青海平安上庄磷矿地质特征及成因探讨.pdf

Geological Features and Ore Potentiality for the Pulang - Hongzhuo Porphyry Cu Depositin Zhongdian , Yunnan REN Guang2ming , LI Y ou2guo College of Earth Science , Chengdu University of Technology , Chengdu 610059 Abstract This paper deals with geological features and prospecting criteria , ore potentiality and range of reconnaissance for the Pulang - Hongzhuo porphyry Cu deposit. Key words porphyry Cu deposit ; geological feature of deposit ; prospecting potential ; Pulang - Hongzhuo ; Zhongdian , Yunnan 收稿日期2007 - 06 - 19 作者简介陈文林1963 - ,男,云南省宜良县人,地质工程师,长期从事野外地质调查及矿产普查工作 青海平安上庄磷矿床地质特征及成因探讨 陈文林 1 ,李连松 2 ,周湘志 1 1 1 青海省第一地质矿产勘查大队,青海平安810600;21 青海省地质调查院,西宁810100 摘要上庄磷矿为一大型低品位磷灰石矿床,伴生有益组分有铁、 蛭石化黑云母及稀土元素。矿床产于黑云母 单斜辉石岩体中,含矿岩体由多岩相带组成。通过对该矿床地质特征研究认为,该矿床严格受断裂构造及岩相带 的控制,深部的岩浆沿断裂运移过程中不断分异、 分次侵入和结晶再分异,导致有益组分磷、 铁和稀土富集成矿,属 岩浆晚期分异磷灰石矿床。 关键词磷矿床;地质特征;成因;青海平安上庄 中图分类号P619121 3 文献标识码A 文章编号1006 - 0995200704 - 0269 - 05 青海省平安县上庄磷矿为一大型低品位磷灰石矿床,主要有益组分为磷 P 2O5 , 伴生铁、 蛭石化黑云母、 稀土及透辉石等有用矿物和元素,可综合回收利用。开发上庄磷矿可改变青海缺磷的现状,并可综合回收利 用其中的有用矿物和元素,具有较高的经济价值。笔者就该矿床的地质特征及成因进行探讨,对寻找同类型 矿床具有一定的指导意义。 1 成矿地质背景 该矿床在区域大地构造上属秦祁昆造山系的祁连造山带,构造上为拉脊山复式向斜。 区域出露的地层有震旦系、 寒武系、 奥陶系、 泥盆系、 志留系、 下白垩统、 古近系及第四系。其中,上寒武 统六道沟群凝灰岩、 变安山岩、 变片理化安山岩及变安山质凝灰岩为含矿母岩的围岩。 区域构造线主体呈北西向沿拉脊山脉展布。该区为一复式向斜构造,被同期十分发育的走向断裂切割 和边缘同期侵入岩侵位,导致区内构造破碎和热液蚀变较为普遍,为成矿和聚矿提供了有利条件。 区域岩浆活动比较强烈。基性、 超基性侵入岩侵位于寒武系,与火山岩共生,组成蛇绿岩建造,大都呈独 立的单斜体、 脉状产出,受构造控制显著,猴儿岭 天重岭复向斜两翼为超基性岩侵入部位。复向斜核部为 花岗闪长岩和花岗伟晶岩侵入部位。上庄黑云母单斜辉石岩为区内的主要含矿岩体,在其内部及其附近有 角闪石岩、 碱长岩脉及碳酸岩侵入。 区域矿产资源较丰富,金属矿产有铜、 镍、 铁、 金及稀土矿,非金属矿产有磷、 硅质岩,以低品位的磷、 铁、 稀土矿、 铜、 镍及金为主,主要有上庄磷矿、 帮业隆磁铁矿、 南宁沟稀土矿、 元石山铁镍矿及天重峡金矿等。 962 2007年12月第27卷第4期 四川地质学报 Vol127 No14 Dec1,2007 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2 矿区地质特征 211 地层 矿区出露地层主要有下震旦统湟源群青石坡组和上寒武统六道沟群。