發(fā)布時間：2020-01-17所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：尖頂山天青石礦床位于柴達木盆地西北緣，礦體主要產(chǎn)于上新統(tǒng)獅子溝組上段含碳鈣質(zhì)泥巖及灰?guī)r中，呈層狀、似層狀、透鏡狀，礦石以原生天青石礦石為主，品位較高，連續(xù)性好。含礦砂巖REE值較低，平均為42.7310-6，LREE/HREE平均為6.48;Eu平均為0.94，Ce
摘要：尖頂山天青石礦床位于柴達木盆地西北緣，礦體主要產(chǎn)于上新統(tǒng)獅子溝組上段含碳鈣質(zhì)泥巖及灰?guī)r中，呈層狀、似層狀、透鏡狀，礦石以原生天青石礦石為主，品位較高，連續(xù)性好。含礦砂巖ΣREE值較低，平均為42.73×10-6，LREE/HREE平均為6.48;δEu平均為0.94，δCe平均為0.98;La/Yb-REE圖中含礦巖石投點于沉積巖區(qū)，顯示成礦物源具有多來源性特征;天青石礦的形成可能與深層地下鹵水及盆地周緣陸緣碎屑物質(zhì)富礦流體的補給緊密相關(guān)，表明該礦床成因可能具有陸源碎屑化學(xué)沉積型特征。
關(guān)鍵詞：尖頂山;天青石;稀土元素;成礦物源;礦床成因
柴達木盆地西北部為青海省富含天青石礦床的礦集區(qū)，已探明天青石資源量極為豐富，除大風(fēng)山、尖頂山天青石礦床外，另有堿山、油泉子等10余處中小型礦床或礦化點。而對柴達木盆地西北緣的天青石礦床成礦物源的認(rèn)識歷來存在分歧，葛文勝(2001)認(rèn)為柴達木盆地西部富鍶流體受強烈擠壓產(chǎn)生水平運移，與前第三系孔隙度較大的圍巖發(fā)生化學(xué)及滲濾交代作用，使富鍶成礦離子濃度升高達到過飽和而在構(gòu)造適宜部位沉淀成礦。深大斷裂是深部巖漿鹵水將富硼、鋰及稀堿金屬元素從深部帶到地表的主要通道，深部鹵水也是形成鹽湖的重要物質(zhì)來源(高世揚，2007)。肖榮閣(1994)認(rèn)為富鍶流體大量運移通過斷裂通道形成熱泉涌出，成礦流體的物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生急劇變化，流體的相平衡狀態(tài)被破壞，富鍶流體發(fā)生卸載沉淀。柴達木盆地內(nèi)已發(fā)現(xiàn)多處現(xiàn)代富鍶成礦鹵水，如察爾汗鹽湖北側(cè)深循環(huán)水含Sr較高，溢出地表后形成天青石(楊謙，1993)。筆者根據(jù)尖頂山地區(qū)地質(zhì)特征及天青石礦體、容礦圍巖的稀土元素地球化學(xué)特征分析，對尖頂山地區(qū)天青石礦床成礦物質(zhì)來源及成因進行了研究，將對尖頂山天青石礦床及外圍找礦勘探提供基礎(chǔ)依據(jù)。
1區(qū)域地質(zhì)概況
尖頂山天青石礦床位于青海省柴達木盆地西北緣，大地構(gòu)造位置屬中朝構(gòu)造域的西南緣祁連加里東造山帶和柴達木地塊之間。柴達木盆地基底主要存在2組大斷裂：一組呈北西西至近東西向延伸。如：控制盆地南邊界的昆北斷裂，控制盆地北邊界的柴北緣賽什騰山-宗務(wù)隆山斷裂，祁連山南緣斷裂(賽南斷裂)等;另一組為北東向、近南北向斷裂，主要有鄂拉山斷裂、塔爾丁-魚卡斷裂和格爾木-錫鐵山斷裂，以及盆地西緣控制性的阿爾金山南緣斷裂(圖1)。這些基底深大斷裂規(guī)模大，延伸遠(yuǎn)，斷穿地層多，深切基底，在盆地形成與演化過程中呈繼承性活動，成為分割構(gòu)造單元、決定賦礦地層分布、控制成礦流體運移聚散的重要因素。盆地內(nèi)又被數(shù)條北西、北東東向2組斷裂所切割而成若干斷塊，這些斷塊在盆地凹陷的同時發(fā)生相對運動而形成多個次一級凹陷沉積中心。據(jù)國家地震局地質(zhì)研究所(2003)在盆地內(nèi)通過地變形、地球化學(xué)異常、鹽溶分布和地震等信息的研究，認(rèn)為在盆地中東部除原已發(fā)現(xiàn)的北西向三湖斷裂帶和北北東向啞西斷裂帶外，還存在著北北東向錫鐵山-察爾汗斷裂帶、近南北向達布遜湖東斷裂帶和近東西向團結(jié)湖斷裂帶等隱伏的活動斷裂帶，迄今均處于活動狀態(tài)中，它為深層地下水和其他物質(zhì)的向上運移提供了裂隙通道。隨盆地不斷發(fā)展演化，在喜馬拉雅運動期，盆地南北緣向盆地擠壓推覆，總體呈北西—南東向展布，盆地基底破碎，斷裂發(fā)育，蓋層產(chǎn)生褶皺，形成隆凹相間的地貌特征，構(gòu)成一系列背斜構(gòu)造帶(圖1)。
