青海东昆仑乌兰乌珠尔铜矿地质特征及成矿远景评价（胡永达2007吉林大学硕士论文）.pdf

论文分类号论文分类号 P618.51 单 位 代 码单 位 代 码 1 0 1 8 3 密密 级级 公公 开开 研究生学号研究生学号 2004612013 吉 林 大 学 硕 士 学 位 论 文 青海东昆仑乌兰乌珠尔铜矿地质特征及成矿远景评价青海东昆仑乌兰乌珠尔铜矿地质特征及成矿远景评价 Geological Characteristics and Mineralizing Perspective uation of Wulanwuzhuer Copper Deposit in the Eastern Kunlun Orogenic Belt, Qinghai Province 作者姓名作者姓名 胡永达胡永达 专专 业业 矿物学、岩石学、矿床学矿物学、岩石学、矿床学 导师姓名导师姓名 孙丰月孙丰月 及及 职职 称称 教授教授 学位类别学位类别 理学硕士 论文起止年月 理学硕士 论文起止年月 2005 年年 7 月至月至 2007 年年 6 月月 吉林大学硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明所呈交的硕士学位论文，是本人在指 导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文 中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人 完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名 日期 年 月 日 中国优秀博硕士学位论文全文数据库投稿声明 研究生院 本人同意中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程 的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊 （光盘版） 电子杂志社的 中国优秀博硕士学位论文全文数据库 投稿，希望中国优秀博硕士学位论文全文数据库给予出版， 并同意在中国博硕士学位论文评价数据库和 CNKI 系列数据 库中使用，同意按章程规定享受相关权益。 论文级别█硕士 □博士 学科专业矿物学、岩石学、矿床学 论文题目青海东昆仑乌兰乌珠尔铜矿地质特征及成矿远景评价 作者签名 指导教师签名 年 月 日 作者联系地址（邮编） 吉林省长春市建设街 2199 号（130061） 作者联系电话13159601407 作者姓名 胡永达 论文分类号 P618.51 作者姓名 胡永达 论文分类号 P618.51 保密级别 公开 研究生学号 2004612013 保密级别 公开 研究生学号 2004612013 学位类别 理学硕士 授予学位单 位 吉 林 大 学 学位类别 理学硕士 授予学位单 位 吉 林 大 学 专业名称 矿物学、岩石学、 矿床学 培养单位 （院、所、中 心） 地球科学学院 专业名称 矿物学、岩石学、 矿床学 培养单位 （院、所、中 心） 地球科学学院 研究方向 热液矿床成矿理论 与预测 学习时间 2004 年 9 月 至 2007 年 6 月 研究方向 热液矿床成矿理论 与预测 学习时间 2004 年 9 月 至 2007 年 6 月 论文中文题目论文中文题目 青海东昆仑乌兰乌珠尔铜矿地质特征及成矿远景 评价 青海东昆仑乌兰乌珠尔铜矿地质特征及成矿远景 评价 论文英文题目论文英文题目 Geological Characteristics and Mineralizing Perspective Geological Characteristics and Mineralizing Perspective uationuation ofof WulanwuzhuerWulanwuzhuer CopperCopper DepositDeposit inin thethe EasternEastern KunlunKunlun OrogenicOrogenic Belt,Belt, Qinghai Province Qinghai Province 关键词3-8个 关键词3-8个 似斑岩型铜、钨、锡矿床 乌兰乌珠尔铜矿床 成矿远景评价 似斑岩型铜、钨、锡矿床 乌兰乌珠尔铜矿床 成矿远景评价 姓 名 孙丰月 职称 教授 姓 名 孙丰月 职称 教授 导师情况 导师情况 学历学位 学历学位 博士 博士 工作单位工作单位吉林大学吉林大学 论文提交日期 论文提交日期 2007 年 6 月 6 日2007 年 6 月 6 日答辩日期答辩日期 2007 年 6 月 12 日 2007 年 6 月 12 日 是否基金资助 项目 是是否基金资助 项目 是/ / 否 基金类别及编 号 否 基金类别及编 号 如已经出版，请填写以下内容 如已经出版，请填写以下内容 出版地 （城市名、 省名） 出版者（机构）名称 出版地 （城市名、 省名） 出版者（机构）名称 出版日期 出版者地址（包括邮编） 出版日期 出版者地址（包括邮编） 吉林大学硕士学位论文 内容提要 内容提要 目前，对于青海东昆仑乌兰乌珠尔铜矿床的成因存在不同的认识，有 人认为属斑岩型铜矿床， 也有认为属脉状铜矿床。 本文在分析研究乌兰乌 珠尔铜矿床的区域成矿动力学演化和成矿地质背景的基础上， 通过野外调 研、岩矿综合鉴定、含矿地质体微量元素分析、电子探针分析、流体包裹 体测试等方法和手段详细研究了该铜矿床的地质、 地球化学特征， 成矿地 质条件和物理化学条件， 进而探讨成矿流体、 成矿物质及热源的主要来源 以及成矿作用的机制和过程，结合与典型斑岩型铜矿床的对比研究结果， 认为乌兰乌珠尔铜矿床为严格受断裂构造控制的，与海西-印支期中酸性 侵入体密切相关的蚀变分带以线性为特征的伴生 Au 的似斑岩型铜、钨、 锡矿床，并以此为基础建立了成矿模式。