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西藏邦铺钼铜多金属矿床成因研究

周雄  
【摘要】:西藏邦铺斑岩型钼铜多金属矿床位于冈底斯东段,大地构造位置上位于西藏特提斯构造冈底斯-念青唐古拉(地体)板片中南部,行政上隶属西藏墨竹工卡县尼玛江热乡管辖,是2007~2009年度发现的大型钼铜多金属矿床。本文主要通过详细的矿床地质特征、元素地球化学、成岩成矿年代学、流体包裹体、S、Pb同位素等研究手段,对该矿床的成因进行了深入研究,建立了成矿演化模式,并从找矿评价方面指出了以后找矿工作的重点。 矿区内出露地层由老到新主要有下二叠统洛巴堆组(P1l)、古近系典中组(E1d)和第四系(Q)。研究表明,二长花岗斑岩为含矿母岩。详细的岩石学和地球化学研究表明,二长花岗斑岩富硅(67.06%~73.70%)、富K_2O(3.61%~7.642%)贫CaO(0.14%~4.40%)贫Na_2O(0.140%~4.40%),属钾玄岩系列及高钾钙碱性系列。稀土总量变化变化很大(22.01×10~(-6)~107.61×10~(-6)),稀土曲线为平缓的右倾型,轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损。 Eu的变化范围为0.592~1.064,具有微弱的负铕异常到无铕异常。岩石微量元素相对富集不相容元素(LILE),贫高场强元素(HFSE),即相对富集Rb、U、Cs和Nd而亏损Ba、Sr、P、Ti和Y。二长花岗斑岩形成的环境比较复杂,主要为同碰撞造山构造环境,即印度大陆与亚洲大陆碰撞造山带内,发育与碰撞后的地壳伸展环境,并可能涉及到冈底斯区域板块俯冲碰撞作用的多个阶段。含矿二长花岗斑岩可能主要来自于壳源改造(S型)的花岗岩,但也不排除幔源分异型花岗岩(A型)的混入。 矿体主要由Mo矿体、Cu矿体和Pb-Zn矿体组成。钼铜矿体主要赋存于喜马拉雅晚期的二长花岗斑岩(ηγπ)及围岩典中组火山岩中,钼(铜)矿体在平面上呈空心椭圆形的扁豆体或者巨大的等轴状体,在剖面上呈长柱状体或者筒状体,产状基本稳定。铅锌矿体主要赋存于下二叠统洛巴堆组(P1l)地层中,处于灰岩、大理岩透镜体边缘地带,呈巢状、透镜状、脉状、似层状分布。 矿石构造主要为浸染状、脉状、细脉-浸染状、块状构造等;矿石结构主要有自形粒状、自形-半自形粒状、自形-半自形板状和它形粒状结构等。 金属矿物主要有辉钼矿、黄铜矿,黄铁矿、方铅矿,闪锌矿等;非金属矿物主要为石英、钾长石、斜长石、绢云母、方解石、绿泥石等。通过电子探针测试,辉钼矿中主要成分Mo、S含量与其理论值(40.06%)相近,计算获得辉钼矿的分子式为Mo_(0.99)S_2-Mo_(1.02)S_2。除主元素Mo、Cu、Pb、Zn外,可综合利用的元素有S、Au和Ag。 矿床具有典型的围岩蚀变特征,蚀变分带特征类似于Lowell和Gnilbert模式。从平面上和剖面上看,均具有明显的分带性:即从内到外为钾-硅化带-绢云母化带-绢云母-粘土化带-青盘岩化带;钼铜矿化主要分布于钾-硅化带,次为绢云母化带;铜钼矿化主要分布于绢云母化带及粘土化带;铅锌矿化主要分布于青盘岩化带。 