相關(guān)期刊推薦：《西北地質(zhì)》是由國土資源部主管，西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所與中國地質(zhì)學(xué)會共同主辦，科學(xué)出版社出版的國內(nèi)外公開發(fā)行的地學(xué)類學(xué)術(shù)期刊。主要刊登有創(chuàng)新思路及首發(fā)性成果的科技論文，優(yōu)先發(fā)表由國家、省部委重大科技項目及自然科學(xué)基金資助的重大科研成果。刊出的內(nèi)容主要有關(guān)基礎(chǔ)地質(zhì)理論研究、能源及非能源礦產(chǎn)資源研究、地質(zhì)環(huán)境及地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查研究、地質(zhì)現(xiàn)代化新技術(shù)等方面的研究成果。
區(qū)域上，盆地西部出露地層主要為第三系、第四系更新統(tǒng)及全新統(tǒng)等。第三系主要由內(nèi)陸湖相沉積的碎屑巖夾碳酸鹽巖及硫酸鹽巖等組成，天青石礦床賦礦地層主要為漸新統(tǒng)下干柴溝組(E3g)、中新統(tǒng)上干柴溝組(N1g)、中新統(tǒng)下油砂山組(N1y)、上新統(tǒng)上油砂山組(N2y)、上新統(tǒng)獅子溝組(N2s2)等，其中尖頂山天青石礦床賦礦地層主要為上新統(tǒng)獅子溝組(N2s2)及第四系下更新統(tǒng)七個泉組(Q3q)等。背斜構(gòu)造線呈北西向展布，地層產(chǎn)狀平緩，一般在5°左右，短軸背斜呈平緩、開闊型構(gòu)造，如南翼山、大風(fēng)山、尖頂山、黑梁子、堿山等平坦、開闊型的短軸背斜構(gòu)造。隨構(gòu)造擠壓應(yīng)力和側(cè)向壓力作用持續(xù)增加，背斜構(gòu)造在軸部或附近產(chǎn)生次生脆性斷裂，并產(chǎn)生北西—南東向壓扭性斷裂，北西向斷裂為主斷裂;其次為北北西—北北東向平移斷層，規(guī)模相對較小，多成群出現(xiàn)于大風(fēng)山、尖頂山、堿山、黑梁子等背斜軸部。
2礦床地質(zhì)特征
尖頂山天青石礦床位于柴達木盆地西緣2個北西向斜列式小背斜隆起構(gòu)成的低山丘陵區(qū)，風(fēng)蝕地貌發(fā)育，丘陵多呈北西向帶狀展布，地表均被數(shù)十厘米至一米厚的鹽殼所覆蓋，局部為風(fēng)積砂所覆蓋。
2.1地層
礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為第三系上新統(tǒng)獅子溝組(N2s2)及第四系下更新統(tǒng)七個泉組(Q3q)、全新統(tǒng)(Q4)等。礦體主要產(chǎn)于上新統(tǒng)獅子溝組上段，另外在獅子溝組下段及七個泉組下部地層也有礦化及小礦體存在。上新統(tǒng)獅子溝組(N2s2)為一套內(nèi)陸湖相碎屑、蒸發(fā)沉積巖，地層產(chǎn)狀平緩;七個泉組(Q3q)不整合于上新統(tǒng)獅子溝組之上;全新統(tǒng)(Q4)不整合于下伏地層之上，為厚0.3～1m的鹽殼及風(fēng)積砂堆積。據(jù)上新統(tǒng)獅子溝組(N2s2)巖性及賦礦特征，可劃分為2個巖性段：下巖段(N2s2-1)、上巖段(N2s2-2)。
2.1.1下巖段(N2s2-1)
下巖段可進一步劃分為下部層位、上部層位，下部層位巖性主要為深灰-灰黑色含碳鈣質(zhì)泥巖夾深灰色薄層灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r及透鏡狀、薄層天青石礦，天青石主要賦存于含碳鈣質(zhì)泥巖或灰?guī)r中，層位不穩(wěn)定，多呈薄層狀或透鏡狀產(chǎn)出，厚度0.1～1m，下部層位厚度大于280m，未見底;上部層位為灰黃色、淺黃綠色鈣質(zhì)泥巖夾薄層灰?guī)r及天青石礦層等組成，其中薄層灰?guī)r局部相變?yōu)楹盎規(guī)r、竹葉狀(角礫狀)灰?guī)r，常見褐鐵礦賦存于灰?guī)r表面、裂隙或孔洞中，上部層位為富含天青石礦層位，厚度18～32m，與下部層位呈整合接觸關(guān)系。
