕掳体发育，岩石内见有较多规模不等的围岩顶垂体。岩体中见大量围岩捕虏体，成分为各种石英片岩、石英岩、绢云母化石英千枚岩以及碳酸盐岩等。捕虏体呈不规则的椭圆状、棱角状及长条状，规模大小不等，小者十余厘米，大者数百米（图3）。岩石结构以细粒或中细粒结构为特征，显然具有起源深、定位较浅的特点。同时，根据稀土元素数值特征及球粒陨石标准化曲线Eu负异常不明显，表明岩浆没有或有极少的斜长石的分离结晶（表1、表2、图4），暗示岩浆从源区分离到定位的过程中基本上没有中途滞留（罗照华等，1999）。这需要通畅的岩浆通道和拉伸的构造环境。结合上述岩体侵位构造，可以判断斑红山岩体是在张性环境下被动侵位的岩浆产物，具有顶蚀就位的特征。

综上所述，泥盆纪斑红山侵入岩兼有被动就位条件下以岩墙扩张和顶蚀方式侵位的双重特征，其中阿尔金山断裂提供了良好的岩浆上升就位的特征。

表2 稀土元素特征参数值

3.1.2 成矿作用及控矿因素

在被动就位机制的构造背景下，大量的围岩碎块被岩体在就位过程中捕获，形成捕虏体。在捕虏体中赋存有金、黄铁矿（化）体，赋矿岩石及围岩均为灰绿玢岩，斑红山金矿（化）点的几个重要矿体均与捕虏体构造有关，矿体产于侵入岩与其中碳酸盐岩捕虏体接触处。此种类型的金矿（化）可以远离岩体与围岩接触带，深入到岩体内部达数百米。因此，在与被动就位机制岩体有关的矽卡岩型矿床成矿区，要注意挖掘岩体内部成矿潜力。

3.2 大通沟南山北岩体

3.2.1 侵位机制

大通沟南山北岩体规模较大，面积约200km2。主要侵入于古元古界达肯大坂岩群碳酸盐岩组、片岩岩组，按照侵位时间顺序主要岩性依次为：闪长岩（锆石U-Pb同位素测年395.6±1.1 Ma）、石英闪长岩、二长闪长岩、黑云母斜长花岗岩（锆石U-Pb同位素测年398.1±7.4 Ma）、二长花岗岩等。不同期次侵入体之间为涌动或脉动型侵入接触关系。

图5 大通沟南山北岩体分布图

大通沟南山北岩体一般剥蚀程度较浅，岩体顶部常见碳酸盐岩残留顶盖，但在大通沟南山北东石墨矿（化）点一带，仍可见到不同期次的侵入体呈环状分布，近岩体碳酸盐围岩由于受岩体就位时膨胀挤压，形成背斜、向斜相间的褶皱构造，同样呈环状分布（图5、图6）。

图6 围岩受岩体就位时膨胀挤压形成背斜、褶皱构造

另外，其中的包体虽然含量较少，但不同于斑红山岩体那样比较均匀地分布在整个岩体中，而是集中在岩体边部和岩体内部不同期次侵入体接触带附近，且经常呈脉状集中产出，定向特征明显。同时可见侵入体与围岩侵入接触关系明显，围岩热接触变质条带发育，局部侵入体边部具冷凝边（图7），显示定向组构并大致平行于接触面。该侵入体侵入深度属中等。据此可以判断，矿山岩体应属主动侵位机制，具隆拱式的特征。

