岡底斯東段驅(qū)龍斑巖銅鉬礦床地質(zhì)特征及成因探討

岡底斯東段驅(qū)龍斑巖銅鉬礦床地質(zhì)特征及成因探討

1成礦系統(tǒng)及成礦地質(zhì)特征福隆巖銅（鉬）礦床位于西藏墨竹工卡縣，西距拉薩80公里。大地構(gòu)造位于岡底斯東部山區(qū)火山巖-地幔斷裂阿拉森弧內(nèi)的拉薩-吉那弧內(nèi)，以及盆地南部的邊界。從晚古生代到中新世，隨著新泰斯洋地殼的深溝槽斷層褶皺過程，以及大陸上最常見的巖質(zhì)帶的大規(guī)模擴(kuò)展和滑動，形成了一系列前所未有的堿性花崗巖、殼源“s”的淺藍(lán)巖、超淺成堆巖石和大量酸性火山巖。它是青藏高原最著名的岡底斯-武隆巖帶，伴隨著各種運動活動和成礦活動（董書文，1999）。成礦類型為雅江縫合帶巖屑巖、巖斑巖、噴出巖、鋯流巖、充裝巖和成礦巖炮。一般來說，同源性多期、深度淺形成和多因素復(fù)合（鄭有業(yè)等，2002）。礦區(qū)地層主要為中侏羅統(tǒng)葉巴組(J2y)的一套英安質(zhì)-流紋質(zhì)火山巖、火山碎屑沉積巖及碳酸鹽巖等,雙峰式特征明顯,構(gòu)成了多個火山噴發(fā)-沉積韻律旋回,具有活動大陸邊緣環(huán)境下形成的鈣堿性系列火山巖的組合特點.侵入巖為喜山早期侵入的榮木錯拉復(fù)式巖體,K-Ar同位素年齡為62.2～65.4Ma(夏代祥等,1993),巖性主要為中細(xì)粒黑云母二長花崗巖、斑狀黑云母二長花崗巖等.喜山晚期的二長花崗斑巖、石英斑巖、流紋斑巖、輝綠(安山)玢巖等呈小巖株、巖枝、巖脈侵入其中或接觸帶附近,構(gòu)成了一個復(fù)雜的火山巖漿成礦系統(tǒng).本區(qū)的構(gòu)造線方向為近E-W向,而主要控礦構(gòu)造為NE向的復(fù)合型斷裂帶,分布在拉薩-日多弧內(nèi)盆地的南部邊緣,并具有多期性和繼承性活動的特點.早期主要表現(xiàn)為盆緣同生斷裂(控盆斷裂),控制了以葉巴組為主的火山弧的形成;晚期主要表現(xiàn)為控巖和控礦斷裂,控制了普下、拉抗俄、驅(qū)龍、象背山、塔龍尾(任云生等,2002)等含礦斑巖體及松多雄、幫浦、日烏多等多金屬礦體的空間線狀展布.2礦床成因特征經(jīng)過2002年的野外勘查,在驅(qū)龍礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)4個斑巖體及5個礦化體(圖1),其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號斑巖體礦化較好.2.1號斑巖體Ⅰ號斑巖體:二長花崗斑巖,呈巖枝狀,面積約0.15km2,產(chǎn)狀陡立,以被動方式侵位于黑云母二長花崗巖中,界線基本清楚,巖相分帶不明顯,其邊緣及頂部擠壓破碎現(xiàn)象普遍,在斑巖體西側(cè)邊部及頂部可見隱爆角礫巖.同時在斑巖體內(nèi)可見輝綠玢巖及閃長玢巖脈等穿插.Ⅱ號斑巖體:二長花崗斑巖,呈巖株狀,傾向北,面積約0.75km2,邊界參差不齊,以被動方式侵位,接觸帶附近輝綠巖、斑巖脈交織穿插,但界線清楚.巖體內(nèi)巖性有一定差異,由東向西石英的成分減少而長石的成分增加.