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驼路沟钴矿位于昆南复合拼贴带中，该拼贴到位于昆中断裂与昆南断裂之间，东西长约 1500 km，南北宽约 60 km，是在中—新元古代褶皱基底上形成的一个多旋回造山带，主要经历了加里东和晚海西—印支期的复合造山作用。晚中生代以来，受印度板块与欧亚板块碰撞拼合的影响，该区又经历了叠覆造山。因此区内广泛出露中—上元古界万宝沟群、奥陶—志留系纳赤台群、二叠至三叠系海相—陆相沉积岩。
该带侵入岩建造不发育，昆南断裂北侧晚古生代火山岩发育，并有多条近东西向、北西向大型剪切带分布，该带是钴、金、铜等矿产分布的集中区，是晚海西—印支期左行斜冲剪切的结果。驼路沟钴矿床即位于该期剪切带中。
区域内出露的地层以昆南断裂为界，北为东昆仑—中秦岭地层分区，南为玛多—马尔争地层分区。东昆仑—中秦岭地层分区主要有下元古界苦海岩群、中—上元古界万宝沟群、寒武系沙松乌拉组、奥陶—志留系纳赤台群、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系西大沟组、闹仓坚沟组、洪水川组及八宝山组、侏罗系、古近系雅西措组和第四系等地层；玛多—马尔争地层分区仅出露三叠系巴颜喀拉山群和第四系地层（图 1.3）。
下元古界苦海岩群分布于忠阳山北侧一带，在走向上与构造线方向一致，由于受断裂的切割破坏、后期地层掩盖、侵入体侵吞穿插，地层零星分布。为一套变质碎屑岩组合，岩性主要为灰色黑云母斜长片麻岩、绢云绿泥片岩、石英片岩、千枚岩夹白色含石英大理岩。
中—新元古代万宝沟群在区内十分发育，南起小南川、南沟中游一带，北至昆中断裂，南北宽度 20 ～ 30 km。总体呈北西西—南东东向展布。由于断层切割破坏，后期地层掩盖，侵入体侵吞穿插，地层零星分布。以南沟中下游断裂为界，以北主要为浅—中深度变质的片麻岩系及碳酸盐岩组合，以南为一套浅变质火山碎屑岩相和碳酸盐岩的组合。与下伏古元古代苦海岩群呈断层接触。
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寒武系沙拉乌拉组主要分布于纳赤台南东一带，总体呈近东西向展布。由于岩体侵吞，断层切割破坏，地层零星分布。岩性组合以一套浅海陆棚沉积的中浅变质的泥质岩系为特征。
奥陶—志留系纳赤台群分为石灰厂组和哈拉巴依沟组，分布于雪水河下游和小南川—忠阳山一带，为一套浅海相的碎屑岩建造。上部为千枚岩、砂板岩、片岩、基性火山岩组合，中部为大理岩、灰岩、基性火山岩夹砂岩、千枚岩，下部为厚层状灰岩、结晶灰岩。与下伏元古代地层呈断层接触。
泥盆系出露两个组，当多组（D 3 d ）分布于雪水河沟口一带，出露面积较小。牦牛山组（D 3 m ）分布于昆中断裂北侧。地层属断陷盆地型沉积，是一套陆相碎屑岩建造。岩性为紫红色铁质含砾粗砂岩、砂岩夹少量泥灰岩。与下伏纳赤台群和万宝沟群呈断层接触。
石炭系地层分布于昆中断裂两侧，出露面积较小。上石炭统在昆南带为浩特洛哇组（C
2
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），分布于昆南断裂的南侧。下石炭统分二个组：石拐子组（C
1
）和哈拉郭勒组（C
1
hl
）。该地层为陆缘裂陷滨海—浅海相沉积的碎屑岩—碳酸盐岩建造。与下伏万宝沟群呈断层接触。
