（构造地质学专业论文）青海玉树赵卡隆铁铜多金属矿床构造分析和成矿规律研究.pdf

中南大学硕士学位论文 摘要 摘要 赵卡隆矿区位于青海省玉树藏族自治州南部，处于我国著名的三江成矿带的 北部，是该区带中有代表性的重要矿床，由于地处偏远，研究程度不高，需要加 强基础地质研究和综合找矿工作。 论文在参阅大量文献的基础上，结合系统的野外地质调查和研究工作，重点 解决了矿区的地层划分和构造型式等基础问题，总结了成矿规律，初步探讨了矿 床成因类型。 论文研究认为，矿区是中生代特提斯构造域的多岛洋盆活动的一部分，矿床 形成于裂谷带中，具有弧后运动的性质。研究确定了矿区地层新的层序关系， 对矿区变形构造的调查研究发现了叠加褶皱的变形型式，填绘了完整的矿区构造 纲要图。发现矿区具有统一的含矿层位，确定了矿区的矿床成因类型，是海底 喷流沉积型矿床与铁氧化物型矿床的结合类型。根据对矿区成矿地质条件的全 面分析，把矿区中分散的矿体连接成统一矿层，表现了成矿的分带性，确定了矿 化的分布范围和发展方向，说明了矿区的成矿规律和找矿目标。 关键词：多岛洋盆，弧后盆地，叠加褶皱，喷流矿床 中南大学硕士学位论文 摘要 a bs t r a c t t h e z h a o k a l o n gd e p o s i ti sl o c a t e di ns o u t h e mp a r to f y u s h ut i b e t a n n a t i o n a lm i n o r i t ya u t o n o m o u sa r e ai nq i n g h a ip r o v i n c e i ti ss i t u a t e di n n o r t hp a r to ft h en u j i a n g - l a n c a n g - j i n s h ar i v e rm e t a l l o g e n i cb e l t i ti s t h er e p r e s e n t a t i v ei m p o r t a n to r ed e p o s i t b e c a u s ei ti ss i t u a t e df a ra w a y ， t h er e s e a r c hd e g r e ei sn o th i g h t h ef o u n d a t i o ng e o l o g yr e s e a r c ha n dt h e s y n t h e s i sp r o s p e c t i n gw o r k n e e d st os t r e n g t h e n o nt h i sp a p e r ，b a s e do nan u m e r b e ro fl i t e r a t u r er e a d i n g ，a n d c o m b i n e dw i t ht h ec o m p l e t ef i e l dg e o l o g i c a li n v e s t i g a t i o na n dt h e r e s e a r c hw o r k , t h ew r i t e rm a i n l yf i n i s h e dt h en e wc l a s s i f i c a t i o na b o u t s t r a ts e q u e n c ea n ds t u d i e ds t r u c t u r e rd e f o r m a t i o ns t y l e ，a n ds u m m a r i z e d m e t a l l o g e n i cr e g u l a r i t y o fo r e d e p o s i t ，a n dd i s c u s s e d o r eg e n e s i s p r i m a r i l y t h ew r i t e rt h i n k st h a tm i n ei s ap a r to fa r c h i p e l a g oo c e a nb a s i n w h i c hb e l o n g st om e s o z o i ct e t h y a nd o m a i n t h i sd e p o s i tf o r m e di nr i f t z o n e ，a n di th a st h ep r o p e r t i e so fb a c k - a r cm o v e m e n t i nt h i sr e s e a r c h ，a n e ws t r a t a s e q u e n c eh a sb e e n i d e n t i f i e d b a s e do nd e t a i l e df i e l d i n v e s t i g a t i o ，t h e t e c t o n i cd e f o r m a t i o n s t y l e h a sb e e nd e f i n e da s s u p