最后，结合区域成矿远景和本矿 区成矿后的保存条件， 认为虽然乌兰乌珠尔铜矿床成矿条件优越、 矿化显 示较好，但因剥蚀深度较大，故找矿潜力仅属中等。 关键词似斑岩型铜、钨、锡矿床 乌兰乌珠尔铜矿床 成矿远景评价 青海东昆仑乌兰乌珠尔铜矿地质特征及成矿远景评价 目 录 前 言............................................................................................................ 1 一、论文依托及选题.............................................................................................. 1 二、以往工作程度 ................................................................................................. 2 三、研究方法及思路.............................................................................................. 2 四、完成工作量..................................................................................................... 3 第一章 区域地质背景..................................................................................... 4 第一节 区域地层.......................................................................................................... 7 一、晚太古-中元古界............................................................................................. 7 二、古生界 ........................................................................................................... 7 三、中生界 ........................................................................................................... 8 四、新生界 ........................................................................................................... 8 第二节 区域构造.........................................................................................................10 一、冰沟景忍南断裂组 ......................................................................................10 二、双石峡小狼牙山断裂...................................................................................10 三、阿达滩隐伏断裂.............................................................................................10 第三节 区域岩浆岩 .....................................................................................................11 一、侵入岩 ..........................................................................................................11 二、喷出岩 ..........................................................................................................12 第四节 区内矿床概述..................................................................................................12 第二章 乌兰乌珠尔矿区及矿床地质地球化学特征 ........................................... 