引用本文
邓红宾, 陈永东, 杨鹏涛, 姚波, 官云彬, 徐琳, 孙萍. 东昆仑纳赤台地区构造时空格架及成矿地质背景分析[J].中国地质调查, 2019,6(2): 34-41.
DENG Hongbin, CHEN Yongdong, YANG Pengtao, YAO Bo, GUAN Yunbin, XU Lin, SUN Ping. Temporal-spatial framework of structure and geological background of mineralization of Nachitai area in East Kunlun Mountains[J].Geological Survey of China, 2019,6(2): 34-41.  
doi: 10.19388/j.zgdzdc.2019.02.04
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东昆仑纳赤台地区构造时空格架及成矿地质背景分析
邓红宾, 陈永东, 杨鹏涛, 姚波, 官云彬, 徐琳, 孙萍
四川省地质矿产勘查开发局川西北地质队,绵阳 621000

第一作者简介: 邓红宾(1971—),男,高级工程师,主要从事区域地质调查及矿产勘查工作。Email: 641801398@qq.com。

收稿日期: 2018-09-16
基金资助: 青海省自然资源厅地质勘查基金“青海省格尔木市格尔木河西地区J46E023018、J46E023019、J46E024018、J46E024019、I46E001019五幅1:5万区域地质矿产调查(编号: 青国土资矿[2011]277号)”项目资助
摘要

纳赤台地区位于东昆仑成矿带中段,为解决该区域重要成矿带基础地质矿产等方面的问题,开展了1:5万基础地质矿产调查。结果显示: 区内构造强应变带和糜棱岩化带交替频繁出现,脆—韧性剪切带中强片理化及糜棱岩化、S-C组构、旋转碎斑和不对称褶皱等构造现象常见,EW向、NWW向构造发育; 新识别出的构造形迹和新发现的一些金铜铅锌等矿点及矿化线索,与区域上绝大多数矿床、矿点分布实例及EW向、NWW向线性构造带产出较一致,表明构造与成矿存在着直接或间接的关系。EW向、NWW向为主的构造与多金属矿床在时空和成因上有着密切的关系,昆仑河韧性剪切带形成时代为中—晚志留世(432~423 Ma),同区内新发现的二道沟白钨矿、铜金山钨锡矿的成矿时代较接近,认为该区域找矿潜力较大。

关键词: 脆—韧性剪切带;; 构造与成矿; 纳赤台地区; 东昆仑成矿带
中图分类号:P542;P613;P618.2 文献标志码:A 文章编号:2095-8706(2019)02-0034-08
Temporal-spatial framework of structure and geological background of mineralization of Nachitai area in East Kunlun Mountains
DENG Hongbin, CHEN Yongdong, YANG Pengtao, YAO Bo, GUAN Yunbin, XU Lin, SUN Ping
Northwest Geological Team, Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development of Sichuan Province, Mianyang 621000, China
Abstract

Nachitai area is located in the middle part of East Kunlun metallogenic belt. In order to solve basic geology and mineral resources problems in this important metallogenic belt, 1:50 000 basic geological and mineral survey was conducted. The results show that strong strain zone and mylonitization zone are frequently alternate in the research area. The schistositized and mylonitized structures are common in the brittle-ductile shear zone, such as S-C fabrics, rotational porphyroclast and asymmetric folds. EW and NWW trending structures developed.The newly identified structural traces, combined with some newly discovered gold, copper, lead and zinc deposits and mineralization clues, are consistent with the majority of ore deposits, ore spots, and the occurrence of EW-NWW-toward linear tectonic belts in the region. This indicated a direct or indirect relationship between the mineralization and the structures. A closed relationship is shown between the EW and NWW structures and polymetallic deposits in time-space and genesis. Kunlun River ductile shear zone was formed in Late-Middle Silurian (432-423 Ma), which is similar to the newly discovered Erdaogou scheelite and Tongjinshan tungsten-tin ore in this reaserch area. This research shows that the potential of regional prospecting is great in this area.