下震旦统主要由一套浅变质浅 海相碎屑岩及碳酸盐岩构成,分下、 中、 上三段;上寒武统六道沟群主要由浅变质浅海相火山岩夹正常碎屑岩 构成,可分上、 下两个岩组。 212 构造 矿区断裂构造较发育,以北西西 南东东向为主,其规模大,与岩浆活动和成矿关系密切;北东向或北西 向断裂见于局部地段,规模不大,但对岩浆活动和成矿作用亦有较大影响。各组断裂对上庄黑云母单斜辉石 岩体空间展布均有密切控制作用。褶皱构造不发育,见一系列拖拽挠褶构成的鼻状或短轴状背、 向斜。 213 岩浆岩 矿区岩浆岩主要为黑云母单斜辉石岩及期后脉岩,此外还有大量火山岩及少量闪长岩。黑云母单斜辉 石岩及后期脉岩具深部分异、 分次侵入和再分异特点。从早到晚依据矿物的共生组合和结构构造特点,黑云 母单斜辉石岩可划分为橄榄岩、 黑云母透辉石岩、 黑云母次透辉石岩、 含磁铁矿黑云母次透辉石岩、 角闪次透 辉石岩、 角闪石岩等6个岩相带。岩浆期后脉岩有碳酸岩和碱长岩。据西北地质研究所同位素年龄测定结 果为442Ma ,属加里东中期。 3 矿床地质特征 矿床产于黑云母单斜辉石岩内。矿区内的两个单斜辉石岩体呈北西西向斜列分布,组成略向北凸的弧 形含矿岩带,东西长5 075 m ,宽25～700 m。黑云母单斜辉石体含矿岩体由多岩相带组成。矿体产于黑云 母次透辉石岩、 含磁铁矿黑云母次透辉石岩和角闪次透辉石岩等3个岩相带中图 1 。 3.1 矿体特征 区内圈出52个磷矿体,分为上、 中、 下三个矿带,呈NWW向展布,长1 795～3 340 m ,宽20～215 m。矿体 规模最大者长1 470～2 260 m ,厚22～7911 m ,延深100～549 m;其余矿体长50～1 548 m ,厚2～26 m ,延深49 ～595 m。矿体大多呈似层状,少部分呈透镜状及扁豆状,向SSW陡倾图1、 2 。 图2 上庄磷矿代表性勘探线剖面图 Z1gc 震旦系下统青石坡组c岩段;∈3lda 寒武系上统六道沟群a岩段;Ψ5 - 1 黑云母透辉石岩相带;Ψ5 - 2 黑云母次透辉石岩相 带;Ψ5 - 4 角闪次透辉石岩相带;Ψ5 - 5 角闪石岩相带;ξ 碱长岩;α 安山岩;M 大理岩;Si 硅质岩;St 变凝灰质砂岩;g 千枚岩; 1 地层界线;2 岩相界线;3 断层及编号;4 钻孔及编号;5 磷矿体;6 铁磷矿体 072 青海平安上庄磷矿床地质特征及成因探讨 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 图1 上庄磷矿区地质略图 Z1ga 震旦系下统青石坡组a岩段变凝灰质砂岩、 变长石石 英砂岩ss ; Z1g 震旦系下统青石坡组b岩段钙质板岩 Bca夹大理岩M、 千枚岩g ;Z1gc 震旦系下统青石坡组 c岩段变凝灰质砂岩St、 变含砾长石石英砂岩夹千枚岩 g ; ∈3lda 寒武系上统六道沟群a岩段变安山岩 a ; ∈3ldb 寒武系上统六道沟群b岩段硅质岩 Si ; ∈3ldc 寒 武系上统六道沟群c岩段变安山质凝灰岩Bs、 砂质板岩t 及千枚状板岩 t ; ∈3ldd 寒武系上统六道沟群d岩段变安 山质凝灰岩Bs、 砂质板岩t、 大理岩M ;∈3lde 寒武系 上统六道沟群e岩段变安山质凝灰岩Bs、 砂质岩Si ; Ψ5 - 1 黑云母透辉石岩相带;Ψ5 - 2 黑云母次透辉石岩相 带;Ψ5 - 3 含磁铁矿黑云母次透辉石岩相带;Ψ5 - 4 角闪次 透辉石岩相带;Ψ5 - 5 角闪石岩相带;ξ 碱长岩;δ 闪长岩 脉;C 碳酸岩脉;1 地质界线;2 岩相界线;3 断层及编 号;4 磷灰石矿体;5 铁磷灰石矿体;6 正常地层产状; 7 倒转地层产状 图3 岩相带岩石化学特征 3.2 矿石特征 矿石类型划分为铁磷矿石含SFe≥ 8 及磷灰石含SFe 1。mΠf 415 ;磁铁矿富集于铁 高、 镁低,稍偏碱的岩石中;蛭石化黑云母富集于镁、 铝、 钾均较高的岩石中图 3 。 4.2 矿床成因探讨 根据断裂构造、 岩相对于成矿的控制、 岩相带相互接触关系、 矿体的分布、 岩石化学特征和有用矿物的富 集规律等可看出,上庄含磷单斜辉石岩在空间和时间上,以及岩石化学特征上均具有较清晰规律① 岩体为 正常系列岩石,SiO2不饱和,基性程度较高,且偏碱性。