发布时间：2020-01-17所属分类：工程师职称论文浏览：1次
摘 要： 摘要：尖顶山天青石矿床位于柴达木盆地西北缘，矿体主要产于上新统狮子沟组上段含碳钙质泥岩及灰岩中，呈层状、似层状、透镜状，矿石以原生天青石矿石为主，品位较高，连续性好。含矿砂岩REE值较低，平均为42.7310-6，LREE/HREE平均为6.48;Eu平均为0.94，Ce
摘要：尖顶山天青石矿床位于柴达木盆地西北缘，矿体主要产于上新统狮子沟组上段含碳钙质泥岩及灰岩中，呈层状、似层状、透镜状，矿石以原生天青石矿石为主，品位较高，连续性好。含矿砂岩ΣREE值较低，平均为42.73×10-6，LREE/HREE平均为6.48;δEu平均为0.94，δCe平均为0.98;La/Yb-REE图中含矿岩石投点于沉积岩区，显示成矿物源具有多来源性特征;天青石矿的形成可能与深层地下卤水及盆地周缘陆缘碎屑物质富矿流体的补给紧密相关，表明该矿床成因可能具有陆源碎屑化学沉积型特征。
关键词：尖顶山;天青石;稀土元素;成矿物源;矿床成因
柴达木盆地西北部为青海省富含天青石矿床的矿集区，已探明天青石资源量极为丰富，除大风山、尖顶山天青石矿床外，另有碱山、油泉子等10余处中小型矿床或矿化点。而对柴达木盆地西北缘的天青石矿床成矿物源的认识历来存在分歧，葛文胜(2001)认为柴达木盆地西部富锶流体受强烈挤压产生水平运移，与前第三系孔隙度较大的围岩发生化学及渗滤交代作用，使富锶成矿离子浓度升高达到过饱和而在构造适宜部位沉淀成矿。深大断裂是深部岩浆卤水将富硼、锂及稀碱金属元素从深部带到地表的主要通道，深部卤水也是形成盐湖的重要物质来源(高世扬，2007)。肖荣阁(1994)认为富锶流体大量运移通过断裂通道形成热泉涌出，成矿流体的物理化学性质发生急剧变化，流体的相平衡状态被破坏，富锶流体发生卸载沉淀。柴达木盆地内已发现多处现代富锶成矿卤水，如察尔汗盐湖北侧深循环水含Sr较高，溢出地表后形成天青石(杨谦，1993)。笔者根据尖顶山地区地质特征及天青石矿体、容矿围岩的稀土元素地球化学特征分析，对尖顶山地区天青石矿床成矿物质来源及成因进行了研究，将对尖顶山天青石矿床及外围找矿勘探提供基础依据。
1区域地质概况
尖顶山天青石矿床位于青海省柴达木盆地西北缘，大地构造位置属中朝构造域的西南缘祁连加里东造山带和柴达木地块之间。柴达木盆地基底主要存在2组大断裂：一组呈北西西至近东西向延伸。如：控制盆地南边界的昆北断裂，控制盆地北边界的柴北缘赛什腾山-宗务隆山断裂，祁连山南缘断裂(赛南断裂)等;另一组为北东向、近南北向断裂，主要有鄂拉山断裂、塔尔丁-鱼卡断裂和格尔木-锡铁山断裂，以及盆地西缘控制性的阿尔金山南缘断裂(图1)。这些基底深大断裂规模大，延伸远，断穿地层多，深切基底，在盆地形成与演化过程中呈继承性活动，成为分割构造单元、决定赋矿地层分布、控制成矿流体运移聚散的重要因素。盆地内又被数条北西、北东东向2组断裂所切割而成若干断块，这些断块在盆地凹陷的同时发生相对运动而形成多个次一级凹陷沉积中心。据国家地震局地质研究所(2003)在盆地内通过地变形、地球化学异常、盐溶分布和地震等信息的研究，认为在盆地中东部除原已发现的北西向三湖断裂带和北北东向哑西断裂带外，还存在着北北东向锡铁山-察尔汗断裂带、近南北向达布逊湖东断裂带和近东西向团结湖断裂带等隐伏的活动断裂带，迄今均处于活动状态中，它为深层地下水和其他物质的向上运移提供了裂隙通道。随盆地不断发展演化，在喜马拉雅运动期，盆地南北缘向盆地挤压推覆，总体呈北西—南东向展布，盆地基底破碎，断裂发育，盖层产生褶皱，形成隆凹相间的地貌特征，构成一系列背斜构造带(图1)。
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区域上，盆地西部出露地层主要为第三系、第四系更新统及全新统等。第三系主要由内陆湖相沉积的碎屑岩夹碳酸盐岩及硫酸盐岩等组成，天青石矿床赋矿地层主要为渐新统下干柴沟组(E3g)、中新统上干柴沟组(N1g)、中新统下油砂山组(N1y)、上新统上油砂山组(N2y)、上新统狮子沟组(N2s2)等，其中尖顶山天青石矿床赋矿地层主要为上新统狮子沟组(N2s2)及第四系下更新统七个泉组(Q3q)等。背斜构造线呈北西向展布，地层产状平缓，一般在5°左右，短轴背斜呈平缓、开阔型构造，如南翼山、大风山、尖顶山、黑梁子、碱山等平坦、开阔型的短轴背斜构造。随构造挤压应力和侧向压力作用持续增加，背斜构造在轴部或附近产生次生脆性断裂，并产生北西—南东向压扭性断裂，北西向断裂为主断裂;其次为北北西—北北东向平移断层，规模相对较小，多成群出现于大风山、尖顶山、碱山、黑梁子等背斜轴部。