Ⅰ、Ⅱ號斑巖體相距180m,其深部有可能連為一體,成生于同一構(gòu)造-巖漿旋回.2.2巖石蝕變與礦化關(guān)系銅(鉬)礦(化)體主要產(chǎn)于含礦斑巖體與黑云母二長花崗巖的內(nèi)外接觸帶中,以含礦斑巖體為中心,形成具有中心式、面狀、環(huán)帶分布的蝕變特征,并配套有相應(yīng)的礦化分帶.CuⅠ礦(化)體:控制程度最高,總體為隱伏-半隱伏礦體,主礦體隱伏深度98m,地表僅外接觸帶礦化出露,長約500m,厚約10～50m,為斑巖體全巖礦化.該礦體礦石、礦物主要有黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦、孔雀石、銅蘭、方鉛礦、閃鋅礦、磁鐵礦、金紅石等,它們呈浸染狀、團(tuán)塊狀、細(xì)脈狀分布于二長花崗斑巖及內(nèi)外接觸帶中.由斑巖體向外,細(xì)脈狀、團(tuán)塊狀礦化增多,形成相對較晚.黃鐵礦多呈自形、半自形晶分布于斑巖體中,靠近接觸帶含量明顯增多,并往往被磁鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、輝鉬礦等交代.黃銅礦常呈他形、細(xì)粒(粒徑0.05～0.2mm)分布在斑巖體中;而分布在石英細(xì)脈(團(tuán)塊)中的黃銅礦顆粒粗大,多沿石英顆粒間隙分布,粒徑0.5～15mm,黃銅礦內(nèi)部多見輝鉬礦、方鉛礦呈篩孔狀分布.磁鐵礦、金紅石呈他形粒狀.輝鉬礦呈針狀、片狀分布在石英細(xì)脈內(nèi)或交代黃鐵礦、黃銅礦;其礦化分帶由內(nèi)向外依次為:黃鐵礦化、磁鐵礦化→黃銅礦化、黃鐵礦化→黃鐵礦化、黃銅礦化、輝鉬礦化.礦區(qū)巖石蝕變強(qiáng)烈,蝕變作用由含礦斑巖體向外表現(xiàn)為鉀化+絹英巖化+硬石膏化→粘土化+絹英巖化+硬石膏化+青盤巖化→青盤巖化.鉀化僅在Ⅰ號斑巖體深部見到;而粘土化在斑巖及外接觸帶中普遍存在,其強(qiáng)度與表生條件及構(gòu)造破碎程度有關(guān);黃鐵絹英巖化在內(nèi)外接觸帶很發(fā)育,由鑲嵌粒狀石英、團(tuán)塊狀或細(xì)粒鱗片狀絹云母及不規(guī)則粒狀黃鐵礦等組成,絹云母化在基質(zhì)中較斑晶更強(qiáng),表現(xiàn)為團(tuán)塊集合體和分布在基質(zhì)粒間;斑巖體中的黑云母具褐色多色性,屬高溫型,多已蝕變成白云母;青盤巖化在斑巖體外接觸帶的黑云母二長花崗巖、安山玢巖中發(fā)育普遍,表現(xiàn)為綠泥石、綠簾石、方解石等呈彌漫狀或細(xì)脈狀分布其中.CuⅡ礦(化)體:主體位于Ⅱ號斑巖體內(nèi),局部少量位于外接觸帶附近.礦體呈啞鈴狀,長約1.5km,寬50～300m不等.礦化在斑巖體內(nèi)較強(qiáng),可見孔雀石、銅蘭、藍(lán)輝銅礦、斑銅礦、黃銅礦、輝鉬礦等呈浸染狀、團(tuán)塊狀及細(xì)脈狀分布,其含量有隨海拔降低而礦化增強(qiáng)的趨勢.蝕變分帶依次為:絹英巖化+硬石膏化(斑巖體內(nèi))→絹英巖化+硬石膏化+青盤巖化(外接觸帶附近)→青盤巖化(黑云母二長花崗巖及英安巖);由此形成礦化分帶:黃銅礦+黃鐵礦→黃鐵礦+黃銅礦+輝鉬礦→黃鐵礦+弱黃銅礦化;絹英巖化、硅化與銅礦化關(guān)系密切,蝕變強(qiáng)度與礦化強(qiáng)度呈正相關(guān);而黃鐵礦化與銅礦化關(guān)系不密切.2.3熱液期礦化社會根據(jù)脈體穿插關(guān)系、礦物共生組合及礦物生成順序等,可將驅(qū)龍銅(鉬)礦床劃分為殘漿期、熱液期和表生期3期5個階段.