Keyword: brittle-ductile shear zone; structure and mineralization; Nachitai area; East Kunlun metallogenic belt
0 引言

东昆仑造山带是中国一条重要的构造岩浆活动带[1, 2], 岩浆岩体较为丰富, 是经历多期构造活动的复杂造山带[3, 4], 也是青海省找矿前景最好的地区之一。近年来青海相继开展了青藏专项、358地质勘查工程及找矿突破战略行动, 包括基础地质研究、成矿规律和成矿预测研究、找矿方法及技术研发应用研究等工作[5, 6]。众多专家学者对东昆仑成矿带进行了大量研究, 形成了丰富的基础地质资料与找矿成果。从找矿成果来看, 主要金属矿产为铁、铜、铅、锌、钨、锡、钼、金、钴、铂、锑等多矿种。特别是夏日哈木超大型铜镍矿的发现被誉为 20 a来世界铜镍找矿的重大发现, 已圈定出柴北缘6处镍矿找矿潜力区, 有效带动了柴达木周缘的铜镍找矿工作[7, 8]。区域性深大断裂控制了带内主要矿产形成以及重要矿集区分布, 矿集区宏观上分布于数条区域性深大断裂带与NE向构造的交汇部位[9], 代表性矿床有虎头崖— 野马泉铁铅锌矿、拉陵灶火— 夏日哈木— 哈西亚图铁铜镍金铅锌矿、五龙沟金铜铅锌矿、卡而却卡铜钼铁铅锌金矿、沟里金矿、坑得弄舍金铜铅锌矿、赛什塘铜铅锌多金属矿、铜金山钨锡矿、驼路沟钴金矿、开荒北金矿及大场金矿等大— 中型矿床。东昆仑造山带断裂十分发育, 矿产的的形成与断裂关系十分密切, 本文以1:5万区域地质矿产调查成果为依据, 针对研究区断裂与成矿空间关系进行探讨, 为进一步矿产勘查选区提供信息。

1 研究区地质背景

纳赤台地区位于东昆仑造山带中段, 介于昆中断裂与昆南断裂之间(图1), 北侧以东昆中断裂为界, 与东昆仑弧盆系北昆仑岩浆弧带断层接触, 南侧与布尔汉达结合带相邻[10]。成矿区带属东昆仑(造山带)石棉成矿带东昆仑南部(坳褶带/增生楔)成矿亚带[11], 成矿期次多, 类型复杂。研究区从元古宙以来经历了多阶段、多样式的构造演化过程, 形成了不同时代地质体之间由断裂围限、相互叠置在一起的复杂构造图案。特别是中生代的断裂活动大多具有长期的发育历史, 既有继承复活性, 又有改造新生性, 同一断裂所处的构造层次、性质、产状等在三维空间上变化较大。最近在二道沟和铜金山附近发现具前景的侵入岩体型-石英脉型钨锡矿, 及没草沟等地发现的一系列有前景的构造蚀变岩型金矿, 多沿强烈的韧性剪切带发育[12, 13, 14]。在研究区西侧昆仑河野牛沟公路54 km处韧性剪切带内, 变形花岗闪长岩与未变形白云母花岗岩获得的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明: 昆仑河韧性剪切带的形成时代为中— 晚志留世(432~423 Ma)[15], 与二道沟白钨矿外围白云母花岗岩中获得锆石U-Pb年龄(435.9± 4.2) Ma、铜金山钨锡矿外围灰红色斑状花岗岩中获得锆石U-Pb年龄(440.6± 1.1) Ma所反映的形成时代[8]较为接近, 为研究本区与韧性剪切带相关的成矿作用时代提供了新的证据。

图1 东昆仑纳赤台地区断裂及矿床分布略图
1.新近系; 2.侏罗系; 3.三叠系; 4.泥盆系; 5.奥陶系— 志留系; 6.寒武系; 7.中— 新元古界; 8.侏罗纪二长石英岩; 9.侏罗纪二长花岗岩; 10.三叠纪正长花岗岩; 11.三叠纪二长花岗岩; 12.二叠纪花岗闪长岩; 13.二叠纪英云闪长岩; 14.二叠纪石英闪长岩; 15.石炭纪石英闪长岩; 16.志留纪似斑状二长花岗岩; 17.志留纪花岗闪长岩; 18.志留纪二云母花岗岩; 19.断裂及编号; 20.二道沟钨矿点; 21.铜金山钨锡矿点; 22.铜矿点/金矿点; 23.蛇绿岩剖面示意图位置; 24.水系Fig.1 Fault and ore deposit distribution in Nacitai area of East Kunlun