2矿床地质特征
尖顶山天青石矿床位于柴达木盆地西缘2个北西向斜列式小背斜隆起构成的低山丘陵区，风蚀地貌发育，丘陵多呈北西向带状展布，地表均被数十厘米至一米厚的盐壳所覆盖，局部为风积砂所覆盖。
2.1地层
矿区内出露地层主要为第三系上新统狮子沟组(N2s2)及第四系下更新统七个泉组(Q3q)、全新统(Q4)等。矿体主要产于上新统狮子沟组上段，另外在狮子沟组下段及七个泉组下部地层也有矿化及小矿体存在。上新统狮子沟组(N2s2)为一套内陆湖相碎屑、蒸发沉积岩，地层产状平缓;七个泉组(Q3q)不整合于上新统狮子沟组之上;全新统(Q4)不整合于下伏地层之上，为厚0.3～1m的盐壳及风积砂堆积。据上新统狮子沟组(N2s2)岩性及赋矿特征，可划分为2个岩性段：下岩段(N2s2-1)、上岩段(N2s2-2)。
2.1.1下岩段(N2s2-1)
下岩段可进一步划分为下部层位、上部层位，下部层位岩性主要为深灰-灰黑色含碳钙质泥岩夹深灰色薄层灰岩、角砾状灰岩及透镜状、薄层天青石矿，天青石主要赋存于含碳钙质泥岩或灰岩中，层位不稳定，多呈薄层状或透镜状产出，厚度0.1～1m，下部层位厚度大于280m，未见底;上部层位为灰黄色、浅黄绿色钙质泥岩夹薄层灰岩及天青石矿层等组成，其中薄层灰岩局部相变为含砂灰岩、竹叶状(角砾状)灰岩，常见褐铁矿赋存于灰岩表面、裂隙或孔洞中，上部层位为富含天青石矿层位，厚度18～32m，与下部层位呈整合接触关系。
2.1.2上岩段(N2s2-2)
上岩段划分为下部层位及上部层位，下部层位主要由石膏钙质泥岩、含石膏钙质泥岩夹石膏碎屑灰岩、白云质灰岩、白云岩、石膏鲕状灰岩及透镜状石膏矿层等组成，其中天青石矿层主要赋存于该层位的顶部及底部，顶部天青石矿层为白云质灰岩，底部为鲕状灰岩、石膏碎屑灰岩及碎屑石膏岩等组成，该层位厚度为18～23m，与下岩段上部层位呈整合渐变过渡关系;上部层位岩性主要为石膏钙质泥岩、含石膏钙质泥岩夹薄层白云质灰岩、白云岩、石膏碎屑灰岩、石膏鲕状灰岩及钙质泥岩等，不含矿，厚度大于42m，与下伏下部层位呈渐变过渡关系。
2.1.3七个泉组(Q3q)
不整合于上新统狮子沟组之上，岩性以砂质泥岩、泥岩、砂砾岩为主夹少量粉砂岩、砂岩、碳质泥岩、泥灰岩及石膏、芒硝等，厚度大于300m。
2.2背斜构造
尖顶山背斜浅部为典型的挤压构造，而深部为伸展作用形成的箕状断陷(刘志宏，2008)。在靠近断层部位厚度最大，远离断层部位地层厚度逐渐减小并趋于稳定，与下盘地层的厚度基本一致。在地震剖面中，尖顶山背斜是一个断层传播褶皱，具有长而缓的南西翼，短而陡的北东翼(SUPPEJ，1990)。天青石矿床位于尖顶山背斜构造之北东翼，背斜长20km，宽约10km，为一穹状背斜;呈北西—南东向展布，轴向110°～140°。两翼地层产状不对称，北东翼倾角较陡，一般为3°～15°，北西段达40°～80°;南西翼较平缓为2°～10°。尖顶山背斜核部出露地层为中新统油砂山组(N2y)，两翼由上新统狮子沟组(N2s)及中、下更新统(Q1、Q2)构成;SUPPEJ认为(1992)狮子沟组及其以上地层，在背斜顶部被风化剥蚀，靠近背斜构造高的部位地层沉积厚度较小，轴面方向地层厚度逐渐增大，显示生长地层的特征。锶矿体主要赋存于背斜北东翼南东段的狮子沟组地层的上部。
2.3矿体特征
