西藏甲瑪銅多金屬礦床三維構(gòu)造界面研究

西藏甲瑪銅多金屬礦床三維構(gòu)造界面研究

西藏雄馬銅礦床位于西藏拉薩以東68公里處。它是岡底斯成礦帶的重要礦床之一。近年來的勘查工作和地質(zhì)研究揭示甲瑪?shù)V床為巖漿熱液交代成因,初步建立了斑巖-矽卡巖成礦系統(tǒng)的地質(zhì)勘查模型。甲瑪?shù)V床規(guī)模大,現(xiàn)已控制的銅、鉬、鉛、鋅、金、銀資源量均達大型(唐菊興等,2010)。前人對甲瑪?shù)牡V床模型和預測研究主要通過文字性描述和二維圖解表達,這種方式不能直觀表現(xiàn)礦床三維分布和空間變化特征。本文將三維建模計算機可視化技術(shù)、曲面模擬和空間插值方法與礦田構(gòu)造分析、地球化學元素分帶研究相結(jié)合,分析了甲瑪銅多金屬礦床模型的特征,為礦床模型研究和深部預測提供了基于真三維視角的佐證。甲瑪?shù)V區(qū)位于岡底斯—念青唐古拉地體南緣區(qū)內(nèi)出露地層為被動陸緣環(huán)境下沉積形成的碎屑巖-碳酸鹽系,以下白堊統(tǒng)林布宗組(K1l)、上侏羅統(tǒng)多底溝組(J3d)為主(圖1)。區(qū)內(nèi)發(fā)育不同級別、不同性質(zhì)的構(gòu)造,包括多底溝組與林布宗組的層間構(gòu)造及甲瑪—卡均果推覆構(gòu)造體系(唐菊興等,2010)。礦區(qū)出露的侵入巖主要有花崗斑巖、二長花崗斑巖、花崗閃長斑巖、石英閃長玢巖。甲瑪?shù)V床成因?qū)賻r漿熱液交代作用下的與斑巖成礦作用有關的斑巖-矽卡巖-角巖型礦床,根據(jù)賦礦巖石的不同,甲瑪銅多金屬礦床礦體分為3類:產(chǎn)于角巖中的鉬銅礦體,產(chǎn)于矽卡巖中的銅多金屬礦體和產(chǎn)于斑巖中的鉬銅礦體。角巖型、矽卡巖型礦體走向上已被控制,斑巖型礦體屬于深部隱伏礦體(鄭文寶等,2010)。1礦質(zhì)沉淀場所礦床構(gòu)造是控礦基本因素,其空間展布、形態(tài)變化等對礦體分布有重要控制作用,研究其三維空間展布趨勢對預測深部隱伏礦體起重要作用。甲瑪?shù)V床層間構(gòu)造為流體向遠離斑巖體的場所擴散提供了有利空間,也為巖漿熱液的運移提供了通道及礦質(zhì)沉淀場所(鄭文寶等,2010)。本研究搜集了甲瑪?shù)V區(qū)勘探資料,提取214個鉆孔中林布宗組與多底溝組層間臨界點數(shù)據(jù),對控礦構(gòu)造界面進行三維模擬。根據(jù)臨界點(x,y,z)空間坐標值,通過網(wǎng)格化后,將高程z值作為待插值,運用距離平方反比插值方法得出空間中的若干個(x,y,z)離散點數(shù)據(jù),構(gòu)建函數(shù)f(x,y,z)=z-z,提取f(x,y,z)=0的等值曲面,模擬結(jié)果見圖2。據(jù)圖2,控礦構(gòu)造界面總體走向北西西,向北東傾斜,近地表產(chǎn)狀陡,往深部傾角變緩,礦區(qū)矽卡巖型礦體主要賦存于構(gòu)造界面下方,多底溝組大理巖與林布宗組角巖、板巖的層間構(gòu)造界面為形成連續(xù)矽卡巖型礦體提供了容礦場所。2剖面位置及分布特征甲瑪?shù)V區(qū)主要成礦元素是Cu、Mo、Pb、Zn,研究通過提取礦區(qū)鉆孔元素化探數(shù)據(jù),利用空間插值方法,分析了各元素空間分布規(guī)律。圖3為主要成礦元素經(jīng)過空間網(wǎng)格化和插值后所得的立體值線在甲瑪47、31、15、0、16、32、48、64、80號剖面上的切片圖,上述9個剖面沿礦體走向方向自西向東依次排開,剖面間距約400m。由圖3可知:Pb、Zn兩種緊密共生的元素(郭衍游等,2011),分布規(guī)律非常一致,分布于礦區(qū)南側(cè)的鉛山—銅山一帶,位于礦頭或近地表處,在海拔4600m以上,表現(xiàn)為淺成低溫成礦的特點;Cu元素與Pb、Zn元素分布比較,垂向上分布偏于中下部,除少量高值出現(xiàn)在礦區(qū)北西和南東邊緣區(qū)域海拔在4500m以上,其余高值區(qū)分布于4500m以下,平面上分布偏于礦區(qū)中部有向北東部延展的趨勢;Mo元素與上述元素比較,偏于富集在礦區(qū)深部,濃集中心較Cu元素更偏于礦區(qū)北東部,由16、32號剖面Mo元素分布可知隨深度增加,濃集范圍有擴大的趨勢。