e r p o s i t i o nd r a p e a n dac o m p l e t eo u t l i n em a pb o u ts t r u c t u r a lf a t o r si s f i g u r e do u t au n i f i e dt h eo r e b e a r i n gh o r i z o ni sf o u n d ，t h eg e n e s i so f e d e p o s i ti sd e t e r m i n e da ss u b m a r i n es e d i m e n t a t i o n e x h a l a t i o ns e d i m e n t a r y d e p o s i t s m e a n w h i l e i ta l s oh a ss o m ei r o no x i d ed e p o s i t sf e a t u r e s a c c o r d i n gt oa n a l y s i sa b o u tt h eg e o l o g i c a lc o n d i t i o n so fo r e f o r m i n g ，t h e d e s p e r s e do r eb o d yi sc o n n e c t e di n t ou n i t yb e d d i n gi nm i n i n ga r e a i t d i s p l a y s c l e a rm i n e r a l i z e d z o n i n g ，a n d t h ed i s t r i b u t i o n s p a c e s o f m i n e r a l i z a t i o na n dt h ed i r e c t i o no fd e v e l o p m e n ta r ed e t e r m i n e d l a s t l y ， t h eo r e - f o r m i n gr e g u l a r i t ya n dp r o s p e c t i n gt a r g e ta r ei l l u s t r a t e d k e yw o r d s a r c h i p e l a g o o c e a nb a s i n ，b a c k a r cb a s i n ， s u p e r p o s i t i o nd r a p e ，e x h a l a t i o nd e p o s i t n 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共 同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 名：趔腻殳月斗日 学位论文版权使用授权书 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允 许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容， 可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技 术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通 过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名： 师签名：j 己也日期：乒年月互日 中南大学硕士学位论文第一章引言 1 1矿区概况 第一章引言 赵卡隆矿区位于玉树县巴塘乡相古村南西约9 5 k i n ，行政区划隶属玉树县巴 塘乡相古村管辖。 工作面积5 2 4 k m 2 ，海拔4 7 0 0 - - 5 1 3 9 m ，属侵蚀一冰蚀高山区，碎石流、坡 积物覆盖面积广泛，地形切割深度大，相古河谷至工作区高差大于1 0 0 0 m 。本区 植物分带明显，海拔4 5 0 0 m 以上为高山积雪区，4 5 0 0 - - 3 5 0 0 m 为木本植物覆盖 区，部分为草本区，3 5 0 0 m 以下为农业耕作区。 矿床为铁铜多金属矿，产在赵卡隆- 力日多岭上叠火山沉积盆地北西端的次级凹 陷中。 1 2 本次研究的目的 青海玉树赵卡隆铜多金属矿床是经过多年勘探的矿区，已发现具有一定的规 模，显示了很好的找矿前景。为了指导矿区的找矿勘探工作能顺利发展，需要深 入研究矿床的成矿地质条件，认识矿床的成矿规律，为此设立本研究项目来开展 矿区的成矿地质研究工作，促进矿区的勘探工作取得更大的找矿成果。本矿床的 发现和勘探时间虽然较长，但研究工作开展不够，研究程度相对较低，使在勘探 工程中遇到的问题不能及时解决。 1 3 研究进展与学术思想 1 3 1 前人研究工作进展 矿区位于青藏高原高寒高海拔地区，自然地理条件恶劣，虽然有长期找矿勘 探的历史，但研究程度较低。 1 9 6 7 年一1 9 6 9 年，青海省地质局物探队在玉树暗子曲河两岸进行了1 1 0 万分散流扫面工作，在本区圈定四处以有色金属元素为主的分散流综合异常，发 现矿床、矿点7 处。