14 第一节 矿区地质特征..................................................................................................14 一、矿区地层.......................................................................................................14 二、矿区构造.......................................................................................................14 三、矿区岩浆岩....................................................................................................15 四、蚀变破碎带....................................................................................................18 第二节 含矿地质体微量元素特征 .................................................................................20 第三节 矿床地质特征..................................................................................................27 一、矿体特征.......................................................................................................27 二、矿石特征.......................................................................................................28 三、矿物特征.......................................................................................................29 四、围岩蚀变.......................................................................................................34 第三章 成矿条件分析及成矿期次研究............................................................ 36 第一节 成矿地质条件..................................................................................................36 一、区域地质条件分析..........................................................................................36 二、矿区地质条件分析..........................................................................................37 第二节 物理化学条件分析流体包裹体研究.................................................................40 一、流体包裹体岩相学特征...................................................................................40 吉林大学硕士学位论文 二、流体包裹体显微测温......................................................................................43 三、流体包裹体成分分析......................................................................................48 第三节 成矿期次的研究 ..............................................................................................49 第四章 矿床成因及成矿远景评价...................................................................51 第一节 成矿作用浅析..................................................................................................51 第二节 与国内外典型斑岩型铜矿床对比.......................................................................53 第三节 矿床类型及成矿模式........................................................................................55 