殘漿期是斑巖體在大量硅酸鹽礦物結(jié)晶的晚期,自形、半自形的黃鐵礦和他形磁鐵礦及少量他形黃銅礦充填在硅酸鹽礦物的晶隙中,構(gòu)成浸染狀礦化體,一般品位較低.主要的礦化發(fā)生在熱液期,可進(jìn)一步分為3個階段:(1)多金屬硫化物階段形成最早,由黃銅礦、斑銅礦、黃鐵礦、輝鉬礦、閃鋅礦等與石英、絹云母、鐵白云石等一起呈浸染狀、團(tuán)塊狀、細(xì)脈狀分布于硅酸鹽礦物粒間或裂隙中,構(gòu)成重要的工業(yè)礦體;(2)硬石膏-硫化物階段.此階段廣泛發(fā)育于含礦斑巖體的深部,主要由硬石膏、黃鐵礦、黃銅礦等組成;(3)石英-輝鉬礦階段.這一階段的輝鉬礦晶形大多較完整,呈針狀、彎曲的片狀與石英、方鉛礦等一起沿構(gòu)造裂隙充填,構(gòu)成脈狀、網(wǎng)脈狀輝鉬礦的主體.地表可見大量輝鉬礦石英脈轉(zhuǎn)石,其品位最高可達(dá)5%以上.表生期是原生礦石在表生條件下,由風(fēng)化、淋濾及次生富集形成的孔雀石、藍(lán)銅礦、輝銅礦、銅藍(lán)、鉬華等,并見次生富集帶.3流體包裹體成礦環(huán)境控制驅(qū)龍含礦斑巖中發(fā)育大量的流體包裹體,石英及硬石膏中的43組流體包裹體數(shù)據(jù)表明:包裹體類型以富液包裹體為主,氣液比一般在10%～15%,同時可見許多含子礦物的三相包裹體及少量的富氣包裹體;其大小一般在5～15μm,以10μm左右為多,形態(tài)不規(guī)則,成群、成帶分布在團(tuán)塊狀、網(wǎng)脈狀石英及硬石膏中,未見熔流包裹體.由含礦斑巖體中流體包裹體均一溫度直方圖(圖2)可以看出:石英、硬石膏的包裹體均一溫度主要在250～400℃之間,可分為3組,估計與熱液期不同的礦化階段相對應(yīng),但主要溫度區(qū)間為300～350℃.經(jīng)中國地質(zhì)大學(xué)激光拉曼光譜測定,流體包裹體成分主要有液相:H2O、SO2?442-、Cl-;氣相:CO2、H2O、N2、CH4;固相:石膏、石鹽.從流體包裹體類型、成分及組合特征來看,應(yīng)屬于飽和及過飽和鹽水-蒸氣沸騰流體包裹體組合.這種沸騰流體應(yīng)形成于壓力條件突然下降的半開放-開放環(huán)境,成礦物質(zhì)也是此時大量沉淀,與主要的礦化階段相吻合.驅(qū)龍Ⅰ號含礦斑巖體中輝鉬礦石英脈中輝鉬礦Ro-Os模式年齡為(15.36±0.21)Ma(中國科學(xué)院地質(zhì)地球物理研究所測試,2001,3個樣平均);驅(qū)龍ZK001及TC1中輝鉬礦Ro-Os模式年齡為(15.99±0.91)Ma(中國科學(xué)院地質(zhì)地球物理研究所測試,2002,4個樣平均);驅(qū)龍含礦斑巖體中單顆粒鋯石U-Pb年齡17.0Ma(中國科學(xué)院地質(zhì)地球物理研究所測試,2003).可見驅(qū)龍斑巖銅礦床的成礦年齡應(yīng)在16Ma左右.這一時間與岡底斯造山帶陸內(nèi)匯聚體制向伸展走滑體制轉(zhuǎn)換的時間大致相當(dāng).驅(qū)龍斑巖銅礦床的形成受其所處大地構(gòu)造背景及成礦環(huán)境控制.