摘要：本文对青海同仁德合龙洼铜矿矿区的成矿大地构造背景、控矿条件、矿床成矿作用及矿床成矿模式等进行了研究，具有一定的意义和价值。
关键词：青海同仁德合龙洼铜矿,大地构造,控矿条件,成矿作用,成矿模式
德合龙洼铜矿位于黄南州同仁县瓜什则乡境内，从矿山至瓜什则乡约16km，有简易公路和便道，雨雪天较难通行，瓜什则乡至黄南州和西宁为柏油公路，距离西宁市约220kzll，交通较为便利。
1成矿大地构造背景
成矿大地构造环境的判别不仅需要根据地球化学特征进行研究，在更大程度上还需要对成矿岩体自身构造特征及区域构造演化背景等多方面进行综合研究。
1.1岩石地球化学
岩体的微量元素组成明显受其成岩的构造环境制约，Pearce等(1984)对形成于不同构造背景下的大量微量元素进行了统计研究，在此基础上提出了适用性较好的Nb-Y、Rb-Yb+Ta、Rb-Yb+Nb和Ta-Yb构造环境判别图。
本区成矿岩体包括8件轻微蚀变的花岗岩、4件花岗闪长岩侵入岩和6件闪长岩品钡l试了微量元素Ni、Sr、Nb、Ta、Th、Cr、Rb、Zr等。
在Nb-Y、Rb-Yb+Ta、Rb-Yb+Nb和Ta-Yb图(图1)上，几乎所有岩浆岩的样品都落在火山弧花岗岩(VAG)的范围内，个别点落在该区范围附近。Pearce等(1984)认为火山弧花岗岩(VAG)包括岛弧及活动陆源的花岗岩。由此推断，该区的岩浆活动可能是活动陆源或岛弧形成过程中不同阶段的产物。德合龙洼矿区的花岗岩为“I”型花岗岩，Piteher(1983)认为“I”型花岗岩中有一种发育于活动大陆边缘，以英云闪长岩为主，与矿区情况较一致。因此矿区成矿岩体很可能形成于活动大陆边缘地区。
1.2大地构造演化
矿区的大地构造位置处于西秦岭褶皱系西段，同德一泽库早印支造山亚带。秦岭造山带在陆内造山以前主要为勉略构造带，己有资料表明，勉略构造带及其西延正是中国华北板块与扬子板块之间，晚古生代一中生代初期属于东古特提斯洋域中北侧分支的有限小洋盆或串联式多个小洋盆带，横贯东西，早中三叠世勉略洋盆向秦岭微板块俯冲及随后秦岭与扬子两陆块的碰撞导致“秦岭海相沉积在中生代早期退缩到南秦岭”且主要集中在西秦岭一带。目前普遍认为秦岭造山带在中生代陆内造山之前成矿均与海相火山热液，海底岩浆作用，岛弧岩浆岩等有关。
德合龙洼的成矿岩体主要为印支期岩体，其形成的地质年代多为二叠纪、三叠纪左右，属秦岭造山带陆内造山之前，为勉略洋盆向秦岭微板块俯冲以及秦岭与扬子两陆块的碰撞导致秦岭海相沉积退缩到西秦岭一带的时期。因此此时矿区岩体的形成极有可能与洋壳俯冲相关，很可能为岛弧或活动大陆边缘环境。
2控矿条件
2.1地层对成矿控制作用
矿区出露地层主要为下二叠统大关山群上岩组、下三叠统隆务河群下岩组。大关山群地层岩性为一套碳酸盐岩一碎屑岩组合，以细粒长石石英砂岩、泥质板岩夹砂岩、硅化大理岩等为主。隆务河群地层岩性为一套浅变质海相类复理石碎屑岩建造，以石英砂岩、粉砂岩、角岩化板岩以及硅质板岩等为主。
张涛(2007)对双朋西一斜支沟地区不同岩性地层中Au元素作了定量分析，测试结果如表1。
表1双朋西-斜长支沟地区地层Au丰度表
|
岩石名称 硅化大理岩 矽卡岩 板岩 粉砂岩 长石石英砂 岩粗砂岩
|
|
样品数 220 280 180 212 198 160
Au丰度/10-9 23.5 25.2 16.3 18.6 21 13
|
由上表可知，地层不同岩性中Au含量远较地壳丰度为高，在构造片理化带及热液蚀变区其金含量尤其增高，一定程度表明研究区地层有利于金矿的形成。
图1花岗岩的构造环境判别图
注：此处花岗岩泛指花岗岩类岩石
WPG为板内花岗岩;syn-COLG为同碰撞花岗岩;VAG为火山弧花岗岩;ORG为洋中脊花岗岩(Pearce，et al.，1984)。