一、矿床类型.......................................................................................................55 二、成矿模式探讨................................................................................................55 第四节 成矿远景评价..................................................................................................59 一、成矿条件分析................................................................................................60 二、矿化蚀变分析................................................................................................60 三、保存条件分析................................................................................................61 结 论...........................................................................................................62 参考文献......................................................................................................64 图 版Ⅰ .......................................................................................................70 图 版Ⅱ .......................................................................................................71 图 版Ⅲ .......................................................................................................72 图 版Ⅳ .......................................................................................................73 图 版Ⅴ .......................................................................................................74 图 版Ⅵ .......................................................................................................75 中文摘要........................................................................................................ I Abstract....................................................................................................... IV 致 谢..............................................................................................................i 导师及作者简介..............................................................................................ii 青海东昆仑乌兰乌珠尔铜矿地质特征及成矿远景评价 1 前前 言言 乌兰乌珠尔铜矿位于青海省海西蒙古族藏族自治州茫崖镇境内。 汽车 由格尔木市向西，沿格茫公路行驶约 280 千米，到达甘森泵站后下简易公 路，穿过大片活动性沙丘，往南行驶 70 千米方可到达矿区（图 0-1） 。矿 区周边以荒漠为主，植被稀疏，风沙大。每年十月翌年四月为冰冻期， 元月份最低气温为-27.2℃，八月份最高气温为 21.2℃，昼夜温差可达 29 ℃。历年平均西北风占 38，最高月份占 60。年平均风速 5 米/秒，最 大风速 22 米/秒，八级以上的风日数 105 天，多集中在三四月。年平均 降雨量 85.78 毫米，且集中在六、七、八三个月。年蒸发量 2520.85 毫米。 矿区山势相对低缓，海拔 38004600 米，最高 4644.3 米，相对高差 800 米左右，地势有西高东低之势，水系相对不发育，附近最大的河流为哈得 儿甘呼都森，仅上游有雪水及泉水补给，中下游枯竭，属季节性水系，生 活用水从西南方向 20 千米处休息泉拉运。矿区内荒无人烟，仅夏季有牧 民在野马泉、巴音郭勒河一带游牧。