② 从早期至晚期形成岩石,化学特征有较明显的三次 变化图3 ,其位置大致在φ5 - 1 φ 5 - 2、 φ5 - 3 φ 5 - 4、 φ5 - 5 脉岩之间,与岩浆岩深部三次分异分次侵入大致 吻合。③ 组成岩石的主要矿物,随岩石化学成份的变化而变化,在时间上从早期至晚期发生光性常数和化学 成份的递变。 综上所述,岩浆侵入共分三次,第二次为主要成矿期。在该期内,磷灰石成矿达到高潮,并有磁铁矿的富 集。第三次侵入,磷灰石成矿转为低潮,岩石中出现较多角闪石、 榍石,稀土元素含量增高。岩浆的深部分 异、 分次侵入和结晶再分异作用,使磷、 铁和稀土富集而形成矿体。 5 结 论 上庄磷矿床矿体均产出于含矿岩体中,矿体的分布受各相应岩相带控制;矿石的矿物成分与含矿岩体的 相应岩石基本一致;矿石中富含挥发性组分F01134 ～01239 、CO2 1 1106 ～1150 、H2O 0 178 ～ 272 青海平安上庄磷矿床地质特征及成因探讨 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 1107 等,矿石有用矿物磷灰石即为富含挥发成分的矿物;矿石中磁铁矿晶出较晚,充填于其他矿物间,形 成海绵陨铁结构;主成矿期为第二次岩浆侵入期,且有铁、 稀土等有益元素的伴生。 综上所述,磷铁矿赋存于黑云母单斜辉石岩体中,黑云母辉石岩既是含矿围岩,又是成矿母岩,矿体受 岩相带控制,产状与岩相带一致,矿石矿物成分与岩体的岩石矿物成分一致,故其成因属晚期岩浆分异型矿 床。 参考文献 [1]黄根栓,等 1 扎巴镇幅1∶5万区域地质调查报告[R]1 西宁青海省地质局,19761 [2]刘洪发,等 1 青海省湟中县上庄磷区地质勘探报告[R]1 西宁青海省地质局,19781 [3]杨生德,等 1 青海省第三轮成矿远景区划研究及找矿靶区预测[R]1 西宁青海省地矿局,20031 [4]青海省地矿集团公司 1 上庄磷矿采选工程预可行性研究报告[R]1 西宁青海省地矿局,20041 Geological Features and Genesis of the Shangzhuang Apatite Deposit in Ping’an , Qinghai CHEN Wen2lin 1 , LILian2song 2 , ZHOU Xiang2zhi 1 1 - No.1 Geological Party for Mineral Exploration , Qinghai Bureau of Geology and Mineral Resources , Ping’an , Qinghai 810600 ; 2 - Qinghai Geological Survey , Xining 810100 Abstract The Shangzhuang apatite deposit is a low - grade apatite deposit associated with Fe , vermiculitizated biotite and REE. The deposit is confined to the biotite clinopyroxenite. The ore - bearing rockbody consists of several lithofacies. The geological features indicate that the deposit is controlled byfracture and lithofacies. This deposit is a late magmatic differentiated one. Key words apatite deposit ; geological feature ; genesis; Shangzhuang , Ping’an , Qinghai 372 2007年12月第27卷第4期 四川地质学报 Vol127 No14 Dec1,2007 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.