除赵卡隆异常进行检查外，其余异常均未进行检查。 3 中南大学硕士学位论文第一章引言 1 9 7 7 年一1 9 7 8 年，省地矿局区调队在玉树地区开展1 2 0 万区域地质调查、 西藏地矿局区调队提交1 2 0 万邓柯幅区调报告，对区内地层、构造、岩浆活动、 矿产分布等特征作了较为详细的阐述。 赵卡隆矿床为原玉树地质队1 9 5 9 年发现，1 9 5 9 年一1 9 6 0 年开展了1 2 千地 形地质草测，配合槽探、浅井、平硐工程，重点对i 、号矿体和号矿体北西 段进行了调查，提交了c + d 级铁矿石量1 5 0 3 7 万吨，铅金属d 级储量1 2 5 万吨。 1 9 6 7 年，原青海省地质局第九地质队，对矿区号矿群南东段和v 号铜、 铅、锌矿体进行了部分工作。同年地质局物探队在矿区开展了物化探扫面工作。 初步了解了矿区成矿地质背景，查明了铁矿体分布、规模、形态、产状，圈定了 1 2 个物化探异常。由于受找矿思路和矿种的限制，对成矿地质条件认识不深， 样品伴生有益元素研究少，未对有色金属及贵金属矿产进行评价；物探工作用于 寻找磁铁矿、赤铁矿，未对菱铁矿、金属硫化物矿床进行评价；化探次生晕测量 受工作量限制，仅分析了铜铅银等元素，缺少与其有关的成矿指示元素的分析。 仅对个别物化探异常进行工程验证，异常的找矿意义未进行评价。 1 9 7 7 1 9 7 8 年，原省地质局十五队对矿床进行了踏勘检查，初步认为该矿 床是一个以菱铁矿为主的多金属矿床，规模较大，有一定的工作前景。 1 9 7 9 - - - 1 9 8 0 年，原省地质局十五队以扩大铁矿床远景为目的，在矿区开展 普查评价工作。大致了解了矿区含矿岩系、岩石组合、构造类型基本特征，初步 认为本区为一向斜构造。对i 、i i 、三个铁矿体的铁和v 号铁矿体伴生的p b 、 z n 、a g 、c d 进行d 级储量计算：获铁矿石8 9 1 6 1 万吨；含锰铁矿石1 4 0 2 5 万 吨；铅金属量1 1 1 万吨；银金属量3 9 9 1 7 吨；锌金属量2 2 7 万吨；镉金属量 0 0 19 7 万吨。但对矿区火山喷发沉积建造岩性岩相划分简单，构造类型认识不 足，各矿体的空间关系不明。由于矿区第四系覆盖层厚度大，大部分槽探未达地 质目的，矿体空间分布、规模、形态、产状不清；对一些物化探异常未进行揭露 检查，矿区基础地质研究程度仍较低。该阶段地质工作对以后工作打下了良好的 基础，指出该地区具有寻找多金属矿床的有利条件，今后重点对c d 5 磁、自电异 常进行验证，查明v 号矿体与0 ) 5 磁、自电异常之间的联系，加强c u 、p b 、z n 、 a g 、m n 、c d 及s 、p 等元素分析力度，以便进行矿床综合评价，同时注意勘探手 段的选择。 2 0 0 1 年青海有色地质勘查局七队赵卡隆调研组，对赵卡隆多金属矿进行了 调研，认为矿床成因为喷流沉积型，矿区具有寻找c u 、p b 、z n 、a g 等多金属矿 床的条件。 青海省有色地质勘查局七队于2 0 0 2 年5 月一2 0 0 5 年1 0 月在赵卡隆矿区开 展了各项地质工作以及外围分散流扫面和遥感解译。 4 中南大学硕士学位论文第一章引言 项目分三年实施，三年投入1 5 万水系沉积物测量2 0 0 k i n 2 、1 5 万遥感 2 1 5 0 k m 2 、1 1 万土壤测量4 k m 2 、1 5 千地质草测5 k m 2 、钻探1 0 2 6 9 1 m 、浅井1 4 2 3 m 、 槽探8 9 8 6 3 m 3 、取得了较好的找矿成果，矿区划出三个矿化带，新发现一条铜矿 带，矿区共圈定铁多金属矿体3 0 条。 三江成矿带北段是特提斯多岛洋盆的区域构造环境，经历了复杂的构造演化 过程，总体上经历俯冲岛弧活动，弧后盆地扩张，弧陆间碰撞造山，以及造山后 伸展的演化过程。在这一次演化过程的不同阶段都发生了不同程度的成矿活动， 形成了众多的矿床。关于赵卡隆矿床的成矿构造背景，潘桂棠等认为是形成于造 山后伸展的成矿系统，具有浅水环境中火山一沉积一热水成矿作用【1 】。 候增谦【2 j 等认为赵卡隆为菱铁矿型铁银多金属矿，矿床产在赵卡隆一加多岭 上叠火山沉积盆地北西端的次级凹陷中，主要与火山喷流热液活动有关，应属于 产于火山序列中的与火山活动有关的热水喷流型矿床，矿体主要成层状、似层状 和透镜状，明显受层位控制，顺层产出，产状与围岩一致，铜锌铅主要与菱铁矿 密切伴生，严格局限在菱铁矿矿层之内菱铁矿与围岩呈交错渐变的过渡关系，矿 体中可见与地层产状一致的微细层理、纹层构造，黄铁矿等形成的条带构造及显 微莓球构造发育，具有十分明显的沉积特征。含矿层之上发育一套厚层碳酸盐， 但基本不含矿，成矿主要发生在盆地构造一岩浆相对活跃到相对宁静的阶段，与 火山旋回间歇期热水活动有判洲。矿床形成于晚三叠世，但受后期构造改造强 烈。 本矿床的发现和勘探的时间虽然较长，但研究程度相对较低，本次研究在总 结前人资料的基础上着重对矿床的构造进行分析，因为层状矿体的形态主要为后 期的构造变形所控制，这对矿区矿体的准确定位尤为重要。 