2 主要断裂构造宏观形迹特征

研究区主体构造线为NWW向, 构造变形强烈, 同时伴随有岩浆侵位、区域变质及成矿作用等地质事件, 且经历多期叠加与改造。区内出露中— 新元古代万保沟群蛇绿混杂岩(图2), 分布于万保沟— 小南川— 没草沟一带, 在空间上呈孤立的断块夹持在古生代蛇绿混杂岩中, 由镁铁质— 超镁铁质岩和玄武岩构成, 蛇绿岩岩块包括辉绿岩墙、洋岛(海山)玄武岩-碳酸盐岩和硅质岩等[16, 17], 基质为中— 新元古界万保沟群半深海砂泥质岩, 以及后期混杂的寒武系沙松乌拉组浅海碎屑岩、奥陶系纳赤台群半深海— 浅海砂泥质岩。区内中生界出露较广, 包括下— 中三叠统洪水川组及闹仓坚沟组、中— 上三叠统希里可特组和上三叠统八宝山组被卷入混杂岩中。

图2 万保沟蛇绿岩示意剖面(局部)
1.第四系; 2. 牦牛山组火山岩段; 3.纳赤台群碎屑岩组; 4.万保沟群火山岩组; 5.万保沟群碳酸盐岩组; 6. 蛇绿岩岩块; 7.沙松乌拉组; 8.辉绿岩; 9.二长花岗岩; 10.岩屑砂岩; 11.长石岩屑砂岩; 12.玄武岩; 13.英安岩; 14.硅质岩; 15.大理岩; 16.地质界线; 17.逆断层; 18.断裂破碎带Fig.2 Profile of Wanbaogou ophiolite (partial)

研究区内断裂发育, 以EW向、NWW向为主, 其次为NE向。主要断裂多表现为平面上分支复合状、剖面上的“ 入” 字形组合特征, 构成复杂网结状。重点解剖了万保沟东几条NWW向断裂带的构造特征, 这些断裂构造带内发育典型的构造现象, 可见具炭化带的逆断层(图3(a))、断层两侧的牵引现象(图3(b))、断层面的擦痕和阶步(图3(c))、断裂带中局部分布的砂岩构造透镜体(图3(d))、褐铁矿化及含褐铁矿化石英脉透镜体炭化破碎带(图3(e)、(f))、“ σ ” 型旋转石英碎斑透镜体(图3(g))及断层附近的牵引褶皱(图3(h)), 充分显示了区内断裂特征的多样性, 其脆— 韧性剪切带构造组合具有复杂性、多期性并具有矿化特征, 标志较多。整体显示区内强应变带和糜棱岩化带交替出现, 脆— 韧性剪切带中常见强片理化及糜棱岩化、S-C组构、旋转碎斑、不对称褶皱等构造现象。

图3-1 东昆仑纳赤台地区脆— 韧性剪切构造特征Fig.3-1 Characteristics of brittle-ductile shear structure in Nachitai area of East Kunlun

图3-2 东昆仑纳赤台地区脆— 韧性剪切构造特征Fig.3-2 Characteristics of brittle-ductile shear structure in Nachitai area of East Kunlun

2.1 万保沟沟脑— 小干沟北断裂(F1)

属北昆仑岩浆弧与布尔汉达结合带构造分区断裂, 为东昆中断裂的一部分。走向近EW, 断面总体南倾, 倾角45° ~87° 不等, 断裂形成宽15~75 m的破碎带, 带内多为断层砾岩、碎裂岩、断层泥、构造透镜体, 并见有直立的岩层和片理, 破碎带内褐铁矿化强烈。断裂在万保沟沟脑附近, 主断裂南倾, 倾角50° ~80° 不等; 低山头西沟至小干沟北一带, 倾角58° ~81° , 断裂破碎带一般7~50 m, 显示脆性结构特征。断裂带北盘为泥盆系牦牛山组火山岩、中侏罗统采石岭组碎屑岩、华力西期侵入岩, 南盘为中元古界万保沟群碳酸盐岩、三叠系碎屑岩夹火山岩。该断裂控制了从晚泥盆世到侏罗纪地层的沉积与分布以及华力西期花岗岩的侵入。主要显示为由南向北逆冲, 地表多为负地形特征。