近年来，个体老板在巴音郭勒河附近 采矿，所需的生产、生活物资主要从格尔木采购。 0300Km 老芒崖 乌图美仁 大灶火格尔木诺木洪 都兰 茶卡 西宁 姜路岭 东 昆 北 断 裂 带 东 昆 中 断 裂 带 东 昆 南 断 裂 带 柴 达 木 盆 地 阿 尔 金 断 裂 巴 颜 喀 拉 构 造 带 1234 甘森 图 0-1 乌兰乌珠儿矿区地理位置图 图 0-1 乌兰乌珠儿矿区地理位置图 1-乌兰乌珠尔铜矿位置 2-断裂 3-交通公路 4-市、镇地名 一、论文依托及选题一、论文依托及选题 本论文所依托的项目是中国地质调查局“新疆-青海东昆仑成矿带成 矿规律及找矿方向综合研究”和“东昆仑成矿带重大找矿疑难问题研究” 两个地质调查项目。其中“新疆-青海东昆仑成矿带成矿规律和找矿方向 综合研究”是中国地质调查局战略性部署的我国“十四”个重要成矿带综 吉林大学硕士学位论文 2 合研究课题之一，旨在全面调查和研究该区的矿产资源潜力，提高地质调 查水平，解决该区的成矿规律，明确区域资源调查评价的主攻成因类型及 主攻矿种，为指导地质找矿提出下步工作建议。该项目于 2003 年 12 月已 经通过验收评审。2003 年，中国地质调查局设立了新的“东昆仑成矿带 重大找矿疑难问题研究”课题，工作起止年限为 2003-2005 年。 目前在乌兰乌珠尔矿区发现发现 9 个铜矿体和 5 个锡矿体， 初步显示 其具有一定的规模和一定的工业前景。但是，前人对该矿床的研究工作程 度不高，为了能在此取得突破性进展，打开本区找矿工作的新局面，笔者 跟随孙丰月教授等多次奔赴乌兰乌珠尔矿区进行野外实地调查。 笔者在硕 士学习期间，有幸参加由导师孙丰月教授负责的国家地调局项目东昆仑 成矿带重大找矿疑难问题研究 （编号200310200012） ，两次到东昆仑地 区进行野外地质调查研究， 并参加了大量的室内综合分析测试、 整理工作。 在项目实施过程中， 针对区内具有典型意义的乌兰乌珠尔铜矿进行了实地 调查，结合路线地质调查和大比例实测剖面，开展了各类样品测试工作。 旨在查明乌兰乌珠尔铜矿地质特征、控矿条件，确定铜矿床的成因类型， 建立矿床模式，进而为成矿潜力的评价提供依据。结合项目任务要求，因 此选取“青海省乌兰乌珠尔铜矿地质特征及成矿远景评价”作为笔者硕士 毕业论文。 二、以往工作程度二、以往工作程度 东昆仑地区地质工作程度相对较低，地质工作开展较晚，解放前仅有 少数学者涉足本区。新中国成立后，才陆续开展了较为系统的区域性调查 和矿产普查工作。自 50 年代以来，众多的科研院所及高等院校在该区开 展过一系列的科学研究工作，提高了整个地区的地质研究程度。 相对于东昆仑造山带的其它矿区来说， 乌兰乌珠尔矿区的地质工作程 度较低，对该矿区全面的研究始于 2001 年的青海省地调院开展的青海省 茫崖镇乌兰乌珠尔多金属矿产普查项目，目前，勘查工作已经结束。但就 科研方面来说，仅有孙丰月教授等课题组对该矿区进行过较为详细的研 究。 三、研究方法及思路三、研究方法及思路 我国已经成为了世界第一大铜消费国，但由于我国铜资源相对匮乏， 青海东昆仑乌兰乌珠尔铜矿地质特征及成矿远景评价 3 故使我国成为第一大铜进口国。国际铜市场看到我国对金属铜的需求，不 断抬高铜价以致于铜价一度飞涨至每吨金属铜近 9000 美元，因而加紧我 国铜矿的勘探迫在眉睫。 乌兰乌珠尔铜矿区初步看来具有比较大的成矿潜 力，但由于该矿区地质工作程度较低，加紧对乌兰乌珠尔铜矿的研究以及 成矿远景评价具有地质、经济两方面的重要意义。本文采用野外地质考察 与室内综合分析相结合的方法对乌兰乌珠尔铜矿床进行研究。 在现代成矿 理论的指导下，在野外实际地质调查和室内测试及综合分析的基础上，对 乌兰乌珠尔铜矿床区域地质背景、矿区及矿床地质特征、成矿条件进行分 析研究，探讨矿床成因，建立成矿模式，进而对该矿床做出相应的成矿远 景评价。 四、完成工作量四、完成工作量 笔者 2004 年 7 月2004 年 9 月和 2005 年 7 月2005 年 9 月先后两 次赴东昆仑地区进行野外调查。重点考查了乌兰乌珠尔铜矿区，在总结前 人工作的基础上，从熟悉区域地质背景入手，在该区进行了详细的野外踏 勘、地质编录、实测地质剖面、取样和室内整理及岩矿鉴定工作，对乌兰 乌珠尔铜矿区的区域成矿背景、矿区地质及矿床地质特征、成矿条件等进 行了较为详尽的研究，最终建立了矿床的成因模式。并以此为基础，给合 控矿条件的分析，对该矿区的成矿潜力进行了评价。主要完成的工作量见 表 0-1。 表 0-1 乌兰乌珠尔铜矿区工作量一览表 表 0-1 乌兰乌珠尔铜矿区工作量一览表 工作项目 工作量 备注 野外调查 93 个工作日 41＋52 日 1100 大比例尺坑道、探槽编录460 米 岩矿石标本 66 块 化学分析和化探样品 44 件 光薄片制备及观察 50 件 野外及光薄片照片 150 片 流体包裹体测温 81 点 典型硫化物电子探针分析 13 点 绘制地质图件 6 件 吉林大学硕士学位论文 4 第一章第一章 区域地质背景区域地质背景 前人对东昆仑造山带曾提出了多种不同的构造单元划分方案（表 1-1） 。但因受研究程度限制，目前应用较多的仍为三个构造分带的构造分 区，即东昆仑北带（昆北带） 、东昆仑中带（昆中带）和东昆仑南带（昆 南带） 。昆北带位于昆北断裂以北；昆中带位于昆北断裂和昆中断裂之间； 昆南带位于昆中断裂以南，昆南断裂以北；再向南为可可西里－巴颜喀拉 印支褶皱带。 项目组多年来对东昆仑地区进行的野外调查及室内分析研究， 孙丰月 等（2003）建议以昆北、昆中、昆南三条断裂为界，划为东昆北加里东弧 后裂陷带、东昆中基底隆起和花岗岩带及东昆南复合拼贴带（大洋玄武岩 高原、陆块拼贴带） 。