1 3 2 海底热水喷流沉积矿床研究现状 1 海底喷流热水沉积成矿理论的形成 本世纪初成矿学家建立了主导一时的岩浆热液成矿理论，认为地下喷出的热 水都与岩浆有判5 6 】。有些学者对此观点持有疑义，1 9 2 5 年“矿化流体海底上 升喷气成矿理论首次被提出；在1 9 3 1 年以前有人对日本黑矿提出同生沉积海 底升华成因的观点，但这些新观点在当时并未受到重视。到1 9 5 8 年，首次系统 阐述了海底喷气一沉积成矿假说，并命名为“e x h a l a t i v es e d i m e n t a r y ，引起了 地学界的极大反响和争议。7 0 年代后，对红海、太平洋、大西洋的海底考察，为 这一假说提供了大量事实证据。1 9 7 3 年，海底喷气沉积成矿由假说上升到理论， 得到世界范围大多数学者的承认。不同的学者曾冠以“喷气矿床 、“喷流矿床”、 “喷流沉积矿床”、“热水沉积矿床”等名称。鉴于这类矿床多数在海底成矿， 5 中南大学硕士学位论文第一章引言 其成矿物质和成矿热液可与岩浆活动有成因关系，也可无成因关系，成矿作用以 同生沉积为主，成矿流体上升到海底以后主要是液态，而非气态。所以叫做“海 底喷流热水沉积矿床 。简称“喷流矿床”，更为确切一些。近年来，矿床学家认 识到，地质历史中的海底喷流热水沉积成矿作用主要发生在大陆边缘或拗拉槽裂 谷中【l 引，而边缘裂谷比洋底裂谷和陆内裂谷更加有利于喷流热水成矿。主要是因 为其热历史和热状态的不同。边缘裂谷的热状态变化极大。在稳定阶段受到沉 积厚度及裂陷作用影响，在活动阶段则受到深部幔柱的影响，地幔柱的作用是促 使地壳中呈分散状态的金属达到浓集状态富集成矿。而且同生断层对喷流热水 沉积矿床的形成也有重要的控制作用，它是沟通地壳浅部和深部的渠道，是收集 和汇总含矿流体向上运移的通路，同生断层在水底出露的地段又是矿液上涌的喷 口和矿石的堆积场所。如大厂锡矿地处江南古陆和粤北地块之间华力西期右江裂 谷带次级丹池裂陷盆地内，含矿喷流热水沉积长石硅质岩和碳酸盐岩，沿丹池同 生断裂呈北东狭长的带状分布，台地相碳酸盐岩与台沟相硅质岩交替产出，矿化 主体产于硅质岩中1 9 ，姗。沉积容矿岩系的沉积盆地划分为三级，一级盆地即相当 于边缘裂谷作用形成的裂谷盆地，一般侧宽数百公里：二级盆地是一级盆地形成 后，同生构造进一步发展，在一级盆地内产生的较小的盆地和隆起：三级盆地则是 二级盆地内的更明显的一些断陷槽，其规模一般只有几百米至几公里【1o l l 】。裂谷 都以同生深断裂为界，边缘裂谷作用主要发生在古特斯大陆边缘( 欧洲和中国) ， 及古太平洋大陆边缘一泛大陆边缘( 北美、东澳大利亚、南非) 。裂谷作用发生 的主要时代是太古代、早元古代、晚元古代、古生代和新生代n 2 0 钔。 喷流矿床矿体外部形态研究表明，喷流热水沉积矿床多产于海进层序或火山 岩系中上部，形态以层状、似层状、透镜状为主，与容矿岩石整合产出。矿体的 厚度一般数米到数十米，倾向的延伸稳定。同生的脉状、筒状矿体一般产在层状 矿体下盘的岩石中，不穿透层状矿体，与围岩交切产出。喷流热水沉积矿床的一 个重要的特征就是它所特有的喷流岩。 以火山岩为容矿岩石的现代海底硫化物矿床可以有三种不同的大地构造环 境：洋脊环境，弧后扩张盆地环境和岛弧环境。典型的弧后扩张盆地环境中形成 的冲绳海槽硫化物矿床，形成于裂谷地堑内部的塌陷盆地中，矿床特征十分类似 于日本黑矿。马里亚纳海槽硫化物矿床发育于弧后盆地内沿扩张中轴发育的火山 岩附近的裂隙系统和塌陷构造洼地内【1 5 1 。经研究认为，赵卡龙矿床也有相似的 成矿背景。 2 喷流矿床的成矿构造研究 关于喷流矿床成矿构造的研究可以划分为两部分，一部分是喷流矿床成矿时的 原生构造系统，一部分是喷流矿床后来发生变形改造的构造系统。喷流矿床是形 6 中南大学硕士学位论文第一章引言 成于具有伸展环境的裂陷带中，裂陷带以发育正断层为主，近年来对于正断层中 继构造的研究取得了重要进展，发现正断层是分段扩展的，在断层段之间形成中 继斜坡 1 4 , 1 5 。有关正断层中继构造控矿的研究也在开展【蛤1 9 1 。在中继斜坡上形成 的断陷盆地是重要的储油构造 2 0 - 2 3 。海底喷流矿床形成于正断层系统，应该也受 到正断层中继构造的影响。有关正断层中继构造对有色金属喷流矿床成矿作用的 研究也在开展 2 4 - 2 7 1 。对赵卡隆矿床受正断层和正断层中继构造控矿的研究也在进 行中。喷流矿床受后来构造变形改造的情况是不同的，赵卡隆矿床主要受褶皱变 形的改造。 3 热水喷流沉积矿床的成矿模式 目前最流行的热水喷流沉积成矿模式有两类。 图1 - 1 中左右两个系统为一类，叫对流圈模式，图中间的成矿系统叫含水层 模式，为第二类。 口1 团2 四3 口4 口5 因6 囝7 圆8 图1 - 1热水喷流沉积硫化物矿床成因模式( 据田毓龙幽1 ) 1 渗透岩；2 角砾状矿石；3 网脉状矿石；4 非渗透岩；5 非构造破碎矿石； 6 热液流动路线；7 层纹状矿石；8 层状矿石 对流圈模式的概念是以海水为主( 包括大气降水、岩浆水等) 的地下水，受岩 浆热或地热和构造热等的作用，在深部被加热并发生对流，沿途从岩石中淋滤出 成矿组分，形成含矿热卤水，这些含矿热卤水最后沿断裂喷出，充填通道成矿并在 海( 湖) 底沉积成矿。含水层模式中，含矿热水主要由沉积物埋藏压实期间排出孔 隙水构成。