在中新世(17～15Ma),岡底斯造山帶由匯聚造山向伸展走滑轉(zhuǎn)換的過渡時期,由于軟流圈上涌、深部物質(zhì)減壓分熔等因素,誘發(fā)深熔作用,形成富含揮發(fā)分、侵位能力極強(qiáng)的花崗巖漿(陳衍景等,1999;YinandHarrison,2000),沿NE向控盆控巖(礦)斷裂(盆緣深斷裂)侵位產(chǎn)生一系列的斑巖體、相關(guān)的小侵入體及火山巖.驅(qū)龍含礦斑巖體就是在這一過渡體制下深部殼幔作用的產(chǎn)物.其流體包裹體組合也反映其形成環(huán)境從相對封閉向相對開放、半開放的環(huán)境轉(zhuǎn)變,這與成礦發(fā)生于匯聚造山環(huán)境向伸展走滑過渡的結(jié)論是一致的.4礦物理性染料由于該礦床處于勘查初期,存在許多亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問題:現(xiàn)象之一:驅(qū)龍斑巖銅礦床在地表以下180m開始大量發(fā)育結(jié)晶顆粒粗大的紫紅色硬石膏(以前許多專家將其錯定為螢石),它們呈脈狀(最寬達(dá)5cm)、團(tuán)塊狀、浸染狀分布于裂隙、晶隙中,含量可達(dá)1%～10%,這在國內(nèi)外都是罕見的.淺部以白色為主,深部紫紅色硬石膏增多及總體含量增加,并與銅礦化成正比,是重要的礦化標(biāo)志.同時在礦石中還發(fā)現(xiàn)存在大量的磁鐵礦與金紅石這一現(xiàn)象.大量的研究表明,在氧化型花崗巖漿中硫以S6+形式為主,當(dāng)硫達(dá)到飽和后則不會形成硫化物而形成硬石膏和磁體礦,銅并不進(jìn)入硬石膏而是仍然留在巖漿中,并最終進(jìn)入流體成礦;而當(dāng)巖漿處于還原態(tài)時,其中的硫呈S2-,就會晶出磁黃鐵礦等硫化物或發(fā)生硫化物熔體的分離,此時巖漿中的絕大多數(shù)銅將會進(jìn)入磁黃鐵礦或硫化物熔體中而發(fā)生分散,從而阻礙了斑巖銅礦的形成(StreckandDilles,1998;TarkianandStridrny,1999).驅(qū)龍斑巖銅礦床中大量硬石膏的出現(xiàn),說明含礦斑巖漿為氧化態(tài).這種含膏鹽流體將相當(dāng)數(shù)量的SO2?442-、Cl-離子帶入巖漿,氧化態(tài)硫、氯離子大量存在,有利于銅金富集在流體相中,是大型斑巖礦床形成的必要條件(Sillitoe,1997).但礦石中金紅石的大量出現(xiàn),使之與氧化態(tài)巖漿之說相矛盾.另一方面,驅(qū)龍銅礦床位于拉薩-日多弧間(斷陷)盆地南部邊緣這一盆山轉(zhuǎn)換部位,NE向控盆控巖(礦)復(fù)合深斷裂由擠壓向伸展轉(zhuǎn)換過程中所引起的“泵吸”作用使來源于深部的含礦熱流體與來自拉薩-日多弧間(斷陷)盆地中晚侏羅統(tǒng)含膏鹽地層中的礦化熱鹵水發(fā)生混合,構(gòu)成了一個物質(zhì)和能量的雙對流成礦流體循環(huán)系統(tǒng),使二長花崗斑巖及其周圍巖石產(chǎn)生強(qiáng)烈的蝕變交代及充填作用,形成浸染狀、團(tuán)塊狀及網(wǎng)脈狀礦化.這也與驅(qū)龍含礦斑巖體中90%以上的斑晶已發(fā)生蝕變的地質(zhì)事實相吻合.但究竟是哪種成因或兼而有之需要進(jìn)一步的研究.現(xiàn)象之二:最近一些學(xué)者指出岡底斯成礦帶的含礦斑巖體屬鉀玄巖系列.