东昆北加里东弧后断陷带，位于昆北断裂以北，北 濒柴达木坳陷，为前寒武系变质结晶基底上，早古生代晚期发生裂陷随后 封闭造山。东昆中基底隆起和花岗岩带，位于昆北和昆中断裂之间，基底 变质岩和各期花岗岩大面积出露。东昆南复合拼合带，位于昆中和昆南断 裂之间，为一复杂的大洋玄武岩高原和陆块拼贴带。 东昆仑地区出露地层具有时代跨属范围大、区域差异明显的特点。就 地层发育时代而言，主要集中在前寒武纪、早古生代奥陶－志留纪、晚古 生代石炭－二叠纪、 中生代三叠纪及新生代几个时间段中。 在区域分布上， 昆中、昆北带出露地层相近，除奥陶纪、泥盆纪及晚三叠纪地层在发育程 度上有一定区别外，其余各时代地层特征相似，应属同一地层区带。相比 而言，昆南带及南邻的巴颜喀拉地区，地层发育则各具特色，且与昆北及 昆中带有显著差异，反映为不同地层分区。 东昆仑地区岩浆活动十分强烈，分布遍布全区。岩浆活动始于元古代 止于新生代。不同时期的岩石组合记录了东昆仑多旋回造山演化历史，不 仅分布有大量与板块俯冲-碰撞过程有关的中酸性岩浆岩岩石组合，也保 留着众多洋盆演化过程中形成的镁铁质-超镁铁质蛇绿岩、洋岛型玄武岩， 还广泛发育有造山晚期大陆伸展阶段形成的火山-深成岩石组合和镁铁- 超镁铁质岩石组合。 岩石地球化学特征揭示出东昆仑微陆块多旋回造山过 程中地壳演化的特殊性。 复杂的区域构造演化历史和地壳演化的特殊性奠 定了东昆仑区域成矿作用的多样性和特殊性。 青海东昆仑乌兰乌珠尔铜矿地质特征及成矿远景评价 5 东昆仑地区断裂构造极其发育， 主要的断裂为近东西向平行展布的东 昆北、东昆中及东昆南三条区域性断裂。在这三条区域性断裂附近发育众 多北西、北西西向断裂，构成东西向巨型断裂为主导，伴有大量北西、北 西西向次级断裂的构造格局。 吉林大学硕士学位论文 6 表 1-1 东昆仑造山带不同构造单元划分方案对比表 表 1-1 东昆仑造山带不同构造单元划分方案对比表 据殷鸿福等（1999）及金巍等（2003） 青海东昆仑乌兰乌珠尔铜矿地质特征及成矿远景评价 7 第一节第一节 区域地层区域地层 乌兰乌珠尔铜矿床地处青海省境内，位于柴达木西南缘东昆仑北带 又称昆北早古生代弧后裂陷带，孙丰月等，2003的祁漫塔格北部花岗岩 带分布区内。出露的地层由老到新主要有晚太古-中元古界、古生界、中 生界及新生界等图 1-1。 一、晚太古一、晚太古-中元古界中元古界 该区内出露有晚太古-早元古界中、高级变质的金水口群Ar3Pt1J及中 元古界冰沟群狼牙山组Jxl。前者自下而上由白沙河组、小庙组构成；下 部主要由变粒岩、片麻岩、混合岩、混合片麻岩、混合花岗岩、白云石大 理岩、大理岩、橄榄大理岩及角闪岩等中高级变质岩系组成，层序杂乱、 岩性横向变化较大；上部以石英质变质岩系为主，横向上较为稳定，岩性 变化不大（青海省地质矿产局，1997） 。 后者出露范围较小，主要出露于 本区的东南部，岩石组合相对比较简单，为一套浅变质的碳酸盐岩-碎屑 岩建造。 二、古生界二、古生界 在前寒武纪结晶基底基础上， 东昆仑地区在古生代发生了强烈的弧后 拉伸裂解作用， 形成一弧后裂陷槽， 沉积了厚逾 4000m 的滩间山群O2ST， 其在新疆境内被称为祁漫塔格群，为一套浅变质碎屑岩、变中基性火山岩 夹生物碎屑岩、白云质大理岩组成的地层序列，顶部出露不全或被牦牛山 组不整合覆盖，未见底，下部主要为灰色、灰白色、灰黑色千枚岩夹灰白 色大理岩；中部为灰白色和灰绿色变粒岩、片岩、板岩、千枚岩夹白云质 大理岩、英安岩及碎屑生物碎屑灰岩；上部主要为中基性火山岩夹变层凝 灰岩、凝灰质砂岩（青海省地质矿产局，1997）及炭质板岩和硅质岩等， 代表了裂陷槽海底火山喷发沉积环境。 该套地层主要零星出露于青海祁漫 塔格区的中北部。 晚泥盆统牦牛山组D3m及黑山沟组D3hs在本区内均有出露。 前者主 要分布于本区的南部，其下部为由灰绿色、紫红色砾岩和砂砾岩组成的磨 拉石建造，上部由灰绿色火山岩和火山碎屑岩组成（青海省地质矿产局， 吉林大学硕士学位论文 8 1997） 。区内晚泥盆统牦牛山组的磨拉石建造是早古生代陆内造山阶段的 重要标志， 表明加里东造山运动在东昆仑地区一直延续到晚泥盆世前才最 终结束。后者主要出露于本区的北部，其为一套由灰色巨厚复成分砾岩、 灰-灰绿色粉砂岩和生物碎屑灰岩组成的地层 （青海省地质矿产局， 1997） 。 早石炭统大干沟组C1dg主要分布于本区的西北部，其下部为杂色砾 岩、砂岩及粉砂岩；上部为灰色泥晶、粉晶及亮晶生物碎屑灰岩，含丰富 的珊瑚、腕足类化石，尚有苔藓虫、有孔虫及植物等化石。化石研究表明 其地质时代为早石炭世 Visean 期（姜春发，1992；青海省地质矿产局， 1997） 。 晚石炭统缔敖苏组C2d主要出露于本区的东南部，为一套浅海-滨海 相的灰色-灰白色灰岩、砂岩、砾岩。 三、中生界三、中生界 晚三叠统喀勒拉组T3kl及鄂拉山组T3e在本区的中部广泛出露。前 者为由紫红、灰色中酸性角砾熔岩、岩屑晶凝灰岩夹细砾岩及岩屑砂岩组 成的地层。 后者主要为一套火山碎屑岩为主夹火山熔岩及不稳定沉积碎屑 岩的地层，下部以灰绿色中基性火山岩为主夹碎屑岩，上部以灰色、深灰 色中酸性火山岩为主夹碎屑岩（青海省地质矿产局，1997） ，为一较完整 的火山喷发旋回。 四、新生界四、新生界 青海祁漫塔格区内第三系相对不发育， 主要在南部出露有中新统冰川 堆积物Qp2gl， 其主要由灰色、杂色砂砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩等组 成。 第四系在该区分布十分广泛，主要发育有全新统风积物Qheol和上更 新统洪冲积物Qp3pal。前者主要分布在研究区的北部，由黄褐色、浅黄色 中细砂、粉细砂及黄土砂组成。后者几乎在整个区内都有分布，其由洪积 作用形成，主要由灰色、杂色砂砾石、粉砂、亚砂土等组成。