孔隙水随地热增温而升温，如果在地热异常区，将出现异常温度，压力 也随之增大( 有时可以超过静地压力) 。与此同时，水盐度也不断随深度而增加， 其从矿源( 岩) 中萃取和富集金属的能力增强，而且孔隙水的流动缓慢，与岩石的 7 中南大学硕士学位论文第一章引言 反应充分。最后这些含矿热水被非渗透性岩石封存起来，在可能与地震活动有关 的断裂切穿这个封存体时，就成喷出并沉积成矿。一般这类成矿区域内缺少成矿 期的岩浆活动1 2 9 】。 在长期的实践中，人们终于认识到了热水喷流矿床是同生成因的，但传统 观念认为，成矿流体是岩浆期后热液，金属主要来自岩浆分异作用，随着测试技 术的提高，稳定同位素和放射性同位素应用价值远胜于作为地球化学示踪物的微 量元素，对黑矿型矿床流体包裹体氢氧同位素研究证明，成矿流体主来自海水， 岩浆水【3 0 】。 1 3 3 褶皱变形理论 赵卡隆矿床的成矿期是在三叠纪晚期古特提斯和新特提斯交替时期，矿区的 构造变形是属于喜山期运动的范围，通过对全区范围内全面的地质调查，发现矿 区的断层不是很发育，矿区的构造变形以褶皱为主，矿体的形态主要为褶皱所控 制，从构造成因来说，褶皱变形是主导的，断层是由褶皱变形派生的，因此对矿 区褶皱的研究尤为重要【3 1 , 3 3 j 。 褶皱的主波长理论的数学表达式为：w i 2 d ( u 。6p 。) v 3 ，式中为强硬层初 始波长，w o 为有限波长，指褶皱后实测的波长，p ，、l l 。为强硬层和软弱层粘性 度，d 为强硬层厚度，主波长理论说明了夹于软弱岩层中强硬层的褶皱条件，即 地层褶皱形态受地层的粘性比和厚度控制。实验研究表明，在地层为高强硬度反 差时，即u 。i i 。 5 0 ，其中强硬层变形形成典型的肠状褶皱【3 l ，3 2 1 ( 图1 - 2 ) 。在 天然地层的褶皱中，如果地层是强硬层和软弱层的互层状，则在强硬层形成肠状 褶皱的情况下，软弱层将形成顶厚褶皱。 i l l 比 t o t l p l 啦 5 0 h a t d 炊 w o w i 图卜2 单个强硬层中褶皱形状递进演化( 据j g 兰姆塞幽】) 8 中南大学硕士学位论文第一章引言 地层的褶皱是强硬层占据主导地位，强硬层的褶皱变形以切向线应变为主要 应变型式，即在顺层的切线方向发生伸长和缩短，形成等厚褶皱或同心褶皱。软 弱层夹于强硬层之间，它的变形受强硬层的控制，由于相邻强硬层的内弧和外弧 的曲率半径不同，使软弱层形成顶厚褶皱。在褶皱变形中软弱层的物质将从两翼 向核部流动迁移，应变型式是切向线应变和顺层剪切的结合，顺层剪切是发生层 问滑动的运动m 侧。 a 譬：1 ：l i i b 图卜3 不同地层应变椭圆变化图( 据j g 兰姆塞1 ) a 为无初始应变；b 为软弱层的应变椭圆：c 为强硬层的应变椭圆 在褶皱中强硬层和软弱层的变形有明显的区别，可以从地层中的应变椭球体 的分布和劈理的产状表现出来( 图1 - 3 ) 。强硬层中褶皱的外弧是拉伸变形，内 弧是挤压变形，中间为过渡带，而软弱层中内弧与外弧的变形型式是一致的，但 翼部的变形比转折端要强烈。因此在褶皱中强硬层的内部变形不强烈，而软弱层 的内部变形强烈，强硬层的变形方式和次级构造与软弱层也有明显区别( 图 卜4 ) 。在软弱层中因为发生顺层剪切的变形，所以可以形成层间滑动的次级褶皱， 是软弱层内部的变形复杂化，而在强硬层中形成次级褶皱的作用是相对次要的， 除了在与软弱层的接触带附近形成次级褶皱，在强硬层内部的变形是以切向线应 变为主，变形型式是比较简单的。 9 中南大学硕士学位论文第一章引言 有限中性点 图卜4强硬层与软弱层内部变形对比图( 据j g 兰姆塞【3 7 】) 左边表示应变椭圆，右边表示根据有限应变轨迹方向和长短轴强度预测的劈理 从上面的讨论中说明，在强硬层与软弱层互层地层中的褶皱，强硬层和软弱 层的褶皱型式具有明显的差别，强硬层的变形比较简单，软弱层的变形十分复杂， 虽然在同一个变形系统中，它们的变形型式和变形强度可以有很大的差别。因此， 不能因为地层的变形型式不同，就认为它们是经受了不同期次的构造运动。 1 4 本论文完成的主要研究工作 1 4 1主要研究内容和基本思路 青海玉树赵卡隆铁铜多金属矿床是经过多年勘探的矿区，己发现具有一定规 模，显示了很好的找矿前景，本次研究的思路是以区域地质背景的研究为基础， 在了解成矿环境的前提下开展对矿床实际地质现象的调查，系统地分析矿床成因 类型，抓住主要成矿地质条件进行详细研究，完整的认识矿床成矿规律，发现关 键的控矿因素，达到快速进行成矿预测，扩大找矿效果的目的。主要研究的内容 如下。 1 0 中南大学硕士学位论文第一章引言 1 矿床区域地质背景的认识，赵卡隆矿床处在三江成矿带的北部边缘，处 在扬子板块、西藏板块和柴达木板块的活动带上【3 8 - 4 甜，是有利于成矿的地质背景， 这是本区具有成矿前景的基础之一。三江带作为板块之间的结合带具有长期的活 动演化，特别是本区处在三大板块的结合点上，地质环境是多重叠加的情况，区 域地质比较复杂，具体调查和掌握区域地质背景的特点，从整体上把握成矿环境， 使认识矿床成矿规律的有效方法【4 3 舶】。通过矿区的地质调查，认识矿区的成矿地 质条件是否符合区域地质背景的特征，在此区域地质背景中表现为哪些具体的特 征，是关于矿床地质条件的认识与区域地质背景相一致。 