2.2 野牦牛沟— 三道湾北断裂(F2)

总体呈NW走向, 向北西延伸与万保沟沟脑— 小干沟北断裂相交。断裂西段北倾, 倾角64° ~85° , 形成30~50 m的挤压破碎带, 可见断层泥、构造透镜体(图4(a))。断裂东段倾向渐变为南倾(图4(b)), 构造应力较为集中, 倾角53° ~72° , 见多条NE向扭性断裂将其切割, 错距50~300 m不等, 断裂带岩石较为破碎, 地表形成15~60 m宽的挤压破碎带, 带内由碎裂岩、构造角砾岩、断层泥组成, 沿断裂展布方向石英脉发育、褐铁矿化普遍, 岩石破劈理、牵引褶皱发育, 远离断层逐渐消失, 地形上为连续对头沟负地形, 显示以压为主兼扭性结构的断裂特征。

图4 野牦牛沟— 三道湾北断裂结构剖面
1.万保沟群碳酸盐岩组; 2.纳赤台群碳酸盐岩组; 3.纳赤台群碎屑岩组; 4.白云岩; 5.大理岩; 6.砂质千枚岩; 7.逆断层; 8.断裂炭化带; 9.断裂破碎带Fig.4 Fracture structure profile of the Yemaoniugou-northern Sandaowan fault

2.3 万保沟北断裂(F3)

断层走向NW, 与万保沟沟脑— 小干沟北断裂相交, 断裂倾向NE, 倾角55° ~61° , 形成10~30 m的挤压破碎带, 带内岩石以砂岩、灰岩为主, 主要表现为岩石破碎, 发育炭化带及构造角砾。沿断裂展布方向石英脉发育, 褐铁矿化普遍, 岩石破劈理、牵引褶皱发育, 远离断层逐渐消失, 地形上为连续对头沟负地形, 显示以压为主兼扭性结构的断裂特征。

2.4 土梁子— 五十四道班北断裂(F4)

断裂走向NW— EW, 沿走向缓波状特征明显。断面总体南倾, 倾角68° ~80° 。沿断裂带岩石破碎, 形成宽20~100 m不等的挤压破碎带, 带内见有构造角砾岩、花岗碎裂岩、断层泥、构造透镜体(图5)。沿断裂展布方向石英脉发育, 普遍具弱褐铁矿化。断裂两侧岩石劈理和牵引褶皱发育, 远离断层逐渐消失。断裂带北盘以志留系二长花岗岩、花岗闪长岩为主, 靠近断裂带局部花岗岩片理化也十分发育, 显示挤压强烈, 塑性变形加剧。南盘出露寒武系沙松乌拉组灰— 灰绿色长石岩屑砂岩、岩屑杂砂岩、岩屑长石砂岩、长石石英砂岩夹千枚状板岩、灰岩。断裂控制了寒武系沙松乌拉组、奥陶系— 志留系纳赤台群及加里东期花岗岩的侵入。

图5 土梁子— 五十四道班北断裂(中段)结构剖面
1.中志留统二长花岗岩; 2.沙松乌拉组; 3.白云岩; 4.逆断层; ①.炭化断层泥带; ②.碎裂岩化带; ③.炭化带; ④.构造透镜体带; ⑤.强劈理化带; ⑥.构造透镜体变形带Fig.5 Fracture structure profile of the Tuliangzi-northern Wushisidaoban fault (middle section)

2.5 土梁子南— 五十五道班断裂(F5)

断层走向NW— EW, 整体倾向178° ~195° , 倾角60° ~70° , 破碎带宽20~70 m。断裂带以炭化断层泥为主, 其次为构造角砾岩、碎裂岩、构造透镜体, 局部见有硅化白云岩透镜体顺断层面展布, 普遍具褐铁矿化现象; 断裂带北盘出露寒武系沙松乌拉组灰— 灰绿色长石岩屑砂岩、岩屑杂砂岩, 南盘出露万保沟群碳酸盐组浅灰— 灰白色结晶白云岩等(图6)。