2.2构造对成矿控制作用
一般而言，金属矿床的成矿系统能否最终形成矿床以及成矿系统在哪里发育，受一系列局部因素的控制。构造对成矿的控制具有多样性，首先它是矿质运移、聚集、贮存的通道和空间条件，因而直接控制着矿床和矿体的空间分布和定位;其次，级别较高的区域性构造常表现为对成岩成矿事件的宏观控制;再次它使成矿物质活化迁移;最后它为成矿提供赋存空间。
在各类型构造中，断裂无疑与成矿的关系十分密切，它是矿液运移以及赋存沉淀的主要场所。一方面由于断裂的产生，形成低压区，矿液可以通过不同方式向低压区聚集;另一方面，成矿流体本身又具有一定的能量，其在构造应力或热动力的驱使下，具矢量特征，当这种具矢量的流体沿一定方向运移时，便对运移通道产生压裂作用，即热液致裂。如果这种具矢量的流体沿封闭的断裂或裂隙运移，便对断裂或裂隙壁产生强压，使之张裂成具一定空间和一定宽度的裂缝，成为容矿空间。
从矿区大的构造背景来看，德合龙洼铜矿床大地构造位置处于西秦岭褶皱系西段，同德一泽库早印支造山亚带。其北与祁连褶皱系相邻，南与青藏高原相接壤，同时又位于秦、祁、昆成矿带的交汇部位，因此具备很好的成矿背景。
通过对德合龙洼矿区地质特征总结研究，可知矿区断裂构造发育，多形成于华力西末期一印支期，主要断裂均产于下二叠统和下三叠统地层中，总体展布方向北西~南东，在此基础上叠加北东向断裂，形成复杂的构造格局。主要的断裂构造(北西向断裂及北东向断裂)均为深大断裂，在主断裂面两侧发育次级断裂。其中北西向断层具有多期活动特征，是本区域主要的控矿、控岩构造，为矿区主要的导矿构造，对本区成岩成矿事件起到宏观控制。矿体主要赋存次一级断裂以及与其分布较近围岩裂隙及破碎带中，次一级断裂起到配矿及容矿的作用。由此可知德合龙洼铜矿床受区域断裂一构造带控制，矿体受次一级构造控制，深大断裂及次一级断裂分别作为矿区成矿的导矿断裂与配矿及容矿断裂控制着矿区成矿作用。
2.3岩桨岩对成矿控制作用
矿区岩浆作用对成矿起到了十分重要的作用。首先通过对矿区包裹体测试分析可知，矿区不同类型成矿流体主要来源于岩浆，岩浆活动为成矿作用提供了大量的成矿物质并随着成矿流体的迁移而运移，岩浆活动分泌出的成矿流体与地下水在岩浆热液驱动下运移渗透，进一步又可对地层中的成矿物质进行活化、萃取，形成混合成矿流体，在一定物理化学条件下聚集成矿;其次，岩浆活动可为成矿活动提供了必要的热力学条件，控制矿化的空间分布。
3矿床成矿作用
高盐度岩浆流体具有很强的携带成矿元素的能力，高盐度流体包裹体的分布与铜矿化范围的分布有密切的关系，铜在流体中主要以CuCI (aq)、CuCI-等氯络合物形式存在和迁移，Cu的溶解度与CI-的浓度成正比关系，温度下降，压力减小，pH值升高，盐度降低有利于黄铜矿的沉淀。由图2可知高盐度流体A、B温度500-200°C左右，后期由于大幅度的降温降压导致流体相分离(沸腾作用)，加之后期外来流体加入，逐渐演变为低盐度流体C，其均一温度多为200~400℃之间，平均值为287.4℃，该温度范围基本与斑岩型矿床主要硫化物的沉淀温度(250~350℃)一致，说明德合龙洼矿区Cu的沉淀与流体的演化(沸腾、流体混合)有很大的关系。成矿的具体过程为：岩浆出溶形成高盐度流体的同时也聚集了大量的成矿物质并在流体中进行迁移，后期由于温度及压力的不断降低导致原始流体发生沸腾，同时由于外来流体的混合，致使在形成低盐度的流体C的过程中，成矿物质不断沉淀下来，中低盐度、中低温的流体C的形成可能标志着矿区Cu的成矿作用已基本结束。
图2矿区流体包裹体的均一温度一盐度分布图