2 矿床成因类型的认识，对赵卡隆矿床的成因类型有多种观点，近年来倾 向认为是海底喷流矿床类型，但这仅从形成的环境整体上来看，典型的海底喷流 矿床是以硫化物为主的矿床，赵卡隆矿床以铁氧化物为主，表现出铁氧化物型矿 床的某些特点，因此对矿床成因类型的认识尚需深化。 3 矿床形成的地层条件，根据赵卡隆矿床的特征加强对地层的研究，对于 喷流成矿地层是成矿的主要地质条件，又是找矿的重要标志。矿床产于伸展构造 带中，地层和火山岩的性质是区域构造环境的重要表现，双峰式火山岩，碎屑沉 积岩，大理岩和喷流岩的组合，它们是反映裂谷构造和成矿活动的基本地质条件 4 赵卡隆矿床的构造研究是一个薄弱环节，前人只似乎只强调矿区的断裂 构造 4 9 。5 2 1 ，但实际上矿区以强烈的褶皱变形为主，断层构造次之。 1 4 2 完成的实际工作量 拍摄地质照片1 5 0 多张，采集地质岩矿标本5 0 件，在室内对部分标本切制 观察薄片，对野外调查资料进行了整理研究。主要工作量见表i - i 。 表i - i 硕士论文完成工作量一览表 中南大学硕士学位论文第一章引言 1 4 3 主要成果与认识 研究工作的主要成果和认识简要介绍如下： 1 地质背景的研究，主要通过大量文献研究对矿区区域地质背景进行了充 分的讨论，确定了矿区在滇藏地区中所处的区域构造位置，说明了矿区的区域地 质运动性质【5 弘5 5 】，是中生代特提斯构造域的多岛洋盆活动的一部分，成矿裂谷带 具有弧后运动性质，矿区区域地质现象具有相应的特征，为矿区成矿地质研究提 供了重要的基础认识。 2 对矿区基础地质进行了全面深入的研究，对矿区地层的调查研究重新划 分了地层，确定了地层新的层序关系，对矿区变形构造的调查研究发现了叠加褶 皱的变形型式，填绘了完整的矿区构造纲要图，这些是首次在矿区取得的重要研 究成果，大幅度提升了矿区地质研究水平 3 对矿区矿床地质进行了深入研究，从矿体形态到矿石特征的调查研究， 发现矿区具有统一的含矿层位，结合地层和构造的综合调查研究把矿区内各个矿 体连接成为一个矿层，在矿床的形态研究上取得了突破性的成果，也是认识矿区 成矿规律的关键性进展；确定了矿区的矿床成因类型，是海底喷流沉积型矿床与 铁氧化物型矿床的结合类型，具有特殊的矿床成因类型，成因类型的确定是成矿 规律研究的重要部分。 4 全面分析了矿区的成矿地质条件，把矿区中各矿体连接以后可以解释矿 区的成矿分带性，根据矿床成因类型可以讨论成矿中心的位置，认识矿化的分布 范围和发展方向，从编绘的矿区剖面图中说明了矿区的成矿规律和找矿目标，在 已知矿体之间按照提出的连接关系勘探深部矿体，所建立的矿区成矿模型已经不 断得到勘探工程的验证，展现了矿区具有可观的规模和优良的发展前景 5 找矿方向预测，由于对矿区成矿规律的认识有了较大的进展，同时提出 了新的找矿方向的多种设想，虽然本次工作中这些设想还是初步的，但分析的依 据较为充分，展示了矿区具有十分理想的找矿前景，增强了在矿区找矿的信心。 1 2 中南大学硕士学位论文第二章矿区的区域地质特征 第二章矿区的区域地质特征 2 1 大地构造背景及构造演化 青海玉树地区的赵卡隆矿区处于我国著名的三江地质成矿带的北端，三江构 造带是滇藏地区的一部分，滇藏地区大地构造特征是认识三江构造带的基础。滇 藏地区现在的大地构造组合是经过东特提斯洋的地质演化形成的，属于东特提斯 地质构造系统，由此决定了滇藏地区大地构造的面貌特征和运动性质，是分析这 一地区地质现象和成矿作用的理论基础。 滇藏地区的大地构造基本轮廓是由三大板块的结合带组成，北部是华北板块 南缘的柴达木地块和西秦岭褶皱带，东部是杨子板块，西部是印度板块。在三大 板块之间是有小型地块、地体和岛弧以及它们相互间界线组合分布。这里自晚古 生代以来是特提斯多岛洋盆，随着洋盆的消亡，小地块拼合起来形成三江构造带 5 6 , 5 7 】。这些地块有可可西里一巴颜喀拉地块、中咱地块、羌塘地块、昌都一思茅 地块，以及西南部的拉萨一腾冲地块等。在这些地块之间分布有岛弧带和俯冲带 或缝合带，主要的缝合带有甘孜一理塘缝合带、金沙江缝合带、怒江缝合带等， 主要的岛弧带有甘孜岛弧带、江达一维西岛弧带等( 图2 1 ) 。有关这些区域 构造单元的地质情况是区域地质研究必须要掌握的，为此分别进行简要的介绍如 下。 可可西里一巴颜喀拉地块。北部以修沟一玛沁缝合带为界与柴达木地块接 触，南部以金沙江缝合带为界与羌塘地块接触，东南部呈楔形分布于扬子板块西 缘，东界为龙门山断层带与扬子板块接触，西部是三江板块结合带，以甘孜一理 塘缝合带与甘孜岛弧带接触。巴颜喀拉地块古生代时期为小陆块，分布于古特提 斯洋的北岸，属于北部塔里木一柴达木板块的南缘带，早二叠纪末洋盆关闭，该 地块拼接到北部大陆南缘上，成为隆起带，三叠纪开始可可西里一巴颜喀拉带发 生沉降，形成裂陷带，早中三叠世以浅海沉积为主，是裂陷初期特征，到三叠纪 晚期裂陷盆地扩大，沉积浅海到半深海地层，火山活动也很发育，而往北的西秦 岭一带火山活动减弱，三叠纪末回返造山，发生变形。巴颜喀拉三叠纪盆地沉积 为北部大陆边缘特征，沉积中心有从北向南迁移特征，与两侧大陆边缘沉积有关。 