成岩成矿年代学研究表明,邦铺矿床中二长花岗斑岩和花岗斑岩中锆石SHRIMP U-Pb年龄值分别为13.9±0.3Ma(MSWD=3.05)和14.2±0.2Ma(MSWD=0.79),二长花岗斑岩全岩Rb-Sr等时线定年(13.88±0.38Ma),其年龄值均在误差范围内;4件辉钼矿样品获得等时线年龄为14.92±0.18Ma(MSWD=1.3),其加权平均年龄为14.56±0.18(MSWD=6.0),二者在误差范围内一致,结合前人数据的9个点获得的等时线年龄(14.67±0.54Ma)、加权平均年龄(14.54±0.093Ma)(二者在误差范围内非常接近),9个点的等时线年龄(14.67±0.54Ma)代表了邦铺矿床中斑岩钼铜矿的成矿年龄;通过激光显微探针(40)~Ar-(39)~Ar微区定年,获得等时线年龄为(13.9±0.9)Ma(MSWD=29),反等时线年龄为(13.8±1.6)Ma(MSWD=30)。黄铁矿Rb-Sr同位素等时线年龄为11.0±1.5Ma(MSWD=3.5),这一年龄可能代表了该矿床晚阶段成矿年龄;闪锌矿包裹体Rb-Sr定年获得等时线年龄为13.6±1.5Ma(R=0.9942),该年龄低于锆石U-Pb、辉钼矿Re-Os及脉石英激光显微探针Ar-Ar年龄,说明该铅锌矿是斑岩期后热液成矿作用的产物,13.6Ma代表了铅锌矿的成矿年龄。等时线年龄从l5.32±0.79Ma~11.0±1.5Ma,Mo-Cu矿化年龄可能主要为14.67Ma~11.0Ma,成矿斑岩体的结晶年龄可能为14.4Ma~13.5Ma,从侧面反映该矿床成岩-成矿过程是几乎是一个连续成矿作用过程。 流体包裹体研究表明,各矿化阶段石英(方解石)中的流体包裹体均一温度与压力、盐度与密度、包裹体成分和流体包裹体H和O同位素等诸方面的初步研究表明,各个阶段成矿流体为中高温(172~239℃)、中高盐度(23.96~50.85wt%NaCleq)、高-中等密度流体(1.0696~1.0849g/cm~3)、属(Cl--)SO_4(2-)-Na~+(K~+)型水化学类型,成矿环境为低压(36.9×10~5~110.23×10~5Pa),成矿压力为低压(23.4×10~5~41.9×10~5Pa),成矿深度为0.094~0.184km,属超浅成成矿。各个阶段的成矿流体均可能主要来源于岩浆水与大气降水的混合,以大气降水为主。 通过硫、铅同位素研究,获得含矿岩浆岩的硫同位素34S(-0.48‰~12.2‰,平均3.80‰)与硫化物矿物的硫同位素34S(-1.5‰~+4.3‰,平均0.98‰)组成一致,总硫同位素34S∑S组成为-1.903‰,具有典型的岩浆硫组成特点(34S=0‰);含矿岩浆岩铅同位素(206)~Pb/(204)~Pb、(207)~Pb/(204)~Pb、(208)~Pb/(204)~Pb比值分别变化于38.857~39.857、15.620~15.704、18.684~18.768之间,方铅矿铅同位素组成(206)~Pb/(204)Pb、(207)~Pb/(204)~Pb、(208)~Pb/(204)~Pb比值分别变化于18.752~18.825、15.712~15.718、39.348~39.463之间,显示其具有正常铅同位素的特点,可能同源,具有相同的演化历史或起源;特征值及铅同位素图解显示其具有壳幔混合特征,以壳源为主,可能主要来源于参加造山带的上部地壳。Sr同位素、Re同位素表明,矿床的成矿物质可能来源于地幔,或以地幔为主。 通过以上研究,确立了该矿床的成因为次火山-热液矿床;按赋矿岩石分类,钼铜矿为斑岩型矿床,铅锌矿为碳酸盐岩型;根据成矿作用过程分析,建立了该矿床的成矿演化模式图;通过蚀变分带特征、勘探线剖面、流体包裹体等方面进行了找矿评价,提出在矿区西部,尤其是深部仍具有良好的成矿潜力,以后的勘探找矿工作重心应放在矿区深部和西部。


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