二叠系地层主要出露于东大滩两侧及尖山以东，为地槽型沉积，为一套海相碎屑岩、火山岩-碳酸盐建造，厚度巨大。二叠纪地层分为二个组，马尔争组（P 2 m ）：浅灰色、深灰色、玫瑰色灰岩夹砂砾岩；格曲组（P 3 g ）：下部为砾岩、砂岩、粉砂岩夹板岩、灰岩，上部为灰岩。
三叠系地层该套地层在区内出露面积最大，呈东西向展布，以昆南断裂为界，以南属玛多—马尔争地层分区三叠纪巴颜喀拉山群（T B ），总体为浅海陆棚—滨海潮坪—海陆交互相沉积，按岩性可分为变砂岩夹板岩组（T B 1 ）和变砂岩板岩互层组（T B 3 ）。
昆南断裂以北属东昆仑—中秦岭地层分区，为一套海陆交互相碎屑岩沉积。出露地层分别为洪水川组（T 1 h ）：下部为砂岩、砾岩，上部为细砂岩夹中酸性火山岩；西大沟组（T 1 x ）：岩性为灰色石英砂岩、含砾砂岩，底部为砾岩；闹仓坚沟组（T 1-2 nc ）：岩性为灰岩夹砂岩、凝灰岩；八宝山组（T 3 bb ）：岩性为砂岩、页岩夹煤线，底部为砾岩。
区内仅出露侏罗纪大煤沟组（J 1 dm ），主要分布在昆中断裂以北，面积较小零星分布。地层走向近东西，其分布受断层控制，为陆相含煤建造。其岩性主要为灰色、深灰色砂岩、页岩、煤层夹菱铁矿层。
图 1.3 驼路沟钴矿区域地质图（据青海省地质调查院，2800）
区内出露雅西措组（E 3 N 1 y），仅在昆南断裂东北侧及西北角有零星出露，岩性为泥岩、泥灰岩、砂岩夹石盐。
第四系地层分布在东、西大滩以及沟谷两侧，主要由风积砂土，洪冲积砂砾石层，冰水堆积粉砂、黏土等组成。
昆南复合拼贴带处于南北两大构造单元的结合部位，经历了多期裂解、拼合造山事件，因而留下了十分复杂的地质构造形迹。以昆中和昆南两大断裂为格架，造就了两大断裂之间的次级断裂和褶皱构造系统（图 1.3）。断裂构造十分发育，大部分呈东西向展布，尤其昆南活动性隐伏断裂，规模宏大、活动期长、连续性好，断裂从矿区南部通过，附近岩层长期遭受挤压，形成数千米宽的片理化带、糜棱岩带（图 1.3）。同时，形成的褶皱主要有水泥厂东向斜、万宝沟向斜、纳赤台北沟背斜、南沟—雪水河复式向斜、驼路沟背斜、九七沟背斜、驼路沟沟脑向斜、忠阳山背斜等。这些构造为后期各类热液矿床的形成提供了热液运移通道和矿体容矿空间，并控制了区域矿床的分布。
夹持在昆中与昆南断裂之间的昆南带中发育一系列复背斜、复向斜，驼路沟矿区即位于驼路沟背斜、九七沟背斜和驼路沟沟脑复向斜内。
驼路沟背斜：东西向分布，地表出露长约 7 km，南北宽 3 ～ 5 km。核部由奥陶—志留系纳赤台群哈拉巴依沟组第一岩性段组成，两翼为第二、三、四岩性段，对称性较好。核部及附近地层近于直立，向两翼产状变缓。
（1）昆南断裂带。
该断裂带西起布喀达坂峰北侧，东经布青山到阿尼玛卿。断面总体北倾，倾角为46° ～ 70°。沿断裂有蛇绿岩混杂堆积而被认为是晚海西—印支期缝合带，之后又继续活动。在驼路沟内被称为东西大滩隐伏断裂，被第四系覆盖。矿区南部几条平行的东西向推覆断裂都属其次级断裂。这些断裂的断裂面一般北倾，反映了南部板块由南向北俯冲。沿这些断裂两侧都发育有次级断裂，岩石多发生破碎、片理化和糜棱岩化，构成多个脆—韧性剪切带，是区内的主要控矿构造。驼路沟钴矿、菜园子铜钴矿即产于韧性剪切带中。
该断裂带的意义主要在于随晚海西—印支期构造演化迁移，南部区域构造活动增强，晚海西—印支期古特提斯洋沿昆南断裂大规模俯冲、消减拼合到柴达木地块后，形成目前东昆仑的构造格局，昆南断裂带成为具有分界意义的断裂带。