金沙江缝合带为其南缘界线，巴颜喀拉三叠纪盆地沉积的发展与这个洋盆的活动 1 3 中南大学硕士学位论文 第二章矿区的区域地质特征 有关，该洋盆向北东和南西俯冲，因此是形成弧后的裂陷。巴颜喀拉地块是赵卡 隆矿区所在地块的北西部相邻地块。 图2 1 三江成矿翻匕部区域构造单元分布图( 据车自成【5 8 】) 三江带处于三大板块之间，是特提斯多岛洋盆的构造活动带，具有复杂的组合关系，由 多个小地块拼合组成，在构造运动演化中小地块具有不同的构造性质，赵卡隆矿区处在三江 带最北部，属于羌塘一昌都地体，具体位置在北东边缘的江达岛弧带中，图中v 字形花纹表 示的区域，不过实际成矿构造运动更为多样性，据潘桂棠，车自成等综合 1 4 中南大学硕士学位论文第二章矿区的区域地质特征 中咱地块。是夹于岛弧带之间的小型地块，北至白玉以南，南至兰坪，东部 与甘孜岛弧带接触，西部以金沙江缝合带与昌都地块和兰坪地块接触。中咱地块 分布前寒武纪基底地层，变质程度深，在古生代期间基本上保持台地性质的滨浅 海沉积环境，二叠纪有裂陷带基性火山岩分布，三叠纪仍然为滨浅海沉积，此后 处于隆起状态。中咱地块的东、西两侧始终保持被动边缘的构造性质，夹持于东、 西洋盆之中，东部与岛弧带为邻，西部邻接西倾的俯冲带，但岛弧活动没有直接 进入地块中。中咱地块没有延伸到赵卡隆矿区一带，但作为夹持于岛弧带之间的 地块，对于认识赵卡隆矿区所处岛弧带环境的特征是有帮助的。 昌都一思茅地块。这应该是由两部分地块组成的，北部为羌塘一昌都地块， 南部是兰坪一思茅地块，但是它们之间的界线没有确切的位置，大致在梅里雪山 的德欣到福贡一带。昌都地块夹持于东部金沙江缝合带和西部澜沧江缝合带之 间，两侧都是俯冲岛弧带构造性质。地块有前寒武纪基底，是早期岛弧活动的火 山岩，泥盆纪地块隆起为陆相沉积，早二叠世金沙江洋向西俯冲，在昌都地块中 形成江达一德钦一维西岛弧火山岩、岩浆岩带，晚三叠纪金沙江洋闭合后两侧陆 块碰撞，在昌都岛弧带转变成前陆盆地沉积，沉积一套碎屑岩和碳酸盐地层，晚 白垩纪盆地沉积结束。赵卡隆矿区与昌都地块接触，是矿区成矿的构造单元之一。 兰坪地块在三江带南部，东、西两侧分别为金沙江俯冲带和澜沧江俯冲带，两侧 俯冲在地块中形成发育的岛弧岩浆岩活动，形成临沧火山岩弧和绿春火山岩弧， 这些特征与昌都地块相似。兰坪地块与赵卡隆矿区距离远，对矿区地质成矿没有 直接关系，对其特征不作详细介绍。 羌塘地块。这与昌都地块应该是同一个地块，问题是对羌塘地块的存在有分 歧，如有人认为羌塘是多岛洋盆，并无陆块存在，有人认为羌塘是古陆上发生的 裂谷盆地，对于后者的观点简要介绍。羌塘地区没有出现结晶基底地层，最老地 层为奥陶纪和志留纪，为类复理石台地边缘相沉积，所以可能是多岛洋盆的区域。 羌塘地块的北东边缘为金沙江俯冲带，南部边缘是班公湖一丁青断裂带，羌塘地 块中发育侏罗纪盆地沉积地层，是向西开口的陆内洋盆，基底为前泥盆纪变质岩， 上覆晚古生代地层是火山岩、浊积岩和类复理石岩，侏罗纪是浅海相到滨海相的 沉积岩，是一个中心转移的陆缘盆地和前陆盆地，说明是发育在陆块基础上的盆 地，盆地在东部的昌都一带消失。赵卡隆矿区是处在羌塘一昌都地块的北东部边 缘上，应该说羌塘地块的性质对矿区地质成矿是有重要意义的，我们可以结合矿 区的地质调查研究来判断羌塘地块的性质。 拉萨一腾冲地块。介于北东部的班公湖一丁青一怒江缝合带和南西部的雅鲁 藏布主缝合带之间，北东部邻接羌塘地块，北西部邻接印度板块的喜马拉雅构造 带。地块中出露前寒武纪结晶基底，古生代各时代地层表现为稳定地台盖层的沉 1 5 中南大学硕士学位论文 第二章矿区的区域地质特征 积，中生代地块的构造性质转变为沟弧盆性质，南、北边缘都发生活动陆缘的构 造，是两侧洋盆开始闭合，向地块方向俯冲的结果，这是新特提斯洋的活动时期。 拉萨一腾冲地块与羌塘地块邻接，是赵卡隆矿区所在地块的相邻地块，它的构造 运动会影响到赵卡隆矿区的成矿背景。 修沟一玛沁结合带。是巴颜喀拉地块与柴达木地块的界线，蛇绿岩带沿青海 阿尼玛卿山延伸，是三江带最北部的洋盆位置，叠加在祁连山一昆仑加里东造山 带上，是特提斯洋张开的最北部的位置，早石炭开始形成洋盆，二叠纪向北俯冲， 晚三叠一早侏罗洋盆闭合，两侧大陆碰撞。 金沙江一哀牢山结合带。是印度板块与扬子板块及巴颜喀拉地块的界线，北 部是金沙江蛇绿岩带，其东部是中咱地块，西部是江达一维西火山弧，在玉树与 甘孜一理塘蛇绿岩带交合，洋盆形成于早石炭一早二叠，早二叠开始向西俯冲， 早三叠一晚三叠为碰撞造山。 澜沧江一孟连结合带。北段缝合带沿澜沧江，出露零碎的混杂岩等，是昌都 地块内部的缝合带，南段分布昌宁孟连蛇绿岩带，是兰坪一思茅地块内部的缝合 带，早石炭形成洋盆，早二叠向东俯冲，中晚三叠碰撞造山。 甘孜一理塘结合带。是巴颜喀拉地块南支与甘孜岛弧带之间的蛇绿岩带，东 与扬子西缘的松潘冒地槽接触，西接甘孜岛弧带，北端在玉树、南端在洱海与金 沙江蛇绿岩带合并，洋盆打开时间南早北晚，从中二叠到晚三叠，在晚三叠向西 俯冲和碰撞，洋盆寿命短。 班公湖一怒江结合带。在北部是拉萨地块与羌塘地块拼合的蛇绿岩带，南部 从东西走向变为南北走向，是印度板块与扬子板块的界线，洋盆晚三叠打开，晚 侏罗到早白垩从双向俯冲到拼合。 雅鲁藏布江结合带。