天青石矿体主要产于上新统狮子沟组上段，狮子沟组下段及七个泉组下部地层也有矿化及小矿体存在。矿体上盘围岩以白云岩、鲕状白云岩、碎屑白云岩、石膏泥岩为主，下盘以泥岩、砂岩、白云岩及砂砾岩为主。矿床由8个矿体构成，即G1、G1-1、G1-2、G1-3、G2、G3、G4、G5。其中G1矿体规模最大，在其顶底部普遍存在表外矿，具分枝现象，G1长>2000m，斜深为470～735m，最大厚度为7.89m，平均厚度为3.80m，平均品位为32.92%;G2、G3沿倾向具尖灭再现特征;G2长800m，斜深为103.50～590m，最大厚度为1.94m，平均厚度为1.30m，平均品位为13.11%;G3长约为400m，斜深为765m，最大厚度为2.76m，平均厚度为1.92m，平均品位为19.03%;G4、G5为小盲矿体，G4长400m，斜深为200m，最大厚度为0.97m，平均厚度为0.49m，平均品位为19.45%;G5长400m，斜深为72m，最大厚度为0.97m，平均厚度为0.49m，平均品位为10.02%。
综上所述，矿区内G1为主矿体，其余7条矿体规模相对较小，矿体的形态简单，呈层状、似层状、透镜状产出，上部多裸露地表，产状平缓，向深部渐变陡，与地层产状一致，厚度变化小，品位较高，矿体连续性好，具有巨大找矿潜力。
3矿石组构与矿石矿物
3.1矿石类型
矿石分为原生天青石矿石和次生天青石矿石2类，以原生天青石矿石为主，占95%。
3.2矿石组构
矿石结构主要有隐晶质结构、砂质-粉砂质结构、鲕粒状结构、板柱状结构;矿石构造主要为致密块状构造、角砾状构造及少量糖粒状构造等。
3.3矿石矿物
3.3.1原生矿石矿物
容矿围岩主要为含碳钙质泥岩、鲕状灰岩，矿石矿物主要为鲕状天青石、砂砾状天青石等。矿物中有益矿物单一，主要为天青石，次有白云石、石膏、重晶石等。
鲕状灰岩：灰白色，具鲕粒状结构，块状构造。鲕粒具同心环状结构，主要由泥晶质方解石(70%)组成，胶结物(30%)主要由石膏和泥晶方解石组成，石膏呈大片亮晶胶结鲕粒，呈孔隙式胶结类型。
鲕状天青石矿石：为灰白、灰绿色，鲕粒状结构，块状构造。鲕粒为50%～60%，多由白云石组成，核部包含有砂粒，鲕粒有真鲕、薄皮鲕、假鲕3种。外形为圆状、椭圆状。鲕径一般为0.1～1.0mm，胶结物以天青石为主，石膏、砂粒少量，占30%～40%。天青石呈他形粒状，粒径为0.03～0.2mm。砂粒呈次棱角、次圆状，由石英、长石、黑云母、白云母及安山岩岩屑组成，含量为5%左右，粒径为0.03～0.45mm。
砂砾状天青石矿石：灰白、浅灰绿色，砂砾状结构，层状、块状构造，砂砾物质占60%～70%，砾石以石英、变质岩、火成岩为主，磨圆度较好，呈次圆或圆状，砾径为0.2～1.5cm。胶结物占30%左右，以天青石为主，白云石、石膏少量。天青石为他形晶，粒度为0.1～0.4mm。
3.3.2次生矿石矿物
次生天青石矿仅分布于近地表处，由原生天青石矿经地表水淋滤、溶解、运移，在次级裂隙、节理、孔洞等适宜部位再充填、结晶而成。矿石质地较纯，矿物成分简单，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;矿石矿物主要为层纹状天青石。
层纹状天青石矿石：矿石矿物主要为次生天青石，呈不同颜色的层纹平行产出，层厚不等，由数毫米到数厘米，沿裂隙两侧向中心生长，呈对称型，中心部位可见石膏层产出。
4稀土元素
特征主要对尖顶山地区容矿围岩及含矿岩石中稀土元素地球化学特征进行分析，稀土元素分析数值见表1。
含天青石砂岩：ΣREE=27.9×10-6～54.63×10-6，平均为42.73×10-6;LREE/HREE=3.82～7.73，平均为6.48;(La/Yb)N为0.35～0.82，平均为0.67;(La/Sm)N为0.64～0.89，平均为0.81;在天青石矿与北美页岩标准化稀土曲线图(图2b)显示，曲线呈略向左倾趋势，显示天青石矿轻重稀土轻微分馏，具轻稀土略显亏损性特征。δEu为0.73～1.11，平均为0.94，Eu呈弱负异常或不显异常。陈衍景(1996)认为，稀土元素在不同的氧化还原条件下，元素的状态和元素间的分馏也会产生不同的响应，在化学沉积中，氧化环境的沉积物ΣREE高，Eu/Eu*低，(La/Yb)N低;还原环境的沉积物ΣREE低，Eu/Eu*高，(La/Yb)N高。由此可见，研究区天青石矿ΣREE低，而Eu/Eu*、(La/Yb)N相对较低，可能为不同环境的产物，暗示成矿物源具有多来源性。
SCISSCIAHCI