图6 土梁子南— 五十五道班断裂结构剖面
1.白云岩; 2.长石砂岩; 3.逆断层; 4.性质不明断层; ①.牵引褶皱带; ②.碎裂岩化带; ③.炭化断层泥带; ④.脉石英透镜体带; ⑤.强劈理化带Fig.6 Fracture structure profile of the southern Tuliangzinan-Wushiwudaoban fault

2.6 南沟中游断裂(F6)

断层走向NW— SE, 整体倾向178° ~205° , 倾角44° ~60° , 破碎带宽5~10 m。断裂带中见断层角砾岩、断层泥、构造透镜体出现, 断层角砾岩性以砂岩、灰岩为主, 断层两侧岩石片理化强烈, 牵引褶皱、揉皱较发育。断裂带北盘出露三叠系洪水川组二段长石岩屑(杂)砂岩、闹仓坚沟组结晶灰岩及碎屑灰岩, 南盘出露万保沟群碳酸盐组结晶白云岩等。该断裂以压为主兼扭性特征(图7)。

图7 南沟中游次一级断裂结构剖面
1.洪水川组二段; 2.万保沟群碳酸盐组; 3.灰岩; 4.长石砂岩; 5.石英砂岩与砾岩互层; 6.逆断层; 7.推测逆断层; ①.碎裂岩炭化带; ②.牵引褶皱带; ③.炭化石英透镜体带Fig.7 Sub-level fracture structure profile in the middle of Nangou

3 构造演化特征

东昆仑造山带演化不是简单的俯冲碰撞增生过程, 而是具多旋回复杂历史的造山带演化, 经历过多旋回的洋陆转化, 碰撞后的陆内演化也很复杂[18]。造山带是始特提斯和古特提斯两次重要旋回演化的产物[19, 20, 21]。东昆仑始特提斯洋的打开和扩张应发生在早寒武世之前, 中寒武世时洋壳向北部的柴达木地块之下俯冲, 中志留世时巴颜喀拉地块与柴达木地块开始拼贴造山[2, 22, 23, 24, 25], 早寒武世末— 晚奥陶世存在明显的始特斯洋壳持续的俯冲消减, 志留纪为陆壳俯冲碰撞[26]。泥盆纪持续处于碰撞汇聚阶段, 石炭纪— 早三叠世进入古特提斯洋演化, 中晚二叠世— 三叠纪构造-岩浆活动最为强烈, 大洋板块大规模俯冲碰撞[12, 27], 晚三叠纪世中晚期, 构造环境由挤压造山向造山后伸展转变[28], 导致下地壳拆沉及幔源物质底侵[29, 30], 早侏罗世进入盆山转换阶段, 也是最晚一期构造-岩浆活动阶段[12]。

4 构造与成矿的关系

从成矿全过程来看, 构造是提供含矿流体和矿质得以迁移的能源、动力、空间场所和调整矿石沉淀所必须的条件。大型构造与丰富的矿源、流体和有利的岩石、物理条件相匹配, 则有可能形成超大型矿床和矿床富集区[31, 32]。大型构造对矿床形成有重要的控制作用, 断裂规模、性质、部位与成矿关系较为密切。

4.1 导矿构造

万保沟沟脑— 小干沟北断裂为区域性昆中断裂的组成部分。这种规模大的断裂常常是导矿构造, 含矿流体在沿着导矿构造上升途中, 成矿物质会选择在容矿构造的合适物理化学环境中富集成矿, 但成矿流体更有可能发育于导矿构造附近的派生或伴生构造环境中。其具长期性、脉动性及继承性, 能连通位于不同深度和不同地质体的流体并导致流体混合, 有利于成矿物质的反复叠加富集成矿。