是西藏板块与印度板块之间的蛇绿岩带，晚三叠洋盆打 开，早侏罗向北俯冲，7 0 m a ( 古新世) 时洋盆闭合，印度板块与拉萨地块碰撞， 也是印度板块与欧亚大陆碰撞的开始。 甘孜岛弧带。是一个具有古陆基底的边缘岛弧带，与西侧的中咱地块连接。 岛弧带分布古生代各时代地层，以台地沉积为主，晚二叠纪开始出现裂谷火山岩， 与东部的甘孜一理塘洋盆打开有关，三叠纪继续发育火山岩，应该与东部洋盆的 俯冲有关。甘孜岛弧带是从扬子西缘分裂出来的小地块，属于扬子板块系统，它 处于赵卡隆矿区的东南部邻区，由于处在相同的俯冲方向上，其地质特征对于赵 卡隆矿区研究有借鉴作用。 江达一维西岛弧带。东部以金沙江俯冲带为界，西部连接昌都一羌塘地块， 南部连接墨江岛弧带，应该是由金沙江洋的俯冲在昌都地块东部边缘形成的岛弧 带。岛弧火山岩普遍发育，可以分为三期；二叠纪为岛弧从形成到发展成熟的火 1 6 中南大学硕士学位论文第二章矿区的区域地质特征 山岩系列，与海相沉积岩交互分布，形成岛链格局；早中三叠纪形成碰撞型火山 岩和侵入岩，具有东部陆缘的沉积岩分带；晚三叠纪为造山后伸展盆地环境的双 峰式火山岩。赵卡隆矿区产于本岛弧带范围中，是矿区成矿的直接构造单元。 赵卡隆矿区的区域构造位置处在江达一维西岛弧带中，是羌塘一昌都地块北 东边缘的岛弧带，北东侧是金沙江缝合带，与巴颜喀拉地块和甘孜岛弧带接触。 这里是金沙江缝合带与甘孜一理塘缝合带交汇的位置，所以两条缝合带都可能对 矿区有意义，矿区所在的岛弧带是东部缝合带的洋盆俯冲形成的。巴颜喀拉地块 中发生弧后的裂陷盆地沉积，也是金沙江洋盆俯冲的结果，说明洋盆可能是双向 俯冲的，巴颜喀拉地块与赵卡隆矿区是不同的构造单元，但是存在一定的联系， 都与金沙江洋盆的俯冲有关。甘孜岛弧带是甘孜一理塘洋盆活动的结果，由于距 离赵卡隆矿区较近，其俯冲作用可能叠加到赵卡隆矿区所在的江达岛弧带，是需 要注意的，因为甘孜岛弧带形成较晚，岛弧活动发育，可能是金沙江洋盆闭合后 的继承性活动。羌塘一昌都地块是江达岛弧带的基底，在昌都地块中有澜沧江俯 冲带，向东俯冲，但是俯冲发生在二叠纪，对赵卡隆矿区可能没有影响。丁青一 怒江俯冲带在昌都地块的南西边缘，也是向东俯冲的，但其俯冲时间较晚，在侏 罗纪，对赵卡隆矿区也可能没有影响。 根据对赵卡隆矿区所在构造单元和周围大地构造单元关系的分析，说明这是 一个结构复杂的板块结合带，有许多的小型地块，它们之间有多条缝合带，代表 的洋盆有各自的活动过程。洋盆都有张开、扩展到俯冲闭合的过程，由此形成许 多裂陷火山岩带和俯冲火山岩带，是新的增生构造带，也是主要的成矿构造带。 首先要划分出区域各构造单元的分布，确定它们之间的分界线，研究它们的构造 活动性质，互相之间的作用的性质和活动时间，在此基础上确定赵卡隆矿区所属 的区域构造单元，区域构造活动性质，与周围构造单元的关系，这些是赵卡隆矿 区成矿的地质基础。从文献分析表明，赵卡隆矿区处在岛弧带上，应该属于岛弧 带成矿性质，是东部金沙江洋盆和甘孜一理塘洋盆俯冲形成的岛弧带，是矿区基 本成矿地质区域背景特点。但是实际情况可能还有别的因素，要在矿区地质调查 中来认识。 赵卡隆矿区属于三江成矿带，适当了解三江成矿带分布对于认识赵卡隆矿区 的成矿性质是必要的。三江成矿带部分矿区和矿床的情况列在表2 一l 中，表中 没有包括超大型矿床如金顶矿床和玉龙矿床等。表中列出的矿区矿床以三江带北 部为主，分布在沿金沙江两岸地区，跨青海、西藏、四川、云南等省。根据对该 地区区域构造单元的划分，成矿区分布的构造单元是甘孜岛弧带，江达一维西岛 弧带，昌都地块和兰坪地块，其中分布矿区较多的是江达一维西岛弧带，不过就 成矿规模来讲，甘孜岛弧带，昌都地块和兰坪地块中都出现超大型矿床，如甘孜 1 7 中南大学硕士学位论文第二章矿区的区域地质特征 岛弧带中的呷村铅锌矿床，昌都地块中的玉龙铜矿，兰坪盆地中的金顶铅锌矿等， 相比较江达一维西岛弧带中现在发现的矿床规模还比较小。 表2 1 三- 2 r - 构造带各成矿区带分布和特征 矿区的成矿区域地质环境主要是陆缘伸展环境、岛弧构造环境和造山后伸展 环境，这些构造环境是三江带特提斯洋盆活动期间的各种构造型式，当洋盆张开 期间是陆内和陆缘的伸展运动，洋盆发生消减期间是陆缘岛弧和弧后伸展运动， 洋盆闭合期间是碰撞造山运动，包含造山带中的逸脱伸展运动。据研究各矿区分 别属于不同的成矿环境，如羊拉铜矿、呷村铅锌矿、南仁铜金矿等形成在岛弧带 环境中，夏塞、连龙多金属矿、鲁村铜多金属矿、赵卡隆铁铜矿等形成在造山后 1 8 中南大学硕士学位论文第二章矿区的区域地质特征 伸展环境中。在三江成矿带中，岛弧带与造山带往往是叠加的，所以在空间上岛 弧成矿带和造山成矿带并没有明显的分离，它们可以分布在同一个构造单元内。 三江带中矿床的类型是很丰富的，主要有海底喷流沉积块状硫化物矿床，又 分为沉积岩型( s e d e x 型) 和火山岩型( v m s 型) 两种，斑岩型矿床，夕卡岩 型矿床，热液脉型矿床等。在三叠纪成矿时期，呷村大型矿床是火山岩型块状硫 化物矿床，雪鸡坪铜矿是斑岩型矿床，红山铜多金属矿为夕卡岩型矿床。在江达 一维西岛弧带上，南段有与双峰式火山岩有关的块状硫化物矿床，如鲁春铜多金 属矿，楚格扎铁银矿等，北段有与中酸性火山岩有关的块状矿床，如赵卡隆铁铜 矿，有与基性火山岩有关的海底热水沉积矿床，如足那银矿。新生代是三