驅(qū)龍含礦斑巖體及圍巖的巖石化學(xué)成分分析結(jié)果(表1)表明,均富堿、高鉀和w(K2O)>w(Na2O);從w(K2O)-w(Si2O)圖解(圖3)可以看出:除個別樣品落在高鉀鈣堿性系列區(qū)外,絕大多數(shù)樣品均落在鉀玄巖系列區(qū);在w(K2O)-w(Na2O)圖上(圖4),除少數(shù)樣品落在超鉀質(zhì)區(qū)外,大部分樣品均落在鉀玄巖質(zhì)區(qū).表明驅(qū)龍的含礦斑巖體與榮木錯拉黑云母二長花崗巖類似,在巖石化學(xué)成分上屬鉀玄巖系列至高鉀鈣堿性系列的巖石.然而在鏡下觀察,含礦斑巖體及圍巖均已發(fā)生強(qiáng)烈蝕變,具變余斑狀結(jié)構(gòu),變余斑晶石英、鉀長石、斜長石只占5%左右,蝕變礦物絹云母、石英等達(dá)60%以上.也就是說含礦斑巖中的絕大多數(shù)硅酸鹽礦物已發(fā)生了蝕變.筆者所測試的巖石化學(xué)結(jié)果都是針對已蝕變的含礦斑巖體進(jìn)行的,高鉀有可能是蝕變引起的(銅、鉀元素呈正相關(guān)的分析結(jié)果證明了這一點),并不代表含礦斑巖體原有的成分.問題在于:含鉀的熱流體是含礦斑巖本身結(jié)晶分異時析出的還是來自圍巖?或者兩者都有?這是一個值得深入研究的課題.5挖掘新技術(shù)5.1驅(qū)龍銅礦點的勘探方向1986—1988年西藏區(qū)調(diào)隊在進(jìn)行1∶20萬拉薩幅區(qū)域化探掃面時在驅(qū)龍發(fā)現(xiàn)了拉27號異常,并同時安排了三級異常查證,證實為礦致異常;1994年西藏區(qū)調(diào)隊在該區(qū)進(jìn)一步開展了二級異常查證,發(fā)現(xiàn)了4個銅(鉬)礦化體,但由于認(rèn)識的深入程度等原因,勘查工作沒有繼續(xù)進(jìn)行下去.2000年底筆者在系統(tǒng)研究、分析、處理岡底斯東段地、物、化、遙資料的基礎(chǔ)上,認(rèn)為驅(qū)龍銅礦點的資源潛力應(yīng)在200×104t以上,并在2001年初編寫的《西藏岡底斯東段銅多金屬成礦帶礦產(chǎn)資源評價及找礦突破》立項論證報告中將驅(qū)龍礦點列為首選靶區(qū).經(jīng)過大調(diào)查項目2002—2003年的野外初步勘查驗證,該礦床有望成為世界級的超大型斑巖銅(鉬)礦床.5.2含礦地層及含礦地層的厚度根據(jù)勘查初期礦區(qū)的交通條件及鉆探工作量,2002年的工作重點放在了Ⅰ號含礦斑巖體上.在0線施工了ZK001、ZK002兩個鉆孔(圖1),但均未打穿礦體.ZK001孔深501.44m,打在含礦二長花崗斑巖中,98m時開始見礦,已控制工業(yè)礦體厚403.44m(未打穿礦體),銅平均品位0.501%,最高品位1.79%;鉬平均品位0.0317%.其中孔深314～334m之間銅平均品位1.23%,且終孔品位仍達(dá)0.93%,說明礦體向深部仍有延伸;ZK002孔深400m,打在了含礦斑巖體的外接觸帶(黑云母二長花崗巖)中,24m時開始見礦,且向下Cu、Mo品位有增高的趨勢;2003年在Ⅱ號礦體上施工了ZK1101孔,鉆進(jìn)662m時還未打穿礦體.5.3號斑巖體的成礦價值從水化學(xué)、滲濕土測量、幅頻激電等成果來看:形成3km及6km長“孔雀河”的銅離子主要是來自Ⅰ、Ⅱ號含礦斑巖體;1∶1萬土壤測量在Ⅱ號含礦斑巖體上顯示出以斑巖銅礦化前緣暈為主的組合異常;同時,在