2.1.2上巖段(N2s2-2)
上巖段劃分為下部層位及上部層位，下部層位主要由石膏鈣質(zhì)泥巖、含石膏鈣質(zhì)泥巖夾石膏碎屑灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖、石膏鮞狀灰?guī)r及透鏡狀石膏礦層等組成，其中天青石礦層主要賦存于該層位的頂部及底部，頂部天青石礦層為白云質(zhì)灰?guī)r，底部為鮞狀灰?guī)r、石膏碎屑灰?guī)r及碎屑石膏巖等組成，該層位厚度為18～23m，與下巖段上部層位呈整合漸變過渡關(guān)系;上部層位巖性主要為石膏鈣質(zhì)泥巖、含石膏鈣質(zhì)泥巖夾薄層白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖、石膏碎屑灰?guī)r、石膏鮞狀灰?guī)r及鈣質(zhì)泥巖等，不含礦，厚度大于42m，與下伏下部層位呈漸變過渡關(guān)系。
2.1.3七個泉組(Q3q)
不整合于上新統(tǒng)獅子溝組之上，巖性以砂質(zhì)泥巖、泥巖、砂礫巖為主夾少量粉砂巖、砂巖、碳質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r及石膏、芒硝等，厚度大于300m。
2.2背斜構(gòu)造
尖頂山背斜淺部為典型的擠壓構(gòu)造，而深部為伸展作用形成的箕狀斷陷(劉志宏，2008)。在靠近斷層部位厚度最大，遠(yuǎn)離斷層部位地層厚度逐漸減小并趨于穩(wěn)定，與下盤地層的厚度基本一致。在地震剖面中，尖頂山背斜是一個斷層傳播褶皺，具有長而緩的南西翼，短而陡的北東翼(SUPPEJ，1990)。天青石礦床位于尖頂山背斜構(gòu)造之北東翼，背斜長20km，寬約10km，為一穹狀背斜;呈北西—南東向展布，軸向110°～140°。兩翼地層產(chǎn)狀不對稱，北東翼傾角較陡，一般為3°～15°，北西段達40°～80°;南西翼較平緩為2°～10°。尖頂山背斜核部出露地層為中新統(tǒng)油砂山組(N2y)，兩翼由上新統(tǒng)獅子溝組(N2s)及中、下更新統(tǒng)(Q1、Q2)構(gòu)成;SUPPEJ認(rèn)為(1992)獅子溝組及其以上地層，在背斜頂部被風(fēng)化剝蝕，靠近背斜構(gòu)造高的部位地層沉積厚度較小，軸面方向地層厚度逐漸增大，顯示生長地層的特征。鍶礦體主要賦存于背斜北東翼南東段的獅子溝組地層的上部。
2.3礦體特征
天青石礦體主要產(chǎn)于上新統(tǒng)獅子溝組上段，獅子溝組下段及七個泉組下部地層也有礦化及小礦體存在。礦體上盤圍巖以白云巖、鮞狀白云巖、碎屑白云巖、石膏泥巖為主，下盤以泥巖、砂巖、白云巖及砂礫巖為主。礦床由8個礦體構(gòu)成，即G1、G1-1、G1-2、G1-3、G2、G3、G4、G5。其中G1礦體規(guī)模最大，在其頂?shù)撞科毡榇嬖诒硗獾V，具分枝現(xiàn)象，G1長>2000m，斜深為470～735m，最大厚度為7.89m，平均厚度為3.80m，平均品位為32.92%;G2、G3沿傾向具尖滅再現(xiàn)特征;G2長800m，斜深為103.50～590m，最大厚度為1.94m，平均厚度為1.30m，平均品位為13.11%;G3長約為400m，斜深為765m，最大厚度為2.76m，平均厚度為1.92m，平均品位為19.03%;G4、G5為小盲礦體，G4長400m，斜深為200m，最大厚度為0.97m，平均厚度為0.49m，平均品位為19.45%;G5長400m，斜深為72m，最大厚度為0.97m，平均厚度為0.49m，平均品位為10.02%。
綜上所述，礦區(qū)內(nèi)G1為主礦體，其余7條礦體規(guī)模相對較小，礦體的形態(tài)簡單，呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，上部多裸露地表，產(chǎn)狀平緩，向深部漸變陡，與地層產(chǎn)狀一致，厚度變化小，品位較高，礦體連續(xù)性好，具有巨大找礦潛力。