3.2.2成矿作用及控矿因素

由于主动就位机制下形成的岩体中很少见围岩捕虏体，因此，在大通沟南山北岩体中罕见呈捕虏体样式的铜镍矿（化）体，岩体内部的找矿潜力不大，铜镍矿（化）体主要呈层状或透镜状产于岩体与围岩的接触带附近，并且多形成规模化的矿床，如牛鼻子梁铜镍矿普查区内的矿化赋存于基性-超基性岩体群中，为硫化物型铜镍矿（刘会文等，2012）。金属矿产的形成与复杂的地质构造、频繁的岩浆及热液活动和沉积地层的岩石性质有着密不可分的关系，构造格架和岩浆活动对区内金属矿产的成矿起着重要的主导作用，因此岩浆岩、构造、岩性及地层等条件是成矿的重要控制条件（郑建民等，2007）；大通沟南山北岩体的主动侵位机制在围岩中产生了诸多的褶皱构造，大量的调查资料表明，背斜褶皱核部是本区重要的控矿构造，其中具代表性的如大通沟南山北东10km处铜镍矿（化）体即为褶皱控矿构造。

图7 岩体与围岩接触带形成冷凝边

4 找矿方向及成矿预测

研究区隶属柴北缘贵金属、多金属、石棉、锰、稀土成矿带，位于东昆仑成矿省之俄博梁华力西期（钨、铋、稀土）Ⅱ级成矿带上。成矿条件优越，区内主要产出接触交代型金、黄铁矿（化）、硫化物型铜镍矿。经过研究发现，在本区斑红山南西部主要为主动侵位，围岩可见形成褶皱；同时在大通沟南山东部发育大量基性-超基性岩体，该区域有找寻硫化物型铜镍矿的潜力。

在其他地段多为被动侵位，岩体内部捕虏体发育，在该地段岩体与围岩接触带及深部有寻找捕虏体样式的金、黄铁矿（化）体的可能。

5 结论

大通沟南山地区与接触交代成因矿（化）体有关的两个古生代岩体具不同的侵位机制，大通沟南山北东岩体属主动侵位机制，具隆拱式特征；斑红山一带岩体属被动侵位机制，具顶蚀就位、断裂扩张的特征。主动侵位机制下围岩形成的背斜褶皱是该地区铜镍矿床重要的容矿构造。被动侵位机制下岩体内部往往形成捕虏体样式的金、黄铁矿（化）体，因此，岩体内部或远离岩体与围岩接触带深部仍具有成矿的可能，而主动侵位的岩体则一般很少具备岩体内部找矿潜力。

据上述资料可以看出，该处不同时代的侵入体具有不同的侵位机制，不同的侵位机制形成环境及对矿物的运移、富集有不尽相同的影响与约束；所以，研究岩体的侵位机制对成矿作用与成矿过程有着十分密切的关系。

由于接触交代矿床的特点，加强花岗岩体侵位机制的研究，对于成矿作用有及找矿实践，也具有重要的实际意义。

致谢：本文依托中国地质调查局项目/重要矿产资源调查计划/祁连成矿带地质矿产调查项目，感谢各级领导、专家在项目实施中提出的宝贵意见及建议，感谢康亚龙总工程师、徐争强高级工程师、叶征宇高级工程师在论文编写过程中给予的指导与帮助！

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Emplacement Mechanism of the Intermediate-Acid Intrusive in the Datong Valley-South Mountain Belt, Mangnai, Qinghai and Its Relation with Mineralization

YANG Qing

(Sichuan Institute of Uranium Geological Survey, Chengdu 610052)

Some intermediate-acid rockbodies are exposed in the Datong Valley-South Mountain belt, Mangnai, Qinghai. These rockbodies are characterized by intense wallrock alteration, different emplacement mechanism and metallogenetic specialization. Intrusive rocks in the west of the Datong Valley-South Mountain belt are diorite and granite of passive emplacement characterized by Au and pyrite mineralization, while intrusive rocks in the south of the Datong Valley-South Mountain belt is dominated by diorite of active emplacement and characterized by Cu-Ni mineralization in contact with gabbro-diabase dykes. This influence of different emplacement mechanisms on migration and enrichment of ore material is of importance to prospecting in the study area.

intermediate-acid rockbody; contact; Datong Valley-South Mountain belt

2020-03-20

杨青（1988－），男，甘肃庆阳人，工程师，研究方向：地质调查与矿产勘查

P581

A

1006-0995（2021）01-0003-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.01.001