3討論3.1硅鈣面緩沖區(qū)內(nèi)資源量的比例為進一步討論硅鈣界面對矽卡巖型礦體產(chǎn)出影響程度,取硅鈣面50m緩沖區(qū)與矽卡巖礦體求交,統(tǒng)計結(jié)果見圖4;據(jù)圖4所示,礦區(qū)主要成礦元素Cu、Mo、Pb、Zn、Ag、Au在硅鈣面緩沖區(qū)內(nèi)所占比例,其中Cu、Mo、Ag、Au資源量在硅鈣面緩沖區(qū)內(nèi)所占的比值相近,為60%~70%;由此可知硅鈣面對Cu、Mo、Ag、Au元素的富集有絕對的控制作用,而Pb、Zn資源量在硅鈣面緩沖區(qū)內(nèi)所占比值為20%~25%,顯示硅鈣面對Pb、Zn元素富集的影響較小,兩者可能主要受到了礦區(qū)推/滑覆構(gòu)造的影響,流體運移至礦區(qū)銅山附近的過程中受到滑覆構(gòu)造體系的阻擋而聚集發(fā)生礦化而形成Pb、Zn礦體。3.2pb、zn、cu、mo元素分布通過元素比值的空間展布可分析主要成礦元素的水平、垂向分帶特征(鄭文寶等,2010),圖5A、B分別為(Pb+Zn)/Cu、Mo/Cu元素比值經(jīng)過空間網(wǎng)格化和插值后所得到的立體等值線在不同水平中段上的分布,圖5C、D分別為上述兩種元素比值隨海拔變化曲線。由圖5A所示,Pb、Zn與Cu元素相比,垂向上主要分布于海拔4600m以上,平面上主要位于礦區(qū)南部;由圖5C所示,(Pb+Zn)/Cu比值隨海拔5200m至4200m變化為從1.73降至0.31,海拔4500m以上主要富集Pb、Zn元素,海拔4500m以下主要富集Cu元素;由圖5B所示,Mo與Cu元素相比,垂向上主要分布于海拔4600m以下,平面上主要位于礦區(qū)南部;由圖5D所示Mo/Cu比值隨海拔5000m至4200m變化從0.15升至1.17,海拔4400m以上以Cu元素富集為主,海拔4400m以下以Mo元素富集為主。因此將甲瑪?shù)V區(qū)的主要成礦元素由南西(淺部)向北東(深部)分帶如下:Pb+Zn→Cu→Cu+Mo→Mo(鄭文寶等,2011)。成礦元素平面與垂向分帶總體表現(xiàn)一致,為以淺部、南西向低溫元素Pb、Zn至深部、北東向高溫元素Cu、Mo分布的特征,這反映了熱液沿層間破碎帶從深處向淺部側(cè)向運移的特點,構(gòu)成了一個完整的與巖漿作用有關的元素分帶特征。3.3mo元素菌群據(jù)圖5B中高溫元素組合的分布范圍,表明近巖體接觸帶主要位于礦區(qū)北部;圖5D中鉬礦化在海拔4400m以下逐漸增強的趨勢表明極有可能在礦區(qū)深部找到斑巖型鉬銅礦體。為探求礦區(qū)鉬銅斑巖體的位置,進行了高溫Mo元素等值面的提取。由圖6可知,Mo元素異常(品位大于0.06)的空間分布特征表明在ZK1616—ZK3216一帶存在濃集中心該濃集中心呈鐘形展布,異常等值面向深部有擴大的趨勢,推測深部可能是流體源或存在隱伏斑巖體。此外,角巖及角巖礦由南西向北東逐漸增厚,在ZK3216附近角巖厚度最大,角巖型礦體在ZK3216處厚度達到近1000m。角巖成因上是由巖漿在侵入過程中向圍巖釋放熱量而形成的熱接觸變質(zhì)巖,巨厚角巖的形成需要巨量熱的供應(王崴平等,2011;王登紅等,2011),在ZK3216附近形成如此厚的角巖及角巖型礦體,指示了ZK3216—ZK1616一帶為深部巖體的中心位置。4甲瑪?shù)V區(qū)硅鈣界面特征通過對甲瑪?shù)V區(qū)礦床三維模型的分析,得到以下結(jié)論:(1)甲瑪?shù)V區(qū)多底溝組大理巖與林布宗組角巖、板巖的層間破碎帶是礦體形成的一種理想的界面。通過對該界面的三維模擬,統(tǒng)計主成礦元素Cu、Mo、Pb、Zn、Ag、Au在該界面50m緩沖區(qū)內(nèi)所占比例大小,得出甲瑪?shù)V區(qū)硅鈣界面對矽卡巖礦體的形態(tài)有較大的影響,對Cu、Mo、Ag、Au元素的富集有絕對的控制作用。(2)甲瑪?shù)V區(qū)成礦元素由南西(淺部)向北東(深部)分帶均表現(xiàn)為:Pb+Zn-Cu-Cu+M