4.2 控矿构造

东昆仑造山带在海西期— 印支期构造活动期间, EW向主断裂派生大量的NW向次级断裂[33], 南昆仑增生楔中岩浆活动剧烈并发育诸多韧性剪切断层, 这些都是斑岩型铜矿、蚀变带型金矿、韧性剪切带型金矿等诸多金属矿种的有利成矿地段[34]。东昆仑北部石棉成矿亚带及祁曼塔格盐岩成矿亚带绝大多数矿床、矿点分布位置和NW向线性构造带吻合[35], 主断裂多期次长期活动派生了一系列NW向和NWW向断裂带, NWW向区域深大断裂控制了东昆仑主要岩浆岩体和矿集区的分布, 次级断裂蚀变带赋存有重要矿床 (体), NWW向、NNE向等多组构造交汇部位是成矿的有利地段[9]。昆中断裂带北发育3条规模较大的NWW向打柴沟、五龙沟和黑石山剪切带, 是五龙沟金矿区的控矿构造[36, 37], 体现了区域韧性剪切带构造背景下, 沿脆性断裂蚀变碎裂岩型金矿化定位的构造控矿作用[38]。大场金矿区内由多条NWW向破碎蚀变砂页岩型矿石组成的脉状矿体群, 矿体严格受主断裂派生的次级断裂控制, 走向NW或NWW, 与主断裂方向基本一致, 倾向SW[37, 39], 驼路沟钴(金)矿受一条近EW向展布的韧性剪切带控制, 它控制了东自短沟、西至长征沟长约7 km、宽15~50 m(最宽200 m)的钴金含矿层[40]。开荒北金矿是东昆仑地区较为典型的造山型石英脉亚型金矿床, 共发现NWW向雁行状平行斜列式展布的大小金矿体50余个[36, 41]。走向NWW、倾向南的逆冲断裂控制着铜金山数条白钨矿矿化带(体)的产出[42]。经验表明与控矿相关的构造部位有: 区域有利岩层与断裂或侵入体的交接地段, 褶皱构造的弯曲、转折、倾覆地段及大背斜的轴部张开地段, 大断裂的弯曲、转折、分支和交切地段及邻近的次级断裂、裂隙, 断裂与背斜的交接地段, 环状构造的边缘破裂带及环状构造与断裂的交切地段, 以及不同构造体系的复合部位等[43]。

研究区昆中断裂南侧次级断裂较发育且相对密集, 局部呈网状。整体类型较多, 断层性质具有变形与结构复杂、形成的时间不同等特点。目前已发现金属矿产(金、脉状铜、铅锌矿、铜镍、镍矿化、黄铁矿、铜铅锌矿化)在空间上的展布都与次一级断裂(F2、F3、F4、F5、F6)有着直接或间接的关系, 主要沿NWW向、近EW向的区域次级断裂分布[44], 显示该构造背景具有聚矿成矿能力。野外地质调查过程中, 常见一些褐铁矿化、黄铁矿化、黄铜矿化、孔雀石化等矿化现象顺次级断裂节理裂隙充填、分布, 在节理裂隙发育密集处矿化现象较好。

5 结论

(1)纳赤台地区以EW向、NWW向为主的构造发育, 构造强应变带和糜棱岩化带交替频繁出现, 脆— 韧性剪切带中强片理化及糜棱岩化、S-C组构、旋转碎斑、不对称褶皱等构造现象常见, 并经历了多期构造运动伴随复杂地质作用。

(2)新发现的二道沟白钨矿、铜金山钨锡矿成矿时代与昆仑河韧性剪切带的形成时代较为接近, 其他已发现的金属矿产在空间展布上与区域控矿构造较一致。东昆仑成矿带EW向、NWW向为主的构造与多金属矿床有密切的时空和成因联系, 详细的构造识别可为下一步找矿工作提供信息。通过将新识别出的构造形迹和新发现的一些矿点及矿化线索与区域相似的成矿事实进行类比, 认为该区域找矿潜力较大。

致谢: 该项目野外地质调查工作得到了四川省地质矿产勘查开发局川西北地质队何文劲高级工程师及张显虎、母永鸿、钟刚、唐华、何龙、胡林等工程师的帮助,论文成稿和修改过程中审稿专家与编辑提出了宝贵的修改意见,在此表示真诚的谢意!

The authors have declared that no competing interests exist.

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