德合龙洼铜矿中含有不可见或为微粒级金矿物。王奎仁等(1992)通过对我国几个典型金矿的研究认为金主要以微细自然金颗粒的形式赋存于黄铁矿、毒砂等矿物的内部，少量(7%)次显微自然金颗粒见于这些矿物的表面，被解释为由硫化物内部更微小的金颗粒归并聚集的结果。国内外大量研究已经证实，金与含砷矿物密切相关，且主要赋存在含砷黄铁矿之中，因此可以推断矿区中含量丰富的毒砂及少许黄铁矿矿物为金的载体矿物。一般说来，砷在成矿溶液中是微量组分，H3AsO3是As的主要离子类型，它是As的主要携带者，且AS3+络合物是A的主要迁移形式。由矿区围岩蚀变特征可知，原始成矿溶液偏碱性，在碱性成矿溶液中，金的溶解度随溶液中As含量增加而增大，矿区成矿流体中富含As元素无疑很大的溶解了大量的金元素。大量地质地球化学研究表明，在成矿溶液中，金是以络合物形式迁移的，在温度>350℃和f(O2)较高酸性流体中，金以金氯络合物形式迁移，而在中-低温(350~150℃)、低f(O2) 的碱性环境中，金则主要以硫砷络合物形式迁移，很显然矿区金一硫砷络合物很可能是矿区成矿热液中金的最主要的迁移形式。己有研究表明，压力的骤然降低、氧化性的增强、pH的改变都能导致Au的沉淀，结合矿区cu沉淀的机制，认为Au成矿的具体过程为：原始成矿流体溶解有大量的Au元素并以金一硫砷络合物随流体迁移，后期由于构造的开放性以及氧逸度的增强、溶液pH值的降低使得络合物发生分解，导致成矿元素沉淀。由于溶液酸度增强，这与外来地下水的加入导致溶液pH升高使得Cu沉淀相违背，表明An的大量沉淀应在Cu沉淀成矿之前，这与矿区Au多富集于岩体裂隙及附近处而Cu则分布于岩体与围岩接触带及较远处围岩裂隙中表现一致，推断流体B作用的晚期可能为Au成矿的结束期。
4矿床成矿模式
早中三叠世勉略洋盆向秦岭微板块俯冲及随后秦岭与扬子两陆块的碰撞导致“秦岭海相沉积在中生代早期退缩到南秦岭”且主要集中在西秦岭一带(裴先治等，2001)。在俯冲过程中早期(印支期)，富含金属组分(Cu、Au等)和封存了海水的洋底沉积物随洋壳板块俯冲于大陆板块边缘之下时发生部分熔融形成富含成矿物质和挥发组分的钙碱性岩浆。当此种岩浆在以深大断裂为通道的作用下侵位于俯冲带上方大陆边缘地壳浅部时(对应为下二叠统大关山群地层)快速冷凝结晶而形成中酸性次火山斑岩体。随后，岩浆期后析出的含矿流体(流体A)迅速上升至次火山岩体的上部。由于迅速上侵，形成超高压环境并很快导致了周围岩石的破裂，流体压力迅即降低并发生减压沸腾的现象加之外来流体的混合作用，流体A向流体B演变并形成有细脉浸染状矿化，后期由于外来高温地下流体的混入，成矿物质将以络合物的形式继续活化迁移，其中Au在流体B作用的晚期由于物理化学条件的改变己大量沉淀，而流体C的形成则标志着矿区主要成矿物质Cu运移近于结束，开始了广泛的沉淀作用，形成Cu矿体。当然，岩浆和气液流体的上升可引发地下水的对流循环，可能使围岩中的矿质及硫活化和参与成矿，但总的来说矿区岩浆岩提供了成矿物质的主要来源。德合龙洼铜矿床的成矿模式可用图3来表示。
图3德合龙洼铜矿成矿模式图
注：①基底岩石;②下二叠统大关山群上岩组第三岩性段长石砂岩等;③下二叠统大关山群上岩组第四岩性段硅化大理岩等;④下三叠统隆务河群下岩组第一岩性段角岩化板岩、硅质板岩、粉砂岩等;⑤下三叠统隆务河群下岩组第二岩性段石英砂岩等;⑥中酸性斑岩体;⑦上升流体;⑧破碎带;⑨Cu、Au矿化。
参考文献：
【1】董想平，杜占美.青海省谢坑铜金矿地质特征及找矿方向[J].矿产与地质，2010，24(1)
【2】傅晓明，戴塔根，息朝庄，等.青海双朋西金铜矿床的成矿流体特征及流体来源[J].地质找矿论丛，2010，25(1)
【3】傅晓明，息朝庄.青海德合龙洼金铜矿床地质地球化学特征[J].地质找矿论丛，2010，25(2)