3礦石組構(gòu)與礦石礦物
3.1礦石類型
礦石分為原生天青石礦石和次生天青石礦石2類，以原生天青石礦石為主，占95%。
3.2礦石組構(gòu)
礦石結(jié)構(gòu)主要有隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)、砂質(zhì)-粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu)、鮞粒狀結(jié)構(gòu)、板柱狀結(jié)構(gòu);礦石構(gòu)造主要為致密塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造及少量糖粒狀構(gòu)造等。
3.3礦石礦物
3.3.1原生礦石礦物
容礦圍巖主要為含碳鈣質(zhì)泥巖、鮞狀灰?guī)r，礦石礦物主要為鮞狀天青石、砂礫狀天青石等。礦物中有益礦物單一，主要為天青石，次有白云石、石膏、重晶石等。
鮞狀灰?guī)r：灰白色，具鮞粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。鮞粒具同心環(huán)狀結(jié)構(gòu)，主要由泥晶質(zhì)方解石(70%)組成，膠結(jié)物(30%)主要由石膏和泥晶方解石組成，石膏呈大片亮晶膠結(jié)鮞粒，呈孔隙式膠結(jié)類型。
鮞狀天青石礦石：為灰白、灰綠色，鮞粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。鮞粒為50%～60%，多由白云石組成，核部包含有砂粒，鮞粒有真鮞、薄皮鮞、假鮞3種。外形為圓狀、橢圓狀。鮞徑一般為0.1～1.0mm，膠結(jié)物以天青石為主，石膏、砂粒少量，占30%～40%。天青石呈他形粒狀，粒徑為0.03～0.2mm。砂粒呈次棱角、次圓狀，由石英、長石、黑云母、白云母及安山巖巖屑組成，含量為5%左右，粒徑為0.03～0.45mm。
砂礫狀天青石礦石：灰白、淺灰綠色，砂礫狀結(jié)構(gòu)，層狀、塊狀構(gòu)造，砂礫物質(zhì)占60%～70%，礫石以石英、變質(zhì)巖、火成巖為主，磨圓度較好，呈次圓或圓狀，礫徑為0.2～1.5cm。膠結(jié)物占30%左右，以天青石為主，白云石、石膏少量。天青石為他形晶，粒度為0.1～0.4mm。
3.3.2次生礦石礦物
次生天青石礦僅分布于近地表處，由原生天青石礦經(jīng)地表水淋濾、溶解、運移，在次級裂隙、節(jié)理、孔洞等適宜部位再充填、結(jié)晶而成。礦石質(zhì)地較純，礦物成分簡單，次生天青石占95%以上，另有少量石膏、重晶石、方解石、白云石等;礦石礦物主要為層紋狀天青石。
層紋狀天青石礦石：礦石礦物主要為次生天青石，呈不同顏色的層紋平行產(chǎn)出，層厚不等，由數(shù)毫米到數(shù)厘米，沿裂隙兩側(cè)向中心生長，呈對稱型，中心部位可見石膏層產(chǎn)出。
4稀土元素
特征主要對尖頂山地區(qū)容礦圍巖及含礦巖石中稀土元素地球化學(xué)特征進行分析，稀土元素分析數(shù)值見表1。
含天青石砂巖：ΣREE=27.9×10-6～54.63×10-6，平均為42.73×10-6;LREE/HREE=3.82～7.73，平均為6.48;(La/Yb)N為0.35～0.82，平均為0.67;(La/Sm)N為0.64～0.89，平均為0.81;在天青石礦與北美頁巖標(biāo)準(zhǔn)化稀土曲線圖(圖2b)顯示，曲線呈略向左傾趨勢，顯示天青石礦輕重稀土輕微分餾，具輕稀土略顯虧損性特征。δEu為0.73～1.11，平均為0.94，Eu呈弱負(fù)異常或不顯異常。陳衍景(1996)認(rèn)為，稀土元素在不同的氧化還原條件下，元素的狀態(tài)和元素間的分餾也會產(chǎn)生不同的響應(yīng)，在化學(xué)沉積中，氧化環(huán)境的沉積物ΣREE高，Eu/Eu*低，(La/Yb)N低;還原環(huán)境的沉積物ΣREE低，Eu/Eu*高，(La/Yb)N高。由此可見，研究區(qū)天青石礦ΣREE低，而Eu/Eu*、(La/Yb)N相對較低，可能為不同環(huán)境的產(chǎn)物，暗示成礦物源具有多來源性。