（2）昆中断裂带。
区域上西起红金台，被阿尔金断裂所切，东经低山头至温泉，被哇洪山—温泉断裂所截，呈隐伏状态继续东延，断裂总体北倾，倾角为 60° ～ 80°。断裂以北为元古宙地层和侵入岩组成的隆起带，断裂以南广泛分布有元古宙、寒武纪、奥陶纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪和三叠纪地层。该断裂也是个区域重力递变带，沿断裂有基性—超基性岩呈无根岩块（如吉日迈、拉玛托洛湖、清水泉、乌妥、哈图等）分布而被认为属新元古代—加里东期缝合带，并在缝合之后继续活动。由于该断裂带距驼路沟较远，可以认为对驼路沟地区的矿床形成控制作用较弱。
昆中断裂具有重要的地质构造意义，是一条规模巨大的边界断裂，孙丰月等（2003，2009）认为在前寒武纪时期，昆中断裂带附近应是古中国大陆南北的分界线，南部主体处于前原特提斯洋中，由于南部海山、陆壳残块、大洋玄武岩高原、岛弧不断向北俯冲、拼贴，致使柴达木陆块南缘不断增生。在前海西期，其构造意义是其他断裂所无法比拟的。
（3）其他断裂。
区域上一般断裂较多，断裂走向有近东西向、北西向、北西西向三种，以逆断层和性质不明断层为主。
总而言之，上述构造为昆南带金属矿床的形成提供了有利的空间位置。
昆南复合拼贴带中侵入岩比较发育，有海西、印支—燕山期中酸性侵入体分布，规模较大的侵入岩主要有驼路沟单元（J 1 T）灰色蚀变混染细粒黑云母花岗岩、磨石沟单元（J 1 M）灰色混染不等粒二长花岗岩，次为乌龙生过超单元（J 1 WL）灰白色粗粒花岗闪长岩、大水沟单元（T 3 D）灰白色中细粒黑云母二长花岗岩。在昆中断裂以北出露开木棋拉仁单元（P 1 K）灰色中细粒黑云母角闪石花岗闪长岩、道班沟单元（P 1 D）浅灰—浅红色中细粒二长花岗岩。
区内火山岩分布比较广泛，以基性—中酸性火山岩和火山碎屑岩为主，主要见于中—新元古代万宝沟群中，其次为奥陶—志留系纳赤台群、石炭系、二叠系、三叠系地层。火山岩的发育是古生代—早中生代复合造山活动的结果。而纳赤台群的海相喷流沉积岩系则是驼路沟地区钴矿化的“成矿母岩”或矿源层。
超基性岩脉：出露于西北角，长度可达 1000 m，由于强烈蚀变变质成灰白色、深灰色含铬铁矿滑石片岩。
石英脉：全区发育，呈白色，质较纯，规模大小不等，小者长、宽不及 1.0 cm，大者长数百米，宽数十米。在东西大滩南侧最为发育，随砂岩、板岩一起褶皱，分布方向较乱，但以和构造线方向一致者为主，为区域变质过程中硅质发生重结晶而形成。少量石英脉和成矿有一定关系，可见少量孔雀石、黄铁矿等金属矿物。
区域变质作用主要发生在晋宁期、加里东期、海西期和印支期，形成中—新元古代万宝沟群、奥陶—志留系纳赤台群、泥盆系、石炭系、二叠系和三叠系等地层中的浅变质岩系，其变质程度主要为低绿片岩相。主要岩石类型有石英片岩类、千枚岩类、板岩类，主要矿物组合为石英+绢云母+绿泥石+钠长石。
动力变质作用发生时间跨度大，从吕梁期到燕山期均有发生，但以加里东期和印支期为主，各时代动力变质作用的发生与断裂构造密切关联，形成糜棱岩类、碎裂岩系等岩石和构造片理化带，大多叠加在区域低温变质作用之上，形成变形弱化带、剪切劈理等容矿域，其造成的结果有：①有利于促进岩石中铜、金、钴等成矿元素的活化、迁移、富集及为热液运移提供通道；②强烈改造已形成的矿床，增加了找矿难度，如驼路沟钴矿。